Recyclage des catalyseurs : Identification des paramètres clés pour l’extraction des métaux critiques par lixiviation

Dans un contexte de gestion des ressources de plus en plus tendu, le procédé d’hydrométallurgie est aujourd’hui incontournable pour le recyclage des métaux. L’hydrométallurgie consiste à dissoudre en solution aqueuse les différents métaux contenus dans un matériau puis de les séparer afin de les valoriser. La première étape du procédé, la lixiviation (ou mise en solution des métaux), doit être soigneusement optimisée pour économiser les quantités de solvant utilisées mais également, dans le cas des catalyseurs hétérogènes, pour ne pas détériorer le support. En effet, cela évite de contaminer la solution d’extraction et permet sa réutilisation dans une boucle courte pour la réimprégnation de nouveaux catalyseurs. L’objectif de cette thèse est de déterminer par des méthodes spectroscopiques (Raman, absorption des rayons X,…) les paramètres critiques qui optimisent l’extraction des métaux les plus réfractaires à la lixiviation sans dégrader le support du catalyseur (à base d’alumine). La première étape du travail consistera à synthétiser des matériaux de référence et mettre au point la méthode de quantification des espèces à base de Mo et de Co. La seconde partie consistera à mettre en œuvre le suivi in situ de la lixiviation par spectroscopie d’absorption des rayons X afin d’identifier les espèces les plus réfractaires sous forme cristalline ou en interactions fortes avec le support. Cette méthodologie permettra ensuite d’étudier l’impact de différents paramètres (nature du solvant, température…) qui permettent une meilleure extraction des métaux critiques du catalyseur réel. La dernière étape de modélisation cinétique et thermodynamique des phénomènes physico-chimiques mis en jeu se fera à l’aide du logiciel PhreeQC en s’appuyant sur les données acquises au cours de la thèse.

Mots clefs : Recyclage de métaux, Economie circulaire, Catalyseur, Spectroscopies, Modélisation

• Directeur de thèse    Dr Elodie DEVERS, IFPEN
• Ecole doctorale    ED34 EDML, Université Claude Bernard Lyon I
• Encadrant IFPEN    Dr Olivier DELPOUX, ORCID :  0000-0002-1166-5476
• Localisation du doctorant    IFPEN, Solaize, France  
• Durée et date de début    3 ans, début au cours du quatrième trimestre 2024 (4 novembre)
• Employeur    IFPEN
• Qualifications    Master en Catalyse ou Chimie
• Connaissances linguistique    Anglais niveau B2 (CECR)    
• Autres qualifications    Catalyse, chimie des matériaux, spectroscopie

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