Membranes de microfiltration et d'utrafiltration à base de zircone sur supports d'argile et d'arène granitique : Elaboration et caractérisation

Abstract

Ce travail porte sur toute la chaîne de mise en ouvre de procédés de filtration depuis la réalisation du support et des membranes céramiques de micro et d’ultrafiltration jusqu’aux caractérisations en filtration. Le façonnage des supports est réalisé par extrusion d’une pâte plastique consolidée par frittage. Les minerais utilisés, l’argile ou l’arène granitique, montrent leur intérêt non seulement par leur température de frittage relativement basse mais également par leurs propriétés physiques et chimiques. Le choix de la granulométrie, de la composition de la pâte et de la température de frittage a permis d’obtenir des céramiques inertes inaltérables tout en conservant d’importants volumes poreux. A la température 1120°C. Le volume poreux est de l’ordre de 55% et de Dmoy des pores est égale à 2,6 μm pour l’argile. Pour l’arène granitique ces valeurs sont respectivement 51% et 10,3 μm pour une température de frittage de 1060°C. La surface des supports est homogène et convient parfaitement pour le dépôt de couches de microfiltration. Une membrane de microfiltration (0,32 μm) à base de zircone de surface spécifique égale à 8,3m²/g a été ensuite mise au point par la technique de coulage de barbotine. La perméabilité est égale à 2390 1/h.m².bar pour la membrane S/ZrO2 et 2050 1/h.m².bar pour A/ZrO2. Le dépôt en couche mince de composites d’ultrafiltration : S/ZrO2/ZrO2 et A/ZrO2/ZrO2. La couche superficielle d’épaisseur inférieure à 4 μm présente un Dmoy des pores de l’ordre de 45 nm pour un traitement de 2 heures à 700°C. La perméabilité à l’eau respectivement de 104 et 94 1/h.m².bar est en accord avec la taille des pores. La rétention et le flux des sels NaC1, CaSO4, Cr(NO3)3, Cr2 (SO4)3 ont été déterminés. La rétention la plus importante est notée en présence du cation Cr³+ et dépend de l’anion associé : 70% avec l’anion NO-3 et 60% avec l’anion SO2-4. Ces résultats sont très encourageants pour la filtration des effluents contenants des ions Chrome.