L’alumine activée est une forme d’oxyde d’aluminium très poreuse qui se lie à certains liquides et gaz sans que sa forme chimique ou physique ne change. En raison de sa porosité élevée, il a un rapport surface/poids élevé. Il est couramment utilisé comme déshydratant, pour le traitement de l’eau et comme catalyseur dans les opérations de raffinage et de gaz naturel.
Un déshydratant est une substance ayant une grande affinité pour l’eau, qui a un effet desséchant sur son atmosphère locale, comme à l’intérieur d’un récipient scellé. En tant que déshydratant, l’alumine activée fonctionne par le processus d’adsorption. Cela ne doit pas être confondu avec le processus d’absorption plus communément connu. L’absorption est un processus physique par lequel un fluide est aspiré et remplit les espaces vides d’un solide sans s’y lier. L’adsorption, d’autre part, est un processus dans lequel le fluide aspiré dans les pores du matériau solide se lie chimiquement au matériau solide.
Lorsqu’elles sont exposées à de l’alumine activée, les molécules d’eau dans l’air se lient à l’alumine, ce qui entraîne un air plus sec. Si le matériau est chauffé, il libérera l’eau qui lui est liée dans l’air. Ce processus de liaison et de libération de l’eau peut être répété indéfiniment, faisant de ce matériau l’un des dessiccants les plus courants.
Il peut également adsorber d’autres matériaux tels que l’arsenic, le fluorure, le cuivre et le plomb. Cette capacité en fait un candidat approprié pour une utilisation dans les opérations de traitement de l’eau. Dans de nombreux cas, il est plus rentable qu’une installation de traitement d’eau à la pointe de la technologie à grande échelle. Le traitement de l’eau à l’alumine activée est souvent la méthode de choix pour les zones rurales et les petites installations municipales.
De petites quantités de fluorure sont généralement considérées comme bénéfiques pour la santé dentaire, et dans certaines régions, le fluorure est volontairement ajouté à l’approvisionnement public en eau. Cependant, de fortes concentrations de fluorure sont présentes naturellement dans les eaux souterraines à certains endroits. Cela pose un problème localement car une consommation excessive de fluorure peut entraîner une fluorose, une maladie osseuse dégénérative. Dans certains endroits, la toxine arsenic est également présente naturellement à des concentrations dangereusement élevées. Ces deux substances peuvent être filtrées de l’eau potable à des niveaux acceptables par adsorption avec de l’alumine activée.
Ce matériau est également utilisé pour nettoyer les eaux de ruissellement pluviales, les déchets miniers et pour l’assainissement de sites déjà contaminés. L’eau de pluie peut récupérer des métaux solubles tels que le cuivre et le zinc des sites industriels, des centres de recyclage, etc. Les amas de résidus associés aux opérations minières peuvent lessiver des substances telles que le plomb et l’arsenic dans les plans d’eau avoisinants. Des sites contaminés depuis longtemps sont également en cours d’identification en vue de leur assainissement.
Dans toutes ces situations, l’alumine activée peut être un moyen rentable d’éliminer les substances indésirables ou dangereuses de l’environnement. Sa capacité à se lier à ces substances permet de les capter sous une forme stable. Lorsque le matériau est finalement éliminé, les substances indésirables ne sont pas lixiviées dans l’environnement mais restent plutôt liées à l’alumine.
Les opérations de gaz naturel, les fonderies et les raffineries utilisent également fréquemment de l’alumine activée comme ce qu’on appelle un catalyseur Claus. Dans les réactions chimiques, un catalyseur est une substance qui accélère une réaction sans être elle-même affectée. L’alumine activée fonctionne comme un catalyseur dans un processus qui récupère le soufre élémentaire à partir du sulfure d’hydrogène et du dioxyde de soufre produits comme sous-produits des opérations industrielles. Cela empêche ces sous-produits de déchets, qui sont nocifs en quantités suffisamment élevées, de contaminer l’environnement.