Abstract :
[en] The production of phosphoric acid from phosphate rock generates a large amount of waste in
the form of phosphogypsum "PG". The storage strategy and management of this amount of
phosphogypsum is a serious problem. The reuse or recycling of this waste remains limited
despite the efforts made in this regard, because of the environmental risks that certain toxic
elements (i.e. As, Ba, Cd, Cr, and Pb) could generate. The recovery of phosphogypsum has
been studied using two approaches, namely desulphurization, which produces sulfur dioxide
SO2, used in the synthesis of sulfuric acid, and the stabilization of bentonite intended for road
construction.
Desulfurization has made it possible to develop an alternative technique for upgrading PG and
producing sulfur dioxide “SO2”, following attack by a strong acid in the presence of a metal
catalyst “iron”. The results obtained showed that the leaching of PG with acid alone does not
make it possible to reduce the sulphates of ions dissolved in SO2. However, if the leaching is
carried out in the presence of iron, the release of SO2 gas is observed. The calculated values
of ΔGr and ΔHr made it possible to prove the possibility of the reactions involved and to
discuss the experimental results obtained.
The stabilization of bentonite by adding phosphogypsum and lime as aggregates for road
construction has been investigated, as well as the effect of these aggregates on cementitious
properties has been discussed. Properties examined include chemistry (XRF), mineralogy
(XRD, IR), calorimetry (ATD / TG), mechanical strength, and microstructure (SEM) of the
mortar based on different mixtures of bentonite, phosphogypsum and lime. The results
showed that the addition of lime and PG involves the formation of new nanocrystalline phases
(CSH, stratlingite) and the disappearance of certain minerals such as portlandite. The CSH gel
appeared in the mixture with 8% lime, while stratlingite was neoformed in the mixture with
8% L + 8% PG. These nanocrystalline phases are responsible for improving the mechanical
strength due to the pozzolanic reaction.
[fr] La production de l'acide phosphorique à partir de la roche phosphatée génère une grande
quantité de déchets sous forme de phosphogypse «PG». La stratégie de stockage et la gestion
de cette quantité de phosphogypse constitue un sérieux problème. La réutilisation ou
recyclage de ces déchets reste limité malgré les efforts entrepris à cet égard, à cause des
risques environnementaux que certains éléments toxiques (i.e As, Ba, Cd, Cr, et Pb) pouvaient
engendrer. La valorisation du phosphogypse a été étudiée selon deux approches à savoir la
désulfuration, qui permet de produire du dioxyde de soufre SO2, utilisé dans la synthèse de
l'acide sulfurique, et la stabilisation de la bentonite destinée à la construction de routes.
La désulfuration a permis de développer une technique alternative pour valoriser le PG et
produire du dioxyde de soufre «SO2», suite à une attaque par un acide fort en présence d'un
catalyseur métallique « le fer ». Les résultats obtenus ont montré que la lixiviation du PG avec
de l'acide seul ne permet pas de réduire les sulfates d'ions dissous dans le SO2. Cependant, si
la lixiviation est effectuée en présence du fer, la libération de SO2 gazeux est observée. Les
valeurs de ΔGr et ΔHr calculées ont permis de prouver la possibilité des réactions impliquées
et de discuter les résultats expérimentaux obtenus.
La stabilisation de la bentonite par l’ajout de phosphogypse et de la chaux comme agrégats
pour la construction de routes a été étudiée, ainsi que l'effet de ces agrégats sur les propriétés
cimentaires a été discuté. Les propriétés examinées comprennent la chimie (XRF), la
minéralogie (XRD, IR), la calorimétrie (ATD / TG), la résistance mécanique, et la
microstructure (MEB) du mortier à base de différents mélanges de bentonite, de
phosphogypse et de chaux. Les résultats ont montré que l'addition de chaux et de PG implique
la formation de nouvelles phases nanocristallines (CSH, stratlingite) et la disparition de
certains minéraux comme la portlandite. Le gel CSH est apparu dans le mélange avec 8% de
chaux, tandis que la stratlingite est néoformée dans le mélange avec 8% L + 8% PG. Ces
phases nanocristallines sont responsables de l'amélioration de la résistance mécanique grâce à
la réaction pouzzolanique.
