Déstabilisation d'une suspension de silice colloïdale par un sel d'aluminium : relations entre les phénomènes de surface, la structure et la granulométrie des flocs

par Bruno Lartiges

Thèse de doctorat en Géosciences et matières premières

Sous la direction de Jean-Yves Bottero.

Le président du jury était Jean-Maurice Cases.

Les rapporteurs étaient Denise Tchoubar.


  • Résumé

    Cette étude présente les résultats obtenus avec des suspensions de silice colloïdale floculées par un sel d'aluminium hydrolyse, le Wac HB, dans différentes conditions de mélange, pH, et concentration en floculant. La RMN de 27Al est utilisée pour définir la nature de la relation floculant/particule de silice, la structure des agrégats formes est caractérisée par diffusion des rayons X aux petits angles et par diffusion de la lumière, et la taille des flocs est mesurée par diffraction de Fraunhofer. On montre que la déstabilisation de la silice par un sel d'aluminium hydrolyse s'accompagne de la formation de sites aluminosilicates superficiels chargés négativement. La présence de ces sites suppose qu'une partie des polycations Al se soient dépolymérisés au contact de la silice, et implique qu'ils servent de point d'ancrage potentiel pour les espèces floculantes. Cette consommation d'aluminium par la surface de la silice contrôle l'organisation de la structure des agrégats, d'une part en limitant le nombre de polycations Al à l'origine des ponts interparticulaires, et d'autre part en déterminant une probabilité de collage des amas voisine de zéro. Le résultat de cette double influence est une augmentation progressive de la dimension fractale des flocs de silice avec la concentration en aluminium jusqu'a la valeur maximale de 2,1 qui caractérise une agrégation d'amas limitée par l'adhésion. La croissance des agrégats s'effectue sous la forme d'une répartition en taille monomodale qui se scinde par la suite en une, deux ou trois populations de flocs suivant la concentration en floculant et l'intensité de l'agitation ; la mise en place de ces distributions granulométriques multimodales est attribuée à la coexistence des phénomènes de croissance et de désagrégation au sein de la suspension

  • Titre traduit

    Flocculation of silica colloids with aluminum polycations relationship between surface reaction, floc structure and particle size distribution


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Informations

  • Détails : 1 vol. (130 p.)
  • Annexes : 160 réf.

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