Étude de l'adsorption des ions de Nickel sur une membrane polymérique d'alginate de sodium dans les effluents hydrométallurgiques
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Résumé
Les activités d'extraction minière en République démocratique du Congo génèrent des effluents hydrométallurgiques chargés en ions métalliques à des concentrations variables. Ces effluents sont parfois rejetés dans la nature sans aucun traitement approprié. Les ions métalliques présents dans ces effluents sont directement impliqués dans l'apparition de déséquilibres au niveau des écosystèmes ou à l'origine de maladies graves pouvant conduire à la mort, aussi bien chez les animaux que chez l'homme. Il est impératif de traiter certains effluents hydrométallurgiques avant leur rejet dans l'environnement naturel. Ce travail présente une approche technique pour développer des membranes polymériques capables d'adsorber les ions métalliques contenus dans les solutions aqueuses d'effluents hydrométallurgiques. Une membrane polymérique d'alginate de sodium a été élaborée et caractérisée à l'aide de différentes techniques, notamment la diffraction des rayons X, la spectroscopie infrarouge par transformée de Fourier, la fluorescence des rayons X, la microscopie électronique à transmission, la calorimétrie différentielle à balayage et la traction mécanique. Des expériences d'adsorption ont été réalisées en utilisant des solutions aqueuses de sulfate de nickel préparées en laboratoire et des solutions aqueuses hydrométallurgiques provenant d'une usine. Les résultats des expériences d'adsorption ont montré que l'adsorption des ions nickel (Ni2+) sur la membrane polymérique est plus rapide dans la solution hydrométallurgique que dans la solution de sulfate de nickel. Ce phénomène semble être principalement régi par des forces à courte portée telles que les forces de Van der Waals. Le modèle de Hill-Langmuir a été utilisé pour décrire les expériences d'adsorption, et l'analyse des paramètres du modèle a indiqué que l'adsorption des ions Ni2+ sur la membrane polymérique d'alginate de sodium est plus efficace dans les solutions contenant un seul type d'ion que dans les solutions aqueuses complexes. Cela est dû à la compétition entre différents ions métalliques présents dans les solutions complexes, ce qui n'est pas le cas dans la solution de sulfate de nickel où seuls les ions Ni2+ sont présents. De plus, l'analyse a montré que le nombre de coordinations (n) pour les ions Ni2+ dans un site "récepteur" de la membrane polymérique est plus petit dans la solution de sulfate de nickel (2,22) par rapport à la solution aqueuse hydrométallurgique (2,85).
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