Approfondissement des aspects thermodynamiques et cinétiques des transformations solide-gaz du systéme CaSO<sub>4</sub>-H<sub>2</sub>O - Archive ouverte HAL Accéder directement au contenu
Communication Dans Un Congrès Année : 2018

Approfondissement des aspects thermodynamiques et cinétiques des transformations solide-gaz du systéme CaSO4-H2O

Résumé

Le terme gypse est employé pour désigner les minéraux principalement constitués de sulfate de calcium dihydraté, CaSO4·2H2O. Ce matériau a une grande importance industrielle puisque sa calcination (ou déshydratation partielle) est le principal procédé de fabrication du plâtre, qui est le produit inorganique avec la plus grande production industrielle au monde. Ce produit est majoritairement constitué de sulfate de calcium hémi-hydraté, CaSO4·0,5H2O. Malgré cette importance et le fait que ces matériaux soient utilisés depuis l’antiquité, le système minéral CaSO4-H2O reste mal connu. D’abord, celui-ci possède plusieurs polymorphes : lors de la déshydratation du sulfate de calcium dihydraté, différents hydrates du type CaSO4·εH2O peuvent être obtenus, où ε peut valoir 0,625, 0,5, ou 0 selon les conditions de température T et pression partielle de vapeur d’eau P. De plus, ces composés peuvent aussi présenter des domaines de divariance, i.e., la teneur globale en eau ε peut changer continument selon T et P. La connaissance fine des domaines de stabilité de chaque espèce et des mécanismes réactionnels mis en jeu au cours des transformations thermiques successives du sulfate de calcium dihydraté reste à ce jour sujet à discussion. Les mécanismes de déshydratation et hydratation en voie solide-gaz ne sont que partiellement décrits dans la littérature scientifique. Dans ce contexte, l’un des objectifs de ce travail est donc la connaissance des phases et des transformations impliquées, lors de la déshydratation de poudres de sulfate de calcium dihydraté, et la détermination des étapes élémentaires mises en jeu ainsi que les lois cinétiques associées. Des expériences en thermobalance en conditions isothermes et isobares ont été réalisées dans une gamme de température allant de 30 à 250°C pour des pressions partielles de vapeur d’eau comprises entre 5 et 60 hPa. Des caractérisations physico-chimiques des solides obtenus ont aussi été réalisées. Les résultats permettent de déterminer précisément les zones de divariance et de monovariance. Un modèle cinétique de germination-croissance a pu être proposé et appliqué aux données expérimentales.
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Origine : Fichiers produits par l'(les) auteur(s)
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Dates et versions

hal-01827827 , version 1 (02-07-2018)

Identifiants

  • HAL Id : hal-01827827 , version 1

Citer

João Preturlan, Loic Favergeon, Laetitia Vieille, Sara Quiligotti. Approfondissement des aspects thermodynamiques et cinétiques des transformations solide-gaz du systéme CaSO4-H2O. JECH 2018 - 49èmes Journées d'Études sur la Cinétique Hétérogène., Université de Bourgogne; Laboratoire Interdisciplinaire Carnot de Bourgogne (ICB), Mar 2018, Dijon, France. ⟨hal-01827827⟩
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