DS0303 - Produits (conception, procédés et matériaux)

Recyclage des Terres rares – CYTER

Résumé de soumission

Les terres rares sont aujourd’hui indispensables aux technologies de pointe et à la croissance verte mais le fort développement de ces domaines fait exploser la demande de ces éléments. De façon dommageable pour l’Europe la chine contrôle quasi totalement leur production.

Avant d’envisager une substitution de ces métaux il est indispensable pour abaisser rapidement les tensions de ce marché d’envisager le recyclage à partir des déchets industriels. Ces déchets contenant ces terres rares font maintenant l’objet d’une nouvelle politique d’exploitation et sont décrits comme des « mines urbaines ». Ce recyclage à partir de ces déchets est déjà exploité en France à une échelle industrielle (Rhodia, Solvay) avec des procédés mécaniques et physiques de retraitement finalisés (après une dissolution en milieu acide) par une extraction liquide-liquide.

L’ICMMO et l’IRAMIS proposent ici un procédé innovant pouvant intervenir dans cette filière de recyclage. Il s’agit de compléter et/ou de se substituer à la technologie liquide-liquide habituelle de l’extraction de ces métaux avec une technologie solide-liquide de bien plus grande simplicité et pouvant même après évaluation être de meilleure efficacité. Le principe de la transition entre les deux technologies peut se présenter simplement. Il existe des matériaux moléculaires capables avec une grande spécificité de complexer des ions métalliques. Dans une extraction liquide-liquide ces matériaux sont dispersés et échangés entre des phases liquides et la séparation finale reste complexe et multi-étagées. La possibilité tout compte fait encore récente d’immobiliser ces mêmes matériaux sur des surfaces solides permet alors de capter sur ces surfaces les ions cibles dont la séparation avec le liquide sera alors bien plus simple.

Aux aspects économiques évoqués au-dessus et qui représentent déjà une composante importante du problème, des aspects environnementaux et maintenant de santé publique viennent s’y ajouter. Au même titre que les risques encourus avec les métaux lourds déjà bien connus comme le cuivre, le nickel et surtout maintenant le Chrome hexavalent la toxicité des terres rares qui était encore récemment ignoré viendrait rejoindre la liste des métaux déjà soumis à réglementation. Il devient alors vraiment critique de préparer de nouvelles solutions techniques de gestion de ces éléments.

Les deux laboratoires associés ont une l’expérience commune récente de ce saut technologique de l’extraction/concentration sur des effluents contenant du césium (applications filière nucléaire). Plus anciennement encore l’IRAMIS a acquis une expérience dans le retraitement d’effluents liquides industriels des filières du traitement de surface (Cu, Zn, Ni). Il s’agirait dans ce programme de s’appuyer sur ces expériences passées et de faire bénéficier à la problématique du recyclage des terres-rares de cette expertise. L’ambition de ce programme est d’obtenir avec le recyclage des terres rares un niveau de démonstration à l’échelle du laboratoire (TRL 3-4) qui permettrait d’être suffisamment pertinent pour lancer des programmes visant à une plus forte maturité technologique (TRL 5-6).

A l’issu de ce programme conçu pour « stimuler le renouveau industriel » une stratégie de valorisation est d’ores et déjà envisagée. Des partenariats avec des industriels et des acteurs publics se mettent en place et la création d’une entreprise est aussi envisagée.

Coordination du projet

Pascal Viel (Laboratoire d'Innovation en Chimie des Surfaces et Nanosciences)

L'auteur de ce résumé est le coordinateur du projet, qui est responsable du contenu de ce résumé. L'ANR décline par conséquent toute responsabilité quant à son contenu.

Partenaire

CEA Laboratoire d'Innovation en Chimie des Surfaces et Nanosciences
Université Paris 11 Institut de Chimie Moléculaire et des Matériaux d'Orsay

Aide de l'ANR 170 925 euros
Début et durée du projet scientifique : septembre 2014 - 24 Mois

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