Les disques durs d’ordinateurs mis au rebut pourraient devenir une source de matières premières critiques pour les véhicules électriques, les éoliennes et d’autres technologies. Des chercheurs allemands testent deux procédés pour récupérer les métaux précieux des vieux aimants, notamment une méthode qui utilise du chlorure d’ammonium au lieu de l’acide chlorhydrique conventionnel.
Ce travail fait partie du projet NEO-CYCLE, financé par l’Union européenne, dans lequel des chercheurs de l’Institut Fraunhofer pour les technologies et systèmes céramiques (IKTS) travaillent avec la TU Bergakademie Freiberg pour récupérer le néodyme, le fer et le bore des disques durs (HDD) mis au rebut.
Les aimants néodyme-fer-bore font partie des aimants permanents les plus puissants disponibles. Ils sont utilisés dans les moteurs de véhicules électriques, les éoliennes et les produits électroniques tels que les haut-parleurs, les smartphones et les disques durs. Cependant, récupérer leurs matériaux constitutifs avec la pureté requise pour les réutiliser est techniquement difficile.
Le néodyme est particulièrement important car environ 90 pour cent du matériau est importé de Chine, selon Fraunhofer. Une grande partie des déchets d’aimants collectés en Europe est également envoyée en Chine pour y être traitée avant que les matériaux récupérés ne soient à nouveau importés.
Les chercheurs de NEO-CYCLE évaluent deux approches pour séparer les matériaux précieux des aimants trouvés dans les ordinateurs et ordinateurs portables mis au rebut.
Le premier est la chloration à l’état solide, développée par le partenaire du projet, la TU Bergakademie Freiberg. Au lieu de l’acide chlorhydrique classique, le procédé utilise du chlorure d’ammonium ajouté à un mélange contenant du néodyme, du fer et du bore récupérés à partir des déchets d’aimants.
Lorsqu’il est chauffé, le mélange est converti en chlorures métalliques et en une solution d’ammoniaque de haute pureté. L’approche s’appuie sur un procédé breveté déjà utilisé pour recycler les lampes fluorescentes, que les chercheurs testent actuellement pour la récupération des aimants.
Les premiers résultats indiquent que la méthode peut séparer plus efficacement les chlorures métalliques du matériau magnétique, permettant d’extraire presque tous les métaux tout en utilisant des quantités relativement faibles de produits chimiques.
La deuxième approche utilise le traitement électrochimique. Les chercheurs placent les déchets magnétiques en poudre dans une cellule électrochimique, où un électrolyte tel que de l’acide sulfurique dilué fournit le milieu pour les réactions chimiques.
Ce processus extrait initialement le bore en une solution, qui peut ensuite être concentrée pour être utilisée dans les industries chimiques et pharmaceutiques.
Séparer les matériaux précieux pour les réutiliser
Après le traitement initial, les chercheurs du Fraunhofer IKTS utilisent des techniques hydrométallurgiques pour séparer les matériaux résultants. L’équipe applique un traitement sélectif pour récupérer le néodyme et le fer, permettant d’obtenir les métaux sous forme de sel pur.
Les matériaux récupérés peuvent ensuite subir un traitement ultérieur par les partenaires du projet pour des applications dans plusieurs industries. Il s’agit notamment des produits chimiques, pharmaceutiques, de la production d’hydrogène et des engrais.
Les chercheurs étudient également les moyens de transformer les matériaux récupérés en produits de plus grande valeur plutôt que de simplement les extraire des déchets. Cela pourrait contribuer à établir une chaîne d’approvisionnement circulaire dans laquelle les composants électroniques mis au rebut deviennent une matière première pour de nouvelles applications industrielles.
Le projet NEO-CYCLE, d’une durée de quatre ans, est financé par le programme Horizon Europe de l’Union européenne. Les chercheurs ont terminé les tests à l’échelle du laboratoire des approches de récupération, tandis que les plans pour une usine pilote sont en cours.
L’objectif est de développer un procédé économiquement et écologiquement viable permettant de récupérer des matériaux de haute qualité à partir d’aimants en fin de vie tout en réduisant la consommation de produits chimiques et d’eau. En cas de succès, cette approche pourrait aider l’Europe à mieux utiliser ses déchets électroniques et à réduire sa dépendance à l’égard des matières premières critiques importées.
