Caractérisation et étude de la rétention des polluants organiques et inorganiques par des argiles locales

Abstract

L’objectif de cette étude est d’évaluer l’adsorption de certains métaux lourds et colorants, en solutions aqueuses, sur des argiles algériennes localement disponibles. Une modification de l’argile naturelle a été réalisée par une simple calcination à 600°C et aussi par un traitement chimique en utilisant l’acide sulfurique. Les caractéristiques chimiques et structurales des argiles naturelle et activée ont été accomplies par l’utilisation de la méthode de diffraction des Rayons X, la spectroscopie infra-rouge à transformée de Fourrier (FTIR), l’analyse thermogravimétrique (ATG), la technique de la microscopie électronique et la méthode de B.E.T. L’effet du temps de temps de contact, pH, la concentration initiale du métal (colorant), la vitesse d’agitation et la température a été envisagé expérimentalement. Une adsorption maximale a été enregistrée à pH=8. Aux valeurs élevées du pH, les métaux lourds ont une tendance à être adsorbés par une combinaison d’adsorption, précipitation, echange d’ions et complexation. Les modèles cinétiques du pseudo premier ordre, pseudo-second ordre et Elovich ont été utilisés pour analyser les données cinétiques obtenues à différentes concentrations. Le modèle cinétique du pseudo second-ordre a été trouvé en très bonne concordance avec les résultats expérimentaux. Afin de déterminer la bonne isotherme, dans l’intervalle de concentrations étudiées pour le Cu2+ , Zn2+, Bleu de Méthylène et le Violet de Gentiane à 20 °C, les données expérimentales de l’équilibre d’adsorption ont été analysées par le moyen de quatre modèles d’isotherme : Langmuir, Freundlich, Temkin et Redlich-Peterson. Le facteur de séparation obtenu à partir de la constante de Langmuir a confirmé que le processus d’adsorption est favorable. Les paramètres thermodynamiques calculés suggèrent que l’adsorption est physique pour les métaux trouvée et il s’agit d’une chimisorption. Pout tous les composés étudiés, l’adsorption a été trouvée spontanée et endothermique de nature. Seul ou mélangé, le MB est mieux adsorbé que le VG. D’autre part la bentonite acidifiée favorise le cuivre que le zinc et le cadmium. Les capacités d’adsorption on été trouvée dans l’ordre suivant : Cu2+> Zn2+ >Cd2+ . Les argiles utilisées dans ce travail, ont prouvé d’être des matériaux économiques et très performants dans l’élimination des métaux lourds et des colorants, et peuvent être utilisées avec succès dans le traitement des eaux usées et comme barrières dans les décharges contrôlées.