Dissolution des terres rares de résidus de bauxite latéritiques par complexolyse

La population mondiale a fortement augmenté depuis les années 1900, entraînant une surexploitation des ressources primaires de la planète. Parmi elles, des métaux tels que les terres rares (REEs), utilisés dans des technologies modernes en raison de leurs propriétés physiques et chimiques uniques ont été identifiées comme critiques. Dans un contexte d'économie circulaire, les déchets miniers et industriels représentent des ressources dites secondaires en REEs largement sous-exploitées. Leur utilisation permettrait de réduire la pression exercée sur les ressources primaires et limiter les impacts socio-environnementaux associés à leur extraction. Parmi ces sources secondaires, les résidus de bauxite, également appelés « boues rouges » lorsqu'ils sont hydratés, sont une source intéressante de REEs. Le but de notre étude est de développer un procédé de dissolution sélective des REEs assisté par ligands avec des ligands organiques bio-inspirés à pH modéré. Notre étude vise en particulier à évaluer le potentiel de dissolution favorisée par des ligands (acides carboxyliques, acides aminés) et à étudier les mécanismes de dissolution mis en jeu en fonction des conditions expérimentales. Pour cela, une étude approfondie de la matrice minérale a été réalisée afin d'identifier la spéciation des REEs. Nous avons réalisé une caractérisation multi-échelle du résidu jusqu'à la spéciation à l'échelle atomique (ICP-OES, ICP-MS, DRX, MEB-EDX, nano-XRF, XAS). Pour la première fois, nous avons confirmé la présence d'yttrium (Y) et de terres rares lourdes (HREEs) dans les phases phosphates à l'échelle locale ainsi qu'à l'échelle globale de l'échantillon. Par la suite, nous avons évalué les effets d'un certain nombre de variables expérimentales sur la dissolution des REEs, notamment le rôle du pH et de la structure du ligand sur l'efficacité et la sélectivité de dissolution. Des expériences en milieu contrôlé et en faisant varier les paramètres un à un ont permis de déterminer les mécanismes de la dissolution. Pour des pH inférieurs à 3,3, l'acidolyse (dissolution par ajout de protons) est la voie de dissolution majoritaire puis la dissolution assistée par ligand devient le mécanisme principal de pH=3,3 à pH=6. Le système acide citrique / citrate a révélé une lixiviation par complexolyse jusqu'à pH=6,5. Contrairement aux acides minéraux forts, il est donc possible de solubiliser les REEs à pH doux avec une sélectivité intéressante vis-à-vis des éléments majeurs, notamment pour les terres rares légères (LREEs). Les HREEs sont peu dissoutes étant donné leur grande stabilité chimique dans le résidu (phosphates peu solubles de HREEs/Y). D'autre part, nous avons montré que les constantes de stabilité des complexes ligands-REEs ainsi que la structure chimique peuvent être des indicateurs qui permettent de prédire l'efficacité de la dissolution. Enfin, la dissolution avec des ligands biosourcés a montré des perspectives intéressantes