Elimination du mercure en phase aqueuse et en phase gazeuse par un nouvel adsorbant activé

Abstract

Cette étude a été consacrée à la valorisation d’un déchet végétal (noyau d’olive) existant sur le territoire national en vue de l’élimination du mercure en phase aqueuse et en phase gazeuse. La matière première issue des noyaux d'olive a été préparée par pyrolyse, l’activation chimique avec de l'acide phosphorique et l’activation physique sous la vapeur. Deux charbons activés granulaires à base noyaux d'olive ont été préparés : GAC et GACS, ce dernier a été imprégné par le soufre, afin de les comparer avec le charbon actif granulé commercial (HGR). Après le traitement, les adsorbants obtenus ont été caractérisés en déterminant l’indice d’iode, l’indice de bleu de méthylène, l'adsorption d'azote à (77 K), l’analyse thermogravimétrique (ATG) et la spectroscopie infrarouge à transformée de Fourier (IRTF) avant et après l'adsorption du mercure. Dans le milieu gazeux, une colonne à lit fixe a été utilisée pour évaluer la capacité d'adsorption de ces adsorbants, le système a été utilisé à l'état d'équilibre et la capacité d'adsorption de chaque adsorbant a été estimée en fonction de la quantité cumulée adsorbée pour obtenir une percée complète du mercure. Les résultats montrent que le GAC capte une quantité non négligeable de mercure (151 mg de mercure/g de charbon), mais très faible par rapport au GACS (2864 mg/g), pour le HGR, la quantité a été estimée à 2414 mg/g, il est clair que la performance du charbon actif imprégné de soufre dans l'adsorption du mercure est fortement liée aux propriétés texturales et chimiques du soufre et du carbone. Dans le milieu aqueux, l'influence de divers paramètres tels que l'effet du pH, le temps de contact, la concentration initiale, la dose d'adsorbant et la température pour éliminer le mercure (II) de la solution aqueuse a été effectuée pour un procédé discontinu. Les expériences ont montré que le taux d’élimination a atteint son maximum à pH > 5 pour le GAC et pH > 6 pour le GACS et HGR. Le taux d’élimination augmente avec la température du système pour le GAC et diminue pour les GACS et HGR, les paramètres thermodynamiques (∆H°, ∆S° et ∆G°), indiquent que l'adsorption sur les différents adsorbants se fait avec des réactions spontanées et favorables, endothermiques avec un caractère aléatoire accru à l'interface solide/liquide pour le GAC, et exothermiques avec le désordre des molécules en phase aqueuse plutôt qu’à l’interface solide/liquide pour les GACS et HGR. Le processus d’adsorption correspond au modèle de cinétique de pseudo-second ordre pour tous les adsorbants, et les données d’adsorption à l’équilibre correspondent bien au modèle d’isotherme de Freundlich et de Redlich-Peterson pour le GAC, l'ajustement est légèrement meilleur pour le modèle de Freundlich, et suit l'isotherme de Sips pour le GACS, et l'isotherme de Langmuir pour le HGR. Les adsorbants préparés GAC et GACS ont des capacités d'adsorption de 122.97 et 639.45 mg/g, respectivement, cette dernière est supérieure à celle du charbon actif commercial (HGR) 319.88 mg/g. Le comportement d'adsorption du charbon actif s'expliqué par la nature chimique pour le GACS et le HGR, et la nature physique pour le GAC