Academic literature on the topic 'Phosphates – Solubility'

De manière à répondre à l'accroissement des besoins en uranium, l'exploitation de nouvelles ressources de composition minéralogique variée devient une nécessité. De plus, dans une perspective de développement durable, les procédés d'exploitation et de traitement des minerais d'uranium requièrent une optimisation afin de réduire leur empreinte environnementale. Dans ce but, il est nécessaire d'acquérir des données thermodynamiques fiables relatives aux systèmes d'intérêt, dont en particulier les phosphates et les vanadates d'uranium (VI). Dans ce contexte, une étude multiparamétrique de la dissolution de la méta-torbernite Cu0,8(H3O)0,2(UO2)2(PO4)2,8H2O, de la méta-autunite Ca(UO2)2(PO4)2,6H2O, de la méta-ankoleïte K2(UO2)2(PO4)2,6H2O et de la carnotite K2(UO2)2(VO4)2,3H2O a été entreprise. Dans un premier temps, des analogues à ces quatre phases minérales ont été préparés par différentes méthode, basées sur une voie sèche pour la carnotite et sur des voies humides pour les trois phases phosphatées. Elles ont ensuite été caractérisées d'un point de vue structural, microstructural et chimique. Des structures cristallographiques similaires ont ainsi été mises en évidence au sein desquelles les polyoxoanions (PO43- ou V2O86-) et les groupements uranyle forment des feuillets parallèles entre lesquels s'insèrent les contres cations (Cu2+, Ca2+ ou K+) et les molécules d'eau. Hormis pour la méta-ankoleïte, les analogues synthétiques ont également été comparées à des minerais naturels. Il a ainsi été possible de mettre en évidence des différences d'ordre chimique (présence d'impuretés dans les échantillons naturels) et morphologique (tailles de grains, notamment). La dissolution de ces phases a ensuite été étudiée, tant d'un point de vue cinétique que thermodynamique, à travers des études menées en conditions statiques et dynamiques, dans différents milieux acides (H2SO4, HNO3 et HCl) et à plusieurs températures. Les vitesses de dissolution mesurées sont proches de 1 g.m-2.j-1 pour les quatre phases. Dans les conditions utilisées, la dissolution de la méta-autunite s'est avérée incongruente (précipitation de phosphates d'uranyle), empêchant la détermination des constantes de solubilité. En outre, la dissolution de la méta-ankoleïte a conduit à un échange cationique aboutissant à la formation de solutions solides (H3O)2xK2x-2(UO2)2(PO4)2, 6H2O (0 &lt; x &lt; 2) dont les constantes de solubilité ont pu être calculées. Enfin, les expériences menées sur la méta-torbernite et la carnotite ont conduit à des réactions de dissolution congruentes qui ont permis d'accéder aux données thermodynamiquement d'intérêt telles que leur produit de solubilité et leurs grandeurs standards associées à la dissolution (DrH°, DrG° et DrS°) ou à la formation (DfG° = -6100 ± 5 kJ.mol-1 pour la méta-torbernite et DfG° = -4632 ± 7 kJ.mol-1 pour la carnotite) de chacune de ces phases. Les résultats obtenus montrent que les constantes de solubilité des trois phases phosphatées sont très faibles (10-53 &lt; Ks,0° &lt; 10-45) et ont des valeurs qui diffèrent peu selon la nature du contre cation, en bon accord avec leurs similitudes structurales. D'autre part, la comparaison des grandeurs thermodynamiques déterminées dans ce travail, montre que la carnotite (Ks,0° = 10-63) est plus stable que les phases phosphatées étudiées. La différence observée peut s'expliquer par la structure des feuillets à base de vanadates. Cette étude a ainsi permis d'obtenir des premières valeurs de solubilité pour les phosphates et les vanadates d'uranium(VI) présents dans les gisements d'intérêt économique et d'établir un premier modèle d'estimation de la solubilité pour des phases similaires. Ces données ont également été utilisées lors d'une modélisation en conditions environnementales afin de déterminer la nature des phases susceptibles de se former dans un cas réel (eaux d'un lac proche d'un gisement d'uranium)<br>In the current context of restart of the nuclear energy, the needs in uranium are expected to increase significantly. Moreover, in a perspective of sustainable development, the exploitation, the treatment and the purification of uranium ores need to be optimized. It is thus necessary to determine reliable thermodynamic data (and especially solubility constants) for the systems of interest, especially uranium(VI) phosphates and vanadates. In this aim, a multiparametric study of the dissolution of meta-torbernite Cu0.8(H3O)0.2(UO2)2(PO4)2.8H2O, meta-autunite Ca(UO2)2(PO4)2.6H2O, meta-ankoleïte K2(UO2)2(PO4)2.6H2O and carnotite K2(UO2)2(VO4)2.3H2O was undertaken.First, analogues of these four minerals were synthesized, based only on dry chemistry process for carnotite or on wet chemistry methods for the phosphate phases. They were then extensively characterized (in terms of structure, microstructure and chemical composition). It particularly highlighted the similar structures of such compounds. The anionic groups (PO43- or V2O86-) and uranyl form parallel layers between which counter cations (Cu2+, Ca2+ or K+) and water molecules are inserted. However, the counter cations present in the interlayer space of the three phosphate phases present different lability. The synthetic phases were also compared to their natural analogues, except for meta-ankoleïte, which allowed us to point out significant differences in the composition (presence of impurities in natural samples) and the morphology (grain size).The dissolution of these phases was then studied from a kinetic and thermodynamic point of view, through leaching tests in static and dynamic conditions, in various acid media (sulfuric, nitric and hydrochloric) and at different temperatures. In these conditions, the dissolution of meta-autunite was found to be uncongruent due to the precipitation of uranyl phosphate then avoidinf the determination of solubility constants. Similarly, the dissolution of meta-ankoleite was preceded by a cation exchange step between K+ and H3O+ leading to the formation of (H3O)2xK2x-2(UO2)2(PO4)2.6H2O (0 &lt; x &lt; 2) solid solutions, whose solubility constant have been evaluated. Finally, meta-torbernite and carnotite presented congruent dissolutions which allowed the determination of thermodynamic data of interest such as solubility products and standard enthalpy, Gibbs free energy and entropy associated with the dissolution reaction (DrH°, DrG° and DrS°) and formation of each phase (DfH°, DfG° and DfS°).The results obtained evidenced very low and similar solubility constants for the three phosphate phases studied (10-53 &lt; Ks,0° &lt; 10-45). Such small variation directly came from the closely related crystal structures previously described. In addition, the difference in composition of the sheets between phosphate and vanadate phases led to greater stability of carnotite (Ks,0° = 10-63) compared to phosphates phases. The solubility values derived from this study for phosphates and vanadates uranium(VI) allowed estimating values for similar phases. These data were also used in a geochemical model for the prediction of neoformed phases in a real case (water of a lake near an uranium deposit)

La solubilite des composes m#i#i#ix#vo#4 (m = al, ga ; x = p, as) dans l'acide sulfurique a ete mesuree. Elle est toujours de type retrograde et beaucoup plus grande que celle mesuree dans les acides h#3xo#4. La croissance cristalline hydrothermale de alaso#4 et gapo#4 dans h#3xo#4 et en milieu sulfurique ainsi que celle de alpo#4 en milieu mixte (h#3po#4 + h#2so#4) a ete realisee. Les proprietes dielectriques de alpo#4 et gapo#4 sont determinees. Les resultats obtenus pour un resonateur piezoelectrique a ondes de volume realise a partir d'un cristal obtenu en milieu mixte sont presentes

Apatites are a diverse class of phosphate minerals that are important in a great variety of natural and industrial processes. They are, for example, used as raw material in fertiliser production and in the remediation of metal-contaminated soils. Hydroxyapatite Ca5(PO4)3OH, (HAP) and fluorapatite Ca5(PO4)3F, (FAP) are similar to the biological apatite that is the main constituent of mammalian bone and teeth, and they are therefore promising materials for artificial bone and tooth implants. This thesis is a summary of four papers with focus on dissolution and surface complexation reactions of HAP and FAP in the absence and presence of both organic ligands and the natural and commonly occurring iron oxide goethite (α-FeOOH). The dissolution and surface complexation of HAP and FAP was investigated with a combination of different techniques. Potentiometric acid/base titrations and batch experiments were combined with X-ray Photoelectron Spectroscopy (XPS) and Attenuated Total Reflectance Fourier Transform Infrared (ATR-FTIR) Spectroscopy to generate dissolution and surface complexation models for both apatites. The results from these studies showed that both apatites form surface layers that are different from their bulk compositions when equilibrated in aqueous solutions. The modeling efforts predicted speciation of these surfaces as well as the concentration of the dissolution products in the solution. The interaction between organic ligands and the apatite surfaces was also investigated and the results from this study show that the organic ligands form outer-sphere complexes on the apatite surfaces over a large pH interval, and that this adsorption enhances the dissolution of apatites. The presence of goethite also enhances the dissolution of FAP as it acts as a sink for the phosphate released from FAP. Phase transformation in this system was detected using ATR-FTIR as the phosphate adsorbed to the goethite surface precipitates as FePO4 (s) after approximately 15 days of reaction time. This changes the speciation, and possibly also the bioavailability of phosphate in this two-mineral system.

Phosphorus inputs are essential to achieve satisfactory levels of crop production in many parts of the world. In this context the use of rock phosphate is an attractive option because it is considerably cheaper than water-soluble traditional commercial P fertilisers. However, the low solubility of rock phosphate is the major limitation to its use specially for short growing crops such as rice, potato and vegetable crops. This thesis investigates the potential of poultry manure as a viable management option to increase the solubility of rock phosphate. A conventional pot experiment with dwarf French bean (<i>Phaselus vulgaris</i>) was conducted with 2 sources of rock phosphate, namely Eppawela rock phosphate (Sri Lanka) and Gafsa rock phosphate (Tunisia). Three different rates of rock phosphate (37.5, 75 and 150 kg P₂O₅ ha^-1) and poultry manure (75 kg P₂O₅ ha^-1) were combined in a factorial experimental design. Two different planting systems were imposed to investigate the effect of fallow periods and the presence of the crop on rock phosphate solubility. The solubility of rock phosphate was evaluated in terms of various parameters including plant growth, P uptake and changes in the soil P status. The application of poultry manure when combined with rock phosphate increased plant growth, P uptake and soil extractable P compared to the calculated combined individual effects of the inorganic and organic fertiliser. In addition, other parameters, such as plant Ca, N and K uptake and various soil parameters also increased in response to mixing rock phosphate with poultry manure. The same experiment was used to study solute losses. The loss of PO₄-P, NO₃-N, NH₄-N, Ca and K was increased by the addition of poultry manure with the highest losses observed during the fallow period compared to the cropping period. The leaching of PO₄-P into the drainage water increased after harvesting of bean crop. Inorganic P was the major P fraction lost into drainage water.

Etude de la solubilite de la berlinite (alpo::(4)) dans des melanges binaires et ternaires d'hcl, de h::(3)po::(4) et de h::(2)so::(4). Synthese hydrothermale de cristaux de phosphate d'aluminium. Caracterisation par la spectrometrie ir et examen au miscrope electronique a balayage. Etude de la piezoelectricite

Determination de la solubilite de alpo::(4) dans hcl et recherche du domaine experimental de cristallogenese du materiau dans ce milieu par voie hydrothermale. Etude de l'influence de certains parametres (concentration de l'acide, temperature de cristallisation, nature des lames. . . ) sur la cinetique de croissance. Caracterisation des cristaux par microscopie optique et electronique a balayage. Determination de la qualite cristalline par topographie rx et absorption ir. Caracterisation piezoelectrique. Resultats obtenus par analyse thermique differentielle a balayage (dsc et atd) sur des solutions solides de alpo::(4)