L’extraction liquide-liquide est l’opération de base de l’hydrométallurgie, essentielle pour le recyclage de métaux ou la décontamination de solvants (récupération de molécules à valoriser ou à dépolluer). Jusqu’à maintenant les « recettes » des procédés chimiques sont élaborées sur la base de retours d’expérience et théories partiellement comprises, sans qu’un modèle prédictif physico-chimique puisse optimiser les plans d’expérience, particulièrement dans le cas d’association de plusieurs extractants.
Les équipes de l’Institut de chimie séparative de Marcoule (CEA/CNRS/ENSCM/Université de Montpellier) et leurs collaborateurs étrangers ont réussi à déterminer et à expliquer la mystérieuse « synergie » entre extractants, phénomène connu depuis les années 1960 mais jusqu’à présent inexpliqué.
Cette nouvelle approche, que les chercheurs ont baptisée la « ienaïque », ouvre un œil nouveau sur les interactions physico-chimiques au-delà du premier voisin en solution. Pour cela, des expériences et mesures dix fois plus précises que toutes celles publiées jusqu’ici ont été réalisées avec le banc instrumenté monté au CEA et déployé dans le laboratoire SCARCE à Singapour, quantifiant rigoureusement, pour la première fois, l’efficacité des molécules extractantes et de leur synergie.
Parallèlement, le CEA, en partenariat avec le CNRS et les Universités de Ratisbonne et de Montpellier, a breveté cette nouvelle méthodologie, couvrant l’association d’extractants classiques mélangés à des molécules non extractantes de la classe des hydrotropes, famille chimique jusque-là non utilisée pour le recyclage, mais qui présente un phénomène de synergie inconnu jusqu’à présent.
Enfin, une autre publication vient confirmer l’intérêt industriel de l’approche ienaïque, en l’appliquant comme modèle prédictif de la viscosité des fluides utilisés en hydrométallurgie nucléaire, qui était un verrou important limitant l’intensification des procédés, mais aussi de la turbidité des dégraissants détergents.
Ces premiers pas de la ienaïque ont été consacrés à l’amélioration du traitement des métaux lourds et stratégiques par extraction. Son application a notamment permis de réduire les quantités de fluides utilisés et donc des effluents. Tout ceci permet d’espérer une relance de l’hydrométallurgie, par exemple pour le recyclage des aimants d’éoliennes en France ou dans des pays de l’Union européenne.
À l’échelle d’une dizaine d’années, des sauts technologiques d’extractions plus efficaces et écologiquement acceptables sont également attendus dans les bioraffineries et la purification moins coûteuse de molécules d’intérêt pharmaceutique.
Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash
