Bibliographie & annexes
Présentation
En anglais
Auteur(s)
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Jean-Paul MOULIN : Ingénieur de l’École centrale Paris - Docteur ès sciences - Professeur de génie chimique à l’École centrale Paris
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Dominique PAREAU : Ingénieur de l’École centrale Paris - Docteur ès sciences - Professeur à l’École centrale Paris
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Mohammed RAKIB : Ingénieur de l’École centrale Paris - Docteur ès sciences - Chef de travaux à l’École centrale Paris
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Moncef STAMBOULI : Ingénieur de l’École centrale Paris - Docteur ès sciences - Chef de travaux à l’École centrale Paris
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Lire l’articleINTRODUCTION
L’extraction liquide-liquide est une opération qui fait intervenir le transfert de matière d’un soluté entre deux phases liquides non totalement miscibles entre elles.
Contrairement à la distillation, le soluté ne change pas d’état au cours de son transfert ; les phénomènes thermiques ne jouent donc, le plus souvent, qu’un rôle négligeable.
Considérons une solution binaire (A–B) que l’on doit séparer par extraction liquide-liquide : cette opération nécessite l’introduction d’un tiers corps C appelé solvant qui extrait préférentiellement l’un des deux constituants de la solution considérée, A par exemple. Après contact et séparation, on obtient deux phases : l’extrait, phase riche en solvant, enrichie en soluté transféré, et le raffinat, solution de départ, épuisée en soluté.
Ce mode de séparation a deux domaines principaux d’application : la grande industrie chimique organique d’une part, l’hydrométallurgie et l’industrie nucléaire d’autre part. L’extraction liquide-liquide permet, en effet, de séparer des composés de températures d’ébullition voisines (hydrocarbures aliphatiques ou benzéniques) grâce à leurs propriétés physico-chimiques différentes (la distillation, du fait des pressions de vapeur très voisines, exigerait un appareillage beaucoup plus important, donc plus coûteux).
Dans le cas de produits instables ou thermosensibles telle la pénicilline, l’extraction liquide-liquide permet des séparations rapides et non dégradantes. Enfin, l’hydrométallurgie est son domaine de prédilection : séparation de métaux en solution, traitement des combustibles nucléaires irradiés, concentration de solutions sans apport d’énergie trop important (contrairement à la distillation ou à l’évaporation).
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Extraction avec réaction chimique
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5. Extraction de mélanges multicomposants
La plupart des séparations et des purifications en hydrométallurgie font intervenir plusieurs composants extractibles. Nous distinguerons deux cas selon leurs concentrations. On qualifiera un constituant de majeur s’il est en concentration suffisante pour que sa présence modifie les paramètres d’équilibre des autres constituants. Il sera dit mineur dans le cas contraire.
5.1 Un seul constituant majeur
Lorsque un seul constituant est majeur, la résolution est relativement simple.
On détermine d’abord la répartition du constituant majeur selon les étages de l’installation par une construction de Ponchon-Savarit (ou de MacCabe et Thiele) classique. Puis, connaissant dans chaque étage la concentration du constituant majeur, on peut en déduire celle de chaque constituant mineur séparément si l’on dispose des données d’équilibre nécessaires (distribution de chaque constituant mineur en présence du constituant majeur) .
HAUT DE PAGE5.2 Plusieurs constituants majeurs
Lorsque plusieurs constituants sont majeurs, le problème est inextricable graphiquement. On doit avoir recours au calcul sur ordinateur.
L’extraction liquide-liquide, par son essence même, s’opère avec des systèmes très loin de l’idéalité au sens thermodynamique du terme. La prévision des équilibres liquide–liquide peut être obtenue par le traitement quantitatif des écarts à l’idéalité permettant...
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Extraction de mélanges multicomposants
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - PERRY (R.H.), GRENN (D.W.) - Perry’s Chemical Engineer’s Handbook (Manuel de génie chimique). - McGraw-Hill Companies, Inc., p. 2 240, 7e édition, 1997.
-
(2) - McCABE (W.L.), SMITH (J.C.), HARRIOT (P.) - Unit Operations In Chemical Engineering (Les opérations unitaires en génie chimique). - McGraw-Hill College Div., p. 1 088, 5e édition, 1993.
-
(3) - TREYBAL (R.E.) - Mass-transfer Operations (Opérations avec transfert de matière). - McGraw-Hill, New York, p. 784, 3e édition, 1980.
-
(4) - RYDBERG (J.), MUSIKAS (C.), CHOPPIN (G.R.) - Principles and Practices of Solvent Extraction (Principes et Pratiques de l’extraction par solvant). - Marcel Dekker Inc. 270 Madison Avenue, NY 10016, p. 584, 1992.
-
(5) - DANNUS (P.) - Modélisation physico-chimique de l’extraction de constituants inorganiques par des réactifs solvatants. - Thèse de Doctorat Université Paris VI, p. 284, 1991.
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