Les mineurs pourraient bientôt récurer des monticules de déchets industriels pour extraire les métaux rares nécessaires à des produits tels que l'électronique, stimulateurs cardiaques, pièces d'avions et engrenages de vélo.

Les chercheurs tentent de comprendre comment récupérer les métaux qui sont en quantité limitée en Europe à partir de matériaux souvent jetés ou utilisés dans des applications à faible teneur. Ils espèrent que cette récupération des métaux contribuera également à réduire l'impact de l'industrie sur l'environnement

Actuellement , la plupart des métaux utilisés dans les industries européennes sont importés, ce qui signifie que les approvisionnements peuvent être affectés par l'instabilité dans les pays où ils sont extraits. Ils peuvent également être soumis à des décisions politiques visant à restreindre les exportations ou à introduire des tarifs tels que ceux imposés sur l'acier et l'aluminium par les États-Unis.

Le projet CHROMIC vise à changer cette dépendance en cherchant à récupérer les métaux des déchets et sous-produits qui se trouvent déjà dans l'UE.

« Nous voulons développer des technologies qui peuvent aider l'Europe à être plus autonome pour d'importantes ressources métalliques à l'avenir, ' a déclaré le Dr Liesbeth Horckmans, de l'Institut flamand de recherche technologique (VITO) à Mol, La Belgique, qui est le coordinateur du projet.

CHROMIC se concentre sur un groupe de métaux couramment utilisés dans la vie quotidienne - le chrome, vanadium, molybdène et niobium. Les quatre métaux sont ajoutés à l'acier pour le rendre plus durable ou augmenter sa résistance, mais le chrome est également un produit chimique et un pigment précieux. Les alliages de vanadium sont également idéaux pour la fabrication de cadres et d'engrenages de vélos, tandis que le niobium est utilisé dans les prothèses et les stimulateurs cardiaques en raison de ses propriétés hypoallergéniques. Le molybdène se trouve dans les armures militaires, pièces d'aéronefs et engrais.

Environ 45% de chrome, cependant, est importé de l'étranger en Europe tandis que 100 % des trois autres métaux sont importés d'Afrique du Sud, Brésil, les Etats Unis, Chine, Russie, Kazakhstan et Turquie. Mais chacun de ces métaux se trouve en quantités importantes dans les sous-produits industriels qui sont souvent rejetés dans l'UE.

« Nous nous concentrons sur les scories d'acier (déchets pierreux), les scories d'acier inoxydable et les scories ferrochromes, dit le Dr Horckmans. Maintenant, l'équipe étudie la production de nouvelles scories, bien qu'ils aient également envisagé d'ouvrir d'anciennes décharges industrielles.

Extraction

Extraire les métaux des résidus industriels n'est cependant pas facile. Les métaux sont présents sous forme de fines particules qui doivent être séparées du reste des déchets. Le Dr Horckmans et son équipe développent un certain nombre de méthodes pour les supprimer, y compris l'utilisation de champs magnétiques pour extraire les particules métalliques et l'eau pour dissoudre le métal afin qu'il puisse ensuite être récupéré de la solution.

« Nous développons un nouveau procédé basé sur une combinaison de technologies nouvelles et existantes où nous pouvons récupérer des particules métalliques (à partir de certains scories) qui peuvent être réintroduites directement dans le processus de l'acier, dit le Dr Horckmans.

D'après les sources sur lesquelles ils enquêtent, l'équipe pense que leurs technologies pourraient récupérer environ 91, 000 tonnes de ces métaux par an, équivalent à 5 à 10 % de l'utilisation annuelle de l'UE. Mais les techniques pourraient être appliquées à d'autres types de déchets de scories industriels, comme les cendres d'incinérateur, pour augmenter leurs quantités.

En outre, Le Dr Horckmans et ses collègues cherchent à réutiliser le matériau laissé après avoir extrait le métal. Les métaux représentent généralement moins de 5% des déchets, donc l'ensemble du processus ne serait pas durable si le reste n'était pas réutilisé également, dit le docteur Horckmans.

Les scories contenant des métaux sont déjà utilisées dans l'industrie de la construction sous forme de granulats dans le béton ou l'asphalte, par exemple, ainsi les déchets restants pourraient être utilisés pour des usages similaires. Mais le matériau laissé après le retrait du métal sera composé de grains plus fins, alors que les scories d'origine sont grumeleuses.

L'équipe a développé un moyen de fabriquer des briques à partir de ce matériau en les façonnant en blocs rectangulaires et en utilisant du dioxyde de carbone pour créer une réaction qui cimente les particules ensemble. 'C'est l'une des applications que nous voulons tester, dit le Dr Horckmans.

Le projet caractérise un mouvement connu sous le nom d'économie circulaire, qui vise à réutiliser les matériaux mis au rebut et les déchets à de nouvelles fins.

Seconde vie

Un autre projet avec un objectif similaire cible différents métaux. Le projet METGROW+ vise à récupérer le nickel, le zinc et le cuivre provenant des boues et des résidus de la production de métaux tels que l'acier inoxydable et le zinc.

Ils s'intéressent également à des métaux moins communs comme l'indium, gallium, germanium, cobalt et chrome, dont certains sont utilisés pour fabriquer des ordinateurs, électronique et batteries.

« Ce que nous essayons de développer n'est pas spécifiquement pour un flux de matériaux, " a déclaré le coordinateur du projet, le Dr Päivi Kinnunen du Centre de recherche technique VTT de Finlande à Espoo. Au lieu, ils ont sélectionné des flux de déchets que l'on trouve dans toute l'Europe, afin que leurs résultats puissent être largement utilisés.

L'équipe développe de nouvelles technologies qui peuvent être combinées avec des procédés existants pour extraire les métaux d'une manière économiquement réalisable. La teneur en métaux des sources de déchets est très faible et plusieurs traitements différents sont souvent nécessaires pour les récupérer. Ils mènent actuellement plusieurs projets pilotes en Finlande, Pologne, la Belgique et l'Espagne pour tester les différentes techniques sur diverses boues à faible teneur.

« Nous essayons d'obtenir la meilleure combinaison de différentes technologies, ' a déclaré le Dr Kinnunen.

Si l'équipe réussit, les résultats pourraient changer la donne. L'Europe importe actuellement près de 100 % de son approvisionnement en indium, par exemple, et les chercheurs pensent qu'ils pourraient en produire 80% à partir des sources qu'ils ciblent. Pour le gallium, ils devraient être en mesure d'extraire 30 % de l'approvisionnement requis.

'Je pense qu'il y a un énorme potentiel, ' a déclaré le Dr Kinnunen.

Le matériel restant, qui finiraient normalement en décharge, bénéficiera également d'une seconde vie. Jusque là, ils étudient s'il peut être utilisé pour créer des matériaux de construction en le transformant en une substance similaire au ciment.