Nouvelles applications industrielles pour la séparation et la récupération des métaux à partir de systèmes biphasiques aqueux

Novel industrial applications for the separation and recovery of metals using aqueous biphasic systems

• Auteur / Autrice : Eris Sinoimeri
• Direction : Isabelle Billard
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Matériaux, mécanique, génie civil, électrochimie
• Date : Soutenance le 28/05/2021
• Etablissement(s) : Université Grenoble Alpes
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Ingénierie - matériaux mécanique énergétique environnement procédés production (Grenoble ; 2008-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire d'électrochimie et de physicochimie des matériaux et des interfaces (Grenoble ; 1995-....)
• Jury : Président / Présidente : Marian Chatenet
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : João Manuel da Costa Araújo Pereira Coutinho
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : Natalia V. Plechkova, Laurent Dupont

Mots clés

Mots clés contrôlés

Polymères

Liquides ioniques

Opérations de recyclage (génie chimique)

Métaux

Déchets -- Valorisation

Mots clés libres

Système biphasique aqueux

Valorisation

Métaux

Recyclage

Liquides ioniques

Polymères

Aqueous biphasic systems

Valorisation

Metals

Recycling

Ionic liquids

Polymers

Résumé

Le projet de thèse est développé dans le cadre du recyclage des métaux. La société Aperam, leader mondial dans la production d'acier inoxydable, a décidé de lancer une nouvelle ligne d'investigation pour nettoyer les bains de décapage utilisés pendant le traitement de l'acier. À cette fin, de nouveaux procédés de recyclage ont été mis au point, basés sur l'utilisation de systèmes aqueux biphasiques. En particulier, deux bains de décapage ont été analysés au cours du doctorat. Le bain UGCO, caractérisé par une grande quantité de fer en milieu chlorhydrique, a été traité avec différents agents, appelés inducteurs biphasiques, afin de le débarrasser de la plupart des métaux non essentiels au processus de décapage. Les systèmes proposés n'ont pas répondu immédiatement aux exigences de l'entreprise, mais en revanche, grâce à cette ligne de recherche, de nouveaux systèmes appelés AcABS (ABS à base d'acide) ont été développés et peuvent être utiles au niveau industriel. Le deuxième bain analysé était le bain de sulfate, riche en Cr(VI). Un brevet a été obtenu pour ce deuxième bain, où la récupération du métal s'est faite grâce à l'utilisation d'une famille spécifique de polymères, les polyglycols. Les ABS se sont donc révélés être une bonne alternative aux procédés classiques adoptés jusqu'à présent par la société Aperam pour neutraliser les bains de décapage.

The thesis project is developed within the framework of metal recycling. The company Aperam, world leader in the production of stainless steel, decided to launch a new line of investigation to clean up the pickling baths used during the steel processing. New recycling processes based on the use of aqueous biphasic systems have been developed for this purpose. In particular, two pickling baths were investigated during the PhD. The UGCO bath, characterised by a high amount of iron in a hydrochloric medium, was treated with different agents, called biphasic inducers, in order to clean it of most of the metals not essential for the pickling process. The proposed systems did not immediately meet the company's requirements, but on the other hand, thanks to this line of research, new systems called AcABS (acid-based ABS) have been developed which may be useful on an industrial level. The second bath analysed was the sulphate bath, rich in Cr(VI). A patent was obtained for this second bath, in which the recovery of the metal was achieved through the use of a specific family of polymers, the polyglycols. ABS has therefore proved to be a good alternative to the classic processes used to date by the Aperam company to neutralise pickling baths.