Technologies efficaces et peu coûteuses pour récupérer les métaux précieux des catalyseurs automobiles, des déchets électroniques et des déchets photovoltaïques
La technologie que nous utilisons quotidiennement repose sur des matériaux qui sont confrontés à des problèmes d’approvisionnement potentiels. Les métaux précieux tels que les métaux du groupe du platine, l’or et l’argent sont des composants essentiels de nombreux appareils et sont indispensables dans diverses industries en raison de leurs propriétés uniques. À l’heure actuelle, l’Europe dépend d’autres pays pour s’approvisionner en ces métaux. Toutefois, ces ressources précieuses peuvent également se trouver dans des produits en fin de vie susceptibles d’être recyclés. Malheureusement, la capacité de recyclage actuelle de l’Europe est insuffisante pour répondre ne serait-ce qu’à une fraction de la demande de ces métaux. Le projet PEACOC, financé par l’UE, aide l’Europe à stimuler le recyclage des métaux précieux dans un avenir proche. Lancé en 2021, «PEACOC s’efforce de démontrer qu’il peut récupérer efficacement les métaux précieux tels que les métaux du groupe du platine, l’or et l’argent à partir de trois sources de déchets: les autocatalyseurs, les assemblages de circuits imprimés (PCBA) et les panneaux photovoltaïques. Le projet fonctionne à une échelle pré-commerciale, plus précisément au niveau de maturité technologique (TRL) 7», note la coordinatrice du projet, Elisabet Andres Garcia. «Le processus rationalisé comprend la collecte des déchets, le prétraitement et la concentration des déchets, ainsi que l’affinage des métaux. En outre, PEACOC vise à transformer les métaux récupérés en produits commercialisables, ajoutant ainsi de la valeur à l’ensemble du processus», ajoute Elisabet Andres Garcia.
Étude approfondie de deux nouvelles technologies d’affinage
Le recyclage des flux de déchets tels que les PCBA de qualité inférieure et moyenne, les déchets photovoltaïques et les autocatalyseurs usés a été limité jusqu’à présent. Les méthodes traditionnelles, telles que la fusion et l’hydrométallurgie, consomment beaucoup d’énergie et génèrent une empreinte carbone importante. PEACOC présente des alternatives industrielles visant à rendre les ressources européennes plus durables. S’appuyant sur des activités antérieures réussies, l’accent a été mis sur les technologies d’affinage. Les partenaires VITO (Belgique), CEINNMAT (Espagne) et 6TMIC (France) sont le fer de lance de cet effort. Cette phase vise à affiner et à développer deux technologies cruciales: la lixiviation assistée par micro-ondes et l’électrocristallisation par diffusion gazeuse. L’objectif est de faire passer ces technologies du stade du laboratoire (TRL 4) à une échelle pré-commerciale pleinement opérationnelle (TRL 7), ouvrant ainsi la voie à un processus d’affinage plus efficace. Les chercheurs de VITO ont réussi à améliorer le processus de lixiviation assistée par micro-ondes en réduisant l’utilisation de produits chimiques, en augmentant la longévité de l’équipement et en réduisant la corrosivité. Ce procédé amélioré permet désormais d’extraire efficacement l’or et l’argent des PCBA et des panneaux photovoltaïques usagés, ainsi que les métaux du groupe du platine des autocatalyseurs usagés. CEINNMAT a mis au point des réacteurs de lixiviation hydrothermale par micro-ondes innovants et a construit la toute première usine pilote à micro-ondes du genre. Sept unités interconnectées, capables de traiter au moins 50 litres par heure, sont intégrées dans un système micro-ondes modulaire logé dans un conteneur portable. En utilisant des matériaux de qualité industrielle, les chercheurs de VITO ont également réussi à mettre à l’échelle et à tester le processus d’électrocristallisation par diffusion gazeuse. Ce système, doté d’une configuration à deux cellules, a atteint une sélectivité de 95 % pour le palladium tout en séparant efficacement le cuivre des métaux précieux. L’équipe prévoit de passer à une configuration à six cellules afin d’améliorer les performances et de réduire la consommation d’énergie.
Prototype de réacteur pour l’extraction et la concentration des métaux
Des chercheurs de l’Université de Liège et de la TU Delft ont développé des procédés préliminaires d’extraction des métaux afin de concentrer la teneur des éléments ciblés et d’améliorer ainsi la phase d’affinage. L’Université de Liège (ULI) a optimisé et mis à l’échelle la technologie NOVA pour traiter les PCBA de qualité moyenne et inférieure. Les équipes ont mené des expériences avec des circuits imprimés de tubes cathodiques et de téléviseurs LCD, en utilisant l’électrochimie et l’activation mécanique pour séparer les métaux précieux. Le «réacteur à tamis rotatif» a été identifié comme la conception la plus efficace pour la mise à l’échelle. Le prototype amélioré de NOVA a été reçu en août 2024 dans les locaux de l’ULI. L’équipe de l’ULI s’occupe de la logistique finale pour que l’équipement soit prêt à fonctionner. En outre, les chercheurs de la TU Delft ont optimisé et augmenté la taille du prototype de séparation par densité magnétique, capable de récupérer sélectivement les composants contenant de l’or dans les PCBA, avec des taux de récupération relativement élevés. Cette technologie utilise une combinaison de triage à rouleaux, d’un aimant supraconducteur et d’un fluide magnétique qui ont été mis à l’échelle et adaptés dans le cadre du projet. «PEACOC marque la première fois que des technologies innovantes de concentration et d’affinage ont été mises à l’échelle à un niveau pré-commercial, présentant une alternative industrielle durable pour approvisionner l’Europe en métaux critiques et précieux à partir de déchets. L’usine pilote de PEACOC facilitera un véritable transfert de technologie de la R&D vers des produits prêts à être commercialisés», conclut Elisabet Andres Garcia.
Mots‑clés
PEACOC, métaux précieux, déchets électroniques, PCBA, autocatalyseurs, panneaux photovoltaïques, lixiviation assistée par micro-ondes, électrocristallisation par diffusion gazeuse
