Transfert de matière - Extraction liquide-liquide

L’extraction liquide-liquide est une opération qui fait intervenir le transfert de matière d’un soluté entre deux phases liquides non totalement miscibles entre elles.

Contrairement à la distillation, le soluté ne change pas d’état au cours de son transfert ; les phénomènes thermiques ne jouent donc, le plus souvent, qu’un rôle négligeable.

Considérons une solution binaire (A–B) que l’on doit séparer par extraction liquide-liquide : cette opération nécessite l’introduction d’un tiers corps C appelé solvant qui extrait préférentiellement l’un des deux constituants de la solution considérée, A par exemple. Après contact et séparation, on obtient deux phases : l’ extrait , phase riche en solvant, enrichie en soluté transféré, et le raffinat , solution de départ, épuisée en soluté.

Ce mode de séparation a deux domaines principaux d’application : la grande industrie chimique organique d’une part, l’hydrométallurgie et l’industrie nucléaire d’autre part. L’extraction liquide-liquide permet, en effet, de séparer des composés de températures d’ébullition voisines (hydrocarbures aliphatiques ou benzéniques) grâce à leurs propriétés physico-chimiques différentes (la distillation, du fait des pressions de vapeur très voisines, exigerait un appareillage beaucoup plus important, donc plus coûteux).

Dans le cas de produits instables ou thermosensibles telle la pénicilline, l’extraction liquide-liquide permet des séparations rapides et non dégradantes. Enfin, l’hydrométallurgie est son domaine de prédilection : séparation de métaux en solution, traitement des combustibles nucléaires irradiés, concentration de solutions sans apport d’énergie trop important (contrairement à la distillation ou à l’évaporation).