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Ionometallurgy of primary sources for an enhanced raw materials recovery

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Une approche verte et efficace révolutionne l’extraction des métaux

Des chercheurs financés par l’UE ont développé une technologie durable de traitement des minerais qui permet de récupérer de manière efficace et rentable les principaux sous-produits des sources primaires, tout en extrayant le principal métal que contient le minerai.

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Les matières premières essentielles telles que le cobalt, le germanium et les métaux du groupe du platine sont à la base de nombreux produits et technologies que nous utilisons, des batteries rechargeables aux cellules solaires en passant par l’électronique. La Commission européenne soutient des projets articulés autour de la récupération de ces matériaux critiques. Ces initiatives permettent non seulement d’assurer la stabilité économique de l’UE, mais aussi d’ouvrir la voie à un avenir plus autonome et durable. Le projet ION4RAW, financé par l’UE, entend mettre au point une méthode plus efficace et plus écologique d’extraction des métaux à partir des ressources primaires. Il s’agit d’un changement important par rapport à de nombreux procédés hydrométallurgiques actuels, qui ont souvent recours à des substances toxiques préjudiciables à l’environnement.

Une technologie ionométallurgique alternative et révolutionnaire

«ION4RAW recourt essentiellement la lixiviation avec des liquides ioniques à solvant eutectique profond (DES pour deep eutectic solvent) et l’électro-récupération. Les DES sont des solvants verts, chimiquement stables, qui peuvent être adaptés à la récupération de différents métaux», explique Maria Tripiana, coordinatrice du projet. Ils constituent une alternative respectueuse de l’environnement aux procédés conventionnels d’ionométallurgie, ce qui rend l’approche de ION4RAW plus économe tant en termes de ressources que de coûts. «Ils sont composés de deux éléments, les acides de Lewis et de Brønsted, qui fondent à une température différente de celle du mélange. Différentes formulations de DES ont été testées en fonction des métaux concernés», ajoute Maria Tripiana. Après le conditionnement en amont, les minéraux extraits sont dissous dans le DES. La solution qui en résulte contient un mélange de différents métaux, qui sont ensuite électrodéposés sous forme solide en utilisant le DES comme solution électrolytique. Ce processus fait intervenir une cathode et une anode et, lorsqu’un courant est appliqué, les métaux se déposent sur la cathode sous forme solide. La technologie se heurte toutefois à des difficultés, notamment pour développer le processus et démontrer son efficacité en dehors d’un environnement de laboratoire. Les chercheurs ont néanmoins réalisé des progrès considérable et escomptent atteindre le TRL 5 d’ici la fin du projet. Le prototype de la technologie sera développé dans les installations de TECNALIA. Les derniers mois seront consacrés au peaufinage des performances du processus et aux tests de qualité des sous-produits récupérés.

Des activités en faveur de la gestion durable des ressources

Les membres du projet ont entrepris diverses activités afin d’atteindre leurs objectifs. Ils se sont d’abord attachés à soutenir la récupération des sous-produits par le biais d’une évaluation complète du potentiel de ceux-ci. Ils ont dressé un inventaire fiable de la distribution des sous-produits ciblés en Europe, en compilant des données géologiques et des données analytiques historiques, en consultant des ensembles de données européennes et en recueillant des échantillons sur des sites sélectionnés. Ils ont eu recours à des techniques de caractérisation à plusieurs échelles pour analyser les minerais et identifier les porteurs de sous-produits minéraux. Afin de maximiser la récupération des sous-produits en amont des sources primaires et de minimiser l’impact environnemental en aval, les membres du projet ont cartographié le comportement des minéraux porteurs de sous-produits présents dans les minerais polymétalliques de référence. L’équipe a également démontré l’efficacité des processus de filtration, de lavage et de récupération, en confirmant leur efficacité sans compromettre les propriétés des matériaux ni la qualité du DES. Enfin, les membres du projet ont fait appel à des méthodes ionométallurgiques pour récupérer de manière rentable les sous-produits des sources primaires. Ils ont mené une analyse de libération minérale afin de caractériser les concentrés sulfurés de tous les minerais primaires étudiés. Deux approches de lixiviation ont été évaluées, chimique et électrochimique, la première, qui utilise du chlorure de choline/éthylène glycol avec des concentrés de cuivre/plomb, s’avérant la plus prometteuse. L’équipe a également étudié l’influence de la composition du solvant sur la spéciation et le comportement des éléments cibles. «En termes de durabilité, le procédé ION4RAW se révèle plus performant que les méthodes de récupération conventionnelles. Il permet de réduire la consommation d’énergie et recourt à des solvants ininflammables, ce qui garantit un processus plus sain et plus sûr», ajoute Maria Tripiana. La réduction des dépenses d’investissement et d’exploitation fait de ce procédé une option viable pour les sociétés d’exploitation minière et de traitement des minerais

Mots‑clés

ION4RAW, sous-produit, sources primaires, ionométallurgie, traitement des minerais, matières premières critiques, solvant eutectique profond, exploitation minière

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