Indium, Gallium, Germanium, Desferrioxamine E, Écrans à cristaux liquides usagés, Diodes électroluminescentes usagées, Photovoltaïques usagés, Fibres optiques usagées, Lixiviation sélective, Conditions opérationnelles

La demande croissante d'éléments technologiques critiques (ETC), tels que le Gallium (Ga), le Germanium (Ge) et l'Indium (In), dans diverses applications électroniques, a suscité des préoccupations quant à leur approvisionnement durable. Les produits en fin de vie (PFV), tels que les écrans à cristaux liquides (LCD), les diodes électroluminescentes (LED), les photovoltaïques (PV) et les fibres optiques (OF), représentent une source potentielle importante pour ces ETC. Cependant, la récupération efficace et sélective des ETC à partir de ces produits constitue un défi majeur. Pour relever ce défi, cette thèse se concentre sur l'application de sidérophores, en particulier de la déferriferraoxamine E (DFOE), en tant qu'agent complexant microbien pour la lixiviation sélective des ETC à partir de PFV. Les constantes de stabilité élevées du complexe métal-DFOE ciblé en font un choix efficace à cette fin. La thèse commence par le prétraitement et la caractérisation des PFV pour identifier les matériaux qu'ils contiennent et concentrer les éléments ciblés afin de garantir que ces derniers soient accessibles à la DFOE, et optimiser les conditions de lixiviation à l'aide de la DFOE. Il a été constaté que la plus petite fraction de poudre d'écrans LCD usagés F1 (<36 µm) présente le rendement de lixiviation d'In le plus élevé à pH 7 et à un rapport solide/liquide (S/L) de 5 g/L en présence de DFOE à 55 °C. Après ajustement des conditions optimales, le meilleur rendement de lixiviation d'In de 32 % est obtenu après 90 jours, avec une tendance à la hausse continue au fil du temps, tandis que le rendement de lixiviation d'Al n'est que de 2,7 %. L'utilisation d'une concentration élevée de DFOE (5 mM) a amélioré le rendement de lixiviation d'In tout en réduisant le rendement de lixiviation d'Al, ce qui signifie que la lixiviation sélective d'In peut être réalisée tout en atténuant l'influence des éléments concurrents tels que l'Al. L'étude explore également la récupération des ETC à partir de LED usagées et constate qu'un système de lixiviation à fort acide peut atteindre un rendement de lixiviation élevé pour le gallium (Ga) et l'indium (In), respectivement 112 ± 7 % et 98 ± 4 %. Cependant, il a été constaté que des éléments non ciblés hautement concentrés, tels que Cu, Pb, Si, Sn, Al et Fe, sont simultanément lixiviés avec le Ga et l'In. Le potentiel de lixiviation sélective du Ga et de l'In à partir de LED usagées à l'aide de DFOE est similaire à celui des écrans LCD usagés. Les conditions optimales pour obtenir le rendement de lixiviation de Ga le plus élevé en utilisant DFOE ont été trouvées à pH 4, avec un rapport S/L de 5 g/L et un rapport molaire élevé (n = 20) de DFOE et Ga à 40 °C. Cela souligne l'importance de comprendre le comportement des éléments concurrents pendant le processus de lixiviation afin d'optimiser les conditions de lixiviation et d'améliorer l'efficacité de la récupération des éléments critiques. Cette thèse présente une nouvelle approche utilisant des sidérophores, spécifiquement DFOE, pour la lixiviation sélective des ETC à partir de produits en fin de vie. L'avantage le plus significatif de cette approche est le potentiel de récupération sélective des ETC à partir de la solution de lixiviation grâce à la mise en œuvre de la technologie GaLIophore, comprenant le recyclage du sidérophore pour une nouvelle étape de lixiviation sélective. Cette approche peut contribuer à réduire l'impact environnemental des déchets électroniques et à promouvoir l'économie circulaire en récupérant des matériaux précieux à partir de produits en fin de vie. Dans l'ensemble, cette étude met en évidence le potentiel des sidérophores-DFOE comme une approche prometteuse pour la lixiviation sélective des ETC à partir de produits en fin de vie, ce qui peut contribuer à l'approvisionnement durable de ces éléments pour diverses applications électroniques.