Matrice d'adsorption hybride pour la récupération de minéraux critiques et stratégiques

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Les minéraux critiques et stratégiques (MCS) du groupe du platine et des terres rares sont actuellement en forte demande à l'échelle internationale, car ils sont utilisés dans de nombreuses technologies à haute valeur ajoutée (batteries pour véhicules électriques, équipements électroniques et de télécommunications, équipements d'imagerie médicale, etc.). Cependant, ces besoins créent une pression croissante sur les activités d'extraction minière de ces substances bien souvent au détriment de l'environnement. Certains produits de consommation ayant atteint leur fin de vie utile (batteries, déchets des équipements électroniques, catalyseurs de voitures) contiennent des quantités appréciables de MCS. Leur récupération constitue une alternative économique et environnementale indéniable par rapport à l'extraction minière. La pyrométallurgie et l'hydrométallurgie sont actuellement utilisées pour extraire ces substances des déchets technologiques mais elles sont énergivores et relativement polluantes. Nous proposons de mettre au point une technologie innovante, efficace et à plus faible empreinte environnementale pour récupérer et recycler ces minéraux. Nous fabriquerons une matrice d'adsorption à partir de biopolymères issus de biomasses forestière et marine et de nanoparticules inorganiques. Ce matériau sera constitué d'un cour central en cellulose recouvert par de minces couches de nanofibres de chitosane déposées par électrofilage. Trois avenues seront explorées pour adjoindre des groupements fonctionnels spécifiques aux minéraux ciblés en surface de la matrice : 1) imprégnation par des polymères conducteurs (polypyrolles), 2) insertion de nanoparticules magnétiques (magnétite), 3) insertion de nanoparticules de zéolites. Ces matrices seront ensuite évaluées afin de déterminer leur capacité de captation de minéraux en solution aqueuse par une méthode en cuvée. Certains éléments du groupe du platine (platine, palladium, ou iridium) et des terres rares (cérium, lanthane, scandium) seront testés. Différents éluants seront évalués pour déterminer l'efficacité de récupération des minéraux captés par les matrices. Un banc d'essai sera également mis au point pour évaluer la performance des matrices en mode continu. Les résultats à court terme contribueront à une meilleure compréhension des aspects fondamentaux et des mécanismes qui régissent les différents procédés. Ces informations valideront l'approche et démontreront sa faisabilité technique. Nos travaux contribueront au développement d'une technologie d'extraction économiquement viable et aideront à atténuer les impacts négatifs sur l'environnement occasionné par la surexploitation des ressources minières. De plus, ce projet permettra la formation d'un personnel hautement qualifié prêt à intégrer le marché de l'emploi.