Étude de l'adsorption des ions de Nickel sur des argiles naturelles locales dans les effluents hydrométallurgiques
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Résumé
Cette recherche se concentre sur le traitement des effluents hydrométallurgiques, en étudiant spécifiquement l'adsorption d'ions métalliques tels que le nickel, le cuivre, le cobalt, le mercure et le plomb sur des argiles naturelles de la République démocratique du Congo (RDC). Douze échantillons d'argile, dont six activés avec un acide fort et six non activés, ont été caractérisés à l'aide de diverses techniques, notamment la diffraction des rayons X, la spectroscopie infrarouge à transformée de Fourier, la fluorescence des rayons X, la microscopie électronique à transmission et un dosage chimique.
La caractérisation a révélé que les argiles sont mélangées à plusieurs minéraux argileux, enrichies en silicate d'aluminium ; contiennent des sites d'absorption et de rétention d'eau, et présentent des hétérogénéités aux interfaces entre les grains et les ions échangeables. L'activation des argiles a augmenté leurs capacités d'échange cationique, éliminé les impuretés, et augmenté la taille des pores et la surface spécifique. Deux solutions aqueuses ont été utilisées dans les expériences : une solution de sulfate de nickel préparée en laboratoire et une solution aqueuse hydrométallurgique provenant d'une usine, toutes deux contenant initialement 15 mgL-1 d'ions Ni2+. Les résultats ont montré que l'adsorption des ions Ni2+ augmentait avec la quantité d'argile dans la solution. Les argiles activées ont adsorbé plus d'ions que les argiles non activées à la même concentration en ions Ni2+. De plus, l'adsorption était plus faible dans la solution hydrométallurgique que dans la solution de sulfate de nickel, suggérant une compétition avec d'autres ions métalliques. L'adsorption optimale s'est produite avec des argiles activées chimiquement contenant une forte teneur en ions Na+, Fe2+ et Al3+ et une faible teneur en ions K+. Le modèle de Hill-Langmuir a été utilisé pour décrire les résultats de l'adsorption, révélant que des quantités minimales d'argile activée étaient nécessaires pour adsorber une grande quantité d'ions Ni2+ dans la solution, alors que de grandes quantités d'argiles non activées étaient insuffisantes. En conclusion, la recherche démontre le potentiel des argiles naturelles de la RDC à adsorber les ions métalliques des effluents hydrométallurgiques, fournissant des perspectives pour des méthodes de traitement efficaces à l'avenir. Le modèle a révélé que les échantillons d'argile A2a, A6a et A3na présentent des concentrations de sites réactionnels très élevées.
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