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RÉSUMÉ
Les résines échangeuses d’ions s’utilisent en adoucissement et déminéralisation d’eau, mais aussi dans un grand nombre d’autres applications, souvent en dehors du traitement de l’eau. Cet article présente divers procédés d’échange d’ions dans des domaines particuliers du traitement de l’eau ainsi que dans le traitement de nombreuses autres solutions dans de vastes secteurs de l’industrie alimentaire, chimique, pharmaceutique et hydrométallurgique.
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Ion exchange resins are used to soften and demineralize water, and also in various other applications, many of them outside water treatment. This article reviews ion exchange processes in specific areas of water purification and in the treatment of numerous other solutions in large areas of the food, pharmaceutical, chemical, and hydrometallurgical industries.
Auteur(s)
-
François de DARDEL : Ingénieur-chimiste de l’École polytechnique fédérale de Zürich - Ancien directeur technique chez Rohm and Haas à Paris, France
INTRODUCTION
Les principes de base de l’échange d’ions sont exposés dans l’article [J 2 783], et leur mise en œuvre dans l’article [J 2 784], qui décrit en particulier la construction des colonnes d’échange et les applications les plus courantes en traitement de l’eau : adoucissement, décarbonatation et déminéralisation qui ne sont donc pas traitées ici.
Bien que l’échange d’ions ait été initialement surtout utilisé en traitement d’eau, de nombreuses applications dans des industries diverses ont vu le jour dès les années 1950. Elles consomment aujourd’hui environ la moitié du volume de résines échangeuses d’ion produites. Nous examinons dans cet article tout d’abord quelques procédés spéciaux de traitement d’eau : dénitratation, production d’eau ultrapure pour l’industrie des semi-conducteurs et traitement de condensats. Dans une seconde partie, nous présentons un aperçu de procédés d’échange d’ions appliqués dans d’autres industries. La liste de ces applications n’est pas exhaustive.
Tous les procédés mentionnés ici sont mis en œuvre à l’échelle industrielle, utilisant parfois des volumes considérables de résine. Pour le traitement de jus sucrés ou l’hydrométallurgie de l’uranium, ces volumes peuvent atteindre des dizaines de mètres cubes de résine par colonne .
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MOTS-CLÉS
sucre Résines Industrie chimique Industrie alimentaire IIndustrie pharmaceutique Purification Récupération Séparation
KEYWORDS
sugar | resins | chemical industry | food industry | pharmaceutical industry | purification | recovery | separation
DOI (Digital Object Identifier)
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2. Applications de l’échange d’ions en dehors du traitement de l’eau
Le traitement de l’eau a longtemps été la principale application de l’échange d’ions. Aujourd’hui, les autres applications représentent environ la moitié du volume des résines produites. Nous passons en revue les applications les plus significatives. On trouve les types de résines utilisées dans le tableau 3 à la fin de cet article.
L’un des secteurs où l’échange d’ions est fort utile est celui de l’industrie alimentaire et en particulier la production de sucre.
2.1 Revue des opérations unitaires
Les opérations unitaires sont partiellement les mêmes qu’en traitement d’eau mais certaines sont spécifiques.
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C’est le remplacement d’un ion par un autre.
adoucissement, mais aussi élimination sélective de métaux par résine complexante, procédé Quentin (§ 2.2.5) ou désodation du lait.
La déminéralisation est le remplacement de tous les cations par des ions H+ et de tous les anions par des ions OH–.
Des acides organiques peuvent être produits à partir de leurs sels par passage sur une résine fortement acide sous forme H+. À l’inverse, on peut convertir un acide en sel.
la céphalosporine C est convertie en sel de potassium par passage sur une résine sous forme K+.
2.1.2 Extraction ou récupération
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Applications de l’échange d’ions en dehors du traitement de l’eau
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - ALEXANDRATOS (S.D.) - Ion-exchange resins : a retrospective from industrial and engineering. - Chemistry Research, Ind. Eng. Chem. Res., 48(1), p. 388-398 (2009).
-
(2) - HUBICKI (Z.), KOŁODYNSKA (D.) - Selective removal of heavy metal ions from waters and waste waters using ion exchange methods. - Ion Exchange Technologies, Prof. Ayben Kilislioglu (Éd.), ISBN : 9789535108368 (2013).
-
(3) - DARDEL (F. de) - Traitement de condensats et préparation d’eau ultrapure. - L’eau, l’industrie, les nuisances, 53, p. 67 (1981).
-
(4) - DARDEL (F. de) - Les résines échangeuses d’ions en traitement d’eau potable. - L’eau, l’industrie, les nuisances, 306, p. 127 (2007).
-
(5) - HAGEN (K.), HÖLL (W.), KRETZSCHMAR (W.) - The Carix process for removing nitrate, sulphate, and hardness from water. - Aqua, 5, p. 275 (1986).
-
...
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Wasser Berlin (Berlin, Allemagne) : Salon international de l’industrie de l’eau https://wasser-berlin-de
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IEX (Society of Chemical Industry, Cambridge, Royaume-Uni) : Congrès international de l’échange d’ions (tous les quatre ans) https://www.soci.org/news/separation-science/iex-2016-landing.page
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L’eau, l’industrie, les nuisances
Éditions Johanet, Paris http://www.revue-ein.com
Ultrapure (ex Ultrapure Water...
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