Etude et caractérisation de carboxylates métalliques : application à la séparation sélective

par Stéphanie Mauchauffee

Thèse de doctorat en Chimie

Sous la direction de Jean-Marie Lecuire.

Le président du jury était Christophe Rapin.

Le jury était composé de Michel Aplincourt, Pierre Le Cloirec, Eric Meux.


  • Résumé

    L'augmentation du prix des métaux associé au coût de l’enfouissement des déchets font que les industries se tournent de plus en plus vers la valorisation de leurs déchets. Le Laboratoire d’Electrochimie des Matériaux a démontré la possibilité de précipiter sélectivement les métaux contenus dans les effluents industriels liquides en utilisant des carboxylates de sodium préparés à partir d’acides carboxyliques d’origine naturelle (huiles végétales, graisses animales...). Afin de pouvoir utiliser les différents carboxylates de manière judicieuse, il est nécessaire de caractériser les produits obtenus. En effet, peu de données thermodynamiques sont disponibles dans la littérature. Pour envisager la séparation sélective de métaux par ces composés, il est nécessaire de déterminer la solubilité et le comportement thermique de chaque carboxylate métallique. Ainsi ce mémoire recense les résultats obtenus sur des carboxylates métalliques di- et trivalents mettant en jeu 11 cations métalliques (Ca2+, Cd2+, Co2+, Cr3+, Cu2+, Fe2+, Fe3+, Mn2+, Ni2+, Pb2+ et Zn2+) et 4 carboxylates de sodium (heptanoate, octanoate, nonanoate et décanoate) après vérification de la nature du solide par analyse chimique et DRX. L’obtention des valeurs de solubilité des décanoates métalliques a permis d’obtenir un diagramme de prévision de la faisabilité d’une séparation entre deux cations divalents. La séparation a ensuite été appliquée à un mélange Ni/Cd synthétique représentatif d’une problématique industrielle (lixiviat des batteries nickel – cadmium) puis sur lixiviat réel. La possibilité de remplacer le décanoate de sodium (en solution) par du décanoate de calcium (solide) a également été étudiée

  • Titre traduit

    Study and characterization of metallic corboxylates : application to the selective separation


  • Résumé

    Industrial wastes were more and more recycled because of the increase of metals prices associated to the cost of waste burying. The laboratoire d’Electrochimie des Matériaux showed the feasibility of selective precipitation using sodium carboxylates. Sodium carboxylates came from linear and saturated carboxylic acid product of natural origin (vegetable oil and animal fats). In order to use sodium carboxylates for selective precipitation, it was necessary to characterize metallic carboxylates. Few thermodynamic data are in the literature. The most important constants are solubility and thermal comportment: the first was used for the selective separation itself and the second for the valorisation of some precipitate. This work gathered obtained results for metallic carboxylates resulting from the precipitation of 11 cations (Ca2+, Cd2+, Co2+, Cr3+, Cu2+, Fe2+, Fe3+, Mn2+, Ni2+, Pb2+ and Zn2+) with 4 sodium carboxylates (heptanoate, octanoate, nonanoate and decanoate). Before characterization, a chemical analyse and XRD were performed on each solid to determine their natures. The superimposing of solubility curves gives a tool allowing predicting the feasibility of a separation from a theoretical point of view. We studied the possibility to separate nickel and cadmium using sodium decanoate. This mixture corresponds to a real industrial problem (leaching of nickel/cadmium batteries). Precipitation was performed on synthetics solutions then on a real leaching. Another reagent was also studied: calcium décanoate which are solid at room temperature


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