Comparaison de différentes méthodes d'investigation sur les cinétiques de transfert en extraction liquide-liquide : application à l'étude de l'extraction du fer (III) par le TBP

par Sandrine Colombani

Thèse de doctorat en Génie des procédés

Sous la direction de Moncef Stambouli.

Le président du jury était Gérard Durand.

Le jury était composé de Dominique Pareau, Pascal Baron.

Les rapporteurs étaient Gérard Cote, Noël Midoux.


  • Résumé

    En extraction liquide-liquide, les études cinétiques font appel à de nombreuses techniques, dont le choix semble plus conjoncturel que scientifique. Par ailleurs, la comparaison des résultats publiés concernant un même système chimique et différentes techniques est complexe. Les objectifs de ce travail sont une meilleure compréhension des phénomènes de transfert et la proposition d’une méthodologie pour les étudier. L’extraction du fer (III) en milieu chlorhydrique par le TBP est étudiée avec trois dispositifs choisi à l’issue d’une bibliographie critique : une cellule à aire interfaciale constante de type ARMOLLEX, un dispositif de colonnes à goutte unique et une cellule homothétique fortement agitée. L’étude thermodynamique de l’extraction a montré que le complexe extrait est HFeCl4(TBP)55h2O)n. Un mécanisme original est proposé et validé pour expliquer cette stœchiométrie inhabituelle. Une étude comparative de l’influence des paramètres hydrodynamiques sur la cinétique d’extraction permet de déterminer l’existence d’un régime mixte en cellule ARMOLLEX (coexistence d’une résistance diffusionnelle en phase organique et d’une résistance interfaciale chimique) et d’un régime chimique en goutte unique. Les études effectuées montrent que le système Fe(III)-HCI/TBP-dodécane est réversible thermodynamiquement et cinétiquement. Les mécanismes réactionnels proposés ont pour étape limitante la formation du complexe interfacial HFeCl4(TBP)2. Un essai en cellule homothétique fortement agitée montre que ce système est trop rapide pour être étudié à l’aide de cette technique. L’apparente indépendance de la cinétique de transfert par rapport aux paramètres hydrodynamiques, souvent associée à l’atteinte du régime chimique en cellule à aire interfaciale constante, est remise en question. La nécessité de confirmer la nature du régime de transfert par une autre technique telle que la goutte unique est démontrée. Une méthodologie des études cinétiques est proposée.

  • Titre traduit

    Comparison of different investigation techniques on solvent extraction kinetics : application to the study of iron (III) extraction by TBP


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Informations

  • Détails : 1 vol. (272 p.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. 123 réf.

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  • Non disponible pour le PEB
  • Cote : TH 60839
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