Séparation hYDrothermale des tERres rares : Application aux aimANTs NdFeB – SYDERANT

Un certain nombre de déchets industriels et ménagers recèlent des métaux d’intérêt économique voire géostratégique, en faible à très faible concentration. Il y a un véritable enjeu socio-économique à pouvoir traiter ces déchets de telle sorte à concentrer ces métaux en vue de leur recyclage. Il se trouve que les systèmes hydrothermaux naturels sont capables de trier sélectivement les éléments chimiques qui sont dilués dans la croûte terrestre. Dans une approche géo-inspirée, nous proposons de développer un procédé hydrothermal de traitement de poudres d’aimant permanent NdFeB afin d’obtenir un produit enrichi en terres rares, principalement Nd, Dy et Pr qui sont tous considérés comme des éléments critiques. Pour cela, nous avons constitué une équipe comprenant un laboratoire de Sciences de la Terre (ISTerre) et un industriel (Cristal Innov) spécialiste de la croissance cristalline en conditions hydrothermales. Il a été démontré qu’un traitement hydrothermal (200 – 300°C) produit de la magnétite (Fe3O4), des hydroxides et borates de Nd ainsi qu’une importante quantité d’H2 potentiellement valorisable. L’idée ici est de développer un procédé hydrothermal permettant de séparer ces phases en condition de chimie douce à partir de poudres d’aimant fournies par un producteur (Daimantel et MagReeSource). Ce procédé éco-efficient est une rupture par rapport aux technologies actuelles de recyclage. La stratégie scientifique suivie va consister à mener des expériences de laboratoire incluant des mesures calorimétriques afin d’aboutir à une description thermodynamique du système. Celle-ci sera implémentée dans un code thermodynamique et hydrodynamique (interface COMSOL) afin d’orienter la stratégie d’optimisation de la séparation et de réaliser un premier changement d’échelle (1g vers 1kg) vers un procédé industriel de faible empreinte écologique. Les résultats de ces travaux pourront ensuite s’appliquer au recyclage d’autres éléments.