De nouvelles méthodes d’upcycling des terres rares issues de magnétiques

Image : Fraunhofer IKTS

Les aimants sont utilisés dans les véhicules électriques, les éoliennes et de nombreux produits électroniques. Les aimants en néodyme, en particulier, sont composés de néodyme, de fer et de bore, et comptent parmi les aimants permanents les plus puissants au monde. Étant donné que la demande mondiale d’aimants permanents augmente chaque année de jusqu’à 8,3 % et que près de 90 % du néodyme est importé de Chine, le recyclage des matières premières gagne en importance.

L’Institut Fraunhofer pour les technologies et systèmes céramiques IKTS développe, en collaboration avec l’Université technique de Freiberg dans le cadre du projet européen Neo-Cycle, des méthodes permettant de récupérer des terres rares à partir de déchets électriques. Jusqu’à présent, les aimants sont rarement recyclés en Europe ; ils sont plutôt collectés, transportés en Chine où ils sont traités. L’objectif de ce projet est de récupérer ces matières premières précieuses en Europe afin de les utiliser pour des produits de haute qualité ainsi que dans divers secteurs industriels.

« Nous souhaitons récupérer des terres rares à partir des déchets électriques et les utiliser pour des produits de haute qualité tels que des engrais verts ou pour la fabrication de produits pharmaceutiques », explique la responsable du groupe de recyclage hydrométallurgique et de chimie des matières premières au Fraunhofer IKTS à Freiberg. « Ainsi, nous créons un cycle des matériaux, protégeons l’environnement et favorisons en même temps l’indépendance mondiale vis-à-vis des ressources stratégiques. »

Les aimants en néodyme provenant de disques durs usagés de ordinateurs et de ordinateurs portables sont au cœur de cette recherche. Les chercheurs étudient à cette fin deux méthodes de traitement : la chloruration solide et des processus électrochimiques. Lors de la chloruration solide, du chlorure d’ammonium est ajouté au mélange de néodyme, de bore et de fer, puis ce mélange est transformé thermiquement en chlorures métalliques et en une solution d’ammoniac hautement pure. Selon les scientifiques, les premiers résultats montrent que les chlorures métalliques peuvent être extraits du matériau magnétique de manière bien plus efficace, ce qui permet une extraction presque complète des métaux avec une consommation de produits chimiques relativement faible.

Lors de la deuxième méthode, des déchets magnétiques en poudre sont introduits dans une cellule électrochimique. À l’aide d’un électrolyte tel que de l’acide sulfurique dilué, on extrait d’abord une solution de bore, qui peut ensuite être concentrée. Cette solution est utilisable dans l’industrie chimique et pharmaceutique. Le Fraunhofer IKTS s’occupe également du séparatisme ultérieur des produits obtenus. Grâce à une méthode hydrométallurgique sélective, on extrait d’abord du néodyme et du fer, avant d’obtenir les sels métalliques sous forme pure.

Les substances séparées doivent ensuite être davantage valorisées par les partenaires du projet et mises à disposition des industries chimique, pharmaceutique, de l’hydrogène et des engrais. Le projet, financé par l’Union européenne dans le cadre de Horizon Europe, dure quatre ans. Une installation pilote est déjà prévue. Sandra Pavón cite comme objectif un concept de zéro déchet, selon lequel les produits à la fin de leur cycle de vie deviennent des matières premières pour quatre secteurs industriels différents.

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À propos de l’auteur

Thomas Langenbucher est un expert en mobilité électrique ayant travaillé dans l’industrie automobile et le secteur financier. Depuis 2011, il écrit sur ecomento.de à propos des voitures électriques, des technologies durables et des solutions de mobilité. En savoir plus.

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