Le projet BatreAres (2016 - 2018), soutenu par le réseau ERA-MIN et financé par les agences ADEME et FCT, a proposé un procédé innovant basé sur l’utilisation de liquides ioniques pour le recyclage de batteries NiMH usagées.
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Ces batteries contiennent des quantités importantes de métaux critiques tels que le cobalt, le nickel ou encore des terres rares et peuvent donc être considérées comme une source importante de ces éléments pour l’industrie européenne. Deux laboratoires français (LEPMI – coordinateur du projet), G-Scop) et un laboratoire portugais (Ciceco, Université d’Aveiro) ont travaillé sur ce projet avec un industriel français (Récupyl).
Les batteries usagées ont d’abord été broyées et ont subi un premier traitement mécanique pour concentrer les métaux d’intérêt. Ceux-ci ont ensuite été lixiviés à température ambiante par l’acide sulfurique dilué. Suite à cette lixiviation les terres rares ont été sélectivement précipitées afin de les séparer quantitativement des métaux de transition (Co, Ni et Mn).
Le précipité obtenu a subi une étape supplémentaire d’oxydation et a ensuite été dissous dans l’acide nitrique. Le cérium a pu être extrait sélectivement par un liquide ionique hydrophobe spécifique, afin de le séparer sélectivement des autres terres rares qui ont été re-précipitées en mélange. Une désextraction suivie d’une précipitation a ensuite permis de récupérer le cérium.
Une alternative très innovante a ensuite été étudiée pour la séparation des métaux de transition. Il s’agit de systèmes biphasiques aqueux acides. Ces systèmes consistent en un mélange d’un liquide ionique hydrophile et d’un acide inorganique qui dans des conditions précises vont former deux phases immiscibles. Une des phases va principalement contenir l’acide alors que l’autre va concentrer en son sein le liquide ionique. Les métaux étudiés se partagent de façon sélective et quantitative entre les deux phases. Nous avons démontré que le nickel peut ainsi être séparé du cobalt sélectivement. Les deux éléments peuvent ensuite être récupérés sous forme métallique par électro-dépôt.
Enfin, l’impact environnemental du procédé développé a été évalué en utilisant la méthodologie d’analyse de cycle de vie (ACV). En se basant sur les résultats de l’ACV il a été possible d’identifier les activités apportant le plus d’impacts et quantifier leurs contributions aux impacts globaux du procédé développé pour pouvoir ensuite améliorer la stratégie de recyclage. L’impact du traitement des déchets émis, de la consommation d’énergie et du nombre de réutilisations du liquide ionique a notamment été mis en exergue.
