Aluminium anodisé
Comment un fabricant prend en main les exigences environnementales et les problèmes de sécurité
Par William Rusch
L’anodisation, oxydation électrochimique de l’aluminium est largement utilisée à travers le monde pour différentes applications fonctionnelles et esthétiques. Lors de l’anodisation, un film mince d’oxyde d’aluminium se forme sur la surface de la pièce aluminium et agit comme une barrière contre toute autre oxydation naturelle ou corrosion.

Avant d’être anodisé, l’aluminium est traité par différents bains chimiques pour obtenir une finition brillante, semi brillante ou mate. Puis, la surface d’aluminium préparée entre dans le bain d’anodisation ou l’électrolyte d’acide sulfurique est présent avec un courant continu de faible voltage, duquel il résulte une réaction électrolytique et la formation d’une couche d’oxyde. Par la suite le film peut être coloré en utilisant des colorants qui sont absorbés dans la structure poreuse, et finalement colmatés dans de l’eau déminéralisée bouillante. Le résultat est une finition esthétique et durable. L’anodisation résiste aux rayures, au décapage et à la décoloration.

Il y a quelque temps, dans le secteur du traitement des métaux, l’anodisation a été reconnue comme un processus écologique, respectueux de l’environnement. Le processus rejette très peu de toxine dans l’environnement, n’utilise pratiquement pas de métaux lourds et met en œuvre des produits chimiques et des métaux qui sont facilement recyclables. Les produits finis en aluminium anodisé sont non toxiques et sans danger, pouvant être ainsi utilisés dans de nombreuses applications telles que la cosmétique ou l’alimentaire.

Depuis plusieurs dizaines d’années, les fabricants d’emballages cosmétiques ont considérablement réduit l’utilisation des finitions laquées ou vernis qui émettent des solvants, ou des finitions chromées qui utilisent des métaux lourds et rejettent des résidus dangereux, pour se tourner vers les finitions en aluminium anodisé. Aujourd’hui, presque la totalité des principaux fabricants d’emballages cosmétiques utilisent systématiquement des finitions anodisées dans leurs applications métal.

La société Anomatic est l’un de ces producteurs. Les composants en aluminium anodisé qu’elle développe et produit sont utilisés pour les parfums, les pompes cosmétiques, les capots soin, les mascaras, les rouges à lèvres ou les pinceaux maquillage… pour n’en citer que quelques uns.
Le principe de base de la société est simple : produire au détriment de l’environnement n’est pas acceptable. En ligne avec cette politique, Anomatic s’et engagé de façon significative à protéger l’environnement à long terme, grâce à la mise en place d’installations de pointe pour le retraitement et le recyclage de déchets.

Le choix de l’aluminium
Chez Anomatic, la fabrication d’une pièce en aluminium anodisé commence par le choix du métal et de l’alliage. L’aluminium est aujourd’hui le métal recyclable le plus utilisé commercialement. Parce que l’aluminium recyclé est déjà à l’état métallique, toute l’énergie dépensée pour purifier le minerai et le réduire en métal est économisée quand il est recyclé. Le simple fait de fondre l’aluminium le rend à nouveau utilisable. Chez Anomatic, tous les déchets (pièces rejetées pour défaut esthétique ou dimensionnel) sont envoyés à une usine locale de recyclage. De plus, les coupes d’aluminium qui sont éjectées pendant l’emboutissage sont également envoyées au recyclage.

Bien que la majorité des produits fabriqués par la compagnie sont réalisés à partir d’alliages classiques de base tels que 5657 et 9020, quelques producteurs d’emballages cosmétiques ont commencé à spécifier des alliages d’aluminium recyclés tels que le 3004. Anomatic participe à cette initiative. L’attention est nécessaire car l’aluminium recyclé peut contenir des métaux lourds, en particulier plomb et cadmium. Les métaux lourds sont une préoccupation parce que les étapes de pré anodisation entraînent des déchets métalliques qui peuvent finalement se retrouver dans les eaux usées. Les limites de la Coalition des Gouverneurs du Nord-Est des Etats-Unis (CONEG) sont 100 ppm (parties par million) pour la totalité des métaux listés. La plupart des alliages recyclés ont des concentrations de métaux listés plus élevés, due à une mauvaise séparation des sources de métaux lourds à partir des déchets d’aluminium. Toutefois, avec des critères de sélection appropriés, l’aluminium recyclé peut être utilisé en conformité avec les limites de la CONEG.

Emboutissage et dégraissage
Cette étape de fabrication implique l’emboutissage profond à partir de feuilles d’aluminium sous des formes et dimensions variées en utilisant des presses transfert à grande vitesse. Les huiles d’emboutissage sont facilement collectées et réutilisées. Les déchets chargés d’huile sont passés dans une centrifugeuse, puis les déchets propres sont envoyés au recyclage tandis que l’huile est réutilisée sur les presses.

Les pièces embouties traversent des dégraisseurs aqueux où les huiles sont capturées par des filtres de haute filtration et d’agglomération, puis regroupées dans une zone de stockage. Comme aucun solvant n’est utilisé pendant l’opération de dégraissage, les huiles d’emboutissage collectées ne sont pas dangereuses et peuvent facilement être recyclées. Les processus d’emboutissage et de dégraissage n’engendrent aucune émission, ni déchets dangereux.

Anodisation
Plusieurs acides inorganiques (nitrique, sulfurique et phosphorique) sont utilisés pendant le processus d’anodisation. Les pièces en aluminium sont rincées entre les différentes étapes du process pour éviter la contamination des bains. Le métal d’aluminium est dissous dans ces bains d’acide.

L’eau de rinçage des acides doit être traitée avant d’être déchargée dans l’usine locale de traitement des eaux usées. Les solides sont retirés via la précipitation d’hydroxyde suivi par une clarification et une filtration. La presse de filtration produit un gâteau solide d’hydroxyde d’aluminium qui est un déchet non dangereux et utilisé comme remblai. L’eau de rinçage clarifiée est neutralisée et envoyée au tout-à-l’égout.

Tout effluent quittant la société est surveillé via un dispositif d’échantillonnage continu opérant 24 heures sur 24, 365 jours par an. Un laboratoire chimique sur site, certifié par l’agence de protection de l’environnement (EPA) et doté d’un équipement d’analyses chimiques et d’essais métaux, est pourvu de techniciens expérimentés pendant les heures de production. Les résultats des tests de pureté des effluents sont partagés chaque jour avec l’usine local de traitement des eaux usées.

Le nickel est l’un des métaux lourds utilisé et contrôlé lors du processus d’anodisation d’Anomatic. Le nickel provient de la solution diluée d’acétate de nickel utilisé lors du processus de colmatage, pendant lequel le pore est fermé (colmaté) par hydrolyse. L’eau de rinçage du colmatage est isolée et passe à travers un système de traitement de séparation du nickel. Le métal nickel est retiré de l’effluent à travers une précipitation d’hydroxyde métallique suivie d’une clarification et d’une filtration. Le gâteau d’hydroxyde de nickel résultant est expédié pour recyclage vers un haut-fourneau. Le processus d’anodisation ne produit aucun déchet résiduel dangereux.

Finalement, toutes les émissions d’acides gazeux sont capturées et parfaitement nettoyées par des systèmes purificateurs qui sont autorisés est testés systématiquement par l’agence de protection de l’environnement de l’Ohio. Les gaz d’oxyde nitreux (NOx) produits par les bains de brillantage chimique sont convertis chimiquement en azote et vapeur d’eau. Les gaz d’acide sont neutralisés et les odeurs éliminées via des tours filtrantes de nettoyage utilisant l’absorption basique.

Recyclage
Au-delà des efforts de recyclage pour l’aluminium, les huiles d’emboutissage et le nickel, la société met également en œuvre des programmes et processus sophistiqués pour le recyclage de l’acide phosphorique et des déchets de titane. Le système de recyclage de l’acide phosphorique utilise un échangeur d’ions et une installation de séparation sous vide pour purifier et réutiliser l’eau saturée d’acide phosphorique sur les lignes d’anodisation. Plus de 85% de l’acide phosphorique est recyclé, empêchant ainsi une contamination de phosphates à grande échelle des systèmes d’eau situés en aval de l’usine.

Le titane est utilisé dans le système breveté de transport des pièces ainsi que dans les racks d’anodisation. Etant donné que les ceintures et les racks s’usent au fil du temps, les déchets de titane sont capturés et revendus au fabricant de titane pour réutilisation.

Questions de sécurité
Le process d’anodisation d’Anomatic ne contient aucun métal lourd contrôlé (chrome VI, plomb, mercure, cadmium, baryum, arsenic, et sélénium) comme souligné par la législation américaine : Z66.1-1964 (réglementation de sécurité des jouets), 16 CFR 1303 Commission de sécurité des produits pour les consommateurs, ASTM F 963 (spécification de sécurité des consommateurs sur la sécurité des jouets), législation de la CONEG sur les métaux lourds, et Proposition 65.

Les seuls métaux lourds utilisés par la société sont le nickel II (utilisé lors du colmatage) et le chrome III (colorants). L’hydroxyde de nickel dans la couche anodique est présent à des concentrations microscopiques, et est soit lié chimiquement aux pores anodiques, soit précipité à l’intérieur des pores. Il est stable à la fois chimiquement et physiquement, et est insoluble dans l’eau et ne peut donc pas être dissout. Le chrome trivalent est une forme ponctuelle du chrome qui est un élément essentiel pour notre santé et est présent dans les suppléments vitaminés. Les pigments de chrome III sont généralement considérés comme sûrs et sont complètement colmatés à l’intérieur de la couche d’aluminium anodisée, empêchant tout contact ou dégradation.

William Rusch est Président Directeur Général d’Anomatic Corporation, 1650 Tamarack Road, Newar, Ohio 43055, Téléphone 001 740 522 2203, fax 001 740 522 3339, info@anomatic.com, www.anomatic.com.