Résumé

Les méthodes de séparation par membranes ont subi depuis quelques années un important développement essentiellement parce qu'elles représentent de nombreux avantages énergétiques, économiques avec des sélectivités élevées. Dans ce domaine, l'ultrafiltration a vu son champ d'application s'accroitre, car elle est considérée comme un filtre moléculaire bien adapté í  la séparation des grosses molécules. Mais elle reste inefficace dans la séparation d'ions libres í  cause de leurs faibles tailles (tailles inférieur aux pores des membranes). Pour cela la solution mise en considération pour dépasser cette difficulté était de mettre en Å“uvre une réaction de complexation avec des macroligands de nature organique afin de pouvoir piéger les ions et les faire retenir par la membrane.

La mise en Å“uvre de cette méthode hybride d'ultrafiltration assistée par complexation a trouvée une large application pour le traitement et l'élimination des métaux lourds.

Dans ce présent travail on s'intéresse tout particulií¨rement í  la complexation du cobalt (II), Ni(II) avec le  ligand EDTA . Le but principal de l'étude est  l'optimisation  des  conditions de complexation du métal avec ce  ligand ; í  savoir le pH, la concentration initiale du ligand, la température et la vitesse d'agitation et ceci dans le but d'obtenir les meilleurs taux de rétention du métal par ultrafiltration. L'étude est passée par trois étapes :

La premií¨re consiste en une modélisation des deux réactions de complexation basée sur les expressions des constantes de stabilités de toutes les espí¨ces existantes dans le milieu  et des bilans de masses réalisés pour les deux  cations et le  ligand. On a obtenu par la suite, un systí¨me d'équations algébriques et non linéaires dont la résolution s'est effectuée numériquement avec le logiciel MATLAB 7. Pour une concentration initiale du cobalt [Co²⁺]₀=5.10^-4 M =[Ni²⁺]₀, Les résultats obtenus ont montré que le complexe  Co-EDTA  atteint une concentration maximale et la meilleure stabilité dans le domaine du      pH [6-13]. Le complexe Ni-EDTA donne quand í  lui la meilleure stabilité dans le domaine de pH [6-13].

La deuxií¨me étape est celle de l'étude expérimentale qui montre que les concentrations résiduelles de cobalt, nickel diminuent avec l'augmentation de la concentration de l'agent complexant, avec l'augmentation du pH ainsi qu'avec l'augmentation de la température et la vitesse d'agitation. Pour une concentration initiale de cobalt, nickel de [Co²⁺] = 5.10^-4=[Ni²⁺] M,  les conditions optimales pour la complexation avec le cobalt sont (temps de contact= 30 min, [EDTA]₀ = 5.66 10^-4 M, pH=6.5, T=23°C et vitesse d'agitation = 500 tours / min) , et le nickel (temps de contact=45 min, [EDTA]₀ = 5.66 10^-4 M, pH=6.6, T=23°C et vitesse d'agitation = 700 tours / min) .

La dernií¨re étape consiste í  la partie expérimentale de l'ultrafiltration du complexe Co-EDTA, le taux de rétention de la membrane peut atteindre 80% surtout pour la pression de 2.5 bar, le complexe Co-EDTA peut íªtre récupéré par la membrane d'ultrafiltration. La comparaison entre les résultats expérimentaux et calculés a montré des écarts.

La comparaison entre les réactivités du cobalt et du nickel avec l'EDTA a montré de faibles écarts, ceci montre que l'EDTA forme des complexes stables avec les deux cations métalliques étudiés.

Mots clés : Ultrafiltration, Complexation, Cobalt (II), Nickel (II) , EDTA,  MATLAB.