Rapport Stage TERbis

TERbis
943 rue Louis Pasteur
60700 Pont Sainte Maxence
Maître de stage : M Patrice DADAUX
RAPPORT DE STAGE
Mise au point de laboratoire et pré industrialisation
d'un procédé de valorisation de catalyseur usé.
Shahirul AHMAD HANAFIAH
IUT Besançon-Vesoul
Département Chimie
Stage effectué du 14 avril 2014 au 20 juin
2014
Tuteur : Rémy VIENNET

Shahirul AHMAD HANAFIAH IUT Besançon-Vesoul Département Chimie
Stage effectué à TERbis du 14 avril 2014 au 20 juin 2014 2 / 32
RÉSUMÉ
Mon stage s’est déroulé à Société de TERbis de Pont Sainte Maxence, pour la période
du 14 avril au 20 juin 2014.
Cette entreprise est spécialisé dans la domaine de la réhabilitation des sites et du
traitement de déchets. Les expériences et moyens inégalés de ses équipes sont à même de
régler au mieux toutes les problématiques de sites pollués et de traitement de déchets : depuis
l'arrêt de l'unité et le traitement complet de l’usine, jusqu’au réaménagement des terrains,
pouvant inclure toutes les étapes d'une opération clés en main.
Mon sujet de stage est la mise au point de laboratoire et pré industrialisation d'un
procédé de valorisation de catalyseur usé. Le catalyseur est riche en oxyde de fer(III), oxyde
de potassium, molybdate de potassium et oxyde de cérium(III). Il est nécessaire d'extraire ou
de séparer ces composants afin de valoriser séparément les composants de ce catalyseur usé.
Ces composants chimiques peuvent être séparés en lavant avec l'eau grâce à la
solubilité de l'oxyde et du molybdate de potassium. Ma mission a consisté à étudier des
influences de quelque paramètre sur lixiviation de ce catalyseur et de trouver les conditions
idéals pour que la lixiviation soit la plus rapide.
Pour ce faire, j’ai réalisé un programme d'essais de lixiviation du catalyseur en
étudiant l'influence des 3 paramètres : le rapport massique (la masse de catalyseur et la masse
de l'eau), la température de l'eau et la vitesse d'agitateur. J’ai participé à la recherche d’une
méthode de lixiviation qui soit la plus rapide et la plus efficace pour obtenir une solution très
concentrée (après lixiviation). Cette étude est mise après en application sur des quantités
importantes, à l'échelle industrielle. J’ai en parallèle participé à l’ensemble des activités
quotidiennes de l'entreprise, pour avoir une vision globale des travaux qui s’y déroulent.

REMERCIEMENT
Je remercie en premier lieu Monsieur Patrice DADAUX, ma maître de stage,
Directeur de projets de TERbis à Pont Sainte Maxence, pour l’accueil qu’il m’a offert dès
mon arrivé, ainsi que pour le temps et la confiance qu’il m’a accordé tout au long du stage.
Je tiens par ailleurs à remercier l’ensemble de l’équipe de TERbis et plus
particulièrement :
 Monsieur Michel PRENDELELOUP, Président de TERbis, de m’avoir accueilli
au sein de l’entreprise ;
 Monsieur Alexis ARTS, Directeur Technique, de m’avoir pleinement intégré au
sein du laboratoire ;
 Messieurs Jean Pierre, et Antoine, pour leurs coopérations, leurs profondes
sympathies et le chaleureux accueil qu’ils m’ont réservé, et parmi qui j’ai pu
évoluer et acquérir de l’autonomie au quotidien.
Je remercie également toute l’équipe pédagogique du département Chimie de l’Institut
Universitaire de Besançon-Vesoul pour leur enseignement qui permet réellement d’aboutir à
une intégration directe dans le monde professionnel. Entre autre, je souhaiterais spécialement
mentionner Monsieur Rémy VIENNET, mon enseignant tuteur, pour le suivi attentif du stage
qu’il a porté.

SOMMAIRE
RÉSUMÉ.................................................................................................................................... 2
REMERCIEMENT .................................................................................................................... 3
SOMMAIRE .............................................................................................................................. 4
LISTE DES ABREVATIONS ................................................................................................... 5
INTRODUCTION...................................................................................................................... 6
I. TERbis : Spécialiste de la réhabilitation des sites et du traitement des déchets................. 7
1) Qui est TERbis? .................................................................................................................. 7
2) Grand Projet ........................................................................................................................ 7
3) Objectifs.............................................................................................................................. 8
II. Méthode d'extraction .......................................................................................................... 9
1) Lixiviation........................................................................................................................... 9
2) Le catalyseur ....................................................................................................................... 9
3) Le processus de lixiviation................................................................................................ 11
4) Montage / appareil utilisé................................................................................................. 11
5) Le contrôle des résultats obtenus ...................................................................................... 12
III. Manipulation..................................................................................................................... 13
1) Théorie .............................................................................................................................. 13
2) Première Etude.................................................................................................................. 14
3) Deuxième Etude................................................................................................................ 16
4) Troisième Etude ................................................................................................................ 20
5) Carbonatation .................................................................................................................... 22
6) Etude Cinétique................................................................................................................. 22
7) Analyse par Absorption Atomique.................................................................................... 24
CONCLUSION ........................................................................................................................ 30
SOMMAIRE DE FIGURE....................................................................................................... 31
BIBLIOGRAPHIE ................................................................................................................... 32

LISTE DES ABREVATIONS
 IUT Institut Univesitaire de Technologie
 DUT Diplôme Universitaire de Technologie
 SAA Spectromètre d'Absorption Atomique
 AA Absorption Atomique
 Fe Fer
 K Potassium
 Ce Cérium
 Mo Molybdène

INTRODUCTION
Suite à l’obtention d’une bourse par le gouvernement de Malaisie pour étudier en
France, j’ai décidé de me tourner vers l’Institut Universitaire de Technologie de Besançon
afin de poursuivre mes études. Passionné par la chimie, cela me permettait d’enrichir mes
connaissances et compétences dans cette filière. Le Diplôme Universitaire de Technologie
m’ouvrait les portes de la vie active et me permettait aussi de continuer mes études. Je
pouvais donc commencer mon parcours avec une formation qui me semblait solide tant au
niveau des connaissances théoriques, indispensables à la compréhension, qu’au niveau
pratique, avec plusieurs heures de travaux pratiques encadrés.
Il est demandé dans mon parcours d’étudiant en IUT Chimie, d’effectuer un stage en
entreprise en fin de deuxième année afin de me familiariser au monde du travail et de mettre
en pratique les connaissances acquises depuis le début de mes études. J’ai effectué mon stage
vers TERbis à Pont Sainte Maxence.
Dans ce rapport, je vais commencer par une présentation de l’entreprise qui m’a
accueillie. Dans un second temps, je développerai une partie théorique sur la méthode de
lixiviation, en décrivant notamment les méthodes utilisées. Enfin, j’exposerai les résultats
obtenus à l’issue de ce stage.

I. TERbis : Spécialiste de la réhabilitation des sites et du
traitement des déchets.
1) Qui est TERbis?
Depuis plus de 25 ans, TERbis est un acteur de la Collecte et de la Valorisation de
déchets. En 2010, grâce au renfort de spécialistes, elle a réorienté ses activités vers la
réhabilitation des site et sols pollués. Le partenariat avec ce professionnel reconnu du monde
du déchet a aussi amené à cette société de repenser ses méthodes de travail. A la faveur de
cette réflexion, il permet à son client de proposer une gestion de problématique de traitements
de déchets, sous la forme d'une organisation en mode projet.
Spécialité dans le traitement déchets TERbis est résolument tourné vers la recherche de
solutions innovantes pour la satisfaction de ses clients. Unique en son genre de part son
savoir-faire accumulé, elle offre une solution globale et toujours adaptée au besoin spécifique
de chacun de ses clients dans le créneau écologique très pointu des sites pollués et des
déchets.
Son indépendance vis-à-vis de solutions toutes faites, ses moyens matériels et sa
capitalisation inégalée d’expériences des chantiers les plus problématiques et complexes des
15 dernières années, permettent aux équipes de Terbis de jouer un rôle capital de conseillé en
matière d'environnement. Terbis assure l'ensemble des travaux et du traitement des déchets
que nécessite une remise en état total des sites et/ou de préservation de l’environnement,
partout dans le monde.
2) Grand Projet
Parmi les nombreuses réalisations des équipes TERbis, certaines des plus prestigieuses
sont à noter :
• Dépollution de la plus grosse Usine à Gaz d'Europe à Gennevilliers,
• Traitement des déchets récupérés sur les plages du littoral Atlantique, à la suite du
naufrage du navire Erika à Donges, puis de ceux du Prestige près de Bordeaux,

• Dépollution des eaux et des boues, puis démantèlement du plus gros gazomètre
d'Europe à Alforville,
• Dépollution du site AZF à Toulouse,
• Décontamination et démantèlement de la zone impactée par des légionnelles du site
Noxoro à Harnes,
• Tri d'importantes et anciennes décharges brutes de déchets en mélange,
• Extinction et gestion de gros massif de pneus en combustion à Valenton et Colombe.
3) Objectifs
• Préserver l'avenir de la planète et de ceux qui y vivent en offrant la meilleure solution
possible à tous égards (sécurité, environnement, humain, économique, technique...),
quel que soit le site à réhabiliter et le type de déchets dangereux à éliminer,
• Assurer à son client et à ses éventuels conseils les meilleures solutions et garanties à
tous les égards : son challenge est de sans cesse satisfaire les besoins de ses clients
en apportant toutes les garanties de sécurité dans les opérations.

II. Méthode d'extraction
1) Lixiviation
Le mot lixiviation vient du mot latin lix/lixis qui veut dire cendre ; les cendres de bois de
chauffage étaient mélangées avec du linge et de l’eau bouillante pour faire la lessive du temps
des Romains (cf. aussi les bonnes vieilles lessiveuses de nos grand-mères avec leur cheminée)
et l’eau polluée qui résultait de l’opération s’appelait lixiviatus (eau sale produite par
l’opération). Les mots lixiviats (ou lessivats) et donc lixiviation n’ont pas été créés de toutes
pièces mais existent dans la langue courante depuis la période romaine.
Lixiviation est une méthode d'extraction de substance chimique par un solvant. Il existe
différents protocoles de lixiviation pour évaluer les caractéristiques d’un échantillon solide.
Dans notre cas, il s'agit d'une lixiviation à l’eau. Les espèces qui sont soluble vont se
dissoudre ou s'hydrolyser dans l'eau.
2) Le catalyseur
Dans ce catalyseur on a des produit chimiques qui sont Fe, Mo, Ce et K en forme de
composant oxyde comme suivant :
 Fe sous forme de = 55%
 K sous forme de = 5-7%
 Mo sous forme de K2MoO4 = 1,5%
 Ce sous forme de = 8-9%
Le K et le Mo sont tous les deux solubles dans l'eau. Les composants Fe et Ce restent
sous forme solide. La lixiviation permet donc de faire une séparation intéressante des
composés du catalyseur. En effet, le mélange fer cérium a des applications en métallurgie, et
le mélange molybdène potassium des utilisations en hydrométallurgie. La teneur en potassium
du mélange fer cérium doit être la plus basse possible (<0.5%) car le potassium est un fondant
des réfractaires des fours de métallurgie.

Lixiviation
 Fe, Ce (insoluble avec l'eau)
 Solide, noir
 Fe, Ce (insoluble avec l'eau)
 Solide, noir
 Mo, K (soluble avec l'eau)
 Solution verte
 Fe, Ce, Mo, K
 Solide, noir
Figure 1: Le lixiviation de catalyseur

3) Le processus de lixiviation
Le mode opératoire de la lixiviation du catalyseur est le suivant :
 Le solide (catalyseur) est pesé dans un bécher, à l’aide d’une balance.
 Une quantité pesée d'eau est ajoutée dans ce bécher. La quantité d'eau est
proportionnelle à la quantité de catalyseur.
 Le mélange est agité à l'aide d'un agitateur rotatif.
 La valeur de conductimètre est notée à intervalle de temps régulier comme la
conductivité de solution au début de lixiviation. C'est cette mesure qui permet de
suivre la réaction.
 L'agitation est maintenue jusqu'à ce que la valeur de la conductivité atteigne une
asymptote.
4) Montage / appareil utilisé
 Montage pour lixiviation
1. Bécher de 600mL
2. Agitateur rotatif
3. Conductimètre
4. Mélange de l'eau et catalyseur
2
3
4
1
Figure 2: Schéma de montage pour
lixiviation

5) Le contrôle des résultats obtenus
 Le SAA : Spectromètre d'Absorption Atomique
Cette technique d'analyse élémentaire est très sensible et largement utilisée pour analyser
plus de 70 éléments, parfois à l'état de trace. De nombreux appareils permettent de mettre en
œuvre l'une ou l'autre méthode.
Le spectromètre d'absorption atomique repose sur l'absorption par les éléments à l'état
atomique d'un rayonnement issu d'une lampe à cathode creuse ou à décharge. Compte tenu de
la nature discrète des niveaux d'énergie des atomes, la source lumineuse doit contenir
l'élément à analyser ; ainsi son spectre d'émission correspond exactement au spectre
d'absorption de l'élément à analyser. Autrement dit, les photons issus de la lampe remplissent
les conditions de résonance pour les atomes (cible) donc induisent des transitions
électroniques ce qui provoque l'absorption.
Figure 3: Principe de l'absorption atomique
La source de lumière délivre un rayonnement constitué des raies caractéristiques de
l’élément qui la compose donc de l’élément à analyser (voir § 1). Le fonctionnement de ce
type de lampe sera détaillé plus loin.
Le faisceau lumineux tombe ensuite sur une flamme ou un four en graphite dans lequel se
trouvent les atomes (cible). Malgré la température élevée, la très grande majorité de ceux-ci
sont restés à l’état fondamental. Sous l’effet du rayonnement et puisque la condition de
résonance est remplie, des atomes passent de l’état fondamental à un état excité ; une partie du
rayonnement est ainsi absorbé.
Source de
lumière
Flame Monochromateur Détecteur

Le monochromateur sert à sélectionner une bande de longueur d’onde ou d’énergie au
centre de laquelle se trouve la raie avec laquelle on veut travailler. Sa présence est
indispensable puisque l’on peut être amené à changer de raie caractéristique pour un même
élément ou à analyser un autre élément ; bien sûr, il faut, dans ce dernier cas, changer la
source lumineuse.
Compte tenu des longueurs d’onde et des énergies mises en jeu (voir Tableau 1), les
éléments principaux des monochromateurs sont des réseaux.
Enfin un détecteur, le plus souvent un tube photomultiplicateur, mesure l’intensité
transmise. On mesure l’intensité transmise avec échantillon, I, sans échantillon (solvant seul),
I0 et on définit les grandeurs suivantes :
la transmittance :
l'absorbance :
III. Manipulation
1) Théorie
Dans un premier temps, j’ai effectué des recherches sur chacun des composant
chimiques dans le catalyseur.
Elément Forme brut Masse molaire Danger
94,20 g/mol
 Irritant
 Eviter les
contact avec
la peau et les
yeux
 Hermétique.
Ne pas
transporter
avec des
aliments ni des
produits
alimentaires
Tableau 1: Recherches bibliographiques effectuées pour potassium

2) Première Etude
 Préparation
Le but de cette étude est de donner une première idée sur de condition initial qu'on va
utiliser pour le lixiviation et de voir l'influence d'évolution de conductivité. Les paramètres
initiaux sont :
 Rapport massique : Le rapport massique de catalyseur et celui de l'eau. En
premier temps on utilise le rapport de 50% et 150%.
 Température : La température initiale de l'eau. On veut savoir si ce
facteur pris en compte dans ce procédé. On démarre par
température de 15 et 70°C.
 Vitesse d'agitation : La vitesse de l'agitateur rotatoire au cours de lixiviation.
On teste avec la vitesse de 500 et 1000 tr/min
 Résultats
J'ai fait 8 essais avec différent paramètre et j'ai noté la valeur de conductivité maximale
pour chaque essai.
Essai
Rapport
Massique
Température
(°C)
Vitesse d'agitation
(tr/min)
Conductivité max
(mS/cm)
1 50% 15 500 127,5
2 100% 15 500 218,0
3 50% 70 500 135,3
4 100% 70 500 218,0
5 50% 15 1000 129,1
6 100% 15 1000 219,0
7 50% 70 1000 126,0
8 100% 70 1000 212,0
Tableau 2: Les essais de la première étude
On a fait l'étude de chimiométrie en utilisant ces données. Cette étude permettrait
d'estimer la réponse (la conductivité) en variant les 3 paramètres.

A B C AB BC AC ABC Réponse
1 -1 -1 -1 1 1 1 -1 127,5
2 1 -1 -1 -1 1 -1 1 218
3 -1 1 -1 -1 -1 1 1 135,3
4 1 1 -1 1 -1 -1 -1 218
5 -1 -1 1 1 -1 -1 1 129,1
6 1 -1 1 -1 -1 1 -1 219
7 -1 1 1 -1 1 -1 -1 126
8 1 1 1 1 1 1 1 212
Estimation 43,6375 -0,2875 -1,5875 -1,4625 -2,2375 0,3375 0,4875 173,1125
Tableau 4: Plan d'expérience
l'expression du modèle :
En adoptant ce modèle, on peut estimer la conductivité par rapport aux 3 paramètres.
Exemple:
Une estimation pour rapport massique de 62,5%; la température de 42,5°C; et la vitesse
d'agitation de 500 tr/min.
Facteur Valeur
Valeur pour
estimation
A 62,5% -0.5
B 42,5°C 0
C 500 tr/min -1
Tableau 5: les paramètres avec les valeurs d'estimation
On remplace les valeurs dans l'expression
Conductivité = ( ) ( ) ( ) ( ) ( )
( ) ( )
= 153,07 mS/cm
Facteur -1 1
A Rapport Massique 50% 100%
B Température 15°C 70°C
C Vitesse d'agitation 500 tr/min 1000 tr/min
Tableau 3: les paramètres d'estimation

3) Deuxième Etude
 Préparation
Cette fois, Je fais varier les 3 paramètres initiaux en ajoutant quelque condition sur le
rapport massique :
 10% : La quantité de l’eau est plus grande que du catalyseur.
 50% : 50-50 masse de catalyseur et de l'eau
 100% : la même masse entre catalyseur et de l'eau
 150% : la masse du catalyseur est plus importante que de l'eau
ici, j'ai fait 16 essais pour étudier l'évolution de conductivité :
Essai
vitesse de
l'agitateur
(tr/min)
température
de l'eau (°C)
Rapport
massique
(mp/me) %
1 500 16,8 50
2 500 15,5 100
3 500 16,5 150
4 500 16,5 10
5 500 68,8 50
6 500 68,0 100
7 500 65,3 10
8 500 70,3 150
9 1000 15,3 50
10 1000 15,9 100
11 1000 15,8 10
12 1000 15,8 150
13 1000 70,0 50
14 1000 70,0 100
15 1000 70,0 10
16 1000 70,0 150
Tableau 6: Les essais de la deuxième étude

 Résultats
- Rapport Massique
Figure 4: La courbe d'influence de rapport massique
Si on voir sur la conductivité de solution, la valeur le plus important est celle qui du
rapport massique de 150% et au niveau de la vitesse de saturation, on prend le temps le plus
court, plus rapide avec 150% de rapport massique.
Je peux conclure que l'on peut choisir ce paramètre (rapport massique de 150%) afin de
gagner un plus de temps. En plus de point vue économique, on minimise l'utilisation de l'eau.
0
50
100
150
200
250
0 10 20 30 40 50 60 70
Conductivité(mS/cm)
Temps (min)
Influence du rapport massique (mproduit/meau) sur
la conductivité de KOH
10% 50% 100% 150%
12 min
22 min
38 min
17 min

- Température
Figure 5: La courbe d'influence de température pour rapport massique de 150%
Si on regarde sur les deux premières figures (cf. annexe page 1) On peut conclure que
quand on utilise l'eau chaude, la conductivité est plus élevée que celle de l'eau froide.
Contrairement, les deux autres figures (cf. annexe page 2), les conductivités ne changent pas
beaucoup.
Pour ce cas, si on veut extraire plus de K et Mo, on pourrait utiliser l'eau chaude mais
cette conclusion n'est valable que pour le cas où le rapport massique est moins de 100%. Si on
utilise le rapport massique plus élevé (ex: 150%), on n'a pas besoin de chauffer de l'eau parce
que la conductivité va rester la même à celle qui avec l'eau froide.
On peut dire ici que l'influence de température dépend du volume de l'eau utilisée. Si on
utilise moins de l'eau, on ne pourrait pas extraire plus en augmentant la température.

- Vitesse d'agitation
Si on regarde sur les quatre figures, on peut voir que la saturation est plus rapidement
atteinte si on fixe la vitesse de l'agitateur à 1000 tr/min. On peut utiliser donc cette condition
pour atteindre la même conductivité à celle de 500 tr/min mais avec le temps plus court.
 Conclusion de deuxième étude
En référant à cette étude, on peut conclure que les conditions idéals pour faire
l'extraction (la lixiviation) pour ce catalyseur sont avec le rapport massique de 150%, l'eau
froide, vitesse d'agitation de 1000 tr/min.
Si on utilise ces conditions idéales, on peut gagner plus de temps et on va obtenir la
conductivité plus élevée. Cette étude peut donner des idées sur étude suivant, l'étude de
nombre de lavage successive (voir page suivant).
Figure 6: La courbe d'influence de vitesse d'agitation pour rapport massique de 150%

4) Troisième Etude
L'objectif de cette étude est de trouver le nombre d'extraction (de lavage) pour obtenir
une solution d'extrait très élevée. On veut que la conductivité de solution va passer à environ
500mS/cm.
Si on retourne à la deuxième étude, la conductivité maximale qu'on peut atteindre est
seulement vers 210mS/cm. Il est nécessaire d'effectuer des lavages successifs.
- Préparation et résultats
J'avais commencé le lavage successif avec les mêmes paramètres pour chaque lavage.
Les paramètres que j'ai utilisés sont :
 Rapport massique de 150%
 l'Eau froide
 Vitesse d'agitation de 1000 tr/min
Figure 7: La courbe de 1er essai de lavage successif
Au début, la conductivité a monté comme il faut, mais au-delà troisième lavage, on
n'arrivait pas à extraire, la conductivité reste constante. Il faut trouver d'autre moyen pour
augmenter sa concentration.
1ère
lavage
2ème
lavage
3ème
lavage
Temps (min)

Pour résoudre ce problème, j'ai refait le lavage mais cette fois, j'avais essayé d'utiliser
l'eau chaude au-delà troisième lavage.
Figure 8 : La courbe de deuxième essai de lavage successif
Au-delà troisième lavage, la conductivité augmente et j'ai continué de faire encore un
autre lavage (quatrième lavage). A cette étage, on a obtenu une conductivité environ
500mS/cm même si le quatrième lavage est plus lente par rapport aux autres.
 Conclusion de troisème étude
L'objectif est d'atteindre à la conductivité de 500mS/cm, je peux conclure que pour le
réaliser, on doit faire 4 fois de lavage en utilisant les paramètres idéals pour les deux premiers
lavages et on utilise l'eau chaude au lieu de l'eau froide pour le troisième et quatrième lavage.
En principe on a trouvé la façon pour obtenir un liquide très concentré en utilisant ces
lavages successifs mais ce processus prend un peu de temps à cause de la vitesse de réaction
de 3ème et 4ème lavage qui sont très lentes.
On a pris en compte aussi sur d'autre problème qui empêche pour réaliser ce lavage.
 La solution fortement concentrée en potasse (KOH) est très caustique et très
agressive
 La récupération du K et du Mo nécessite une évaporation couteuse
 Le solide obtenu est déliquescent et difficile à sécher.
3ème
lavage
4ème
lavage
2ème
lavage
1ère
lavage
Temps (min)

On a proposé une autre méthode pour résoudre à ce problème. Une méthode que je vais
expliquer à la chapitre suivante.
5) Carbonatation
Afin de récupérer le potassium dans la solution de KOH, on a décidé de le faire par
carbonatation. C'est une réaction du KOH avec dioxyde de carbone.
Réaction de carbonatation :
On a fait un premier essai pour donner une prévision sur cette étude. Cette réaction
produit le K2CO3 qui est solide et blanc qui précipite et décante rapidement.
On veut savoir si le précipité est bien que le ou contient-il aussi le Mo :
 Si le précipité ne contient que le K, le Mo reste dans la solution et il devra être
extrait par une méthode à trouver. Par contre, on a donc bien séparé les espèces K
et Mo et elles peuvent être valorisés séparément.
 Si le précipité contient à la fois le K et le Mo, une extraction en continu peut être
faite. L'eau d'extraction peut circuler en circuit fermé, et de nouveau servir à
l'extraction du K et du Mo.
Par manque de temps cette analyse n'a pas été réalisée.
6) Etude Cinétique
On peut déterminer l'ordre de réaction (l'extraction de catalyseur de la troisième étude)
par la méthode graphique. La comportement de (conductivité) en fonction du temps.
Ordre Type de la courbe Condition de la courbe
(graphiquement)
0 ( ) Une droite
1 ( ) ( ) Une droite

2 ( ) Une droite
Tableau 7: l'hypothèse graphique
Figure 9: la courbe pour déterminer l'ordre
On a tracé la courbe de ( ) ( ) et on a une courbe qui est droite ce qui signifie que
la vitesse de cette réaction est de l'ordre de 1.
Vérification :
( )
( )
l'intégration
∫
( )
( )
∫ [ ( )] [ ]
( ) ( )
( ) ( )
( )
5.31
5.32
5.33
5.34
5.35
5.36
5.37
5.38
5.39
5.4
0 1 2 3 4 5 6 7 8
lndeconductivité
Temps (min)
ln (σ) en fonction
ln (σ) = 0,0094 t
ln (σ) en fonction de temps
𝐥𝐧(𝝈) 𝟎 𝟎𝟎𝟗𝟒𝒕 𝟓 𝟑𝟐𝟐𝟕

Donc, la vitesse de cette réaction,
[ ] en
 Conclusion
Les quatre courbes sont bien une droite (cf. annexe page 5-7), signifie pour chaque lavage
on a la vitesse de réaction de l'ordre de 1. Une réaction d'ordre un est d'autant plus rapide que
le réactif est concentré. Pour assurer une production efficace, on a donc tout intérêt à
maintenir la concentration constante, en ajoutant le réactif (catalyseur) à la solution.
On peut dire aussi que les deux premiers lavages ont la même valeur de k parce qu'on a
utilisé les mêmes paramètres initiaux.
7) Analyse par Absorption Atomique
 But
Le but de cette analyse est de déterminer la quantité des composés chimiques (Fe et K) dans
6 échantillons différents.
 Manipulation
Les 6 échantillons sont :
Echantillon Description
Catalyseur avant lavage Ce produit est riche en Fe et K
Solution de 1er
lavage Pendant le lavage avec l'eau, le K dissout
dans l'eau.
Solution de 2ème
lavage S'il reste encore le K dans le produit, il y
aurait aussi le composant K dans cette
solution.
Solution de 3ème
lavage S'il reste encore le K dans le produit, il y
aurait aussi le composant K dans cette

solution.
Catalyseur après lavage Sachant que les composants K sont dissous
dans l'eau, il reste un peu de K et la quantité
de Fe reste constante.
Produit blanc On estime que ce produit est de K2CO3
qu'on a obtenu lors de la réaction de solution
de 1ère lavage avec CO2 mais il est possible
aussi de trouver des espèces de Mo.
Tableau 8: Description des échantillons
a) Courbe d'étalonnage
Premièrement, pour déterminer la concentration de Fer et de Potassium dans les échantillons,
on a fait une courbe d'étalonnage de Fer et celle de Potassium en mesurant l'absorbance de
solutions de concentrations connues :
 pour Fer = 0; 3; 5; 8; 10 mg/L
 pour Potassium = 0; 0.5; 1; 1.5; 2 mg/L
b) Echantillonnage
Solide
 On a pesé environ 1g de chaque échantillon qui sont solide (catalyseur et produit
blanc) dans le tube d'extraction puis on ajoute 21mL d'acide hydrochlorique
(concentré à 37%) et 7mL d'acide nitrique.
 On les a chauffés à 150°C pendant 90 minutes pour obtenir une solution de chaque
échantillon.
 On a dilué cette solution dans la fiole de 200 mL.
 On mesure l'absorbance des échantillons.
Liquide (solution)
 On mesure l'absorbance directement, sans dilué la solution.
 Si la valeur de l'absorbance est plus grande que la valeur maximale dans la courbe
d'étalonnage, on fait diluer la solution.

c) Principe de calcul
 [ ] [ ]
[ ]
 Résultats
- AA de Fer
Figure 10: la droite d'étalonnage de Fer
Masse
pour
analyse
(g)
Réponse
Absorbance
Dilution
(fois)
Concentration
par rapport
au courbe
(mg/L)
Concentration
Exact (mg/L)
Rapport
de
matière
(mg/g)
Catalyseur Avant 1,029 0,195 333 6,6831 2225,472 432,550
Catalyseur Après
(a)
1,0689 0,214 333 7,3521 2448,254 458,088
Catalyseur Après
(b)
1,078 0,224 333 7,7042 2565,507 475,975
Produit Blanc (a) 1,0002 0,022 1 0,5915 0,592 0,118
Produit Blanc (b) 1,078 0,021 1 0,5563 0,556 0,103
Tableau 9: Résultat de AA (Fer) pour produit solide
Exemple de la calcul :
y = 0.0284x + 0.0052
0
0.05
0.1
0.15
0.2
0.25
0.3
0.35
0 2 4 6 8 10 12
Absorbance
Concentration en mg/L
Droite d'étalonnage du Fer

Catalyseur Avant
 Concentration en Fe par rapport au courbe
 Concentration exact en Fe
 Concentration dans l'échantillon
On note que la quantité de fer dans le catalyseur avant et après ne sont pas très
différente, cela veut dire le fer est resté sous forme solide. En plus, on ne trouve presque rien
de fer dans le produit blanc. Le fer ne réagit pas avec le dioxyde de carbone.
Réponse
Absorbance
Dilution
(fois)
Concentration
par rapport
au courbe
(mg/L)
Concentration
Exact (mg/L)
Volume de
l'eau pendant
lavage (mL)
Masse de
Fe (mg)
Solution
de 1ère
lavage
0,0069 1 0,0599 0,0599 300 0,0180
Solution
de 2ème
lavage
0,0065 1 0,0458 0,0458 300 0,0137
Solution
de 3ème
lavage
0,0061 1 0,0317 0,0317 300 0,0095
Tableau 10: Résultat de AA (Fer) pour produit liquide
Exemple de la calcul :
Solution de 1er lavage
 Concentration par rapport la courbe et concentration exact ont le même calcul comme
avant.
 Masse de Fe dans la solution

On peut bien marquer que la masse de fer dans les solutions sont négligeable. Cela veut
dire qu'on a pas extraire le Fe. Il reste bien sous forme solide.
- AA de Potassium
Tout calcul a la même formule comme celui de Fe.
Figure 11 : la droite d'étalonnage de K
Masse
pour
analyse
(g)
Réponse
Absorbance
Dilution
(fois)
Concentration
par rapport au
courbe (mg/L)
Concentration
Exact (mg/L)
Rapport
de
matière
(mg/g)
Catalyseur
Avant
1,029 0,446 333 0,8983 299,130 58,140
Catalyseur
Après (a)
1,0689 0,04 333 0,0707 23,553 4,407
Catalyseur
Après (b)
1,078 0,038 333 0,0667 22,195 4,118
Produit
Blanc (a)
1,0002 0,386 333 0,7760 258,404 51,671
Produit
Blanc (b)
1,078 0,42 333 0,8453 281,482 52,223
Tableau 11: Résultat de AA (K) pour produit solide
y = 0.4906x + 0.0053
0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4 1.6
Absorbance
Concentration en mg/L
Droite d'étalonnage du Potassium

Réponse
Absorbance
Dilution
(fois)
Concentration
par rapport au
courbe (mg/L)
Concentration
Exact (mg/L)
Dilution
Final
(fois)
Concentrati
on Final
(g/L)
Solution de
1er
lavage
0,329 1000 0,6598 659,8043 333 219,7148
Solution de
2ème
lavage
0,128 1000 0,2501 250,1019 333 83,2839
Solution de
3ème
lavage
0,031 1000 0,0524 52,3848 333 17,4441
Tableau 12: Résultat de AA (K) pour produit liquide
Exemple de calcul :
 Concentration finale de la solution de 1er
lavage
Tableau final des résultats
Echantillon Quantité de Fe Quantité de K
Catalyseur Avant
0,4326 g/g 0,0581 g/g
Catalyseur Après
0,4623 g/g 0,0043 g/g
Produit Blanc
0,0001 g/g 0,0521 g/g
Solution de 1er
lavage
0 g/L 219,7148 g/L
Solution de 2ème
lavage
0 g/L 83,2839 g/L
Solution de 3ème
lavage
0 g/L 17,4441 g/l
Tableau 13 : Tableau final des résultats

CONCLUSION
A l’issu de ces dix semaines de stage, des bilans sur différents plans peuvent être dressés.
Tout d’abord, sur la mission qui m’a été confié, la mise au point de laboratoire et pré
industrialisation d'un procédé de valorisation de catalyseur usé, la recherche d’une méthode
d’extraction efficace était déjà démarrée. Cette recherche donne beaucoup des informations
sur la meilleure méthode pour valoriser ce catalyseur.
Sur le plan professionnel, ce stage fut ma première expérience dans le monde de la
chimie. J’ai apprécié travailler dans cette ambiance, entouré des autres employés de TERbis.
L’application des connaissances théoriques et pratiques acquises au cours de ce cursus de
DUT m’a été indispensable et utile dans le cadre de mes missions. Ce a ainsi su me conforter
dans mon choix de vouloir travailler plus tard dans le domaine de la chimie.
Plus encore, au niveau des compétences, j’ai acquis un certain savoir-faire dans le
domaine de la chimie du catalyseur qui m’apportera toujours un plus pour la suite. Lorsque
que le temps me l’accordait, j’ai également pu être en mesure d’apporter mon aide aux autres
travailleurs en m’associant notamment au travail quotidien de l'entreprise.
Sur le plan personnel, ce fut pour moi une découverte exceptionnelle et pleine de
curiosité de pouvoir le réaliser dans un secteur intéressant qu’est celui de la réhabilitation des
sites et du traitement des déchets. J’ai pu être entouré de personnes compétentes qui ont su me
guider tout au long de mes dix semaines de stage, tout en me laissant une certaine autonomie
au sein du laboratoire.
Pour terminer, ce stage professionnel restera une expérience enrichissante tant sur le plan
personnel que sur le plan professionnel. Il constitue l’aboutissement du DUT Chimie, et m’a
permis de réaliser un premier pas dans le domaine même de la chimie.

SOMMAIRE DE FIGURE
Figure 1: Le lixiviation de catalyseur....................................................................................... 10
Figure 2: Schéma de montage pour lixiviation ........................................................................ 11
Figure 3: Principe de l'absorption atomique............................................................................. 12
Figure 4: La courbe d'influence de rapport massique .............................................................. 17
Figure 5: La courbe d'influence de température pour rapport massique de 150%................... 18
Figure 6: La courbe d'influence de vitesse d'agitation pour rapport massique de 150% ......... 19
Figure 7: La courbe de 1er
essai de lavage successif................ Error! Bookmark not defined.
Figure 8: La courbe de 2ème
essai de lavage successif.............................................................. 21
Figure 9: La courbe pour déterminer l’ordre............................................................................ 23
Figure 10: La droite d’étalonnage de Fe .................................................................................. 26
Figure 11: La droite d’étalonnage de K ................................................................................... 28
Tableau 1: Recherches bibliographiques effectuées pour potassium....................................... 13
Tableau 2: Les essais de la première étude .............................................................................. 14
Tableau 3: les paramètres d'estimation .................................................................................... 15
Tableau 4: Plan d'expérience.................................................................................................... 15
Tableau 5: les paramètres avec les valeurs d'estimation .......................................................... 15
Tableau 6: Les essais de la deuxième étude............................................................................. 16
Tableau 7: l'hypothèse graphique............................................................................................. 23
Tableau 8: Description des échantillons................................................................................... 25
Tableau 9: Résultat de AA (Fer) pour produit solide............................................................... 26
Tableau 10: Résultat de AA (Fer) pour produit liquide ........................................................... 27
Tableau 11: Résultat de AA (K) pour produit solide ............................................................... 28
Tableau 12: Résultat de AA (K) pour produit liquide.............................................................. 29
Tableau 13 : Tableau final des résultats................................................................................... 29

BIBLIOGRAPHIE
Site Internet:
 http://www.terbis.fr/
 https://www.sigmaaldrich.com
Documents:
 Cours de cinétique de 1ère
Année de l’IUT
 Cours de chimiomètrie de 2ème
Année de l’IUT
 Cours de SAA de Chimie Analytique de l’IUT

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