Précipitation Chimique De Phosphates En Lit Fluidisé : Évaluation Hydrodynamique, Thermodynamique, Cinétique Et Environnementale

Résumé: Les phosphates sont présents dans un grand nombre de domaines industriels ainsi que dans une grande variété de produits. La récupération et/ou l’élimination de phosphates sont parmi les opérations les plus complexes. L’influence très importante et combinée, des propriétés physico-chimiques des produits et l’hydrodynamique, cinétique et thermodynamique dans l’appareil utilisé rend extrêmement difficile la prédiction des caractéristiques de la précipitation chimique des phosphates et, a fortiori, l’optimisation du procédé. Selon la nature et la complexité des phénomènes envisagés, nous avons développé trois parties différentes. Dans la première partie, nous avons adopté une démarche expérimentale pour optimiser l’efficacité de la précipitation chimique de phosphates de calcium en utilisant de la solution synthétique dans un réacteur à lit fluidisé. Différents paramètres ont été optimisés pour une gamme de conditions réalistes relatives à la précipitation chimique des phosphates (vitesse superficielle du fluide (Uf), [PO4], [Ca(OH)2], diamètre moyen des particules porteuses (dp), masse des particules (M), le rapport molaire (Ca/P), la température de précipitation (T), type de réacteur, pH, …). Par ailleurs, à travers l’étude de différents paramètres influençant la précipitation chimique, différentes approches ont été réalisées pour la récupération des phosphates, notamment : hydrodynamique, thermodynamique, cinétique et environnementale. En se basant sur leur précipitation avec la chaux en lit fluidisé, à des conditions opératoires très précises, conduisant à un rendement de 100%. Dans la deuxième partie, l’idée centrale est d’évaluer l’effet des ondes ultrasonores sur la production de phosphates de calcium par précipitation chimique à l’aide de la chaux dans un système liquide solide. D’une part, à partir de l’étude de l’influence de la puissance ultrasonore sur l’efficacité de la récupération de phosphates de calcium, à savoir : le rendement et la conversion, et d’autre part, l’évaluation du comportement hydrodynamique de la précipitation chimique de phosphates à travers la détermination des différentes grandeurs hydrodynamiques. Ainsi que, les propriétés physicochimiques des particules de phosphates de calcium, notamment : la taille et la sphéricité, la densité et la distribution granulométrique. Pour ce fait, nous avons axé sur des différentes puissances de l’ultrason, et un ultrason de basses fréquences dans un domaine ultrasonore étendu de 0 à 130 Watts et une fréquence de 20 kHz a été combiné avec le même réacteur à lit fluidisé utilisé dans la première démarche. Par ailleurs, concernant l’influence des conditions opératoires sur les différentes couches des particules porteuses. Une évaluation hydrodynamique de la précipitation chimique des phosphates a été étudiée dans les mêmes conditions opératoires. En fonction de différents paramètres opératoires, les domaines d’occurrence des différents paramètres hydrodynamiques ont été donnés. La distribution granulométrique dans le lit des particules de sable enrobées a été déterminée. Dans la troisième partie, notre étude est consacrée sur les effets de l’enrobage des graines de céréales avec le phosphate de calcium en lit fluidisé comme un engrais sur le rendement en grain, le taux de germination, la vigueur des plants à la levée, afin d’augmenter la production des graines de céréales plus que la disponibilité des éléments minéraux et d’améliorer la production agricole et limiter l’utilisation des fertilisants minéraux. Les résultats obtenus ont montré que l’enrobage des graines de céréales est significativement plus performant que sans enrobage, et le taux de germination est plus grand de deux fois.

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