Récupérer des terres rares d'anciens tubes fluorescents
Par Wolfgang Kempkens
Ce sont des déchets spéciaux, des tubes fluorescents mis au rebut. Ils contiennent des matières recyclables rares, y compris les terres rares convoitées. À présent, les chercheurs de la TU Freiberg ont mis au point un processus qui permet de récupérer ces matières premières et qui est rentable.
Les terres rares honorent leur nom, du moins en ce qui concerne "rare". Leur valeur est élevée et facilement influencée. Chine, le pourcentage 90 de Favorise les terres rares, a déjà menacé de réduire les exportations. Vous pouvez trouver les métaux rares dans les présentoirs, les tubes fluorescents, les téléphones portables, les aimants permanents, les piles et même dans les vernis.
Les appareils hors d'usage sont en effet recyclés. Mais les quantités infimes de terres rares ne pouvaient pas être récupérées jusqu'à présent. Souvent, seules de petites quantités sont installées, la récupération est trop chère et donc trop chère.
Les chimistes de la Technische Universität Bergakademie Freiberg ont maintenant mis au point un procédé capable de récupérer même les plus petites quantités de terres rares et d'autres matières premières telles que le mercure. L’importance de la méthode réside dans le fait que "nous pouvons exploiter tous les luminophores de la manière la plus simple possible, quelle que soit leur teneur en terres rares", a déclaré le professeur Martin Bertau, directeur de l’Institut de chimie technique, qui a dirigé les travaux de recherche. "Nous isolons les métaux sous une forme pure les uns des autres - sans niveaux de séparation innombrables, comme c'est le cas dans le traitement classique des terres rares."
De quelques tonnes de déchets, quelques kilogrammes de matériaux précieux
Mais cela ne fonctionne pas sans aucune étape de séparation. Les revêtements internes des tubes fluorescents, qui génèrent de la lumière pendant le fonctionnement, sont lavés avec de l'acide chlorhydrique. Le résultat est une sorte de bouillie, appelée bouillie, qui, en plus des terres rares convoitées, yttrium, gadolinium et europium, contient des impuretés telles que le calcium et le baryum.
Pour séparer ces derniers, le lisier est mélangé à de l'acide sulfurique. Ce calcium est du gypse, du baryum à la barytine. Désormais, seules les terres rares sont dissoutes dans l'acide chlorhydrique. Ils sont séparés par dialyse de diffusion de l'acide. Cette partie de la plante consiste en une membrane qui ne laisse passer que les terres rares. Pour d'autres molécules, il agit comme une barrière. Enfin, les métaux présents sous forme d'oxydes sont séparés les uns des autres.
La particularité du développement à Freiberg: les chercheurs sont passés du laboratoire à une installation plus grande. Le TU a développé un système plus vaste avec la société FNE Entsorgungsdienste Freiberg et la société NARVA Lichtquellen GmbH & Co. KG. L'usine est conçue pour traiter plusieurs tonnes de déchets de production par an. Des terres rares de l'ordre du kilogramme sont extraites. «En fait, c'est l'un des rares procédés à avoir franchi le pas du laboratoire à la production industrielle et est en même temps économique», explique le professeur Bertau.
Initialement, les déchets de production du fabricant de sources lumineuses Narva dans la ville de Brand-Erbisdorf dans le Saxe central, qui couvre toute la gamme, sont recyclés, du tube fluorescent classique à la lampe à diode électroluminescente. Le précieux comité est dirigé vers le FNE Entsorgungsdienste Freiberg et traité dans le nouvel établissement. Les terres rares, ainsi que des métaux tels que le mercure, sont récupérés à l'état pur. Narva les remet en production après avoir été nettoyé par un autre fournisseur de services.
Bilan positif malgré la baisse des prix
Malgré la baisse actuelle des prix des terres rares, le processus est rentable. "Nous avons un bilan positif", a déclaré Martin Seifert, candidat au doctorat à Bertau et chef du département de la FNE. L'oxyde d'europium, par exemple, coûte environ 600 Euro par kilogramme. 2012 c'était toujours bon 3000 Euro.
