Thermohydrolyse de solutions d'aluminium III, conditions d'apparition de phases solides : caractérisations physico-chimiques des précipités

par Abdelkader Benyattou

Thèse de doctorat en Sciences. Sciences des matériaux et des surfaces

Sous la direction de Fernand Chassagneux.

Soutenue en 1994

à Lyon 1 .

Le jury était composé de Fernand Chassagneux.

mots clés

• Aluminium -- Composés
• Pyrolyse
• Hydrolyse

Résumé

La thermohydrolyyse, obention d'une phase solide par ebullition prolongee d'une solution initialement homogene, peut etre une technique interessante. Elle assure une bonne reproductibilite et limite la dispersion des proprietes texturales des solides obtenus. Des hydroxysulfates appartenant a la famille des alunites peuvent se former par thermohydrolyse de solutions de sulfate d'aluminium. L'influence de la composition des solutions a ete etudiee. Il est clairement etabli que l'alunite se forme en presence des cations na#+ ou nh#4#+ mais non pas en presence de li#+. Le rendement de precipitation croit lorsque les rapports so#4#2#-/al#3#+ avec (na#+ -o) et na#+ (ounh#4#+)al#3#+ augmentent. Une diminution rapide du ph apparait en meme temps que la temperature augmente: a l'ebullition le ph se stabilise pendant toute la duree de l'hydrolyse. L'utilisation des constantes d'hydrolyse et de complexation generalement admises, l'exploitation des spectres de la rnn de #2#7 al qui montrent le role du complexe al(h#2o)#5so#4#+, ont conduit a proposer un mecanisme dans lequel se forme d'abord l'anion al#3(h#2o)#8(os)#6(so#4)#2#-. Ensuite il se deshydrate et precipite avec l'alcalin, si ce dernier est suffisamment volumineux. La composition des solides obtenus depend etroitement de celle de la solution mere, la variation des parametres cristallins peut etre directement lies a la concentration des ions sodium de la solution. Par pyrolyse a l'air a environ 900c, les alubates conduisent a l'oxyde d'aluminium, al#2o#3 pour la natroalunite et al#2o#3 pour l'ammonialunite. La precipitation simultanee des ions mg#2s+ et al#3#+ par cette technique conduit a ph 12, a l'hydroxyde double mg#4al#2(08)#1#4, 3h#2o. Les conditions de synthese tres dures entrainent la formation de phases parasites. La modification du rapport al#3/mgh#2#+ entre 0,5 et 0,8

Titre traduit

Thermohydrolysis of aluminium iii solutions: conditions of preciputation. Physical and chemical caracterisation of solids

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