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Auteur(s)
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Frédéric SCHMITT : Ingénieur aux Mines de Potasse d’Alsace (MDPA)
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Lire l’articleINTRODUCTION
Le chlorure de potassium (KCI), matière première de l’industrie chimique pour la production de chlore et d’hydroxyde de potassium, est avant tout un produit de base de la fertilisation en agriculture, qui repose sur les trois éléments essentiels N, P, K (azote, phosphore, potassium). La valeur fertilisante (en potassium) d’un engrais est habituellement exprimée en % en masse de K2O et la production d’engrais potassiques sous forme de différents sels (chlorures, sulfates, carbonates, nitrates...) est exprimée en tonnes de K2O. Ces différents engrais potassiques sont souvent désignés indistinctement par le terme « potasse », sans rapport dans ce cas avec l’hydroxyde de potassium. Le chlorure est, de loin, le sel de potassium le plus utilisé ; on le trouve à l’état naturel dans des gisements salifères d’origine sédimentaire, associé à d’autres sels tels que les chlorures et les sulfates de sodium, de calcium, de magnésium... On trouve aussi des sels de potassium en concentration importante (néanmoins très inférieure à celle du chlorure de sodium) dans la mer Morte et d’autres lacs salés.
La production de chlorure de potassium à partir de ces gisements consiste à le séparer des autres constituants présents dans le minerai exploité (ou dans le mélange de sels obtenu par évaporation de la saumure, dans le cas de la mer Morte).
Les méthodes de séparation les plus utilisées actuellement sont :
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la lixiviation ou procédé thermique (dissolution – cristallisation) ;
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la flottation ;
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la séparation électrostatique.
Le procédé thermique et la flottation sont utilisés par l’ensemble des producteurs, souvent de façon combinée.
La séparation électrostatique est un procédé exclusif de la société Kali & Salz, en Allemagne.
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5. Protection de l’environnement
Les sels de potassium, en particulier le chlorure, sont généralement associés à d’autres sels, dont le plus abondant est le chlorure de sodium qui représente très souvent 60 à 70 % de la masse du minerai traité.
Pour une production annuelle mondiale équivalent à 40 millions de tonnes de KCI (en 1995), la masse annuelle de résidus salés atteint ainsi plus de 60 millions de tonnes.
Après raffinage, ces produits sont utilisables comme matière première de la chimie ou également comme sel de déneigement. Cependant, les ressources en chlorure de sodium sont abondantes et sa faible valeur marchande ne permet pas de transporter ce produit sur de grandes distances, si bien qu’il constitue le plus souvent un résidu de fabrication indésirable, qui, à cause de sa solubilité dans l’eau, crée des risques de pollution des nappes d’eaux.
Les principales méthodes d’élimination utilisées sont :
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le remblayage de cavités minières avec le résidu ;
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le stockage en surface, sur des aires étanches spécialement aménagées ;
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le déversement contrôlé dans des cours d’eau, ou dans la mer, si la proximité le permet.
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Le remblayage est incontestablement la méthode la plus satisfaisante au plan écologique, mais c’est une opération coûteuse (transport de tonnages importants en sens inverse du trajet du minerai) et techniquement complexe. Aussi, le remblayage n’est-il utilisé que lorsque la méthode d’exploitation l’impose pour assurer la stabilité de la mine.
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Le stockage en surface, sur des aires étanches spécialement aménagées, est une technique bien maîtrisée : les eaux de ruissellement sont soigneusement collectées tout autour des stocks de sel ; des puits de captage aménagés au voisinage des terrils permettent de récupérer en grande partie les faibles quantités de sel infiltrées.
Ces solutions salées recueillies peuvent être réinjectées dans des couches géologiques profondes formant roche réservoir.
Le stockage indéfini, en surface, de résidus salés est envisageable à condition de recouvrir les terrils d’une épaisseur suffisante (de l’ordre de 1 à 2 m) de sol imperméable et végétalisable, de manière à empêcher...
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BIBLIOGRAPHIE
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(1) - LEDUC (P.), SCHMITT (F.) - Traitement de la sylvinite par le procédé thermique par dissolution aux Mines de Potasse d’Alsace. - Revue de l’Industrie Minérale. Minéralurgie, p.165-75, déc. 1978.
-
(2) - LEDUC (P.), MEDEMBLIK (L.), GEOFFROY (J.F) - Traitement de la sylvinite par le procédé de flottation aux Mines de Potasse d’Alsace. - Revue de l’Industrie Minérale. Minéralurgie, p. 137-46, août-sept. 1979.
-
(3) - KNÖPFL (Dr. N), Kali & Salz GmbH - * - Umweltfreundliche Aufbereitung von Kalirohsalzen. Praxis der Naturwissenschaften, Chemie ; 8/35, Aulis Verlag, Köln, déc. 1986.
-
(4) - HAUG (D.), REID (K.W) - Tails pile decommissionning options for Saskatchewan Potash - Mines. 2nd International Potash Technology Conference, Hambourg, 26-29 mai 1991.
-
(5) - SCHREIBER (H.) - Retraitement de vieux terrils de résidus de sels aux Mines de Potasse d’Alsace. - 2nd International Potash Technology Conference, Hambourg, 26-29 mai 1991.
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