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Development of Advanced Ion Exchange Materials and Methods for the Removal of Toxic Metals from Metallurgical Waste Effluents

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Élimination des métaux toxiques des eaux usées grâce au traitement par échange d'ions

Certains historiens pensent que l'empoisonnement par les métaux lourds a joué un rôle dans la chute de l'Empire romain. Des milliers d'années plus tard, l'homme tente de mieux se protéger contre la contamination due aux métaux lourds.

Changement climatique et Environnement icon Changement climatique et Environnement

Généralement parlant, la métallurgie est la science des éléments métalliques et de leurs mélanges, les alliages. Ce domaine a apporté de fabuleux avantages à l'humanité, même si ceux-ci s'accompagnent de menaces pour l'environnement. Les effluents d'eaux usées issus d'activités telles que la galvanoplastie sont riches en métaux lourds potentiellement toxiques pour toute forme de vie. La méthode de nettoyage des eaux usées la plus répandue à l'heure actuelle est la précipitation d'hydroxyde. Le pH des eaux usées est augmenté artificiellement au-delà du point de solubilité, puis le précipité d'hydroxyde de métal ainsi obtenu est retiré du flux par filtration. La législation sur l'environnement est toutefois en train de placer la barre plus haut en ce qui concerne les niveaux autorisés de métaux lourds, de sorte que des méthodes plus performantes doivent être identifiées. Les chercheurs ont pris l'initiative d'étudier la technique de l'échange d'ions, et plus particulièrement la découverte de nouveaux matériaux adsorbants. Dans le cadre de l'échange d'ions, les ions des métaux lourds sont attirés sur une résine spéciale. Un des grands avantages de cette technique est que lorsque la résine est entièrement saturée, elle peut être retirée, nettoyée et réutilisée. L'astuce réside dans les matériaux utilisés pour créer la résine. Les scientifiques ont testé des matériaux organiques et inorganiques. De nouvelles résines ont été développées en laboratoire à l'aide de matières premières telles que des extraits de varech. Les caractéristiques de l'échange d'ions et les performances en terme de décontamination ont été évaluées en monde réel avec des eaux usées, ainsi que via des exercices de modélisation sur ordinateur. Mis à part le varech, les charbons activés se sont également avérés très efficaces. Les travaux ont par ailleurs conduit au développement de méthodes de préparation des résines qui ont permis d'améliorer leur efficacité. Enfin, une nouvelle technique d'extraction des métaux à l'aide d'une pompe paramétrique de pH a été mise au point. Tous ces résultats devraient aider l'industrie métallurgique à se conformer aux normes de plus en plus strictes, qui vont au-delà des limitations actuellement en vigueur pour la précipitation d'hydroxyde. En outre, l'augmentation de la quantité de métaux lourds récupérés devrait conduire à un recyclage supplémentaire, en augmentant la durabilité de nombreux processus de fabrication. Même si nous n'utilisons plus de pots et de carafes à revêtement de plomb comme les anciens Romains, nous nous efforçons toujours de nous protéger contre les dangers potentiels de l'empoisonnement par des métaux lourds.

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