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Etude comparative des propriétés d'adsorption de quelques micro--polluants sur les phosphates naturels et le charbon actif.

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par Noureddine BARKA
Université Ibn Zohr, Agadir - Diplome d'études supérieures appliquées de chimie 2004
  

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Introduction

L'utilisation des solides pour extraire certaines substances des solutions gazeuses ou liquides date des périodes bibliques. Ainsi, l'hydroxyapatite constituant la charpente poreuse sur laquelle est enrobé le carbone du noir animal utilisé depuis fort longtemps dans les procédés de décoloration et particulièrement dans la décoloration du jus de sucre [3,4]. Ce processus, connu comme adsorption, n'implique rien davantage que le transfert préférentiel des substances de la phase gazeuse ou liquide sur la surface d'un substrat solide. Aujourd'hui, le phénomène d'adsorption est devenu un outil utile pour la purification et la séparation de toute substance indésirable. Des modèles théoriques permettant de décrire ce phénomène sont largement décrits dans la littérature.

I. LES MATERIAUX ADSORBANTS I.1. Les phosphates naturels

Les phosphates naturels sédimentaires tiennent leur source des dépôts des excréments d'espèces marines sur fond océanique, généralement formés en zone côtière peu profonde. Les gisements exploités dans plusieurs parties du monde, se présentent avec des propriétés chimiques et physiques très contrastées, et les phosphates marocains sont de loin les plus importants aussi bien en quantité qu'en qualité [5].

I.1.1. Composition du minerai de phosphates naturels

Les phosphates naturels comportent une variabilité texturale et structurale suivant leurs origines. Le phosphore se trouve combiné sous différentes espèces minéralogiques dont la plus répondue, est la fluorapatite carbonatée cristallisée dans le système hexagonal. Cette apatite se trouve plus ou moins substituée associée à de multiples composés minéraux et organiques qui forment la gangue. Le tableau (I.1) ci-dessous donne la composition minéralogique des phosphates utilisés dans cette étude. Ils proviennent de la région de Khouribga.

Tableau I.1 : La composition minéralogique des phosphates de la région

de Khouribga (Maroc),[6

Elément

CaO

P2O5

F

CO2

Na2O

MgO

K2O

Al2o3

Fe2O3

SiO2

%
(masse)

52.70

33.60

4.30

4.00

0.66

0.28

0.05

0.45

0.20

1.20

La gangue peut être soit extérieure aux grains phosphatés (éxogangue), soit incluse dans les grains (endogangue). La taille, la nature, et la quantité de la gangue influencent fortement les propriétés de l'apatite phosphatée. Les minéraux les plus répondus sont :

· Les carbonates sous deux formes principales : la calcite CaCO3 et la dolomite Ca,Mg (CO3)2.

· Les minéraux siliceux sous différentes formes : quartz (SiO2), l'opale (SiO2, n 112O), et divers silicates d'alumine de fer et de magnésium.

· Les sulfates représentés par le gypse CaSO3, 2112O et l'anhydrite CaSO4.

· Le fer sous forme oxyde (Fe2O3) ou hydroxyde.

· Les matières carbonées généralement en faible abondance 0.1 % à 0.6 % résultant de la transformation des restes d'organismes vivant et de débris organiques divers enfuis au moment de la sédimentation phosphatée. Il s'agit de bitumes, d'acides humiques, fulviques, aminés....

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