Elimination des mértaux lourds de l'acide phosphorique par un procédé membranaire
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Date
2013
Authors
MECIBAH Wahiba
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Abstract
L’acide phosphorique est classé en second lieu dans la production mondiale des
acides après l’acide sulfurique. Il est fabriqué par voie thermique ou par voie humide. Le
procédé par voie humide est le plus utilisé dans le monde. L’acide obtenu par cette voie est
chargé en diverses impuretés telles que : Cd2+, Mg2+, Pb2+, Cr3+. La présence de ces impuretés
conduit à procéder à des opérations de purification de l’acide très sévères. Parmi ces
impuretés métalliques, le cadmium est un élément prohibé.
Au cours de ce travail, nous avons mis en œuvre deux procédés pour l’élimination du
cadmium de l’acide phosphorique ; l’électrodialyse et l’électropermutation. Dans l’étude de
l’élimination du cadmium de l’acide phosphorique par électrodialyse nous avons utilisé une
cellule de laboratoire à quatre compartiments séparés alternativement par des membranes
échangeuses de cations et d’anions. L’influence de la densité de courant, le débit de
circulation, l’épaisseur du compartiment et la concentration initiale du cadmium sur
l’efficacité d’élimination du cadmium a été étudiée. Les résultats obtenus montrent que le
taux d’élimination du cadmium augmente avec la densité de courant et le débit de circulation
de la solution d’alimentation. L’optimisation des conditions opératoires d’électrodialyse a
conduit à un taux d’épuration égal à 31,41%.
L’association de l’électrodialyse à l’échange d’ions (électropermutation) a été testée
pour l’épuration de l’acide phosphorique. L’influence de la densité de courant, la nature de
membrane, la nature de résine, la concentration du cadmium, la nature et la concentration de
l’acide régénérant, la concentration de l’acide phosphorique, la durée d’électropermutation et
le débit de circulation de la solution sur l’efficacité du procédé a été également étudiée. Deux
modes de fonctionnement ont été étudiés : mode en circuit fermé et mode en circuit ouvert.
Les résultats obtenus ont montré qu’il est possible d’épurer à 70 % une solution
d’acide phosphorique à 28% contenant le cadmium par électropermutation. Nous avons
également étudié la purification d’une solution d’acide phosphorique contenant un mélange de
cations par électropermutation. La présence du fer et du magnésium à des concentrations
élevées influe sur l’éfficacité d’élimination du cadmium