Caractérisation et valorisation de matériaux fins issus de procédés industriels

Le BRGM vous accompagne dans la caractérisation et le développement de procédés innovants pour le traitement de résidus miniers et industriels fins en vue de leur valorisation.
Préparation de 5 tonnes de déchets miniers de l’industrie du cuivre

Préparation de 5 tonnes de déchets miniers de l’industrie du cuivre pour des essais de valorisation par biolixiviation.

© BRGM – Anne-Gwenaëlle Guézennec 

Vos enjeux et besoins 

La croissance des besoins en ressources minérales (métaux, minéraux industriels, matériaux de construction…), conjuguée à l’appauvrissement et la complexification des gisements primaires, rendent les industriels de plus en plus dépendants de leurs approvisionnements. Dans le même temps, la mise en décharge de leurs déchets est de plus en plus encadrée réglementairement et coûteuse. 

Pourtant, certains déchets (résidus d’exploitation et de traitement minier, coproduits de métallurgie extractive, recyclage des VHU, DEEE…) sont riches en substances minérales et métalliques et mériteraient, dans un contexte d’économie circulaire, d’être mieux caractérisés et traités en vue d’identifier de nouvelles voies de valorisation. 

Ces déchets renferment des phases minérales d’intérêt, dont la récupération (étapes de concentration) s’avère particulièrement délicate. Les techniques de traitement usuelles sont d’autant moins efficaces que les particules sont fines (< 100 µm), très fines (< 20 µm) ou ultrafines (< 5 µm), et que le traitement est réalisé en voie sèche. 

Le développement de techniques innovantes de traitement et de purification de ces substances minérales d’intérêt contribue à réduire les coûts générés par le stockage en décharge des déchets ultimes et permet de réinjecter ces matières dans les procédés industriels.   

Notre valeur ajoutée 

Les chercheurs du BRGM mettent en œuvre leurs compétences en menant des travaux de R&D, notamment sur :  

  • la physico-chimie des particules fines et ultrafines et de leur comportement vis-à-vis des différentes opérations de traitement, 
  • la compréhension et la modélisation des phénomènes aux interfaces entre des particules solides et les solvants (eau), appliqué à la séparation des particules fines. 

Ces connaissances, combinées à leur maîtrise du génie des procédés minéralurgiques et à des moyens techniques de premier plan, leur permettent de produire des fractions valorisables. Le BRGM vous accompagne depuis la caractérisation des matériaux fins (composition, morphologie, texture, résistance mécanique des assemblages minéraux, thermodynamique de la dilution des métaux et des composés organiques au sein des matrices complexes et des procédés…), jusqu’au design et à l’évaluation technico-économique et environnementale de procédés de recyclage.

    Essais de séparation magnétique de particules fines

    Essais de séparation magnétique de particules fines.

    © BRGM – Solène Touzé 

    Moyens d'analyse et plateformes 

    • CARAMIN : caractérisation minéralogique et cristallographique 
    • CARAPHY : caractérisation physico-chimique et texturale 
    • GENIE : géochimie numérique 
    • IN’ORGA : analyses chimiques organiques et inorganiques (accréditation COFRAC) 
    • PLAT’INN : halle expérimentale de traitement des matières minérales 

    Quelques références 

    • Conception d’une installation expérimentale de séparation membranaire des nanoparticules de taille inférieure à 20 nm
    • Flottation des fines pour extraire les terres rares dans les phosphates des résidus miniers ou dans les luminophores
    • Traitement des boues de haut fourneaux pour extraire le carbone et le fer et les recycler dans les procédés sidérurgiques
    • Traitement des poudres de tubes cathodiques des écrans de téléviseurs pour la récupération des terres rares lourdes (Y et Eu)
    • Traitement des poudres issues de la fabrication de plaquettes de frein pour la récupération des métaux non-ferreux (Cu, Zn)
    • Traitement des produits imbrulés issus de la pyrolyse des caoutchoucs pour récupérer le zinc et le carbone
    • Séparation des constituants de béton usagé et valorisation de la pâte de ciment pour la production de clinker
    • Traitement de la fraction fine de sédiments pollués par des métaux et des hydrocarbures
    Carrière de la Roche Blain, Calvados

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