Constellation, le dépôt institutionnel de l'Université du Québec à Chicoutimi

Résumé

La demande croissante en éléments des terres rares (TR), notamment en néodyme (Nd) utilisé dans les aimants permanents NdFeB, rend essentielle la mise au point de procédés de récupération plus durables à partir des déchets d’équipements électriques et électroniques (DEEE). Les extractants organophosphorés traditionnellement utilisés en hydrométallurgie présentent des limites en termes de sélectivité et d’impact environnemental, ce qui motive l’exploration de solutions plus vertes telles que les liquides ioniques (LI). Dans ce travail, un nouveau LI non fluoré à base d’anion (2-éthylhexyl)phosphonate et de cation trioctylméthylammonium a été synthétisé puis sa structure a été confirmée par résonance magnétique nucléaire (RMN) et spectroscopie infrarouge à transformée de Fourier (FT-IR). Ses propriétés physico-chimiques, incluant la viscosité, la densité, la conductivité ionique et la stabilité thermique, ont également été étudiées. Les performances du LI pour l’extraction liquide-liquide du Nd³⁺ en milieu nitrique ont été évaluées à partir de solutions synthétiques de Nd(III), en étudiant l’influence du rapport volumique LI/diluant, du temps de contacte de l’acidité de la phase aqueuse. Le système présente une cinétique d’extraction rapide, avec environ 78 % du Nd³⁺ extrait après 30 secondes dans les conditions étudiées, bien que l’absence de mesures à des temps plus courts limite la caractérisation précise de la cinétique initiale. Un rendement d’extraction maximal d’environ 93 % a été obtenu à une acidité modérée en acide nitrique (HNO3) à 1 M. Les analyses spectroscopiques (UV-visible) confirment le transfert du Nd³⁺ vers la phase organique, tandis que la spectroscopie FT-IR suggèrent l’implication de l’anion phosphonate dans le mécanisme d’extraction. Le Nd³⁺ récupéré a ensuite été précipité sous forme d’oxalate puis calciné à 900 °C pour former une phase phosphate de type monazite (NdPO₄). Bien que les résultats obtenus démontrent le potentiel du LI synthétisé pour la récupération du Nd³⁺, des études complémentaires seront nécessaires afin d’approfondir la compréhension du mécanisme d’extraction et d’évaluer les performances du système dans des matrices réelles plus complexes.