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Algues-26-2011

ADSORPTION DES TERRES RARES EN SOLUTION PAR UNE ALGUE BRUNE

Les constituants des algues sont connus pour leurs propriétés de chélation vis-à-vis des cations en solution. Dans l’eau de mer, ce sont les éléments alcalins et alcalino-terreux qui sont adsorbés en majorité, ainsi que certaines formes chimiques des métaux lourds. Les auteurs de cette étude ont mis au point un plan d’expériences visant à évaluer la chélation des lanthanides (lanthanum, europium, cérium et ytterbium) par l’algue brune (Turbinaria conoides ). Les résultats montrent une adsorption rapide et sélective en solutions mono- et pluri-élémentaires. 

Avis du CEVA :  les auteurs décrivent le potentiel d’une algue brune pour son application dans la récupération des lanthanides présents dans les effluents industriels. L‘application des algues en bioremédiation des métaux lourds est bien décrite, niais celle des lanthanides a fait l’objet de peu d ‘études. Compte tenu de la valeur économique et stratégique de ces composés, il y a ici une porte ouverte sur des applications à forte valeur ajoutée avec une matière simple à mettre en oeuvre et durable.

Sources : VIJAYARAGHAVAN K., SATHISHKUMAR M., BALASUBRAMANIAN R. (2011). Interaction of rare earth elements with a brown marine alga in multi-component solutions. Desalination , 265, (1-3), 54-59.

Les terres rares de type lanthanides présentent un intérêt économique qui ne cesse de croître. Elles sont utilisées dans les composants informatiques pour le dopage des semi-conducteurs, dans certains aciers et dans les fertilisants agricoles. Leur prix en hausse régulière, rend les procédés de récupération dans les effluents industriels rentables économiquement. La recherche se porte sur des chélatants spécifiques, rapides et faciles à mettre en oeuvre. Les algues sont naturellement riches en composés chélatants, en particulier dans leurs parois. Ce sont souvcnt des polysaccharidcs anioniques ou neutres dont les propriétés dadsorption des cations en solution ont fait l’objet de nombreuses études. Le mécanisme le plus connu est l’adsorption du calcium par les alginates qui est à l’origine de leur réticulation. Les interactions des composés algaux avec les cations alcalins et alcalino-terreux ont été bien décrites, car ils sont présents en quantité importante dans l’eau de mer. Toutefois, les algues sont aussi capables de fixer et d’accumuler les métaux lourds dont les concentrations sont en générale beaucoup plus faibles. Cette chélation spécifique en présence d’autres cations, rend la matière algale intéressante pour des applications de dépollution. Les auteurs de cette étude évaluent le potentiel d’une algue brune (Turbinaria conoides) pour fixer spécifiquement les lanthanides avec pour objectif applicatif une récupération dans les effluents industriels.  Quatre éléments sont choisis le cérium (Ce), le lanthanum (La), l’ytterbium (Yb) et l’europium (Eu), tous sous forme de nitrates en solution. Les algues sont récoltées sur les côtes indiennes, séchées au soleil, puis micronisées à 750 jim. Des lavages à l’eau désionisée sont appliqués, puis un séchage final à 60°C en four. Des quantités précises d’algues sont mises en contact sous agitation avec différentes solutions de lanthanides à différents pH et pendant des temps variables suivant le plan d’expérience. Les résultats montrent une ehélation effective des quatre lanthanides simultanément en solutions mufti— élémentaires. Toutefois, une compétition existe qui favorise l’europium. Les autres éléments sont adsorbés dans l’ordre suivant: Ce> La> Yb. L’optimum de chélation est observé à pH 5. La cinétique est rapide puisque la quantité fixée atteint un plateau après 60 min. La désorption des lanthanides est réalisable par élution en milieu HCI. Elle est quasiment totale, car 99,6 % des quantités fixées sont récupérés en solution. La matière algale peut à nouveau être utilisée pour une nouvelle chélation, sans altération de ses propriétés, au moins pendant les trois cycles effectués par les auteurs. Ils concluent sur l’intérêt applicatif de la biomasse d’algue brune pour la récupération des lanthanides.
   

Initialement publié dans  la Veille Technologique Britta-Valorial : Algues/26-2011

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