Valorisation des phosphates naturels et leurs matériaux dérivés pour des applications environnementale et énergétique

Abstract

Cette étude porte sur la valorisation des phosphates naturels marocains pour des applications environnementale et énergétique. Le traitement thermique et chimique de ces minerais permet de contrôler la composition chimique des matériaux préparés et de conférer à ces matériaux un caractère conducteur ionique. La caractérisation des phosphates naturels bruts et modifiés est effectuée à l'aide de techniques variées capables d’identifier leurs propriétés structurales et morphologiques. L’efficacité adsorptive des phosphates naturels bruts vis-àvis de la rétention des ions métalliques (Pb2+, Cd2+ et Cr3+) a été étudiée dans ce travail. Les divers paramètres qui affectent le processus d’adsorption des ions métalliques ont été discutés. Dans les conditions opératoires utilisées et les modélisations effectuées sur les résultats obtenus, nous avons pu mettre en ouvre une bonne affinité chimique des phosphates naturels marocains vis-à-vis des polluants choisis. Une telle comparaison de leur pouvoir d’adsorption a été établie. Quant au secteur de l’énergie, le développement d'électrolytes solides dérivés du phosphate naturel pour les accumulateurs électrochimiques « tout-solide » est également achevé. Les propriétés électriques des céramiques obtenues ont été étudiées par la méthode de la spectroscopie d’impédance complexe. Des changements structurels et morphologiques ont été observés en augmentant la teneur en sodium dans les électrolytes préparés à différentes teneurs en sodium insérées. Les électrolytes céramiques synthétisés ont une conductivité ionique relativement élevée à 400°C avec une faible énergie d'activation. Il ressort de cette étude que la conduction ionique des minéraux traités thermiquement est due à la mobilité des fluorures dans la structure de la fluorapatite obtenue après traitement thermique alors qu'elle devient importante pour les matériaux dopés au sodium liée à la mobilité de ce dernier localisé préférentiellement en site Ca(I).