Biolixiviation pour la récupération du cobalt à partir de pyrites cobaltifères (Projet KCC, Ouganda).
© BRGM - Dominique Morin
Vos questions et besoins
La biolixiviation, également appelée biomining, est un processus minier consistant à extraire des métaux à l'aide de micro-organismes. Au cours des dernières décennies, cette technique a suscité un intérêt croissant de la part de la communauté universitaire et de l'industrie minière, qui considèrent de plus en plus la biolixiviation comme une alternative écologiquement acceptable et économiquement saine aux procédés classiques tels que la pyrométallurgie ou l’hydrométallurgie conventionnelle.
Comparés à ces technologies, les procédés de biolixiviation ont des coûts d'investissement relativement faibles. Un autre avantage est leur flexibilité, qui permet de réaliser des installations à petite échelle, ainsi que l'extraction sélective des métaux de base et des métaux précieux d'intérêt économique.
La biolixiviation est également appropriée pour le traitement des ressources métalliques dont la composition est complexe et/ou dont la teneur en métaux est en baisse (minerais à faible teneur). La biolixiviation serait donc une option viable pour traiter des matériaux qui dans le passé auraient été considérés comme des déchets et pour exploiter des gisements primaires qui auparavant n'étaient pas économiquement rentables.
Essais de biolixiviation à la halle pilote expérimentale du BRGM. Développement de procédés multi-échelles (Orléans).
© BRGM
Notre valeur ajoutée
Depuis plus de 30 ans, le BRGM est impliqué dans le domaine de la biolixiviation et propose des solutions fondées sur une équipe pluridisciplinaire et une approche multi-échelle. Son expertise couvre un large spectre d'activités et de services allant de la bioprospection au développement de procédés, du laboratoire aux expériences pilotes et à la démonstration in situ.
Le BRGM propose des outils et des approches innovants pour soutenir ses partenaires et clients dans le développement de procédés de biolixiviation, depuis les premiers tests de préfaisabilité jusqu'aux projets pilotes de démonstration :
- Bioprospection, sélection et adaptation de consortiums microbiens, collecte et conservation de microbes.
- Tests de préfaisabilité et de faisabilité de biolixiviation.
- Échantillonnage et préparation de solides (minerai, teneur, déchets, etc.) (concassage, broyage, séparation physique, traitement thermique, etc.) de 1 kg à 10 tonnes.
- Développement de procédés multi-échelles (bioréacteurs de 1 L. à 2 m3).
- Optimisation et démonstration du procédé.
- Conception de bioréacteurs.
- Modélisation numérique (hydrodynamique du bioréacteur, bilans de chaleur et de masse, schéma de procédé, intégration du procédé et mise à l'échelle).
- Évaluation environnementale, ACV.
- Une équipe pluridisciplinaire composée d'experts dans divers domaines : (bio)hydrométallurgie, génie des procédés, microbiologie, biologie moléculaire, traitement des minerais, chimie, ACV.
Essais de biolixiviation à la halle pilote expérimentale du BRGM. Développement de procédés multi-échelles (Orléans).
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Moyens d'analyse et plateformes
- PLAT’INN : Installation expérimentale de 2 000 m² contenant des équipements multi-échelles (catalogue disponible sur demande) pour l'échantillonnage, le traitement des minéraux, la (bio)-hydrométallurgie, la gestion des résidus.
- Outils d’analyse : analyse chimique des éléments majeurs et traces, minéralogie (SEM, XRD, etc.), analyse de l'ADN (TRFLP, PCR, qPCR, DGGE).
- Outils numériques : CFD, USIMPAC, HSC.
Préparation de 5 tonnes de déchets miniers de l’industrie du cuivre pour des essais de valorisation par biolixiviation.
© BRGM – Anne-Gwenaëlle Guézennec
Références bibliographiques
NEMO: Near-zero-waste recycling of low-grade sulphidic mining waste for critical-metal, mineral and construction raw-material production in a circular economy. Project R&I Horizon 2020
CROCODILE: First of a kind commercial Compact system for the effi cient Recovery Of CObalt Designed with novel Integrated LEading technologies. Project R&I Horizon 2020
CEReS: Co-processing of Coal Mine and Electronic Wastes. Project Research Fund for Coal and Steel
Brevets
Guezennec, A.-G., Ibarra, D., Jaillet, M., Menard, Y., Morin, D., Melsio, A., Savreux, F., D’Hugues, P., 2017. Bioleaching method and facility. US20170175223A1.
Essais de biolixiviation à la halle pilote expérimentale du BRGM. Développement de procédés multi-échelles (Orléans).
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Publications
Anaya-Garzon, J., Hubau, A., Joulian, C., Guezennec, A.-G., 2021. Bioleaching of E-Waste: Infl uence of Printed Circuit Boards on the Activity of Acidophilic Iron-Oxidizing Bacteria. Frontiers in Microbiology 12. https://doi.org/10.3389/fmicb.2021.669738
Bryan, C.G., Williamson, B.J., Całus-Moszko, J., van Haute, Q., Guezennec, A.-G., Gaydardzhiev, S., Wavrer, P., Frączek, R., 2020. CEReS – co-processing of coal mine & electronic wastes: Novel resources for a sustainable future. Hydrometallurgy 197, 105444. https://doi.org/10.1016/j.hydromet.2020.105444
Chéron, J., Loubière, C., Delaunay, S., Guezennec, A.-G., Olmos, E., 2020. CFD numerical simulation of particle suspension and hydromechanical stress in various designs of multi-stage bioleaching reactors. Hydrometallurgy 197, 105490. https://doi.org/10.1016/j. hydromet.2020.105490
Copper Hydrometallurgy: Principles and Practice (Electronic Handbook) [WWW Document], n.d. . CIM Store. URL https://store.cim.org/copper-hydrometallurgyprinciples-and-practice-electronic-handbook (accessed 6.9.20).
Hubau, A., Guezennec, A.-G., Joulian, C., Falagán, C., Dew, D., Hudson-Edwards, K.A., 2020a. Bioleaching to reprocess sulfi dic polymetallic primary mining residues: Determination of metal leaching mechanisms. Hydrometallurgy 197, 105484. https://doi.org/10.1016/j.hydromet.2020.105484
Hubau, A., Minier, M., Chagnes, A., Joulian, C., Silvente, C., Guezennec, A.-G., 2020b. Recovery of metals in a double-stage continuous bioreactor for acidic bioleaching of printed circuit boards (PCBs). Separation and Purifi cation Technology 238, 116481. https://doi.org/10.1016/j.seppur.2019.116481
Joulian, C., Fonti, V., Chapron, S., Bryan, C.G., Guezennec, A.-G., 2020. Bioleaching of pyritic coal wastes: bioprospecting and effi ciency of selected consortia. Research in Microbiology, Special Issue on International Biohydrometallurgy Symposium (IBS) 2019 171, 260–270. https://doi.org/10.1016/j.resmic.2020.08.002
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