Étude comparative de l’électrocoagulation et de la coagulation floculation vis-à-vis de la déstabilisation d’une émulsion d’huile de coupe Comparative study of electrocoagulation and coagulation-flocculation effects on the destabilization of cutting oil emulsion

Résumé

Ce travail a porté sur la déstabilisation d’une émulsion d’huile de coupe algérienne (Tasfalout 22/B) par électrocoagulation (EC) en batch en utilisant des électrodes de fer. L’efficacité du procédé est évaluée par la mesure de la turbidité. Une meilleure efficacité de déstabilisation est obtenue par une augmentation de la densité de courant de 50 à 350 A•m^‑2 pour un temps d’électrolyse de 15 min et des concentrations en huile de coupe de 1 % (p/p), 2 % (p/p) et 4 %(p/p). Un rendement d’élimination en turbidité de 99 % a été obtenu pour une émulsion à 4 % (p/p), une densité de courant de 150 A•m^‑2 et un temps d’électrolyse de 120 min.

Le suivi de la cinétique de dissolution de l’électrode de fer sur une période de 120 minutes a montré qu’une même efficacité du procédé peut être obtenue par une diminution du temps d’électrolyse et une augmentation de la densité de courant.

Une étude comparative des performances de l’électrocoagulation et de la coagulation-floculation au chlorure ferrique hydraté (FeCl₃•6H₂O), vis-à-vis de la déstabilisation d’une émulsion d’huile de coupe, a été réalisée. Elle a mis en évidence l’avantage de la coagulation-floculation pour l’émulsion à 1 % (p/p), pour les différentes densités de courant testées en électrocoagulation. Par contre, les rendements d’élimination pour les deux procédés sont sensiblement similaires pour les émulsions plus concentrées (2 % (p/p) et 4 % (p/p)), pour une densité de courant de 150 A•m^‑2. Le pH des émulsions obtenu par les deux procédés après le traitement est différent. Le milieu reste alcalin dans l’électrocoagulation et il devient acide dans la coagulation floculation.

Mots clés:

• électrocoagulation,
• émulsion (huile/eau),
• huile de coupe,
• électrodes de fer,
• déstabilisation,
• turbidité,
• coagulation-floculation,
• électrolyse

Abstract

This work focuses on the breakdown of an Algerian cutting oil emulsion (Tasfalout 22/B) by batch electrocoagulation (EC) using iron electrodes. The efficiency of the process was estimated from turbidity measurements. An improved efficiency of destabilization was obtained by increasing the current density from 50 to 350 A•m^‑2, over an electrolysis time of 15 min and using cutting oil concentrations of 1% (w/w), 2% (w/w) and 4% (w/w). Monitoring of the kinetics of the electrode dissolution over a period of 120 min showed that a similar process efficiency was obtained by decreasing the electrolysis time and by increasing the current density. A 99% removal of turbidity was obtained for an emulsion of 4% (w/w) with a current density of 150 A•m^‑2 and an electrolysis time of 120 min.

A comparison of the performances of electrocoagulation and of coagulation-flocculation with hydrated ferric chloride (FeCl₃•6H₂O) processes was carried out, with respect to the destabilization of cutting oil emulsion. This comparison highlighted the advantage of the coagulation-flocculation process for the of 1% (w/w) emulsion at different electrocoagulation current densities. However, for a current density of 150 A•m^‑2, the removal efficiency of both processes was similar for the emulsion with higher cutting oil concentrations (2% (w/w) and 4% (w/w)). The pH of the emulsion obtained by the two processes following treatment varied. The medium remained alkaline during the electrocoagulation process and became acidic during the coagulation-flocculation process.

Keys-words:

• electrocoagulation,
• emulsion (oil/water),
• cutting oil,
• iron electrodes,
• destabilization,
• turbidity,
• coagulation-flocculation,
• electrolysis