Marie Leroy
L’acide sulfurique est le produit chimique le in addition utilisé au monde. C’est un réactif essential utilisé dans de nombreuses industries et il est utilisé dans la fabrication de tout, du papier, des produits pharmaceutiques et cosmétiques aux batteries, détergents et engrais. C’est donc un défi mondial que l’acide sulfurique contient souvent l’une des substances les moreover toxiques – le mercure. Des chercheurs de l’Université de technologie de Chalmers, en Suède, ont maintenant mis au point une méthode qui peut réduire les niveaux de mercure dans l’acide sulfurique de in addition de 90 %, même à partir de faibles niveaux.
“Jusqu’à présent, il n’existait aucune méthode feasible pour purifier l’acide sulfurique fini. Avec une réduction aussi radicale de la teneur en mercure, nous nous situons bien en dessous des valeurs limites actuelles. Un tel acide sulfurique pur de haute qualité est très demandé dans les programs industrielles. et une étape importante dans la réduction de l’impact environnemental », déclare le directeur de recherche Björn Wickman, professeur agrégé au département de physique de Chalmers.
L’acide sulfurique est produit soit à partir du soufre de l’industrie pétrolière, soit comme sous-produit dans les fonderies de l’industrie minière. Dans ce dernier cas, le mercure, naturellement présent dans le minerai, peut se retrouver dans les produits finis. Les flux recyclés dans les fonderies peuvent également contenir du mercure.
Émissions toxiques qui affectent toute vie sur Terre
La dispersion du mercure est un problème mondial, car la compound est risky et peut être dispersée par l’air sur de vastes zones. Ce métal lourd toxique est ensuite entraîné dans les ruisseaux et les lacs lorsqu’il pleut. Il est stocké dans le sol, l’eau et les organismes vivants, impactant l’ensemble de la chaîne alimentaire. Il peut endommager le cerveau et le système nerveux central des humains et des animaux.
Selon un rapport du Programme des Nations Unies pour l’environnement (PNUE), les émissions de mercure dans l’atmosphère ont augmenté d’environ 20 % entre 2010 et 2015. En 2015, environ 2 200 tonnes de mercure ont été émises dans l’air à la suite d’activités humaines. activités telles que la fabrication de ciment, l’extraction de l’or à petite échelle, la combustion du charbon, la production de métaux et d’autres industries manufacturières. De furthermore, on estime que 1 800 tonnes de mercure se sont retrouvées dans le sol et l’eau au cours de la même année. Selon le rapport, les concentrations de mercure dans l’atmosphère pourraient avoir augmenté de 450 % au cours du siècle dernier.
“Tous les moyens de réduire les émissions de mercure sont bons, car tout mercure émis s’accumule dans l’environnement et go on de constituer une menace pour la santé pendant des milliers d’années”, déclare Wickman.
Seize le métal par électrochimie
Il y a cinq ans, son équipe de recherche à Chalmers a présenté une méthode pionnière pour éliminer le mercure de l’eau à l’aide de procédés électrochimiques. La méthode est basée sur une électrode métallique absorbant le métal toxique et formant un alliage. Le mercure peut alors être retiré en toute sécurité et l’électrode réutilisée. Maintenant, les chercheurs ont poussé cette technologie un peu plus loin et, dans une nouvelle étude, ils ont montré remark le mercure peut être éliminé de l’acide sulfurique concentré.
Les expériences avec l’acide sulfurique ont été réalisées en collaboration avec la société minière et de raffinage des métaux Boliden et la société Atium, une spin-off de la Chalmers School of Entrepreneurship dans le but de commercialiser l’élimination du mercure de l’eau et des produits chimiques. Les chercheurs espèrent désormais pouvoir avancer avec leurs partenaires et développer un sort de réacteur à travers lequel l’acide sulfurique pourra circuler et être purifié en même temps.
Potentiel de réduction des coûts et de l’impact environnemental
Aujourd’hui, le mercure est principalement extrait à un stade as well as précoce – des concentrés et des flux recyclés à la fonderie avant la generation d’acide sulfurique. Il s’agit d’un processus établi, mais qui laisse des traces de mercure dans les produits finaux.
“La purification de l’acide sulfurique empêche également les émissions de mercure supplémentaires, tout en permettant à l’industrie de fonctionner de manière plus rentable et de produire un produit de haute pureté et non toxique. La prochaine étape consistera à étendre la méthode à un processus pilote additionally proche à des volumes réels de milliers de tonnes », déclare Vera Roth, doctorante à Chalmers et première auteure de l’article récemment publié dans la revue ACS ES&T Engineering.
En espérant des valeurs limites inférieures
Selon la foundation de données Statista, le volume du marché mondial de l’acide sulfurique s’élève à environ 260 millions de tonnes par an. D’ici 2029, ce chiffre devrait atteindre 314 thousands and thousands de tonnes. As well as la teneur en mercure de l’acide sulfurique est faible, as well as il est précieux. L’acide sulfurique à utilization professional est considéré comme étant de qualité acceptable lorsque sa teneur en mercure est inférieure à, 30 milligramme par kilogramme. Si la teneur est inférieure à, 08 milligramme par kilogramme, l’acide sulfurique est considéré comme ayant une pureté élevée. Avec la nouvelle méthode, les chercheurs ont réduit le niveau de mercure à, 02 milligramme par kilogramme d’acide sulfurique dans leur étude pilote.
“Les valeurs limites de la quantité de mercure que l’acide sulfurique peut contenir sont basées sur la technologie disponible aujourd’hui. Avec la nouvelle méthode de purification de l’acide sulfurique, nous espérons que la législation autour des valeurs limites sera renforcée dans une viewpoint mondiale où les niveaux de mercure sont généralement beaucoup plus élevé », déclare Wickman.
Légende : L’acide sulfurique est un produit chimique industriel important, mais il contient souvent l’une des substances les furthermore toxiques au monde : le mercure, un métal lourd volatil, qui peut polluer à la fois l’air et l’eau. Des chercheurs de l’Université de technologie de Chalmers ont montré qu’il est feasible de réduire les niveaux de mercure dans l’acide sulfurique de plus de 90 %, même à partir de faibles niveaux. L’étude a été menée en collaboration avec la société dérivée Atium et la société minière et de raffinage des métaux Boliden. Image : Boliden/Unsplash, Nazrin Babashova
As well as d’informations sur la méthode et l’étude
- La méthode de purification élimine le mercure de l’acide sulfurique en ionisant le mercure et ses ions formant un alliage avec un autre métal. Une électrode à area de platine lie électrochimiquement le mercure à lui-même. Il absorbe alors le mercure toxique et forme un alliage des deux métaux. Il est alors probable d’éliminer le mercure et de régénérer l’électrode de manière contrôlée. Cela signifie que l’électrode peut être réutilisée et que la material toxique peut être éliminée en toute sécurité. Le processus est également très économe en énergie. Dans un épisode de l’émission UR Samtiden de la Swedish Instructional Broadcasting Enterprise (UR), Björn Wickman montre comment fonctionne la méthode pour éliminer le mercure de l’eau
- L’article Mercury Removing from Concentrated Sulfuric Acid by Electrochemical Alloy Formation on Platinum est publié dans la revue scientifique ACS ES&T Engineering et a été rédigé par Vera Roth, Julia Järlebark, Alexander Ahrnens, Jens Nyberg, Justin Salminen, Teodora Retegan Vollmer et Björn Wickman. Les auteurs sont actifs au Département de physique et au Département de chimie et de génie chimique de l’Université de technologie de Chalmers, d’Atium et de Boliden
- L’acide sulfurique est le produit chimique le as well as utilisé au monde. C’est un réactif significant utilisé dans de nombreuses industries et il est utilisé dans la fabrication de tout, des produits chimiques, du papier, des produits pharmaceutiques et cosmétiques aux batteries, détergents et engrais. C’est également un ingrédient pour de nombreux processus de recyclage contribuant à l’économie circulaire et à la métallurgie extractive
- Les expériences de l’étude ont été réalisées dans un environnement de laboratoire, dans un bécher de 50 millilitres, puis dans un réacteur de 20 litres. La prochaine étape consistera à étendre la méthode à un projet pilote in addition proche des volumes réels habituels dans les applications industrielles
- La recherche a été financée par Formas et par le programme d’innovation stratégique Swedish Mining Innovation – une coentreprise impliquant Vinnova, Formas et l’Agence suédoise de l’énergie
En savoir moreover sur les métaux lourds dans l’environnement
- Les métaux lourds dans l’eau et les cours d’eau sont un énorme problème environnemental qui affecte la santé de tens of millions de personnes dans le monde. Les métaux lourds sont toxiques pour tous les organismes vivants et s’accumulent dans la chaîne alimentaire. Selon l’Organisation mondiale de la santé, le mercure est l’une des substances les furthermore nocives pour la santé humaine. Elle affecte entre autres notre système nerveux et le développement du cerveau. La substance est donc particulièrement dangereuse pour les enfants et les fœtus
- Aujourd’hui, une réglementation stricte régit la manipulation des métaux lourds toxiques pour éviter leur dispersion dans le milieu naturel. Cependant, de nombreux endroits ont déjà été contaminés ou sont affectés par les dépôts de mercure en suspension dans l’air pouvant provenir d’autres pays. En conséquence, il existe des zones de notre environnement naturel où les quantités de métaux lourds ont atteint des concentrations toxiques. Par exemple, des niveaux élevés de mercure dans les poissons d’eau douce sont un problème environnemental bien connu. Même en Suède, la air pollution par les métaux lourds est un problème sérieux et les poissons de la majorité des lacs contiennent moreover de mercure que la valeur limite. Dans les industries où les métaux lourds sont utilisés, ainsi que dans le recyclage, le traitement des eaux usées et la décontamination, il existe un grand besoin de nouvelles et meilleures méthodes pour éliminer les métaux lourds toxiques de l’eau
