Techniques membranaires de l'extraction-concentration-récupération des espèces métalliques et organiques

Abstract

Dans ce travail nous avons utilisé trois types particuliers de membrane liquide polymérique (membrane liquide-gel MLG, membrane liquide supportée MLS et membrane liquide plastifiée MLP ou MPP) pour le traitement, la récupération et la concentration des ions de cuivre, de calcium, de magnésium, de chlorure, des acides humiques (AH) et de phénol à partir des solutions aqueuses. La technique d'extraction liquide est basée sur les principes de l'extraction liquide - liquide. Le processus de l'extraction liquide -gel (LG) et liquide-supportée (LS) peut être résumé selon les étapes suivantes : 1. préparation de la membrane liquide par simple immersion d'un support polymérique dans une solution organique d'extractant (TBP, TOPO ou DEHPA) dilué ou pas dans un solvant. Le petit volume de gonflement Vimp. (ou Vorg.) est utilisé pour la récupération des espèces extraites, 2. Une fois la membrane obtenue, elle est placée directement en contact avec une solution aqueuse de volume Vaq. chargée d'une ou de plusieurs espèces à extraire. 3. par diffusion, les espèces ioniques sont transférées, et donc concentrées dans le petit volume Vorg. de la membrane liquide. Divers polymères ont été utilisés comme supports de la phase organique extractante de la MLG : le Polyéthylène téréphtalate (PET), le Polychlorure de vinyle (PVC) et l'éthyle acétate de vinyle (EVA), les polybutadiènes (BR1, BR2) et le polydiméthylsiloxane PDMS. Ce dernier a été utilisé pour préparer les MLS aussi. Les résultats obtenus montrent que la cinétique d'extraction liquide est rapide. L'utilisation de ces membranes polymériques permet de traiter de grands volumes de phases aqueuses avec de faibles quantités de membranes sans problèmes de séparation de phases. Ceci représente une possibilité intéressante pour la concentration des espèces extraites. L'extraction et le transport des acides humiques à travers une membrane liquide- supportée constituée d'un support polymérique dense de PDMS gonflé dans le TOPO dissout dans le toluène à 0,2 M a été effectuée. L'étude de l'extraction et de transport du phénol à travers une membrane polymérique plastifiée MPP constituée de PVC comme polymère de base et TOPO comme transporteur en présence d'un plastifiant, le dioctylphtalate DOP a été mise en évidence. L'influence des paramètres opératoires a été étudiée tels que : la vitesse d'agitation dans les deux compartiments, la concentration initiale des espèces chimiques, la concentration de TOPO, pH de la phase d'alimentation, la nature de la phase réceptrice et la température de la solution dans les deux compartiments. Presque 100% d'élimination d'AH ont été obtenus sous les conditions opératoires optimales, par contre environ 32% seulement d'AH ont pu traverser le système membranaire PDMS/TOPO/Toluène vers le compartiment de réception. Plus de 90% de phénol ont été extraits et de faibles quantités ont pu traverser la MLP PVC/TOPO/DOP vers le deuxième compartiment. Ils sont restés piégés (concentrés) dans la membrane. La stœchiométrie, la nature et le mécanisme de transport des complexes formés dans la phase organique, ont été déterminés.