Avantages des déchets de scories pour la correction de l'acidité du sol

Rapports scientifiques volume 12, Numéro d'article : 16042 (2022) Citer cet article

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La tendance mondiale est de trouver de nouveaux matériaux améliorés et respectueux de l’environnement. Le développement durable de l'AGENDA 2030 et la législation sur la gestion des déchets soutiennent l'élimination d'une grande quantité de scories dans les décharges en provoquant des conséquences environnementales qui ont attiré l'attention sur la nécessité d'un recyclage plus efficace. Les industries lourdes opèrent dans la région de Galati depuis plus de 30 ans et une éducation écologique est nécessaire pour une gestion efficace des scories résiduaires. Les ressources en terres agricoles constituent un problème à l'échelle mondiale et, grâce à cette étude d'investigation, nous avons montré que le mélange de scories de haut fourneau et de scories de déchets déversées dans les décharges peut contribuer à l'assainissement de l'acidité du sol et à l'augmentation du rendement des cultures. Les propriétés chimiques, structurelles et morphologiques de trois échantillons de scories différents étudiés sont évaluées pour le recyclage en agriculture. Les résultats ont indiqué que le mélange obtenu de scories déversées dans une décharge et de scories métallurgiques granulées montre son utilisation pour sauver les terres affectées. Par conséquent, par analyse élémentaire déterminée par un équipement d’analyse par fluorescence X, le rapport pondéral optimal pour la composition du mélange sol-scories a été atteint. Le mélange obtenu présente un équilibre entre un pH du sol = 5,2 correspondant à un sol moyennement acide et un pH de laitier = 12,5 qui correspond à un caractère fortement basique bénéfique dans le processus d'amélioration des sols acides pour l'amélioration des caractéristiques du sol.

Dans le passé, les industries sidérurgiques étaient conçues pour produire de l'acier d'une qualité et d'une quantité spécifiques, sans aucune surveillance en matière de protection de l'environnement, ce qui entraînait une augmentation d'un volume plus élevé de sous-produits (scories). L'élimination d'une grande quantité de scories dans les décharges a eu des conséquences environnementales qui ont attiré l'attention sur la nécessité d'un recyclage plus efficace1. En outre, les terres remplies de scories déversées sont devenues une source importante de pollution due à des facteurs environnementaux, ce qui affecte négativement la santé humaine du point de vue des problèmes de santé cardiovasculaire et respiratoire2,3,4.

Les différentes scories résiduaires issues des aciéries sont les scories de haut fourneau (BFS) et les scories de convertisseur de Linz-Donawitz (LD). La composition de ces scories diffère selon la source de génération mais est constituée d'oxydes tels que la silice, l'alumine, le fer, la chaux et la magnésie5. Depuis de nombreuses années, en raison de la croissance rapide de l’industrialisation, la quantité de scories métallurgiques déposée dans les chantiers de stockage des scories, les terres agricoles occupées et les rivières ensablées a atteint des quantités énormes6.

Au cours de la dernière décennie, le nombre croissant de réglementations environnementales, corroboré par la hausse des coûts et la diminution de la capacité des décharges, ont contraint les industries sidérurgiques à minimiser l'élimination des déchets et à trouver des moyens de récupérer les ressources et de réutiliser les scories. De nos jours, les scories provenant des processus de haut fourneau et de fabrication de l'acier sont considérées comme des produits commercialisables utilisés dans le ciment, les matériaux de plate-forme routière, les matériaux d'amélioration des sols, les matériaux de génie civil, les engrais et seul un faible pourcentage est traité comme déchet dans les décharges. Lors de la production d’acier, une tonne de déchets de scories est générée pour chaque tonne d’acier inoxydable produite7. Une contribution importante à l'économie des ressources naturelles, à la réduction des émissions de CO2 et à la réduction de la consommation d'énergie consiste en l'utilisation durable des scories pour former une société fondée sur la pratique du recyclage. L'objectif principal du programme HORIZON 2020 de l'UE est de récupérer et de recycler les ressources des déchets métallurgiques et de soutenir une économie écologique respectueuse8,9,10.

En particulier, la plus grande aciérie intégrée de Galati, située dans le sud-est de la Roumanie, est leader dans la fabrication de produits métallurgiques, avec une capacité de production actuelle de 3 millions de tonnes d'acier par an ainsi que la capacité d'augmenter cette production à l'avenir. . Avec une histoire qui remonte à 1968, l'aciérie de Galati, avec une superficie de 1.600 ha, avait une production de plus de 8 millions de tonnes d'acier/an et 12.000 employés. La Décharge de scories de l'aciérie de Galati a une superficie de 110 ha et une capacité occupée de 70 millions de tonnes de scories. La décharge de scories a été fermée en 2009, mais les scories résiduaires n'ont pas été recyclées et ont actuellement une hauteur de 60 m.