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Selective separation of copper (II) and cobalt (II) from wastewater by using continuous cross-flow micellar-enhanced ultrafiltration and surfactant recovery from metal micellar solutions

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Abstract

Performance of continuous cross-flow micellar-enhanced ultrafiltration (MEUF) method was investigated for the selective separation of copper (Cu2+) and cobalt (Co2+) from the aqueous phase using sodium dodecyl sulfate (SDS) as an anionic surfactant and iminodiacetic acid (IDA) as a chelating agent. Operating parameters such as operating time (10–120 min), cross-flow rate (100–250 mL/min), pH of the solution (2.8–5.6), molar concentration ratio of the chelating agent to metals (the C/M ratio, 0.5–2.5), molar concentration ratio of the surfactant to metals (the S/M ratio, 5–8) and mode of operation were studied to investigate the effectiveness of the process on selective separation. At optimal parameters, above 90% selective separation (Cu2+ in permeate and Co2+ in retentate) was achieved. Two methods were studied for the separation of Co2+ and SDS from retentate stream; acidification followed by UF and addition of chelating agent followed by UF with surfactant recovery of 75% and 83%, respectively, and Co going into the permeate.

Abstract

On a étudié le rendement de la méthode de l'ultrafiltration assistée par les micelles (UFAM) à écoulement transversal en continu pour la séparation sélective du cuivre (Cu2+) et du cobalt (Co2+) de la phase aqueuse en utilisant le dodécyl sulfate de sodium (SDS) comme surfactif anionique et l'acide iminodiacétique (AID) comme agent chélateur. Les paramètres de fonctionnement comme le temps de fonctionnement (10 à 120 min), le taux d'écoulement transversal (100 à 250 mL/min), le pH de la solution (2,8 à 5,6), le rapport de concentration molaire de l'agent chélateur aux métaux (le rapport A/M, 0,5 à 2,5), le rapport de concentration molaire du surfactif aux métaux (le rapport S/M, 5 à 8) et le mode de fonctionnement ont été étudiés pour enquêter sur l'efficacité du processus de séparation sélective. Aux paramètres optimaux, au-dessus de 90% la séparation sélective (Cu2+ dans un perméat et Co2+ dans un rétentat) s'est produite. On a étudié deux méthodes pour la séparation du Co2+ et du SDS du flux de rétentat; l'acidification suivie de l'UF et l'ajout d'un agent chélateur suivi de l'UF avec récupération du surfactif de 75% et 83% respectivement et le Co allant dans le perméat.

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