Application d’argiles locales du nord du maroc pour le traitement des effluents liquides contaminés par les colorants organiques et les métaux lourds

Resumen

Este trabajo tiene como objetivo general la valorización de las arcillas naturales de la región norte de Marruecos mediante su uso en el tratamiento de aguas residuales contaminadas por tintes orgánicos y metales pesados. Se puede inscribir dentro de una perspectiva de desarrollo local sostenible que consiste, por una parte, en aplicar nuevos enfoques eficaces para preservar la calidad del agua y proteger el medio ambiente de la contaminación, y por otra, en valorizar los abundantes recursos minerales. Se partió de una caracterización físico-química en detalle de las materias primas, las arcillas en polvo, incluyendo diversas técnicas como la Difracción de Rayos-X con interpretación fina de los resultados mediante análisis Rietveld, análisis térmico empleando termobalanza y espectrometría de masas, análisis cuantitativo empleando ICP-AES y FRX, microscopía electrónica SEM-EDS, espectroscopía FTIR, y técnicas de análisis textural como la granulometría laser y la fisisorción de nitrógeno. De igual manera, se abordó un completo estudio de la capacidad de adsorción de las arcillas frente a un colorante modelo, el azul de metileno, y respecto a dos metales pesados en disolución, el plomo y el cadmio. Los estudios, en los que se empleó un diseño de tanque agitado, incluyeron el análisis de la influencia de los diferentes parámetros experimentales comunes a este tipo de estudios (cantidad de adsorbente, tiempo de contacto, pH del medio, concentración inicial de contaminante y temperatura en el proceso de adsorción). Por otra parte, cabe señalar el uso de la espectroscopía de absorción atómica como técnica analítica que proporcionó la sensibilidad y precisión adecuadas a los niveles de concentración de los iones metálicos estudiados. En una tercera etapa, se consiguió preparar monolitos integrales de arcilla en forma de panal de abeja, siguiendo la metodología de Casagrande utilizada inicialmente para la extrusión de otros materiales cerámicos. Esta metodología se basa en la predicción de la extrusibilidad de una pasta mediante la estimación de sus propiedades reológicas básicas, evitando un procedimiento tedioso y costoso de prueba y error. Las prestaciones de adsorción de los materiales así elaborados también se han estudiado frente al azul de metileno, plomo y cadmio en disolución, respectivamente. En este caso, las experiencias se han llevado a cabo empleando un diseño dinámico con recirculación en torno a los filtros estructurados de arcilla. Los resultados generales permiten concluir que las arcillas denominadas O (illita-esmectita) y ST (estevencita) se pueden extruir fácilmente en forma de monolitos en forma de panal de abeja, presentando una eficacia considerable en la retención de plomo (2 mg/g) y cadmio (4mg/g), respectivamente. Además, el estudio de adsorción del azul de metileno también mostró la buena afinidad de la arcilla O hacia este contaminante (100 mg/g). De acuerdo con los resultados obtenidos, los monolitos en forma de panal de abeja preparados a partir de las arcillas naturales han demostrado un enorme potencial frente a la retención de contaminantes en disolución. Estos filtros estructurados añaden ventajas considerables en el proceso de la purificación del agua, sin perder las propiedades de adsorción de las arcillas en polvo de partida. De esta forma, los materiales y el diseño aquí propuestos proporcionan nuevas alternativas para luchar contra el problema de la contaminación del agua por metales pesados y colorantes orgánicos, y, por lo tanto, han sido valorizados.