Une innovation scientifique transforme les scories industrielles en pigments écologiques grâce à la colorimétrie de précision

Une recherche scientifique majeure réalisée en collaboration entre Threenh Technology et des équipes de l'Université des Sciences et Technologies de Beijing démontre comment les scories industrielles peuvent être transformées en pigments écologiques grâce à des technologies avancées de mesure colorimétrique. Cette percée significative dans le domaine de la protection environnementale ouvre de nouvelles perspectives pour la valorisation des déchets métallurgiques.

L'étude publiée dans la revue Ceramics International sous le titre "Synthesis and characterization of refining slag: From industrial waste to eco-friendly pigments" révèle comment la mesure précise des données de couleur des scories permet d'analyser la relation entre leur composition, la température et leur couleur. Les données de recherche montrent que différents pigments colorés peuvent être obtenus en contrôlant avec précision la basicité et la température de cuisson des scories.

Pour l'analyse des changements de couleur des échantillons de scories dans diverses conditions de basicité et de température, cette étude a utilisé un spectrocolorimètre CR8 de colorimeter.com, combiné avec les modules multifonctionnels verticaux de la série TS70. L'instrument repose sur la géométrie D/8 avec illumination diffuse et réception directionnelle à 8°, utilisant une technologie spectroscopique de haute précision couplée à une source lumineuse LED à spectre complet.

Cette méthode permet de mesurer avec précision la réflectance spectrale des échantillons dans la plage de longueurs d'onde de 400 à 700 nm, calculant ainsi les valeurs colorimétriques L*, a*, b*. La source d'observation est l'illuminant standard D65 avec un angle d'observation de 10°, garantissant la cohérence des résultats de mesure avec la perception visuelle humaine.

Les scories, sous-produits inévitables de l'affinage de l'acier, du cuivre et du magnésium, ont longtemps posé des défis environnementaux aux industries en raison de leur volume massif et de leurs options de réutilisation limitées. Les méthodes traditionnelles de recyclage des scories sont énergivores et génèrent des déchets supplémentaires, offrant peu en termes de création de valeur.

La recherche démontre qu'en ajustant la composition minérale des scories, en ajoutant des additifs ciblés et en optimisant les conditions de traitement, les scories peuvent être transformées en pigments couvrant un riche spectre de couleurs, du jaune rougeâtre au vert bleuâtre. Contrairement aux colorants conventionnels qui dépendent de l'exploitation minière intensive en ressources, ces pigments à base de scories représentent une alternative durable qui réduit la dépendance aux matériaux vierges.

Les principales découvertes de la recherche, rendues possibles par le spectrocolorimètre CR8, révèlent des relations cruciales entre les conditions de traitement et les propriétés des pigments. Les scories avec une basicité plus faible produisent des pigments jaune rougeâtre mais causent plus d'érosion des creusets pendant le traitement. En revanche, les scories à basicité plus élevée se déplacent vers une teinte vert bleuâtre en raison des changements dans leur phase minérale.

La température de cuisson influence directement la luminosité des pigments, les scories cuites à 1100 °C produisant des pigments plus clairs que ceux traités à 1000 °C ou 1200 °C. Ces corrélations entre les conditions de traitement et les propriétés des pigments, validées par des données précises et cohérentes, ouvrent la voie à la production industrielle à grande échelle de pigments à base de scories.

L'impact de cette innovation s'étend au-delà de la simple mesure des couleurs. La capacité du CR8 à analyser la couleur des scories fournit également des informations diagnostiques précieuses : les variations de couleur peuvent indiquer des changements dans la microstructure, les modèles d'érosion ou la formation de nouvelles phases cristallines, ce qui est essentiel pour l'assurance qualité et la compréhension du comportement des matériaux.

En permettant le recyclage des scories en pigments, cette technologie contribue à trois objectifs fondamentaux de durabilité : réduire les déchets mis en décharge en réutilisant les scories qui seraient autrement jetées, minimiser l'empreinte environnementale de la production de colorants en remplaçant les matériaux extraits par des déchets, et alimenter la création de produits écologiques, des céramiques vertes aux matériaux décoratifs.

Cette avancée scientifique représente une étape significative dans la transformation de la perception des sous-produits métallurgiques par les industries. Il ne s'agit plus seulement de recycler les déchets, mais de créer une nouvelle valeur marchande, de réduire l'impact environnemental et de réimaginer ce que peuvent devenir les déchets industriels. Les applications futures pourraient s'étendre à l'utilisation de l'analyse des couleurs pour prévoir la stabilité des matériaux, la résistance à la corrosion et d'autres propriétés industrielles, ouvrant de nouvelles portes pour les scories dans des applications hautes performances.