f &

MINISTÈRE DE L'INDUSTRIE

ECONOMIES DE MATIERES PREMIERES

280, Boulevard Saint Germain

75007 PARIS

DG 10. AVR. 1979

ÉTUDE TECHNICO-ECONOMIQUE DU DÉSÉTAMAGE- ENQUÊTE BIBLIOGRAPHIQUE -

par

Y. ROUSSIN

BUREAU DE RECHERCHES GEOLOGIQUES ET MINIERES

SERVICE GÉOLOGIQUE NATIONAL

Département minéralurgieB. P. 6009 - 45018 Orléans Cedex - Tél. : (38) 63.80.01

79 SGN 208 MINMars 1979

R E S U M E

Cette étude a été réalisée dans le cadre de la gestion de la conventionEMP BRGM n° 293 312 pour faire le point sur les méthodes de désétamage utiliséesdans le inonde et de définir l'opportunité de promouvoir cette technique en France.

La France se situe parmi les premiers producteurs de fer blanc du monde.La consommation en métal est importante (486 000 t), mais elle ne désétame pluset ses déchets sont expédiés vers des pays limitrophes.

L'étain-métal de prix élevé (61 000 F la tonne en 1978) est totalementimporté.

Le développement du désétamage en France, s'il paraît souhaitable, deman-dera un effort de recherches techniques et théoriques, car des obstacles subsistentprincipalement pour :

- le choix du procédé et ses paramètres de fonctionnement

- l'approvisionnement et les débouchés

- l'élimination des vernis du fer blanc

- l'obtention d'un désétamage parfait

- les conditions de 1'electrolyse de la solution alcaline.

S O M M A I R E

RESUME

I - INTRODUCTION 1

II - L'APPROVISIONNEMENT EN ETAIN 42.1 - GISEMENTS .• 42.2 - PRODUCTION DE PREMIERE FUSION 42.3- PRODUCTION DE DEUXIEME FUSION 42.4 - CONSOMMATION 52.5- PRINCIPAUX FOURNISSEURS DE LA FRANCE « 6

III - UTILISATION DE L1 ETAIN 7

IV - LE FER BLANC ET LES PRODUITS ASSIMILES 94.1 -DEFINITION 94.2 - COMPOSANTS 104.3- MODE DE FABRICATION 104.4- TYPE DE FER BLANC COURANT 114.5 - IMPORTANCE DU FER BLANC EN FRANCE 134.6- AVENIR DE CETTE PRODUCTION 13 ,4.7- PRINCIPALES UTILISATIONS 14

V - VERNIS PROTECTEURS UTILISES DANS L'EMBALLAGE METALLIQUE 165.1- OBJECTIFS 165.2 - TYPES DE VERNIS 16

VI - ORIGINE ET VOLUME DES DECHETS EN FRANCE . 226.1 - ORIGINE DES DECHETS 22

6.1.1 - Vzckztt, dz {,abnÀ,catlon du izn blanc 226.7.2 - Vzchzti dzi> LU>¿nz¿ dz &uivu> {¡onmatÁjon 226.1.3 - Vzckzt¿> SLÍ6uLtant dz ¿a conÁonmcutLon 22

6.2 - Circuit actuel de récupération 236.2.1 - VlckztA ¿nduA&L¿zti> 236.2.2 - Vzckzt& dz conformation 23

VII - BILAN ETAIN DU FER BLANC 24

VIII - PROCEDES DE RECUPERATION 258 . 1 - INCINERATION 258 . 2 - DESETAMAGE PAR CHLORURATION , 25

8.2.1 - VhlncJüpz 255.2.2 - MUhûdz 25è.2.3 - UtiLucuUon , 26

8 . 3 - DESETAMAGE ACIDE 265.3.1 - PtUnclpz 265.3.2 - MUhodz 261.3.3 - UtlU&cutLon 27

8 . 4 - DESETAMAGE ALCALIN 275.4.1 - PsUnclpz 275.4.2 - UUhodz 27è.4.3 - RzcupzAJXtLon dz l'ztain a pajitix dz& ¿ouxZLont,

lJU 29

Pages

8.5 - DESETAMAGE PAR ELECTROLYSE DIRECTE DES DECHETS ENMILIEU ALCALIN 32è.5.1 - PrUncsipe. 32è.5.2 - MUkodz 32

IX - DIFFICULTES DU DESETAMAGE 349.1 - LES BOITES USAGEES 349 . 2 - RECUPERATION DE L'ETAIN DES SOLUTIONS , 359 . 3 - PROCEDES 36

X - BILAN ENERGETIQUE 3710.1 - DONNEES AMERICAINES 3710.2- DONNEES ALLEMANDES 371 0.3 - CONCLUSION 42

XI - PREMIERES PROPORTIONS DE RECHERCHES 43

XII - CONCLUSION 46

BIBLIOGRAPHIE 47

ANNEXE : PREMIERE ESTIMATION ECONOMIQUE D'UNE USINE DE DESETAMAGE ...

- 1 -

I - INTRODUCTION

Les industries françaises de la conserve ont connu un développement spec-taculaire grâce aux propriétés de l'emballage en fer blanc (inertie, étanchéïté,solidité). Le tonnage fabriqué pour les conserves agricoles a été multiplié par 7en 20 ans (1 460 000 t en 1974- contre 200 000 t en 1955) et les exportations ontquintuplé en 10 ans (1).

Avec une production de plus d'un million de tonnes de fer blanc en 1974,la France se place au 4è rang mondial des pays producteurs, mais au second rang despays exportateurs derrière le Japon. En effet près de la moitié de la productionde fer blanc est exportée.

Les usines françaises de transformation ont utilisé 486 000 t de fer éta-mé dont 57 % pour la fabrication de boites à conserves.

La consommation d'étain s'est notablement accrue du fait du développementdu fer étamé. Le prix de vente de l'étain est actuellement supérieur à 61 F le kg.

Après emploi, les récipients en fer blanc peuvent être relativement pro-pres (boites de boissons) ou souillés d'éléments putrescibles (boites de conserves)les boites sont souvent décorées et protégées à l'aide de vernis ou d'encre d'impri-merie. De plus les éléments tels que le plomb (soudure) ou l'aluminium (fond à ou-verture facile) peuvent être intimement liés au fer blanc.

Selon le mode de collecte et de tri des ordures, d'autres impuretés peu-vent être incorporées dans les lots où figurent les boites usées.

Tous ces facteurs ont jusqu'à présent freiné les tentatives de désétamagedes boites en fer blanc.

Le désétamage des chutes neuves n'est pratiqué que dans les pays limi-trophes alors qu'il ne l'est plus en France.

L'objet de cette étude est de présenter les données de base d'un éventueldéveloppement du désétamage dans le contexte français. Dans une première phase seraprécisé :

- Le marché de l'étain

- Les techniques d'étamage

- Les techniques de fabrication des boites.

Dans une deuxième étape seront exposés :

- Les principaux procédés actuels de désétamage

- Leurs contraintes d'application.

- 2 -

nomique succinct.Enfin, un bilan énergétique de synthèse est tenté ainsi qu'un aperçu éco-

- 3 -PRODUCTION DE CONCENTRES D1ETAIN

AFRIQUE

BurundiCamerounNamibiaNigerNigeriaRodhésieRwandaAfrique du SudSwazilandTanzanieOugandaZaïreZambie

AMERIQUE

ArgentineBolivieBrésilCanadaMexiquePérouU.S.A.

ASIE

BirmanieChine PRIndonésieJaponCorée RépubliqueLaosMalaisieThaïlandeViet-NamOrigine inconnue

EUROPE

TchécoslovaquieFranceAllemagne de1'OuestPortugalEspagne .",Royaume-UniURSS

OCEANIE

Australie

MONDE

OF

1

15

4

12

4

34

285

113

25

6416

5

4

3

9

9

177

975

070

1002570084.6528002507711

-11756210

730

53832400031937820

150

960

750

34665424518364406

900

680

17651

388737330

310

310

700

I

13

3

12

4

35

285

114

23

6320

4

4

3

10

10

177

976

460

10025700847108002007094

12000010

370

60012290026531020150

060

750

41863424576401453

800

560

180-

342720323

389

389

800

1

12

3

12

3

40

326

117

25

5824

7

5

3

10

10

186

977

790

10025700842678002008764

12060710

190

6006154003401172096

700

760

10060424600703205

700

110

180-

258822851

694

694

500

- l i -

li - L'APPROVISIONNEMENT EN ETAIN

2.1 - GISEMENTS

Les principaux gisements mondiaux d'étain sont localisés dans

le Sud-Est asiatique (de Rangoon aux Iles de Banea et Billitoa en passant parl'Isthme de Ura et la péninsule de Malacca)

La production de concentrés d'étain dans le monde est présentée dans letableau A, II est étonnant de constater qu'en Asie un tonnage(3) relativemantimportant d'étain n'a pas d'origine bien précise.

2.2 - PRODUCTION DE PREMIERE FUSION

- La production mondiale d'étain est donnée au tableau suivant (tonnes) -[.an-nées 1971-1975 référence Wolff's guide(2) années 1975-1976 bulletin de l'étain(3)J

1971 1972 1973 1974 1975 1976 1977

MalaisieBolivieThaïlandeIndonésieAustralieNigeriaZaïreRoyaume-UniAutresdont France

TOTAL MONDE

75302119

9761

13

185

400300700800400300500800700300

900

7632222112

653

14

195

800400000800100700900300300300

300

7228202211

553

15

185

300600900500100800500800300300

800

6829202510

543

15

182

100600300000000500800200600142

100

64281625

9443

17

172

40030040040020070010030080051

600

789

2023

53

930

182

017790337322593667600848836-

000

66132324

53

1033

180

305300102005561315633262517-

000

La production de l'étain paraît stable. Alors que la consommation est encroissance constante. Il semble que pour 1978 la production mondiale n'augmenteraque de 5 000 t.

2.3 - PRODUCTION DE DEUXIEME FUSION

- L'étain de deuxième fusion provenant de la récupération est produit dans ungrand nombre de pays Cannées 1971-1975 référence Wolff's guide (2)années 1976-1977 bulletin de l'étain (3)3

1971 1372 1973 1974 1975 1976 1977

CanadaUSABrésilIndeJaponThaïlandeAutricheBelgiqueTchécoslovaquieDanemarkFranceAllemagne de l'OuestHollandeNorvègeEspagneRoyaume-UniAustralie

TOTAL MONDE

3

1

2

9

17424060

211-843120110120-17912060

392059638

500

2

1

M

10

1B023424060

166-80912090

120-51612060

-565379

700

2

1

2

8

18004424010011930

819240116120-101180

60-659446

500

1

1

3

8

180882240100101

9129240120120.12818060

-526475

500

1801 B00

240100471352

240106120_997180

601 6003 500

396

10 000

2

12

9

18039324010091637

240120120-797180

60600800255

200

1

1

13

9

1807902401004295

.240120120-040180

60600800205

800

- 5 -

L'étain ne semble plus être récupéré et recyclé en France.

Production d'étain 2ème fusion en France (tonnes)

1965196619671968196919701971

616161606011

2.4 - CONSOMMATION

La consommation de métal par pays s'établit à (années 1970-1975 référenceWolff's guide (2) - 1976-1977 Bulletin de l'étain (3)

USAJaponRoyaume-UniR.F.A.FranceItalieAutres

TOTAL

5324171410757

184

1970

800700000100500200100

400

5229161410758

189

1971

800300400200500200700

100

5432141411757

191

1972

400300600400000500500

700

5838161511

61

210

1973

70070060080010078700

400

5333141411

62

199

1974

60080050050070093

300

200

4128121210659

L71

1975

200100400000000300800

500

5134131410563

193

1976

750600500800200900150

900

552912141074

192

1977

500600400100100000000

100

II est alors possible d'établir une comparaison entre la production d'étainde 1ère fusion, d'étain de 2è fusion et la consommation mondiale d'étain (3)

Production de Production d'étain deconcentré 1ère fusiond'étain 103 T 103 T

1971197219731974197519761977

187195,9186,2183,3177,7177,8186,5

185,9190,7186 .¡3178,6176,1182180

Consommationd'étain103 T

191,5191,5213,6199,7173,4193,9192,1

Productiond'étain de

9 50010 7008 5008 500

10 0009 2009 800

d'etain2è fusion

ttttttt

Ces tableaux démontrent que :

- une partie de la production mondiale de concentré n'est pas mise sur le marché ;

- il y a une distorsion entre la production d'étain de 1ère fusion et la consom-mation d'étain ;.

- 6 -

- la production d'étain de 2è fusion représente environ 5 % de la productiond'êtain de 1ère fusion ;

Réserves disponibles

Elles seraient de l'ordre de 8106 T dont 1,5 en Chine, 1,2 en Malaisie,1,2 en Thaïlande, 1 en Indonésie, 0,8 en Bolivie, mais la prospection est loind'être achevée. Il semblerait que des réserves très importantes mais à faible te-neur existent dans les fonds sous-marins reconverts d'alluvions fluviaux ou marins,

2.5 - PRINCIPAUX FOURNISSEURS DE LA FRANCE

Actuellement la totalité de 1'étain utilisé est importée, Le tableausuivant mentionne les principaux fournisseurs de la France (tonnes) (2) (3)

1974 1975 1976 1977

MalaisieIndonésieChineRoyaume-UniBelgiqueThaïlandeZaïreBolivieAutres

5111

538624280302452

311

706962461825437407280380511

4 9801 919658669777281465557296

3 5162 330155620692991632559585

11 700 9 969 10 602 10 080

- 7 -

III - UTILISATION DE L1ETAIN

L'étain est surtout employé pour la fabrication du fer blanc,c«L'-tíconsom-me près de la moitié de la production mondiale. Les alliages pour la soudure en sontla deuxième utilisation.

La production mondiale de fer blanc est donnée ci-dessous (3) (4) (23).

1971 1972 1973 1974 1975 1976 1977

Production mon-diale de fer 12 800 000 12 300 000 13 700 000 14 700 000 11 900 000 13 400 000 14 100 000blanc T/an

Consommationd'étain pour 80 500 76 600 81 800 86 500 75 100 80 400 80 3701 ' étamage

3 ** °'63 °'62 °'59 °'59 °'63 °'60 °'57

Ici aussi, les statistiques en tonnage sont trompeuses : dire que laconsommation d'étain par tonne de fer blanc est tombée de 12,7 kg en 1954 à 5,7 kgen 1977, soit un gain de 55 %, c'est négliger la diminution de l'épaisseur moyenne.

En effet, ce n'est pas avec des tonnes qu'on fabrique des emballages, maisavec des mètres carrés.

Or le revêtement moyen d'étain par mètre carré a évolué comme suit :

en 1954 28 grammes par m2

1964 18 " " "1974 12 " " "1977 10,7 " " "

Le gain réel n'est donc pas de 55, mais de 62 % avec, bien entendu,les économies d'énergie correspondantes.

De nouveaux gains pourraient résulter prochainement d'une modificationdes taux d'étamage nominaux, actuellement à l'étude.

- En France

- La consommation d'étain est très stable : 11 000 t/an.

Le métal est revendu en France par l'intermédiaire de cinq sociétés (1)

- SOGEMET ' 2 500 3 000 t soit 25 % du marché

- BRACONNOT (groupe Billinton Shell) 2 500 3 000 t soit 25 % du marché

- 8 -

- SOVEMA (filliale de Brossette) 2 000 tagent de la marque BANKA d'Indonésie

- SOCIETE FRANÇAISE DES MINERAIS ET METAUX 1 000 à 1 200 t

- ALLIAGE D'ETAIN ET DERIVES 1 000 à 1 200 t

Les principales utilisations françaises de l'étain ont été pour l'année 1974 (5)

- Travail de l'étain 192 t

Utilisant l'étain - laminé,en planche

- filé- en poudre- sous forme de tuyau- sous forme d'anode.

- Revêtement d'étain 6 597 t

Principalement de l'étain employé pour la fabrication du fer blanc(6 117 tonnes soit 93 % de la catégorie et 54 % du tonnage d'étain neufconsommé.

Les trois grands producteurs de fer blanc en France sont :

- Sacilor (Sollac)

- Carnaud (Basse Indre près de Nantes)

- Usinor (Mardyck.près de Dunkerque)

Les autres revêtements d'étain sont en voie de disparition

- étamage - de fils- de feuillard- d'ustensiles- de pièces pour électroménager.

Le tube souple (20 t en 1974 plus de 100 t électroménager en 1964)n'est plus utilisé qu'en brasserie pour faire les raccords.

- Alliages blancs 3 247 t

- Alliage pour soudure : 2 300 t dont :

- 1 825 t pour la soudure (baguettes, lingots)

- 475 t pour la soudure filspâte à souderpoudre

- 9 -

Une dizaine de sociétés se partagent le marché des alliages blancsparmi lesquelles :

- PENARROYA- AFFIMET- COMPAGNIE FRANÇAISE DE L'ETAIN- ALLIAGE ETAIN ET DERIVES.

- Poteries d'étain : 170 t

Très à la mode, elles se sont beaucoup développées ces dernières années

- Alliages d'imprimerie (composé de plomb-étain-antirooine), ils ne sont plusutilisés du fait du développement de l'offset, mais les quantités stockéespar les imprimeurs sont vraisemblablement importantes.

- Alliages cuivreux (bronze) 640 t

Principaux producteurs : - TREFIMETAUX- BRONZE INDUSTRIEL (à Bobigny)

- Produits chimiques : 290 t de métal contenu,

IV - LE FER BLANC ET LES PRODUITS ASSIMILES

4.J - DEFINITION

- Fer blanc :

Aux termes de 1'Euronorm (145-78) et de la norme AFNOR (A 36 150), lefer blanc est un produit laminé plat en acier extra doux, revêtu d'étain.Son épaisseur est inférieure a 0,50 mm.

- Fer noir :

C'est un produit laminé plat en acier extra doux dont la surface n'estni traitée, ni huilée.

- Fer chromé

II est revêtu d'une combinaison de chrome métal et d'oxyde de chrome.

Les fer blancs et les produits assimilés (fer noir et fer chromé) sontsusceptibles de recevoir différents vernis et d'être décorés par impressionen offset (1).

- 10 -

4.2 - LES COMPOSANTS

par son épaisseur et sa raideur apporte surtout les propriétés mécaniques. Dans cer-tains cas, par sa composition chimique et son mode d'élaboration, il peut améliorerla résistance à la corrosion du fer blanc.

Il existe trois types d'acier appelés L, MR, MC.

Un acier L est à faible teneur en métalloïde et en éléments métalliques rési-duels . Il est destiné aux conserves particulièrement agressives,

L'acier MR est conseillé lorsque le milieu alimentaire est moyennement ou peucorrosif, les restrictions relatives au phosphate et au cuivre sont allégéeset celles relatives aux éléments résiduels supprimées.

Pour une faible agressivité du produit à conserver l'acier MC est suffisant.

CARACTERISTIQUES DES ACIERS (ASTM)

CarboneManganèsePhosphoreSoufreSiliciumCuivreNickelChromeMolybdèneAutres éléments

L0,130,600,0150,050,0100,060,040,060,050,02

MR0,130,600,0200,050,0100.,20

MC0,130,700,150,050,0100,20

le métal utilisé est de première fusion et le titre moyen utilisé actuellementest de 99,75 % en étain.

4.3 - MODE DE FABRICATION

Le processus de fabrication par étamage électrolytique est le suivant :

La bande d'acier en rouleau est successivement débobinée, dégraisséeet décapée. Elle subit ensuite 1'étamage électrolytique suivi de la fusion de 1'étainpour obtenir le brillantage ; une trempe à l'eau froide est alors réalisée, suivied'un traitement chimique qui enlève la couche d'oxyde d'étain formée lors de lafusion au profit d'une nouvelle couche d'oxyde de composition et d'épaisseur contrô-lées. La bande est enfin recouverte d'une mince pellicule d'huile et livrée aux uti-lisateurs .

L'alliage fer-étain

L'alliage Fe-Sn2 est obtenu par diffusion de 1'étain dans l'acier. Il seforme lors de l'opération du brillantage du fer-blanc électrolytique. Plus la couchede ce composé intermétallique est continue plus le fer blanc résiste à la corrosiongalvanique en milieu acide.

- 11 -

C À S ;•_' • . • (ii,2

0.J7 a

0.S7

0.1 >

0 .2 1 O.i sillicouliiï/cï!

10,5 1 11.» « /S-

1.2 1 1,6 i/sr Uoubl« fjc<)

En faisant appel a des variantes de fabrications brevetées une tellecontinuité peut être atteinte et conduit au fer blanc de type K.

TYPES DE FER BLANC COURANT C22)

Tableau 1 : Taux d'étamage du fer-blanc et amé £ chaud

Codifie

Nouvelle

H 12/12H 15/15

;ation

Ancienne

r 2»*r 30

Taux d'êtamage nominal

g/»2

24,030,0

Taux d'étamage moyenminimal

21,026,0

Tableau 2 : Taux d'êtamage pour le fer-blanc ëlectrolytique à étamage égal

Codification

Nouvelle Ancienne

Taux d'êtamage nominal(g/m2)

Sur chaqueface

Total desdeux faces

Taux d'étamage moyenminimal (g/rr)

Total des deux faces

E 2 ,8 / 2,8E 5,6/ 5,6E 8 ,4 / 8,4E 01,2/11,2

E 1E 2E 3E 4

2,85,68,4

11,2

5,611,216,822,4

4,910,515,720,2

Tableau 3 : Taux d'êtamage pour le fer-blanc électrolytique à étamage dif-férentiel

Codifica:

Nouvelle

D 5,6/2,8D 6,4/2,6D 8,4/5,6D 11,2/2,8D 15,1/5,6

:ion

Ancienne

E 2/1E 3/1E 3/2E 4/1

Taux d'étamage nominal(g/B2)

Sur uneface

5,68,48,4

11,215,1

Sur l'autreface

2,82,85,62,85,6

Taux d'étamage moyenminimal (g/ffl2)

Sur uneface

4,757,857,85

10,113,4

Sur l'au-tre face

2,252,25*,752,254,75

(en 1 000 t demi brut)

- 12 -

PRODUCTION CONSERVES EN FRANCE (tableau 4-)

LégumesTomatesChampignons de couchePlats cuisinésSpécial. françaises & divers

Total conserves agricoles

Fruits et confituresPoissonsViandesPet foods

Total conserves (1)

(en 1 000 t)

1970

7536659

21112

1 101

158947560

1 488

1971

837567723213

1 215

159997970

1 622

1972

75155

10225013

1 171

139887985

1 562

CONSOMMATION FER-BLANC

Métal mis

1 - Boîtes conserves

Conserves agricolesFruits et confituresPoissonsViandesPet foods

BoissonsProduits laitiers

Solde E - 1 (2)

Total boîtes conserves

2 - Boîtes diverses

Autres alim. non conserv.PeintureChimieLubrifiantsEntretien (3)PharmacieAérosolsTableaux

Solde E - 1 (2)

Total boîtes diverses

3 - Bouchages (4)

Bouchons couronnesAutres Doucnages

Total bouchages

Total boîtes et bouchages

4 - Autres utilisations

TOTAL GENERAL

Consommation apparente

Différence

en oeuvre par

1722529149

2495

40

294- 8

286

12403335144

2

140-

140

209

29

455

10

465

470

+ 5

19225311511

2745

40

319- 6

313

13413436164

2

146-

146

2010

30

489

10

499

497

- 2

grands

18422271612

261441

306- 6

300

17473737174

2

161+ 1

162

1911

30

492

10

502

512

+10

1973

84469

10128311

1 308

21291

104130

1 845

+ FER

1974

97868

10829016

1 460

196105111156

2 028

NOIR +

1975

9687710328720

1 455

1569991

175

1 976

197 6

66953

10131015

1 148

20292

104210

1 756

1977

94055

11534019

: 469

160102112250

2 093

1978 1979

T.F.S.

secteurs d'utilisation finale

18530272020

282529

316- 4

312

3551383463

101

178+ 2

180

2213

35

527

19

546

537

- 9

19325302323

294525

324- 6

318

3951383263121

182+ 5

187

2214

36

541

20

561

601

+40

18920281626

279420

303-12

291

384926275281

156+ 5

161

2112

33

485

18

502

470

-33

15326262132

258622

286-17

269

4256303163

101

179+ 2

181

2411

35

485

23

508

546

+38

19321292338

3041022

336-21

315

465330306

• 3

111

180+ 2

182

2210

32

529

23

552

575

+ 23

Co

567

554

-13

o

X"

572

552

-20

(1) En boîtes seulement(2) Tonnages nets des emballages, multipliés par 1,20(3) y compris les aérosols jusqu'en 1972(A) y compris le métal utilisé pour la fabrication de bouchages destinés à l'exportation.

- 13 -

Le type E 2,8/2,8 est principalement utilisé pour la fabrication desboites vernies,

A l'extrême opposé le type E 11,2/11,2 correspond au domaine d'utili-sation des boites exemptes de vernis,

4.5 - IMPORTANCE Dû FER FLANC EN FRANCE

En 1977, les usines françaises ont livré 977 000 t de fer blanc etproduits assimilés, dont 916 000 tonnes de fer étamé soit 6,6 % de la productionmondiale qui s'est élevée à 14 700 000 tonnes (1).

Sur ces 970 000 t, 491 000 t ont été exportées vers plus de cinquantepays. Le reste soit 4-86 000 t à été utilisé en France,

Cette consommation intva, muros se répartit comme suit :

Ufin non + d e fer> b l a n c électrolytique" " " etame a chaud

13 000 t de fer chromé13 000 t de fer noir

486 000 t

Si l'on y ajoute les 89 000 t importées la consommation apparente fran-çaise a atteint 575 000 t (4) tableau 4. Le nombre des emplois liés à la produc-tion et à la vente du fer-blanc peut être évalué à plus de 16 000 (25).

4.6 - AVENIR DE CETTE PRODUCTION

La consommation apparente française est en développement constant : ellea augmenté de 72 % au cours des dix dernières années.

La consommation annuelle ramenée en kg par habitant est de :

- 11,1 kg en France- 17,1 kg en U.- 23 kg aux USA- 28,3 kg en Australie,

Cette faiblesse relative de la consommation française s'explique par ledéveloppement restreint de certaines utilisations (boites de bières, boissons ga-zeuses et carbonatées).

En fait les principaux atouts actuels de l'utilisation du fer blancrésident dans :

- La réduction de consommation de l'acier grâce au laminage à froid en conti-nu et aux procédés de recuit favorisant la régularité des épaisseurs et desduretés,

- La réduction de la consommation d'étain grâce au progrès du vernissage et àl'étamage électrolytique qui permet un dosage rigoureux des dépôts.

- La diminution des rebuts par l'amélioration des procédés de coulée, et l'augmentation des formats de laminage,

- L'économie d'énergie non seulement dans la fabrication mais aussi dans lesmanutentions et les transports grâce à l'allégement des emballages en ferblanc.

- Les gains sur les volumes de stockage et de transport par l'étude de formes• réduisant 1'encombrement.

4.7 - PRINCIPALES UTILISATIONS

- Boites en fer blanc nu avec dépôt d'étain relativement riche ; les boitesen fer blanc dont les fonds sont vernis peuvent être assimilés à cemême type (6).

Ces boites sont encore utilisées pour les conserves de fruits et légumes.

- Boites en fer blanc vernis, fonds et corps, avec un dépôt d'étain relati-vement pauvre.

Ce type de boite dite "vernie or" en raison de l'aspect du vernis estcouramment utilisée pour les conserves de viandes, poissons, de platscuisinés, et aussi de légumes.

L'emploi de ces boites tend à remplacer progressivement les boites a corpsnu et à fonds vernis.

- Pour certains produits dont la couleur (fruits rouges ou bleus, fraises,myrtilles) est altérée par le contact avec l'étain, ou qui en raison deleur acidité (cornichons au vinaigre) risqueraient de perforer le fer-blanc verni, au niveau des porosités de revêtement. Le fer blanc enfeuilles reçoit deux couches de vernis puis la boite fabriquée estrevernie au pistolet :

- soit simplement le long de l'agrafe du cylindre (rechampie),

- soit sur toute la surface intérieure (revernie).

- Le choix du typ_e_de_boite (forme et capacité)

Ce choix est effectué par les conserveries avec l'avis des fabricantsde boites. Des paramètres aussi divers que matières premières, équipement,méthodes de fabrication, circuit commercial, réseaux des acheteurs, sécu-rité, prix... sont pris en considération pour le choix du type de boite.

- 15 -

La technique moderne consiste a agrafer et contresouder les corps ;mais pour des productions relativement- peu importantes ne justifiant pas lerecours à un équipement hautement mécanisé, le montage des corps de boitess'effectue par soudage à plat des deux bords. Les fonds sont le plus sonventsertis : le serti est une agrafe périphérique dont 1'étanehéïté est assuréepar un joint en caoutchouc synthétique. Pour les boites de sardines dites aouverture "à décollage" la fixation des fonds se fait par soudage (6). Il exis-te aussi des boites embouties ou embouties et étirées (2 pièces).

- Formats_des boites

- Les formats sont définis en France par les normes AFNOR 33 001et 33 002.

- La boite 5/1 ronde mérite une attention particulière. C'est la boitela plus couramment utilisée en France pour le conditionnement des conserves defruits, légumes et plats cuisinés destinés aux collectivités. Au cours de lapériode 1970-1975 la production française a été de 60 à 70 millions de boitespar an.

La boite 5/1 est fabriquée par des moyens entièrement mécanisés à gran-de cadence. Une cadence de production de 100 boites/minute correspond à une ca-pacité horaire de conditionnement de 25 m3,

- De nouvelles normes sont en cours d'élaboration.

- Boites diverses

Cette appellation couvre toute»les boites dont le couvercle n'est niserti, ni soudé ; elle couvre également des emballages aussi différents que lebidon d'huile, la boite de thé ou café, le '-"camion" de peinture de 3 à 25 kget plus ou le flacon aérosol pour les produits d'entretien,

- Bouchages

Le bouchon couronne en fer blanc, associé à un disque de liège ou deplastique constitue pour une bouteille une fermeture inviolable, étanche aux gazet aux micro-organimes.

Des capsules en fer blanc sont également utilisées pour les bocaux àlarge ouverture.

Enfin, de multiples systèmes de goulots, de bouchons à vis, de becsverseurs etc. sont réalisés en fer blanc-

- 16 -

V - VERNIS PROTECTEURS UTILISES DANS L'EMBALLAGE METALLIQUE

5.1 - OBJECTIFS

Le premier objectif de l'emballage est la protection physico-chimiquedu produit à commercialiser dans le cas de produits agressif*. La corrosion étantun phénomène très complexe, la seule façon de l'éliminer est la protection internedes boites au moyen de revêtement organique, En effet, les réactions superficiellespeuvent entraîner soit le bombage ou la perforation de la boite, soit la contami-nation métallique du produit contenu.

Les résines de bases qui entrent dans la composition des différentsrevêtements organiques sont relativement peu nombreuses. Ce sont des substancesfilmogènes.

Appliquées en couche mince à l'état de préparations liquides sur le sup-port à vernir, à peindre ou a illustrer, ces substances se transforment par evapo-ration de leurs constituants volatils et éventuellement par réaction chimique, enune pellicule solide qui adhère au support (7) ( 8 ),

5.2 - TYPES DE VERNIS

Les principaux liants utilisés appartiennent aux familles chimiques sui-vantes (8) : - acryliques

- alkydes- époxy phénolique, esters, ou urée- oleorésineux- phénoliques- vinyliques- polyuréthanes.

1 - Acryliques

structure- CH2 -

H ou CH3

CIC -IC

\0-R

Structure d'esters de l'acide polyacrylique

Cou polymétacrylique) ou R représente un

radical - CH3 - C2H5 etc.

n

Propriétés

Adhérence, souplesse, dureté, résistance ou traitement thermique del'autoclave, résistance ou vieillissement, inertie chimique vis-à-vis des alca-lins, bonne retention de couleur (200° C pendant 20 minutes sans altération dela teinte), séchage par polymérisation sous l'action de la chaleur.

Utilisation

Vernis de surimpression, couchés blanc et de couleur, essentiellementpour la protection et la décoration extérieure,

- 17 -

2 - Alkydes

Structure (exemple de synthèse) Réaction de polycondensation

H..e*- OCH20H - CHOH - CK20H + °*c_i=N . -*- - CH2 - CH - CH2 - 0-¿ \ o

glycerol acide 'par exemple phtalique 0*^__

par exemple 0< /i=y • alkyde• • " ' (polyester

*• glycérophtalique )

Remplacements possibles du polyester par des acides gras dérivés d'huilesvégétales ou animales.

- possibilités d'adaptation aux besoins particuliers, peuvent être formu-lés en version dure, souple et si nécessaire, résistante aux conditions de la sté-rilisation .

- Bonne adhérence.

- Séchage partiellement par oxydation partiellement par polymerisation sousl'action de la chaleur.

N'étant pas exempts de goûts, ils sont souvent utilisés pour la décoration ex-térieure des boites, comme vernis d'accrochage de surimpression, couchés blanc oude couleur.

3 - Epoxy-esters

Structure

Issue de l'esterification des résines epoxy par des acides gras d'originevégétale ou synthétique.

Propriétés

- Pâleur, souplesse, brillant, La rétention de couleur varie avec le typed'acide gras intervenant dans l'esterification. Ils sèchent en partie par polyméri-sation sous l'effet de la chaleur et en partie par oxydation,

- Bonne résistance chimique (surtout vis-à-vis des acides), résistance auxtempératures de stérilisation.

- 18 -

Utilisation

Vernis de surimpression, couchés blanc et de couleur pour la protectionextérieure.

4 - Epoxyphéno1iques (les plus couramment utilisés)

Structure (exemple de synthèse)

CH3

CH2 - CH - CH2 -

goupementépoxy

0 - - C -

ICH3

- 0 - CH2 - CH - CH2 -

0

IL n,. J- CH2 -y;I/motif

—0—CHoCH—CHo

CH:

possibilité de greffage dela résine phénolique sur

- CH2-CH-0 -^ ̂ ~C«Jphénolique le groupement époxy.

Mélange polycondensé de résines époxy et phénoliques aboutissant à unréseau final tridimentionnel de reticulation plus ou moins serrée sous l'action dela chaleur.

- D'une façon générale : souplesse, adhérence, résistance aux acides (carac-tère epoxy) inertie chimique (caractère phénolique).

- De plus résistance à l'action des polyphosphates, bonne barrière vis-à-visdes composés sulfurés, absence de goût^ stabilité à la brûlure de la soudure, résis-tance aux emboutis profonds, tenue parfaite à toutes, les températures de stérili-sation.

- Sèchent par polymérisation sous l'action de la chaleur.

Utilisation

Vernis d'accorchage, vernis "or" pour l'intérieur et l'extérieur de toutesboites à usage alimentaire ou industriel, vernis pouvant être pigmentés (Al ou ZnO).

5 - Epoxy-urée

Structure

Combinaison de résine époxy et d'aminés

Propriétés

A la fois souplesse et densité, bonne résistance chimique, bonne stabi-lité thermique, en particulier excellente rétention de couleur aux étuvages lesplus sévères.

- 19 -

Utilisation

Vernis d'accrochage, vernis de finition, couchés blancs et de couleur,

6 - Oléorésineux

Structure

Triglycérides de formule générale

CH2 - COORsont des radicaux

CH - COO R1 d'acide gras insaturésICH2 - COO R

2

Produits de réaction entre des résines naturelles ou synthétiques et deshuiles siccatives végétales (huile de lin, de bois de chine).

Propriétés

Souplesse, adhérence, inertie chimique vis-à-vis des acides. Ils sèchentprincipalement par oxydation et quant ils sont mélangés aux résines synthétiques,ils sèchent également partiellement par polymérisation sous l'influence de la cha-leur.

Vernis "or" transparents ou pigmentés avec ZnO. Certains vernis "or"entièrement basés sur des gommes naturelles et des huiles siccatives conviennentparfaitement pour des boites devant contenir des produits acides. Les vernis pig-mentés à l'oxyde de zinc ne doivent pas être utilisés en présence d'alimentsacides ou solides.

7 - Phénoligues

Structure OH OH

/% + Hvc*° —> f^^tl CH20W Polymérisation avecj formation de pont méthy-

H ^ / lène C H2 o u e'ther C H2-°-Formaldéhyde CH2

Phénol(plus ou moins subs-titué)

De nombreuses modifications sont possibles (éthérification par alcool grassaturé, esteirification par mono acide gras...).

- 20 -

Propriétés

Adhérents, résistant;«à la brûlure de la soudure et aux éraflures. Sta-ble vis-à-vis des acides, très imperméable, ils empêchent la sulfuration du ferblanc. Résistent très bien aux températures de stérilisation.

chaleur.Thermodurcissants, ils sèchent par polymérisation sous l'action de la

Revêtement intérieur des boites à usage alimentaire (viandes et pois-sons en particulier). La charge doit être soigneusement contrôlée et relativementfaible, car les revêtementsphénoliques sont peu souples.

8 - Polyurethanes

Structure

Polyalcool R-OH Polyisocyanate R'-N = C = 0

CH2OH - CH2 - CH2 - CH20H + 0 = C = N -(CH2) -N = C = 0

butanediol 1.4 Hexamethylène diisocyanate

La reticulation est possible en partant de trialcools

oi

NHI

(CH 2) 6

INHICO

polyuréthane

Propriétés

- Souplesse bonne résistance chimique

- Résistance à l'abrasion,

9 - Vinyliques

Structurei i

4-CH2 - CH\Cl

Motifchlorure

- CH - CH2 —

C - CH3

\\0

motifacetate

Co polymerisation de composés vinyliques (acétate ou chlorure),

- 21 -

Propriétés

Souplesse, adhérence (sur l'aluminium particulièrement), totale absencede goût et d'odeur, thermoplasticité, inertie chimique, résistance à l'eau, auviellissèment, lors de l'emboutissage. Température d'étamage limitée 170-17.5° Csur fer blanc (risque de formation de points noirs au niveau des pores de revê-tement d'étain).

utilisation

Vernis d'accrochage, vernis d'intérieurs et¿extérieurs, couchés blancet de couleur. Les vernis vinyliques sont utilisés en particulier en secondecouche pour le revêtement intérieur des boites à bière et à boissons carbonatées.

En résumé, les caractéristiques d'utilisation des vernis les plus couram-ment employés sont résumés ci-dessous.

Oléorésineux

Epaisseur

Températured'étuvage(durée du

palier : 12 m nenviron)

4-6

Aptitudeemboutissage

195° C

Oiéorésineux + pâted'oxyde de zinc

Phénoiique

Epoxyphénolique

7-9 195° C

2 -3 195° C

4-6 200° C

Vinylique 6-8 170° C

Acrylique (couché blanc) 1 2 - 14 185° C

- 22 -

VI - ORIGINE ET VOLUME DES DECHETS EN FRANCE

6.1 - ORIGINE DES DECHETS

6.1.1 - Vo.cM.ttb de jabfilcjaAJjan du fann bùinc.

Lors de l'inspection de la bande étamée, certains défauts peuvent être dé-tectés. Un cisaillage permet d'éliminer les portions mauvaises. Les parties éliminéesconstituent les déchets neufs de fers blancs. Ceux-ci ne sont ni vernis, ni imprimés.

En 1974 le tonnage de chutes de fabrication est de l'ordre de 12 000 t,soit 1,2 % du fer blanc produit.

6.1.2 - Vé.ckzt¿ d<¿¿> o¿¿H.e¿ dz

Ils sont constitués de trois catégories :

- Dans les usines de fabrication de boites, lors du cisaillage en bande desfeuilles rectangulaires destinées ensuite à la fabrication des corps de boi-tes, de très minces rives sont éliminées. Elles peuvent avoir été vernies ouimprimées ;

- Les pièces circulaires (fonds ronds) sont découpées à la presse dans des feuil-les qui sont préalablement découpées en quinconce à partir de la bande pourdiminuer les pertes en métal. Il n'en demeure pas moins des "étoiles" entreles cercles découpés. L'ensemble de ces étoiles forme la "filandre" qui estgénéralement vernie.

- La qualité des fabrications de boites et des bouchages est étroitement surveillée.Les contrôles éliminent les produits hors tolérance ou présentant des défauts.

Ces déchets industriels sont constitués de produits plus ou moins achevéscomportant souvent un revêtement d'encre ou de vernis et éventuellement une soudure.Les boites rebutées peuvent exceptionnellement comporter leur fond.

En 1974, le tonnage des chutes, rebuts et autres déchets des usines a étéd'environ 74 000 tonnes (1).

6.1.3 - VíckztÁ KÍÁuJUant dz ¿a conAommcutLon

Pour 1974, il apparaît une consommation de 463 000 t d'emballages, boucha-ge» et objets divers.

La production totale de déchets de fer blanc en France pour 1974 s'èleveà :

12 000 t chutes de fabrication74 000 t chutes et rebuts de fabrication

86 000 t de déchets industriels463 000 t d'emballages et bouchages

549 000 t au total.

- 23 -

Ces 549 000 t contiennent en moyenne 6 kg d'étain par tonne de fer blancsoit environ 3 300 tonnes d'étain

6.2 - CIRCUITS ACTUELS DE RECUPERATION

6.2.7 - Vtokvbb ¿

Les 86 000 tonnes de déchets industriels sont récupérés en totalité, étainet acier. Mais la capacité française actuelle de désétamage est quasiment nulle. Lamajeure partie de ces feuilles étamées est donc vendue à des désétameurs étrangersprincipalement du marché commun (Allemagne-Italie),

6.2.2 - Vtchzt de coruommcutLon

Les déchets résultant de la consommation (463 000 t) se retrouvent dansla grande majorité dans les circuits de collecte des ordures ménagères.

Il semblerait que la consommation d'emballages en fer blanc soit beaucoupplus élevée dans les grandes villes que dans les campagnes.

La répartition de ces 463 000 tonnes peut être estimée comme suit :

- 150 000 sont incinérées, mais 1'étain n'est plus récupérable car d'une partil a été volatilisé lors du chauffage, d'autre part il a diffusé dans le feraugmentant la couche d'alliage fer-étain,

- 60 000 tonnes sont dirigées sur les usines de broyage et de compostage , ou quel-ques milliers de tonnes sont récupérées par tri magnétique pour être livréesà la sidérurgie. L'étain pourrait être récupéré,

- 253 000 tonnes vont à la décharge où plusieurs milliers de tonnes sont récu-pérée» et remises dans le circuit. Ici encore, 1'étain pouraît être récupéréà partir de ces ferrailles.

- 24 -

VII - BILAN ETAIN DU FER BLANC

- Déchets industriels livrés aux désétameurs étrangers 516 t récupérées

- Dans les machefers et les cendres d'incinération 1 200 t difficilement récu-pérables

- Dans les ferrailles livrées aux aciéries 384 t récupérables.

516 t sont directement récupérables. Cette valeur pourrait être augmentéedans de fortes proportions par un tri magnétique au niveau des usines de composta-ge. Le tonnage récupéré s'élèverait alors à 910 tonnes sur les 3 300 t utilisée»pour la fabrication d'emballage soit 27 %.

Dans un stade ultérieur, si une partie des ordures actuellement mises endécharge était systématiquement triée, 240 tonnes d'étain supplémentaires pour-raient être récupérées.

- 25 -

VIII - PROCEDES DE RECUPERATION

Les principales méthodes connues pour la récupération de l'acier ou del'étain se répartissent de la façon suivante :

- l'incinération

- le désétamage par chloruration

- le désétamage acide

- le désétamage alcalin

- la récupération dB l'étain à partir des solutions alcalines

- le désétamage par electrolyse directe des déchets en milieu alcalin.

8.1 - INCINERATION

Principe

C'est essentiellement une méthode de récupération de l'acier.

Les boites en fer blanc jetées dans les ordures ménagères sont inci-nérées avec celles-ci. Une extraction magnétique est effectuée pour séparer lesferrailles. Dans ces conditions, une grande partie de l'étain est perdue dansles fumées. De plus, les ferrailles désétamées ainsi obtenues sont souvent conta-minées par des traces de cuivre, provenant des divers matériaux contenus dans lesdéchets urbains.

La récupération des métaux à partir des cendres volantes provenant desfiltres de l'incinérateur n'a été étudiée qu'expérimentalement au Bureau de recherches géologiques et minières.

Ces essais de récupération ont été réalisés par traitement thermique.90 % de l'étain présent dans les cendres est récupéré sous forme de chlorureaprès grillage en milieu réducteur à 900° C. En présence de chlore gazeux tousles métaux passent à l'état chorure à une température de 800° C (9).

8.2 - DESETAMAGE PAR CHLORURATION

8.2.1 -

Un courant de chlore gazeux sec, balaye les déchets étamés. Il se formealors du tétrachlorure d'étain Sn Cl^,

%. 1.1 - HUhodz

Les déchets étamés sont mis en balles pressées après avoir été dégraissés.Puis ils sont introduits, selon une méthode ancienne utilisée par Goldschmidt,dans des cylindres en acier de 2,50 m de diamètre sur 8 m de hauteur formantautoclave (10).

- 26 -

Le chlore gazeux provient de bouteilles contenant du chlore liquide.La pression, dépendant de la température de stockage des bouteilles contenant lechlore, est voisine de 3 atmosphères à 0° C et 6,5 atmosphères à 20° C.

Pour absorber la chaleur de réaction, les parois extérieures sont re-froidies par un courant d'eau. En effet la température doit être maintenue infé-rieure à 4-0° C pour éviter la chloruration de l'acier.

Le déroulement de la réaction est suivi par l'observation de la pres-sion. La formation de Sn Cl^ liquide absorbe environ 15 litres de chlore gazeuxpar 100 g d'étain converti sous la pression de 3 atmosphères, La stabilisation dela pression indique la fin de la réaction.

La condensation du tétrachlorure d'étain et la récupération de l'excèsde chlore ne sont pas décrits,

Les ferrailles doivent être bien lavées après le désétamage, sinon ellesse corrodent très rapidement et ne sont plus réutilisables,

8.2.3 - UtitL&cutLon

Autrefois le chlorure d'étain Sn CI4 était converti en chloro-stannated'ammonium (pink salt) utilisé pour l'apprêt de la soie avant teinture. Cet em-ploi à considérablement diminué avec l'apparition de fibres synthétiques commele nylon. Mais Sn Cl^ est maintenant utilisé pour la production de composés orga-no-stanniques qui sont utilisés par les plasticiens pour le P.V.C. et aussi commepesticides.

La méthode de production de ces composés est la réaction de Sn Cl^ avecdes réactifs de Grignard (du type R-chlorure de magnésium, en R est un groupementalkyl ou aryl).

Mg + RC1 •*• R-Mg ClUR-Mg Cl + Sn Cli, •+ Sn R4 + H Mg Cl2

8.3 - DESETAMAGE ACIDE

S.3.1 -

L'action de solution démétallisante sur le métal à éliminer est variable.L'action de l'acide chlorhydrique sur les métaux est fonction de leurs positionsdans l'échelle des potentiels,

S.3.2 - UUkodz

Les pièces à désétamer sont placées dans un bain .d'acide chlorhydriquedont la concentration n'est pas mentionnée, A cet acide est ajouté 15 g/1 d'anti-moine. La température du bain doit être voisine de 20° C. La durée du désétamagen'est pas mentionnée.

- 27 -

S.3.3 - Utlti&atLon

Cette technique est surtout employée en usine pour des pièces dont la metallisation a été défectueuse (11),

8.4 - DESETAMAGE ALCALIN

S.4.1 -

Les résidus étamés sont plongés dans une solution alcaline avec l'ajoutd'un oxydant comme le nitrate ou le nitrite de sodium. Une solution de stannatealcalin est alors obtenue selon la réaction :

2 Sn + 3 NaOH + NaN03 -»• 2 Na2Sn03 + NH3

S.4.2 - U&thode.

Description du procédé

Déchets étamés+

1 - Elimination des débris+

2 - Elimination des vernis+

3 - Désétamage alcalin+

4 - Purification de la solution

1 -Elimination des débris .

- Technique allemande : la méthode utilisée par la Société Goldschmidt est malconnue (ÏÏT, la purification des morceaux déchiquetés est réalisée par un procédéchimique humide ou thermique qui favorise l'élimination d'une partie des grais-ses et des laques,

"" ÏË£]}2iaye_américaine : aucune information détaillée n'est donnée.

ilíE_ÍE£^i2Ht_E2YíÉÍialie les déchets de fer blanc sont dégraissés par unesolution de 3-5 g7ï de soude caustique et de 1,2 à 2,4 g/1 d'une substance mouil-lante non précisée. La solution est recyclée après élimination des graisses. Latempérature du bain est inconnue,

2l_ÎË£îînique_soviétique (15) les déchets sont dégraissés par une solution à 2 %de carbonate de sodium. La température est de 70° C.

3è_technique soviétique - Usine de Leningrad (14), Lavage à froid avec de lasoude additionnée de détergents,

2 - Elimination des vernis

Technique allemande : la destruction des vernis ou laques de protection est faitepar voie thermique : volatilisation à 300° C, II est supposé qu'une partie del'étain diffuse dans le fer.

- 28 -

- Technique_américaine : les déchets de fer blanc sont chauffés à 96° C. La duréede l'opération n'est pas précisée ainsi que les réactants.

ïË£ÎîBiaH5E_SYi§ïiaHËS : ^ semblerait que l'élimination des débris et celle desvernis se fassent simultanément.

3 - Dêsëtamage alcalin

- Technique allemande : le dêsétamage sodique est réalisé à une température de 60-90° C l'étain se transforme en stannate alcalin. La concentration en soude dubain n'est pas connue. La perte de produits chimiques lors des transferts seraitpeu importante,

- Technique américaine : après élimination des laques la concentration de la so-lution alcaline est voisine de 10-60 g/1, et contient des résidus de peinturesorganiques qui sont éliminés de la solution par filtration. La composition dela solution de dêsétamage varie dans de larges proportions. La température n'estpas connue. Le dêsétamage peut être effectué de deux façons :

- soit en un seul passage dans une solution alcaline. La concentration ensoude varie de 80 à 200 g/1, celle de l'oxydant est voisine de 40 à 60 g/1.

Quand la concentration en étain atteint 50 à 60 g/1 la solution est re-tirée du circuit de dêsétamage pour la récupération de l'étain. Si la concentrationen agent oxydant est encore importante le dêsétamage peut continuer,

- Soit par un seul passage dans plusieurs cuves de solutions alcalines. Laconcentration en soude dans la dernière cuve de dêsétamage peut dépasser 250 g/1 etcelle des oxydants 60 g/1. La solution est alors réinjectée dans les cuves de têtejusqu'à épuisement des agents oxydants, L'étain est récupéré de la solution recy-clée ne contenant plus d'oxydants (15).

- le technique_soviétique : la solution alcaline de dêsétamage est composée de 35-55 g7ï de soude et de 10-15 g/1 d'acide nitrobenzoïque. La température de bainest de 90-93° C. Le dêsétamage dure de 1 à 3 heures, A saturation de la solutionpar l'étain (concentration 12-15 g/1) la liqueur est transférée dans l'électro-lyseur.

- 2è technique soviétique : La concentration de la solution alcaline est de .40 g/1de soude. L'oxydant est le méta-nitrobenzoîque ajouté* à raison de 20-25 g/1. Latempérature du bain n'est pas connue ainsi que la durée. La consommation deréactif pour une usine de 800 t/an est de : . Na2Co3 550 kg/t d'étain

NaOH 150 kg/t d'étain

Na nitro- 5Q é

benzoate e

Vapeur 100 t/t d'étain

Eau 470 t/j d'étain.

- 3è technique soviétique (usine de Leningrad) : dêsétamage alcalin avec une concen-trât ïon~de~scmdë~de~25-35 g/1. La température est de 70° C, La consommation ensoude est de 590 kg/t d'étain.

Remarque : L'aluminium réagit violemment avec des solutions alcalines de dêsétamageet entraine des pertes très importantes en soude.

- 29 -

4 - Purification de la solution alcaline

Technique allemande : la purification de la solution de stannates est obtenuepar l'ajout d'hydrogène sulfuré qui précipite les métaux lourds sous forme desulfure métallique.

ïê^BïSyî.^ïïaEÎEËÎÏÏË : l a solution de désétamage obtenue est contaminée par desrésidus de vernis, des petits morceaux d'acier, des oxydes de fer hydratés, de lasilice et autres débris. La majorité de ceux-ci peut être éliminée par décan-tation physique.

Les impuretés solubles sont principalement constituées par :

- le plomb

- l'arsenic

- l'antimoine

- le zinc

- l'aluminium

- le cuivre

- les composés de la silice.

L'addition de sulfure de sodium permet d'éliminer la majorité du plomb,zinc, cuivre et une partie de l'antimoine ainsi que des traces de cobalt, nickel,molybdène, manganèse, argent, bismuth, cadmium qui ont été apportétjpar l'étain depremière fusion. La quantité utilisée de sulfure n'est pas précisée,

- Techniques soviétiques : aucune indication n'est fournie sur la purification dessolutions alcalines.

5 - Remarque »

L'épaisseur du dépôt d'étain (1,5 %) des boites étamées en URSS est su-périeure à celle du dépôt des boites des pays occidentaux (0,6 %) (15).

S.4.3 - RZcupln/vbLon de VQXOÂJI CL pojvtui á<¿Á ¿olwtionA aJtcaZinza

Après l'obtention de la solution de stannate de sodium la récupération del'étain peut-être effectuée de trois façons (15) :

- cristallisation sous forme Na Sn(0H)g dont la structure et la formule ne sontpas formellement établies.

- acidification par la dioxide de carbone ou l'acide sulfurique pour obtenir laprécipitation de l'oxyde d'étain SnÛ2, H2O,

- 30 -

^ : Le refroidissement d'une solution de stannate entraîne sacristallisation.

- La réaction de formation du stannate peut s'écrire :

2 Sn t 3 NaOH + NaN03 ->- 2 Na2Sn03 t NH3

En réalité N2 et NH3 sont produits en égal volume selon l'équation plusdétaillée :

9 Sn + 6 NaN03 + 12 NaOH t 24 H20 •*• 9 Na2Sn(HO)6 + 2 N2 + 2 NH3 d'où uneconsommation de réactif de :

- 0,468 kg de nitrate de sodium par kg d'étain récupéré

- ou 0,578 kg de nitrite de sodium par kg d'étain récupéré.

En pratique la consommation d'oxydant est supérieure du fait :

- d'une mauvaise attaque

- de la présence de laques sur les boites,

D'autres agents peuvent être utilisés comme le thiosulfate ou le méta-nitrobenzoate de sodium. La réaction s'écrira alors :

Na2 SN(OH)6 + 2 X~ + 2 H+ ->- SnO2, H20 + 2 NaX +(4-n) H20 (avec HX acide).

¿on : Différents acides peuvent être utilisés comme :

- acide fort : l'acide sulfurique

- acides faibles : le dioxyde de carboneles oxydes d'azote.

Les raisons économiques incitent à utiliser les acides faibles de préfé-rence aux acides forts qui détruisent la soude et empêchent son recyclage :

- C02

Lors de l'utilisation du gaz carbonique la soude peut être récupérée parun traitement à la chaux. Celui-ci permet l'élimination des impuretés.

- No - No2

Les oxydes d'azote sont des agents oxydants, pouvant être oxydés. Cependantla neutralisation ne peut être totale avec ces réactifs.

Un mélange dioxide de carbone-oxyde d'azote peut être utilisé.

- 31 -

Les acides faibles ne produisent pas un oxyde d'étain hydraté piar, maisun réactif qui s'apparente a un polymère de la forme (SnO2) Na OH (H20) ou x estvoisin de 6. Ce produit peut être utilisé pour obtenir un sÇannate de socîium com-mercial qui peut remplacer le stannate de sodium cristallisé obtenu directement àpartir des bains de désétamage.

Cet hydrate peut être débarassé des ions sodium par l'acide sulfuriqueet semble très utilisé pour les applications chimiques de l'étain.

1 - Méthode

lE£!}2Í9HE_.n!§?!Í£.Í£. anocles e t cathodes sont en alliage de fer. La den-sité de courant varie suivant la concentration de la solution. Par exemple, pourune concentration initiale en étain de 110 à 120 g/1 la tension par celluleest 2,2 V la densité de courant 1,3 A/dm2 à la cathode. La température du bainest voisine de 88° C. La durée de 1•electrolyse n'est pas précisée.

le Technique Soviétique : la solution de stannate est introduite dans l'élec-trolyseur lorsque la concentration en étain atteint 12-15 g/1. Les anodes sontinsolubles. La densité cathodique est de 3,5 à 5,5 A/dm3. Les dépôts d'étain sontdenses. Le temps de séjour de la solution dans 1'électrolyseur n'est pas mentionné.

2è Technique Soviétique : (usine de Leningrad) 1'electrolyse des solution*sefait dans 9 cuves parallèles à 11 cathodes d'environ 1 m2 de surface. La densitéde courant est de 5.5 A dm2. La teneur de la solution en étain est de 15 g/1d'étain. Les jus sortant de 1'electrolyse sont recyclés vers l'extraction. Aucuntemps de séjour n'est précisé.

2 - Remarque

- Deux problèmes principaux apparaissent au cours de la récupérationélectrolytique de l'étain.

- L'augmentation du courant cathodique,

II en résulte un mauvais rendement électrique et une surconsommationfaradique. Il est reconnu que toute electrolyse n'est rentable quelque soit le coût de l'électricité qu'à partir d'un rendement ca-thodique de 50 %.

- L'apparition d'hydrogène natif.

Le rendement efficace ne doit pas être supérieur à 75 % pour ne pasavoir de dégagement d'hydrogène. De plus, il est nécessaire d'éli-miner les impuretés organiques provenant de la dégradation des la-ques ainsi que celles inorganiques provenant des silicates et alu-minates ; ces impuretés augmentent la résistivité de la solution etobligent a élever le potentiel. Ce phénomène favorisera l'apparitiond'hydrogène natif.

- 32 -

Certains oxydants ajoutés lors du désétamage sont régénéréslors de 1'electrolyse. Il s'agit souvent de l'acide méta-nitro-benzoïquequi est réduit par l'étain en azoïque et 1'electrolyse par oxydationanodique de 1'azoïque régénère les composé*nitro et nitroso (13).

8.5 - DESETAMAGE PAR ELECTROLYSE DIRECTE DES DECHETS EN MILIEU ALCALIN

5.5.1 - PJU.ncU.pz

L'étain se dissout lentement à température ambiante en milieu alcalin.Si un potentiel est appliqué, les ions sont rapidement dirigés vers le pôle négatif.Les dépôts d'étain obtenus sont spongieux. Le métal obtenu est pur et titre entre95 et 97 % d'étain métal. Ses principaux contaminants sont le plomb et le fer.

5.5.2 - MXhodz

Description du procédé

Déchets étamés

+1 - Elimination des débris

+2 - Elimination des vernis

+3 - Désétamage par electrolyse directe des déchets

en milieu alcalin

L'élimination des débris et vernis a été étudiée aux paragraphe 8.M-.2.1et 8.4.2.2.

1 - Désétamage par electrolyse directe

- Technique américaine : les résidus de fer blanc sont rassemblés dans des pa-niers" j ôuânt~ïê~r5Ïë~d ' anode , les cathodes étant suspendues dans 1'electrolyte.La température ne doit pas être inférieure à 70° C. Le meilleur rendement estobtenu pour une température proche de celle de 1'ebullition. L'evaporation doitêtre réduite au maximum. La réaction est complète au bout de 4 heures. Le tauxde dépôt d'étain est voisin de 1 kg pour 1 000 A/h (16), Les réactions aux élec-trodes ne sont pas mentionnées ni la composition des bains, ni la masse de ferblanc présente dans les paniers.

le Technique : les déchets contenant l'étain sont chargés dans des panierscathodiques perforés Les cathodes sont en tôle de fer disposées entre les paniers.L'electrolyte est de la soude à 60-80 g/1.. La teneur en étain varie de 7 à 15 g/1.La densité de courant cathodique est de 1,5 à 2 A/dm2, la température 85-90° C.La durée du traitement est de 3 à 5 heures. Les dépôts d'étain sont spongieux.

2è Technique :• les déchets d'étain sont placés dans 1•électrolyseur dont desdimensions sont :

diamètre 2,5 mhauteur 2 mcapacité 18,5 m3.

- 33 -

La composition de 1'electrolyte est la suivante :

Soude caustique 40 g/1Acide nitrobenzoîque 5-10 g/1Etain 5-15 g/1..

Les anodes solubles sont des déchets de fer blanc dont le tonnagen'est pas mentionné, se trouvant dans des paniers perforés, 40 cathodes sontsuspendues sur un seul conducteur. La densité cathodique du courant est de 5 A/dm2,celle anodique 0,05 A/dm2. Il est nécessaire de maintenir la solution en agita-tion. La durée du traitement est de 3 à 5 heures(15), Les dépôts d'étain sontdenses.

- Technique utilisée lors de_la_démétallisation (11) des pièces dont l1élec-trodéposition a été défecteuse.

Les réactants employés sont :

NaOH 100 g/1métasilicate de soude 80 g/1sels de seiguette 50 g/1densité de courant 4-5 A/dm2,

Les cathodes.et la cuve sont en fer,

Le temps de séjour dans les cuves n'est pas précisé.

IX - DIFFICULTES DU DESETAMAGE

L'obtention du bon désétamage est conditionnée par la propreté desdéchets (16) (17),

Des difficultés apparaissent dans trois secteurs particuliers :

- les boites usagées- la récupération de l'êtain des solutions- les procédés.

9.1 - LES BOITES USAGEES

Le désétamage nécessite : (17)

- l'ouverture des boîtes au niveau de la soudure,, qui dans plus de 90 % descas est disposée le long d'une génératrice du cylindre, de manière à récupérer les 26à 29 % de l'étain total, associé à la soudure,

- Une teneur en déchets organiques inférieure à 1 %, car les résidus orga-niques absorbent l'étain soluble et diminue le rendement d'électrodéposition.

- Une teneur en aluminium inférieure à 0,2 %. Celui-ci consomme non seule-ment de la soude, mais précipite lors de 1'electrolyse,

- La réduction des éléments (tôles, boîtes), en fer blanc à des dimensionscomprises entre 2,5 et 15 cm : ces valeurs permettent une manutention facile, etégalement une fragilisation des vernis et de la soudure,

- Que toutes ces contraintes doivent garantir la meilleure géométrie descontacts dans la liqueur de désétamage. On estime, de plus qu'un volume de ferrail-les étamêes de 400 kg/m3 conduit à leur concentration optimale dans la solution. Desurcroît, la connaissance de ce paramètre permet de déterminer le temps de réactionentre le fer blanc et la solution,

- Qu'il est indispensable d'éliminer les vernis des boîtes qui empêchent ledésétamage, Deux méthodes sont alors possibles :

- la voie thermique

Cette décomposition est très efficace, mais le contrôle de la tempé-rature est très important. Les vernis vinyliques ne sont dégradésqu'à partir de 230° C et ceux époxydes qu'au-dessus de 280° C. Latempérature idéale de décomposition serait voisine de 330° C. Leprincipal inconvénient de cette méthode est d'augmenter par diffusionla couche d'étain allié. Les fumées produites lors de la décompositiondoivent être traitées (18),

La dégradation n'est pas totale car les vernis employés sont trèsrésistants à l'attaque chimique. C'est le cas pour les époxydes. Deplus, la plupart des agents chimiques utilisés sont détruits lorsde 1'electrolyse,

- 35 -

9.2 - RECUPERATION DE L'ETAIN DES SOLUTIONS

- Cristallisation

- Il est possible de faire précipiter la solution alcaline d'étain sous for-me de stannate alcalin par refroidissement. Mais les conditions de préci-pitation sont mal connues »

- La structure des stannates ainsi précipités n'est pas connue et les donnéesbibliographiques sont peu nombreuses et souvent très anciennes,

- Le refroidissement pour obtenir la précipitation entraine une perte decalories très importante,

- Electrolyse simple

Techniquement les principales difficultés semblent provenir :

- du rendement cathodique qui doit être supérieur à 50 % pour êtreéconomique et inférieur à 75 % pour ne pas avoir de dégagement d'hydrogène (15).

- des oxydants utilisés lors du désétamage qui sont détruits (saufcertains composés nitrés qui sont régénérés à 1'electrolyse).

- des impuretés organiques provenant de la dégradation des vernisainsi que des carbonates qui doivent être éliminés des solutions pour un bon dé-roulement de 1'electrolyse. Sinon, il y a risque de consommer de 1'énergie élec-trique pour dégrader les matières organiques avec dégagement de C02 (electrolysede Kolbe),

Les données suivantes n'ont pu être obtenues :

- la concentration des solutions de stannates alcalins avant 1'elec-trolyse

- la nature des électrodes

- la durée de 1'electrolyse

- la densité de courant qui peut varier de 1 à 6 A/dm2

- la température d'electrolyse qui doit être supérieure à 80° C.

- Electrolyse simultanée

Les principaux handicaps techniques sont ;

- l'agitation des déchets qui doit être faite de façon permanente pour ob-tenir un bon désétamage

- le comportement des éléments en fer blanc comme anode soluble (contactsélectriques, densité de déchets)

- le caractère spongieux des dépôts électrolytiques quand il n'y a pas eud'attaque oxydante préalable

- le principe de transfert en continu dans la cuve d'electrolyse des déchetsen fer blanc

- 36 -

- les déperditions caloriques importantes gênantes au niveau du bilan écono-mique ,

9.3 - PROCEDES

- Les principales difficultés se situent au niveau :

1 - des méthodes de réduction des dimensions des boites qui peuvent être :

- le déchiquetage à température ambiante au moyen d'un broyeur classique

- le déchiquetage à haute température pour dégrader les vernis et brûlerles résidus organiques

- le broyage cryogénique permettrait :

- la réduction des dimensions des boites- l'augmentation du taux d'ouverture des soudures- la congélation des résidus facilitant leur séparation du fer blanc.

- ces deux derniers procédés sont très onéreux en énergie et non appliquésindustriellement.

2 - de l'isolation et de la fermeture des bacs chauffés qui doivent être net-tement améliorées. Les pertes très importantes de chaleur proviennent des cuvesouvertes de rinçage et d'electrolyse. En comparaison, les pertes en calories lorsde la fusion de l'étain sont faibles (19),

- Les informations disponibles semblent peu précises pour tenter une éva-luation technique et économique sérieuse des procédés :

- les temps de séjour dans les cuves de désétamage sont variables etparaissent dépendre des réactants,

- les données suivantes, essentielles pour réaliser un bilan éco-nomique sont Gn général inexistantes ou imprécises :

- les modes de chauffage des cuves- les consommations de réactifs- les coûts de fonctionnement,

- 37 -

X - BILAN ENERGETIQUE

10.1 - DONNEES AMERICAINES

- Les consommations énergétiques ont été établies à partir des donnéesfournies par Battelle Colorabus Laboratoires (20) pour l'optimisation d'une unitéde désétame.ge comprenant - (tableaux V et VI) :

- pour 1'acier étamé

- le transport- le désétamage- le compactage

- pour les solutions alcalines

- la précipitation- 1'electrolyse- la fusion

- La récupération d'une tonne d'étain impose le désétamage de 200 t d'acier.En effet aux U.S.A. la teneur moyenne du fer blanc est de 0,5 % en étain. La consom-mation énergétique totale pour 1 tonne d'étain et l'obtention de 200 tonnes d'acierdésétamé se solde à :

1 tonne d'étain 43 000 thermies200 tonnes d'acier -."__- - - 108 000 thermies

151 000 thermies,

- Le traitement de l'acier désétamé au four électrique exige une consom-mation de 2 305 thermies par tonne d'acier pour arriver au stade "steel slabs". D'où

récupération d'1 tonne d'étain + 200 tonnes d'acier 151 000 thermies

traitement de 200 tonnes d'acier 200 x 2 305 460 000 thermies

611 000 thermies

- la fabrication d'acier à partir de minerai pour l'obtention de "steelslobs" demande 8 334 thermies par tonne

- la production d'1 tonne d'étain à partir de minerai exige 53 000 thermies.

Toutes ces données sont rassemblées dans le tableau VIII«

10.2 - DONNEES ALLEMANDES

- Technique allemande permet de récupérer à partir des déchets propres 4,5 kgd'étain par tonne et 4 kg par tonne de fer blanc extrait des déchets urbains (12) (21).

- L'extrapolation des données permet d'obtenir une consommation énergétiquede 180 000 thermies pour l'obtention d' 1 tonne d'étain et 250 tonnes d'acier désé-tamé (tableau VII),

- 38 -

Tableau V : Consommation énergétique du désétamage (U.S.A.)

Poste de consomma-mation

Transport

RailRoute

Désétamage

SoudeNitrate de sodiumGaz naturelElectricité

Compactage

Electricité

Unité

tonne kilomètretonne kilomètre

tonnetonnem3

kWh

kWh

Unité par ton-ne d'acier dé-sêtamé produit

180114

0,00770,0055

2740

4

Energie requise partonne d'acier déséta-mé produit (en ther-mies)

0,1080,366

SOUS tO"

8 30611 737

8,332,64

SOUS tO"

2,64

se

Thermies partonne d'acierdésétamê pro-duit

19,4•41,7

:al -gj-j-

64,0061,5

226,8105,8

a l 461,1

10

532,2

)it 530 thermies

Tableau VI : Consommation énergétique de la récupération de l'étain à partir d'une solution de désétamage (U.S.A.)

Postes de consommation

Précipitation des im-puretés et filtration

ElectricitéSulfure de sodium

Electrolyse

ElectricitéGaz naturel

Fusion

Gaz naturel

Unité

kWhtonnes

kWhm3

nr

Unité par tonned'étain produit

330,33

6 0003 000

66

Energie requise par tonned'étain produit (en thermies)

2,644 833

2,648,33

8,33

Thermies par tonned'étain produit

sous total

sous total

87,51 595

1 682,5

15 75025 000

40 750

550

42 982,5

soit 43 000 thermies

I

Tableau VII : Consommation énergétique du désétamage en Allemagne

Thermie par tonne d'acier déséta-mes avec production de A kgd'étain

Postes de consommation

Récupération et tri à partir de 30 t de dé-chets urbains

292,4

Déchiquetage de 1 tonne de ferrailles(broyeur 8-19 t/h)

107,5

Purification du fer blanc 8,6

Transport des ferrailles sur 200 km 55

Désëtamage (teneur résiduelle en Sn 0,1 %)produisant 4 kg d'étain)

- purification- produits chimiques perdus- consommation électrique de l'atelierfonctionnant 3 h

30,125,8

210,7

730,1

Soit 180 000 thermies par tonne d'étain'et 250 t d'acier désétamé.

Tableau V H P : Bilan des consommations énergétiques (données U.S.A.)

Production

1 tonne d'étain de le fusion

1 tonne d'étain de 2è fusionsans recyclage de l'acier(200 t)

1 tonne d'étain de 2è fusionavec recyclage de 200 td'acier désétamé pour l'ob-tention de "Steel Slabs"

200 tonnes d'acier a partir deminerai pour l'obtention de"Steel Slabs"

Origine

Minerai

Fer blanc sans re-cyclage de l'acier

Fer blanc avec re-cyclage de l'acier

Minerai

Consommation éner-gétique

53 000 thermies

151 000 thermies

611 000 thermies

1 670 000 thermies

- 142 -

10.3 - CONCLUSION

Les données américaines et allemandes sont très voisines (tableaux VIIet VIII),

L'étain ne doit pas être seul récupéré mais le recyclage des ferraillesdoit obligatoirement être effectué pour obtenir un bilan énergétique favorable.

Il est même intéressant de constater que l'obtention de "Steel Slabs" àpartir de ferrailles désétamées consomme 27 fois moins d'énergie que ceux obtenusà partir de minerais bruts«

- 43 -

XI - PREMIERES PROPOSITIONS DE RECHERCHES

Les difficultés apparues au niveau des techniques mises en oeuvreont rendu nécessaire ces propositions de recherche qui peuvent être regroupéesen cinq thèmes principaux,

I - Elimination des vernis

L'élimination des vernis des boites étamées est l'objectif à atteindreen priorité pour l'obtention d'un bon désétamage. La dégradation ou la dépolyméri-sation doit être effectuée à une température inférieure à 100° C pour éviter ladiffusion de l'étain dans l'acier«

II faudrait orienter les recherches vers l'élimination des vernis en mi-lieu alcalin à une température relativement basse, II serait nécessaire de préciser :

- les conditions de milieu- les conditions de température- l'ajout éventuel de substances oxydantes.

Cette technique mise au point, elle devra s'appliquer indifféremment àtous les vernis utilisés dans l'industrie de l'emballage métallique,

II - Désétamage

A l'heure actuelle, le bain alcalin de désétamage est le plus utilisé in-dustriellement , II serait important de connaître les différents paramètres afférentsà ce milieu :

- concentration en soude- température- dimensions optimales des pièces à désétamer- temps de séjour- action des oxydants- taux de récupération de l'étain allié au fer.

D'autres méthodes de désétamage pourront alors être envisagées (milieuacide par exemple),

III - Stannates alcalins

Les composés obtenus lors du désétamage alcalin sont très mal connus. IIsemble qu'il y ait formation de stannates, Or, ces composés n'ont été que très peuétudié et beaucoup de leurs caractéristiques sont inconnues, parmi lesquelles :

- leurs compositions- leurs structures- leurs constantes physiques.

Un effort très important de recherche en chimie théorique devrait per-mettre de connaître ces composés présents dans les bains de désétamage.

IV - Electrolyse

Les points les plus importants à étudier sont :

- la concentration de la solution à électrolyser- le dessin et la disposition des électrodes- la densité de courant aux électrodes- l'influence de la température- l'influence de la présence d'un oxydant sur le type de dépôt d'étain -obtenu (spongieux ou dense)

- la durée de 1'electrolyse- la possibilité de régénération au contact des électrodes des oxydantsprésents dans le bains à électrolyser pour permettre ensuite son recyclage.

- Pour le désétamage et 1'electrolyse simultanée, des difficultés supplémentairesapparaissent :

- les dimensions des éléments en fer blanc- le contact électrique anodique de ces éléments- l'agitation des déchets de fer blanc.

V - Filtration à chaud

Lors du traitement en continu des déchets de fer blanc, il est nécessairede filtrer à chaud les solutions au cours de leur cheminement pour éviter les rési-dus gênants.

Les difficultés de cette filtration à chaud proviennent de la présencede substances colloïdales. Celles-ci résultent de la dégradation de débris orga-niques ou de résidus organiques des vernis. Ces substances de poids moléculaireélevé favorisent le colmatage des membranes organiques et la chaleur à tendanceà les dépolymériser en abrégeant de façon très rapide leur durée de vie.

- 45 -

DECHETS ETAMES

Déchiquetage

Elimination des débris

SOUDE

Chauffage

DESETAMAGE

Stannatesalcalins

ELECTROLYSE

Elimination des vernis•

-lavage

Schéma général dudésétamage alcalinsuivi d'une electrolyse

BOITESDESETAMEES

ETAINMETAL

Récupération d'étain dessolutions delavage

SOUDE

ChauffagewDESETAMAGE

+

ELECTROLYSE

Schéma général dudésétamage avec electrolysesimultanée

Tableau IX •*"

XII - CONCLUSION

La France ne produit plus d'étain et sa consommation en métal importéest stable et voisine de 11 000 t,

La fabrication des boites à conserves représente l'utilisation d'environ500 000 t/an de fer blanc soit 3 300 t d'étain.

Le désétamage des boites, provenant des déchets de fabrication des usi-nes et du tri des ordures ménagères sur le site des usines de compostage, per-mettrait la récupération de 910 t d'étain, soit 27 % des 3 300 t d'étain utiliséespour la fabrication d•emballages et bouchages,

Un tri de 50 % des ordures ménagères collectées permettrait la récupéra-tion de 600 t supplémentaires, soit au total 1 510 t d'étain représentant 45 % dumétal utilisé pour la fabrication du fer blanc.

De nombreux pays désétament eu Europe, la Belgique, 1'Allemagne, 1'Italiepar exemple. Les déchets industriels produits par les usines françaises sont expor-tés vers ces pays.

La technique principalement utilisée est le désétamage alcalin (tableau IX)

- soit suivi d'une electrolyse pour la récupération de l'étain des solutionsde stannates,

- soit avec electrolyse simultanée,

II semblerait que cette dernière méthode permettent plus facilement letravail en continu, en évitant les pertes caloriques.

Le développement du désétamage en France, s'il paraît souhaitable deman-de un effort de recherche et de mise au point des techniques, Les premières propo-sitions de recherches regroupées en cinq thèmes principaux pourront concernerdans un premier temps les chutes neuves plus simples à traiter et dans un stadeultérieur s'attacher aux problèmes plus complexes des déchets de consommation.

BIBLIOGRAPHIE

1 - Chambre syndicale des producteurs de fer blanc., Les emballages en fer blanc et

l'environnement en France (1976),

2 - Wolff's guide.

3 - Bulletin mensuel du conseil internationnal de l'étain - Juillet 1978.

4 - Chambre syndicale des producteurs de fer blanc et de fer noir. Le fer blancen France et dans le inonde 1976.

5 - Ministère de l'Industrie, du Commerce et de l'Artisanat, Perspectives 1985 de

la consommation des métaux non ferreux - SERETES mai 1977.

6 - Comité interprofessionnel de la conserve - Conserves et collectivités.

7 - Centre de Recherches du fer blanc« P. MARSAL protection intérieure de l'embal-lage métallique par vernissage - Bulletin annuel 1974.

8 - Centre de Recherches du fer blanc, P. MARSAL identification par spectrophotomé-trie infra-rouge des différents types de vernis protecteurs utilisés dans l'em-ballage interne.

9 - M. LORANG - note interne B.R.G.M, (1974),

10 - P. WRIGHT extraction metallurgy of tin ELSEVIER (1966),

11 - R. TOURNIER surface N° 108 mars 1977.

12 - R. TÜROWSKI - Enthastung der Rohstoff und primärenergie bilanz der Bundesrepublik Deutschland durch Recycling von Hausnüll (août 77),

13 - G. IVANOVA - Régénération d'étain à partir de déchets du fer-blanc et de veilles

boites de conserves étamées,

14 - Note interne B.R.G.M. (1977),

15 - Encyclopedia of chemical technology vol, 20 1970 chapitre Tin and Tin alloys,

16 - B.D, LINLEY - Recycling of Tin and Tinplate (conférence de Londres) 1976.

17 - Anonyme - Recovering tinplate from domestic refuse Iran and Steel InternationalDécembre 1977.

18 - C.A, VERBRAAK - Recycling of the tin from secondary maste (conference de

Londres ) 1976.

19 - C L , KUSIK - Energy use patterns for metal recycling Bureau of Mines I,C. 8781.

20 - Battelle Colombus Laboratories - Energy use patterns in metallurgical and nonmetallic mineral processing phase 4,

21 - R, TUROWSKI - Bendentung des Hauswilli recyclings für Rohstoffbedash und Ener-gieverbranch der N.E. Metallindustrie-Metall 32-5-1978.

22 - Fer blanc et fer noir en feuilles, Qualités dimensions et tolérances,EURONORM 1978,

23 - Chambre syndicale des producteurs de fer blanc et de fer noir. Le fer blancen France et dans le monde en 1977«

grent :

- 49

A N N E X E

PREMIERE ESTIMATION ECONOMIQUE D'UNE USINE DE DESETAMAGE

Les deux estimations de bilan d'exploitation présentées ci-après intè-

- le coût opératoire

- les recettes prévisibles d'exploitation,

Enfin, l'incidence des taux de subvention éventuelle sur les chargesd'amortissement est évaluée.

I - Données de base

- Les tonnages pris en compte pour l'évaluation économique sont de10 000 t/an et 40 000 t/an. Ces valeurs ont été retenues d'après les tonnagesde déchets neufs et la comparaison avec les capacités des principales usines dedésétamage des U.S.A..

- Les produits à désétamer sont constitués de 80 % de chutes neuves et20 % de déchets provenant de la consommation (boites usagées). En effet dansun premier temps, les chutes neuves en provenance des usines de production sontplus faciles à récupérer que les déchets de consommation,

- Le schéma de traitement retenu pour cette estimation est présentéci-après,

Déchets étamésI

Broyage

Nettoyage

Dévernissage

Désétamage alcalint

Electolyse^^"" ^ ^ Compactage

Etain ^ Ferrailles

II - Première hypothèse

Capacité de désétamage : 10 000 t/an

2.1 - Coût opératoire

2.1.1 - E&timouUon dz& ÀjivQj>tù>&mMtt> ho/u

- matériel fixe

- 50 -

- broyeur 2,5 t/h et annexe 250 000 F- cuves 10 m 2 x 2 20 m 3 x 3 160 000 F- paniers 70 000 F- générateur 20 V 2 100 A 70 000 F- pompe 10 m2 20 000 F- presse 3 t/h 200 000 F- pont roulant 100 000 F- pont bascule 60 000 F

Total du matériel fixe 930 000 F

- matériel roulantengins de levage automoteur 600 000 F

2.7.2 - E¿t¿mcuLLon du. coût globaZ hou taxe. dz& cAiAüoXZJUojLLoYti* ztd1

Coût du matériel roulantCoût du matériel fixe installéCoût des charpentes et structuresCoût de la viabilitéCoût des bâtimentsCoût des tuyauteriesCoût du controle instrumentalCoût divers

Coût direct d'investissementCoût indirect d'ingénierie

Imprévus

Total hors taxes des immobilisationsamortissables

Sur la base de 15 annuités au taux de 10 %, les chargesannuelles d'amortissement s'élèveront à 536 000 F

2.7.3 - E¿túncut¿on de. ta. aha/igz CLYWULZUZ dz faoncAÀjom.zmzY\£.

2.1.3.1 - Personnel

6001 3021902852852859595

3 .138470470

4 079

000000200300300300100100

300800800

900

FFFFFFFF

FFF

F

j 171 275 F1 cadre1/2 secrétaire

1 chef d'équipe "|2 agents techniques V en 3 postes 1 392 000 F2 conducteurs d'engins J

2 agents d'entretien "}(1 mécanicien + S en 2 postes 397 800 F1 électromécanicien) J

Total des charges du personnelcharges salariales comprises 1 961 000 F

- 51 -

2.1.S.2 - Consommables

- Réactifs

Soude 80 t à 800 f/t 64 000 FNitrate de sodium 60 t à 1 245 f/t 74 700 FSulfure de sodium 17 t à 1 540 f/t 26 200 F

Total réactif 164 900 F

Eau 0,5 m3/t à 2 f/m3 10 000 F

- Energie

Electricité 0,77 106 kw à 0,20 f/Kw 154 000 FGaz propane 414 t à 1 002 f/t 420 000 F

Total énergie 574 000 F

Total consommable ... 749 000 F

- Gros entretien et renouvellement ont été calculés sur labase de 6 % des immobilisations amortissables.

soit 4 080 000 F x 6 % = 245 000 F

2.7.4 - Estimation de. la change. annuelle, d'exploitation

- Charges d'amortissement 536 000 F- Charges de fonctionnement

Main d'oeuvre 1 961 000 FConsommables 749 000 FEntretien 245 000 FFrais généraux 353 000 F

soit annuellement 3 844 000 F

2.7.5 - E¿t¿mat¿on dix coût annuel d'appHß\3Jibionnexne.nt

Chutes neuves 8 000 t à 300 f/t 2 400 000 F- Déchets de consommation 2 000 t à 150 f/t 300 000 F

Soit annuellement 2 700 000 F

2.2 - Recette

- Ferrailles départ usine 10 000 t à 400 f/t 4 000 000 F- Etain 50 t à'ï f/t

- 52 -

2.3 - Bilan d'exploitation

2.3.7 - Coût opluatolfie.

- Charge annuelle d'exploitation 3 844 000 F- Coût annuel d'approvisionnement 2 700 000 F

soit annuellement 6 544 000 F

2.3.2 - Rtcette. d'exploitation

4 000 000 F + 50 t d'étain à x f/t.

Pour équilibrer le bilan d'exploitation, le prix de vente minimum del'étain doit être de :

6 544 000 = 4 000 000 + 5 0 x ix : 50 880 F.

Le prix de vente de l'étain à la tonne doit être au minimum de 50 880 F,

III - DEUXIEME HYPOTHESE

Capacité de désétamôge : 40 000 t/an

L'évaluation a été réalisée à partir des données obtenues pour une capa-cité de 10 000 t/an au moyen de la formule d'extrapolation

vO,6| avec X > Y.

3.1 - Coût opératoire

3.1.1 - E&£ime¿LLon du coût global de/, ¿.vu>£aJUation& et ckojigtbb d'mofctu-¿ment

Le total des immobilisations amortissables représente 9 373 000 F.

Sur la base de 15 annuités au taux de 10 %, les charges annuellesd'amortissement s'élèveraient à 1 232 000 F,

3.Î.2 - E¿t¿mat¿on de. la. change. amixeZlz de. jonctLonnment

3.1.2.1 - Personnel

^ . . } 171275 F1/2 secretaire J

1 chef d'équipe2 agents techniques \en3 postes 1 524 000 F2 conducteurs d'engins1 manoeuvre

; entretien ")dciens, 2 élec-(liciens ) /

4 agents(2 mécaniciens, 2 élec-^ en 2 postes 778 625 Ftromécaniciens)

Total des charges du personnel „ 4 7^ 0 Q Qcharges salariales comprises

- 53 -

S.1.2.2 - Consommables

- Réactifs

Soude 320 t à 800 f/t 256 000 FNitrate de sodium 240 t à 1 245 f/t 299 000 FSulfure de sodium 68 t à 1 540 f/t 105 000 F

Total réactifs 660 000 F

- Eau 0,5 m3/t à 2 f/m3 40 000 F

- Energie

Electricité 3,08 106 Kw à 0,20 f/Kw 616 000 tgaz propane 828 t à 1 002 f/t 1 680 000 t

total énergie 2 296 000 tTotal consommables 2 996 000 t

- Gros entretien et renouvellement ont été calculés sur la basede 6 % des immobilisations amortissables

soit 9 373 000 x 6 % = 562 000 F

3.1.3 - Et>£üncvUon dt la change. annueZit d'exploitation

- Charges d'amortissement 1 232 000 F- Charges de fonctionnement

Main d'oeuvre 2 474 000 FConsommables 2 996 000 FEntretien 562 000 FFrais généraux 719 000 F

Soit annuellement 7 983 000 F

3.1.4 - E&tAmatÂjon du. coût anruieÁ d1 a.ppAov¿6¿onnejmtn£

- Chutes neuves 32 000 t à 300 f/t 9 600 000 F- Déchets de consommation 8 000 t à 150 f/t .• 1 200 000 F

Soit annuellement 10 800 000 F

3.2 - Recette

Ferrailles 40 000 t à 400 f/t 16 000 000 FEtain 200 t à x f/t

3.3 - Bilan d'exploitation

3.3.1 - Coût oplhaXaih.e.

- Charge annuelle d'exploitation 7 983 000 F- Coût annuel d'approvisionnement 10 800 000 F

Soit annuellement 18 783 000 F

- 54 -

3.3.2 - RzceJXz d'

16 000 000 t + 200 t d'étain à x f/t

Pour équilibrer le bilan d'exploitation, le prix de vente minimum del'étain doit être de :

18 743 000 = 16 000 000 + 200 x xX = 13 915 F

Le prix de vente de l'étain à la tonne doit être au minimum de 13 915 F.

IV - INCIDENCE ECONOMIQUE DES SUBVENTIONS

Le tableau suivant montre l'incidence des subventions sur le prix devente minimum de l'étain pour assurer l'équilibre financier d'une usine de10 000 t/an (hypothèse 1) et 40 000 t/an (hypothèse 2) dans les cas de figureexposés ci-dessus.

Taux desubvention

%

20304050

ChargesHypothèse 1

d'amortissementF

372367361366

600300900600

Prix de ventede l'étain

f/t

47474747

610500400300

ChargesHypothèse 2

d'amor t i s sèmentF

769757745732

600300000700

Prixde l'é

de venteitain

f/t

11111111

600540480400

Le prix de vente de l'étain vierge en lingot est actuellement supérieurà 61 000 F la tonne (début 1979).

V - CONCLUSION

II apparaît que les consommables et en particulier l'énergie joue unrôle très important dans les charges annuelles d'exploitation (tableau X ) . Eneffet le coût du gaz utilisé pour le chauffage représente à lui seul 56 % ducoût des consommables et 11 % de la charge annuelle d'exploitation pour uneusine de 10 000 t/an et 21 % pour celle de 40 000 t/an.

Le combustible utilisé pour le chauffage sera peut être à reconsidérersuivant la région d'implantation de l'usine.

Les tableaux récapitulatifs par tonne de ferraille désétamée (tableau XI)et par tonne d'étain récupéré (tableau XII) montrent qu'une unité de 40 000 t/ansemblerait avoir de bonnes chances d'être rentable du point de vue économique siles débouchés sont assurés.

- 55 -

Tableau X : Evaluation économique

Récapitulation

Capacité

Immobilisations amortissables

Charges annuelles d'exploitationAmortissementMain d'oeuvreConsommable sEntretienFrais généraux

Coût annuel d'approvisionnementCoût opératoire

Recette ferrailles

Prix de vente minimum de l'étainà la t©nne

10 000 t/an

A 079 900 F

536 000 F1 961 000 F749 000 F245 000 F353 000 F

3 844 000 F

2 700 000 F6 544 000 F

4 000 000 F

50 880 F

40 000 t/an

9 373 000 F

1 232 000 F2 474 000 F2 996 000 F562 000 F719 000 F

7 983 000 F

10 800 000 F18 783 000 F

16 000 000 F

13 915 F

- 56 -

Tableau XI : Evaluation économique par tonne de ferraille désétatnée

Capacité

Immobilisations amortissables

Charges annuelles d'exploitationAmort i s s ementMain d'oeuvreConsommablesEntretienFrais généraux

Coût annuel d'approvisionnementCoût opératoire

Recette des ferrailles

10 000 t/an

468 F

53,6 F196,1 F74,9 F24,5 F35,3 F

384,4 F

270 F654,4 F

400 F

40 000 t/an

234,3 F

30,8 F61,85 F74,9 F14,05 F17,97 F

198,97 F

270 F469,97 F

400 F

- 57 -

Tableau XII : Evaluation économique par tonne d'étain récupérée

Capacité

Immobilisations amortissables

Charges annuelles d'exploitationAmort i s s ementMain d'oeuvreConsommablesEntretienFrais généraux

Coût annuel d'approvisionnementCoût opératoire

Recette des ferrailles

Prix de vente minimum de l'étainà la tonne

10 000 t/an

81 600 F

10 720 F39 220 F14 920 F4 900 F7 060 F

76 820 F

54 000 F130 820 F

80 000 F

50 880 F

40 000 t/an

46 865 F

6 160 F12 370 F14 980 F2 810 F3 595 F

39 915 F

54 000 F93 915 F

80 000 F

13 915 F