Synthèse d'acide azélaïque à partir d'huile végétale pour la précipitation sélective de cations métalliques

Synthesis of azelaic acid from vegetable oil for selective preceipitation od metallic cations

• Auteur / Autrice : François Zimmermann
• Direction : Jean-Marie Lecuire, Jean-Luc Mieloszynski
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Chimie
• Date : Soutenance en 2005
• Etablissement(s) : Metz
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire de chimie du solide minéral (Vandoeuvre-les-Nancy ; 1997-2008) - LCA - Laboratoire de Chimie et Applications

Mots clés

Mots clés contrôlés

Recyclage

Déchets métalliques

Déchets -- Valorisation

Azélaïque, Acide

Mots clés libres

Acide azélaïque

Huile végétale

Cations métalliques

Résumé

L’industrie du traitement de surface génère chaque année, en France, environ 200. 000 tonnes de boues métalliques non valorisées. La précipitation sélective de cations métalliques par l’acide azélaïque issu d’huiles végétales permet d’envisager une valorisation-matière des métaux présents dans différents déchets. Le 1er chapitre présente la situation actuelle de la production d’huiles végétales, les procédures d’obtention des acides gras ainsi que les techniques d’oxydation des acides gras insaturés pour la production d’acides et diacides. Les méthodes de précipitation des cations métalliques en solution sont ensuite décrites. Le chapitre 2 décrit la synthèse de l’acide azélaïque à partir de l’acide oléique à l’aide du système catalytique RuCl3/NaIO4. Il est ainsi possible d’éliminer le co-solvant CCl4 ou effectuer la réaction d’oxydation dans l’eau. L'acide azélaïque est facilement purifié dans l’eau et l’isolement d’un intermédiaire a permis de proposer un mécanisme réactionnel. Le système mis au point est généralisé à l’oxydation d’autres oléfines. Le chapitre 3 décrit la préparation, la purification et la caractérisation d’azélates métalliques. Les diagrammes de solubilité en fonction du pH et de différents complexants sont établis et montrent que des séparations de mélanges de cations divalents peuvent être envisagées. L’étude de la précipitation de l’azélate de fer trivalent est l��objet du chapitre 4 et la séparation FeIII-ZnII par l’azélate de sodium a été réalisée de façon quantitative avec 99. 9% du fer récupéré et seulement 2. 1% du zinc entraîné. Enfin, l’utilisation d’un mélange azélate/pélargonate montre que des carboxylates métalliques mixtes sont formés.

Each year in France, surface finishing industry generates about 200. 000 tons of metallic sludges without any possibility of beneficiation. Selective precipitation of metallic cations can be carried out by Azelaic acid. Vegetable oils are an important source of unsaturated fatty acids, especially oleic acid. The oxidation of this acid leads to two saturated carboxylic acids, nonanoic and azelaic acid. Chapter one presents the actual situation of vegetable oil production and oxidations process of unsaturated fatty acids. Then precipitation methods of metallic cations are described. Chapter two describes the azelaic acid synthesis from oleic acid with RuCl3/NaIO4 catalytic system. Toxic solvent CCl4 can be removed and oxidation can even be succeed in water. Azelaic acid is easily purified in water too. This new process is extend to other olefins. Chapter three described the preparation, purification and characterisation of some metallic azelates. Solubilities diagrams versus pH show that separation of metallic cation mixtures is possible. Chapter four studies the specific azelate iron(III) precipitation first, then the separation of FeIII-ZnII by sodium azelate. 99,9 % of iron are recovered without embedding more than 2,1 % of zinc. Finally, the precipitation by azelate/nonanoate mixture indicates that a particular compound is formed.