Télécharger Rapport de stage PFE : Déshydratation Mécanique de Suspensions Minérales en Présence de Dispersants.

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Sujet : Déshydratation Mécanique de Suspensions Minérales en Présence de Dispersants.

Organisme : UTC. 

Ecole : UTC. 

Département/Option : Département Génie Chimique.

Résumé :

Ce travail de recherche constitue une contribution à l’optimisation du procédé de déshydratation mécanique des suspensions minérales en présence de dispersants par filtration/fluidification.

Les suspensions minérales faiblement concentrées sont filtrées sous différentes pressions à travers des membranes, le gâteau ainsi obtenu est lavé par l’eau puis par les dispersants chimiques, les essais de conductivité prouve que le passage des dispersants chimiques dans les perméats est très faible. La compression du gâteau après lavage permet d’augmenter sa siccité des gâteaux jusqu’à 20% la dernière étape du procédé consiste à mixer le gâteaux afin de le liquéfier, en parallèle, des bilans matière énergie sont aussi réalisées.

Une gamme d’études scientifiques a été conduite par la suite, afin de caractériser le produit fini : Rhéologie, analyses RMN, granulométrie, potentiel zêta, stabilité, turbidité …

Introduction général :

Le séchage de suspensions minérales est souvent coûteux en énergie. Il est préconisé de concentrer au maximum cette suspension par déshydratation mécanique pour minimiser les coûts de séchage consécutif par évaporation. Un procédé a été développé dans ce sens dans l’Equipe des Techniques Agro-industrielles (TAI) du laboratoire de Génie Chimique de l’UTC. Celui-ci combine une filtration-lavage-compression de suspensions minérales diluées en présence d’agents dispersants pour obtenir des gâteaux fluides et pulvérisables et un séchage par atomisation de ces derniers pour produire une poudre. Un programme de recherche est actuellement financé par l’ADEME afin de développer ce procédé en laboratoire puis à l’échelle industrielle. Il implique plusieurs acteurs industriels, Rhodia (producteur de silice), Millennium Chemicals (producteur de dioxyde de titane), Choquenet équipementier (filtre-presse) et SNF Floerger (producteur de flocculant/dispersant). Deux suspensions diluées (produits industriels) ont été étudiés : de la silice précipitée à 6% massique en matières sèches et du gel neutre de dioxyde de titane à 20-25% massique en matières sèches. Ce mémoire de MASTER, décliné en trois chapitres, fait état de l’avancement des travaux technologiques et scientifiques réalisés sur les étapes mécaniques du procédé précédemment cité qui ont pour but l’obtention de suspensions hautement concentrées à partir de ces deux suspensions diluées. Nous caractériserons aussi les suspensions concentrées obtenues.

Le Chapitre I débutera par un rappel de quelques notions sur la physicochimie des colloïdes. Il présentera ensuite les mécanismes de stabilisation/déstabilisation des colloïdes en suspension aqueuse, les dispersants habituellement utilisés ainsi que leur mode d’action. Un rappel des lois fondamentales de la filtration sera aussi présenté ainsi qu’une description du procédé de lavage. La dernière partie de ce chapitre portera sur le comportement rhéologique des suspensions minérales concentrées.

Le Chapitre II expose les moyens expérimentaux et les techniques analytiques mis en œuvre pour accomplir les investigations expérimentales.

Le Chapitre III est dédié aux résultats obtenus sur le procédé de filtration/lavage des suspensions minérales.

Enfin, la Conclusion Générale présente une récapitulation des principaux résultats obtenus.

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