Elaboration d'un sel industriel : le chlorure de potassium conception et mise au point d'un nouveau procede de purification

par SAMIRA DIYANI

Thèse de doctorat en Sciences appliquées

Sous la direction de Serge Walter.

Soutenue en 1997

à Mulhouse .

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  • Résumé

    Ce travail s'inscrit dans le cadre des etudes requises par la reconversion des activites du bassin potassique alsacien, dont l'activite miniere s'arretera a l'horizon de l'an deux-mille. Dans ce cadre, certaines entreprises actuellement productrices de chlorure de potassium devront s'orienter vers d'autres sources d'approvisionnement. Cela necessitera des procedes de fabrication capables de satisfaire les demandes du marche a partir de produits dont la qualite initiale sera susceptible de varier dans de larges fourchettes. C'est ainsi que l'objectif a ete de mettre au point un procede de purification alliant des contraintes apparemment contradictoires. En effet, compte-tenu de la valeur marchande relativement reduite du chlorure de potassium, il importait de mettre au point un procede, utilisant au maximum les installation d'ores et deja existantes, pour produire au cout le plus faible possible, mais en tonnages importants, un sel de qualite intermediaire (environ 99,5 % de purete) faisant l'objet d'une demande forte du marche et actuellement indisponible. Dans ce cadre, on s'est dans un premier temps attachee a verifier des correlations eventuelles entre l'impurete majeure a eliminer, le chlorure de sodium, et d'autres impuretes habituelles telles que le bromure, dont la taille atomique importante paraissait pouvoir engendrer des defauts de structure responsables d'inclusions. Ce point verifie, une etude theorique permet d'aborder les differentes contraintes inherentes au systeme etudie ainsi qu'aux techniques de purification envisagees. Il en decoule un certain nombre de possibilites qui sont mises a profit pour elaborer un nouveau procede de purification. Ce procede est base sur les accroissements locaux de potentiel chimique engendres dans un solide par la presence d'impuretes. La mise en uvre d'une phase auxiliaire intergranulaire met a profit ces accroissements pour extraire les inclusions intragranulaires par le liquide intergranulaire, au cours d'un processus thermodynamique. Une evaporation consecutive du liquide intergranulaire a pour objectif de stabiliser les impuretes dans leur nouveau site. Une derniere etape de lavage rapide permet, en mettant a profit des aspects cinetiques, d'extraire les impuretes ainsi accumulees, en reduisant au maximum les pertes de produit utile. Dans un troisieme chapitre, l'etude pratique met en uvre des techniques variees (microscopie electronique, microsonde electronique, diffraction des rayons x, spectrophotometrie d'absorption atomique, methodes electrochimiques, pour caracteriser les milieux et les phenomenes observes (morphologie des cristaux, evolution des compositions, repartition des impuretes, mesures quantitatives de concentrations en traces dans des milieux a matrice importante, phenomenes capillaires et superficiels. . . ). Dans une quatrieme partie, ces resultats sont mis a profit pour etudier le comportement reel d'une purification industrielle, notamment pour prevoir ce qui pourrait se passer sur les sites de stockage. La conclusion fait le point sur les parametres essentiels conditionnant la bonne mise en uvre du procede developpe, afin d'assurer son deroulement dans des conditions permettant d'atteindre les objectifs vises.


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Informations

  • Détails : 164 P.
  • Annexes : 70 REF.

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  • Bibliothèque : Université de Haute-Alsace (Mulhouse). Service Commun de Documentation. Section Sciences et Techniques.
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