Contribution a l'etude des effets de sels sur la cinetique de transfert de phase en extraction liquide-liquide - application a l'hydrometallurgie

Influence of the global salt concentration on the kinetics of mass transfers in liquid-liquid systems - application to hydrometallurgy

• Auteur / Autrice : CELINE BOUVIER
• Direction : Gérard Cote
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences appliquées
• Date : Soutenance en 1997
• Etablissement(s) : Paris 6

Résumé

Dans les procedes hydrometallurgiques mettant en oeuvre la technique d'extraction liquide-liquide, les solutions aqueuses traitees sont souvent fortement concentrees en sels et/ou en acides. Or, de tels milieux sont a l'origine d'effets de relargage spectaculaires (effets thermodynamiques), qui ont ete largement etudies. En revanche, l'aspect cinetique du probleme a ete tres peu aborde. Le but du present travail a donc ete d'etudier l'influence de la teneur en sels sur la cinetique d'extraction liquide-liquide des especes metalliques. L'etude bibliographique a montre que les phenomenes mis en jeu sont varies et complexes et souvent mal connus du fait de la conjugaison de processus chimiques (reactions) et physiques (diffusion, adsorption/desorption interfaciales,) dans les transferts de phase. Trois exemples correspondant a des situations physico-chimiques variees ont ete etudies : l'extraction du cuivre(ii) par l'acorga clx-50, l'extraction du fer(iii) par le hdehp et l'extraction du germanium(iv) par le kelex 100. L'origine et l'amplitude de la variation de la vitesse d'extraction en fonction de la salinite sont tres differentes d'un systeme a un autre. Ainsi, l'accroissement d'un facteur 12 de la vitesse d'extraction du cuivre(ii) pour une variation de la force ionique de 4 mol/l, a une origine essentiellement thermodynamique (phenomene de relargage) via un processus diffusionnel. En ce qui concerne l'extraction du fer(iii) et celle du germanium(iv), dont les cinetiques sont controlees par les reactions chimiques, les variations du flux initial d'extraction avec la teneur en sels sont beaucoup plus faibles (facteur 2 a 3). L'effet negatif (ralentissement) observe dans le cas de l'extraction du fer(iii) prend essentiellement son origine dans la variation de l'activite des ions h#+, tandis que l'effet de sels positif (acceleration) sur l'extraction du germanium(iv) resulte principalement de la variation du coefficient d'activite du germanium(iv) en phase aqueuse.