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Equipe EI
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Electrochimie et environnement

Cette activité de recherche répond aux attentes actuelles concernant la valorisation des déchets et le développement de procédés chimiques respectueux de l’environnement.

L’activité de recherche se focalise sur le développement de nouveaux procédés hydrométallurgique et électrochimiques innovants de valorisation de déchets et de récupération de métaux issus de déchets  de type EEE, industriels, automobiles, etc..

Objectifs

Développer des techniques novatrices de récupération de métaux à partir de déchets tels qu’électriques et électroniques (DEEE) ou résidus de broyage des déchets automobiles, par exemple. Les connaissances acquises dans cette action de recherche sont par ailleurs utilisées dans les domaines connexes du dépôt électrolytique et en électrocatalyse.

 
 


 Les sujets de recherche au sein de cet axe se divisent en deux parties
 

1) Procédés hydrométallurgiques en milieux aqueux


    a/ Recyclage du cuivre

Dans le cadre de la Green Microelectronics, l'objectif vise le recyclage et la valorisation du cuivre contenu dans les bains électrolytiques en fin de vie. Un procédé en deux étapes à été mis en place :
-        Electrolyse rapide du bain pour abattre fortement la teneur en ions cuivre.
 

 

Vue de la cellule d'électrolyse à l'échelle minipilote : avant et après électrolyse (1ère étape)

Morphologie du dépôt de cuivre sur mousse et vues des prélèvements du bain électrolytique en fonction du temps traduisant l'appauvrissement en cuivre


-        Le cuivre en solution diluée dans les effluents est ensuite récupéré au travers d'un procédé de cémentation électrochimique
 
 
 Nanoparticules de fer élaborées en voie aqueuse


         b/ Recyclage des batteries au plomb


Il s'agit de contribuer au développement d'une filière hydrométallurgique de recyclage des batteries au plomb selon une approche mécano-chimique sans aucune étape métallurgique.
Le LEPMI se focalise sur la conversion du plomb issus des broyats des batteries, étape divisée en deux parties :
- Désulfatation de la poudre après broyage pour transformer le plomb et ses sels en carbonates de plomb (carbonates, hydrogéno-carbonates, sels doubles de plomb, ...).
- Mise en solution acide de la partie soluble solide obtenue de l'étape précédente, puis réduction du plomb par électrolyse.


 

2/ Traitements en milieux non-aqueux 


                a) Hydrométallurgie en milieu liquides ioniques
 
Les procédés hydrométallurgique actuels de recyclage de métaux issus des déchets d'équipements électriques et électroniques (DEEE) sont dangereux en raison de l'utilisation de cyanure ou d'eau régale.
Cet axe de recherche vise à récupérer l'or et plus largement les métaux nobles (Ag, Pt, Pd, Rh) contenus dans les DEEE à l'aide d'un procédé hydrométallurgique utilisant des liquides ioniques.
 
Deux axes sont étudiés :

i)     La lixiviation des métaux du déchet solide directement vers un liquide ionique

La lixiviation du métal est possible en phase liquide ionique, en introduisant un oxydant soluble dans le liquide ionique (par exemple, Fe(III)).Les liqudies ioniques hydrophiles à base de chlorurese sont montrés efficaces comme milieu de lixiviation de l'or par exemple.
Les études ont portées en tre autre sur les paramètres permettant d’optimise rle phénomènede lixiviation (viscosité, température, teneur en eau du liquide ionique, nature de l’oxydant, vitesse de diffusion des différents compsés chimiques).



Exemples de quelques Liquides Ioniques étudiés
 

ii)     Extraction liquide-liquide ou précipitation de métaux dissous dans une solution acide

Dans ce cas, les métaux des déchets sont d’abord lixiviés de façon classique à l’aide de solutions aqueuses.
Dans ce cas de figure, l’influence de la nature du liquide ionique, de la complexation de l’ion métallique avec le liquide ionique sur l’extraction desmétaux précieux, ainsi que l’élucidation des mécanismes d’extraction sont au cœur des activités de recherche.
Dans un deuxième temps, l’activité de recherche porte également sur la récupération des métaux extraits dans la phase liquide ionique, soit par électrodéposition ou par extraction retour sont également étudiée. 


                   b) Traitement d'effluents avec des sels fondus

Il s’agit de valoriser les fractions résiduelles dans les procédés de recyclage des véhicules hors d'usage (VHU) et des déchets électriques et électroniques (DEEE).
La démarche scientifique vise à proposer une technologie dédiée à ces résidus basée sur les mélanges d'hydroxydes fondus (NaOH - KOH).
Les paramètres qui sont étudiés concernent principalement, la composition du sel fondu, son pouvoir acido-basique, la température, la composition de l'atmosphère gazeuse, etc. Par ailleurs, l'influence des ultrasons sur la vitesse de dissolution et sur la sélectivité de la séparation a été analysée.

 

mise à jour le 29 octobre 2014

Univ. Grenoble Alpes