Présentation
Auteur(s)
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Gérard COTE : Ingénieur de l’École supérieure de physique et de chimie industrielles de Paris (ESPCI) - Docteur d’État ès sciences physiques - Directeur de recherche au CNRS - Professeur à l’ENSCP (École nationale supérieure de chimie de Paris)
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Lire l’articleINTRODUCTION
L‘extraction liquide-liquide est une technique de séparation largement utilisée à l’échelle industrielle, dans des domaines aussi variés que l’hydrométallurgie classique, l’industrie nucléaire, la pétrochimie, l’industrie pharmaceutique ou encore l’industrie agroalimentaire. Bien que le principe de cette technique soit relativement simple, les séparations qu’elle permet de réaliser sont en réalité le résultat de la conjonction d’un grand nombre de phénomènes physico-chimiques. Le but des trois articles qui suivent et qui sont fortement axés sur les aspects théoriques de l’extraction liquide-liquide est de sensibiliser le lecteur à l’existence de tels phénomènes physico-chimiques et de montrer comment il est possible d’en tirer profit pour optimiser une séparation.
Le fascicule Extraction liquide-liquide- Présentation générale le principe de la méthode ainsi qu’un certain nombre de définitions qui s’y rattachent, puis propose une classification des systèmes d’extraction avant d’aborder la question des contraintes imposées par un procédé industriel.
Le fascicule Extraction liquide-liquide- Bases physico-chimiques des procédés est centré sur les aspects thermodynamiques et cinétiques des transferts de matière entre deux phases liquides non miscibles.
Le fascicule Extraction liquide-liquide- Définition du procédé - Réactifs industriels, quant à lui, donne quelques éléments sur la définition d’un procédé d’extraction liquide-liquide, mais il est surtout consacré à la présentation des réactifs industriels disponibles pour formuler un solvant d’extraction.
Les fascicules suivants Extraction liquide-liquide- Modélisation des colonnes et Extraction liquide-liquide- Choix, calcul et conception des appareils concernent plus particulièrement les aspects pratiques, la mise en œuvre et le développement industriel. Enfin, le lecteur pourra consulter avec intérêt le fascicule Extraction par fluide supercritique qui est entièrement axé sur les séparations par extraction à l’aide de fluides supercritiques.
L'expertise technique et scientifique de référence
VERSIONS
- Version courante de juin 2017 par Gérard COTE
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Généralités4. Caractéristiques et contraintes d’un système industriel
L’extraction liquide-liquide assure généralement au moins l’une des trois fonctions suivantes : (i) séparation en deux groupes des solutés initialement présents dans un mélange complexe, (ii) concentration d’un soluté particulier ou, enfin, (iii) purification poussée d’un composé chimique donné. Industriellement, selon l’application envisagée, l’une de ces trois fonctions est déterminante. La mise en œuvre généralement la plus économique à l’échelle industrielle consiste à réaliser une extraction méthodique à contre-courant selon le schéma de principe de la figure 2, chacune des étapes comprenant plusieurs étages théoriques, et chacun des flux circulant en continu Transfert de matière- Extraction liquide-liquide. Les étapes principales d’un système typique d’extraction sont les suivantes :
a) l'extraction du soluté contenu dans la phase d’alimentation à l’aide d’un solvant approprié. En hydrométallurgie, la phase d’alimentation est systématiquement une solution aqueuse tandis que le solvant d’extraction est de nature organique. Par contre, en pétrochimie, la phase d’alimentation et le solvant d'extraction sont généralement tous les deux de nature organique. Enfin, dans le domaine des biotechnologies, on met souvent en œuvre deux phases de nature essentiellement aqueuse.
b) le lavage du solvant chargé de soluté. Cette opération permet de désextraire sélectivement certaines impuretés partiellement extractibles et donc d’améliorer la sélectivité du procédé.
c) la récupération des composés de l’extrait (solvant et soluté purs). En hydrométallurgie, cette opération est souvent réalisée par une nouvelle extraction liquide-liquide, avec une solution aqueuse contenant un réactif chimique permettant la désextraction du soluté et le recyclage du solvant. Le soluté de nouveau présent dans une phase aqueuse est...
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