Application du collecteur de fractions LAMBDA OMNICOLL dans la recherche sur la récupération du chrome hexavalent
Le chrome hexavalent (Cr(VI)) est l'un des contaminants les plus dangereux présents dans les eaux usées industrielles, notamment dans les effluents des usines de production de chrome. Compte tenu de sa forte toxicité et de son impact environnemental, les industries doivent veiller à réduire les concentrations de chrome dans les eaux usées à des niveaux extrêmement bas avant leur rejet.
Une étude intitulée « Régénération des ionites saturés après extraction du chrome hexavalent des eaux usées d'une usine de production de chrome » a examiné la récupération du chrome à partir des eaux usées à l'aide de résines échangeuses d'anions et évalué différentes méthodes de régénération. Dans le cadre de ces travaux, le collecteur de fractions LAMBDA OMNICOLL a été utilisé pour collecter automatiquement des échantillons d'effluent de colonne lors des expériences d'échange d'ions et de régénération, permettant ainsi un suivi précis de la concentration en chrome tout au long du processus.
Référence : Pastukhov, AM, Chernyi, ML et Skripchenko, S. Yu. (2019). Régénération des ionites saturés après extraction du chrome hexavalent des eaux usées d’une usine de production de chrome. AIP Conference Proceedings, 2174 , 020047. doi.org/10.1063/1.5134198
Figure 1 : Représentation schématique de l'aperçu des travaux
Élimination du chrome hexavalent par échange d'ions
L'étude a porté sur l'élimination du chrome hexavalent des solutions aqueuses à l'aide de la résine échangeuse d'anions fortement basique Purolite A500/4994 . L'échange d'ions est considéré comme l'une des technologies les plus prometteuses pour le traitement des eaux usées contenant du chrome, car il permet de réduire les concentrations de chrome à de très faibles niveaux tout en permettant la récupération de composés chromifères valorisables.
Dans le dispositif expérimental, des solutions modèles contenant du chrome ont été préparées avec une concentration en chrome d'environ 1,834 g/L et une concentration en sulfate de 2 g/L . Le pH de la solution a été ajusté à 7 avant son introduction dans la colonne d'échange d'ions.
La résine a été conditionnée dans une colonne verticale de laboratoire, et la solution de chrome a été pompée en continu à travers la colonne à l'aide d'une pompe péristaltique à un débit constant d'environ cinq volumes de colonne par heure . Au cours de ce processus, les ions chrome ont été adsorbés par la résine échangeuse d'anions jusqu'à saturation de celle-ci.
Rôle du collecteur de fractions LAMBDA OMNICOLL
Lors des expériences sur colonne, la solution de sortie de la colonne d'échange d'ions a dû être prélevée par échantillons successifs afin de suivre le processus d'adsorption. Le collecteur de fractions LAMBDA OMNICOLL a été utilisé pour collecter automatiquement les fractions d'effluent à intervalles réguliers.
Ce système automatisé de collecte des fractions a permis d'assurer un échantillonnage homogène tout au long de l'expérience. Les fractions collectées ont ensuite été analysées par titrimétrie avec une solution standard de fer(II) afin de déterminer la concentration en chrome dans chaque fraction.
L'analyse de la concentration en chrome dans les fractions collectées a permis de suivre l'évolution du chrome dans la colonne et de déterminer le moment de saturation de la résine. L'échantillonnage automatisé a également contribué à garantir la reproductibilité des résultats et à minimiser les risques d'erreur humaine lors des expériences de longue durée.
Étude de la régénération de la résine
Une fois la résine échangeuse d'ions saturée, l'étape suivante de la recherche a consisté à régénérer la résine et à récupérer le chrome adsorbé. Le processus de désorption a été réalisé en colonne dynamique, en utilisant différentes solutions de régénération.
Les éluats sortant de la colonne lors de l'étape de régénération ont été à nouveau collectés à l'aide du collecteur de fractions LAMBDA OMNICOLL . Ces fractions ont permis un suivi précis du processus de désorption du chrome et ont contribué à déterminer l'efficacité des différents éluants.
Trois principales solutions de régénération ont été testées :
Solutions de chlorure d'ammonium avec ajout d'ammoniaque
solutions de chlorure de sodium avec de l'hydroxyde de sodium
solutions de sulfate de sodium avec de l'hydroxyde de sodium
Chaque éluant était pompé en continu à travers la colonne, et les fractions résultantes étaient analysées pour déterminer la concentration de chrome dans l'éluat et calculer l'efficacité de récupération du chrome.
Résultats de récupération du chrome
Les résultats ont montré que la régénération avec des solutions alcalines de chlorure de sodium et des solutions de chlorure d'ammonium contenant de l'ammoniac permettait la récupération du chrome la plus efficace.
L'utilisation de solutions de chlorure de sodium contenant de l'hydroxyde de sodium a permis d'atteindre des rendements de récupération du chrome allant jusqu'à 99,7 % , avec des concentrations de chrome dans la solution récupérée atteignant environ 19 g/L . Les solutions de chlorure d'ammonium contenant de l'ammoniaque ont permis d'atteindre des rendements de récupération d' environ 98 à 99 % , avec des concentrations de chrome de 14 à 23 g/L dans l'éluat.
En revanche, la régénération à l'aide de solutions alcalines de sulfate de sodium s'est avérée moins efficace, atteignant des rendements de récupération du chrome de 78 à 96 % et des concentrations de chrome nettement inférieures dans la solution récupérée.
Ces résultats ont démontré que certaines solutions de régénération peuvent récupérer efficacement le chrome tout en maintenant la capacité d'adsorption de la résine échangeuse d'ions pour des cycles de traitement répétés.
Purification parallèle sur plusieurs colonnes avec le collecteur de fractions multicanaux LAMBDA OMNICOLL
Le collecteur de fractions multicanaux LAMBDA OMNICOLL permet la purification parallèle sur plusieurs colonnes , autorisant le fonctionnement simultané et la collecte de fractions issues de plusieurs colonnes de chromatographie ou d'échange d'ions au sein d'un même système. Grâce aux accessoires multicanaux LAMBDA, différents solvants, solutés et types de colonnes peuvent être traités en parallèle, réduisant considérablement le temps expérimental tout en maintenant une précision et une reproductibilité élevées.
Ce système de collecte de fractions à colonnes multiples assure un échantillonnage automatisé et homogène sur tous les canaux, permettant un suivi précis des processus d'adsorption, de percée et de désorption. En augmentant le débit et en permettant la comparaison directe de conditions multiples, l'OMNICOLL améliore l'efficacité de la chromatographie à haut débit, des études d'échange d'ions et des flux de travail de séparation avancés .
Découvrez comment la collecte automatisée des fractions peut optimiser vos expériences de séparation.
Pour plus d'informations, contactez-nous à l'adresse sales@lambda-instruments.com
Vous trouverez plus d'informations sur la page produit dédiée à l'adresse suivante : https://www.collecteur-fractions.com/multicanaux/