Projet ANR-15-CE08-0017 – REPUTER : Récupération, purification et élaboration des terres rares pour le recyclage des batteries NiMH
Programme : Matériaux et procédés (DS0303) 2015
Année de financement : 2015
Coordinateur du projet : Monsieur Eugen Andreiadis (Commissariat à l'Energie Atomique et aux Energies Alternatives. Direction de l'Energie Nucléaie)
Partenaires : Divers public; Divers public; Laboratoire public; Laboratoire public; PME
Montant : 750053.0 euros
Date de début : 2015
Durée : 42 mois
Résumé : Le projet REPUTER vise à développer un procédé complet de récupération et de purification de terres rares issues du recyclage de batteries Ni-MH. Le projet se propose d’obtenir au final selon les applications visées des oxydes ou des éléments à l’état métallique suffisamment purs pour être valorisés dans les filières industrielles. Les terres rares (TR) sont aujourd’hui classées parmi les métaux les plus critiques, de par leur haute importance économique et leur risque d’approvisionnement. A ce jour la récupération des terres rares issues des batteries Ni-MH est pourtant quasi-inexistante, moins de 1% des TR étant recyclés. Cette situation s'explique souvent par un processus de collecte et tri inefficace et par diverses difficultés technologiques liées à la récupération de fractions riches en TR, ainsi qu’à leur extraction, séparation et conversion en tant que métaux purs. Par conséquent, un effort important est nécessaire pour surmonter ces difficultés et améliorer les taux de recyclage, en accord avec les objectifs de la feuille de route européenne dans le domaine de l’énergie décarbonée. Dans le même temps, les activités de recyclage doivent être enrichies par de nouvelles technologies de séparation chimique efficaces, robustes et respectueuses de l'environnement et par une expertise dans la conversion métallurgique des oxydes de TR en métaux ou alliages.
Les objectifs de cette proposition sont les suivants: 
(i) Renforcer par des objectifs communs le savoir-faire et les compétences complémentaires acquises en France dans le domaine de l'hydrométallurgie et de la pyrométallurgie (particulièrement dans le retraitement du combustible nucléaire et dans la production de l’aluminium ou du zirconium) ; 
(ii) Enlever les verrous scientifiques et techniques liés actuellement au développement des procédés de recyclage des TR ; 
(iii) Apporter des données expérimentales et évaluer, sur la base de schémas de procédés hydrométallurgiques et pyrométallurgiques, la possibilité d’obtenir au final, selon les applications visées, des oxydes ou des éléments à l’état métallique avec une pureté suffisante pour les recycler dans la fabrication de nouvelles batteries, d’aimants permanents ou de catalyseurs ; 
(iv) Évaluer l'impact du procédé de recyclage via une analyse du cycle de vie et une étude technico-économique, permettant d’établir objectivement les intérêts environnementaux et économiques par rapport à la filière de production actuelle.
Le projet sera divisé en six taches principales. En complément de la coordination de l’ensemble du projet, une tâche sera dédiée à la récupération des fractions riches en TR à partir des batteries NiMH via des procédés mécaniques et thermiques suivis d’une lixiviation acide. Cette tache permettra d’alimenter l’ensemble des autres tâches technologiques du projet focalisées sur la séparation, purification et conversion des TR sous différentes formes. La seconde tâche sera consacrée à la séparation des terres rares du nickel et des autres éléments de transition présents dans les batteries par voie hydrométallurgique (extraction par solvant notamment). La conversion des terres rares légères séparées (La, Ce notamment) en oxydes fera l’objet de la troisième tache, dans le but de préparer des céramiques de type Ce(La)O2-Ni possédant des propriétés catalytiques intéressantes en vue d’une valorisation.  La quatrième tâche sera dédiée à la conversion des terres rares (Pr et Nd en particulier) sous forme métallique par voie pyrométallurgique.  Enfin, la dernière tâche sera dédiée à l’analyse du cycle de vie et à l’étude technico-économique du procédé global proposé.