2022-12-01
Les résultats, intitulés "Récupération sélective de terres rares à haute teneur, d'Al et de Co-Mn à partir de boues de traitement de drainage minier acide", ont été publiés dans Minerals Engineering.
Les minéraux critiques, y compris les 17 éléments de terres rares, sont utilisés dans de nombreux produits ménagers courants comme les smartphones et les ordinateurs, et dans des applications essentielles à la transition vers une énergie propre, comme les véhicules électriques, les batteries et les panneaux solaires.La demande pour ces métaux a augmenté en raison de leur grande importance économique et du risque d'approvisionnement élevé, et par la suite, leur absence aurait des conséquences importantes sur la sécurité économique et nationale des États-Unis.
Les États-Unis doivent s'assurer qu'un approvisionnement en ces minéraux est garanti et doivent donc envisager d'extraire ces minéraux au niveau national.Le drainage minier acide (AMD) et les solides et précipités associés résultant du traitement AMD se sont avérés être des sources viables de multiples minéraux critiques et éléments de terres rares.
Le département américain de l'énergie (DOE) explore cette question plus avant et a financé des efforts pour démontrer à la fois la faisabilité technique et la viabilité économique de l'extraction, de la séparation et de la récupération des ETR et des CM à partir de sources américaines de charbon et de sous-produits du charbon, dans le but d'atteindre oxydes mixtes de terres rares provenant de ressources à base de charbon avec des puretés minimales de 75 %.
"Nous avons travaillé pour développer des stratégies pour récupérer les CM et les ETR de ces flux de déchets et avons atteint une étape importante de 88,5 % d'ETR de qualité", a déclaré Sarma Pisupati, professeur d'énergie et de génie minéral et directeur du Center for Critical Minerals à Penn State. ."L'objectif actuel fixé par le DOE pour atteindre les oxydes mixtes de terres rares est de 75 % et nous avons dépassé cet objectif."
Les chercheurs ont obtenu le drainage minier acide et les boues associées représentant le lit de charbon de Lower Kittanning et ont évalué la récupération de plusieurs minéraux critiques.Un nouveau procédé de purification basé sur un procédé de traitement AMD précédent a ensuite été conçu pour récupérer l'aluminium de haute qualité, les éléments de terres rares, le cobalt et les produits de manganèse des boues."L'extraction des ETR et des CM directement à partir d'AMD élimine le besoin de dissoudre les boues et les coûts associés des réactifs et du traitement, ce qui se traduit par des pratiques d'élimination des déchets plus durables à faible coût", a déclaré Mohammad Rezaee, professeur adjoint de génie minier à Penn State. et co-auteur de l'étude.
Habituellement, la DMLA est traitée en ajoutant de la chaux ou d'autres produits chimiques pour élever le pH à 7. Cependant, les chercheurs ont changé cela dans leur nouveau procédé.
Le nouveau système AMD pour extraire les oxydes d'éléments de terres raresDans le nouveau système mis au point par les chercheurs, le pH est toujours porté à 7, mais cela se fait par étapes.
"Au lieu d'ajouter de l'hydroxyde de sodium, de l'hydroxyde de calcium ou de la chaux en une seule fois pour augmenter le pH, nous l'augmentons par étapes", a déclaré Pisupati.« L'avantage de cette méthode est qu'elle permet à certains minéraux de précipiter à différents niveaux de pH.Si nous ajoutons notre base d'un seul coup et amenons le pH à 7, toutes ces choses précipiteront en même temps.Ensuite, nous aurions besoin de revenir en arrière et de les séparer.
Le pH a été élevé au niveau nécessaire pour que le fer précipite, puis au pH nécessaire pour que l'aluminium précipite.Après cette précipitation, les terres rares sont ensuite récupérées grâce à la précipitation des carbonates.
Les précipités qui ont été éliminés sont ensuite remis dans le cycle du processus de purification pour éliminer le fer, l'aluminium et d'autres résidus.
Pureté des minéraux récupérés
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