Adsorption du plomb sur des hydroxyapatites et frittage thermique : processus cinétiques et transfert thermique

= Lead adsorption on hydroxylapatite and sintering : kinetic processes and head transfer

• Auteur / Autrice : Sandrine Bailliez
• Direction : Didier Lecomte, Ange Nzihou
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences et techniques du déchet
• Date : Soutenance en 2003
• Etablissement(s) : Lyon, INSA

Mots clés

Mots clés contrôlés

Surfaces (technologie) -- Analyse

Métaux lourds

Adsorption

Hydroxyapatite

Lixiviation

Frittage (métallurgie)

Résumé

Des hydroxyapatites (HA) de porosité, de surface et de rapport molaire Ca/P différents ont été utilisées pour piéger du plomb. Le procédé utilisé a permis une stabilisation chimique et thermique du plomb. Le procédé utilisé a permis une stabilisation chimique et thermqieu du plomb. Ce procédé consiste en une réaction solide - liquide entre le plomb et l'HA suivie du frittage à haute température. Le processus de piégeage est une complexation en surface du plomb suivie d'un échange équipolaire entre Ca2+ et Pb2+ par un mécanisme de dissolution - précipitation. L'évolution des paramètres physiques lors de la calcination des particules entre 400 et 1200ʿC a été aussi étudiée. La modélisation paramétrique des données de surface spécifique a permis de montrer que les mécanismes de transport de matière à l'origine du frittage dépendent de la température. Pour les calcinations de l'HA dopée en plomb à des températures supérieurs ) 800ʿC, le taux de lixiviation du plomb est considérablement réduit. Un modèle thermique tenant compte des évolutions physiques a été développé.

Hydroxylapatites (HA) with different porosities, specific surface areas and molar Ca/P ratios were used to remove lead from effluent. The process developed leads to chemical and thermal stabilization of lead. The steps of the process are liquid – solid reaction between HA and lead (adsorption) followed by a solid – gas process (sintering). Adsorption kinetics show that the lead removal mechanism can be described as a lead surface complexation followed by equimolar ion exchange between Ca2+ and Pb2+ (dissolution – precipitation mechanism). The texture and structure of the Has during calcination between 400 and 1200°C were investigated. The modeling of experiment datas of specific surface area held to show taht transport mechanism controlling the sintering are function of calcination temperature. For calcination of lead spiked HA particles over 800°C, leaching of lead is significantly reduced. A head transfer model taking into account physical properties evolution was also developed.