Adapté de la 3e édition, Encyclopédie de la santé et de la sécurité au travail.

Le meulage implique généralement l'utilisation d'un abrasif lié pour user les parties d'une pièce. Le but est de donner une certaine forme à l'ouvrage, de corriger ses dimensions, d'augmenter le lissé d'une surface ou d'améliorer le tranchant des arêtes de coupe. Les exemples incluent l'élimination des carottes et des bords rugueux d'un moulage de fonderie, l'élimination de la calamine de surface des métaux avant le forgeage ou le soudage et l'ébavurage des pièces dans les ateliers de tôlerie et d'usinage. Le polissage est utilisé pour éliminer les imperfections de surface telles que les marques d'outils. Le polissage n'enlève pas le métal, mais utilise un abrasif doux mélangé à une base de cire ou de graisse pour produire une surface très brillante.

Le meulage est la plus complète et la plus diversifiée de toutes les méthodes d'usinage et est utilisé sur de nombreux matériaux, principalement le fer et l'acier, mais aussi d'autres métaux, le bois, les plastiques, la pierre, le verre, la poterie, etc. Le terme couvre d'autres méthodes de production de surfaces très lisses et brillantes, telles que le polissage, le rodage, l'affûtage et le rodage.

Les outils utilisés sont des meules de dimensions variables, des segments de meulage, des meules, des pierres à aiguiser, des limes, des meules de polissage, des courroies, des disques, etc. Dans les meules et similaires, le matériau abrasif est maintenu ensemble par des agents de liaison pour former un corps rigide, généralement poreux. Dans le cas des bandes abrasives, l'agent de liaison maintient l'abrasif fixé à un matériau de base flexible. Les roues de polissage sont fabriquées à partir de coton ou d'autres disques textiles cousus ensemble.

Les abrasifs naturels - corindon naturel ou émeri (oxydes d'aluminium), diamant, grès, silex et grenat - ont été largement remplacés par des abrasifs artificiels, notamment l'oxyde d'aluminium (alumine fondue), le carbure de silicium (carborundum) et les diamants synthétiques. Un certain nombre de matériaux à grains fins tels que la craie, la pierre ponce, le tripoli, le mastic d'étain et l'oxyde de fer sont également utilisés, en particulier pour le polissage et le polissage.

L'oxyde d'aluminium est le plus largement utilisé dans les meules, suivi du carbure de silicium. Les diamants naturels et artificiels sont utilisés pour des applications spéciales importantes. L'oxyde d'aluminium, le carbure de silicium, l'émeri, le grenat et le silex sont utilisés dans les bandes de meulage et de polissage.

Les liants organiques et inorganiques sont utilisés dans les meules. Les principaux types de liaisons inorganiques sont le silicate vitrifié et la magnésite. Parmi les agents de liaison organiques, notons les résines phénol- ou urée-formaldéhyde, le caoutchouc et la gomme laque. Les liants vitrifiés et la résine phénolique dominent complètement au sein de leurs groupes respectifs. Les meules diamantées peuvent également être à liant métallique. Les différents liants confèrent aux meules différentes propriétés de meulage, ainsi que différentes propriétés en matière de sécurité.

Les bandes et disques abrasifs et de polissage sont composés d'une base souple en papier ou en tissu sur laquelle l'abrasif est collé au moyen d'un adhésif naturel ou synthétique.

Différentes machines sont utilisées pour différents types d'opérations, telles que la rectification plane, la rectification cylindrique (y compris sans centre), la rectification intérieure, la rectification d'ébauche et le tronçonnage. Les deux principaux types sont : ceux où soit la meule soit le travail est déplacé à la main et les machines à avances et mandrins mécaniques. Les types d'équipements courants comprennent : les meuleuses de surface ; meuleuses, polisseuses et tampons de type socle; meuleuses et polisseuses à disque; broyeurs internes; tronçonneuses abrasives; polisseuses à bande; meuleuses, polisseuses et tampons portatifs; et plusieurs polissoirs et tampons.

Les dangers et leur prévention

Éclatement

Le principal risque de blessure lié à l'utilisation de meules est que la meule peut éclater pendant le meulage. Normalement, les meules fonctionnent à des vitesses élevées. Il y a une tendance à des vitesses toujours plus élevées. La plupart des pays industrialisés ont des réglementations limitant les vitesses maximales auxquelles les différents types de meules peuvent fonctionner.

La mesure de protection fondamentale consiste à rendre la meule aussi solide que possible ; la nature de l'agent de liaison est la plus importante. Les roues à liants organiques, notamment en résine phénolique, sont plus tenaces que celles à liants inorganiques et plus résistantes aux chocs. Des vitesses périphériques élevées peuvent être autorisées pour les meules à liants organiques.

Les roues à très grande vitesse, notamment, intègrent souvent différents types de renforts. Par exemple, certaines meules boisseaux sont équipées de moyeux en acier pour augmenter leur résistance. Pendant la rotation, la contrainte majeure se développe autour du trou central. Pour renforcer la meule, la section autour du trou central, qui ne participe pas au meulage, peut ainsi être réalisée en un matériau particulièrement résistant qui n'est pas adapté au meulage. Les grandes meules à section centrale ainsi renforcée sont notamment utilisées par les aciéries pour le meulage de brames, de billettes et similaires à des vitesses allant jusqu'à 80 m/s.

Cependant, la méthode la plus courante de renforcement des meules consiste à inclure un tissu en fibre de verre dans leur construction. Les roues minces, telles que celles utilisées pour la coupe, peuvent incorporer un tissu en fibre de verre au centre ou de chaque côté, tandis que les roues plus épaisses ont un certain nombre de couches de tissu en fonction de l'épaisseur de la roue.

A l'exception de certaines meules de petites dimensions, soit toutes les meules, soit un échantillon statistique de celles-ci, doivent être soumises à des essais de vitesse par le fabricant. Lors d'essais, les meules tournent pendant une certaine période à une vitesse supérieure à celle autorisée en meulage. Les réglementations de test varient d'un pays à l'autre, mais la roue doit généralement être testée à une vitesse supérieure de 50 % à la vitesse de travail. Dans certains pays, les réglementations exigent des tests spéciaux des roues qui doivent fonctionner à des vitesses plus élevées que la normale dans un institut de test central. L'institut peut également découper des spécimens de la roue et étudier leurs propriétés physiques. Les meules de coupe sont soumises à certains tests d'impact, tests de flexion, etc. Le fabricant est également tenu de s'assurer que la meule est bien équilibrée avant la livraison.

L'éclatement d'une meule peut causer des blessures mortelles ou très graves à toute personne se trouvant à proximité et de graves dommages à l'installation ou aux locaux. Malgré toutes les précautions prises par les fabricants, des éclatements ou des bris de roue occasionnels peuvent encore se produire à moins que des précautions appropriées ne soient prises lors de leur utilisation. Les mesures de précaution comprennent :

• Manutention et stockage. Une roue peut être endommagée ou fissurée pendant le transport ou la manutention. L'humidité peut attaquer l'agent de liaison dans les roues en résine phénolique, réduisant finalement leur résistance. Les meules vitrifiées peuvent être sensibles aux variations répétées de température. L'humidité absorbée de manière irrégulière peut déséquilibrer la roue. Par conséquent, il est très important que les roues soient manipulées avec soin à toutes les étapes et conservées de manière ordonnée dans un endroit sec et protégé.
• Vérification des fissures. Une nouvelle roue doit être vérifiée pour s'assurer qu'elle est en bon état et sèche, le plus simplement en tapotant avec un maillet en bois. Une meule vitrifiée sans défaut donnera un son clair, une meule à liant organique un son moins carillonnant ; mais l'un ou l'autre peut être différencié du bruit fissuré d'une roue défectueuse. En cas de doute, la roue ne doit pas être utilisée et le fournisseur doit être consulté.
• Essai. Avant la mise en service de la nouvelle roue, celle-ci doit être testée à pleine vitesse en respectant les précautions d'usage. Après un meulage humide, la meule doit tourner au ralenti pour éjecter l'eau ; sinon, l'eau peut s'accumuler au bas de la roue et provoquer un déséquilibre, ce qui peut entraîner un éclatement lors de la prochaine utilisation de la roue.
• Montage. Des accidents et des bris se produisent lorsque les meules sont montées sur des appareils inadaptés, par exemple sur les extrémités des broches des polisseuses. L'axe doit être d'un diamètre adéquat mais pas assez large pour élargir le trou central de la roue ; les flasques doivent mesurer au moins le tiers du diamètre de la roue et être en acier doux ou en un matériau similaire.
• La vitesse. En aucun cas, la vitesse de fonctionnement maximale autorisée spécifiée par les fabricants ne doit être dépassée. Une notice indiquant la vitesse de rotation de la broche doit être installée sur toutes les rectifieuses et la meule doit être marquée de la vitesse périphérique maximale autorisée et du nombre de tours correspondant pour une meule neuve. Des précautions particulières sont nécessaires avec les rectifieuses à vitesse variable et pour assurer le montage de meules de vitesses admissibles appropriées dans les meuleuses portatives.
• Travail repos. Dans la mesure du possible, des supports de travail montés de manière rigide et de dimensions adéquates devraient être fournis. Ils doivent être réglables et maintenus aussi près que possible de la roue pour éviter un piège dans lequel la pièce pourrait être projetée contre la roue et la casser ou, plus probablement, attraper et blesser la main de l'opérateur.
• Garde. Les meules abrasives doivent être munies de protections suffisamment solides pour contenir les pièces d'une meule qui éclate (voir figure 1). Certains pays ont des réglementations détaillées concernant la conception des protecteurs et les matériaux à utiliser. En général, la fonte et la fonte d'aluminium sont à éviter. L'ouverture de meulage doit être aussi petite que possible et un embout réglable peut être nécessaire. Exceptionnellement, lorsque la nature du travail exclut l'utilisation d'un protecteur, des brides de protection spéciales ou des mandrins de sécurité peuvent être utilisés. Les broches et les extrémités coniques des machines de polissage à double extrémité peuvent provoquer des accidents d'enchevêtrement à moins qu'elles ne soient efficacement protégées.

Figure 1. Meule abrasive vitrifiée bien protégée montée dans une rectifieuse plane et fonctionnant à une vitesse périphérique de 33 m/s

Blessures oculaires

La poussière, les abrasifs, les grains et les éclats sont un danger commun pour les yeux dans toutes les opérations de meulage à sec. Une protection oculaire efficace par des lunettes ou des lunettes et des écrans oculaires fixes sur la machine est essentielle ; les protections oculaires fixes sont particulièrement utiles lorsque les meules sont utilisées de manière intermittente, par exemple pour le meulage d'outils.

Incendie

Le meulage des alliages de magnésium comporte un risque d'incendie élevé à moins que des précautions strictes ne soient prises contre l'inflammation accidentelle et lors de l'élimination et du trempage de la poussière. Des normes élevées de propreté et d'entretien sont requises dans tous les conduits d'évacuation pour prévenir les risques d'incendie et également pour que la ventilation fonctionne efficacement. La poussière de textile libérée par les opérations de polissage constitue un risque d'incendie nécessitant un bon entretien et une LEV.

Vibration

Les meuleuses portatives et sur socle comportent un risque de syndrome de vibration main-bras (HAVS), également connu sous le nom de « doigt blanc » à cause de son signe le plus visible. Les recommandations comprennent la limitation de l'intensité et de la durée de l'exposition, la refonte des outils, des équipements de protection et la surveillance de l'exposition et de la santé.

Dangers pour la santé

Bien que les meules modernes ne créent pas elles-mêmes le grave risque de silicose associé dans le passé aux meules en grès, des poussières de silice très dangereuses peuvent encore être émises par les matériaux broyés, par exemple les moulages au sable. Certaines roues à liant résine peuvent contenir des charges qui créent une poussière dangereuse. De plus, les résines à base de formaldéhyde peuvent émettre du formaldéhyde lors du broyage. Dans tous les cas, le volume de poussière produit par le broyage rend indispensable une LEV efficace. Il est plus difficile de fournir un échappement local pour les roues portables, bien qu'un certain succès dans cette direction ait été obtenu en utilisant des systèmes de capture à faible volume et à grande vitesse. Les travaux prolongés doivent être évités et un équipement de protection respiratoire doit être fourni si nécessaire. Une ventilation par aspiration est également nécessaire pour la plupart des opérations de ponçage à bande, de finition, de polissage et autres opérations similaires. Avec le polissage en particulier, la poussière de textile combustible est une préoccupation sérieuse.

Des vêtements de protection et de bonnes installations sanitaires et de lavage avec des douches doivent être fournis, et une surveillance médicale est souhaitable, en particulier pour les broyeurs de métaux.

Retour

La révolution industrielle n'aurait pas pu avoir lieu sans le développement d'huiles industrielles raffinées à base de pétrole, de lubrifiants, d'huiles de coupe et de graisses. Avant la découverte dans les années 1860 qu'un lubrifiant supérieur pouvait être produit en distillant du pétrole brut sous vide, l'industrie dépendait d'huiles et de graisses animales naturelles telles que le saindoux et l'huile de sperme de baleine pour lubrifier les pièces mobiles. Ces huiles et produits d'origine animale étaient particulièrement sensibles à la fonte, à l'oxydation et à la décomposition dues à l'exposition à la chaleur et à l'humidité produites par les machines à vapeur qui alimentaient presque tous les équipements industriels à cette époque. L'évolution des produits raffinés à base de pétrole s'est poursuivie depuis le premier lubrifiant, qui était utilisé pour tanner le cuir, jusqu'aux huiles et graisses synthétiques modernes avec une durée de vie plus longue, des qualités lubrifiantes supérieures et une meilleure résistance aux variations de températures et de conditions climatiques.

Lubrifiants Industriels

Toutes les pièces mobiles des machines et équipements nécessitent une lubrification. Bien que la lubrification puisse être assurée par des matériaux secs tels que le téflon ou le graphite, qui sont utilisés dans des pièces telles que les roulements de petits moteurs électriques, les huiles et les graisses sont les lubrifiants les plus couramment utilisés. À mesure que la complexité des machines augmente, les exigences en matière de lubrifiants et d'huiles de traitement des métaux deviennent plus strictes. Les huiles lubrifiantes vont désormais des huiles claires très fines utilisées pour lubrifier les instruments délicats aux huiles épaisses ressemblant à du goudron utilisées sur les gros engrenages tels que ceux qui font tourner les aciéries. Des huiles aux exigences très spécifiques sont utilisées à la fois dans les systèmes hydrauliques et pour lubrifier les grosses machines-outils commandées par ordinateur telles que celles utilisées dans l'industrie aérospatiale pour produire des pièces avec des tolérances extrêmement serrées. Les huiles, fluides et graisses synthétiques, ainsi que les mélanges d'huiles synthétiques et à base de pétrole, sont utilisés lorsqu'une durée de vie prolongée du lubrifiant est souhaitée, comme les moteurs électriques scellés à vie, où le temps accru entre les vidanges d'huile compense la différence de coût ; où des plages de température et de pression étendues existent, comme dans les applications aérospatiales ; ou lorsqu'il est difficile et coûteux de réappliquer le lubrifiant.

Huiles industrielles

Les huiles industrielles telles que les huiles de broche et de lubrification, les lubrifiants pour engrenages, les huiles hydrauliques et de turbine et les fluides de transmission sont conçues pour répondre à des exigences physiques et chimiques spécifiques et pour fonctionner sans changement perceptible pendant de longues périodes dans des conditions variables. Les lubrifiants à usage aérospatial doivent répondre à des conditions entièrement nouvelles, notamment la propreté, la durabilité, la résistance aux rayonnements cosmiques et la capacité de fonctionner à des températures extrêmement froides et chaudes, sans gravité et dans le vide.

Les transmissions, les turbines et les systèmes hydrauliques contiennent des fluides qui transfèrent la force ou la puissance, des réservoirs pour contenir les fluides, des pompes pour déplacer les fluides d'un endroit à un autre et des équipements auxiliaires tels que des vannes, des tuyauteries, des refroidisseurs et des filtres. Les systèmes hydrauliques, les transmissions et les turbines nécessitent des fluides avec des viscosités et une stabilité chimique spécifiques pour fonctionner en douceur et assurer un transfert de puissance contrôlé. Les caractéristiques des bonnes huiles hydrauliques et pour turbines comprennent un indice de viscosité élevé, une stabilité thermique, une longue durée de vie dans les systèmes de circulation, une résistance aux dépôts, un pouvoir lubrifiant élevé, des capacités anti-mousse, une protection contre la rouille et une bonne désémulsibilité.

Les lubrifiants pour engrenages sont conçus pour former des films solides et tenaces qui assurent la lubrification entre les engrenages sous une pression extrême. Les caractéristiques des huiles pour engrenages comprennent une bonne stabilité chimique, une désémulsibilité et une résistance à l'augmentation de la viscosité et à la formation de dépôts. Les huiles de broche sont des huiles fines, extrêmement propres et claires avec des additifs lubrifiants. Les caractéristiques les plus importantes des huiles de guidage - utilisées pour lubrifier deux surfaces de glissement plates où il y a une pression élevée et une vitesse lente - sont le pouvoir lubrifiant et l'adhésivité pour résister à l'écrasement et la résistance à la pression extrême.

Les huiles pour cylindres et compresseurs combinent les caractéristiques des huiles industrielles et automobiles. Ils doivent résister à l'accumulation de dépôts, agir comme agent de transfert de chaleur (cylindres de moteur à combustion interne), assurer la lubrification des cylindres et des pistons, fournir un joint pour résister à la pression de refoulement, avoir une stabilité chimique et thermique (en particulier l'huile de pompe à vide), avoir un indice de viscosité élevé et résistent au lavage à l'eau (cylindres à vapeur) et à la détergence.

Huiles moteur automobiles

Les fabricants de moteurs à combustion interne et des organisations, telles que la Society of Automotive Engineers (SAE) aux États-Unis et au Canada, ont établi des critères de performance spécifiques pour les huiles moteur automobiles. Les huiles pour moteurs à essence et diesel automobiles sont soumises à une série de tests de performance pour déterminer leur stabilité chimique et thermique, leur résistance à la corrosion, leur viscosité, leur protection contre l'usure, leur pouvoir lubrifiant, leur détergence et leurs performances à haute et basse température. Ils sont ensuite classés selon un système de codes qui permet aux consommateurs de déterminer leur aptitude à un usage intensif et à différentes températures et plages de viscosité.

Les huiles pour moteurs, transmissions et carters d'engrenages automobiles sont conçues avec des indices de viscosité élevés pour résister aux changements de viscosité avec les changements de température. Les huiles moteur automobiles sont spécialement formulées pour résister à la dégradation sous l'effet de la chaleur lorsqu'elles lubrifient les moteurs à combustion interne. Les huiles de moteur à combustion interne ne doivent pas être trop épaisses pour lubrifier les pièces mobiles internes lorsqu'un moteur démarre par temps froid, et elles ne doivent pas se diluer lorsque le moteur chauffe lorsqu'il fonctionne. Ils doivent résister à l'accumulation de carbone sur les soupapes, les bagues et les cylindres et à la formation d'acides corrosifs ou de dépôts dus à l'humidité. Les huiles de moteur automobile contiennent des détergents conçus pour maintenir en suspension les particules d'usure de carbone et de métal afin qu'elles puissent être filtrées lorsque l'huile circule et ne s'accumulent pas sur les pièces internes du moteur et causent des dommages.

Fluides de coupe

Les trois types de fluides de coupe utilisés dans l'industrie sont les huiles minérales, les huiles solubles et les fluides synthétiques. Les huiles de coupe sont généralement un mélange d'huiles minérales de haute qualité et de haute stabilité de différentes viscosités avec des additifs pour fournir des caractéristiques spécifiques en fonction du type de matériau usiné et du travail effectué. Les fluides de coupe eau-dans-l'huile solubles sont des huiles minérales (ou des huiles synthétiques) qui contiennent des émulsifiants et des additifs spéciaux, notamment des antimousses, des inhibiteurs de rouille, des détergents, des bactéricides et des germicides. Ils sont dilués avec de l'eau dans des proportions variables avant d'être utilisés. Les fluides de coupe synthétiques sont des solutions de fluides non pétroliers, d'additifs et d'eau, plutôt que des émulsions, dont certaines sont résistantes au feu pour l'usinage de métaux spécifiques. Les fluides semi-synthétiques contiennent 10 à 15% d'huile minérale. Certains fluides spéciaux ont à la fois des caractéristiques d'huile de lubrification et de fluide de coupe en raison de la tendance des fluides à fuir et à se mélanger dans certaines machines-outils telles que les machines à vis automatiques multibroches.

Les caractéristiques souhaitées des fluides de coupe dépendent de la composition du métal travaillé, de l'outil de coupe utilisé et du type d'opération de coupe, de rabotage ou de façonnage effectuée. Les fluides de coupe améliorent et améliorent le processus de travail des métaux en refroidissant et en lubrifiant (c'est-à-dire en protégeant le bord de l'outil de coupe). Par exemple, lorsque l'on travaille sur un métal mou qui dégage beaucoup de chaleur, le refroidissement est le critère le plus important. Un refroidissement amélioré est assuré par l'utilisation d'une huile légère (comme le kérosène) ou d'un liquide de coupe à base d'eau. Le contrôle du rebord rapporté sur les outils de coupe est assuré par des additifs anti-soudure ou anti-usure tels que des composés soufrés, chlorés ou phosphorés. Le pouvoir lubrifiant, important lors du travail de l'acier pour vaincre l'abrasivité du sulfure de fer, est assuré par des graisses synthétiques et animales ou des additifs d'huile de sperme sulfurée.

Autres huiles de travail et de traitement des métaux

Les fluides de meulage sont conçus pour fournir un refroidissement et empêcher l'accumulation de métal sur les meules. Leurs caractéristiques comprennent la stabilité thermique et chimique, la protection contre la rouille (fluides solubles), la prévention des dépôts gommeux lors de l'évaporation et un point d'éclair sûr pour le travail effectué.

Les huiles de trempe, qui nécessitent une stabilité élevée, sont utilisées dans le traitement des métaux pour contrôler le changement de la structure moléculaire de l'acier lors de son refroidissement. La trempe dans de l'huile plus légère est utilisée pour durcir les petites pièces en acier peu coûteuses. Un taux de trempe plus lent est utilisé pour produire des aciers pour machines-outils qui sont assez durs à l'extérieur avec une contrainte interne plus faible. Une huile de trempe à trous ou multiphases est utilisée pour traiter les aciers à haute teneur en carbone et alliés.

Les huiles pour rouleaux sont des huiles minérales ou solubles spécialement formulées qui lubrifient et donnent une finition lisse au métal, en particulier l'aluminium, le cuivre et le laiton, lors de son passage dans les laminoirs à chaud et à froid. Les huiles de démoulage sont utilisées pour recouvrir les matrices et les moules afin de faciliter le démoulage des pièces métalliques formées. Les huiles de tannage sont encore utilisées dans l'industrie du feutre et du cuir. Les huiles pour transformateurs sont des fluides diélectriques spécialement formulés utilisés dans les transformateurs et les gros disjoncteurs et interrupteurs électriques.

Les huiles caloporteuses sont utilisées dans des systèmes ouverts ou fermés et peuvent durer jusqu'à 15 ans en service. Les principales caractéristiques sont une bonne stabilité thermique car les systèmes fonctionnent à des températures de 150 à 315°C, une stabilité à l'oxydation et un point d'éclair élevé. Les huiles de transfert de chaleur sont normalement trop visqueuses pour être pompées à température ambiante et doivent être chauffées pour assurer la fluidité.

Les solvants pétroliers sont utilisés pour nettoyer les pièces par pulvérisation, goutte à goutte ou trempage. Les solvants éliminent l'huile et émulsionnent la saleté et les particules métalliques. Les huiles antirouille peuvent être à base de solvant ou d'eau. Ils sont appliqués sur les bobines, roulements et autres pièces en acier inoxydable par trempage ou pulvérisation, et laissent des films polarisés ou de cire sur les surfaces métalliques pour la protection contre les empreintes digitales et la rouille et le déplacement de l'eau.

Graisses

Les graisses sont des mélanges de fluides, d'épaississants et d'additifs utilisés pour lubrifier les pièces et les équipements qui ne peuvent pas être rendus étanches à l'huile, qui sont difficiles à atteindre ou lorsque des fuites ou des éclaboussures de lubrifiants liquides peuvent contaminer les produits ou créer un danger. Ils ont un large éventail d'applications et d'exigences de performance, de la lubrification des roulements de moteurs à réaction à des températures inférieures à zéro aux engrenages de laminoirs à chaud, et la résistance au lessivage par l'acide ou l'eau, ainsi que le frottement continu créé par les roulements à rouleaux des roues des wagons de chemin de fer.

La graisse est fabriquée par mélange de savons métalliques (sels d'acides gras à longue chaîne) dans un milieu d'huile lubrifiante à des températures de 205 à 315°C. Les graisses synthétiques peuvent utiliser des diesters, des esters de silicone ou phosphoriques et des polyalkylglycols comme fluides. Les caractéristiques de la graisse dépendent dans une large mesure du fluide particulier, de l'élément métallique (par exemple, calcium, sodium, aluminium, lithium, etc.) dans le savon et des additifs utilisés pour améliorer les performances et la stabilité et pour réduire la friction. Ces additifs comprennent des additifs extrême-pression qui recouvrent le métal d'une fine couche de composés soufrés métalliques non corrosifs, du naphténate de plomb ou du dithiophosphate de zinc, des inhibiteurs de rouille, des antioxydants, des acides gras pour un pouvoir lubrifiant accru, des additifs d'adhésivité, des colorants de couleur pour l'identification et inhibiteurs de l'eau. Certaines graisses peuvent contenir des charges de graphite ou de molybdène qui recouvrent les pièces métalliques et assurent la lubrification après que la graisse s'est épuisée ou s'est décomposée.

Lubrifiants industriels, graisses et additifs pour huile moteur automobile

En plus d'utiliser des huiles de base lubrifiantes de haute qualité avec une stabilité chimique et thermique et des indices de viscosité élevés, des additifs sont nécessaires pour améliorer le fluide et fournir les caractéristiques spécifiques requises dans les lubrifiants industriels, les fluides de coupe, les graisses et les huiles de moteur automobile. Les additifs les plus couramment utilisés comprennent, mais sans s'y limiter, les suivants :

• Anti-oxydants. Les inhibiteurs d'oxydation, tels que le 2,6-ditertiary butyl, le paracrésol et la phényl naphtylamine, réduisent le taux de détérioration de l'huile en brisant les molécules à longue chaîne qui se forment lorsqu'elles sont exposées à l'oxygène. Les inhibiteurs d'oxydation sont utilisés pour recouvrir les métaux tels que le cuivre, le zinc et le plomb pour empêcher tout contact avec l'huile afin qu'ils n'agissent pas comme catalyseurs, accélérant l'oxydation et formant des acides qui attaquent d'autres métaux.
• Inhibiteurs de mousse. Les antimousses, tels que les silicones et les silioxanes polyorganiques, sont utilisés dans les huiles hydrauliques, les huiles pour engrenages, les fluides de transmission et les huiles de turbine pour réduire la tension du film superficiel et éliminer l'air emprisonné dans l'huile par les pompes et les compresseurs, afin de maintenir une pression hydraulique constante et d'éviter la cavitation. .
• Inhibiteurs de corrosion. Les additifs antirouille, tels que le naphténate de plomb et le sulfonate de sodium, sont utilisés pour empêcher la formation de rouille sur les pièces métalliques et les systèmes où l'huile en circulation a été contaminée par de l'eau ou par de l'air humide qui est entré dans les réservoirs du système lorsqu'ils se sont refroidis lorsque l'équipement ou les machines n'était pas utilisé.
• Additifs anti-usure. Les additifs anti-usure, tels que le tricrésylphosphate, forment des composés polaires qui sont attirés par les surfaces métalliques et fournissent une couche physique de protection supplémentaire dans le cas où le film d'huile n'est pas suffisant.
• Améliorants de l'indice de viscosité. Les améliorants d'indice de viscosité aident les huiles à résister aux effets des changements de température. Malheureusement, leur efficacité diminue avec une utilisation prolongée. Les huiles synthétiques sont conçues avec des indices de viscosité très élevés, ce qui leur permet de conserver leur structure sur des plages de températures plus larges et pendant des périodes beaucoup plus longues que les huiles minérales avec des additifs améliorant l'indice de viscosité.
• Désémulsifiants. Les inhibiteurs d'eau et les composés spéciaux séparent l'eau de l'huile et empêchent la formation de gomme ; ils contiennent des huiles cireuses qui procurent un pouvoir lubrifiant accru. Ils sont utilisés lorsque l'équipement est soumis à un lavage à l'eau ou lorsqu'une grande quantité d'humidité est présente, comme dans les cylindres à vapeur, les compresseurs d'air et les carters d'engrenages contaminés par des fluides de coupe solubles.
• Colorants de couleur. Les colorants sont utilisés pour aider les utilisateurs à identifier différentes huiles utilisées à des fins spécifiques, telles que les fluides de transmission et les huiles pour engrenages, afin d'éviter une mauvaise application.
• Additifs extrême pression. Les additifs extrême pression, tels que les composés gras sulfurés non corrosifs, le dithiophosphate de zinc et le naphténate de plomb, sont utilisés dans les huiles automobiles, d'engrenages et de transmission pour former des revêtements qui protègent les surfaces métalliques lorsque le film d'huile protecteur s'amincit ou est pressé et ne peut pas empêcher le métal de contacts métalliques.
• Détergents. Les détergents à base de sulfonate de métal et de phénate de métal sont utilisés pour maintenir la saleté, le carbone et les particules d'usure métalliques en suspension dans les huiles hydrauliques, les huiles pour engrenages, les huiles moteur et les fluides de transmission. Ces contaminants sont généralement éliminés lorsque l'huile passe à travers un filtre pour éviter qu'ils ne soient recirculés dans le système où ils pourraient causer des dommages.
• Additifs d'adhésivité. Des additifs adhésifs ou collants sont utilisés pour permettre aux huiles d'adhérer et de résister aux fuites des ensembles de roulements, des carters d'engrenages, des grands engrenages ouverts sur les moulins et les équipements de construction et les machines aériennes. Leur adhérence diminue avec un service prolongé.
• Émulsifiants. Les acides gras et les huiles grasses sont utilisés comme émulsifiants dans les huiles solubles pour aider à former des solutions avec l'eau.
• Additifs lubrifiants. La graisse, le saindoux, le suif, le sperme et les huiles végétales sont utilisés pour fournir un degré plus élevé d'onctuosité dans les huiles de coupe et certaines huiles pour engrenages.
• Bactéricides. Des bactéricides et des germicides, tels que le phénol et l'huile de pin, sont ajoutés aux huiles de coupe solubles pour prolonger la durée de vie du fluide, maintenir la stabilité, réduire les odeurs et prévenir les dermatites.

Fabrication de lubrifiants industriels et d'huiles automobiles

Les lubrifiants et huiles industriels, les graisses, les fluides de coupe et les huiles moteurs automobiles sont fabriqués dans des installations de mélange et de conditionnement, également appelées « usines de lubrification » ou « usines de mélange ». Ces installations peuvent être situées dans ou à proximité de raffineries qui produisent des huiles de base de lubrifiants, ou elles peuvent être éloignées et recevoir les huiles de base par des pétroliers ou des barges, des wagons-citernes ou des camions-citernes. Les usines de mélange et d'emballage mélangent et composent des additifs dans des huiles de base lubrifiantes pour fabriquer une large gamme de produits finis, qui sont ensuite expédiés en vrac ou dans des conteneurs.

Les processus de mélange et de mélange utilisés pour fabriquer des lubrifiants, des fluides et des graisses dépendent de l'âge et de la sophistication de l'installation, de l'équipement disponible, des types et de la formulation des additifs utilisés et de la variété et du volume des produits fabriqués. Le mélange peut nécessiter uniquement un mélange physique des stocks de base et des emballages d'additifs dans une bouilloire à l'aide de mélangeurs, de palettes ou d'agitation d'air, ou la chaleur auxiliaire des serpentins électriques ou à vapeur peut être nécessaire pour aider à dissoudre et mélanger les additifs. D'autres fluides et lubrifiants industriels sont produits automatiquement en mélangeant des huiles de base et des boues d'additifs et d'huile prémélangées via des systèmes de collecteurs. La graisse peut être soit produite par lots, soit mélangée en continu. Les usines de lubrifiants peuvent composer leurs propres additifs à partir de produits chimiques ou acheter des additifs préemballés auprès d'entreprises spécialisées ; une même usine peut utiliser les deux méthodes. Lorsque les usines de lubrification fabriquent leurs propres additifs et ensembles d'additifs, des températures et des pressions élevées peuvent être nécessaires en plus des réactions chimiques et de l'agitation physique pour composer les produits chimiques et les matériaux.

Après la production, les fluides et les lubrifiants peuvent être conservés dans les cuves de mélange ou placés dans des réservoirs de rétention pour s'assurer que les additifs restent en suspension ou en solution, pour laisser le temps aux tests de déterminer si le produit répond aux spécifications de qualité et aux exigences de certification, et pour permettre le processus températures pour revenir aux niveaux ambiants avant que les produits ne soient emballés et expédiés. Une fois les tests terminés, les produits finis sont libérés pour être expédiés en vrac ou emballés dans des conteneurs.

Les produits finis sont expédiés en vrac dans des wagons-citernes ou des camions-citernes directement aux consommateurs, aux distributeurs ou aux usines de conditionnement extérieures. Les produits finis sont également expédiés aux consommateurs et aux distributeurs dans des wagons couverts ou des camions de livraison de colis dans une variété de conteneurs, comme suit :

• Les conteneurs pour vrac intermédiaires en métal, plastique et combinaison métal/plastique ou plastique/fibre, dont la taille varie de 227 l à environ 2,840 1 l, sont expédiés en tant qu'unités individuelles sur des palettes intégrées ou séparées, empilées sur 2 ou XNUMX hauteurs.
• Les fûts en métal, en fibre ou en plastique d'une capacité de 208 l, 114 l ou 180 kg sont généralement expédiés 4 par palette.
• Les fûts en métal ou en plastique d'une capacité de 60 l ou 54 kg et les seaux en métal ou en plastique de 19 l ou 16 kg sont empilés sur des palettes et cerclés ou étirés pour maintenir la stabilité.
• Les conteneurs en métal ou en plastique d'une capacité de 8 l ou 4 l, les bouteilles et bidons en plastique, métal et fibre de 1 l et les cartouches de graisse de 2 kg sont conditionnés dans des cartons qui sont empilés sur des palettes et cerclés ou sous film étirable pour l'expédition.

Certaines usines de mélange et d'emballage peuvent expédier des palettes de produits mélangés et des contenants et emballages de différentes tailles directement aux petits consommateurs. Par exemple, une expédition d'une seule palette vers une station-service pourrait inclure 1 baril de liquide de transmission, 2 fûts de graisse, 8 caisses d'huile moteur automobile et 4 seaux de lubrifiant pour engrenages.

Qualité du produit

La qualité des lubrifiants est importante pour assurer le bon fonctionnement des machines et des équipements et pour produire des pièces et des matériaux de qualité. Les usines de mélange et de conditionnement fabriquent des produits pétroliers finis selon des spécifications et des exigences de qualité strictes. Les utilisateurs doivent maintenir le niveau de qualité en établissant des pratiques sûres pour la manipulation, le stockage, la distribution et le transfert des lubrifiants de leurs conteneurs ou réservoirs d'origine à l'équipement de distribution et au point d'application sur la machine ou l'équipement à lubrifier ou le système à lubrifier. être rempli. Certaines installations industrielles ont installé des systèmes de distribution, de lubrification et hydrauliques centralisés qui minimisent la contamination et l'exposition. Les huiles industrielles, les lubrifiants, les huiles de coupe et les graisses se détérioreront à cause de la contamination par l'eau ou l'humidité, l'exposition à des températures excessivement élevées ou basses, le mélange par inadvertance avec d'autres produits et le stockage à long terme qui permet la perte d'additifs ou des changements chimiques.

Santé et sécurité

Parce qu'ils sont utilisés et manipulés par les consommateurs, les produits finis industriels et automobiles doivent être relativement exempts de dangers. Il existe un potentiel d'expositions dangereuses lors du mélange et de la préparation de produits, lors de la manipulation d'additifs, lors de l'utilisation de fluides de coupe et lors de l'utilisation de systèmes de lubrification par brouillard d'huile.

Le chapitre Raffineries de pétrole et de gaz naturel dans ce Encyclopédie donne des informations sur les dangers potentiels associés aux installations auxiliaires des usines de mélange et d'emballage telles que les chaufferies, les laboratoires, les bureaux, les séparateurs huile-eau et les installations de traitement des déchets, les quais maritimes, le stockage des réservoirs, les opérations d'entrepôt, les rampes de chargement des wagons-citernes et des camions-citernes et installations de chargement et de déchargement de wagons couverts et de camions de chemin de fer.

Sécurité

La fabrication d'additifs et de boues, la composition par lots, le mélange par lots et les opérations de mélange en ligne nécessitent des contrôles stricts pour maintenir la qualité souhaitée du produit et, avec l'utilisation d'EPI, pour minimiser l'exposition à des produits chimiques et matériaux potentiellement dangereux ainsi que le contact avec des surfaces chaudes et vapeur. Les fûts et conteneurs d'additifs doivent être stockés en toute sécurité et maintenus hermétiquement fermés jusqu'à ce qu'ils soient prêts à l'emploi. Les additifs dans les bidons et les sacs doivent être manipulés correctement pour éviter les tensions musculaires. Les produits chimiques dangereux doivent être correctement stockés et les produits chimiques incompatibles ne doivent pas être stockés là où ils peuvent se mélanger les uns aux autres. Les précautions à prendre lors de l'utilisation de machines de remplissage et d'emballage comprennent l'utilisation de gants et le fait d'éviter de se coincer les doigts dans les dispositifs qui sertissent les couvercles des fûts et des seaux. Les protections de la machine et les systèmes de protection ne doivent pas être retirés, déconnectés ou contournés pour accélérer le travail. Les conteneurs pour vrac intermédiaires et les fûts doivent être inspectés avant le remplissage pour s'assurer qu'ils sont propres et adaptés.

Un système de permis d'espace confiné devrait être établi pour l'entrée dans les réservoirs de stockage et les cuves de mélange à des fins de nettoyage, d'inspection, d'entretien ou de réparation. Une procédure de verrouillage/étiquetage doit être établie et mise en œuvre avant de travailler sur des machines d'emballage, des cuves de mélange avec des mélangeurs, des convoyeurs, des palettiseurs et d'autres équipements avec des pièces mobiles.

Les fûts et conteneurs qui fuient doivent être retirés de la zone de stockage et les déversements doivent être nettoyés pour éviter les glissades et les chutes. Le recyclage, la combustion et l'élimination des déchets, des lubrifiants renversés et usagés, des huiles de moteur automobile et des fluides de coupe doivent être conformes aux réglementations gouvernementales et aux procédures de l'entreprise. Les travailleurs doivent utiliser un EPI approprié lors du nettoyage des déversements et de la manipulation des produits usagés ou des déchets. L'huile moteur, les fluides de coupe ou les lubrifiants industriels vidangés qui peuvent être contaminés par de l'essence et des solvants inflammables doivent être stockés dans un endroit sûr, loin des sources d'inflammation, jusqu'à leur élimination appropriée.

Protection contre l'incendie

Bien que le potentiel d'incendie soit moindre dans le mélange et la composition de lubrifiants industriels et automobiles que dans les processus de raffinage, des précautions doivent être prises lors de la fabrication d'huiles et de graisses pour le travail des métaux en raison de l'utilisation de températures de mélange et de mélange élevées et de produits à point d'éclair inférieur. Des précautions particulières doivent être prises pour prévenir les incendies lorsque les produits sont distribués ou les contenants remplis à des températures supérieures à leurs points d'éclair. Lors du transfert de liquides inflammables d'un récipient à un autre, des techniques de liaison et de mise à la terre appropriées doivent être appliquées pour éviter l'accumulation d'électricité statique et les décharges électrostatiques. Les moteurs électriques et les équipements portables doivent être correctement classés en fonction des dangers présents dans la zone dans laquelle ils sont installés ou utilisés.

Un risque d'incendie existe si une fuite de produit ou un dégagement de vapeur dans les zones de mélange de lubrifiant et de traitement ou de stockage de graisse atteint une source d'inflammation. L'établissement et la mise en œuvre d'un système de permis de travail à chaud devraient être envisagés pour prévenir les incendies dans les installations de mélange et d'emballage. Les réservoirs de stockage installés à l'intérieur des bâtiments doivent être construits, ventilés et protégés conformément aux exigences gouvernementales et à la politique de l'entreprise. Les produits stockés sur des racks et en piles ne doivent pas obstruer les systèmes de protection incendie, les portes coupe-feu ou les voies de sortie.

L'entreposage des produits finis, tant en vrac que dans des contenants et des emballages, doit être conforme aux pratiques reconnues et aux règlements de prévention des incendies. Par exemple, les liquides inflammables et les additifs contenus dans des solutions de liquides inflammables peuvent être stockés dans des bâtiments extérieurs ou dans des locaux de stockage séparés, spécialement conçus à l'intérieur ou attenants. De nombreux additifs sont stockés dans des chambres chaudes (38 à 65°C) ou dans des chambres chaudes (plus de 65°C) afin de maintenir les ingrédients en suspension, de réduire la viscosité de produits plus épais ou de faciliter le mélange ou le compoundage. Ces locaux de stockage doivent être conformes aux exigences de classification électrique, de drainage, de ventilation et d'évacuation des explosions, en particulier lorsque des liquides inflammables ou des liquides combustibles sont stockés et distribués à des températures supérieures à leurs points d'éclair.

Santé

Lors du mélange, de l'échantillonnage et de la composition, un équipement de protection individuelle et respiratoire doit être envisagé pour éviter les expositions à la chaleur, à la vapeur, aux poussières, aux brouillards, aux vapeurs, aux fumées, aux sels métalliques, aux produits chimiques et aux additifs. Des pratiques de travail sûres, une bonne hygiène et une protection individuelle appropriée peuvent être nécessaires en cas d'exposition aux brouillards, fumées et vapeurs d'huile, aux additifs, au bruit et à la chaleur lors des activités d'inspection et d'entretien lors de l'échantillonnage et de la manipulation des hydrocarbures et des additifs pendant la production et l'emballage et lors du nettoyage. déversements et rejets :

• Des chaussures de travail avec des semelles résistantes à l'huile ou antidérapantes doivent être portées pour le travail général, et des chaussures de sécurité approuvées avec des semelles résistantes à l'huile ou antidérapantes doivent être portées lorsqu'il existe des risques de blessures aux pieds causées par le roulement ou la chute d'objets ou d'équipements.
• Des lunettes de sécurité et une protection respiratoire peuvent être nécessaires pour les expositions dangereuses aux produits chimiques, à la poussière ou à la vapeur.
• Des gants, des tabliers, des chaussures, des écrans faciaux et des lunettes de protection contre les produits chimiques imperméables doivent être portés lors de la manipulation de produits chimiques dangereux, d'additifs et de solutions caustiques et lors du nettoyage des déversements.
• Une protection de la tête peut être nécessaire lorsque vous travaillez dans des fosses ou des zones où il existe un risque de blessure à la tête.
• Un accès facile aux installations de nettoyage et de séchage appropriées pour gérer les éclaboussures et les déversements doit être fourni.

L'huile est une cause fréquente de dermatite, qui peut être contrôlée par l'utilisation d'EPI et de bonnes pratiques d'hygiène personnelle. Le contact direct de la peau avec des graisses ou des lubrifiants formulés doit être évité. Les huiles plus légères telles que le kérosène, les solvants et les huiles de broche dégraissent la peau et provoquent des éruptions cutanées. Les produits plus épais, tels que les huiles et les graisses pour engrenages, bloquent les pores de la peau, entraînant une folliculite.

Les risques pour la santé dus à la contamination microbienne de l'huile peuvent être résumés comme suit :

• Les affections cutanées préexistantes peuvent être aggravées.
• Les aérosols lubrifiants de taille respirable peuvent provoquer des maladies respiratoires.
• Les organismes peuvent modifier la composition du produit de sorte qu'il devienne directement nocif.
• Des bactéries nocives provenant d'animaux, d'oiseaux ou d'humains peuvent être introduites.

Une dermatite de contact peut survenir lorsque les employés sont exposés à des fluides de coupe pendant la production, le travail ou la maintenance et lorsqu'ils s'essuient les mains couvertes d'huile avec des chiffons incrustés de minuscules particules métalliques. Le métal provoque de petites lacérations de la peau qui peuvent s'infecter. Les fluides de coupe à base d'eau sur la peau et les vêtements peuvent contenir des bactéries et provoquer des infections, et les émulsifiants peuvent dissoudre les graisses de la peau. La folliculite à l'huile est causée par une exposition prolongée à des fluides de coupe à base d'huile, comme le port de vêtements imbibés d'huile. Les employés doivent enlever et laver les vêtements imbibés d'huile avant de les porter à nouveau. La dermatite peut également être causée par l'utilisation de savons, de détergents ou de solvants pour nettoyer la peau. La dermatite est mieux contrôlée par de bonnes pratiques d'hygiène et en minimisant l'exposition. Un avis médical doit être demandé lorsque la dermatite persiste.

Dans l'examen approfondi mené comme base de son document sur les critères, l'Institut national américain pour la sécurité et la santé au travail (NIOSH) a trouvé une association entre l'exposition aux fluides de travail des métaux et le risque de développer un cancer sur plusieurs sites d'organes, y compris l'estomac, le pancréas , du larynx et du rectum (NIOSH 1996). Les formulations spécifiques responsables des risques élevés de cancer restent à déterminer.

L'exposition professionnelle aux brouillards d'huile et aux aérosols est associée à une variété d'effets respiratoires non malins, y compris la pneumonie lipoïde, l'asthme, l'irritation aiguë des voies respiratoires, la bronchite chronique et l'altération de la fonction pulmonaire (NIOSH 1996).

Les fluides de travail des métaux sont facilement contaminés par des bactéries et des champignons. Ils peuvent affecter la peau ou, lorsqu'ils sont inhalés sous forme d'aérosols contaminés, ils peuvent avoir des effets systémiques.

Les procédés de raffinage tels que l'hydrofinition et le traitement à l'acide sont utilisés pour éliminer les aromatiques des lubrifiants industriels, et l'utilisation d'huiles de base naphténiques a été restreinte afin de minimiser la cancérogénicité. Les additifs introduits dans le mélange et la composition peuvent également créer un risque potentiel pour la santé. Les expositions aux composés chlorés et aux composés de plomb, tels que ceux utilisés dans certains lubrifiants et graisses pour engrenages, provoquent une irritation de la peau et peuvent être potentiellement dangereuses. Le phosphate de tri-orthocrésyle a provoqué des épidémies de paralysies nerveuses lorsque de l'huile lubrifiante a été accidentellement utilisée pour la cuisson. Les huiles synthétiques se composent principalement de nitrite de sodium et de triéthanolamine et d'additifs. La triéthanolamine commerciale contient de la diéthanolamine, qui peut réagir avec le nitrite de sodium pour former un cancérigène relativement faible, la N-nitrosodiéthanolamine, qui peut créer un danger. Les lubrifiants semi-synthétiques présentent les dangers des deux produits, ainsi que les additifs dans leurs formulations.

Les informations sur la sécurité des produits sont importantes pour les employés des fabricants et des utilisateurs de lubrifiants, d'huiles et de graisses. Les fabricants doivent disposer de fiches de données de sécurité (MSDS) ou d'autres informations sur les produits disponibles pour tous les additifs et les stocks de base utilisés dans les mélanges et les mélanges. De nombreuses entreprises ont effectué des tests épidémiologiques et toxicologiques pour déterminer le degré de danger associé aux effets aigus et chroniques de leurs produits sur la santé. Ces informations doivent être mises à la disposition des travailleurs et des utilisateurs par le biais d'étiquettes d'avertissement et d'informations sur la sécurité des produits.

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Adapté de la 3e édition, Encyclopédie de la santé et de la sécurité au travail.

Il existe une grande variété de techniques pour finir les surfaces des produits métalliques afin qu'ils résistent à la corrosion, s'adaptent mieux et soient plus beaux (voir tableau 1). Certains produits sont traités par un enchaînement de plusieurs de ces techniques. Cet article décrira brièvement certains des plus couramment utilisés.

Tableau 1. Synthèse des dangers associés aux différentes méthodes de traitement des métaux

Avant que l'une de ces techniques puisse être appliquée, les produits doivent être soigneusement nettoyés. Un certain nombre de méthodes de nettoyage sont utilisées, individuellement ou en séquence. Ils comprennent le meulage mécanique, le brossage et le polissage (qui produisent des poussières métalliques ou oxydiques - la poussière d'aluminium peut être explosive), le dégraissage à la vapeur, le lavage avec des solvants de graisse organiques, le "décapage" dans des solutions acides ou alcalines concentrées et le dégraissage électrolytique. Le dernier implique une immersion dans des bains contenant du cyanure et de l'alcali concentré dans lesquels l'hydrogène ou l'oxygène formé par électrolyse élimine la graisse, ce qui donne des surfaces métalliques « vierges » exemptes d'oxydes et de graisse. Le nettoyage est suivi d'un rinçage et d'un séchage adéquats du produit.

Une conception appropriée de l'équipement et une LEV efficace réduiront une partie du risque. Les travailleurs exposés au risque d'éclaboussures doivent porter des lunettes de protection ou des écrans protecteurs ainsi que des gants, tabliers et vêtements de protection. Les douches et les douches oculaires doivent être à proximité et en bon état de fonctionnement, et les éclaboussures et les déversements doivent être lavés rapidement. Avec un équipement électrolytique, les gants et les chaussures doivent être non conducteurs, et d'autres précautions électriques standard, telles que l'installation d'interrupteurs de circuit de fuite à la terre et les procédures de verrouillage/étiquetage doivent être suivies.

Processus de traitement

Polissage électrolytique

Le polissage électrolytique est utilisé pour produire une surface d'apparence et de réflectivité améliorées, pour éliminer l'excès de métal pour s'adapter avec précision aux dimensions requises et pour préparer la surface à l'inspection des imperfections. Le processus implique une dissolution anodique préférentielle des points hauts sur la surface après dégraissage à la vapeur et nettoyage alcalin à chaud. Les acides sont fréquemment utilisés comme solutions électrolytiques; par conséquent, un rinçage adéquat est nécessaire par la suite.

Electroplating

La galvanoplastie est un procédé chimique ou électrochimique permettant d'appliquer une couche métallique sur le produit, par exemple du nickel pour le protéger contre la corrosion, du chrome dur pour améliorer les propriétés de surface ou de l'argent et de l'or pour l'embellir. Parfois, des matériaux non métalliques sont utilisés. Le produit, câblé en tant que cathode, et une anode du métal à déposer sont plongés dans une solution électrolytique (qui peut être acide, alcaline ou alcaline avec des sels et complexes de cyanure) et connectés extérieurement à une source de courant continu. Les cations chargés positivement de l'anode métallique migrent vers la cathode, où ils sont réduits au métal et déposés en couche mince (voir figure 1). Le processus se poursuit jusqu'à ce que le nouveau revêtement atteigne l'épaisseur souhaitée, puis le produit est lavé, séché et poli.

Figure 1. Galvanoplastie : représentation schématique

Anode : Cu → Cu⁺² + 2e^- ; Cathode : Cu⁺² + 2e^- → Cu

In électroformage, un processus étroitement lié à la galvanoplastie, les objets moulés, par exemple en plâtre ou en plastique, sont rendus conducteurs par l'application de graphite, puis sont connectés en tant que cathode afin que le métal se dépose dessus.

In anodisation, un processus qui est devenu de plus en plus important ces dernières années, des produits en aluminium (le titane et d'autres métaux sont également utilisés) sont connectés comme anode et immergés dans de l'acide sulfurique dilué. Cependant, au lieu de former des ions aluminium positifs et de migrer pour se déposer sur la cathode, ils sont oxydés par les atomes d'oxygène apparaissant à l'anode et se lient à celle-ci sous forme de couche d'oxyde. Cette couche d'oxyde est partiellement dissoute par la solution d'acide sulfurique, rendant la couche superficielle poreuse. Par la suite, des matériaux colorés ou sensibles à la lumière peuvent être déposés dans ces pores, comme dans la fabrication de plaques signalétiques, par exemple.

Émaux et émaux

L'émail vitrifié ou l'émail vitrifié est utilisé pour donner un revêtement résistant à la chaleur, aux taches et à la corrosion aux métaux, généralement du fer ou de l'acier, dans une large gamme de produits fabriqués, y compris les baignoires, les cuisinières à gaz et électriques, les ustensiles de cuisine, les réservoirs de stockage et conteneurs, et équipements électriques. De plus, les émaux sont utilisés dans la décoration de la céramique, du verre, des bijoux et des ornements décoratifs. L'utilisation spécialisée des poudres d'émail dans la production d'articles ornementaux tels que Cloisonné et Limoges est connue depuis des siècles. Les émaux sont appliqués sur des poteries de toutes sortes.

Les matériaux utilisés dans la fabrication des émaux vitrifiés et des glaçures comprennent :

• réfractaires, comme le quartz, le feldspath et l'argile
• fondants, tels que le borax (borate de sodium décahydraté), le carbonate de soude (carbonate de sodium anhydre), le nitrate de sodium, le spath fluor, la cryolite, le carbonate de baryum, le carbonate de magnésium, le monoxyde de plomb, le tétroxyde de plomb et l'oxyde de zinc
• colorants, tels que les oxydes d'antimoine, de cadmium, de cobalt, de fer, de nickel, de manganèse, de sélénium, de vanadium, d'uranium et de titane
• les opacifiants, tels que les oxydes d'antimoine, de titane, d'étain et de zirconium, et l'antimoninate de sodium
• électrolytes, tels que le borax, le carbonate de soude, le carbonate et le sulfate de magnésium, le nitrite de sodium et l'aluminate de sodium
• les agents floculants, tels que l'argile, les gommes, l'alginate d'ammonium, la bentonite et la silice colloïdale.

La première étape de tous les types d'émaillage ou d'émaillage vitrifié est la fabrication de la fritte, la poudre d'émail. Cela implique la préparation des matières premières, la fusion et la manipulation de la fritte.

Après un nettoyage soigneux des produits métalliques (par exemple, grenaillage, décapage, dégraissage), l'émail peut être appliqué par un certain nombre de procédures :

• Dans le procédé humide, l'objet est plongé dans la barbotine aqueuse d'émail, retiré et laissé s'égoutter ou, dans le "slushing", la barbotine d'émail est plus épaisse et doit être secouée de l'objet.
• Dans le procédé à sec, l'objet enduit au sol est chauffé à la température d'émaillage, puis de la poudre d'émail sèche est saupoudrée à travers des tamis. L'émail se met en place et, lorsque l'objet est remis dans le four, il fond en une surface lisse.
• L'application par pulvérisation est de plus en plus utilisée, généralement dans le cadre d'une opération mécanisée. Il nécessite une armoire sous ventilation aspirante.
• Les émaux décoratifs sont généralement appliqués à la main, à l'aide de pinceaux ou d'outils similaires.
• Les émaux pour articles en porcelaine et en poterie sont généralement appliqués par trempage ou pulvérisation. Bien que certaines opérations de trempage soient mécanisées, les pièces sont généralement trempées à la main dans l'industrie domestique de la porcelaine. L'objet est tenu à la main, plongé dans un grand bac de glaçure, la glaçure est retirée d'un coup de poignet et l'objet est placé dans un séchoir. Une hotte ou une armoire fermée avec une ventilation par aspiration efficace doit être fournie lorsque le glacis est pulvérisé.

Les objets préparés sont ensuite "cuits" dans un four ou un four, qui est généralement alimenté au gaz.

Gravure

La gravure chimique produit une finition satinée ou mate. Le plus souvent, il est utilisé comme prétraitement avant l'anodisation, le laquage, le revêtement de conversion, le polissage ou l'avivage chimique. Il est le plus souvent appliqué à l'aluminium et à l'acier inoxydable, mais est également utilisé pour de nombreux autres métaux.

L'aluminium est généralement gravé dans des solutions alcalines contenant divers mélanges d'hydroxyde de sodium, d'hydroxyde de potassium, de phosphate trisodique et de carbonate de sodium, ainsi que d'autres ingrédients pour empêcher la formation de boues. L'un des procédés les plus courants utilise de la soude à une concentration de 10 à 40 g/l maintenue à une température de 50 à 85°C avec un temps d'immersion pouvant aller jusqu'à 10 minutes.

L'attaque alcaline est généralement précédée et suivie d'un traitement dans divers mélanges d'acide chlorhydrique, fluorhydrique, nitrique, phosphorique, chromique ou sulfurique. Un traitement acide typique implique des immersions de 15 à 60 secondes dans un mélange de 3 parties en volume d'acide nitrique et 1 partie en volume d'acide fluorhydrique qui est maintenu à une température de 20°C.

Galvanisation

La galvanisation applique un revêtement de zinc à une variété de produits en acier pour les protéger contre la corrosion. Le produit doit être propre et sans oxyde pour que le revêtement adhère correctement. Cela implique généralement un certain nombre de processus de nettoyage, de rinçage, de séchage ou de recuit avant que le produit n'entre dans le bain de galvanisation. Dans la galvanisation « à chaud », le produit est passé dans un bain de zinc fondu ; la galvanisation "à froid" est essentiellement une galvanoplastie, comme décrit ci-dessus.

Les produits manufacturés sont généralement galvanisés par lots, tandis que la méthode de la bande continue est utilisée pour les bandes, tôles ou fils d'acier. Un flux peut être utilisé pour maintenir un nettoyage satisfaisant à la fois du produit et du bain de zinc et pour faciliter le séchage. Une étape de préfluxage peut être suivie d'une couverture de flux de chlorure d'ammonium sur la surface du bain de zinc, ou ce dernier peut être utilisé seul. Dans le tuyau de galvanisation, le tuyau est immergé dans une solution chaude de chlorure de zinc et d'ammonium après le nettoyage et avant que le tuyau n'entre dans le bain de zinc fondu. Les flux se décomposent pour former du chlorure d'hydrogène irritant et du gaz ammoniac, nécessitant une LEV.

Les différents types de galvanisation à chaud en continu diffèrent essentiellement par la façon dont le produit est nettoyé et si le nettoyage est effectué en ligne :

• nettoyage par oxydation à la flamme des huiles de surface avec réduction ultérieure dans le four et recuit en ligne
• nettoyage électrolytique effectué avant le recuit en ligne
• nettoyage par décapage acide et nettoyage alcalin, en utilisant un fondant avant le four de préchauffage et un recuit dans un four avant la galvanisation
• nettoyage par décapage à l'acide et nettoyage alcalin, élimination du flux et préchauffage dans un gaz réducteur (par exemple, l'hydrogène) avant la galvanisation.

La ligne de galvanisation en continu pour les feuillards d'acier de faible épaisseur omet le décapage et l'utilisation de flux ; il utilise un nettoyage alcalin et maintient la surface propre de la bande en la chauffant dans une chambre ou un four avec une atmosphère réductrice d'hydrogène jusqu'à ce qu'elle passe sous la surface du bain de zinc fondu.

La galvanisation continue du fil nécessite des étapes de recuit, généralement avec un bac en plomb fondu devant les cuves de nettoyage et de galvanisation; refroidissement par air ou par eau; décapage dans de l'acide chlorhydrique chaud et dilué; rinçage; application d'un flux; séchage; puis galvanisation dans le bain de zinc fondu.

Une écume, un alliage de fer et de zinc, se dépose au fond du bain de zinc fondu et doit être retirée périodiquement. Différents types de matériaux flottent à la surface du bain de zinc pour empêcher l'oxydation du zinc fondu. Un écrémage fréquent est nécessaire aux points d'entrée et de sortie du fil ou de la bande à galvaniser.

Traitement thermique

Le traitement thermique, le chauffage et le refroidissement d'un métal qui reste à l'état solide, fait généralement partie intégrante du traitement des produits métalliques. Elle implique presque toujours une modification de la structure cristalline du métal qui entraîne une modification de ses propriétés (par exemple, recuit pour rendre le métal plus malléable, chauffage et refroidissement lent pour réduire la dureté, chauffage et trempe pour augmenter la dureté, basse température chauffage pour minimiser les contraintes internes).

Recuit

Le recuit est un traitement thermique « d'adoucissement » largement utilisé pour permettre un travail à froid supplémentaire du métal, améliorer l'usinabilité, soulager les contraintes du produit avant son utilisation, etc. Cela implique de chauffer le métal à une température spécifique, de le maintenir à cette température pendant une durée spécifique et de le laisser refroidir à une vitesse particulière. Plusieurs techniques de recuit sont utilisées :

• recuit bleu, dans lequel une couche d'oxyde bleu est produite à la surface d'alliages à base de fer
• Recuit brillant, qui est réalisé sous atmosphère contrôlée pour minimiser l'oxydation de surface
• Recuit fermé or recuit de caisse, procédé dans lequel les métaux ferreux et non ferreux sont chauffés dans un récipient métallique scellé avec ou sans matériau d'emballage, puis refroidis lentement
• Recuit complet, généralement effectué sous atmosphère protectrice, visant à obtenir la douceur maximale économiquement réalisable
• Malléabilisation, un type spécial de recuit donné aux pièces moulées en fer pour les rendre malléables en transformant le carbone combiné dans le fer en carbone fin (c'est-à-dire en graphite)
• Recuit partiel, un processus à basse température pour éliminer les contraintes internes induites dans le métal par le travail à froid
• Sous-critique or recuit de sphéroïdisation, qui produit une usinabilité améliorée en permettant au carbure de fer dans la structure cristalline d'acquérir une forme sphéroïde.

Durcissement par vieillissement

Le durcissement vieillissant est un traitement thermique souvent utilisé sur les alliages aluminium-cuivre dans lequel le durcissement naturel qui se produit dans l'alliage est accéléré par un chauffage à environ 180°C pendant environ 1 heure.

homogénéisation

L'homogénéisation, généralement appliquée aux lingots ou aux compacts de métal en poudre, est conçue pour éliminer ou réduire considérablement la ségrégation. Il est obtenu en chauffant à une température d'environ 20°C en dessous du point de fusion du métal pendant environ 2 heures ou plus, puis en trempant.

Normaliser

Un processus similaire au recuit complet assure l'uniformité des propriétés mécaniques à obtenir et produit également une plus grande ténacité et résistance aux charges mécaniques.

Breveter

Le brevetage est un type spécial de procédé de recuit qui est généralement appliqué aux matériaux de petite section destinés à être tréfilés (par exemple, fil d'acier à 0.6 % de carbone). Le métal est chauffé dans un four ordinaire au-dessus de la plage de transformation, puis passe directement du four dans, par exemple, un bain de plomb maintenu à une température d'environ 170°C.

Trempe-trempe et revenu

Une augmentation de la dureté peut être produite dans un alliage à base de fer en chauffant au-dessus de la plage de transformation et en refroidissant rapidement à température ambiante par trempe dans de l'huile, de l'eau ou de l'air. L'article est souvent trop sollicité pour être mis en service et, pour augmenter sa ténacité, il est revenu en le réchauffant à une température inférieure à la plage de transformation et en le laissant refroidir à la vitesse souhaitée.

La trempe de martre et la trempe austriée sont des processus similaires sauf que l'article est trempé, par exemple, dans un bain de sel ou de plomb maintenu à une température de 400°C.

Trempe superficielle et cémentation

Il s'agit d'un autre procédé de traitement thermique appliqué le plus fréquemment aux alliages à base de fer, qui permet à la surface de l'objet de rester dure tandis que son cœur reste relativement ductile. Il a plusieurs variantes :

• Durcissement à la flamme consiste à durcir les surfaces de l'objet (par exemple, les dents d'engrenage, les roulements, les glissières) en les chauffant avec un chalumeau à gaz à haute température, puis en les trempant dans de l'huile, de l'eau ou un autre milieu approprié.
• Trempe par induction électrique est similaire au durcissement à la flamme sauf que le chauffage est produit par des courants de Foucault induits dans les couches superficielles.
• Carburation augmente la teneur en carbone de la surface d'un alliage à base de fer en chauffant l'objet dans un milieu carboné solide, liquide ou gazeux (par exemple, charbon solide et carbonate de baryum, cyanure de sodium liquide et carbonate de sodium, monoxyde de carbone gazeux, méthane, etc. ) à une température d'environ 900°C.
• Nitruration augmente la teneur en azote de la surface d'un objet spécial en fonte ou en acier faiblement allié en le chauffant dans un milieu azoté, généralement du gaz ammoniac, à environ 500 à 600°C.
• Cyanure est une méthode de cémentation dans laquelle la surface d'un objet en acier à faible teneur en carbone est enrichie simultanément en carbone et en azote. Il s'agit généralement de chauffer l'objet pendant 1 heure dans un bain de cyanure de sodium à 30% fondu à 870°C, puis de le tremper dans de l'huile ou de l'eau.
• Carbo-nitruration est un processus gazeux pour l'absorption simultanée de carbone et d'azote dans la couche superficielle de l'acier en le chauffant à 800 à 875°C dans une atmosphère d'un gaz de cémentation (voir ci-dessus) et d'un gaz de nitruration (par exemple, 2 à 5% d'anhydre ammoniac).

La métallisation

La métallisation, ou projection de métal, est une technique d'application d'un revêtement métallique protecteur sur une surface rugueuse mécaniquement en la pulvérisant avec des gouttelettes de métal en fusion. Il est également utilisé pour reconstituer des surfaces usées ou corrodées et pour récupérer des composants mal usinés. Le processus est largement connu sous le nom de Schooping, du nom du Dr Schoop qui l'a inventé.

Il utilise le pistolet Schooping , un pistolet pulvérisateur portatif en forme de pistolet à travers lequel le métal sous forme de fil est introduit dans une flamme de chalumeau à gaz combustible / oxygène qui le fait fondre et, à l'aide d'air comprimé, le pulvérise sur l'objet. La source de chaleur est un mélange d'oxygène et d'acétylène, de propane ou de gaz naturel comprimé. Le fil enroulé est généralement redressé avant d'être introduit dans le pistolet. Tout métal pouvant être transformé en fil peut être utilisé ; le pistolet peut également accepter le métal sous forme de poudre.

La métallisation sous vide est un processus dans lequel l'objet est placé dans un bocal sous vide dans lequel le métal de revêtement est pulvérisé.

Phosphatation

La phosphatation est principalement utilisée sur l'acier et l'aluminium doux et galvanisés pour augmenter l'adhérence et la résistance à la corrosion de la peinture, de la cire et des finitions à l'huile. Il est également utilisé pour former une couche qui agit comme un film de séparation dans l'emboutissage profond de la tôle et améliore sa résistance à l'usure. Elle consiste essentiellement à faire réagir la surface métallique avec une solution d'un ou plusieurs phosphates de fer, de zinc, de manganèse, de sodium ou d'ammonium. Des solutions de phosphate de sodium et d'ammonium sont utilisées pour le nettoyage et la phosphatation combinés. La nécessité de phosphater des objets multi-métaux et le désir d'augmenter les vitesses de ligne dans les opérations automatisées ont conduit à réduire les temps de réaction par l'ajout d'accélérateurs tels que les fluorures, les chlorates, les molybdates et les composés de nickel aux solutions de phosphatation. Pour réduire la taille des cristaux et, par conséquent, pour augmenter la flexibilité des revêtements de phosphate de zinc, des agents d'affinage des cristaux tels que le phosphate de zinc tertiaire ou le phosphate de titane sont ajoutés au rinçage de prétraitement.

La séquence de phosphatation comprend généralement les étapes suivantes :

• nettoyage caustique à chaud
• brossage et rinçage
• nettoyage caustique à chaud supplémentaire
• rinçage à l'eau conditionnée
• pulvérisation ou trempage dans des solutions chaudes de phosphates acides
• rinçage à l'eau froide
• rinçage chaud à l'acide chromique
• un autre rinçage à l'eau froide
• séchage.

Amorçage

Les apprêts de peinture organiques sont appliqués sur les surfaces métalliques pour favoriser l'adhérence des peintures appliquées ultérieurement et pour retarder la corrosion à l'interface peinture-métal. Les apprêts contiennent généralement des résines, des pigments et des solvants et peuvent être appliqués sur les surfaces métalliques préparées au pinceau, par pulvérisation, par immersion, par revêtement au rouleau ou par électrophorèse.

Les solvants peuvent être n'importe quelle combinaison d'hydrocarbures aliphatiques et aromatiques, de cétones, d'esters, d'alcools et d'éthers. Les résines les plus couramment utilisées sont le polyvinylbutynol, les résines phénoliques, les alkydes d'huile siccative, les huiles époxydées, les époxyesters, les silicates d'éthyle et les caoutchoucs chlorés. Dans les amorces complexes, des agents de réticulation tels que la tétraéthylène pentamine, la pentaéthylène hexamine, les isocyanates et l'urée formaldéhyde sont utilisés. Les pigments inorganiques utilisés dans les formulations d'apprêt comprennent des composés de plomb, de baryum, de chrome, de zinc et de calcium.

Revêtement plastique

Les revêtements plastiques sont appliqués sur les métaux sous forme liquide, sous forme de poudres qui sont ensuite durcies ou frittées par chauffage, ou sous la forme de feuilles fabriquées qui sont laminées sur la surface métallique avec un adhésif. Les plastiques les plus couramment utilisés sont le polyéthylène, les polyamides (nylons) et le PVC. Ces derniers peuvent comprendre des plastifiants à base d'esters monomères et polymères et de stabilisants tels que le carbonate de plomb, les sels d'acides gras de baryum et de cadmium, le dilaurate de dibutylétain, les mercaptides d'alkylétain et le phosphate de zinc. Bien qu'ils soient généralement peu toxiques et non irritants, certains des plastifiants sont des sensibilisants cutanés.

Les dangers et leur prévention

Comme on peut le déduire de la complexité des processus décrits ci-dessus, il existe une grande variété de risques pour la sécurité et la santé associés au traitement de surface des métaux. Beaucoup sont régulièrement rencontrés dans les opérations de fabrication; d'autres sont présentés par l'unicité des techniques et des matériaux employés. Certains sont potentiellement mortels. Dans l'ensemble, cependant, ils peuvent être prévenus ou contrôlés.

Conception du lieu de travail

Le lieu de travail doit être conçu pour permettre la livraison des matières premières et des fournitures et l'enlèvement des produits finis sans interférer avec le traitement en cours. Étant donné que de nombreux produits chimiques sont inflammables ou susceptibles de réagir lorsqu'ils sont mélangés, une séparation appropriée lors du stockage et du transport est essentielle. De nombreuses opérations de finition des métaux impliquent des liquides, et lorsque des fuites, des déversements ou des éclaboussures d'acides ou d'alcalis se produisent, ils doivent être lavés rapidement. En conséquence, des sols suffisamment drainés et antidérapants doivent être prévus. L'entretien ménager doit être diligent pour garder les zones de travail et autres espaces propres et exempts d'accumulations de matériaux. Les systèmes d'élimination des déchets solides et liquides et des effluents des fours et de la ventilation par aspiration doivent être conçus en tenant compte des préoccupations environnementales.

Les postes de travail et les affectations de travail doivent utiliser des principes ergonomiques pour minimiser les foulures, les entorses, la fatigue excessive et les RSI. Les protections de la machine doivent avoir un verrouillage automatique afin que la machine soit mise hors tension si la protection est retirée. Les pare-éclaboussures sont indispensables. En raison du danger d'éclaboussures de solutions acides et alcalines chaudes, les douches oculaires et les douches pour tout le corps doivent être installées à portée de main. Des panneaux doivent être affichés pour avertir les autres membres du personnel de production et de maintenance des dangers tels que les bains chimiques et les surfaces chaudes.

Évaluation chimique

Tous les produits chimiques doivent être évalués pour la toxicité potentielle et les risques physiques, et des matériaux moins dangereux doivent être remplacés dans la mesure du possible. Cependant, étant donné que le matériau moins toxique peut être plus inflammable, le risque d'incendie et d'explosion doit également être pris en compte. De plus, la compatibilité chimique des matériaux doit être prise en compte. Par exemple, le mélange accidentel de sels de nitrate et de cyanure pourrait provoquer une explosion en raison des fortes propriétés oxydantes des nitrates.

Arivée d'air

La plupart des processus de revêtement métallique nécessitent un LEV qui est stratégiquement placé pour éloigner les vapeurs ou autres contaminants du travailleur. Certains systèmes poussent de l'air frais à travers le réservoir pour « pousser » les contaminants en suspension dans l'air vers le côté échappement du système. Les entrées d'air frais doivent être situées loin des évents d'échappement afin que les gaz potentiellement toxiques ne soient pas recirculés.

Équipement de protection individuelle

Les processus doivent être conçus pour prévenir les expositions potentiellement toxiques, mais comme ils ne peuvent pas toujours être totalement évités, les employés devront être équipés d'EPI appropriés (par exemple, des lunettes avec ou sans écrans faciaux, selon le cas, des gants, des tabliers ou des combinaisons et des chaussures). Étant donné que de nombreuses expositions impliquent des solutions chaudes corrosives ou caustiques, les éléments de protection doivent être isolés et résistants aux produits chimiques. S'il y a une exposition possible à l'électricité, l'EPI doit être non conducteur. L'EPI doit être disponible en quantité suffisante pour permettre aux articles contaminés et humides d'être nettoyés et séchés avant de les réutiliser. Des gants isolés et d'autres vêtements de protection doivent être disponibles lorsqu'il existe un risque de brûlures thermiques causées par le métal chaud, les fours, etc.

Un complément important est la disponibilité d'installations de lavage et de casiers et de vestiaires propres, afin que les vêtements des travailleurs restent non contaminés et que les travailleurs ne ramènent pas de matières toxiques chez eux.

Formation et supervision des employés

L'éducation et la formation des employés sont essentielles à la fois lorsqu'ils sont nouveaux dans le travail ou lorsqu'il y a eu des changements dans l'équipement ou le processus. Des fiches signalétiques doivent être fournies pour chacun des produits chimiques qui expliquent les dangers chimiques et physiques, dans des langues et à des niveaux d'éducation qui garantissent qu'elles seront comprises par les travailleurs. Des tests de compétence et des recyclages périodiques garantiront que les travailleurs ont retenu les informations nécessaires. Une surveillance étroite est recommandée pour s'assurer que les procédures appropriées sont suivies.

Dangers sélectionnés

Certains risques sont propres à l'industrie du revêtement métallique et méritent une attention particulière.

Solutions alcalines et acides

Les solutions alcalines et acides chauffées utilisées dans le nettoyage et le traitement des métaux sont particulièrement corrosives et caustiques. Ils sont irritants pour la peau et les muqueuses et sont particulièrement dangereux en cas de projection dans les yeux. Les douches oculaires et les douches d'urgence sont essentielles. Des vêtements et des lunettes de protection appropriés vous protégeront contre les éclaboussures inévitables; lorsqu'une éclaboussure atteint la peau, la zone doit être immédiatement et abondamment rincée à l'eau fraîche et propre pendant au moins 15 minutes; une attention médicale peut être nécessaire, en particulier lorsque l'œil est impliqué.

Des précautions doivent être prises lors de l'utilisation d'hydrocarbures chlorés car le phosgène peut résulter d'une réaction de l'hydrocarbure chloré, des acides et des métaux. L'acide nitrique et l'acide fluorhydrique sont particulièrement dangereux lorsque leurs gaz sont inhalés, car cela peut prendre 4 heures ou plus avant que les effets sur les poumons ne deviennent apparents. Une bronchite, une pneumonite et même un œdème pulmonaire potentiellement mortel peuvent apparaître tardivement chez un travailleur qui n'a apparemment eu aucun effet initial de l'exposition. Un traitement médical prophylactique rapide et, souvent, une hospitalisation sont recommandés pour les travailleurs qui ont été exposés. Le contact cutané avec l'acide fluorhydrique peut provoquer de graves brûlures sans douleur pendant plusieurs heures. Une attention médicale rapide est essentielle.

Poussière

Les poussières métalliques et oxydiques sont un problème particulier dans les opérations de meulage et de polissage, et sont plus efficacement éliminées par LEV au fur et à mesure qu'elles sont créées. Les conduits doivent être conçus pour être lisses et la vitesse de l'air doit être suffisante pour empêcher les particules de se déposer hors du flux d'air. Les poussières d'aluminium et de magnésium peuvent être explosives et doivent être collectées dans un piège humide. Le plomb est devenu moins un problème avec le déclin de son utilisation dans les émaux de céramique et de porcelaine, mais il reste le risque professionnel omniprésent et doit toujours être évité. Le béryllium et ses composés ont récemment suscité de l'intérêt en raison de la possibilité de cancérogénicité et de maladie chronique du béryllium.

Certaines opérations présentent un risque de silicose et de pneumoconiose : la calcination, le broyage et le séchage du silex, du quartz ou de la pierre ; le tamisage, le mélange et la pesée de ces substances à l'état sec ; et le chargement des fours avec de tels matériaux. Ils représentent également un danger lorsqu'ils sont utilisés dans un procédé humide et sont projetés sur le lieu de travail et sur les vêtements des travailleurs, pour redevenir poussières lorsqu'ils sèchent. LEV et une propreté et une hygiène personnelle rigoureuses sont des mesures préventives importantes.

Solvants organiques

Les solvants et autres produits chimiques organiques utilisés dans le dégraissage et dans certains processus sont dangereux lorsqu'ils sont inhalés. En phase aiguë, leurs effets narcotiques peuvent entraîner une paralysie respiratoire et la mort. En cas d'exposition chronique, la toxicité du système nerveux central et les lésions hépatiques et rénales sont les plus fréquentes. La protection est assurée par LEV avec une zone de sécurité d'au moins 80 à 100 cm entre la source et la zone respiratoire du travailleur. Une ventilation du banc doit également être installée pour éliminer les vapeurs résiduelles des pièces finies. Le dégraissage de la peau par les solvants organiques peut être un précurseur de dermatite. De nombreux solvants sont également inflammables.

Cyanide

Les bains contenant des cyanures sont fréquemment utilisés dans le dégraissage électrolytique, la galvanoplastie et la cyanuration. La réaction avec l'acide formera du cyanure d'hydrogène volatil et potentiellement mortel (acide prussique). La concentration létale dans l'air est de 300 à 500 ppm. Des expositions mortelles peuvent également résulter de l'absorption cutanée ou de l'ingestion de cyanures. Une propreté optimale est essentielle pour les travailleurs utilisant du cyanure. Les aliments ne doivent pas être consommés avant le lavage et ne doivent jamais se trouver dans la zone de travail. Les mains et les vêtements doivent être soigneusement nettoyés après une exposition potentielle au cyanure.

Les mesures de premiers secours en cas d'empoisonnement au cyanure comprennent le transport à l'air libre, le retrait des vêtements contaminés, un lavage abondant des zones exposées à l'eau, l'oxygénothérapie et l'inhalation de nitrite d'amyle. LEV et protection de la peau sont indispensables.

Chrome et nickel

Les composés de chrome et de nickel utilisés dans les bains galvaniques de galvanoplastie peuvent être dangereux. Les composés du chrome peuvent provoquer des brûlures, des ulcérations et de l'eczéma de la peau et des muqueuses ainsi qu'une perforation caractéristique de la cloison nasale. Un asthme bronchique peut survenir. Les sels de nickel peuvent provoquer des lésions cutanées allergiques persistantes ou toxiques-irritatives. Il est prouvé que les composés du chrome et du nickel peuvent être cancérigènes. LEV et protection de la peau sont indispensables.

Fours et étuves

Des précautions particulières sont nécessaires lorsque vous travaillez avec les fours utilisés, par exemple, dans le traitement thermique des métaux où les composants sont manipulés à des températures élevées et les matériaux utilisés dans le processus peuvent être soit toxiques, soit explosifs, soit les deux. Les milieux gazeux (atmosphères) du four peuvent réagir avec la charge métallique (atmosphères oxydantes ou réductrices) ou être neutres et protecteurs. La plupart de ces derniers contiennent jusqu'à 50 % d'hydrogène et 20 % de monoxyde de carbone, qui, en plus d'être combustibles, forment des mélanges hautement explosifs avec l'air à des températures élevées. La température d'inflammation varie de 450 à 750 °C, mais une étincelle locale peut provoquer une inflammation même à des températures plus basses. Le danger d'explosion est plus important lors de la mise en marche ou de l'arrêt du four. Étant donné qu'un four de refroidissement a tendance à aspirer de l'air (un danger particulier lorsque l'alimentation en combustible ou en électricité est interrompue), une alimentation en gaz inerte (par exemple, de l'azote ou du dioxyde de carbone) doit être disponible pour la purge lorsque le four est arrêté ainsi que lorsqu'une atmosphère protectrice est introduite dans un four chaud.

Le monoxyde de carbone est peut-être le plus grand danger des fours et des fours. Comme il est incolore et inodore, il atteint fréquemment des niveaux toxiques avant que le travailleur n'en ait conscience. Le mal de tête est l'un des premiers symptômes de toxicité et, par conséquent, un travailleur qui développe un mal de tête au travail doit immédiatement être transporté à l'air frais. Les zones dangereuses comprennent des poches encastrées dans lesquelles le monoxyde de carbone peut s'accumuler ; il convient de rappeler que la maçonnerie est poreuse et peut retenir le gaz lors d'une purge normale et l'émettre une fois la purge terminée.

Les fours au plomb peuvent être dangereux car le plomb a tendance à se vaporiser assez rapidement à des températures supérieures à 870°C. Par conséquent, un système efficace d'extraction des fumées est nécessaire. Un bris ou une panne de pot peut également être dangereux; un puits ou une fosse suffisamment grand doit être fourni pour capturer le métal en fusion si cela se produit.

Feu et explosion

De nombreux composés utilisés dans les revêtements métalliques sont inflammables et, dans certaines circonstances, explosifs. Pour la plupart, les fours et les fours de séchage sont alimentés au gaz, et des précautions spéciales telles que des dispositifs anti-flamme au niveau des brûleurs, des vannes de coupure basse pression dans les conduites d'alimentation et des panneaux anti-explosion dans la structure des poêles doivent être installées. . Dans les opérations électrolytiques, l'hydrogène formé au cours du processus peut s'accumuler à la surface du bain et, s'il n'est pas évacué, peut atteindre des concentrations explosives. Les fours doivent être correctement ventilés et les brûleurs protégés contre l'obstruction par des gouttes de matière.

La trempe à l'huile présente également un risque d'incendie, surtout si la charge métallique n'est pas complètement immergée. Les huiles de trempe doivent avoir un point d'éclair élevé et leur température ne doit pas dépasser 27°C.

Les bouteilles d'oxygène comprimé et de gaz combustible utilisées dans la métallisation présentent des risques d'incendie et d'explosion si elles ne sont pas stockées et utilisées correctement. Voir l'article « Soudage et coupage thermique » dans ce chapitre pour des précautions détaillées.

Comme l'exigent les ordonnances locales, l'équipement de lutte contre l'incendie, y compris les alarmes, doit être fourni et maintenu en bon état de fonctionnement, et les travailleurs entraînés à l'utiliser correctement.

Moocall Heat

L'utilisation de fours, de flammes nues, de fours, de solutions chauffées et de métaux en fusion présente inévitablement le risque d'une exposition excessive à la chaleur, qui est aggravée dans les climats chauds et humides et, en particulier, par les vêtements et équipements de protection occlusifs. La climatisation complète d'une usine peut ne pas être économiquement réalisable, mais fournir de l'air refroidi dans les systèmes de ventilation locaux est utile. Des pauses dans un environnement frais et un apport hydrique adéquat (les liquides pris au poste de travail doivent être exempts de contaminants toxiques) aideront à éviter la toxicité due à la chaleur. Les travailleurs et les superviseurs doivent être formés à la reconnaissance des symptômes de stress thermique.

Conclusion

Le traitement de surface des métaux implique une multiplicité de processus impliquant un large éventail d'expositions potentiellement toxiques, dont la plupart peuvent être évitées ou contrôlées par l'application diligente de mesures préventives bien reconnues.

Retour

La récupération des métaux est le processus par lequel les métaux sont produits à partir de ferraille. Ces métaux récupérés ne se distinguent pas des métaux produits à partir du traitement primaire d'un minerai du métal. Cependant, le processus est légèrement différent et l'exposition pourrait être différente. Les contrôles techniques sont fondamentalement les mêmes. La récupération des métaux est très importante pour l'économie mondiale en raison de l'épuisement des matières premières et de la pollution de l'environnement créée par les déchets.

L'aluminium, le cuivre, le plomb et le zinc représentent 95 % de la production de l'industrie secondaire des métaux non ferreux. Le magnésium, le mercure, le nickel, les métaux précieux, le cadmium, le sélénium, le cobalt, l'étain et le titane sont également récupérés. (Le fer et l'acier sont traités dans le chapitre Industrie du fer et de l'acier. Voir également l'article « Fusion et affinage du cuivre, du plomb et du zinc » dans ce chapitre.)

Stratégies de contrôle

Principes de contrôle des émissions/expositions

La récupération des métaux implique des expositions à la poussière, aux fumées, aux solvants, au bruit, à la chaleur, aux brouillards acides et à d'autres matières et risques potentiellement dangereux. Certaines modifications du processus et/ou de la manipulation des matériaux peuvent être réalisables pour éliminer ou réduire la génération d'émissions : minimiser la manipulation, abaisser les températures des pots, diminuer la formation de scories et la génération de poussière en surface, et modifier l'aménagement de l'usine pour réduire la manipulation des matériaux ou le réentraînement des sédiments décantés. poussière.

L'exposition peut être réduite dans certains cas si des machines sont sélectionnées pour effectuer des tâches à forte exposition afin que les employés puissent être éloignés de la zone. Cela peut également réduire les risques ergonomiques dus à la manipulation des matériaux.

Pour éviter la contamination croisée des zones propres de l'usine, il est souhaitable d'isoler les processus générant des émissions importantes. Une barrière physique contiendra les émissions et réduira leur propagation. Ainsi, moins de personnes sont exposées et le nombre de sources d'émission contribuant à l'exposition dans une zone donnée sera réduit. Cela simplifie les évaluations de l'exposition et facilite l'identification et le contrôle des principales sources. Les opérations de récupération sont souvent isolées des autres opérations de l'usine.

Parfois, il est possible d'enfermer ou d'isoler une source d'émission spécifique. Étant donné que les enceintes sont rarement étanches à l'air, un système d'évacuation à tirage négatif est souvent appliqué à l'enceinte. L'un des moyens les plus courants de contrôler les émissions consiste à fournir une ventilation par aspiration locale au point de génération des émissions. La capture des émissions à leur source réduit le potentiel de dispersion des émissions dans l'air. Il prévient également l'exposition secondaire des employés créée par le réentraînement des contaminants décantés.

La vitesse de capture d'une hotte d'extraction doit être suffisamment grande pour empêcher les fumées ou la poussière de s'échapper du flux d'air dans la hotte. Le flux d'air doit avoir une vitesse suffisante pour transporter les fumées et les particules de poussière dans la hotte et pour surmonter les effets perturbateurs des courants d'air croisés et autres mouvements d'air aléatoires. La vitesse requise pour accomplir cela variera d'une application à l'autre. L'utilisation d'appareils de chauffage à recirculation ou de ventilateurs de refroidissement personnels qui peuvent surmonter la ventilation par aspiration locale doit être limitée.

Tous les systèmes de ventilation par extraction ou par dilution nécessitent également de l'air de remplacement (appelé aussi systèmes d'air « d'appoint »). Si le système d'air de remplacement est bien conçu et intégré aux systèmes de ventilation naturelle et de confort, on peut s'attendre à un contrôle plus efficace des expositions. Par exemple, les sorties d'air de remplacement doivent être placées de manière à ce que l'air propre s'écoule de la sortie à travers les employés, vers la source d'émission et vers l'échappement. Cette technique est souvent utilisée avec des îlots d'alimentation en air et place l'employé entre l'air entrant propre et la source d'émission.

Les zones propres sont destinées à être contrôlées par des contrôles directs des émissions et l'entretien ménager. Ces zones présentent de faibles niveaux de contaminants ambiants. Les employés dans les zones contaminées peuvent être protégés par des cabines de service à adduction d'air, des îlots, des balcons de secours et des salles de contrôle, complétés par une protection respiratoire individuelle.

L'exposition quotidienne moyenne des travailleurs peut être réduite en fournissant des zones propres telles que les salles de pause et les salles à manger qui sont alimentées en air frais filtré. En passant du temps dans une zone relativement exempte de contaminants, l'exposition moyenne pondérée dans le temps des employés aux contaminants peut être réduite. Une autre application populaire de ce principe est l'îlot d'alimentation en air, où de l'air frais filtré est fourni à la zone respiratoire de l'employé au poste de travail.

Un espace suffisant pour les hottes, les conduits, les salles de contrôle, les activités de maintenance, le nettoyage et le stockage de l'équipement doit être prévu.

Les véhicules à roues sont des sources importantes d'émissions secondaires. Lorsque le transport par véhicule à roues est utilisé, les émissions peuvent être réduites en goudronnant toutes les surfaces, en gardant les surfaces exemptes de matériaux poussiéreux accumulés, en réduisant les distances et la vitesse de déplacement des véhicules et en redirigeant les gaz d'échappement des véhicules et la décharge des ventilateurs de refroidissement. Le matériau de pavage approprié, tel que le béton, doit être sélectionné après avoir pris en compte des facteurs tels que la charge, l'utilisation et l'entretien de la surface. Des revêtements peuvent être appliqués sur certaines surfaces pour faciliter le lessivage des chaussées.

Tous les systèmes de ventilation d'évacuation, de dilution et d'appoint doivent être correctement entretenus afin de contrôler efficacement les contaminants de l'air. Outre l'entretien des systèmes de ventilation généraux, l'équipement de traitement doit être entretenu pour éliminer les déversements de matières et les émissions fugitives.

Mise en œuvre du programme de pratique de travail

Bien que les normes mettent l'accent sur les contrôles techniques comme moyen d'assurer la conformité, les contrôles des pratiques de travail sont essentiels à la réussite d'un programme de contrôle. Les contrôles techniques peuvent être mis en échec par de mauvaises habitudes de travail, un entretien inadéquat et un mauvais entretien ménager ou une mauvaise hygiène personnelle. Les employés qui utilisent le même équipement sur différents quarts de travail peuvent avoir des expositions aéroportées très différentes en raison des différences de ces facteurs entre les quarts de travail.

Les programmes d'entraînement au travail, bien que souvent négligés, représentent de bonnes pratiques managériales ainsi que du bon sens ; ils sont rentables mais exigent une attitude responsable et coopérative de la part des employés et des supérieurs hiérarchiques. L'attitude de la haute direction envers la sécurité et la santé se reflète dans l'attitude des supérieurs hiérarchiques. De même, si les superviseurs n'appliquent pas ces programmes, l'attitude des employés peut en pâtir. La promotion de bonnes attitudes en matière de santé et de sécurité peut être accomplie par :

• une atmosphère coopérative dans laquelle les employés participent aux programmes
• formation formelle et programmes éducatifs
• mettant l'accent sur le programme de sécurité et de santé de l'usine. Motiver les employés et obtenir leur confiance est nécessaire pour avoir un programme efficace.

Les programmes d'entraînement au travail ne peuvent pas être simplement « installés ». Tout comme un système de ventilation, ils doivent être entretenus et vérifiés en permanence pour s'assurer qu'ils fonctionnent correctement. Ces programmes relèvent de la responsabilité de la direction et des employés. Des programmes devraient être établis pour enseigner, encourager et superviser les « bonnes » pratiques (c'est-à-dire à faible exposition).

Équipement de protection individuelle

Des lunettes de sécurité avec écrans latéraux, une combinaison, des chaussures de sécurité et des gants de travail doivent être portés systématiquement pour tous les travaux. Les personnes engagées dans la coulée et la fusion, ou dans la coulée d'alliages, devraient porter des tabliers et des protections pour les mains en cuir ou en d'autres matériaux appropriés pour se protéger contre les éclaboussures de métal en fusion.

Dans les opérations où les contrôles techniques ne sont pas adéquats pour contrôler les émissions de poussière ou de fumée, une protection respiratoire appropriée doit être portée. Si les niveaux de bruit sont excessifs et ne peuvent pas être éliminés ou si les sources de bruit ne peuvent pas être isolées, des protections auditives doivent être portées. Il devrait également y avoir un programme de préservation de l'ouïe, comprenant des tests audiométriques et une formation.

Le processus

Aluminium

L'industrie secondaire de l'aluminium utilise des déchets contenant de l'aluminium pour produire de l'aluminium métallique et des alliages d'aluminium. Les procédés utilisés dans cette industrie comprennent le prétraitement des ferrailles, la refusion, l'alliage et la coulée. La matière première utilisée par l'industrie de l'aluminium secondaire comprend de la ferraille neuve et ancienne, du porc sué et un peu d'aluminium primaire. La nouvelle ferraille se compose de chutes, de pièces forgées et d'autres solides achetés auprès de l'industrie aéronautique, des fabricants et d'autres usines de fabrication. Les alésages et les tournages sont des sous-produits de l'usinage des pièces moulées, des tiges et des pièces forgées par l'industrie aéronautique et automobile. Les écumes, les écumes et les scories proviennent d'usines de réduction primaire, d'usines de fusion secondaire et de fonderies. Les vieux déchets comprennent les pièces automobiles, les articles ménagers et les pièces d'avion. Les étapes impliquées sont les suivantes :

• Inspection et tri. La ferraille d'aluminium achetée est soumise à une inspection. La ferraille propre ne nécessitant aucun prétraitement est transportée vers le stockage ou chargée directement dans le four de fusion. L'aluminium qui nécessite un prétraitement est trié manuellement. Le fer libre, l'acier inoxydable, le zinc, le laiton et les matériaux surdimensionnés sont éliminés.
• Concassage et criblage. Les vieux déchets, en particulier les pièces moulées et les tôles contaminées par du fer, sont des intrants de ce processus. La ferraille triée est acheminée vers un concasseur ou un broyeur à marteaux où le matériau est déchiqueté et broyé, et le fer est arraché de l'aluminium. Le matériau broyé est passé sur des tamis vibrants pour éliminer la saleté et les fines.
• Mise en balle. Un équipement de mise en balles spécialement conçu est utilisé pour compacter les déchets d'aluminium volumineux tels que les tôles de rebut, les pièces moulées et les chutes.
• Déchiquetage/classification. Le câble en aluminium pur avec renfort ou isolation en acier est coupé avec des cisailles de type crocodile, puis granulé ou encore réduit dans des broyeurs à marteaux pour séparer le noyau de fer et le revêtement plastique de l'aluminium.
• Brûler/sécher. Les alésages et le tournage sont prétraités afin d'éliminer les huiles de coupe, les graisses, l'humidité et le fer libre. La ferraille est broyée dans un broyeur à marteaux ou un concasseur à anneaux, l'humidité et les matières organiques sont volatilisées dans un séchoir rotatif à gaz ou à mazout, les copeaux séchés sont tamisés pour éliminer les fines d'aluminium, le matériau restant est traité magnétiquement pour éliminer le fer, et les forages propres et séchés sont triés dans des bacs.
• Traitement à chaud. L'aluminium peut être éliminé des crasses chaudes déchargées du four d'affinage par flux discontinu avec un mélange sel-cryolite. Ce processus est effectué dans un baril réfractaire à rotation mécanique. Le métal est taraudé périodiquement à travers un trou dans sa base.
• Broyage à sec. Dans le procédé de broyage à sec, les crasses chargées d'aluminium à froid et d'autres résidus sont traités par broyage, tamisage et concentration pour obtenir un produit contenant une teneur minimale en aluminium de 60 à 70 %. Des broyeurs à boulets, des broyeurs à barres ou des broyeurs à marteaux peuvent être utilisés pour réduire les oxydes et les non-métalliques en poudres fines. La séparation de la saleté et des autres matières non récupérables du métal est réalisée par criblage, classification par air et/ou séparation magnétique.
• Torréfaction. Une feuille d'aluminium recouverte de papier, de gutta-percha ou d'isolant est un intrant dans ce processus. Dans le processus de torréfaction, les matériaux carbonés associés aux feuilles d'aluminium sont chargés puis séparés du produit métallique.
• Transpiration de l'aluminium. Le ressuage est un procédé pyrométallurgique qui permet de récupérer l'aluminium des ferrailles à haute teneur en fer. Les déchets d'aluminium à haute teneur en fer, les pièces moulées et les scories sont des intrants dans ce processus. Les fours à réverbère à flamme nue à soles inclinées sont généralement utilisés. La séparation est accomplie lorsque l'aluminium et d'autres constituants à bas point de fusion fondent et s'écoulent dans le foyer, à travers une grille et dans des moules refroidis à l'air, des pots collecteurs ou des puits de rétention. Le produit est appelé "porc en sueur". Les matériaux à point de fusion plus élevé, notamment le fer, le laiton et les produits d'oxydation formés au cours du processus de ressuage, sont périodiquement extraits du four.
• Fusion-affinage à réverbère (chlore). Les fours à réverbère sont utilisés pour convertir la ferraille triée propre, les porcs transpirés ou, dans certains cas, la ferraille non traitée en alliages de spécification. La ferraille est chargée dans le four par des moyens mécaniques. Des matériaux sont ajoutés pour le traitement par lot ou alimentation continue. Une fois la ferraille chargée, un flux est ajouté pour empêcher le contact et l'oxydation ultérieure de la masse fondue par l'air (flux de couverture). Des flux de solvants sont ajoutés qui réagissent avec les non-métalliques, tels que les résidus de revêtements brûlés et la saleté, pour former des insolubles qui flottent à la surface sous forme de laitier. Des agents d'alliage sont ensuite ajoutés, selon les spécifications. Démagnétisation est le processus qui réduit la teneur en magnésium de la charge fondue. Lors du démagmagnage avec du chlore gazeux, le chlore est injecté à travers des tubes ou des lances de charbon et réagit avec le magnésium et l'aluminium lorsqu'il bouillonne. Dans l'étape d'écumage, les flux semi-solides impurs sont écumés de la surface de la masse fondue.
• Fusion-affinage à réverbère (fluor). Ce processus est similaire au processus de fusion-affinage réverbérant (chlore), sauf que le fluorure d'aluminium plutôt que le chlore est utilisé.

Le tableau 1 répertorie l'exposition et les contrôles pour les opérations de récupération de l'aluminium.

Tableau 1. Contrôles techniques/administratifs pour l'aluminium, par opération

Récupération du cuivre

L'industrie secondaire du cuivre utilise des déchets contenant du cuivre pour produire du cuivre métallique et des alliages à base de cuivre. Les matières premières utilisées peuvent être classées en chutes neuves produites lors de la fabrication de produits finis ou en chutes anciennes provenant d'articles usés ou récupérés obsolètes. Les anciennes sources de ferraille comprennent les fils électriques, les appareils de plomberie, l'équipement électrique, les automobiles et les appareils électroménagers. Les autres matériaux à valeur de cuivre comprennent les scories, les scories, les cendres de fonderie et les balayures des fonderies. Les étapes suivantes sont impliquées :

• Décapage et tri. La ferraille est triée en fonction de sa teneur en cuivre et de sa propreté. La ferraille propre peut être séparée manuellement pour être chargée directement dans un four de fusion et d'alliage. Les composants ferreux peuvent être séparés magnétiquement. L'isolation et les revêtements des câbles de plomb sont dénudés à la main ou par un équipement spécialement conçu.
• Briquetage et broyage. Le fil propre, la plaque mince, le tamis métallique, les alésages, les tournures et les copeaux sont compactés pour une manipulation plus facile. L'équipement utilisé comprend des presses à balles hydrauliques, des broyeurs à marteaux et des broyeurs à boulets.
• Déchiquetage. La séparation du fil de cuivre de l'isolation est réalisée en réduisant la taille du mélange. La matière broyée est ensuite triée par classification pneumatique ou hydraulique avec séparation magnétique des éventuelles matières ferreuses.
• Broyage et séparation par gravité. Ce processus remplit la même fonction que le déchiquetage mais utilise un milieu de séparation aqueux et différents matériaux d'entrée tels que des scories, des crasses, des écumes, des cendres de fonderie, des balayures et de la poussière de filtre à manches.
• Séchage. Les alésages, les tournures et les copeaux contenant des impuretés organiques volatiles telles que les fluides de coupe, les huiles et les graisses sont éliminés.
• Brûlure de l'isolant. Ce processus sépare l'isolant et les autres revêtements du fil de cuivre en brûlant ces matériaux dans des fours. Les déchets de fil sont chargés par lots dans une chambre d'allumage primaire ou une chambre de postcombustion. Les produits de combustion volatils sont ensuite passés à travers une chambre de combustion secondaire ou un filtre à manches pour être collectés. Des matières particulaires non spécifiques sont générées, qui peuvent inclure de la fumée, de l'argile et des oxydes métalliques. Les gaz et les vapeurs peuvent contenir des oxydes d'azote, du dioxyde de soufre, des chlorures, du monoxyde de carbone, des hydrocarbures et des aldéhydes.
• Transpiration. L'élimination des composants à faible fusion à la vapeur de la ferraille est réalisée en chauffant la ferraille à une température contrôlée qui est juste au-dessus du point de fusion des métaux à ressuer. Le métal primaire, le cuivre, n'est généralement pas le composant fondu.
• Lessivage du carbonate d'ammonium. Le cuivre peut être récupéré à partir de déchets relativement propres par lixiviation et dissolution dans une solution basique de carbonate d'ammonium. Les ions cuivriques dans une solution d'ammoniac réagissent avec le cuivre métallique pour produire des ions cuivreux, qui peuvent être réoxydés à l'état cuivrique par oxydation à l'air. Après séparation de la solution brute du résidu de lixiviation, l'oxyde de cuivre est récupéré par entraînement à la vapeur.
• Distillation à la vapeur. L'ébullition du matériau lixivié du processus de lixiviation au carbonate précipite l'oxyde de cuivre. L'oxyde de cuivre est ensuite séché.
• Réduction hydrothermale de l'hydrogène. Une solution de carbonate d'ammonium contenant des ions cuivre est chauffée sous pression dans de l'hydrogène, précipitant le cuivre sous forme de poudre. Le cuivre est filtré, lavé, séché et fritté sous atmosphère d'hydrogène. La poudre est broyée et tamisée.
• Lixiviation à l'acide sulfurique. Les déchets de cuivre sont dissous dans de l'acide sulfurique chaud pour former une solution de sulfate de cuivre destinée à alimenter le procédé d'extraction électrolytique. Après digestion, le résidu non dissous est filtré.
• Fusion du convertisseur. Le cuivre noir fondu est chargé dans le convertisseur, qui est une brique réfractaire revêtue d'une coque en acier en forme de poire ou cylindrique. L'air est insufflé dans les charges fondues à travers des buses appelées tuyères. L'air oxyde le sulfure de cuivre et d'autres métaux. Un fondant contenant de la silice est ajouté pour réagir avec les oxydes de fer pour former un laitier de silicate de fer. Ce laitier est écrémé du four, généralement en basculant le four, puis il y a un soufflage et un écrémage secondaires. Le cuivre issu de ce procédé est appelé cuivre blister. Le cuivre blister est généralement encore affiné dans un four d'affinage au feu.
• Affinage au feu. Le cuivre blister du convertisseur est affiné au feu dans un four cylindrique basculant, un récipient comme un four à réverbère. Le cuivre blister est chargé dans la cuve d'affinage en atmosphère oxydante. Les impuretés sont écrémées à la surface et une atmosphère réductrice est créée par l'ajout de bûches vertes ou de gaz naturel. Le métal fondu résultant est ensuite coulé. Si le cuivre doit être affiné électrolytiquement, le cuivre affiné sera coulé comme anode.
• Affinage électrolytique. Les anodes issues du procédé d'affinage au feu sont placées dans une cuve contenant de l'acide sulfurique et un courant continu. Le cuivre de l'anode est ionisé et les ions cuivre sont déposés sur une feuille de départ en cuivre pur. Au fur et à mesure que les anodes se dissolvent dans l'électrolyte, les impuretés se déposent au fond de la cellule sous forme de boue. Cette boue peut en outre être traitée pour récupérer d'autres valeurs métalliques. Le cuivre cathodique produit est fondu et coulé dans une variété de formes.

Le tableau 2 répertorie les expositions et les contrôles pour les opérations de récupération du cuivre.

Tableau 2. Contrôles techniques/administratifs pour le cuivre, par opération

Récupération de plomb

Les matières premières achetées par les fonderies de plomb de seconde fusion peuvent nécessiter un traitement avant d'être chargées dans un four de fusion. Cette section traite des matières premières les plus courantes achetées par les fonderies de plomb de seconde fusion ainsi que des contrôles techniques et des pratiques de travail réalisables pour limiter l'exposition des employés au plomb provenant des opérations de traitement des matières premières. Il convient de noter que la poussière de plomb peut généralement être trouvée dans les installations de récupération du plomb et que tout air véhiculaire est susceptible de remuer la poussière de plomb qui peut ensuite être inhalée ou adhérer aux chaussures, aux vêtements, à la peau et aux cheveux.

Batteries automobiles

La matière première la plus courante dans une fonderie de plomb secondaire est constituée de batteries automobiles de rebut. Environ 50 % du poids d'une batterie automobile usagée sera récupéré sous forme de plomb métallique dans le processus de fusion et d'affinage. Environ 90 % des batteries automobiles fabriquées aujourd'hui utilisent une boîte ou un boîtier en polypropylène. Les boîtiers en polypropylène sont récupérés par presque toutes les fonderies de plomb de seconde fusion en raison de la valeur économique élevée de ce matériau. La plupart de ces procédés peuvent générer des fumées métalliques, notamment de plomb et d'antimoine.

In rupture de batterie automobile il existe un potentiel de formation d'arsine ou de stibine en raison de la présence d'arsenic ou d'antimoine utilisé comme agents de durcissement dans le métal de la grille et du potentiel de présence d'hydrogène naissant.

Les quatre processus les plus courants pour casser les batteries automobiles sont :

1. scie à grande vitesse
2. scie à vitesse lente
3. tondre
4. broyage en batterie entière (concasseur ou broyeur Saturne ou broyeur à marteaux).

Les trois premiers de ces processus impliquent de couper le haut de la batterie, puis de jeter les groupes ou les matériaux contenant du plomb. Le quatrième processus consiste à broyer la totalité de la batterie dans un broyeur à marteaux et à séparer les composants par séparation par gravité.

Séparation de batterie automobile a lieu après que les batteries automobiles ont été cassées afin que le matériau contenant du plomb puisse être séparé du matériau du boîtier. Le retrait du boîtier peut générer des brouillards acides. Les techniques les plus largement utilisées pour accomplir cette tâche sont :

• La Manuel technique. Cette technique est utilisée par la grande majorité des fonderies de plomb de seconde fusion et reste la technique la plus largement utilisée dans les fonderies de petite et moyenne taille. Une fois que la batterie a traversé la scie ou la cisaille, un employé vide manuellement les groupes ou le matériau contenant du plomb dans une pile et place le boîtier et le dessus de la batterie dans une autre pile ou un autre système de transport.
• A gobelet appareil. Les piles sont placées dans un dispositif à culbuteur après que les dessus ont été sciés/cisaillés pour séparer les groupes des boîtiers. Les nervures à l'intérieur du gobelet vident les groupes pendant qu'il tourne lentement. Les groupes tombent à travers les fentes du culbuteur tandis que les caisses sont transportées à l'extrémité et sont collectées à leur sortie. Les boîtiers et couvercles de batterie en plastique et en caoutchouc sont ensuite traités après avoir été séparés du matériau contenant du plomb.
• A processus d'évier/flotteur. Le processus d'évier / flotteur est généralement combiné avec le broyeur à marteaux ou le processus de concassage pour la rupture de la batterie. Les pièces de batterie, à la fois au plomb et dans les boîtiers, sont placées dans une série de réservoirs remplis d'eau. Le matériau contenant du plomb coule au fond des réservoirs et est retiré par un convoyeur à vis ou une chaîne de traînée tandis que le matériau du boîtier flotte et est écrémé de la surface du réservoir.

Les batteries industrielles qui servaient à alimenter des équipements électriques mobiles ou à d'autres usages industriels sont achetées périodiquement comme matière première par la plupart des fonderies secondaires. Beaucoup de ces batteries ont des boîtiers en acier qui doivent être retirés en coupant le boîtier avec un chalumeau ou une scie à essence à main.

Autres ferrailles plombifères achetées

Les fonderies de plomb de deuxième fusion achètent une variété d'autres matériaux de rebut comme matières premières pour le processus de fusion. Ces matériaux comprennent les déchets des usines de fabrication de batteries, les crasses provenant du raffinage du plomb, les déchets de plomb métallique tels que les linotypes et les revêtements de câbles, et les résidus de plomb tétraéthyle. Ces types de matériaux peuvent être chargés directement dans des fours de fusion ou mélangés avec d'autres matériaux de charge.

Manutention et transport des matières premières

Une partie essentielle du processus de fusion secondaire du plomb est la manutention, le transport et le stockage de la matière première. Les matériaux sont transportés par des chariots élévateurs, des chargeurs frontaux ou des convoyeurs mécaniques (vis, élévateur à godets ou tapis). La principale méthode de transport de matériaux dans l'industrie secondaire du plomb est l'équipement mobile.

Certaines méthodes courantes de transport mécanique utilisées par les fonderies de plomb de seconde fusion comprennent : les systèmes de transport à courroie qui peuvent être utilisés pour transporter le matériau d'alimentation du four des zones de stockage à la zone de carbonisation du four ; convoyeurs à vis pour transporter la poussière de combustion du filtre à manches vers un four d'agglomération ou une zone de stockage ou des élévateurs à godets et des chaînes/lignes de traînée.

Fonte

L'opération de fusion dans une fonderie de plomb secondaire implique la réduction de déchets contenant du plomb en plomb métallique dans un haut fourneau ou un réverbère.

Hauts fourneaux sont chargés de matériaux plombifères, de coke (combustible), de calcaire et de fer (fondant). Ces matériaux sont introduits dans le four au sommet de l'arbre du four ou par une porte de charge sur le côté de l'arbre près du haut du four. Certains risques environnementaux associés aux opérations de hauts fourneaux sont les fumées métalliques et les particules (en particulier le plomb et l'antimoine), la chaleur, le bruit et le monoxyde de carbone. Divers mécanismes de transport de matériau de charge sont utilisés dans l'industrie du plomb secondaire. Le palan à benne est probablement le plus courant. D'autres dispositifs utilisés comprennent des trémies vibrantes, des convoyeurs à bande et des élévateurs à godets.

Les opérations de coulée dans les hauts fourneaux consistent à retirer le plomb fondu et les scories du four dans des moules ou des poches. Certaines fonderies puisent le métal directement dans une bouilloire de maintien qui maintient le métal en fusion pour l'affinage. Les fonderies restantes coulent le métal du four en blocs et permettent aux blocs de se solidifier.

L'air soufflé pour le processus de combustion pénètre dans le haut fourneau par des tuyères qui commencent parfois à se remplir d'accrétions et doivent être physiquement poinçonnées, généralement avec une tige d'acier, pour les empêcher d'être obstruées. La méthode conventionnelle pour accomplir cette tâche consiste à retirer le couvercle des tuyères et à insérer la tige d'acier. Une fois les accrétions poinçonnées, le couvercle est remis en place.

Fours à réverbère sont chargés de matière première contenant du plomb par un mécanisme de chargement de four. Les fours à réverbère dans l'industrie secondaire du plomb ont généralement une voûte à ressort ou une voûte suspendue construite en brique réfractaire. Bon nombre des contaminants et des risques physiques associés aux fours à réverbère sont similaires à ceux des hauts fourneaux. De tels mécanismes peuvent être un vérin hydraulique, une vis sans fin ou d'autres dispositifs similaires à ceux décrits pour les hauts fourneaux.

Les opérations de coulée du four à réverbère sont très similaires aux opérations de coulée du haut fourneau.

Raffinage

L'affinage du plomb dans les fonderies de plomb secondaire est effectué dans des chaudrons ou des marmites à chauffage indirect. Le métal provenant des fours de fusion est généralement fondu dans la bouilloire, puis la teneur en oligo-éléments est ajustée pour produire l'alliage souhaité. Les produits courants sont le plomb doux (pur) et divers alliages de plomb dur (antimoine).

Pratiquement toutes les opérations secondaires de raffinage du plomb emploient des méthodes manuelles pour ajouter des matériaux d'alliage aux chaudières et emploient des méthodes manuelles de décrassage. Les scories sont balayées jusqu'au bord de la bouilloire et retirées à la pelle ou à la grande cuillère dans un récipient.

Le tableau 3 répertorie les expositions et les contrôles pour les opérations de récupération du plomb.

Tableau 3. Contrôles techniques/administratifs pour le plomb, par opération

Récupération de zinc

L'industrie secondaire du zinc utilise de nouvelles rognures, des écumes et des cendres, des écumes moulées sous pression, des scories de galvanisation, des poussières de combustion et des résidus chimiques comme sources de zinc. La plupart des nouveaux déchets traités sont des alliages à base de zinc et de cuivre provenant de cuves de galvanisation et de moulage sous pression. Sont inclus dans la catégorie des déchets anciens les anciennes plaques de gravure sur zinc, les pièces moulées sous pression et les déchets de tiges et de matrices. Les processus sont les suivants :

• Transpiration réverbérante. Les fours de ressuage sont utilisés pour séparer le zinc des autres métaux en contrôlant la température du four. Les déchets de produits moulés sous pression, tels que les grilles d'automobiles et les cadres de plaque d'immatriculation, ainsi que les peaux ou les résidus de zinc sont des matières premières pour le processus. La ferraille est chargée dans le four, le fondant est ajouté et le contenu fondu. Le résidu à haut point de fusion est éliminé et le zinc fondu s'écoule du four directement vers les processus suivants, tels que la fusion, l'affinage ou l'alliage, ou vers des récipients collecteurs. Les contaminants métalliques comprennent le zinc, l'aluminium, le cuivre, le fer, le plomb, le cadmium, le manganèse et le chrome. Les autres contaminants sont les fondants, les oxydes de soufre, les chlorures et les fluorures.
• Transpiration rotative. Dans ce processus, les déchets de zinc, les produits moulés sous pression, les résidus et les écumes sont chargés dans un four à chauffage direct et fondus. La fonte est écrémée et le zinc métallique est collecté dans des cuves situées à l'extérieur du four. Le matériau infusible, le laitier, est ensuite éliminé avant le rechargement. Le métal issu de ce processus est envoyé vers un processus de distillation ou d'alliage. Les contaminants sont similaires à ceux de la transpiration réverbérante.
• Transpiration sourde et transpiration de bouilloire (pot). Dans ces processus, les déchets de zinc, les produits moulés sous pression, les résidus et les écumes sont chargés dans le four à moufle, le matériau sué et le zinc sué est envoyé vers des processus de raffinage ou d'alliage. Le résidu est éliminé par un tamis vibrant qui sépare les scories des scories. Les contaminants sont similaires à ceux de la transpiration réverbérante.
• Concassage/criblage. Les résidus de zinc sont pulvérisés ou broyés pour rompre les liaisons physiques entre le zinc métallique et les flux de contaminants. Le matériau réduit est ensuite séparé dans une étape de criblage ou de classification pneumatique. Le broyage peut produire de l'oxyde de zinc et des quantités mineures de métaux lourds et de chlorures.
• Lessivage du carbonate de sodium. Les résidus sont traités chimiquement pour lessiver et convertir le zinc en oxyde de zinc. La ferraille est d'abord broyée et lavée. Dans cette étape, le zinc est lessivé du matériau. La partie aqueuse est traitée avec du carbonate de sodium, provoquant la précipitation du zinc. Le précipité est séché et calciné pour donner de l'oxyde de zinc brut. L'oxyde de zinc est ensuite réduit en zinc métallique. Divers contaminants de sel de zinc peuvent être produits.
• Bouilloire (marmite), creuset, réverbère, fusion par induction électrique. La ferraille est chargée dans le four et des fondants sont ajoutés. Le bain est agité pour former une écume qui peut être écrémée à la surface. Après écrémage du four, le zinc métal est coulé dans des poches ou des moules. Des fumées d'oxyde de zinc, de l'ammoniac et du chlorure d'ammonium, du chlorure d'hydrogène et du chlorure de zinc peuvent être produits.
• Alliage. La fonction de ce procédé est de produire des alliages de zinc à partir de déchets métalliques de zinc prétraités en y ajoutant dans une cuve d'affinage des fondants et des agents d'alliage soit sous forme solidifiée, soit sous forme fondue. Le contenu est ensuite mélangé, les scories écrémées et le métal est coulé sous diverses formes. Les particules contenant du zinc, des métaux d'alliage, des chlorures, des gaz et vapeurs non spécifiques, ainsi que de la chaleur, sont des expositions potentielles.
• Distillation à moufle. Le processus de distillation à moufle est utilisé pour récupérer le zinc des alliages et pour fabriquer des lingots de zinc pur. Le processus est semi-continu, ce qui implique de charger du zinc fondu d'un creuset ou d'un four de ressuage dans la section de moufle et de vaporiser le zinc et de condenser le zinc vaporisé et de le tarauder du condenseur vers les moules. Le résidu est retiré périodiquement du moufle.
• Distillation/oxydation en autoclave et distillation/oxydation en moufle. Le produit des procédés de distillation/oxydation en autoclave et de distillation/oxydation en moufle est l'oxyde de zinc. Le processus est similaire à la distillation par cornue à travers l'étape de vaporisation, mais, dans ce processus, le condenseur est contourné et de l'air de combustion est ajouté. La vapeur est évacuée par un orifice dans un courant d'air. La combustion spontanée se produit à l'intérieur d'une chambre réfractaire revêtue de vapeur. Le produit est transporté par les gaz de combustion et l'excès d'air dans un filtre à manches où le produit est collecté. Un excès d'air est présent pour assurer une oxydation complète et refroidir le produit. Chacun de ces processus de distillation peut conduire à des expositions à des fumées d'oxyde de zinc, ainsi qu'à d'autres particules métalliques et à des oxydes de soufre.

Le tableau 4 répertorie les expositions et les contrôles pour les opérations de récupération du zinc.

Tableau 4. Contrôles techniques/administratifs pour le zinc, par opération

Récupération de magnésium

Les déchets anciens sont obtenus à partir de sources telles que les pièces d'automobiles et d'avions et les plaques lithographiques anciennes et obsolètes, ainsi que certaines boues des fonderies de magnésium primaire. La ferraille neuve se compose de rognures, de tournures, de forages, d'écrémages, de scories, de scories et d'articles défectueux provenant de laminoirs et d'usines de fabrication. Le plus grand danger lié à la manipulation du magnésium est celui du feu. De petits fragments de métal peuvent facilement être enflammés par une étincelle ou une flamme.

• Tri manuel. Ce procédé est utilisé pour séparer les fractions de magnésium et d'alliage de magnésium des autres métaux présents dans la ferraille. La ferraille est étalée manuellement, triée en fonction du poids.
• Ouvrir le pot de fonte. Ce processus est utilisé pour séparer le magnésium des contaminants dans les déchets triés. La ferraille est ajoutée dans un creuset, chauffée et un fondant constitué d'un mélange de chlorures de calcium, de sodium et de potassium est ajouté. Le magnésium fondu est ensuite coulé en lingots.

Le tableau 5 répertorie les expositions et les contrôles pour les opérations de récupération du magnésium.

Tableau 5. Contrôles techniques/administratifs pour le magnésium, par opération

Récupération du mercure

Les principales sources de mercure sont les amalgames dentaires, les déchets de batteries au mercure, les boues de procédés électrolytiques qui utilisent le mercure comme catalyseur, le mercure provenant d'usines de chlore-alcali démantelées et les instruments contenant du mercure. La vapeur de mercure peut contaminer chacun de ces processus.

• écrasement. Le processus de concassage est utilisé pour libérer le mercure résiduel des contenants en métal, en plastique et en verre. Une fois les conteneurs broyés, le mercure liquide contaminé est envoyé au processus de filtrage.
• Filtration. Les impuretés insolubles telles que la saleté sont éliminées en faisant passer les déchets contenant des vapeurs de mercure à travers un média filtrant. Le mercure filtré est introduit dans le processus d'oxygénation et les solides qui ne traversent pas les filtres sont envoyés à la distillation en autoclave.
• Distillation sous vide. La distillation sous vide est employée pour raffiner le mercure contaminé lorsque les pressions de vapeur des impuretés sont sensiblement inférieures à celle du mercure. La charge de mercure est vaporisée dans un pot chauffant et les vapeurs sont condensées à l'aide d'un condenseur refroidi à l'eau. Le mercure purifié est collecté et envoyé à l'opération d'embouteillage. Le résidu restant dans le pot chauffant est envoyé au processus de stérilisation pour récupérer les traces de mercure qui n'ont pas été récupérées lors du processus de distillation sous vide.
• Épuration des solutions. Ce processus élimine les contaminants métalliques et organiques en lavant le mercure liquide brut avec un acide dilué. Les étapes impliquées sont les suivantes : lixiviation du mercure liquide brut avec de l'acide nitrique dilué pour séparer les impuretés métalliques ; agiter l'acide-mercure avec de l'air comprimé pour assurer un bon mélange; décantation pour séparer le mercure de l'acide ; laver à l'eau pour éliminer l'acide résiduel; et filtrer le mercure dans un milieu tel que du charbon actif ou du gel de silice pour éliminer les dernières traces d'humidité. En plus des vapeurs de mercure, il peut y avoir une exposition à des solvants, des produits chimiques organiques et des brouillards acides.
• Oxygénation. Ce procédé affine le mercure filtré en éliminant les impuretés métalliques par oxydation avec barbotage d'air. Le processus d'oxydation comprend deux étapes, le barbotage et le filtrage. Dans l'étape de barbotage, le mercure contaminé est agité avec de l'air dans un récipient fermé pour oxyder les contaminants métalliques. Après barbotage, le mercure est filtré dans un lit de charbon de bois pour éliminer les oxydes métalliques solides.
• Répliquer. Le processus de cornue est utilisé pour produire du mercure pur en volatilisant le mercure présent dans les déchets solides contenant du mercure. Les étapes impliquées dans l'autoclavage sont les suivantes : chauffer les déchets avec une source de chaleur externe dans un alambic fermé ou une pile de plateaux pour vaporiser le mercure ; condenser la vapeur de mercure dans des condenseurs refroidis à l'eau ; recueillir le mercure condensé dans un récipient collecteur.

Le tableau 6 répertorie les expositions et les contrôles pour les opérations de récupération du mercure.

Tableau 6. Contrôles techniques/administratifs pour le mercure, par opération

Récupération du nickel

Les principales matières premières pour la récupération du nickel sont les alliages à base de nickel, de cuivre et de vapeur d'aluminium, qui peuvent être trouvés sous forme de déchets anciens ou neufs. La ferraille ancienne comprend les alliages récupérés des machines et des pièces d'avion, tandis que la ferraille nouvelle fait référence aux déchets de feuilles, aux tournures et aux solides qui sont des sous-produits de la fabrication de produits en alliage. Les étapes suivantes sont impliquées dans la récupération du nickel :

• tri. La ferraille est inspectée et séparée manuellement des matériaux non métalliques et autres que le nickel. Le tri produit des expositions à la poussière.
• Dégraissage. Les déchets de nickel sont dégraissés à l'aide de trichloroéthylène. Le mélange est filtré ou centrifugé pour séparer les déchets de nickel. La solution de solvant usée de trichloroéthylène et de graisse passe par un système de récupération de solvant. Il peut y avoir une exposition aux solvants pendant le dégraissage.
• Four de fusion (arc électrique ou réverbère rotatif). La ferraille est chargée dans un four à arc électrique et un agent réducteur est ajouté, généralement de la chaux. La charge est fondue et est soit coulée en lingots, soit envoyée directement dans un réacteur pour un affinage supplémentaire. Les fumées, la poussière, le bruit et les expositions à la chaleur sont possibles.
• Affinage en réacteur. Le métal en fusion est introduit dans un réacteur où sont ajoutés de la ferraille de base froide et du nickel de porc, puis de la chaux et de la silice. Des matériaux d'alliage tels que le manganèse, le niobium ou le titane sont ensuite ajoutés pour produire la composition d'alliage souhaitée. Les fumées, la poussière, le bruit et les expositions à la chaleur sont possibles.
• Coulée de lingots. Ce processus consiste à couler le métal en fusion du four de fusion ou du réacteur d'affinage en lingots. Le métal est coulé dans des moules et laissé refroidir. Les lingots sont démoulés. Des expositions à la chaleur et aux vapeurs métalliques sont possibles.

Les expositions et les mesures de contrôle pour les opérations de récupération du nickel sont répertoriées dans le tableau 7.

Tableau 7. Contrôles techniques/administratifs pour le nickel, par opération

Récupération de métaux précieux

Les matières premières pour l'industrie des métaux précieux se composent à la fois d'anciens et de nouveaux déchets. Les vieux rebuts comprennent les composants électroniques d'équipements militaires et civils obsolètes et les rebuts de l'industrie dentaire. De nouveaux déchets sont générés lors de la fabrication et de la fabrication de produits en métaux précieux. Les produits sont les métaux élémentaires tels que l'or, l'argent, le platine et le palladium. Le traitement des métaux précieux comprend les étapes suivantes :

• Triage et broyage à la main. Les déchets contenant des métaux précieux sont triés à la main, broyés et déchiquetés dans un broyeur à marteaux. Les broyeurs à marteaux sont bruyants.
• Processus d'incinération. Les déchets triés sont incinérés pour éliminer le papier, le plastique et les contaminants liquides organiques. Les produits chimiques organiques, les gaz de combustion et les expositions à la poussière sont possibles.
• Fonderie au haut-fourneau. La ferraille traitée est chargée dans un haut fourneau, avec le coke, le fondant et les oxydes métalliques de laitier recyclé. La charge est fondue et scorifiée, produisant du cuivre noir qui contient les métaux précieux. Le laitier dur qui se forme contient la plupart des impuretés du laitier. De la poussière et du bruit peuvent être présents.
• Fusion du convertisseur. Ce processus est conçu pour purifier davantage le cuivre noir en soufflant de l'air à travers la masse fondue dans un convertisseur. Les contaminants métalliques contenant du laitier sont éliminés et recyclés vers le haut fourneau. Le lingot de cuivre contenant les métaux précieux est coulé dans des moules.
• Affinage électrolytique. Le lingot de cuivre sert d'anode à une cellule électrolytique. Le cuivre pur se plaque ainsi sur la cathode tandis que les métaux précieux tombent au fond de la cellule et sont collectés sous forme de boues. L'électrolyte utilisé est le sulfate de cuivre. Des expositions au brouillard acide sont possibles.
• Raffinage chimique. La boue de métaux précieux issue du processus de raffinage électrolytique est traitée chimiquement pour récupérer les métaux individuels. Les procédés à base de cyanure sont utilisés pour récupérer l'or et l'argent, qui peuvent également être récupérés en les dissolvant dans eau régale solution et/ou d'acide nitrique, suivi d'une précipitation avec du sulfate ferreux ou du chlorure de sodium pour récupérer respectivement l'or et l'argent. Les métaux du groupe du platine peuvent être récupérés en les dissolvant dans du plomb fondu, qui est ensuite traité avec de l'acide nitrique et laisse un résidu à partir duquel les métaux du groupe du platine peuvent être sélectivement précipités. Les précipités de métaux précieux sont ensuite soit fondus, soit enflammés afin de recueillir l'or et l'argent sous forme de grains et les métaux platine sous forme d'éponge. Il peut y avoir des expositions acides.

Les expositions et les contrôles sont répertoriés, par opération, dans le tableau 8 (voir également « Fonderie et affinage de l'or »).

Tableau 8. Contrôles techniques/administratifs pour les métaux précieux, par opération

Récupération de cadmium

Les vieux déchets contenant du cadmium comprennent les pièces plaquées au cadmium provenant de véhicules et de bateaux abandonnés, les appareils électroménagers, le matériel et les fixations, les batteries au cadmium, les contacts au cadmium des interrupteurs et des relais et d'autres alliages de cadmium usagés. Les nouveaux déchets sont normalement des rejets contenant des vapeurs de cadmium et des sous-produits contaminés provenant des industries qui manipulent les métaux. Les processus de récupération sont :

• Pré-traitement. L'étape de prétraitement des ferrailles implique le dégraissage à la vapeur des ferrailles d'alliage. Les vapeurs de solvant générées par le chauffage des solvants recyclés circulent dans un récipient contenant des alliages de rebut. Le solvant et la graisse extraite sont ensuite condensés et séparés, le solvant étant recyclé. Il peut y avoir une exposition à la poussière de cadmium et aux solvants.
• Fonderie/affinage. Dans l'opération de fusion/affinage, les déchets d'alliages prétraités ou les déchets de cadmium élémentaire sont traités pour éliminer toutes les impuretés et produire un alliage de cadmium ou un cadmium élémentaire. Des produits d'exposition à la combustion de pétrole et de gaz et de la poussière de zinc et de cadmium peuvent être présents.
• Distillation en autoclave. L'alliage de ferraille dégraissé est chargé dans une cornue et chauffé pour produire des vapeurs de cadmium qui sont ensuite collectées dans un condenseur. Le métal en fusion est alors prêt à être coulé. Des expositions à la poussière de cadmium sont possibles.
• Fusion/dézingage. Le cadmium métal est chargé dans un creuset et chauffé jusqu'au stade de fusion. Si du zinc est présent dans le métal, des fondants et des agents de chloration sont ajoutés pour éliminer le zinc. Parmi les expositions potentielles figurent les fumées et poussières de cadmium, les fumées et poussières de zinc, le chlorure de zinc, le chlore, le chlorure d'hydrogène et la chaleur.
• Casting. L'opération de coulée forme la ligne de produit souhaitée à partir de l'alliage de cadmium purifié ou du cadmium métal produit à l'étape précédente. La coulée peut produire de la poussière et des fumées de cadmium et de la chaleur.

Les expositions dans les processus de récupération du cadmium et les contrôles nécessaires sont résumés dans le tableau 9.

Tableau 9. Contrôles techniques/administratifs pour le cadmium, par opération

Récupération de sélénium

Les matières premières de ce segment sont les cylindres de copie xérographiques utilisés et les déchets générés lors de la fabrication des redresseurs au sélénium. Des poussières de sélénium peuvent être présentes partout. La distillation et la fusion en cornue peuvent produire des gaz de combustion et de la poussière. La fusion de la cornue est bruyante. Le brouillard de dioxyde de soufre et le brouillard acide sont présents dans le raffinage. Des poussières métalliques peuvent être produites lors des opérations de coulée (voir tableau 10).

Tableau 10. Contrôles techniques/administratifs pour le sélénium, par opération

Les processus de récupération sont les suivants :

• Prétraitement des ferrailles. Ce procédé sépare le sélénium par des procédés mécaniques tels que le broyeur à marteaux ou le grenaillage.
• Fonte en cornue. Ce procédé purifie et concentre les déchets prétraités dans une opération de distillation en autoclave en faisant fondre les déchets et en séparant le sélénium des impuretés par distillation.
• Raffinage. Ce procédé permet d'obtenir une purification des déchets de sélénium basée sur la lixiviation avec un solvant approprié tel que le sulfite de sodium aqueux. Les impuretés insolubles sont éliminées par filtration et le filtrat est traité pour précipiter le sélénium.
• Distillation. Ce processus produit un sélénium à haute pureté de vapeur. Le sélénium est fondu, distillé et les vapeurs de sélénium sont condensées et transférées sous forme de sélénium fondu vers une opération de formation de produit.
• Trempe. Ce processus est utilisé pour produire de la grenaille et de la poudre de sélénium purifié. La fonte de sélénium est utilisée pour produire une grenaille. La grenaille est ensuite séchée. Les étapes nécessaires pour produire de la poudre sont les mêmes, sauf que la vapeur de sélénium, plutôt que le sélénium fondu, est le matériau qui est trempé.
• Fonderie. Ce processus est utilisé pour produire des lingots de sélénium ou d'autres formes à partir du sélénium fondu. Ces formes sont produites en versant du sélénium fondu dans des moules de la taille et de la forme appropriées et en refroidissant et en solidifiant la masse fondue.

Récupération du cobalt

Les sources de déchets de cobalt sont les meulages et les tournages de super alliages, ainsi que les pièces de moteur et les aubes de turbine obsolètes ou usées. Les processus de récupération sont :

• Tri manuel. Les déchets bruts sont triés à la main pour identifier et séparer les composants à base de cobalt, à base de nickel et non transformables. C'est une opération poussiéreuse.
• Dégraissage. Les déchets sales triés sont chargés dans une unité de dégraissage où circulent des vapeurs de perchloroéthylène. Ce solvant enlève la graisse et l'huile sur la ferraille. Le mélange solvant-huile-vapeur de graisse est ensuite condensé et le solvant est récupéré. Des expositions aux solvants sont possibles.
• Dynamitage. La ferraille dégraissée est sablée avec du sable pour enlever la saleté, les oxydes et la rouille. Des poussières peuvent être présentes, selon le grain utilisé.
• Processus de décapage et de traitement chimique. Les déchets de l'opération de sablage sont traités avec des acides pour éliminer la rouille résiduelle et les contaminants oxydés. Les brouillards acides sont une exposition possible.
• Fusion sous vide. La ferraille nettoyée est chargée dans un four sous vide et fondue par un arc électrique ou un four à induction. Il peut y avoir une exposition aux métaux lourds.
• fonderie. L'alliage fondu est coulé en lingots. Un stress thermique est possible.

Voir le tableau 11 pour un résumé des expositions et des contrôles pour la récupération du cobalt.

Tableau 11. Contrôles techniques/administratifs pour le cobalt, par opération

Récupération d'étain

Les principales sources de matières premières sont les garnitures en acier étamé, les rejets des entreprises de fabrication de boîtes de conserve, les bobines de placage rejetées de l'industrie sidérurgique, les scories et les boues d'étain, les scories et les boues de soudure, les rejets de bronze et de bronze usagés et les déchets de type métallique. La poussière d'étain et les brouillards acides peuvent être trouvés dans de nombreux processus.

• Désalumination. Dans ce procédé, l'hydroxyde de sodium chaud est utilisé pour lixivier l'aluminium des déchets de boîtes de conserve en mettant les déchets en contact avec de l'hydroxyde de sodium chaud, en séparant la solution d'aluminate de sodium du résidu de déchets, en pompant l'aluminate de sodium vers une opération de raffinage pour récupérer l'étain soluble et en récupérant le ferraille d'étain désaluminée pour l'alimentation animale.
• Mélange par lot. Ce procédé est une opération mécanique qui prépare une charge apte à être chargée dans le four de fusion par mélange de crasses et de boues à forte teneur en étain.
• Désétamage chimique. Ce processus extrait l'étain en ferraille. Une solution chaude d'hydroxyde de sodium et de nitrite ou de nitrate de sodium est ajoutée à la ferraille désaluminée ou brute. Le drainage et le pompage de la solution vers un processus de raffinage/coulée sont effectués lorsque la réaction de désétamage est terminée. La ferraille désétamée est ensuite lavée.
• Fonte des scories. Ce procédé est utilisé pour purifier partiellement les scories et produire du métal de four brut en faisant fondre la charge, en tapotant le métal de four brut et en tapotant les mattes et les scories.
• Lixiviation et filtration des poussières. Ce processus élimine les valeurs de zinc et de chlore de la poussière de combustion en lessivant avec de l'acide sulfurique pour éliminer le zinc et le chlore, en filtrant le mélange résultant pour séparer l'acide et le zinc et le chlore dissous de la poussière lessivée, en séchant la poussière lessivée dans un séchoir et en transportant le la poussière riche en étain et en plomb vers le processus de mélange par lots.
• Débourbage et filtration des feuilles. Ce processus purifie la solution de stannate de sodium produite lors du processus de désétamage chimique. Des impuretés telles que l'argent, le mercure, le cuivre, le cadmium, un peu de fer, le cobalt et le nickel sont précipitées sous forme de sulfures.
• Évapocentrifugation. Le stannate de sodium est concentré à partir de la solution purifiée par évaporation, cristallisation du stannate de sodium et récupération du stannate de sodium par centrifugation.
• Affinage électrolytique. Ce processus produit de l'étain pur cathodique à partir de la solution de stannate de sodium purifiée en faisant passer la solution de stannate de sodium à travers des cellules électrolytiques, en retirant les cathodes après le dépôt de l'étain et en éliminant l'étain des cathodes.
• Acidification et filtration. Ce procédé produit un oxyde d'étain hydraté à partir de la solution de stannate de sodium purifiée. Cet oxyde hydraté peut être soit traité pour produire l'oxyde anhydre, soit fondu pour produire de l'étain élémentaire. L'oxyde hydraté est neutralisé avec de l'acide sulfurique pour former l'oxyde d'étain hydraté et filtré pour séparer l'hydrate sous forme de gâteau de filtration.
• Affinage au feu. Ce processus produit de l'étain purifié à partir de l'étain cathodique en faisant fondre la charge, en éliminant les impuretés sous forme de scories et de scories, en versant le métal fondu et en coulant l'étain métallique.
• Fonte. Ce processus est utilisé pour produire de l'étain lorsque le raffinage électrolytique n'est pas possible. Ceci est accompli en réduisant l'oxyde d'étain hydraté avec un agent réducteur, en faisant fondre l'étain métallique formé, en écumant les scories, en versant l'étain fondu et en coulant l'étain fondu.
• Calcination. Ce processus convertit les oxydes d'étain hydratés en oxyde stannique anhydre en calcinant l'hydrate et en éliminant et en emballant les oxydes stanniques.
• Affinage en cuve. Ce processus est utilisé pour purifier le métal brut du four en en chargeant une bouilloire préchauffée, en séchant les scories pour éliminer les impuretés sous forme de laitier et de matte, en fondant avec du soufre pour éliminer le cuivre sous forme de matte, en fondant avec de l'aluminium pour éliminer l'antimoine et en coulant le métal fondu dans désiré formes.

Voir le tableau 12 pour un résumé des expositions et des contrôles pour la récupération de l'étain.

Tableau 12. Contrôles techniques/administratifs pour l'étain, par opération

Récupération de titane

Les deux principales sources de déchets de titane sont les particuliers et les consommateurs de titane. Les déchets ménagers générés par le fraisage et la fabrication de produits en titane comprennent les tôles de garniture, les tôles en planches, les chutes, les tournures et les alésages. Les déchets de consommation sont constitués de produits en titane recyclés. Les opérations de récupération comprennent :

• Dégraissage. Dans ce procédé, les déchets calibrés sont traités avec un solvant organique vaporisé (par exemple, le trichloroéthylène). La graisse et l'huile contaminantes sont éliminées de la ferraille par la vapeur de solvant. Le solvant est recirculé jusqu'à ce qu'il n'ait plus la capacité de dégraisser. Le solvant usé peut ensuite être régénéré. La ferraille peut également être dégraissée à la vapeur et au détergent.
• Décapage. Le processus de décapage à l'acide élimine le tartre d'oxyde de l'opération de dégraissage par lixiviation avec une solution d'acides chlorhydrique et fluorhydrique. Les déchets de traitement à l'acide sont lavés à l'eau et séchés.
• Électroraffinage. L'électroraffinage est un processus de prétraitement des déchets de titane qui électro-raffine les déchets dans un sel fondu.
• Fonte. Les déchets de titane prétraités et les agents d'alliage sont fondus dans un four sous vide à arc électrique pour former un alliage de titane. Les matériaux d'entrée comprennent des déchets de titane prétraités et des matériaux d'alliage tels que l'aluminium, le vanadium, le molybdène, l'étain, le zirconium, le palladium, le niobium et le chrome.
• Fonderie. Le titane fondu est coulé dans des moules. Le titane se solidifie en une barre appelée lingot.

Les contrôles des expositions dans les procédures de régénération du titane sont répertoriés dans le tableau 13.

Tableau 13. Contrôles techniques/administratifs pour le titane, par opération

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