Extraction et enrichissement des terres rares contenues dans des résidus miniers par liquides ioniques fonctionnalisés

 

Chercheur responsable

Dominic Rochefort, Université de Montréal

 

Domaine : ressources naturelles

Programme projet de recherche orientée en partenariat : développement durable du secteur minier (2e concours)

Concours 2014-2015

Durée du projet : 3 ans

Budget total accordé au projet : 300 000 $

Partenaire financier

  • Ministère de l'Énergie et des Ressources naturelles

Partenaire du projet 

  • Orbite Aluminae

Équipe de recherche

  • Hubert Dumont, Orbite Aluminae
  • Daniel Guay, Institut national de la recherche scientifique
  • Dominic Rochefort, Université de Montréal
  • Lionel Roué, Institut national de la recherche scientifique

Les terres rares entrent dans la fabrication de nombreux produits de haute technologie dont le marché mondial est estimé à 5000 G$US. Ils représentent ainsi un enjeu économique et stratégique considérable. En 2004, la Chine, qui répond à plus de 96% de la demande mondiale, a réduit ses exportations, ce qui a entraîné une hausse d'un facteur 10 du prix des terres rares. Dès lors, l'extraction de terres rares à partir de sources alternatives comme celles trouvées dans les résidus miniers ont pris un essor considérable. C'est le cas notamment des argiles alumineuses qui sont traitées par la compagnie Orbite Aluminae pour produire de l'alumine haute pureté et qui contiennent entre 0.1% et 1% de terres rares comme le scandium et l'yttrium et d'autres métaux de haute valeur comme le gallium. L'extraction de terres rares de ce type de lixiviat nécessite des moyens d'extraction spécifiques qui peuvent être effectués au moyen de liquides ioniques fonctionnalisés dont le pouvoir d'extraction est supérieur à celui des solvants conventionnels.

Dans ce projet, l'extraction de terres rares en présence d'ions métalliques comme Al et Fe sera optimisée en modifiant la structure moléculaire du liquide ionique. Pour ce faire, des nouveaux liquides ioniques fonctionnalisés avec un groupement extractant basé sur la structure de l'acide diglycolique seront développés et caractérisés. Cette stratégie présente l'avantage de maximiser la concentration en extractant dans la phase organique et d'améliorer l'efficacité d'extraction, en plus de faciliter la récupération et réutilisation de la phase organique. L'efficacité d'extraction de ces nouveaux liquides ioniques ainsi que leur sélectivité envers les terres rares par rapport aux autres ions présents seront évaluées par extraction liquide-liquide à partir de solutions aqueuses acides. La récupération des terres rares extraites dans le liquide ionique sera évaluée par trois méthodes basées sur le stripping, l'électrodéposition et la pyrolyse. La synthèse des liquides ioniques les plus prometteurs sera mise à l'échelle pilote et les étapes d'extraction et de récupération seront adaptées au processus industriel en collaboration étroite avec le partenaire. L'objectif de ce projet est de développer une méthode d'extraction réutilisable, avec peu d'impact environnemental et applicable à l'extraction des terres rares à partir des résidus miniers par le partenaire industriel Orbite Aluminae dont les travaux d'ajout d'une unité d'extraction du scandium et du gallium sont présentement en cours. L'application de la technologie développée au cours du projet permettra de valoriser les sous-produits issus de l'industrie minière québécoise en créant de la richesse et des emplois dans un secteur en développement à l'échelle mondiale.

Appel de propositions

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