Modèle thermodynamique moléculaire pour l'extraction de solvants d'acides minéraux par phosphate de tri-n-butyle (TBP)

L'élimination ou la récupération des acides par extraction par solvant est très pertinente pour le recyclage, le contrôle des processus et la décontamination des eaux usées, en particulier dans l'industrie hydrométallurgique. La construction et l'optimisation de tels processus bénéficieraient d'un modèle thermodynamique moléculaire capable de prédire les équilibres liquide-liquide. Les tentatives passées ont abouti à des modèles peu prédictifs. Par conséquent, une nouvelle approche a été suivie et démontrée pour l'extraction des acides minéraux (acides inorganiques) HNO3, HCl, H2SO4, H3PO4 et H3AsO4 par phosphate de tri-n-butyle (TBP). Le cadre semi-empirique OLI Mixed-Solvent Electrolyte (MSE) a été utilisé pour construire le modèle thermodynamique afin de calculer les équilibres liquide-liquide. Contrairement aux tentatives précédentes, ce cadre permet de décrire à la fois les phases aqueuse et organique dans un seul modèle, et il peut traiter avec précision le comportement non-idéal des solutions électrolytiques concentrées. Le meilleur accord entre les données de distribution calculées et expérimentales a été atteint en supposant que l'extraction des acides minéraux se produit via la protonation du TBP et la co-extraction des anions. À des concentrations d'acide très élevées, des molécules d'acide neutre sont également transférées à la phase organique. La grande précision du modèle thermodynamique pour tous les systèmes d'acides minéraux considérés dans cette étude indique que cette approche de modélisation des équilibres liquide-liquide est universelle. De plus, l'extraction des acides minéraux peut être prédite dans des systèmes acido-mélangés et des systèmes acide-sel qui n'ont pas été utilisés pour construire le modèle.