HydroVAL et HydroLAB Outils pour le développement de ... · HydroLAB a été créé de façon à...
1
HydroVAL et HydroLAB Outils pour le développement de procédés hydrométallurgiques du laboratoire au semi-pilote Alexandre CHAGNES GeoRessources CONTEXTE BILAN - MARCHÉ(S) ADRESSÉ(S) ENJEUX SCIENTIFIQUES ET TECHNOLOGIQUES Parmi les enjeux du 21 ème siècle, la sécurisation des ressources miné- rales non énergétiques est de la plus grande importance pour l’Eu- rope. Pour cela, il est aujourd’hui nécessaire d’imaginer de nouveaux procédés efficaces et respectueux de l’environnement qui sont ca- pables de traiter des ressources minérales primaires (issues des mines) et secondaires (issues du recyclage) de plus en plus complexes. L’Université de Lorraine possède toutes les compétences pour développer de tels procédés comme l’illustre la Figure ci-des- sus. Ces compétences pouvaient reposer sur la station ex- périmentale STEVAL qui permet de produire des concentrats à partir de minerais ou de déchets. Par contre, les compé- tences en hydrométallurgie se limitaient au développement de procédés de mise en solution des concentrats et de précipi- tation sans pouvoir aisément aller jusqu’à des essais en mi- ni-pilote. HydroLAB et HydroVAL permettent de compléter les compétences et les outils disponibles en apportant un sa- voir-faire dans le développement de procédés hydrométallur- giques incluant l’extraction liquide-liquide à l’échelle du la- boratoire (HydroLAB) et à l’échelle du mini-pilote (HydroVAL). Il est clair que HydroLAB et HydroLAB constituent un outil important pour favoriser la structuration de la recherche dans le domaine du traitement des ressources minérales et vient compléter STEVAL. Ces deux outils devraient permettre de faciliter la mise en place de col- laboration au sein de l’UL, avec les industriels et avec d’autres par- tenaires européens dans le cadre de financements propres à l’UL, de financements industriels, nationaux (ANR, Ademe, etc.) et Européen. HydroLAB a été créé de façon à pouvoir développer des procédés hydrométallurgiques à l’échelle du laboratoire et pour acquérir des données dans le but de développer des modèles physicochimiques décrivant les phénomènes prenant place dans les procédés hydro- métallurgiques. HydroLAB est constitué des équipements classiques utilisés dans ce type de laboratoire (analyse élémentaire de métaux en phase liquide Agilent MP-AES, agitateurs thermostatés, centrifu- geuse,pH-mètres,Osmomètre,potentiostat-galvanostat,titrateur,etc.). HydroVAL permet de tester les procédés à l ’échelle du mini-pi- lote développés à l’échelle du laboratoire par HydroLAB et de valider les modèles physicochimiques. Pour cela, HydroVAL est équipé de réacteurs de lixiviation et de précipitation de 30 litres contrôlés en température et en pH et permettant de me- surer en temps réel le pH, le redox, la température, la turbidité, d’un filtre Nutche de 20 litres pour la séparation solide/liquide, d’un banc de 8 mélangeurs-décanteurs de 500 mL thermosta- tés dans lesquels la température et le pH peuvent être mesurés. La plateforme PGM permet de réaliser en temps réel toutes les ana- lyses demandées par HydroLAB et HydroVAL à l’aide d’un ICP-AES, AAS, d’une chromatographie ionique, d’un XRF, d’un colorimètre, etc APPROCHE MÉTHODOLOGIQUE RÉSULTATS Les procédés hydrométallurgiques couplés ou non à des pro- cédés thermiques après une étape de concentration physique peuvent répondre au besoin de nouveaux procédés pour trai- ter des ressources minérales complexes. Cela nécessite de dé- velopper une approche systémique intégrant tout le cycle de la chaine de valeur des matériaux (des ressources aux produits), de mettre en œuvre des compétences variées en géosciences, ingénierie, chimie, procédé et modélisation et de pouvoir pas- ser aisément de l’échelle du laboratoire à l’échelle mini-pilote. .
Transcript of HydroVAL et HydroLAB Outils pour le développement de ... · HydroLAB a été créé de façon à...
HydroVAL et HydroLABOutils pour le développement de procédés
hydrométallurgiques du laboratoire au semi-piloteAlexandre CHAGNES
GeoRessources
CONTEXTE
BILAN - MARCHÉ(S) ADRESSÉ(S)
ENJEUX SCIENTIFIQUESET TECHNOLOGIQUES
Parmi les enjeux du 21ème siècle, la sécurisation des ressources miné-rales non énergétiques est de la plus grande importance pour l’Eu-rope. Pour cela, il est aujourd’hui nécessaire d’imaginer de nouveaux procédés efficaces et respectueux de l’environnement qui sont ca-pables de traiter des ressources minérales primaires (issues des mines) et secondaires (issues du recyclage) de plus en plus complexes.
L’Université de Lorraine possède toutes les compétences pour développer de tels procédés comme l’illustre la Figure ci-des-sus. Ces compétences pouvaient reposer sur la station ex-périmentale STEVAL qui permet de produire des concentrats à partir de minerais ou de déchets. Par contre, les compé-tences en hydrométallurgie se limitaient au développement de procédés de mise en solution des concentrats et de précipi-tation sans pouvoir aisément aller jusqu’à des essais en mi-ni-pilote. HydroLAB et HydroVAL permettent de compléter les compétences et les outils disponibles en apportant un sa-voir-faire dans le développement de procédés hydrométallur-giques incluant l’extraction liquide-liquide à l’échelle du la-boratoire (HydroLAB) et à l’échelle du mini-pilote (HydroVAL).
Il est clair que HydroLAB et HydroLAB constituent un outil important pour favoriser la structuration de la recherche dans le domaine du traitement des ressources minérales et vient compléter STEVAL. Ces deux outils devraient permettre de faciliter la mise en place de col-laboration au sein de l’UL, avec les industriels et avec d’autres par-tenaires européens dans le cadre de financements propres à l’UL, de financements industriels, nationaux (ANR, Ademe, etc.) et Européen.
HydroLAB a été créé de façon à pouvoir développer des procédés hydrométallurgiques à l’échelle du laboratoire et pour acquérir des données dans le but de développer des modèles physicochimiques décrivant les phénomènes prenant place dans les procédés hydro-métallurgiques. HydroLAB est constitué des équipements classiques utilisés dans ce type de laboratoire (analyse élémentaire de métaux en phase liquide Agilent MP-AES, agitateurs thermostatés, centrifu-geuse, pH-mètres, Osmomètre, potentiostat-galvanostat, titrateur, etc.). HydroVAL permet de tester les procédés à l ’échelle du mini-pi-lote développés à l’échelle du laboratoire par HydroLAB et de valider les modèles physicochimiques. Pour cela, HydroVAL est équipé de réacteurs de lixiviation et de précipitation de 30 litres contrôlés en température et en pH et permettant de me-surer en temps réel le pH, le redox, la température, la turbidité, d’un filtre Nutche de 20 litres pour la séparation solide/liquide, d’un banc de 8 mélangeurs-décanteurs de 500 mL thermosta-tés dans lesquels la température et le pH peuvent être mesurés. La plateforme PGM permet de réaliser en temps réel toutes les ana-lyses demandées par HydroLAB et HydroVAL à l’aide d’un ICP-AES, AAS, d’une chromatographie ionique, d’un XRF, d’un colorimètre, etc
APPROCHE MÉTHODOLOGIQUE
RÉSULTATS
Les procédés hydrométallurgiques couplés ou non à des pro-cédés thermiques après une étape de concentration physique peuvent répondre au besoin de nouveaux procédés pour trai-ter des ressources minérales complexes. Cela nécessite de dé-velopper une approche systémique intégrant tout le cycle de la chaine de valeur des matériaux (des ressources aux produits), de mettre en œuvre des compétences variées en géosciences, ingénierie, chimie, procédé et modélisation et de pouvoir pas-ser aisément de l’échelle du laboratoire à l’échelle mini-pilote.
.
