Sels de soufre et espèces soufrées courants dans l’eau : solubilité et traitement
Le soufre est présent dans l’eau sous plusieurs formes dissoutes. Le sulfate (SO42−) est courant dans les eaux souterraines, l’eau de mer et les saumures industrielles. Le soufre réduit peut être présent sous forme de sulfure d’hydrogène (H2S) et d’hydrogénosulfure (HS−) ; le sulfite (SO32−) et le thiosulfate (S2O32−) sont présents dans certaines eaux de procédé. Les sels solubles se dissocient en ions, et les espèces présentes dépendent du pH, des conditions d’oxydoréduction, de la température et des autres constituants.
Pour en savoir plus, consultez le soufre dans l’eau.
Sels de soufre et espèces soufrées courants
Ces valeurs indicatives de solubilité dans l’eau pure ne permettent pas de prévoir la solubilité dans des saumures contenant plusieurs sels. La température, l’état d’hydratation, les ions communs et la composition chimique de l’eau peuvent modifier la solubilité. Le sulfure d’hydrogène est une espèce dissoute, et non un sel.
| Sel ou espèce | Formule | Solubilité indicative | Milieux où il peut être présent |
|---|---|---|---|
| Sulfate de sodium | Na2SO4 | Environ 28,1 g/100 g d’eau à 25 °C | Eaux naturelles, eau de mer et saumures salines de procédé |
| Sulfate de magnésium | MgSO4 | Environ 30 g/100 mL d’eau à 20 °C | Eau de mer, eaux minérales et concentrats d’osmose inverse ou d’évaporateur |
| Sulfate de potassium | K2SO4 | Environ 12 g/100 mL d’eau à 25 °C | Effluents de procédé issus de la fabrication d’engrais, de l’exploitation minière et de l’industrie chimique de spécialité |
| Sulfate d’ammonium | (NH4)2SO4 | Environ 76,7 g/100 g d’eau à 25 °C | Production d’engrais et eaux industrielles contenant de l’ammonium |
| Sulfate de calcium (gypse) | CaSO4 | Environ 0,2 g/100 mL d’eau à 20 °C | Eaux dures, concentrats de dessalement et saumures industrielles ; peut former des dépôts de tartre |
| Sulfate de baryum (barytine) | BaSO4 | Environ 0,00031 g/100 g d’eau à 20 °C | Eaux de production, eaux minières et effluents contenant des sulfates et du baryum |
| Sulfite de sodium | Na2SO3 | Environ 22 g/100 mL d’eau à 20 °C | Eaux de déchloration et eaux de procédé chimique |
| Thiosulfate de sodium | Na2S2O3 | Environ 20,9 g/100 mL d’eau à 20 °C | Effluents de procédés miniers et chimiques |
| Sulfure d’hydrogène / hydrogénosulfure | H2S / HS− | Dépend du pH, de la température et de la pression | Eaux souterraines, eaux anaérobies et géothermales, et certains drainages miniers ou industriels |
Options de traitement et de séparation
Le choix du procédé dépend des espèces soufrées, de leur concentration, du pH, de l’état d’oxydoréduction, des autres ions et de la qualité d’eau ou du produit récupéré souhaités. Une analyse représentative de l’eau et, le cas échéant, des essais de traitabilité aident à choisir un procédé adapté.
| Problème à traiter | Approche possible | Point important |
|---|---|---|
| Sulfates dans une eau saumâtre ou une eau d’alimentation saline | Nanofiltration ou osmose inverse | Transfère les sulfates dans un concentrat ; le risque d’entartrage et la gestion du concentrat sont à prendre en compte. |
| Faible concentration de sulfates dans une eau de haute pureté | Échange d’ions ou un procédé membranaire adapté | Tenir compte des ions concurrents, de la concentration visée et de la gestion des effluents de régénération ou du rejet. |
| Saumure riche en sulfates à concentrer ou dont les sels sont à récupérer | Électrodialyse, électrodialyse à inversion de polarité, évaporation et cristallisation | Le taux de récupération et la pureté du produit dépendent de la composition du mélange de sels et de la configuration du procédé. |
| Risque d’entartrage par le gypse ou la barytine | Évaluation du risque d’entartrage, prétraitement, antitartres ou précipitation suivie d’une séparation des solides | Le risque dépend des activités ioniques, de la température et de la concentration, et pas seulement des sulfates. Consultez le calculateur du risque d’entartrage par le sulfate de calcium à titre d’illustration. |
| Sulfure d’hydrogène, sulfite ou thiosulfate | Oxydation adaptée à l’espèce concernée, suivie d’une filtration ou d’une autre séparation des solides ; l’adsorption ou le traitement biologique peuvent également convenir à certaines eaux | Vérifier la chimie de l’oxydation et les sous-produits pour le flux considéré. Les sulfures peuvent poser des problèmes d’odeur et d’exposition. |
Les procédés membranaires et l’électrodialyse transfèrent les sels dissous dans un concentrat plutôt que de les détruire. Le concentrat, les effluents de régénération et les solides précipités nécessitent une solution adaptée de récupération, de réutilisation ou d’élimination. Dans les eaux de drainage minier, les sulfates peuvent s’accompagner d’acidité et de métaux dissous ; le traitement doit donc tenir compte de la composition chimique globale de l’eau.
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Sources et lectures complémentaires
- OMS : fiche d’information chimique — sulfure d’hydrogène
- USGS : drainage minier
- EPA des États-Unis : données sur les technologies de traitement — sulfates dans les eaux usées minières
- PubChem : sulfate de sodium
- OIT/OMS : sulfate de magnésium
- OIT/OMS : sulfate de potassium
- PubChem : sulfate d’ammonium
- PubChem : sulfate de calcium
- PubChem : sulfate de baryum
- OIT/OMS : sulfite de sodium
- OIT/OMS : thiosulfate de sodium
Dernière révision : 8 novembre 2026 par Lenntech