Etude cinétique et modélisation du transfert de matière dans un procédé d'extraction par systèmes émulsionnés : Conception d'un contacteur

Kinetic study and mass transfer modelling in an emulsionned liquid membranes process : conception of contactor

• Auteur / Autrice : Jean-François Le Bon
• Direction : Dominique Pareau
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Génie des procédés
• Date : Soutenance en 2006
• Etablissement(s) : Châtenay-Malabry, Ecole centrale de Paris
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire de génie des procédés et matériaux (Gif-sur-Yvette, Essonne)

Mots clés

Mots clés contrôlés

Émulsions

Zinc

Extraction par solvant

Résumé

Nous avons étudié l’extraction du zinc en systèmes émulsionnés par deux extractants : l’acide di-(2-etylhexyl) phosphorique (D2EHPA) et le phosphate de tributyle (TBP). De larges effets d’extrémités ont pu être observés en extraction par systèmes émulsionnés, alors que ces effets sont faibles en extraction liquide-liquide, comme nous avons pu le vérifier dans la littérature et expérimentalement. Par conséquent, nous pouvons dire que la large extraction pendant la formation des gouttes est inhérente aux émulsions. La modélisation du transfert de matière pendant la formation et la montée de la goutte d’émulsion a alors été entreprise pour le système Zn/D2EHPA. Les modèles théoriques développés sont basés sur le transfert diffusionnel dans la phase continue de la colonne et sur la réaction interfaciale d’extraction. L’hypothèse faite, pour expliquer l’importance des effets d’extrémités en extraction par systèmes émulsionnés, est basée sur les propriétés rhéofluidifiantes des émulsions, qui occasionnent une différence de rigidité de l’interface de la goutte d’émulsion entre sa formation et sa montée dans la colonne. Cela engendrerait alors un changement du mécanisme réactionnel d’extraction. La présence d’effets d’extrémités, lors de l’extraction par systèmes émulsionnés, nous pousse à repenser la technologie actuellement utilisée dans ce type de procédés qui est celle de l’extraction liquide-liquide (colonnes). Pour ce faire, les modèles établis ont été écrits sous Aspen Custom Modeller, logiciel de simulation dynamique, qui permettra de simuler le fonctionnement d’un nouveau type de contacteur afin de mieux le concevoir.

Zn extraction by D2EHPA and TBP was studied with emulsionned Liquid Membranes. Compared with solvent extraction, the end effect take a major place during the emulsionned liquid membrane extraction. Indeed the large extraction during the drop formation is due to the emulsion properties. Mass transfer of the Zn/D2EHPA system has been modeled and our model is based on the external diffusion with an interfacial extraction reaction. To explain the importance of the “end effects” with the emulsionned membranes, the emulsion rheological properties were take in account, inducing a interfacial viscosity difference between the drop formation and the drop rise up.