1. Définition et principe

L’extraction liquide-liquide est une opération qui consiste à transférer en phase liquide un soluté contenu dans un diluant vers un solvant. Pour cela, il faut que le soluté soit plus soluble dans le solvant que dans le diluant initial. Une fois le transfert de soluté réalisé, on sépare par décantation les 2 liquides. Pour que cette séparation des 2 liquides soit possible, il faut que :

  • Les 2 liquides ne soient pas complétement miscibles ;
  • Les 2 liquides n’aient pas la même masse volumique ;
  • Il n’existe pas de réactions chimiques entre les divers constituants du mélange.


2. Coefficient de partage

L’équilibre de partage du soluté entre les 2 liquides est caractérisé par le coefficient de partage (ou de distribution) noté $K_p$ et défini par :
$K_p=\frac{a_B}{a_A}$
Avec :
$K_p$ le coefficient de partage
$a_B$ l’activité du soluté dans le solvant (extrait) à l’équilibre
$a_A$ l’activité du soluté dans le diluant (raffinat) à l’équilibre

Remarque : si les deux solutions sont suffisamment diluées, on peut considérer que l’activité est égale à la concentration, et on a donc la relation suivant pour $K_p$ :
$K_p=\frac{C_B}{C_A}$
Avec :
$C_B$ la concentration du soluté dans le solvant (extrait) à l’équilibre
$C_A$ la concentration du soluté dans le diluant (raffinat) à l’équilibre

3. Procédés d’extraction liquide-liquide

L’extraction liquide-liquide repose toujours sur une mise en contact du diluant et du solvant suivie d’une séparation de ces 2 liquides. Toutefois, pour réaliser cela, il existe plusieurs procédés :

  • Extraction par simple contact : on met simplement en contact le diluant et le solvant avec agitation.
  • Extraction à contacts multiples : on réalise une extraction par simple contact, puis on traite de nouveau le raffinat avec une nouvelle quantité de solvant. On répète ensuite ces extractions avec les raffinats successivement obtenus jusqu’à aboutir à un raffinat avec le degré de pureté recherché.
  • Extraction à contre-courant : à l’aide d’une colonne d’extraction, on fait circuler les extraits et raffinats successifs à contre-courant. Ainsi, l’alimentation est au contact de l’extrait le plus riche et le solvant est au contact du raffinat le plus pauvre. Ceci maximise les transferts de matière. Ce mode d’extraction est plus efficace que les 2 modes précédents.
  • Extraction à contre-courant avec reflux : ce mode d’extraction est identique au précédent sauf qu’on utilise en plus un reflux pour obtenir un raffinat ou un extrait d’une grande pureté. Il est possible de faire un reflux d’extrait, de raffinat, ou les deux.