Assessment of Al-Madra clay as an adsorbent of copper ions from aqueous solutions

Abstract

Al-Madra clay, a local, cheap and readily available material in Qatar, was tested for the removal of copper ions from aqueous solutions. Batch experiments of copper ion adsorption onto natural and treated clay in different conditions were undertaken. Different types of activated Al-Madra clay were used, such as Na-clay, Al-clay, thermal-clay and cyclohexane-clay. Thermally treated clay achieved the highest removal of Cu ions, followed by Al-clay, cyclohexane-clay, and finally Na-clay. A maximum of 50% adsorption of copper ions can be achieved using the natural clay while about 72% adsorption can be achieved when the clay is thermally treated. The amount of copper adsorbed by untreated Al-Madra clay was dependent on the process conditions; increasing with an increase in pH and initial metal concentration but decreasing with an increase in sorbent concentration. The increase in temperature from 5 to 50°C resulted in only a very slight increase in copper uptake by untreated Al-Madra clay.

Résumé

L’argile d’Al-Madra, un matériau local, bon marché et facilement exploitable au Qatar, a été testée pour l’extraction d’ions cuivreux à partir de solutions aqueuses. Des expériences en série, portant sur l’adsorption d’ions cuivreux sur des argiles naturelles ou traitées en différentes conditions, ont été réalisées. Plusieurs types d’argiles d’Al-Madra activées ont été testés, tels que des argiles saturées en Na, en Al, traitées thermiquement ou au cyclohexane. Les argiles ayant subi un traitement thermique ont donné les meilleurs résultats pour l’extraction des ions cuivreux, suivies par les argiles saturées en Al, les argiles traitées au cyclohexane, et finalement les argiles saturées en Na. Un taux d’adsorption d’ions cuivreux de l’ordre de 50% peut être obtenu à partir des argiles naturelles, tandis qu’un taux d’environ 72% est obtenu à partir des argiles traitées thermiquement. La quantité de cuivre adsorbée par les argiles d’Al-Madra non traitées dépend des conditions opératoires, augmentant avec une augmentation du pH et la concentration initiale en métal, diminuant avec une augmentation de la concentration de l’adsorbant. Une augmentation de la température de 5 à 50°C n’a apporté qu’une très faible augmentation de l’adsorption de cuivre par l’argile d’Al-Madra non traitée.