Les scories métallurgiques

[mr42]

Les mâchefers les plus fréquents viennent de la combustion du charbon. Le charbon contient des matières incombustibles dont la combustion varie d’un gisement à l’autre. Après combustion, ces matières forment les cendres.

La plupart du temps, ces cendres se retrouvent sous forme pulvérulente. Dans les grandes chaudières industrielles, on peut faire en sorte d’atteindre le point de fusion des cendres.

Les cendres fondues s’agglomèrent et tombent au fond de la chaudière et forment les mâchefers par opposition aux cendres volantes qui sont emportées par les fumées et doivent être récupérées par des dépoussiéreurs.

Les mâchefers sont donc de cendres fondues. Leur composition dépend de celle du charbon.

Si la combustion est incomplète, ils peuvent contenir un peu de charbon imbrûlé.

On trouve également des mâchefers d’incinération qui viennent du traitement des ordures ménagères et là, la composition est encore plus variée en fonction des déchets brûlés.

[Lucieroche]

D'accord, merci beaucoup pour votre réponse et toutes ces informations.

[Lucieroche]

Bonjour à tous,

J’aurais encore une question sur ces mâchefers ramassés sur les bords de plage de la Haye.  Ils sont mélangés avec des débris naturels comme des coquillages, des morceaux de bois etc. Je me demandais si vous saviez comment cela était possible, comment les mâchefers pouvaient s’agglomérer avec des résidus naturels. Ce procédé porte-t-il un nom? Pensez vous que cela s’est produit lorsque les scories étaient enfouies, puisqu'elles ont vraisemblablement étaient utilisées pour des remblais? Je me demandais également si vous saviez si ce mélange continuait avec le temps, si en étant laissé 10 ans une scorie sur la plage on la retrouverait complètement agglomérée avec des coquillages.

Si quelqu’un sait par hasard quelque chose sur ce point…

Merci par avance

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[mr42]

Sur les 3 premières photos, les débris sont pris dans la masse. Il doit s'agir de mâchefers d'incinération. Le dernier ressemble plus à un aggloméré de matériaux divers.

[Lucieroche]

Merci pour votre réponse. Les mâchefers seraient donc issus des usines d'incinération de déchets et non des centrales de combustion de charbon? Et le deuxième qui serait un assemblage d'aggloméré divers, quels seraient les matériaux qui le composent? 

J'aurais encore une photo à montrer, qui montrent plus des morceaux comme des coquillages vraiment comme "accrochés" sur un support qui serait le mâchefer. Avez vous une idée de ce que cela peut-être ?

 

 

 

D'autres fois on dirait que le mâchefer s'est pris autour d'une autre roche. 

 

 

[mr42]

Le premier avec les coquillages ne ressemble pas vraiment à un résidu industriel, en tout cas pas un matériau porté à haute température. Je ne vois aucune trace de fusion.

Il faudrait l’avis d’un géologue.

Le dernier avec une partie très poreuse ressemble plus à une scorie qu’à un mâchefer.

[Lucieroche]

Bonjour, alors au final j'ai trouvé quelques réponses à ces questions en demandant à un professeur de géologie de la fac. Les deux premiers sont en fait des morceaux de goudron qui se sont décrochés du chemin. Le chemin est constitué d'une couche de coquillages sur lequel on a versé du goudron, et c'est comme ça que les deux éléments se sont retrouvés agglomérés. Ce n'est donc pas un résidu de l'industrie. 

Pour le deuxième avec le mâchefer autour d'une autre roche, c'est en fait qu'au fond de l'incinérateur, des galets ont été disposés de telles sortes à ce que les cendres fondent dessus, et que ce soit plus facile à ramasser après coup. :)

[mr42]

Pas étonnant pour le goudron mais c'est vrai que les coquillages pour empierrer une route, on ne voit pas ça partout. Ce n'est pas un exactement un résidu de l'industrie ais c'est bien un déchet issu d'une activité humaine.

La deuxième réponse est assez logique mais pose quand même problème. Il devient de plus en plus difficile de se débarrasse de ces produits et ce n'est pas en augmentant les quantités qu'on va s'en sortir...

[phoscorite]

 Bonjour

 

Je reprends au vol ce post très intéressant pour revenir vers les exemples remarquables de St Benin et en particulier ce minéral dendritique blanc

 

 

Peut-être avez vous déjà répondu à la question, mais est-ce que ça ne pourrait pas être de l'apatite ?

Je m'interroge aussi sur l’hétérogénéité macroscopique très apparente du bloc dont est issue cette photo, et qui suggère que le liquide silicaté n'avait pas été homogénéisé par convection : il est peut-être trop visqueux pour effacer complètement les hétérogénéités primaires du minerai de Fe ?

Et ça me rappelle aussi que les minerais de Fe sédimentaires sont souvent riches en P. Je ne connais pas les minerais d'age Jurassique, mais dans ceux de l'Ordovicien Ouest Européeen, le phosphate est souvent en nodules.

 

[mr42]

Je n'y avais pas pensé. Du coup, j'en ai mis un fragment à tremper dans l'acide chlorhydrique. On va bien voir...

J'ai quand même un doute: le phosphore n'est pas très bien vu dans les hauts-fourneaux.

[phoscorite]

il y a 25 minutes, mr42 a dit :

 

J'ai quand même un doute: le phosphore n'est pas très bien vu dans les hauts-fourneaux.

Mais c'est quand même à ça que ça sert, un laitier... Se débarrasser de ce dont on ne veut pas dans le métal (dont P et S)

[mr42]

Dans un haut fourneau, l’oxyde de phosphore est réduit et le phosphore se retrouve dans la fonte. Peut-être que l’apatite est plus stable.

Ce fut longtemps un obstacle à l’utilisation de la minette de Lorraine. Je ne sais pas si les hauts fourneaux du 19ème siècle comme ceux de Saint-Benin pouvaient s’accommoder de teneurs élevées en phosphore.

[phoscorite]

il y a 58 minutes, mr42 a dit :

et le phosphore se retrouve dans la fonte. Peut-être que l’apatite est plus stable

Vous avez raison, il faut d'abord que le P veuille bien aller dans le liquide silicaté.

Il n'y a aucune chance pour qu'une partie du phosphate échappe à la réduction et se retrouve avec les silicates ?

 

[mr42]

C’est intéressant, après 20 heures dans l’acide chlorhydrique, les cristaux blancs ont disparu sans faire de bulles.

Seulement voilà, la wollastonite est également soluble dans HCl…

Il doit bien rester un peu de phosphates dans les laitiers de haut-fourneau mais le plus gros passe dans la fonte. Les quelques exemples trouvés sur le net montrent des teneurs en P2O5 faibles mais non nulles.

C’est lors de la conversion de la fonte en acier que le phosphore est éliminé.

La conversion consiste à réoxyder la fonte de façon contrôlée, ce qui permet de diminuer les teneurs en carbone, soufre, phosphore… On obtient alors les laitiers d’aciérie qui sont riches en phosphore et peuvent être valorisés comme engrais.

[phoscorite]

Bonsoir et merci pour les infos.

J'imagine qu'à St Benin ce ne sont pas des laitiers d'aciérie...

Je ne sais pas si on peut obtenir des prismes a symétrie hexagonale (ou pseudo hexagonale) avec de la wollastonite et j'imagine que ce n'est pas trop dans les habitudes des métallurgistes de tailler des lames minces dans des laitiers. Reste la DRX, ou la luminescence (jaune vif pour la wollastonite, dans mes souvenirs).

De toute manière ces  formes cristallines sont vraiment intriguantes.

[mr42]

Gryph58 nous avait donné les grandes lignes de l’activité sidérurgique autour de St Bénin d’Azy.

À St Bénin même, on ne produisait que de la fonte. La conversion était sur un autre site.

Le problème du phosphore est également évoqué.

Si elle repasse par ici, elle connaît bien le secteur et pourrait nous en dire plus.

 

[phoscorite]

Merci pour ces infos

 

Sur le diagnostic apatite ou pas, tout ce que je peux avancer comme argument d'origine pétrologique, c'est que les apatites cristallisées à haute température (dans des roches volcaniques ou hypovolcaniques) sont beaucoup plus aciculaires que celles que l'on trouve dans les roches plutoniques. Comme dans ce laitier on voit des colonnes et des dendrites dans l'axe de symétrie hexagonale, j'ai imaginé qu'une température de cristallisation et/ou une solidification extrêmement rapide pouvaient avoir cet effet. Mindat  propose aussi un specimen d'apatite en sphérulite fibroradiée qui ressemble un peu a l'une de vos photos.

 

 

Sur la deuxième question, à savoir l'hétérogénéité (éventuelle) de composition des laitiers à l'échelle du décimètre et sur ce que ça implique en termes de convection (ou pas) du laitier dans le four, savez vous si ça a été étudié ?

 

Amicalement

[mr42]

L’apatite n’est peut-être pas le bon candidat.

Voici une publication sur le comportement du phosphore dans les laitiers d’aciérie. La question n’intéresse pas directement les métallurgistes mais elle est importante en cas de valorisation : engrais ou ciments...

Les phosphates se retrouveraient principalement dans une solution solide Ca2SiO4 – Ca3(PO4)2.

Les deux constituants ont un polymorphe hexagonal à haute température. Il faut quand même atteindre 1425 degrés dans le cas du silicate et 1430 dans le cas du phosphate. J’ai cherché en vain le binaire pour voir si la solution solide permet d’étendre le domaine de stabilité.

La bélite (Ca2SiO4) est plus rare dans les laitiers de haut-fourneau, la transposition n’est pas évidente.

 

La convection dans les hauts-fourneaux, oui, c’est un sujet important mais je ne sais pas si on descend à cette échelle. Les laitiers modernes semblent plus homogènes que les laitiers anciens.

 

https://www.degruyter.com/document/doi/10.1515/htmp-2016-0151/html

https://en.wikipedia.org/wiki/Tricalcium_phosphate

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0366317519300986

https://en.wikipedia.org/wiki/Tricalcium_phosphate

[phoscorite]

Merci beaucoup pour le retour.

[mr42]

J’ai quand même quelques interrogations à propos de cette solution solide Ca2SiO4 – Ca3(PO4)2.

Je veux bien que PO4 se substitue à SiO4 mais alors, pour les atomes de calcium, il n’y a pas le compte.

Il faudrait peut-être compléter par une substitution Ca2+ <> Na+.

L’article passe trop vite sur cet aspect.

[phoscorite]

Il y a 18 heures, mr42 a dit :

Je veux bien que PO4 se substitue à SiO4

Dans les feldspaths et dans les liquides silicatés acides, la substitution normale est plutôt du type AlPO4 (berlinite) contre Si2O4.

La substitution de Si par P est compensée par une substitution couplée de Si par Al.

Mais les systèmes chimiques en question sont pauvres en Ca : ils contiennent trop de P relativement au Ca pour que tout le P soit incorporé à l'apatite.

[mr42]

C'est aussi une possibilité.

On peut encore échafauder des tas d’hypothèses mais sans passer par un labo bien équipé, on ne fait que tourner en rond.

[Conducteur3]

Bonjour,

 

Je recherche activement des scories de mâchefer ou autre résidus de fonderie pour le parementage de tourelles du château de Dampierre-En-Yvelines.

En effet, sur les parements en mignonettes de meulières s'accordent des inclusions noires qui semblaient être de la lave.

Cependant, après six mois de recherche il apparaît que ce sont des scories de mâchefer ou résidus lourds de fonderie.

Ci-après des photos de loin, de près...

Pourrais-je avoir votre avis sur la question ? Nature de scories? Nature du matériau (je me trompe peut-être)?

Ou et comment pourrais-je m'en procurer ?

 

Merci pour votre aide !

 

[mr42]

Peut-être une scorie ou un mâchefer mais on ne peut pas exclure une roche naturelle. Pourquoi pas du grison ?

Il faudrait l’avis des géologues.

https://www.lanouvellerepublique.fr/loir-et-cher/commune/mondoubleau/rehabiliter-le-grison-ce-mal-aime

[alkimik]

je retente ma chance d'en savoir plus sur ce caillou en faisant appel aux connaissances industrielles !

résumé: couleur pyrite, éclat métallique, opaque, trace gris plomb, densité 6.3, dureté 6 (?), fortement attiré par l'aimant, odeur lorsque brulé

cristaux aciculaires désordonnés, facettes par 4 ou 6