Extraction de terres rares par complexation avec des polymères à empreintes moléculaires

 

Fabienne Biasotto

Collège de Maisonneuve

 

Domaine : environnement

Programme de recherche pour les chercheurs de collège

Concours 2016-2017

Les terres rares (TER) jouent un rôle important dans de nombreux domaines (technologie de l'information et des communications, convertisseurs catalytiques, éclairage, éolien, etc.) en raison de leurs propriétés physico-chimiques exceptionnelles. Aussi, la demande industrielle est en constante augmentation. Pour contrer le monopole de la Chine (produit plus de 93% des TER), le recyclage des objets arrivés en fin de vie constitue une alternative, mais les techniques basées sur l'hydrométallurgie peinent à obtenir le rejet zéro. De même, l'exploitation des rejets des mines conventionnelles où les TER peuvent se retrouver sous forme très diluée pourrait être envisagée. Cependant, dans les deux cas, leur extraction nécessite de mettre au point un nouveau concept.

Dans le passé, le CÉPROCQ a expérimenté la filtration membranaire complexante et les résines échangeuses d'ions pour traiter des solutions diluées. Les résultats ont été prometteurs en extraction, mais mitigés en séparation. Aussi, pour le cas ciblé, on se propose de synthétiser des polymères à empreintes moléculaires. Pour ce faire, on doit synthétiser le polymère en présence de la TER recherchée et ensuite la retirer. Le polymère conservera alors l'empreinte de l'ion et l'absorbera en priorité dès qu'il sera au contact du même élément. Cette technologie relativement récente est surtout utilisée en analyse et en chromatographie, mais elle commence à apparaître dans les procédés de traitement des eaux.

Dans ce projet, les polymères synthétisés seront immobilisés sur un support solide en s'inspirant d'une application développée pour l'analyse du Ce et du La. Cette recherche permettrait de séparer les TER et de couvrir une gamme de concentration pour laquelle il n'existe pas encore de solutions applicables.