Resistance à FeCl3 et à la chaux

[invite579fa278]

Bonjour à tous,
Je suis une petite nouvelle sur votre forum.

J'ai besoin de vos lumières.
Un client me demande de fournir une porte étanche (c'est mon domaine), pour un bassin contenant des boues de station d'épuration.
Outre la densité qu'il m'annonce de 1,2, ce qui me semble peu, il indique: siccité de 35%. Si je ne me trompe pas, ça indique 35% de
matières sèches, donc 65% de matières humides.
Là où j'ai besoin de vous, c'est pour : les boues contiennent du
FeC13 (solution commerciale à 41%) à hauteur de 7 kg/t de matière
sèche et de la chaux à hauteur de 30kg/t de matière sèche.
Compte tenu de ces indications, pouvez-vous me dire :
- S'il vaut mieux une porte en Inox ou l'acier peut-il convenir?
- Nos joints en EPDM seront-ils attaqués par ce mélange. Si oui,
quel joints faire réaliser (silicone, butyle etc..)?
- Nos produits de lissage des murs (bi-composant résine) seront -t-ils
génés par ce mélange sur le long terme?
Voilà. La balle est dans le camps de ceux qui sont forts en chimie,
ce qui n'est pas mon cas.
Je vous souhaite une bonne journée.
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[invite9b06c290]

Bonjour,

Votre principal problème, c'est la corrosion de l'acier liée aux ions chlorures (FeCl3 est un oxidant très puissant en milieu aqueux, peu d'alliages lui résistent), surtout à de telles concentrations. L'inox ne suffira pas. Il faudra certainement prévoir des alliages spéciaux très couteux (Inconel, Hastelloy...).

Je ne pense pas que les élastomères type EPDM soient spécialement sensibles à ces conditions mais il vaut mieux vérifier les spécifications avec les fabricants.

Idem pour les revêtements muraux.

[invite579fa278]

Merci pour cette première réponse.
Que pensez-vous de l'Inox TI (Titane)? Aura-t-il une meilleure tenue?

[invite9b06c290]

Bonjour,

Je ne suis pas métallurgiste, il faudrait vérifier la compatibilité chimique avec les fournisseurs.

En tant que chimiste, je sais simplement que dès qu'une synthèse implique des niveaux même modestes d'ions chlorures (quelques %, voire moins) on est condamné à utiliser des réacteurs en alliages au Nickel en production.

Les fournisseurs disposent en général de tables de compatibilité pour leurs alliages. Il est également possible de faire les tests de comptabilités avec des échantillons d'alliages (sous forme de plaques par exemple) qui sont immergés dans le mélange pendant un certain temps. On observe ensuite le type de corrosion (spots : le pire en chimie car ca provoque des trous !) ou usure régulière (perte d'épaisseur avec le temps).

Le mieux est de faire appel à des spécialistes de la corrosion.

[A voir en vidéo sur Futura]

[invite579fa278]

Merci beaucoup pour cette réponse.

[moco]

Toutefois, il y a une incompatibilité entre tes diverses affirmations.
Ta boue ne peut pas contenir à la fois de la chaux et du chlorure ferrique FeCl₃. En effet, la chaux détruit le chlorure ferrique. Ces deux produits ne peuvent pas coexister dans la même solution, ou la même boue. Ils réagissent l'un sur l'autre, selon une réaction qui s'écrit :
3 Ca(OH)₂ + 2 FeCl₃ --> 2 Fe(OH)₃ + 3 CaCl₂
Et comme il y a davantage de chaux dans tes boues que de chlorure ferrique, on peut en déduire que tes boues ne contiennent pas du tout de chlorure ferrique, mais de l'hydroxyde ferrique Fe(OH)₃. Or cette substance est absolument insoluble dans l'eau. Donc elle n'attaquera rien, ni joint, ni métal. Tes boues contiennent un excès de chaux et de l'eau qui contiendra un peu de CaCl₂. Ce CaCl₂ est soluble dans l'eau, et inoffensif. Ses propriétés de corrosion correspondent à celle de l'eau salée de même concentration.
Il te faut donc traiter tes boues comme si c'était de l'eau salée.

[invite85b45ef5]

personnellement, je doublerais la porte métallique d'une feuille suffisamment épaisse et sans joints de poly-éthylène qui résistera parfaitement. Idem pour les parois de la cuve. Il y a d'ailleurs plusieurs revêtements plastiques adaptés, Le problème est l'usure mécanique et surtout les joints.

[invite579fa278]

Et bien, ça pour une réponse, c'est une réponse!
Merci à tous pour ces éclaicissements que vous seuls pouviez me donner.
Dans mon métier, il est fréquent qu'on me demande de retenir des "moutons
à 5 pattes" comme celui-là. Si je suis performante dans mon domaine, je suis
nulle en chimie. Je n'hésiterai donc pas à faire appel à vous la prochaine fois.
Merci encore.

[invite579fa278]

Encore une petite question, toujours en rapport avec ce bassin :
Le client me dit que ces boues ont une siccité de 35% et ne me donne
que 1,2 de densité. Je lui ai répondu que 1,2 correspondait plutôt à une eau
chargée, mais que ses boues étaient sûrement plus près de 1,5;
Qu'en dites-vous?

[invite2313209787891133]

Bonjour

J'ai des tables de compatibilité en fonction des produits utilisés au boulot, je regarderai mardi.

En ce qui concerne la présence de FeCl3 et Ca(OH)2 il est bien évident que ces 2 réactifs ne seront pas présents en même temps, mais il est tout à fait possible qu'ils puissent se retrouver tout à tout en contact avec la porte si la régulation de pH est défaillante (j'ai déja vu des bassins de station à pH=1 parce personne ne s'était rendu compte que la sonde pH avait lachée).

Pour ce qui est de la densité il faut demander confirmation avant toute chose.

[invite0d5b9bc4]

c'est pas parce que le pH est à 1 qu'il y a du chlorure ferrique !!! Dans une station d'épuration une partie du chlorure ferrique réagit avec les colloides, une autre avec l'eau et si il y a lieu avec d'autre molècule comme le H2S mais normalement il ne devrais pas être en excés donc il ne devrais pas il y en avoir dans l'épaississeur puisque je suppose que la porte sera installer à ce niveau. Et même si il était introduit en excès, il est soluble donc il y aurais une infime quantité de chlorure ferrique qui serai en contact avec la porte (car les volumes des décanteur sont très grandes).

[invite2313209787891133]

c'est pas parce que le pH est à 1 qu'il y a du chlorure ferrique !!!

Ce n'est pas ce que j'ai dis...

Dans une station d'épuration une partie du chlorure ferrique réagit avec les colloides, une autre avec l'eau et si il y a lieu avec d'autre molècule comme le H2S mais normalement il ne devrais pas être en excés donc il ne devrais pas il y en avoir dans l'épaississeur puisque je suppose que la porte sera installer à ce niveau.

Cette argumentation ne tient pas debout; le FeCl3 peut tout à fait se retrouver en excès, si il y en a trop d'injecté...

Et même si il était introduit en excès, il est soluble donc il y aurais une infime quantité de chlorure ferrique qui serai en contact avec la porte (car les volumes des décanteur sont très grandes).

C'est parce qu'il est soluble qu'il va modifier le pH, et qu'il est corrosif.

Merci pour cette intervention très utile.

[invite2313209787891133]

Après vérification il semblerai que les seuls matériaux compatibles soient l'hastelloy C et le 316 Ti pour FeCl3.

Pour Ca(OH)₂ le choix est plus large:
Aciers inoxydables AISI 304/304L/321/347
Aciers inoxydables AISI 316/316L/317/317L
Hastelloy B
Monel
Acier

Je pense qu'il va falloir utiliser du 316 TI (à confirmer toutefois avec le fabricant avant tout), sauf si l'injection de FeCl3 est vraiment bien maitrisée: si FeCl3 ne dépasse pas 1% on peut utiliser:
Aciers inoxydables AISI 430
Aciers inoxydables AISI 304/304L/321/347
Aciers inoxydables AISI 316/316L/317/317L
HC - Hastelloy C

[skeptikos]

La corrosion d'un acier dépend en premier lieu du pH.
Vu l'excès de chaux, celui-ci est probablement entre 9 et 10 et dans ce cas pas de corrosion, un acier ordinaire suffit.
Bonsoir.