Élimination des métaux lourds par complexation – ultrafiltration : Étude expérimentale de l’ultrafiltration.

Abstract

L’ultrafiltration est considérée comme un filtre moléculaire bien adapté à la séparation des grosses molécules. Mais elle reste inefficace dans la séparation des cations métalliques à cause de leurs faibles tailles. Pour cela la solution mise en considération pour dépasser cette difficulté était de mettre en oeuvre une réaction de complexation avec des macroligands de nature organique afin de pouvoir piéger les ions et les faire retenir par la membrane. Dans ce présent travail on s’intéresse tout particulièrement à la complexation du cuivre (II) avec les deux ligands, EDTA et l’acide citrique. Le but principal de l’étude est l’optimisation des conditions de complexation du métal avec ces deux ligands ; à savoir le pH, la concentration initiale du ligand, la température et la vitesse d’agitation et ceci dans le but d’obtenir les meilleurs rendements de séparation du métal par ultrafiltration. L’étude est passée par deux étapes : La première consiste en une modélisation des deux réactions de complexation. Les résultats obtenus pour une concentration initiale du cuivre [Cu2+] 0=5.10-3 M, ont montré que le complexe Cu-EDTA atteint une concentration maximale et la meilleure stabilité dans le domaine du pH [4-10]. Le complexe Cu-Acide citrique donne quand à lui la meilleure stabilité dans le domaine de pH [3-11]. Le calcul de la constante conditionnelle qui tient compte l’influence des réactions parasites dans le milieu a montré un optimum à pH=6 pour l’EDTA et pH=5 pour l’acide citrique. La deuxième étape est celle de l’étude expérimentale qui montre que les concentrations résiduelles de cuivre diminuent avec l’augmentation de la concentration des agents complexants, avec l’augmentation du pH ainsi qu’avec l’augmentation de la température et la vitesse d’agitation. Les concentrations résiduelles de cuivre obtenues par l’expérience sont : [Cu2+]=2.157 ×10-5 M pour l’EDTA et [Cu2+] = 8.028 ×10-5 M pour l’acide citrique. Les rendements d’ultrafiltration atteints dans le calcul en utilisant les résultats expérimentaux de la complexation sont de R = 99,589 % pour l’EDTA et R= 98,3944 % pour l’acide citrique.