Il existe de nombreux types de scénarios de lessivage ; par conséquent, l’étendue de ce sujet est vaste. En général, cependant, les trois substances peuvent être décrites comme:
- un support, substance A;
- un soluté, substance B;
- et un solvant, substance C.
Les substances A et B sont quelque peu homogènes dans un système avant l’introduction de la substance C. Au début du processus de lixiviation, la substance C travaillera à dissoudre la substance B superficielle à un taux assez élevé. La vitesse de dissolution diminuera sensiblement lorsqu’elle devra pénétrer à travers les pores de la substance A afin de continuer à cibler la substance B. Cette pénétration peut souvent conduire à la dissolution de la substance A, ou au produit de plus d’un soluté, tous deux insatisfaisants si un lessivage spécifique est souhaité. Les propriétés physiochimiques et biologiques du support et du soluté doivent être prises en compte lors de l’observation du processus de lixiviation, et certaines propriétés peuvent être plus importantes en fonction du matériau, du solvant et de leur disponibilité. Ces propriétés spécifiques peuvent inclure, mais ne sont pas limitées à :
- Grandeur des particules
- Solvant
- Température
- Agitation
- Surface
- Homogénéité du support et du soluté
- . Activité des micro-organismes
- Minéralogie
- Produits intermédiaires
- Structure cristalline
Le processus général est généralement décomposé et résumé en trois parties :
- Dissolution du soluté superficiel par le solvant
- Diffusion du soluté interne à travers les pores du support pour atteindre le solvant
- Transfert du soluté dissous hors du système
Processus de lixiviation pour les substances biologiquesEdit
Les substances biologiques peuvent elles-mêmes subir une lixiviation, ainsi qu’être utilisées pour la lixiviation en tant que partie de la substance solvant pour récupérer les métaux lourds. De nombreuses plantes subissent une lixiviation des composés phénoliques, des glucides et des acides aminés, et peuvent subir jusqu’à 30 % de perte de masse par lixiviation, uniquement à partir de sources d’eau telles que la pluie, la rosée, la brume et le brouillard. Ces sources d’eau sont considérées comme des solvants dans le processus de lessivage et peuvent également entraîner le lessivage de nutriments organiques des plantes tels que les sucres libres, les substances pectiques et les alcools de sucre. Cela peut à son tour conduire à une plus grande diversité des espèces végétales qui peuvent avoir un accès plus direct à l’eau. Ce type de lixiviation peut souvent conduire à l’élimination d’un composant indésirable du solide par l’eau, ce processus est appelé lavage. Une préoccupation majeure pour le lessivage des plantes, est si les pesticides sont lessivés et transportés par le ruissellement des eaux pluviales, ; ce n’est pas seulement nécessaire à la santé des plantes, mais il est important de contrôler parce que les pesticides peuvent être toxiques pour la santé humaine et animale.
La biolixiviation est un terme qui décrit l’élimination des cations métalliques des minerais insolubles par des processus d’oxydation et de complexation biologiques. Ce procédé est réalisé en grande partie pour extraire le cuivre, le cobalt, le nickel, le zinc et l’uranium de sulfures ou d’oxydes insolubles. Les procédés de biolixiviation peuvent également être utilisés dans la réutilisation des cendres volantes en récupérant l’aluminium à l’aide d’acide sulfurique.
Procédés de lixiviation des cendres volantesEdit
Les cendres volantes de charbon sont un produit qui connaît de fortes quantités de lixiviation lors de leur élimination. Bien que la réutilisation des cendres volantes dans d’autres matériaux tels que le béton et les briques soit encouragée, une grande partie de ces cendres aux États-Unis est encore éliminée dans des bassins de rétention, des lagunes, des décharges et des terrils. Ces sites d’élimination contiennent tous de l’eau où les effets du lavage peuvent entraîner la lixiviation de nombreux éléments majeurs différents, en fonction du type de cendres volantes et de leur lieu d’origine. La lixiviation des cendres volantes n’est préoccupante que si les cendres volantes n’ont pas été éliminées correctement, comme dans le cas de la Kingston Fossil Plant dans le comté de Roane, au Tennessee. La défaillance structurelle de l’usine fossile de Kingston de la Tennessee Valley Authority a conduit à une destruction massive dans toute la région et à des niveaux sérieux de contamination en aval vers la rivière Emory et la rivière Clinch.
Processus de lixiviation dans le solEdit
La lixiviation dans le sol dépend fortement des caractéristiques du sol, ce qui rend les efforts de modélisation difficiles. La plupart du lessivage provient de l’infiltration de l’eau, un effet de lavage très semblable à celui décrit pour le processus de lessivage des substances biologiques. Le lessivage est généralement décrit par des modèles de transport de solutés, tels que la loi de Darcy, les expressions de débit massique et les conceptions de diffusion-dispersion. La lixiviation est contrôlée en grande partie par la conductivité hydraulique du sol, qui dépend de la taille des particules et de la densité relative à laquelle le sol a été consolidé par le biais de la contrainte. La diffusion est contrôlée par d’autres facteurs tels que la taille des pores et le squelette du sol, la tortuosité du chemin d’écoulement, et la distribution du solvant (eau) et des solutés.