Salkhi, Ramin
(2007).
« Une séparation colloïdale améliorée avec l'ajout de surfactant pour la caractérisation et la décontamination de sédiments multiphasés » Mémoire.
Montréal (Québec, Canada), Université du Québec à Montréal, Maîtrise en sciences de la Terre.
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Résumé
Cette étude cible les questions relatives aux systèmes aqueux de fines particules près ou sous le micron qui sont importantes et nombreuses en environnement avec les résidus anthropiques et en particulier avec les matériaux anthropogéniques des sédiments de rivières et des lacs. Le but principal visé était de démontrer l'importance d'utiliser un surfactant comme agent pour améliorer la séparation colloïdale en milieu aqueux. Dans cette technique les surfactants altèrent la charge de surface des particules qui vont dicter le comportement et la destination des phases respectives du système par les floculations ou suspensions.
À cause de leur masse extrêmement petite, l'effet de gravité est atténué et joue un rôle plus voilé avec le temps. Pour des études de caractérisation de tels systèmes, en environnement, où les difficultés tiennent à la présence des fines sous microniques et aux mélanges polyphasés, ces systèmes répondent mal à l'application des méthodes conventionnelles habituellement utilisées de séparation comme la séparation magnétique en milieu sec ou humide, la séparation électroacoustique et la séparation par liqueurs denses. Les paramètres fondamentaux du potentiel zêta déterminent l'état et les conditions pour une suspension ou pour une floculation. La mobilité des particules solides peut être mesurée par une technique acoustique ESA qui permet de calculer les valeurs du potentiel zêta. Cette détermination implique l'intégration des mesures de la distribution granulométrique, du poids spécifique et les considérations des paramètres chimiques du système soit le pH, la température et la conductivité. Nos résultats indiquent, comme l'hypothèse originale le supposait, que les minéraux naturels ont la même polarité de surface et des intensités de charges comparables aux composés anthropiques pour une composition chimique et structure atomique similaire. Les résultats confirment également que pour un système polyphasé, le signe de polarité et l'intensité du zêta initial sont la résultante de la sommation des valeurs de zêta des phases constituantes. L'équation suivante se vérifie:
ζ (zeta) mV pour la system = Σζа X Cа + ζb X Cb +.......
Plusieurs systèmes artificiels ont été étudiés et les données initiales du système mesuré servent de guides pour trouver les conditions qui permettront d'induire la floculation et le fractionnement en systèmes moins polyphasés et plus simples facilitant ainsi une caractérisation. Les essais et la détermination des paramètres influençant la séparation colloïdale par un surfactant ont été mises au point initialement sur un sédiment de lac comprenant des particules de sulfures de 2 à 3 µm. La présence de grains de sulfures dans le sédiment original n'avait pas été détectée par diffraction de rayons X mais suite au fractionnement et a une concentration résultant plus élevée dans les couches fractionnées, des sulfures pouvaient être identifier. Cette technique a d'ailleurs été utilisée pour caractériser le fractionnement en couches dans lesquelles on retrouve une forte variation dans la concentration des phases constituantes incluant les sulfures. Le fractionnement résultant est de qualité suffisante pour que cette technique soit considérée dans une remédiation environnementale, en particulier pour les résidus miniers où le potentiel de d'acidité excède la capacité de neutralisation engendrant une problématique de drainage minier acide (DMA). Initialement le projet a étudié et caractérisé des mélanges simples de suspension de minéraux suivis d'un ajout progressif des phases du système. pour éventuellement simuler un système naturel contaminé. Une comparaison des similitudes et des différences des systèmes artificiels et naturels sert de base aux conclusions. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : Potentiel zêta, Minéraux naturels, Surfactant, Sulfures, Décontamination, Double couche électrique, Séparation colloïdale.
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