L'invention concerne un procédé de traitement d'un effluent contenant des métaux, tel qu'un effluent provenant de l'industrie de l'extraction minière, en amont ou sur la boucle d'un traitement de biolixiviation.

En particulier, l'invention a pour objet un procédé de traitement d'effluent contenant des métaux, permettant de diminuer significativement et sélectivement la concentration en ions chlorures, et en ions métalliques, en particulier l'aluminium, indésirables pour un traitement ultérieur en biolixiviation de cet effluent.

Dans le secteur minier, le traitement hydrométallurgique est un moyen largement utilisé pour produire des métaux. Il consiste en la solubilisation des métaux par action d'un acide ou d'une base sur du minerai (lixiviation), puis en la purification de cette solution obtenue afin de séparer les différents métaux, et enfin l'électrolyse pour récupérer le métal sous sa forme métallique.

L'utilisation de certains micro-organismes pouvant réaliser l'étape de lixiviation a fait l'objet de recherches par le passé, dans un intérêt économique, d'une part, afin de diminuer les besoins d'acide/base et de mieux valoriser les minerais et, d'autre part, écologique. On parle alors de « biolixiviation », une technique industriellement mise en place au début du XXI ^eme siècle pour récupérer un métal de valeur comme le cuivre, l'uranium, le cobalt ou le zinc, ou un métal précieux comme l'or ou l'argent.

Les mines d'extraction peuvent être situées dans des régions où l'accès à l'eau est limité. L'industrie doit donc utiliser son eau en boucle fermée ce qui, par le biais de la lixiviation pratiquée depuis des dizaines d'années, a progressivement pollué ces faibles ressources avec des sels contenant des chlorures, des sulfates et des métaux, tels que, par exemple : cuivre, zinc, aluminium etc.

Pour pouvoir utiliser cette eau en biolixiviation, il est cependant primordial que le milieu soit adapté au bon développement des bactéries. Ainsi, il est nécessaire d'éliminer les éléments toxiques présents. Parmi les éléments indésirables, on compte l'aluminium dans la mesure où, s'il est présent en grande quantité, il peut fixer la totalité des phosphates, nutriment indispensable aux bactéries. En effet, lorsque les phosphates sont liés aux ions aluminium, ils ne sont plus suffisamment assimilables par les bactéries. Par ailleurs, les ions chlorures, qui ne sont pas assimilés par les bactéries, se concentrent et créent une pression osmotique forte sur la biomasse, pouvant provoquer leur lyse.

La biolixiviation étant une technique d'extraction des métaux relativement nouvelle, elle est encore peu documentée et en particulier en ce qui concerne d'éventuels traitement des effluents en amont de son utilisation (mise en conformité des effluents).

Ainsi, le fait de s'intéresser au recyclage des effluents pollués d'un site minier afin de les rendre compatible aux bactéries utilisées dans la biolixiviation, est en soi original.

On a maintenant trouvé que la combinaison de l'extraction des ions chlorures par extraction liquide-liquide, et de l'extraction des ions aluminium à partir de l'extrait issu de la ou des étape(s) d'extraction des ions chlorures, chacune de ces étapes pouvant éventuellement être effectuée à plusieurs reprises, permettait de diminuer significativement leur teneur, voire de les éliminer, rendant ainsi l'effluent purifié propre à être soumis à un traitement ultérieur de biolixiviation.

Le procédé selon l'invention a pour objet la diminution ou l'élimination des contaminants, sels ou métaux, qui rendent cet effluent impropre à un recyclage par des micro-organismes, et en particulier, de pouvoir réaliser cette diminution ou élimination de manière sélective et contrôlée, et se distingue ainsi de manière significative des procédés antérieurs, qui visent l'extraction des métaux en vue de la valorisation de l'effluent.

La demande WO 95/06004 décrit un procédé de traitement des boues, produites lors d'un traitement des eaux usées, en plusieurs étapes permettant d'extraire le fer ou l'aluminium provenant de coagulants ainsi que le phosphore dans le but de les valoriser, et de précipiter les métaux lourds pour les éliminer. Le procédé comprend une étape de dissolution des boues, puis une extraction liquide -liquide d'un métal (Fer ou Aluminium), puis une série de précipitation/filtration dans le but d'éliminer successivement des métaux lourds et le phosphore.

Le procédé de traitement boues pré-acidifiées provenant des eaux usées contenant des ions métalliques et de la matière organique est décrit dans la demande WO 95/06005. Ce procédé consiste en une oxydation de la matière organique présente, avant la récupération d'un métal (en particulier Fe ou Al) par extraction liquide-liquide.

La demande EP-76094 décrit le principe de l'extraction liquide-liquide appliqué au traitement des eaux usées, et la récupération de l'aluminium provenant d'une étape de coagulation par extraction liquide-liquide avec un mélange équimolaire de MEHPA/DEHPA à pH 3-4.

La récupération sélective d'ions aluminium à partir d'une solution comprenant du fer et de l'aluminium par extraction liquide-liquide est décrite dans WO 2008/141423.

La demande US 2007/169587 décrit un procédé pour améliorer la biolixiviation dans le domaine de l'hydrométallurgie, qui a pour objet la récupération des métaux dans un effluent et qui comprend une étape de traitement du raffinât issu de lignes de productions de métaux. Cette demande ne donne aucune indication précise sur les conditions de réaction à mettre en œuvre pour éliminer les inhibiteurs de biolixiviation, en particulier les chlorures et l'aluminium.

La demande US 2004/17991 décrit un procédé de co-extraction d'halogénures et de sulfates à partir d'un effluent de production de métaux par extraction liquide/liquide. Ce procédé ne permet pas la diminution sélective des chlorures.

Ainsi, bien que l'extraction liquide-liquide d'ions aluminium ait été rapportée dans la littérature, elle avait pour but la valorisation du métal par sa récupération dans des boues de coagulation et des eaux usées, et non le prétraitement d'un effluent en vue de le rendre acceptable pour son utilisation ultérieure. De plus, la combinaison de deux étapes d'extraction (extraction des chlorures suivie de l'extraction de l'aluminium), en particulier par extraction liquide-liquide, pour le prétraitement d'une eau destinée à la biolixiviation, n'est nullement décrite ni suggérée dans la littérature.

L'invention concerne donc un procédé de traitement d'un effluent contenant des métaux, comprenant :

- au moins une étape d'extraction des ions chlorures présents dans l'effluent, sous forme de complexes métalliques, par extraction liquide-liquide en présence d'un agent d'extraction, dans laquelle au moins un métal intervenant dans la réaction de complexation est présent dans la composition initiale dudit effluent ou y est ajouté en quantité au moins stœchiométrique par rapport à la quantité d'ions chlorures, et

- au moins une étape d'extraction de l'aluminium présent dans le raffinât issu de la ou des étape(s) d'extraction des ions chlorures.

Selon l'invention, l'extraction des ions chlorures présents dans l'effluent comprend leur complexation avec des métaux susceptibles de former des complexes neutres avec eux, tels que, par exemple, les ions Zn ²⁺ , Fe ³⁺ , Cu ²⁺ , ln ³⁺ . Ces métaux peuvent être présents dans la composition initiale de l'effluent à traiter, ou, alternativement, y être ajoutés, par exemple sous forme de poudre de sels métalliques (ex : ZnS0 ₄ , CuS0 ₄ ) ou de solution de sels métalliques, afin d'obtenir qu'ils soient présents à raison d'au moins la quantité stœchiométrique par rapport aux ions chlorures, selon les réactions de complexation.

Les réactions de complexation des ions chlorures avec les métaux peuvent être représentées par l'équation suivante :

M ⁿ⁺ + n Cl→ M Cl _n

dans laquelle M représente le métal formant le complexe avec les chlorures et n est un nombre entier de 1 à 3, de préférence 2 ou 3.

De préférence, la quantité de métaux dans la ou les étapes(s) d'extraction des chlorures est égale à 1 ou 1 ,5 fois la stœchiométrie de la réaction de complexation des chlorures. Avantageusement, la présence des métaux en cette quantité permet de contrôler la diminution des chlorures dans l'effluent.

La concentration en chlorures ou en métaux dans l'effluent à traiter peut être mesurée par des méthodes d'analyse usuelles. On peut citer, par exemple, la chromatographie ionique ou le dosage argentimétrique.

L'agent d'extraction peut être mis en œuvre seul en tant que phase organique, ou, alternativement en mélange avec un diluant organique. Le mélange d'un agent d'extraction (composé actif) et d'un diluant organique (composé inerte) est dénommé « solvant organique ».

Avantageusement, le procédé selon l'invention est mis en œuvre en continu.

Le procédé selon l'invention peut comprendre, en outre, au moins une étape communément appelée « désextraction » permettant la récupération de l'élément extrait et/ou la régénération de l'agent d'extraction ou du solvant organique à partir de l'extrait issu de la ou des étapes d'extraction mentionnées ci-dessus.

Cette étape peut être effectuée par mise en contact de l'extrait contenant l'agent d'extraction et l'élément extrait avec un solvant aqueux adéquat, suivie d'une séparation liquide-liquide par des moyens usuels, tels que décantation, centrifugation etc.

La désextraction des complexes chlorés de zinc et fer formés avec le TOPO (Cyanex 921 ^® ) est rapportée, par exemple, dans El Dessouky S.l et al., Chemical Engineering and Processing: Process Intensification, Volume 47, 2, 2008, p.177-183.

La désextraction de l'aluminium, après extraction par le DEHPA par

HCI 0,5M est rapportée dans P.N.Phalke et al., Séparations technology 6 , 1996, 247-251.

Le principe du procédé selon l'invention est représenté schématiquement, selon un des ses aspects, sur la Figure 1.

Le diluant organique peut être choisi parmi les diluants organiques habituellement utilisés dans le domaine technique. On utilisera, par exemple, un diluant organique choisi parmi les hydrocarbures aliphatiques saturés ou insaturés, les hydrocarbures aromatiques, les alcools, les cétones, les acides, les éthers, les éthers de glycol, les solvants oxygénés tels que le diméthyl formamide ou le diméthylsulfoxyde etc., et leurs mélanges. Un diluant adapté aux fins de l'extraction peut, par exemple, être choisi parmi les hydrocarbures aliphatiques saturé ou insaturés.

L'agent d'extraction utilisé dans la ou les étape(s) d'extraction des ions chlorures peut être formé d'un seul type de composé actif ou d'un mélange de composés actifs. L'agent d'extraction est choisi, par exemple, parmi les oxydes de trialkylphosphine et leurs mélanges, et les esters d'acide phosphonique.

Par « mélanges d'oxydes de trialkylphosphines », on entend, par exemple, les mélanges de composés de formules R ₃ P=0, R ₂ R'P=0, RR' ₂ P=0, R' ₃ P=O avec R=CH ₃ (CH ₂ ) ₇ et R'=CH ₃ (CH ₂ ) ₅ .

On peut utiliser, en particulier l'oxyde de tri-octylphosphine (TOPO), les mélanges d'oxydes d'octylphosphine et d'hexylphosphine tertiaires, le tri-n- butylphosphate (TBP) et le di-butyl butylphosphonate (DBBP).

Des conditions préférées de la ou des étape(s) d'extraction des ions chlorures peuvent être choisies parmi les suivantes :

- le rapport volumique phase aqueuse/phase organique A/O est compris entre 1 ,6 et 3,5 ;

- la concentration de l'agent d'extraction dans le solvant organique est de 0,2 à 1 M.

- la température lors de la mise en contact de l'effluent brut avec l'agent d'extraction et le solvant organique (mélange réactionnel) est de 30°C à 55°C ;

- le pH du mélange réactionnel est inférieur ou égal à 2,5.

L'extraction des chlorures selon le procédé de l'invention peut être effectuée en un étage d'extraction ou plus, notamment en deux ou trois étages d'extraction.

L'extraction liquide-liquide des chlorures présente l'avantage d'être sélective, ce qui permet de traiter des flux contenant une grande quantité de sels. Par « extraction sélective », on entend que l'extraction permet d'extraire les chlorures sans extraire simultanément d'autres types d'ions associés, comme par exemple, les nitrates ou les sulfates.

Le cas échéant, la récupération de l'élément extrait et/ou la régénération de l'agent d'extraction comprend la mise en contact de l'extrait organique contenant les ions chlorures complexés avec de l'eau déminéralisée neutre ou légèrement acide, puis par séparation liquide-liquide par des moyens usuels tels que décantation, centrifugation, séparation par membrane sélective etc.. L'eau contenant les chlorures sera, par la suite, traitée et éventuellement valorisée, tandis que l'agent d'extraction pourra être réinjecté pour une nouvelle étape d'extraction.

La récupération de l'élément extrait, et/ou la régénération de l'agent d'extraction selon le procédé de l'invention peut être effectué en un étage d'extraction ou plus, notamment en deux ou trois étages d'extraction.

La ou les étape(s) d'extraction de l'aluminium dans le raffinât issu de la ou des étape(s) d'extraction des ions chlorures est, de préférence, effectuée par extraction liquide-liquide en présence d'un agent d'extraction, utilisé seul ou en mélange avec un diluant organique tel que décrit plus haut.

L'extraction liquide-liquide lors de chacune des étapes d'extraction du procédé selon l'invention présente l'avantage d'être sélective, ce qui permet de traiter des flux contenant une grande quantité de sels.

D'autres procédés d'extraction de l'aluminium peuvent néanmoins être envisagés lors de cette étape, comme l'utilisation de résines échangeuses d'ions.

L'agent d'extraction est, de préférence, choisi parmi les acides phosphoriques, en particulier l'acide mono-(2-éthylhexyl) phosphorique (MEHPA), l'acide di(2-éthylhexyl) phosphorique(DEHPA) et leurs mélanges.

Des conditions préférées de la ou des étape(s) d'extraction de l'aluminium à partir du raffinât issu de la ou des étape(s) d'extraction des ions chlorures peuvent être choisies parmi les suivantes :

- le rapport volumique phase aqueuse /phase organique A/O est de 1 à 2 ; - la concentration de l'agent d'extraction dans le solvant organique est de 0,8 à 2M, soit environ 25 à 55%, exprimé en % volumique ;

- la température lors de lors de la mise en contact de l'effluent sans chlorures avec l'agent d'extraction et le solvant organique (mélange réactionnel) est de 25°C à 40°C .

- le pH du mélange réactionnel est inférieur ou égal à 2,5.

Avantageusement, lorsque le pH est inférieur à 2, la sélectivité vis-à- vis de l'aluminium par rapport autres métaux présents (Zn ²⁺ , Mn ²⁺ ) est accrue. De plus, la correction par rapport au pH de l'effluent à traiter est limitée.

L'extraction de l'aluminium selon le procédé de l'invention peut être effectuée en un étage d'extraction ou plus, notamment en deux ou trois étages d'extraction.

Le cas échéant, la récupération de l'élément extrait, et/ou la régénération de l'agent d'extraction comprend la mise en contact de l'extrait organique contenant l'aluminium avec un acide fort, par exemple l'acide sulfurique.

La récupération de l'élément extrait, et/ou la régénération de l'agent d'extraction selon le procédé de l'invention peut être effectué en un étage d'extraction ou plus, notamment en deux ou trois étages d'extraction.

Le procédé selon l'invention est représenté schématiquement, selon une des ses variantes, sur la Figure 2.

Des conditions de réalisation préférentielles du procédé selon l'invention sont, par exemple, les suivantes :

Extraction des chlorures a) Extraction

L'effluent brut est mis en contact avec l'agent d'extraction dans le diluant organique, éventuellement additionné d'un alcool. Un agent d'extraction préféré est l'oxyde de tri-octylphosphine (TOPO), utilisé de préférence à une concentration comprise entre 0,2M et 1 M, de préférence entre 0,23M et 0,5M. Si nécessaire, en fonction de la concentration en chlorures de l'effluent, au moins un métal susceptible de former des complexes avec les ions chlorures peut être ajouté à l'effluent brut en quantité au moins stœchiométhque par rapport aux ions chlorures, selon les réactions de complexation.

Un diluant organique préféré est le dodécane, éventuellement additionné d'octanol.

Le mélange est soumis à une agitation violente pendant une durée de 30sec à 3min, de préférence moins d'une minute, à une température telle que l'agent d'extraction ne cristallise pas, par exemple de 30°C à 55°C dans le cas du TOPO.

Le pH du mélange peut être, par exemple, inférieur ou égal à 2,5, de préférence 2.

Le rapport des débits aqueux/organiques est, de préférence, de1 ,6 à 3,5.

L'extraction des chlorures selon le procédé de l'invention peut être réalisé à l'aide d'au moins un étage d'extraction.

La séparation liquide-liquide peut être effectuée par des moyens usuels, tels que décantation, centrifugation etc.

Lorsqu'on utilise la décantation, on peut, le cas échéant, mettre en œuvre un modificateur (par exemple l'octanol) ou des grilles de coalescence, hydrophobe ou hydrophile, pour améliorer la séparation des phases.

On récupère ensuite l'effluent aqueux (raffinât) débarrassé des chlorures. b) Désextraction

L'extrait chargé en complexe de chlorure métallique (chlorure de zinc par exemple) peut être mis en contact avec de l'eau déminéralisée ou légèrement acide, sous agitation, pendant une durée inférieure ou égale à 1 min, à une température supérieure à environ 30°C.

Le rapport des débits aqueux/organiques est, de préférence, de 0,5 à 1. La séparation liquide-liquide peut être effectuée par des moyens usuels, tels que décantation, centrifugation etc.

L'eau contenant les chlorures sera par la suite traitée et éventuellement valorisée.

L'extrait organique recyclé peut être réinjecté dans l'étape de contact avec l'effluent brut.

Extraction de l'aluminium a) Extraction

L'effluent sans chlorure (raffinât) est mis en contact avec l'agent dans le diluant organique, éventuellement additionné d'un alcool. Un solvant organique préféré comprend un mélange de MEHPA et DEHPA (agent d'extraction) dans du dodécane éventuellement additionné d'octanol (diluant organique) dans les proportions suivantes : 1 1 ,25% MEHPA + 13,75% DEHPA+ 75% dodécane, exprimé en %volumique, avec un ajout possible d'octanol. La concentration en MEHPA est de préférence de 1 1 ,25 à 22,5% et en DEHPA de13,75 à 27,5%, exprimée en %volumique.

Le mélange est soumis à une agitation violente pendant une durée de 30sec à 3min à une température de 25°C à 40°C.

Le pH du mélange peut être, par exemple compris entre 1 et 2, de préférence inférieur à 2, et peut être régulé de manière à neutraliser l'acidité libéré par le solvant afin d'améliorer la sélectivité.

Le rapport des débits aqueux/organiques est, de préférence, de 1 à 2.

La séparation liquide-liquide peut être effectuée par des moyens usuels, tels que décantation, centrifugation etc.

En cas de décantation, dont la durée peut être de l'ordre de 2 min, on peut, le cas échéant, mettre l'agent d'extraction (MEHPA+DEHPA) sous forme suffisamment dilué dans le dodécane pour avoir une viscosité faible et ainsi décanter facilement à température ambiante ou en chauffant légèrement, par exemple 30 à 40°C. On récupère ensuite le raffinât débarrassé des chlorures et de l'aluminium pour utilisation en biolixiviation.

b) Désextraction

L'extrait chargé en aluminium peut être mis en contact avec un acide fort (acide sulfurique par exemple) fortement concentré (1 M à 3M), sous agitation violente, pendant une durée inférieure ou égale à 2 min, à une température ambiante ou légèrement plus élevée (30°C).

Le rapport des débits aqueux/organiques est, de préférence, de 1.

La séparation liquide-liquide peut être effectuée par des moyens usuels, tels que décantation, centrifugation etc.

La solution acide contenant l'aluminium pourra par la suite être traitée ou revalorisée.

L'extrait organique recyclé peut être réinjecté dans l'étape de contact avec l'effluent sans chlorures.

A titre illustratif, la mise en œuvre du procédé comprenant l'extraction des chlorures en un étage et leur désextraction en deux étages, puis l'extraction de l'aluminium en deux étages et sa désextraction en deux étages est représentée sur la Figure 3.

Avantageusement, chacune des étapes d'extraction des chlorures, de l'aluminium et/ou de l'agent d'extraction est effectuée par extraction liquide- liquide en un étage d'extraction ou plus, notamment en deux ou trois étages d'extraction.

Selon un aspect avantageux du procédé, la ou les étape(s) d'extraction des ions chlorures et/ou la ou les étape(s) d'extraction de l'aluminium présent dans le raffinât issu de la ou des étape(s) d'extraction des ions chlorures permet (permettent) également de co-extraire des ions métalliques présents, en particulier l'indium.

L'effluent aqueux purifié est susceptible d'être soumis à un traitement de biolixiviation mettant en œuvre des bactéries chémolithotrophiques, telles que celles de l'espèce Acidithiobacillus thiooxidans, notamment du type de celles décrites dans la demande US2007/0042482.

L'invention est illustrée, de manière non limitative, par les exemples suivants.

Exemple 1 : Extraction significative des chlorures par l'oxyde de tri- octylphosphine (Cvanex 921®)

Pour permettre de réutiliser l'eau de procédé sur l'étape de biolixiviation, on fixe comme concentrations finales à atteindre en chlorure et en aluminium des concentrations inférieures à 1g/L.

Les analyses en phase aqueuse ont été réalisées par chromatographie ionique selon la norme NF EN ISO 10304-1 pour les anions, et par ICP-AES selon la norme NFEN 11885 / MO-176 pour les cations (après minéralisation selon MO-0280). Le fer a été analysé par colorimétrie. Les concentrations en phase organique sont calculées à partir des volumes mesurés et des résultats des analyses en phase aqueuse.

Définitions des grandeurs utilisées :

% extraction de X =

finale

PhOR

Coefficient de distribution K _D de X =

La composition de la solution initiale est donnée dans le tableau 1 ci- Tableau 1

Conditions expérimentales :

- Température = 35°C,

- Rapport volumique phase aqueuse /phase organique A/O=1 ,6 (Vaqueux=100mL, Vorga=60mL),

- [Cyanex 921®]=0,5M dans du n-dodécane

On agite dans un bêcher (400 à 500rpm) pendant 20 à 35min, puis le mélange est décanté dans une ampoule à décanter pendant 2h. Différents pH initiaux ont été testés par ajout de H2SO4.

Les pourcentages d'extraction des ions chlorures et d'ions métalliques (Zn ²⁺ , ln ³⁺ , Fe ²⁺ + Fe ³⁺ , Al ³⁺ ) ainsi que les coefficients de distributions K _D sont donnés dans le tableau 2 ci-dessous :

Tableau 2

Les résultats montrent un abattement significatif des chlorures. Cet abattement des chlorures est également sélectif car les sulfates et les nitrates ne sont pas extraits.

Exemple 2 : Extraction significative des chlorures par l'oxyde de tri- octylphosphine (Cvanex 921®)

On utilise la même solution A que dans l'exemple 1.

Conditions expérimentales :

- Température = 35°C,

- Rapport volumique phase aqueuse /phase organique A/O=1,6 (Vaqueux=100ml_, Vorga=60ml_),

- [Cyanex 921®]=0,5M dans du n-dodécane

L'extraction est réalisée en 3 étages (deux étapes d'extraction successives) dans les conditions indiquées dans le tableau 3 ci-dessous.

Les concentrations en ions chlorures et en ions métalliques (Zn ²⁺ ln ³⁺ ) ainsi que les coefficients de distributions Ko sont donnés dans le tableau 3:

Tableau 3

Les résultats montrent que plusieurs étapes de contact permettent d'obtenir un abattement quantitatif des chlorures.

Les constructions MacCabe et Thiele à un et deux étages pour le ratio O/A=0,6 et un pH=0,84 sont représentées sur la Figure 4. La droite opératoire A/O en pointillés (symbole ---) représente l'extraction des chlorures avec une concentration en chlorures de départ de 7g/l en un étage d'extraction avec un ratio A/O de 1 ,6 : elle montre une concentration résiduelle en chlorures dans la phase aqueuse de 1 ,5g/l.

La droite opératoire en trait discontinu (symbole— .— ) représente l'extraction des chlorures avec une concentration en chlorures de départ de 7g/l en deux étages d'extraction avec un ratio A/O de 1 ,6 : elle montre une concentration résiduelle en chlorures dans la phase aqueuse de 0,5g/l.

A partir d'essais laboratoire, on peut établir la courbe d'équilibre en trait continu permettant de prévoir pour un système donné (c'est-à-dire pour un ratio A/O, une concentration en chlorures en entrée et un nombre d'étages imposé) la concentration finale en chlorures dans le raffinât.

Exemple 3 : Extraction des chlorures par l'oxyde de tri-octylphosphine (Cvanex 921 ^® ) et de l'aluminium par un mélange de MEHPA/DEHPA

La composition de la solution initiale est donnée dans le tableau 4 ci- dessous :

Tableau 4

1 ) Extraction des chlorures

Conditions expérimentales :

- Température = 35°C,

- Rapport volumique phase aqueuse /phase organique A/0=2,5 (Vaqueux=100ml_, Vorga=40mL),

- [Cyanex 921 ^® ]=0,5M dans du n-dodécane

On agite dans un bêcher) pendant 18min, puis le mélange est décanté dans une ampoule à décanter pendant 29 min. Différents pH initiaux ont été testés par ajout de H2SO4.

Les pourcentages d'extraction des ions chlorures et d'ions métalliques (Zn ²⁺ , ln ³⁺ , Fe ²⁺ +Fe ³⁺ , Al ³⁺ ) ainsi que les coefficients de distributions KD sont donnés dans le tableau 5 ci-dessous :

Tableau 5

Les résultats montrent que les chlorures sont abattus de façon moins significative que dans l'exemple 1 mais que l'extraction des chlorures reste sélective (pas d'extraction des nitrates et des sulfates).

2) Extraction de l'aluminium

Dans cette seconde étape, on utilise l'effluent C dont la composition est donnée dans le tableau 6, ci-dessous, ayant une composition proche de celle de l'effluent B sortant de l'étape 1 (faible concentration en chlorures). Tableau 6

Les pourcentages d'extraction de l'aluminium ainsi que d'autres ions métalliques (Cu ²⁺ _, Zn ²⁺ _, Mn ²⁺ _, ln ³⁺ ) et les coefficients de distribution K _D sont donnés dans le tableau 7 ci-dessous :

Tableau 7

Les résultats montrent que dans les 3 conditions testées (solution C), on obtient une extraction de l'aluminium entre 68% et 85% avec un mélange équimolaire de MEHPA/DEHPA dans du n-dodécane en un seul contact avec un rapport A/O de 1 (100mL de chaque phase). Les phases sont agitées à 500 tours/min dans un bêcher pendant 24min, puis décantent dans une ampoule à décanter pendant 22min. Les résultats montrent qu'en un seul contact on peut abattre significativement l'aluminium tout en restant assez sélectif par rapport aux autres ions métalliques (mis à part l'indium totalement co-extrait).

En effectuant l'extraction en un unique étage dans les conditions détaillées précédemment, on ne peut obtenir une concentration résiduelle en aluminium inférieure à 1g/L. La mise en œuvre d'un second étage d'extraction permettrait d'atteindre cette valeur.

Exemple 4 : influence du dopage en métaux pour l'extraction des chlorures

Conditions expérimentales :

- Température 35°C

- Rapport volumique phase organique/phase aqueuse = 0,6

- [Cyanex 921]=0,5M dans du n-dodécane.

La composition de l'effluent réel est donnée dans le tableau 8 ci- dessous, avant et après dopage en zinc.

La quantité de zinc ajoutée lors du dopage est de 9,1 g/L

(stœchiométrie ZnCI ₂ ).

Tableau 8

Les pourcentages d'extraction et les coefficients de distributions Kd sont donnés dans le tableau 9 ci-après.

Tableau 9

Les résultats montrent l'augmentation significative du coefficient d'extraction par le dopage en zinc. Celui-ci permet d'augmenter l'extraction des chlorures de 14% à 50%.

On note également que :

- l'extraction du zinc diminue en pourcentage, mais pas en valeur absolue, ceci étant dû à sa présence en quantité 30 fois supérieure à la quantité présente dans la solution C initiale non dopée en zinc ;

- les extractions du fer et de l'indium diminuent, dû à une préférence pour la formation du complexe ZnC .