Adsorption Du Cesium Et Du Strontium Sur Supports Argileux Modifies À Base D'une Bentonite Algerienne

Résumé: RESUME Une montmorillonite traitée par revêtement par des (oxy)hydroxydes de fer a été préparée pour évaluer son efficacité dans l'élimination du césium et du strontium par adsorption en modes batch et dynamique. Des expériences ont été menées dans des solutions aqueuses en systèmes mono et bi-composées. Les matériaux utilisés ont été caractérisés par wavelength-dispersive X-ray fluorescence X à dispersion d’onde (FXD), diffraction des rayons X (DRX), spectroscopie infrarouge à transformée de Fourier (FTIR), spectroscopie Mössbauer (SM) et microscopie électronique à balayage (MEB). En mode statique, les effets du temps de contact, du pH ainsi que les isothermes correspondants aux systèmes mono et bi solutés ont été étudiés. Les isothermes obtenues pour les systèmes mono composés ont été modélisées par les équations de Freundlich et Langmuir, tandis que pour les mélanges binaires, le modèle de Langmuir étendu a été appliqué. Les isothermes obtenues par calcul se sont révélées en parfait accord avec les résultats expérimentaux. En mode dynamique, les effets de la hauteur du lit, de la concentration initiale et du débit d’alimentation ont été étudiés. L'influence de la coexistence d’un cation sur l'adsorption de l’autre a également été évaluée. Les modèles de BDST (Bed Depth Service Time), Thomas, Yoon & Nelson et la théorie d’onde à profil constant ont été appliqués aux données expérimentales. Les courbes de percée, calculées en utilisant la régression non linéaire, sont en bon accord avec les résultats obtenus indiquant que les prédictions des modèles ont été bien adaptées pour la conception de telles colonnes. Les expériences de désorption ont été réalisées, non seulement pour évaluer la possibilité de réutilisation de l'adsorbant, mais aussi pour récupérer les cations. La régénération des lits saturés a été réalisée en utilisant une solution de NaOH 0,5 M suivie de plusieurs lavages avec de l'eau déionisée. ABSTRACT A montmorillonite-iron oxide composite (Mt-Fe) was prepared to assess its effectiveness in the removal of caesium and strontium by batch and continuous fixed-bed column adsorption. Experiments were conducted both in a single and binary aqueous solutions. Used materials were characterized by wavelength-dispersive X-ray fluorescence (WDXRF), X-ray diffraction (XRD), Infrared spectroscopy (IRTF), Mossbauer spectroscopy and Scanning electron microscopy (SEM). Adsorption of Cs and Sr as a function of contact time and pH was investigated, adsorption data of single metal solutions were well fitted to the Freundlich and Langmuir isotherm models. Equilibrium isotherms for the binary removal of Cs and Sr by Mt-Fe have been analyzed by using an extended Langmuir model with a satisfactory R² values. The effects of process parameters such as bed depth, initial concentration and inlet flow rate were investigated. The influence of coexisting cation on the adsorption of IOCM was also evaluated. The BDST (Bed Depth Service Time), Thomas, Yoon & Nelson and constant wave profile theory models were applied to the experimental data. The breakthrough curves calculated using the non-linear regression were in good agreement with the obtained results indicating that the models predictions were suitable for Mt-Fe column design. Desorption experiments were conducted to assess the possibility for the reuse of adsorbent and the recovery of cations, regeneration of exhausted adsorbent was carried out using 0.5 M NaOH solution followed by washing with deionized water.

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