Le fonctionnement de l'usine peut être divisé en
six phases qui sont détaillées comme suit :
· Phase de réception
Les déchets sont acheminés dans l'usine avec le
soin voulu afin d'éviter toute contamination environnementale et
sanitaire par les moto-tricycles des pré-collecteurs et par le camion
benne des collecteurs dans l'atelier stockage et tri. Les déchets des
panneaux solaires et des batteries au plomb collectés
séparément sont dirigés vers les unités de
recyclage respectives. Ils passent d'abord par l'atelier de réception et
tri ou ils sont contrôlés afin d'éliminer les
matières non conformes au recyclage.
· Phase de prétraitement
Les déchets collectés dans les points de
collecte sont d'abord pesés et triés avant de procéder
à la séparation par tri mécanique et manuel. Le tri
mécanique est une méthode permettant l'extraction de
matériaux d'un mélange de déchets à partir de leurs
caractéristiques physiques, mécaniques voire chimiques. Cette
phase permet aussi de vérifier l'état actuel des batteries et
modules PV collectées à travers l'analyse de certaines
caractéristiques techniques avant de procéder aux
opérations de réutilisation et de recyclage :
- Démontage et récupération des cellules en
bon état ;
- Réassemblage dans une nouvelle configuration ;
- Remplacement des cellules défectueuses dans une
configuration identique ;
Les opérations manuelles du prétraitement ou
mécanisme de préparation aux différents déchets des
panneaux solaires et batterie au plomb-acide en fin de vie se résume par
:
- Le démantèlement des batteries et modules PV
en vue de les séparer les modules PV des cadres en aluminium ;
- Le délaminage19 et séparation du
cuivre, verre et cellules ;
- La préparation de la phase du traitement à
travers l'extraction des métaux et des plastiques via le ;
19 Le délaminage des modules non-broyés
est l'opération clef du recyclage des modules PV et qui font l'objet
d'un grand programme de recherche.
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BEMBA René Darnel Master II /Energie Renouvelable
et Efficacité Energétique/ Promotion 2021-2022
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2021-2022
Proposition d'un Système de Recyclage des
Déchets d'Electrification par le Solaire au Bénin
- Les modules chauffés à 500-600 C° avant
de passer au broyeur, permet de déchiqueter en morceaux les
déchets collectés ;
- Le Passage au tamis fin (éventuellement) : cette
étape permet la séparation des produits lourds
des autres matières qui sont
généralement redirigées vers la valorisation
énergétique ; - Le Tri magnétique /
électrostatique, permet la séparation plus poussée des
composants afin
retirer les métaux précieux.
Pour finaliser le prétraitement, un broyage sera
effectué, suivi d'une double séparation (électrostatique
et gravimétrique) afin d'avoir de meilleurs résultats. La
quantité de départ correspondra au gisement exploitable des
batteries au plomb qui est de 7000 par an et 8000 par an pour les panneaux
solaires. Cette phase permet d'obtenir les composants recyclables et les
impuretés qui sont les composants destinés à
l'incinération.
· Phase de valorisation mécanique des
plastiques Paramètre technique
Les quantités évaluées du gisement des
batteries au plomb s'élève à 19.538, soit
975.932 kg pour les batteries de lampadaires de 12V-150 Ah et
60.960 kg pour les batteries au plomb-acide industrielles de
2V-2000 Ah pour les matières prêt à recyclées, non
mélangées avec les panneaux solaires. En s'appuyant sur ces
données, le pourcentage des batteries à recycler y compris la
valorisation des matières plastiques est de 47,64% du
gisement total y compris les nouveaux besoins.
Processus
Le traitement mécanique des plastiques consistera en
leur transformation en granulats. Ils passeront par une ligne de traitement
comprenant un bac de lavage, une centrifugeuse, un malaxeur, une extrudeuse, un
bac de refroidissement et une coupe permettant la formation des granulats. La
ligne de traitement du plastique est une chaîne continue, ainsi les
matières plastiques de base entrent en début et ressortent
à la fin sous forme de granulés. Il est possible d'obtenir dans
cette phase des taux de récupération de 98% de la
matière.
· Phase de séparation et de
récupération des métaux stratégiques, du verre et
des cartes électroniques Paramètre technique
Dans chaque module photovoltaïque se trouve des
composants électroniques, qui sont en général des supports
permettant de relier électriquement un ensemble de composants
électroniques entre eux, dans le but de réaliser un circuit
électronique complexe. La quantité totale des modules
photovoltaïques évalués et disponibles en 2033
si les techniques de collecte sont optimisées à
8286 modules PV. Les modules PV seront séparés
des métaux stratégiques (cuivre, argent...), des verres ainsi que
les cartes électroniques pour réduire le taux
d'impureté.
Processus
L'étape préalable à la séparation
par gravimétrie est un broyage des cartes électroniques, des
métaux stratégiques, du verre se trouvant dans les modules PV
ainsi que la séparation avec les autres composants électroniques.
Cette étape préalable se fera à l'aide d'une ligne de
séparation conçue pour les déchets de cartes
électroniques et autres composants électroniques. La
première de ces composantes est le système de broyage. Ce
système est composé d'un déchiqueteur, d'une machine pour
écraser et d'un broyeur. La différence entre ces trois machines
se résume principalement au nombre de lames et la finesse du broyat
obtenu. Les cartes électroniques ainsi que les semiconducteurs passent
ainsi par les deux premières unités pour assurer
l'uniformité des particules et par la dernière pour obtenir un
broyage fin. De plus le broyeur est équipé d'un système
d'aération
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Proposition d'un Système de Recyclage des
Déchets d'Electrification par le Solaire au Bénin
permettant d'éviter la dispersion de poussières
dans l'air environnant. Les taux de récupération vont à
98% pour chaque type de métal
· Phase du raffinage et transformation des
métaux Paramètre technique
Les composants métalliques
récupérés durant la phase de séparation et de la
récupération des métaux dans les différentes
composantes des modules PV doivent être passées par la phase
raffinage et transformation afin d'être purifiées davantage pour
obtenir plus d'éclat et créer une demande sur le marché
local.
Processus
Les métaux non ferreux et les métaux
stratégiques issus du tri mécanique sont triés une seconde
fois afin d'affiner la séparation. Pour cela, ils passent par un
séparateur magnétique de métaux. Le séparateur
magnétique est muni d'un déversoir débouchant sur un
convoyeur à bande muni d'une poulie magnétique (avec aimants).
Les métaux récupérés du prétraitement sont
déversés à l'entrée de la machine et
transportés par le convoyeur muni de la poulie magnétique afin de
séparer les particules de fer qui pourraient toujours y être
mélangées. Arrivées au niveau de la poulie, les particules
de fer sont attirées par l'aimant, s'enroulent autour de la poulie et
sont entrainés au-dessous du convoyeur où elles tombent par
gravité dans un bac pendant que le reste des déchets suit une
courbe naturelle. Il y a ainsi une bonne séparation des particules de
fer.
· Phase de l'incinération
Paramètre technique
A la suite de toutes ces phases du prétraitement
à l'incinération, les déchets métalliques et autres
sont orientés vers un incinérateur pour être
complètement éliminés. Ces déchets
sont principalement constitués des verres, céramiques et autres
déchets inutiles.
Processus
Méthode de traitement thermique des déchets qui
consiste en une combustion (technologie et température variant selon la
nature du déchet) et un traitement des fumées. De cette technique
résultent trois catégories de résidus : mâchefers,
cendres et résidus d'épuration des fumées. La chaleur
générée par l'incinération fait l'objet de
valorisation énergétique (production d'électricité
et de chaleur) dans la plupart des unités. Elle consiste en une
décomposition de la matière avec cinq types d'émissions
:
· Eau ;
· Gaz : CO, CO2, NOX, SO2, HCL ;
· Poussière minérale (cendres) ;
· Métaux lourds : plomb, cuivre, mercure, cadmium,
nickel, arsenic ;
· Molécules organiques : carbone, composés
organiques chlorés (dioxines et furannes).
