LA VALORISATION DU MINERALE ALUN

LES DIFFÉRENTS TYPES DE FLOCULANTS 

Les floculants peuvent être à base des produits chimiques ; produits naturels. C.1. Les floculants à base de produits chimiques . a/Sulfate d’Aluminium: Al2 (SO4 )3 18 H20 [5] Gamme de pH d’utilisation de 5,7 à 7,2 ; pH optimum Disponible sous différentes formes – Concassé morceaux de 10 cm de large et de 1 cm d’épaisseur – “ Resette ” granulométrie comprise entre 2 et 12 mm ou 3 et 35 mm – poudre, granulométrie courante de 0,1 à 3 mm – sous forme de solution aqueuse à 8,2% en Al203 La réaction en contact avec l’eau. Al2 (S04 ) 3 , 18 H2 0 Al3+ + 3S04 2- puis Al3+ + 3 H2 0 Al (0H)3 + 3H+ Floculant précipité b/Chlorure ferrique ( FeCl3 ) [5] Formule à l’état pur : FeCl3 Gamme de pH d’utilisation : 5,5 à 8,5 ; pH optimum 8 Pour le traitement des eaux, il est uniquement utilisé sous forme de solution aqueuse d’environ 592 g/l. (41 % en FeCl3 en poids) Voici sa réaction au contact avec l’eau. FeCl3 Fe+3 + 3Cl- puis Fe+3 + 3Cl-+3H2O Fe (OH)3 +3H+ +3ClFloculant précipité 17 c/Le WAC (PAC) (Water Aluminium Chloride) [5] (polychlorure d’aluminium basique formule brute : Aln (OH) mCl3n-m ) avec m/3n compris entre 0,45 et 0,60 Gamme de pH d’utilisation 6 à 7,5 ; pH optimum 6,5. Il se présente sous forme d’un liquide dont la teneur en Al203 est environ de 10% d/ Les aluns produits synthétiques : [9] Les aluns font partie de la famille : • d’une part, des sulfates doubles qui cristallisent avec 12 molécules d’eau de formule : M’ M »’ (SO4) 2 , 12H2O d.o +1 +3 Avec : d.o (le degré d’oxydation) M’ : cation monovalent (métaux alcalin) M »’ : Cation trivalent (métaux trivalent) Exemple : le sulfate double d’aluminium et de potassium dodécahydraté de formule : KAl (SO4 ) 2 ,12H20 Système cristallin : cubique Paramètre cristallin : a0=12, 15 Å Groupe spatial : T Pa3 6 h Position des atomes : Atomes d’Al+3 (4a) : x= 0 y= 0 z= 0 (+FC) Atomes de K+ : x=1/2 y=1/2 z=1/2 (+FC) Les autres atomes sont dans les positions 8c et 24d (position de wyckhoff) C.2Floculants végétaux [6] 18 Nous prenons par exemple le Moringa oléifera Fiche technique de Moringa oléifera : Famille :Moringaceae Genre : Moringa Espèce : oléifera Botanique : plante originaire d’inde, arbre multi usage Utilisation : utilisé pour purifier, clarifier l’eau Une étude a été déjà faite concernant la poudre de la plante Moringa oléifera comme floculant par JEAN ANTOINE et ALFRED ELELI en 1993 au Burkina Faso. Ils ont affirmé que la poudre de la plante Moringa oléifera seule ne semble pas pouvoir remplacer le SULFATE d’ALUMINE mais les deux coagulants ensemble paraissent très efficaces.

Floculants naturels minéraux

– Des argiles clarifiantes sont assez efficaces mais leur action est lente – Alun – Gypse CaSO4

PARTIE EXPERIMENTALE 

CONDITIONS EXPERIMENTALES DES ESSAIS DE FLOCULATION 

Les protocoles de floculation [5] La quantité de floculant à introduire est dictée par deux impératifs : 1) avoir un maximum de particule en précipité, 2) utiliser le minimum de floculant. Pour déterminer la dose optimale pour traiter l’eau, on effectue le « jar test ». Le protocole de floculation est le suivant : a) prendre des échantillons de l’eau à traiter b) y introduire des quantités croissantes de floculant dans chacun d’eux. On effectue le traitement selon le mode opératoire suivant : c) soumettre après l’introduction du floculant les solutions à une agitation rapide de 100 tours /min pendant 2 minutes. d) procéder à une agitation lente de 40 tours /mn pendant 20 minutes environ e) laisser la solution à se décanter pendant 15 minutes. f) déterminer la quantité optimale en évaluant pour quel échantillon la taille et le nombre de flocs sont maxima pour un minimum de floculant. Ceci s’effectue par : 1) une simple observation 2) des tests physico-chimiques (pH, turbidité, couleur….) 20 b- Les protocoles de mesures de la turbidité [5] Lorsqu’on obtient de l’eau décantée après floculation, on peut mesurer directement la turbidité à partir du turbidimètre : Turbidimètre: -HAC4 company -2100P Portable Turbimeter -P/N 46500-00 -Volts-9 -S/N 00110002 7085 -PATENT NUMER 1.197 and D336444 a) avant toutes les mesures, étalonner l’appareil au moyen de la solution étalon b) rincer la cuve turbidimétrie avec l’eau à analyser, la remplir avec précaution pour éviter la formation des bulles d’air. c) essuyer la cuve pour effacer toute trace de doigts d) effectuer la mesure en choisissant la bonne gamme. L’unité de mesure de la turbidité est le NTU (Nephelometric Turbidity Unit) Etalonnage de l’appareil : L’étalonnage de l’appareil utilise la solution étalon FORMAZIN qui est un produit fabriqué par HACH company (Allemagne) Il existe : – la solution étalon à turbidité <0,1 NTU ; – la solution étalon à turbidité 20 NTU ; – la solution étalon à turbidité 100 ; – la solution étalon à turbidité 800. c- Protocole de la mesure de la conductivité : [5] Mesurer directement sur l’appareil conductimètre 21 -Conductivity Meter LF538 (appareil à électrode) -WTW (Wissenschaftlich-Technische-Werkstatten) -82362 Weilheim Made in Germany Etalonnage de l’appareil on utilise la solution étalon à conductivité 1278 µS/cm à 20°C qui est un produit Prolabo. L’unité de mesure de la conductivité est le µS/cm Calibrage de l’appareil à la valeur de conductivité 1278 µS/cm d- Protocole de mesure de pH [5] On mesure directement à l’appareil pH –mètre : -pH Meter CG 840 (appareil à électrode) -Schott-Gerate Gmbh -TypCG840 Nr 294906 – 90-240V 50/60 Hz -2,5 VA Made in Germany Pour l’étalonnage de l’appareil :  on utilise la solution tampon à pH=7 ;  on utilise la solution tampon à pH=4 e- Les floculants utilisés On peut effectué des essais de traitement de l’eau, par floculation, du lac Mandroseza Antananarivo en utilisant divers types de floculants : 1. Floculant chimique: SULFATE D’ALUMINE Al2 (SO4 )3 ,18H2O Nature: produit chimique Origine: JIRAMA 2. Floculant chimique : SULFATE D’ALUMINE Al2 (SO4 )3 ,18H2O associé avec la chaux