Procédé et dispositif de traitement d'effluents gazeux contenant en particulier de l'acide fluorhydrique.

Domaine de l'invention :

L'invention concerne un procédé de traitement, à haut pouvoir d'extraction, d'effluents gazeux contenant des composés fluorés. Elle concerne plus particulièrement le traitement d'effluents gazeux générés par les cellules utilisées pour la production d'aluminium par électrolyse ignée selon le procédé Hall-Héroult. L'invention concerne précisément l'extraction aussi complète que possible de polluants fluorés, et plus particulièrement de l'acide fluorhydrique, au moyen de particules minérales pulvérulentes, de l'alumine, qui captent et adsorbent lesdits polluants fluorés.

Etat de la technique :

L'augmentation de la pollution gazeuse de l'atmosphère locale, régionale et planétaire, ainsi que le réchauffement de l'atmosphère constaté, interpelle d'une manière permanente les responsables des industries qui rejettent des effluents gazeux pollués dans l'atmosphère. Elle interpelle également et les acteurs politiques et le public. La dépollution d'effluents gazeux est aussi nécessaire pour préserver la santé du personnel des usines qui les génèrent. Pour toutes ces raisons, les réglementations régionales, nationales et internationales imposent des limites toujours plus basses aux quantités de polluants rejetées dans l'atmosphère.

On connaît de nombreux procédés de dépollution d'effluents gazeux, par voie humide, par lavage par exemple, ou par voie sèche, au moyen par exemple de particules solides pulvérulentes mises en contact avec les effluents gazeux à dépolluer (voir par exemple le procédé décrit dans la demande de brevet FR 2 626 292 de la société Walther & Cie.) , ces particules intervenant comme réactifs chimiques, ou comme adsorbants physiques, ou comme supports de condensation. La dépollution d'effluents par lavage pose toutefois le problème du traitement des effluents liquides qui en résultent. Cela est un problème à la fois technique et économique. De même, un procédé de dépollution d'effluents au moyen

de particules solides doit prendre en compte le devenir des particules solides chargées de polluants.

Mais tous les procédés disponibles, même s'ils développent déjà une bonne capacité à dépolluer les effluents gazeux chauds résultants des activités industrielles et/ou humaines, ne parviennent pas à une dépollution poussée c'est-à-dire suffisamment complète desdits effluents pour que les composants les plus essentiels et les plus dangereux de ces polluants pour l'environnement, tels que l'acide fluorhydrique, le SO ₂ , le HCl et autres encore, soient complètement éliminés desdits effluents gazeux avant leur rejet dans l'atmosphère.

C'est pourquoi, il existe encore aujourd'hui un vrai problème de protection de l'environnement qui résulte d'une insuffisante dépollution des effluents gazeux pollués, en particulier par du HF, avant leur rejet dans l'atmosphère.

La production d' effluents gazeux contenant des polluants en particulier du HF découle notamment de la production industrielle de l'aluminium par Pélectrolyse ignée de l'alumine en solution dans un bain d'électrolyse formé de cryolithe fondue (Procédé HaIl- Heroult) : les effluents gazeux sont la conséquence des réactions électrochimiques qui se produisent à haute température (environ 1000 ⁰ C) lors de l'électrolyse ignée de l'alumine dans le bain de sel fondu comportant notamment de l'alumine et de la cryolithe, et qui est traversé de courants électriques très intenses, de l'ordre de plusieurs centaines de milliers d'ampères. Les effluents sont formés d'un mélange contenant majoritairement du CO ₂ (qui provient surtout de la consommation des anodes en carbone) et minoritairement des composés fluorés, en particulier l'acide fluorhydrique. Ces composés fluorés doivent être éliminés avant leur rejet dans l'atmosphère.

D'incessantes et d'importantes améliorations technologiques de traitement ont été apportées aux installations industrielles, pour confiner, capter et traiter les effluents gazeux industriels contenant des polluants tels que SO ₂ , NH ₃ , HF, HCl et autres.

Dans le cas de l'électrolyse ignée de l'alumine par exemple, le capotage des cuves d'électrolyse, l'aspiration des effluents gazeux, leur traitement dans des installations appropriées au moyen d'alumine pulvérulente adsorbant les composés fluorés et leur évacuation une fois traités dans l'atmosphère après une séparation solide/gaz, ont permis

d'abaisser de plus en plus le taux de composés fluorés encore présents dans les effluents dépollués et rejetés dans l'atmosphère.

De nombreux documents de l'état de la technique témoignent des efforts déployés pour dépolluer de plus en plus finement les effluents gazeux destinés à être rejetés dans l'atmosphère.

Le document WO 2004-64984 décrit un procédé qui consiste à injecter des gouttelettes d'un fluide de refroidissement (eau) dans le conduit d'acheminement gazeux contenant du HF provenant des cuves d'électrolyse ignée de l'alumine, l'injection se produisant en amont de la zone de réaction entre le HF des effluents gazeux et de l'alumine introduite dans la zone de réaction pour adsorber ledit HF. Cette injection très contrôlée du liquide de refroidissement s'effectue à une distance d'au moins 15 mètres de la zone de réaction entre le HF et l'alumine, pour en permettre une vaporisation totale, ce liquide de refroidissement étant réchauffé, avant son injection, à une température inférieure de 1O ⁰ C à 20°C à celle de la température d'évaporation dudit liquide.

Ainsi ce procédé porte essentiellement sur l'abaissement de la température des effluents gazeux pollués pour limiter le débit de gaz à traiter, mais aussi pour protéger les installations de traitement et plus particulièrement les textiles techniques de fïltration réalisés avec des polymères de synthèse thermoplastiques.

Le document US 5,878,677 traite d'un procédé pour le refroidissement et la purification d'un flux gazeux contenant du SO ₂ et du HCl, les gaz polluants étant traités par des particules solides (Ca(OH) ₂ , CaCO ₃ ). Le flux gazeux à dépolluer est traité en lit fluidisé dans un réacteur par les particules solides mises en suspension dans le flux gazeux, le lit fluidisé étant refroidi dans la zone de réaction au moyen d'échangeurs thermiques. A la sortie du réacteur de traitement, le lit fluidisé subit une séparation gaz/solide, les gaz étant rejetés dans l'atmosphère et les particules solides séparées étant refroidies dans une zone de refroidissement spécifique avant d'être ré-introduites à la base du réacteur pour traiter le flux gazeux entrant à dépolluer.

Ainsi le procédé porte également sur l'abaissement de la température des effluents gazeux pollués dans le but de protéger les installations de traitement et de séparation et limiter les pertes des performances du traitement.

Le document EP 0 668 343 Al (Foster Wheeler Energy Corp.) concerne un procédé de purification et refroidissement des effluents gazeux chauds contenant des effluents gazeux tels que des composés soufrés et des composés corrosifs comme HCl, CO, NH ₃ ...). Le flux gazeux pollué est traité dans un réacteur de traitement à lit fluidisé circulant comportant des particules solides en suspension dans les effluents gazeux pollués. A la sortie du réacteur de traitement, une séparation gaz/solide est pratiquée. La fraction des particules solides séparée est refroidie dans un échangeur thermique spécifique et ré-introduite dans le flux gazeux à traiter au sein du réacteur.

Le procédé ainsi proposé porte également sur l'abaissement de la température des effluents gazeux à dépolluer par le truchement en particulier du refroidissement des particules solides préalablement à leur introduction dans les effluents gazeux à traiter pour des raisons similaires à celles déjà pratiquées de protection des installations industrielles de dépollution.

Le document EP 0 368 861 Bl (A. Ahlstôm Corp.) décrit un procédé de traitement de gaz industriels chargés de polluants gazeux consistant :

(i) à mettre dans une chambre de traitement à lit fluidisé, les gaz industriels pollués au contact de particules solides, (ii) à refroidir le milieu fluidisé (gaz industriels pollués et particules solides) au moyen d'échangeurs thermiques présents dans la chambre de traitement,

(iii) puis à réaliser une séparation gaz/solide en ré-introduisant dans la chambre de traitement les particules séparées et refroidies et une partie des gaz dépollués refroidis, de telle sorte que la température des particules solides recyclées et des gaz dépollués recyclés soit inférieure à la température des gaz industriels pollués à traiter.

Le procédé décrit dans ce document concerne également l'abaissement de la température des effluents gazeux pollués entrant dans la chambre de traitement pour y être traités par les particules solides y entrant à une température inférieure à celle des effluents gazeux pollués.

Le document US 4,310,501 concerne une méthode de récupération de composés fluorés à partir d'effluents gazeux provenant des cuves d'électrolyse ignées de l'alumine dans laquelle les effluents gazeux pollués sont traités par de l'alumine dans un lit fluidisé expansé. L'invention consiste à refroidir les effluents gazeux du lit fluidisé contenant des composés du fluor (HF) par un contact direct avec des matières solides pulvérulentes initialement refroidies dans un circuit de refroidissement particulier. Les brevets US 4,006,066 et US 4,065,271 (Vereinigte Aluminium-Werke) décrivent d'autres procédés de traitement d'effluents contenant du HF à l'aide de poudre d'alumine, dans lesquels on injecte de l'eau dans le lit fluidisé, afin d'ajuster la conductivité électrique du milieu pour optimiser l'efficacité du séparateur électrostatique.

L'homme du métier sait qu'avec les installations selon l'état de la technique, on arrive à baisser la concentration en acide fluorhydrique des effluents d'environ 300 mg/Nm ³ jusqu'à environ 0,5 mg/Nm ³ en moyenne annuelle. La variation saisonnière de la concentration en HF des effluents dépollués peut cependant être assez importante : elle peut être de l'ordre de 1 mg/Nm ³ par temps chaud, et de l'ordre de 0,25 mg/Nm ³ par temps froid.

Les présents inventeurs ont recherché de nouveaux moyens industriellement acceptables et économiquement viables permettant l'élimination aussi complète que possible des polluants fluorés d'effluents gazeux issus d'une usine de production d'aluminium par électrolyse ignée.

Objets de l'invention

Un premier objet de l'invention est un procédé de traitement d'effluents gazeux (E) contenant de l'acide fluorhydrique, dans lequel successivement a) on capte lesdits effluents gazeux (E), d) on traite lesdits effluents gazeux (E) contenant de l'acide fluorhydrique au moyen de poudre d'alumine (A), ladite poudre d'alumine (A) fixant au moins une partie de l'acide fluorhydrique, e) on sépare les effluents gazeux traités (Et) et la poudre d'alumine chargée d'acide fluorhydrique (Af),

f) on recycle au moins une partie de ladite poudre d'alumine chargée d'acide fluorhydrique (Af) dans l'étape d) de traitement des effluents (E), ledit procédé étant caractérisé en ce que ladite poudre d'alumine chargée d'acide fluorhydrique (Af), issue de la séparation (étape (e)) ou fraîche ou un mélange des deux, est humidifiée avant ou pendant son introduction dans le flux desdits effluents gazeux (E) à traiter (c'est-à-dire avant ou pendant son introduction dans la zone de dépollution (4)).

Avantageusement, on recycle au moins une partie de ladite poudre d'alumine chargée d'acide fluorhydrique (Af) dans l'étape d) de traitement des effluents (E).

Un autre objet est un dispositif de traitement d'effluents gazeux (E) contenant de l'acide fluorhydrique, ledit dispositif comportant :

(i) une zone de dépollution (4) desdits effluents (E) au moyen de poudre d'alumine (A),

(ii) une zone de séparation (5) où on sépare les effluents gazeux traités (Et) et la poudre d'alumine chargée d'acide fluorhydrique (Af),

(iii) une zone de conditionnement (6) de l'alumine où ladite poudre d'alumine chargée d'acide fluorhydrique (Af), issue de la zone de séparation (5) est humidifiée avant d'être introduite dans la zone de dépollution (4).

Encore un autre objet est l'utilisation du dispositif ou du procédé selon l'invention pour la dépollution d'effluents gazeux contenant de l'acide fluorhydrique.

Description des figures

Les figures 1 et 2 montrent de manière schématique un dispositif qui correspond à un mode de réalisation avantageux de la présente invention.

1 Entrée des effluents à traiter

2 Zone d'injection liquide

21 Injecteur (pulvérisateur) d'eau

22 Entrée d'eau

3 Zone d'injection de gaz

31 Entrée d'air

32 Régulateur de débit des gaz de dilution

33 Sortie vers la zone de dépollution

34 Sortie vers la zone de dépollution mise en parallèle

4 Zone de dépollution

42 Entrée d'alumine fraîche

43 Entrée d'alumine recyclée et / ou fraîche

5 Zone de séparation

51 Zone de récupération de l'alumine fluorée

52 Moyen de séparation (p.ex. filtre à manches)

53 Evacuation de l'alumine séparée pour recyclage

54 Evacuation de l'alumine fluorée

6 Zone de conditionnement 62 Entrée d'alumine fraîche 65 Trémie de conditionnement

652 Entrée d'air de fluidisation

653 Evacuation de l'alumine humidifiée

655 Pulvérisateur d'eau

656 Alimentation en eau 659 Toile de fluidisation

7 Ventilateur

8 Sortie des effluents dépollués (p.ex. cheminée)

9 Zone de refroidissement de l'alumine

La figure 1 donne une vue d'ensemble d'un dispositif selon l'invention.

La figure 2 montre un mode de réalisation de la zone de conditionnement de l'alumine.

Description détaillée de l'invention

Les effluents gazeux à traiter (E) peuvent provenir de n'importe quel procédé industriel susceptible de générer des effluents gazeux chargés de fluor ou d'acide fluorhydrique, tels que les procédés électrométallurgiques impliquant Pélectrolyse en présence de fluorures. Plus particulièrement, les effluents à traiter proviennent d'une cellule de production d'aluminium par électrolyse ignée. Ce procédé, appelé procédé Hall-Héroult, est basé sur F électrolyse de l'alumine dans un bain fondu contenant principalement de l'alumine et de la cryolithe.

Ces effluents sont captés et acheminés à travers au moins un conduit d'acheminement vers le dispositif de traitement d'effluents gazeux selon l'invention. Dans le cas d'une usine d' électrolyse ignée d'aluminium, leur température à l'entrée dans un dispositif de

dépollution est typiquement supérieure à 120°C, compte tenu notamment de la température des bains d'électrolyse, de la nature et dimension des moyens de captation, et de la longueur des moyens d'acheminement des effluents vers les installations de dépollution. Dans certaines usines, cette température peut dépasser 13O ⁰ C ou même 140 ⁰ C, au moins temporairement. En effet, cette température dépend aussi de la température ambiante et montre des variations saisonnières. De même, en phase de démarrage d'une cellule d'électrolyse, elle peut atteindre temporairement des valeurs plus élevées qu'en régime stationnaire.

Le dispositif selon l'invention comporte au moins une zone de dépollution (4) desdits effluents (E) au moyen de poudre d'alumine (A), et au moins une zone de séparation (5) dans laquelle on sépare les effluents gazeux traités (Et) et la poudre d'alumine chargée d'acide fluorhydrique (Af).

La zone de dépollution (4) peut comporter avantageusement un système d'injection (43) , lequel on met en contact les effluents à traiter (E) avec de la poudre d'alumine. Dans cette zone de dépollution, on traite les effluents gazeux (E) contenant de l'acide fluorhydrique. Lesdits effluents (E) entrent en contact intime avec de la poudre d'alumine (A), qui fixe lors de ce contact au moins une partie de l'acide fluorhydrique contenue dans les effluents à traiter (E) et devient ce que nous appelons ici de l'alumine chargée d'acide fluorhydrique (Af), alors que les effluents s'appauvrissent en acide fluorhydrique et deviennent que ce nous appelons ici des effluents traités (Et). Les effluents traités (Et) et l'alumine chargée d'acide fluorhydrique (Af) sont ensuite acheminés dans la zone de séparation (5). Le temps de résidence dans la zone de dépollution (4) peut être de l'ordre de la seconde, par exemple deux secondes.

Dans la zone de séparation (5), qui comporte au moins un moyen de séparation (52), par exemple un cyclone ou, dans une réalisation préférée, un filtre à manches, ou tout autre moyen approprié, l'alumine chargée d'acide fluorhydrique (Af) est séparée des effluents gazeux traités (Et). Tout ou partie de cette alumine séparée (As) peut être recyclée (i.e. réinjectée) dans l'étape d) de traitement des effluents, soit immédiatement, soit après le transfert dans un moyen de stockage intermédiaire. Cela permet d'augmenter sa charge d'acide fluorhydrique. La partie de l'alumine séparée (As) qui n'est pas recyclée dans la zone de dépollution (4) peut être introduite, éventuellement après son transfert dans un

moyen de stockage temporaire tel qu'un silo, dans une cellule d'électrolyse ignée de l'alumine.

Le moyen essentiel de la présente invention qui permet de résoudre le problème posé est l'humidification de l'alumine avant ou pendant, et de préférence avant, son introduction dans la zone de dépollution (4). L'alumine introduite dans la zone de dépollution (4) peut être de l'alumine fraîche, c'est-à-dire de l'alumine qui n'a pas encore été en contact avec des effluents chargés d'acide fluorhydrique, de fluor ou d'autres gaz contenant cet élément. Nous désignons cette alumine par Av. On peut aussi introduire de l'alumine chargée d'acide fluorhydrique (Af) qui a été récupérée dans la zone de séparation, ou un mélange d'alumine fraîche (Av) et de l'alumine chargée d'acide fluorhydrique (Af). Quelle que soit son origine, cette alumine pulvérulente introduite dans la zone de séparation (5) doit être humidifiée. Au cours de l' humidification, elle se refroidit éventuellement par l'effet de la vaporisation du liquide.

L'humidification de l'alumine peut être effectuée à différents endroits. L'alumine peut être humidifiée avant son introduction dans la zone de dépollution (4), par exemple dans une zone de conditionnement (6), par exemple une trémie tampon, annexe à la zone de dépollution (4). Elle peut aussi être humidifiée dans Pinjecteur (43), c'est-à-dire pendant la mise en contact entre Peffluent gazeux à traiter (E) et la poudre d'alumine dans la zone de dépollution (4).

L'humidification de l'alumine peut être réalisée à l'aide de différents moyens. A titre d'exemple, si une trémie de conditionnement (65) est utilisée, on peut utiliser un air de fluidisation qui est humidifié, ou on peut pulvériser un liquide, par exemple de l'eau, ou employer tout autre moyen approprié. Le taux d'humidité de l'alumine humidifiée peut varier dans des limites assez larges, comprises typiquement entre 0,5% en masse et 10% en masse. Avantageusement, il est compris entre 0,5% et 3%, plus avantageusement entre 0,5% et 2%, et le mode de réalisation le plus préféré utilise entre 0,5% et 1,5%. Si l'eau est pulvérisée sur l'alumine après l'introduction de l'alumine dans la zone de dépollution (4), l'eau ne se fixe pas sur l'alumine mais s'évapore simplement au contact avec les effluents, contribuant ainsi au refroidissement des effluents, mais sans abaisser la température de l'alumine.

Les inventeurs ont constaté que l'alumine humidifiée, une fois en contact avec les effluents gazeux à traiter, voit son taux d'humidité décroître pour finalement se retrouver dans la zone de séparation avec un taux d'humidité relativement proche de 0%, et ce, quel que soit le taux d'humidité initial rajoutée à l'alumine Af. Ce même effet est également observé avec l'alumine fraîche.

Cette faible valeur du taux d'humidité de l'alumine favorise l'utilisation de la poudre d'alumine chargée d'acide fluorhydrique Af extraite de la zone de séparation (5) dans une cellule d'électrolyse ignée de l'alumine, car il est préférable que le fonctionnement de ladite cellule d'électrolyse, qui est très délicat à réguler, ne soit pas perturbé par des variations excessives du taux d'humidité de l'alumine. La possibilité de pouvoir recycler la poudre d'alumine séparée directement dans le procédé d'électrolyse qui génère les effluents gazeux à traiter est primordiale pour la viabilité économique d'un tel procédé de dépollution. Le procédé selon l'invention s'avère être un procédé « robuste » au sens qu'une variation des paramètres du procédé, notamment les paramètres d'humidification, n'influe pas de manière significative sur l'humidité de l'alumine séparée. Ainsi, le taux d'humidité de l'alumine séparée n'est pas plus élevé que celui de l'alumine habituellement utilisé dans le procédé d'électrolyse ignée Hall-Héroult.

Par ailleurs, l'utilisation du procédé selon l'invention n'entraîne pas le besoin de modifier les réglages du procédé d'électrolyse ignée qui génère les effluents à traiter, mais au contraire, le procédé selon l'invention est capable d'être adapté aisément aux variations de la composition chimique et concentration en polluants des effluents à traiter.

Le procédé de traitement d'effluents gazeux (E) contenant de l'acide fluorhydrique comporte selon l'invention au moins les étapes successives suivantes : a) on capte lesdits effluents gazeux (E), d) on traite lesdits effluents gazeux (E) contenant de l'acide fluorhydrique au moyen de poudre d'alumine (A), ladite poudre d'alumine (A) fixant au moins une partie de l'acide fluorhydrique, e) on sépare les effluents gazeux traités (Et) et la poudre d'alumine chargée d'acide fluorhydrique (Af), f) on recycle au moins une partie de ladite poudre d'alumine chargée d'acide fluorhydrique (Af) dans l'étape d) de traitement des effluents (E),

ledit procédé étant caractérisé en ce que ladite poudre d'alumine (A) ₅ qui peut être déjà chargée d'acide fluorhydrique (Af), issue de la séparation (étape (e)), ou de l'alumine fraîche (Av) ₅ ou un mélange des deux, est humidifiée avant d'être introduite dans le flux desdits effluents gazeux (E) à traiter.

Dans une réalisation très avantageuse du procédé selon l'invention, la température desdits effluents gazeux (E) au début de l'étape de traitement d) (c'est-à-dire à l'entrée de la zone de dépollution (4)) est inférieure à 145 ⁰ C et préférentiellement inférieure à 115 ⁰ C. Si les effluents (E) sont plus chauds, on les refroidit avant de les introduire dans la zone de dépollution (4). D'une manière générale, tout moyen de refroidissement approprié peut être utilisé, mais deux moyens sont particulièrement préférés ; ils peuvent être utilisés séparément ou en combinaison. Les inventeurs ont obtenu de bons résultats avec une température des effluents à l'entrée de la zone de dépollution (4) inférieure à 90°C ou même inférieure à 70 ⁰ C avec une alumine humidifiée et refroidie à 25°C. Une température des effluents trop basse peut cependant conduire à la condensation de liquides corrosifs dans les conduits d'acheminement des effluents ou dans la zone de séparation (5) ; cette condensation doit être évitée. C'est surtout dans le mode de réalisation préféré dans lequel le moyen de séparation (52) est un filtre à manches que la température des effluents gazeux (E) à l'entrée de la zone de dépollution (4) est critique, car pour des raisons d'économie, on ne souhaite pas devoir recourir à l'utilisation de tissus spéciaux qui résistent à des températures élevées : il est donc dans ce cas particulièrement avantageux que cette température des effluents soit inférieure à 145°C et préférentiellement inférieure à 115°C.

Le premier moyen est l'injection d'un liquide (L) dans une zone d'injection liquide (2). Typiquement, on injecte de l'eau, et typiquement sous forme de gouttelettes, par exemple par au moins une buse de pulvérisation (21), dans le conduit d'acheminement des effluents en amont de la zone de traitement. Il est préférable que la quantité d'eau injectée soit réglée de manière à ce que la vaporisation de l'eau soit complète. En effet, on préfère éviter la condensation d'eau à un quelconque endroit du système de dépollution en aval du point d'injection d'eau (21), car cela peut favoriser la corrosion des composantes du dispositif, par exemple des tuyauteries, et cela d'autant plus que l'eau est susceptible de dissoudre l'acide fluorhydrique contenu dans les effluents gazeux à traiter (E), lesdits effluents pouvant de surcroît contenir encore des gaz tels que le SO _2; le HCl, le CO ₂ ou éventuellement le NH ₃ , qui forment également des solutions aqueuses corrosives.

Avantageusement, on contrôle le taux de vaporisation des gouttelettes à l'aide d'un détecteur situé dans la zone d'injection liquide (2) ou en aval de celle-ci. On peut également prévoir un réglage de la température du liquide (L) injecté, mais en pratique, ce ne sera que dans des cas exceptionnels où les surcoûts d'investissement et d'exploitation que cela engendre seront considérés comme justifiés. Le liquide (L) peut aussi être chauffé avant son injection.

La zone d'injection liquide (2) peut être ou peut comporter une tour de refroidissement de type connu. A titre d'exemple, on peut faire circuler les effluents à traiter dans un venturi et on injecte tout ou partie des gouttelettes de fluide dans le venturi ou en amont du venturi. Cela permet d'accélérer la vaporisation des gouttelettes en contact avec les effluents chauds. On peut éventuellement injecter une partie des gouttelettes en aval du venturi.

Le deuxième moyen est la dilution des effluents à traiter (E) par un fluide gazeux qui est injecté dans les effluents dans une zone d'injection d'un flux gazeux (3). Le fluide gazeux de dilution peut être de l'air, ou des effluents gazeux traités (Et) qui sortent de la zone de séparation (5) et qui sont réinjectés dans le circuit, ou un mélange des deux. En pratique, le volume de flux gazeux injecté ne devrait pas augmenter de façon rédhibitoire les volumes de gaz à traiter par la zone de séparation (5), car cela nécessite un surdimensionnement de la capacité des moyens de séparation (52). Dans une réalisation typique du procédé selon l'invention, le volume gazeux injecté ne dépasse pas environ 10% volumiques du volume d'effluents (E).

Dans une réalisation avantageuse du procédé selon l'invention, le fluide gazeux est injecté en aval de la zone d'injection liquide (2).

La nécessité d'utiliser l'un ou l'autre de ces deux moyens de refroidissement, ou les deux à la fois, dépend de la température et du débit des effluents gazeux (E) à traiter. Cette température dépend de nombreux facteurs, liés notamment aux conditions d'opération du procédé industriel qui génère lesdits effluents à traiter, aux conditions de captage et d'acheminement, et aux conditions climatiques et météorologiques du site de l'usine dans laquelle est installé le dispositif selon l'invention. Il est avantageux que le dispositif selon l'invention comporte ces deux moyens de refroidissement, à savoir la zone d'injection

liquide (2) et la zone d'injection d'un flux gazeux (3), car cela confère au procédé selon l'invention une grande facilité d'adaptation de la conduite du procédé.

Dans une autre réalisation avantageuse de la présente invention, la poudre d'alumine introduite dans la zone de dépollution (4) a été préalablement refroidie avec des moyens de refroidissement autres que la vaporisation du liquide utilisé pour l'humidification. Dans ce cas, on ajoute au dispositif une zone de refroidissement (9) séparée. Cette zone peut se situer dans la zone de conditionnement (6) ou ailleurs. Tout moyen pour refroidir les particules minérales pulvérulentes peut convenir. Dans un mode de réalisation, dans lequel la zone de refroidissement de l'alumine (9) se trouve dans la zone de conditionnement (6), la zone de conditionnement (6) comprend au moins une trémie de conditionnement (62) dotée de serpentins dans lesquels circule un liquide réfrigérant. Dans une réalisation avantageuse de ce mode de réalisation de l'invention, la trémie de conditionnement (62) est placée au-dessous du moyen de séparation (52) et comporte des serpentins dans lesquels circule un fluide frigorifique. On peut aussi diviser le fond fluidisé de la trémie (62) en plusieurs secteurs dans lesquels l'alumine passe successivement. L'ensemble de la surface de fluidisation de cette trémie est couverte par le réseau de réfrigération. Le fluide réfrigérant circule en sens inverse de l'alumine recyclée. A partir du dernier secteur (i.e. le secteur le plus froid), l'alumine recyclée est réinjectée dans les effluents à traiter, en amont de la zone de dépollution (4) ou directement dans cette zone. Ainsi, l'alumine chargée d'acide fluorhydrique (Af) peut être refroidie avant d'être recyclée, et ce refroidissement est indépendant des moyens de refroidissement utilisés pour ajuster la température des effluents à traiter qui entrent dans la zone de dépollution (4). Si on utilise de l'alumine fraîche (Av), elle peut être également refroidie de la même manière. Avantageusement, la température de la poudre d'alumine introduite dans la zone de dépollution (4) est inférieure à 70 ⁰ C, et préférentiellement comprise entre 25°C et 50°C. Une zone de refroidissement (9) séparée peut également utiliser une trémie fluidisée, simple ou à fond subdivisé, comme décrit ci-dessus.

Si l'alumine fraîche (Av) provient d'un silo de stockage, sa température sera normalement inférieure à 50°C, voire inférieure à 4O ⁰ C. Elle peut être injectée en amont de la zone de dépollution (4), ou directement dans cette zone. On préfère cependant l'injecter dans la zone de conditionnement (6), où elle se mélange avec l'alumine recyclée et est en même

temps humidifiée et refroidie. Si on a besoin de refroidir davantage l'alumine fraîche (Av) ₃ on peut l'injecter dans la zone de refroidissement (9).

Toute alumine du type et de la granulométrie de celles utilisées pour le procédé HaIl- Héroult peuvent convenir. Cette alumine est connue sous le nom Smelter Grade Alumina (SGA).

Les différents essais sur une installation pilote de taille réduite avec injection d'alumine fluorée, ont montré que le rendement de captation dépend des paramètres opératoires du procédé, notamment de la température des effluents dans la zone de dépollution (4) et de la température de l'alumine injectée. Le paramètre qui a l'influence la plus grande est cependant l'humidification de l'alumine. A titre d'exemple, avec de l'alumine fluorée sèche introduite dans la zone de dépollution (4) à une température d'environ 100 ⁰ C et mise en contact avec les effluents à traiter (contenant de l'acide fluorhydrique) dont la température est comprise entre 110 et 120°C, on trouve un rendement de captation de fluor de l'ordre de 37%, alors que l'utilisation d'une alumine fluorée humide avec 3% en masse d'eau augmente le rendement de captation à environ 78% Cela illustre clairement l'effet de l'humidification qui est le paramètre de premier ordre.

La température de l'alumine et la température des effluents dans la zone de dépollution (4) sont des paramètres de second ordre dont le choix judicieux a permis aux inventeurs d'obtenir, dans l'installation pilote de taille réduite, un rendement de captation d'environ 93% avec une alumine fluorée humide à une température d'environ 35°C injectée dans des effluents à traiter dont la température était d'environ 73 °C, alors que dans les mêmes conditions de température, une alumine fluorée sèche ne conduit qu'à un rendement de captation d'environ 80%. Le procédé selon l'invention permet d'obtenir un rendement de captation d'acide fluorhydrique supérieur à 85%, et préférentiellement significativement supérieur à 90%, avec 100% d'alumine fluorée sans apport d'alumine fraîche qui a une captation meilleure que l'alumine fluorée.