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Laboratoire de Réaction et de Génie des Procédés (LRGP) 

http://lrgp-nancy.cnrs.fr

 

Les actions du LRGP dans le domaine de l’hydrométallurgie sont structurées autour d’une équipe de 15 personnes environ (permanents, doctorants et post-doctorants) qui possèdent des compétences dans les procédés physico-chimiques et électrochimiques pour la récupération des métaux (électrolixiviation et phytomine), pour la séparation et la purification des métaux (précipitation et échange d’ions) nécessitant la maîtrise des processus de spéciation, de physico-chimie, de génie des procédés (transfert de matière, chaleur, écoulement diphasique) et d’analyse de cycle de vie. Ces travaux visant à valoriser différentes sources de métaux (biens manufacturés en fin de vie, sols, résidus miniers etc. ) sont menés en étroite collaboration avec d’autres laboratoires.

L’électrolixiviation consiste à dissoudre le métal ou son oxyde par l’action des protons générés à l’anode de la cellule électrochimique, puis à déposer sélectivement le métal à la surface de la cathode, comme avec l'Institut Jean Lamour pour la valorisation du zinc contenu dans les poussières d’aciérie ou la récupération sélective de cadmium de batteries Cd/Ni broyées.

La valorisation de métaux contenus dans des sols naturellement riches en métaux ou dans des friches industrielles est rendue possible grâce à l’action de plantes hyperaccumulatrices (phytomine), et un procédé hydrométallurgique a été mis au point, permettant de produire directement un sel double sulfate de nickel et d’ammonium hexahydraté à partir de la biomasse de ces plantes (brevet européen). D’autres valorisations de métaux sont en cours d’investigation.

Côté séparation et purification des métaux, la précipitation est une technique qui consiste à transformer des éléments dissous en composés solides par réaction chimique en solution. Pour cela, un agent précipitant est ajouté au milieu, de façon à précipiter le ou les sel(s) recherchés, et à les séparer sélectivement du milieu liquide, en laissant les impuretés en solution (récupération et purification de l’uranium dans le combustible usagé, récupération des métaux dans les poussières d’aciérie, récupération du nickel dans des effluents industriels). Les réacteurs à forte densité de solide sont la technologie clé pour mettre en œuvre de façon optimale la précipitation afin de maximiser le rendement et la pureté.

Enfin, les procédés de chromatographie, qui présentent des potentialités intéressantes pour la purification/séparation de métaux, sont également étudiés au LRGP. Cette technique consiste à retenir de façon sélective certaines espèces sur une phase stationnaire solide. Il est possible, selon les cas, de retenir les impuretés pour purifier une solution, de retenir une espèce cible pour ensuite la purifier/concentrer lors de l’élution ou encore de séparer des métaux grâce à leurs différences d’affinité pour la phase stationnaire.

 Mots clés : électrolixiviation, phytomine, précipitation, chromatographie, séparation/purification des métaux