Etude et mise au point d'un procédé electromembranaire de purification et de concentration de l'acide phosphorique

par Djilali Touaibia

Thèse de doctorat en Chimie et Génie des procédés industriels

Sous la direction de Gérard Durand.


  • Résumé

    L'acide phosphorique produit par attaque sulfurique du minerai de phosphate contient une grande variété d'impuretés minérales dont Mg, Fe et Al sont les plus importantes en teneurs. Lorsque l'acide est concentré, des suspensions colloïdales et des sels complexes sont formes par les anions phosphates et fluorosilicates et les cations cités. Ces complexes, insolubles, accroissent la viscosité de l'acide et favorisent la formation de boues durant le stockage. Trois procédés industriels sont utilisés pour l'élimination des impuretés métalliques : la précipitation, l'extraction liquide-liquide et l'échange d'ions. Dans cette étude, l'électrodialyse et l'électrolyse à membrane sont utilisées comme méthodes alternatives de purification et de concentration de l'acide phosphorique. Pour ce faire, nous avons adopté des procédés bases sur le transfert des cations de la solution, à travers les membranes échangeuses de cations. Les résultats obtenus montrent que les réductions des concentrations de Mg et Fe sont possibles par ces techniques. Quant à l'aluminium, peu transféré, sa concentration reste pratiquement constante. Le fer, qui se trouve sous la forme ferrique dans l'acide industriel, est éliminé moyennant une réduction préalable de Fe(III) en Fe(II), par du fer métallique, dans la solution à traiter. Les influences de la densité du courant et des concentrations des ions métalliques et de l'acide dans la solution à traiter, sur le transfert des ions, ont été étudiées. De même, le phénomène de transfert d'eau, qui accompagne celui des cations, a été étudié. Il est essentiellement de nature électroosmotique. Il se traduit par une concentration de l'acide phosphorique, dans la solution traitée, notamment dans le cas de l'électrolyse à membrane. Appliquées au traitement d'un acide phosphorique industriel, ces techniques ont donné des résultats similaires à ceux obtenus pour des solutions synthétiques, montrant la faisabilité de leur application à la purification de l'acide phosphorique titrant 30% de P2O5. Elles sont particulièrement adaptées aux acides charges Mg et Fe et peu concentrés en Al.

  • Titre traduit

    Purification and concentration of phosphoric acid by electrodialysis and membrane electrolysis


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Informations

  • Détails : 1 vol. (IX-212 p.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. 87 références.

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  • Cote : TH 58581
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