Solvants Eutectiques Pour La Lixiviation Et La - Marseille, France - Institut de chimie séparative de Marcoule

Description

**Solvants eutectiques pour la lixiviation et la séparation de métaux**:

- Réf **ABG-121552**
- Sujet de Thèse- 21/03/2024- Contrat doctoral- Institut de chimie séparative de Marcoule- Lieu de travail- BAGNOLS SUR CEZE - Provence-Alpes-Côte d'Azur - France- Intitulé du sujet- Solvants eutectiques pour la lixiviation et la séparation de métaux- Champs scientifiques- Chimie
- Physique
- Sciences de l'ingénieur
- Mots clés- extraction par solvant, métaux d'intérêts**Description du sujet**:
**Solvants eutectiques pour la lixiviation et la séparation de métaux**
- La séparation d'éléments chimiques est au cœur des problématiques de l'extraction minière, du recyclage des déchets nucléaires et électroniques et de la dépollution des effluents aqueux. Les procédés hydrométallurgiques de lixiviation et d'extraction liquide-liquide utilisent cependant des volumes considérables d'eaux et de solvants souvent polluants et volatils. Aujourd'hui les enjeux environnementaux visant à réduire la consommation d'eaux et l'utilisation de composés organiques volatils imposent un défi essentiel pour l'hydrométallurgie. De nouvelles classes de solvants sont envisagées afin d'atteindre ces objectifs, notamment les solvants eutectiques ou DES apparus au début des années 2000.[1] Ces solvants sont obtenus par mélange de deux ou plusieurs composés donneurs et accepteurs d'hydrogène, et se caractérisent généralement par une faible viscosité, et par leur faible impact environnemental en comparaison des solvants organiques usuels.- Très récemment, des solvants eutectiques hydrophobes ont été proposés pour l'extraction liquide-liquide.[2] Ils présentent de nombreux avantages comme une plus faible volatilité, un point éclair plus élevé ainsi que des performances d'extraction améliorées dans certains cas, associés à des mécanismes d'extraction différents vis à vis des diluants classiquement utilisés.[3,4] Notre laboratoire a également effectué des tests préliminaires pour appliquer ces solvants eutectiques hydrophobes pour la lixiviation de poudres métalliques. Bien que très prometteurs, ces nouveaux solvants nécessitent d'être optimisés et mieux compris pour être appliqués en hydrométallurgie.- L'objectif de cette thèse sera de préparer et de tester des solvants eutectiques hydrophobles (HES) à base de molécules extractantes classiques connues au laboratoire. Des mélanges à base d'ammonium quaternaires et d'acides carboxyliques et sulfoniques seront notamment utilisés. Il s'agira d'étudier les propriétés de lixiviation et d'extraction liquide-liquide vis-à-vis de différents métaux, avec un intérêt particulier pour l'extraction de l'uranium issu de la mine primaire et des déchets miniers (phosphogypse). Appliqués pour l'étape de lixiviation, Les HES permettraient de proposer une démarche de mine durable intégrant l'ambition d'économie d'eau, en évitant l'étape de lixiviation acide, et économie de solvant puisqu'il n'y a plus de recours à l'étape d'extraction par solvant classique et que l'U pourra être purifié par simple ré-extraction. Appliqués directement pour l'étape d'extraction liquide-liquide sur les jus de lixiviation classiques, les DES sont également prometteurs pour une alternative au procédé AMEX plus durable et efficace.- Les mécanismes d'extractions dans ces solvants non conventionnels seront abordés en observant finement les effets de complexation et de structuration, afin d'en optimiser les performances. Les propriétés d'extraction de différents métaux seront évaluées par ICP-OES et mises en regard avec les propriétés physico-chimiques et structurales des systèmes (mesures de densité, viscosité, titration acido-basique et Karl Fisher, spectroscopies RMN, IR, tensiométrie, diffusion des rayons X et des neutrons aux petits angles (SAXS, SANS) ).- Programme de travail:
- Conception, préparation, caractérisation des DES préconisés : T0 - T12
- Etude des propriétés de lixiviation/réextraction de minerais classiques et de déchets miniers : T6 - T18
- Caractérisation physicochimique de la lixiviation sur le système DES/minerai le plus performant T12 - T24
- Etude des propriétés d'extraction/réextraction sur jus de lixiviation (sulfurique, phosphorique) artificiel et réels : T20 - T28
- Caractérisation physicochimique de l'extraction avec le système DES/lixiviat T26-T34
- Rédaction de thèse T32 - T36
**Eutectic solvents for leaching and separation of metals**
- The separation of chemical elements is at the heart of the mining, the recycling of nuclear and electronic waste and water decontamination. However, hydrometallurgical processes such as liquid-liquid extraction and leaching use considerable volumes of solvents and organic compounds that are often polluting and volatile. Today, the environmental challenges of reduci