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Traitements hydrométallurgiques de Matières Premières Secondaires (MPS)

Electrolixiviation/Electrodéposition de déchets solides

La plupart des procédés hydrométallurgiques de valorisation des déchets sont coûteux car ils comportent de nombreuses étapes dont les principales sont la lixiviation et la récupération du métal par électrolyse.

Après avoir montré qu’il était possible de coupler ces deux opérations unitaires au sein d’une même cellule (électrolixiviation/électrodéposition) sur une matrice synthétique ZnO/SiO2,  le procédé a été appliqué à deux déchets zincifères (oxyde Waelz et broyat de piles Zn/MnO2) avec succès.

A l’heure actuelle, les études sont tournées vers les possibilités de valorisation d’autres métaux (Cd, Ni, Co, Cu…) présents dans diverses matrices (broyats d’accumulateurs, scories métallurgiques…) par génération in situ du réactif lixiviant ou par réaction directe aux électrodes dans le cas de solides électroactifs.

Ce sujet est développé en étroite collaboration avec l’équipe de génie électrochimique du Laboratoire Réactions et Génie des Procédés de l’ENSIC (LRGP).

 

Principe du couplage Electrolixiviation/Electrodéposition
<font size="1"><i>Réacteur pilote de précipitation de Cd(C10)2</font></i>

Précipitation sélective

La précipitation chimique est couramment utilisée en hydrométallurgie soit pour récupérer le métal d’intérêt, soit pour purifier le lixiviat avant électrolyse.

Depuis 1999, l’équipe étudie la possibilité d’utiliser les carboxylates de sodium comme réactifs de précipitation. Ces réactifs, non toxiques et biodégradables, sont préparés à partir d’acides carboxyliques issus d'agro-ressources.

Les données précédemment acquises permettent d’envisager la précipitation au stade pilote (en collaboration avec le LRGP) afin d’opérer à moyen terme un transfert de technologie.

D’un point de vue plus fondamental, l’influence de la ramification des chaînes carbonées, de la présence d’insaturations ou encore de la taille du cation solvaté sur la valeur du produit de solubilité sont à l’étude. Ceci doit permettre d’établir une relation propriété-structure afin d’estimer le pKsp de n’importe quel carboxylate pour une utilisation donnée.

Récupération de l’indium issu de la lixiviation des déchets électroniques

Certains liquides ioniques hydrophobes peuvent se substituer aux solvants organiques en extraction liquide/liquide.

Toutefois, la réextraction des espèces métalliques du liquide ionique s’avère ensuite difficile.

L’électrodéposition consécutive à l’extraction permettrait de résoudre ce problème.

De plus, grâce à la grande stabilité électrochimique des liquides ioniques, de nombreux éléments pourraient être récupérés sous leur forme métallique.

La faisabilité de ce procédé a été établie pour l’indium, métal rare considéré comme critique en raison des faibles ressources primaires et d’une demande en augmentation constante (écrans LCD, LEDs…).

Ces travaux sont réalisés en collaboration avec le Laboratoire de Chimie Moléculaire et Environnement (Polytech’ Savoie).