Brevet FR3125731A1 — publié le 20230203

PROCEDE DE RECYCLAGE D’UNE DEL La présente invention concerne un procédé d’extraction et de séparation d’au moins un composant d’une DEL, la DEL comprenant au moins un métal, au moins un luminophore et au moins une couche comprenant du polydiméthylsiloxane. PROCEDE DE RECYCLAGE D’UNE DEL DOMAINE DE L’INVENTION La présente invention concerne un procédé de recyclage des DELs comprenant au moins un métal, au moins un luminophore et au moins une couche comprenant du polydiméthylsiloxane. Ce procédé comprend une étape de dépolymérisation de l’au moins une couche comprenant du polydiméthylsiloxane de la DEL, l’extraction de l’au moins un luminophore, puis une étape de récupération de l’au moins un métal de la DEL. ÉTAT DE LA TECHNIQUE Les DELs constituent une rupture technologique dans le domaine des lampes au vu de leurs avantages de consommer moins d’énergie, de durer plus longtemps et de permettre l’obtention de diverses nuances de lumière (notamment lumière chaude et lumière froide). Etant donné qu’elles représentent aujourd’hui la majorité des ventes dans le domaine des lampes, leur recyclage est devenu un enjeu majeur. Habituellement, les différents éléments d’une DEL sont les suivants : luminophore, semi-conducteur, connecteurs, boitier, électrodes, généralement recouverts au moins partiellement d’une lentille consistant en au moins une couche comprenant du polydiméthylsiloxane. Un luminophore est habituellement composé d’un matériau de type grenat Yttrium aluminium (YAG) dopé avec des terres rares. Un semi-conducteur comprend habituellement du gallium et de l’indium. Une électrode comprend habituellement de l’argent, du cuivre et du fer. Un connecteur comprend habituellement de l’or. Les composants à DEL ne sont aujourd’hui pas recyclés. Néanmoins, certains procédés de recyclage comprenant des procédés pyrométallurgiques ou des procédés impliquant l’utilisation d’acides forts sont à l’étude. Cependant, ces procédés ne permettent pas la récupération de tous les éléments de la DEL. En particulier, le luminophore ne peut pas être recyclé via ces procédés. Or, le luminophore comprend des métaux critiques qui ont une valeur intrinsèque très importante ; de plus, la réduction de la consommation de matières premières et les facteurs géopolitiques rendent le recyclage de ces métaux critiques encore plus important. En outre, dans le cas des procédés utilisant l’utilisation d’acides forts, tous les éléments de la DEL se retrouvent mélangés ensemble et ne peuvent pas être recyclés séparément et simplement. La présente invention vise à résoudre le problème de fournir un procédé de recyclage de DELs permettant de récupérer successivement les différents éléments présents dans les DELs, notamment le luminophore et au moins un métal. RÉSUMÉ La présente invention concerne un procédé d’extraction et de séparation d’au moins un composant d’une DEL, la DEL comprenant au moins un métal, au moins un luminophore et au moins une couche comprenant du polydiméthylsiloxane, ledit procédé comprenant les étapes suivantes : Dépolymérisation au moins partielle de l’au moins une couche comprenant du polydiméthylsiloxane à l’aide d’une solution comprenant un solvant et un sel de fluor ; Séparation de l’au moins un luminophore et du reste de la DEL obtenu à l’étape a) ; Mise en contact d’au moins une solution acide avec le reste de la DEL obtenu à l’étape b) ; et Séparation de l’au moins une solution acide comprenant au moins une partie de l’au moins un métal et du reste de la DEL obtenu à l’étape c). Dans un mode de réalisation, le solvant de la solution utilisée à l’étape a) est choisi dans le groupe constitué par le tétrahydrofurane, le méthyltétrahydrofurane, le dichlorométhane, le trichlorométhane, l’acétonitrile, le diméthylformamide, le N-méthyl-2-pyrrolidone, des solvants binaires et de leurs mélanges, les solvants binaires étant choisis dans le groupe constitué par méthyltétrahydrofurane et acétone, méthyltétrahydrofurane et acétonitrile, méthyltétrahydrofurane et diméthylformamide, et méthyltétrahydrofurane et trichlorométhane, de préférence le solvant de la solution utilisée à l’étape a) est un mélange de méthyltétrahydrofurane et d’acétone ou de méthyltétrahydrofurane et d’acétonitrile. Dans un mode de réalisation, le sel de fluor de la solution utilisée à l’étape a) est un fluorure d’ammonium quaternaire choisi dans le groupe constitué par le fluorure de tétrabutylammonium (TBAF), le fluorure de tétraméthylammonium (TMAF), le fluorure de tétraéthylammonium (TEAF) et le fluorure de tétra-n-octylammonium (TOAF), de préférence le sel de fluor de la solution utilisée à l’étape a) est le fluorure de tétrabutylammonium. Dans un mode de réalisation, l’au moins une solution acide utilisée à l’étape c) est choisie dans le groupe constitué par l’acide nitrique, l’acide sulfurique, l’aqua regia, une solution acide de thiourée, un mélange de NaClO-HCl-H2O2 et leurs mélanges, de préférence l’au moins une solution acide utilisée à l’étape c) est de l’acide nitrique. Dans un mode de réalisation, le procédé comprend en outre la récupération d’au moins une partie de l’au moins un métal par une étape e) de séparation de l’au moins une solution acide et d’au moins une partie de l’au moins un métal, par exemple par précipitation et/ou filtration. Dans un mode de réalisation, l’enchaînement des étapes c) et d) du procédé est répété avec au moins une solution différente de celle utilisée lors du premier enchaînement des étapes c) et d). Dans un mode de réalisation, l’au moins un métal de la DEL est choisi dans le groupe constitué par l’or, l’argent, le cuivre, l’aluminium, l’étain, le fer et leurs combinaisons. Dans un mode de réalisation, l’au moins une DEL est recouverte par une couche de polyester ou présente dans une couche de polyester, et dans lequel ledit procédé comprend, avant l’étape a), une étape 0) de dégradation d’au moins une partie de la couche de polyester à l’aide d’une solution comprenant un solvant et un sel de fluor, de préférence la solution comprenant un solvant et un sel de fluor utilisée à l’étape 0) est identique à celle utilisée à l’étape a). Dans un mode de réalisation, les étapes 0) et a) sont successives ou concomitantes. La présente invention concerne également une DEL comprenant au moins une couche comprenant du polydiméthylsiloxane, dans laquelle l’au moins une couche comprenant du polydiméthylsiloxane est dépolymérisée suite à l’action d’une solution comprenant un solvant et un sel de fluor, de préférence ladite solution comprend du fluorure de tétrabutylammonium dans un mélange de solvants comprenant du méthyltétrahydrofurane et de l’acétone ou du méthyltétrahydrofurane et l’acétonitrile. DÉFINITIONS Dans la présente invention, les termes ci-dessous sont définis de la manière suivante : “ Aqua regia ” concerne un mélange d’acide chlorhydrique et d’acide nitrique dont le rapport volumique HCl:HNO 3 est de 3:1 ou 4:1. Selon un mode de réalisation, “aqua regia” concerne un mélange d’acide chlorhydrique et d’acide nitrique dont le rapport volumique HCl:HNO 3 est de 3:1. Selon un mode de réalisation préféré, “aqua regia” concerne un mélange d’acide chlorhydrique et d’acide nitrique dont le rapport volumique HCl:HNO 3 est de 4:1. “ Comprendre ” ou “ comprend ” doit être interprété dans un sens ouvert et inclusif, mais non limité à. Dans un mode de réalisation, “comprendre” signifie “consister essentiellement en”. Dans un mode de réalisation, “comprendre” signifie “consiste en”, qui doit être interprété comme limité à. “ De X à Y ” désigne l'intervalle de valeurs entre X et Y, les limites X et Y étant incluses dans ledit intervalle. “ DEL ” ou “ LED ” concerne une diode électroluminescente, c’est-à-dire un dispositif optoélectronique capable d’émettre de la lumière lorsqu’il est parcouru par un courant électrique. “ DEL ” ou “ LED ” inclut également les dérivés organiques des DELs, tels que par exemple une diode électroluminescente organique ( Organic Light-Emitting Diode OLED), notamment dans une matrice active ou passive à diodes électroluminescentes organiques ( Active-Matrix Organic Light-emitting Diode AMOLED ou Passive-Matrix Organic Light-emitting Diode PMOLED), ou une diode électroluminescente organique flexible ( Flexible Organic Light-Emitting Diode) FOLED. “ Environ ”, devant un chiffre ou un nombre, signifie plus ou moins 10% de la valeur nominale de ce chiffre ou de ce nombre. Dans un mode de réalisation, “environ”, devant un chiffre ou un nombre, fait référence à plus ou moins 5 % de la valeur nominale de ce chiffre ou de ce nombre. “ Dépolymériser ” concerne la rupture d’au moins une liaison covalente entre 2 motifs au sein d’un polymère. Selon un mode de réalisation, “dépolymériser” concerne la rupture d’au moins une liaison covalente entre 2 motifs de diméthylsiloxane. « Dépolymériser » inclut à la fois une dépolymérisation totale du polymère et une dépolymérisation partielle de celui-ci, aussi connue sous le terme de fragmentation. “ Luminophore ” concerne une substance qui, lorsqu'elle subit une excitation, émet de la lumière. Le luminophore peut notamment être choisi dans le groupe constitué par les grenats de type Y 3 Al 5 O 12 (YAG), Gd 3 Sc 2 Al 3 O 12 , (Gd,Y) 3 Al 5 O 12 , Lu 3 Al 5 O 12 et Y 3 Al 2 Ga 3 O 12 , dopés avec au moins une terre rare, notamment l’europium Eu, le cérium Ce, l’ytterbium Yb, le gadolinium Gd, le lutécium Lu, l’yttrium Y ou le néodyme Nd, ou avec au moins un métal tel qu’un métal critique. Selon un mode de réalisation, le luminophore est un matériau de type grenat Yttrium aluminium (YAG) de formule chimique Y 3 Al 2 (AlO 4 ) 3 dopé avec au moins une terre rare telle que l’europium Eu, le cérium Ce, l’ytterbium Yb, le gadolinium Gd, le lutécium Lu, l’yttrium Y ou le néodyme Nd, et/ou au moins un métal critique tel que le gallium Ga ou l’indium In. Dans une DEL, le luminophore transforme la lumière bleue, produite par le semi-conducteur, en lumière du jour. “ Métal ” concerne tout type de métal incluant les métaux alcalins, les métaux alcalino-terreux, les lanthanides, les actinides, les métaux de transitions et les métaux pauvres. Selon un mode de réalisation, “métal” comprend ou consiste en l'or, l'argent, le cuivre, le fer, l’étain, l’aluminium, le bismuth, le gallium et l’indium. Selon un mode de réalisation, “métal” comprend ou consiste en l'or, l'argent, le cuivre, le fer, l’étain et l’aluminium. “Métal” inclut les métaux précieux et les métaux non précieux. Selon la présente invention, “ métaux précieux ” concerne l'or et l'argent. Selon la présente invention, “ métal non précieux ” concerne tout métal non inclus dans la liste des métaux précieux ci-dessus, par exemple le cuivre, le fer, l’étain, l’aluminium, le nickel, le plomb, le bismuth, le gallium et l’indium. Selon un mode de réalisation, “métal non précieux” comprend ou consiste en le cuivre, le fer, l’étain et l’aluminium. “ Métal critique ” concerne tout métal pouvant entrainer des impacts industriels ou économiques négatifs importants liés à un approvisionnement difficile, sujet à des aléas. Autrement dit, “métal critique” concerne tout métal ayant une importance économique et/ou un risque d’approvisionnement élevé. Parmi les exemples de métaux critiques, on peut citer les terres rares (notamment l’europium Eu, le cérium Ce, l’ytterbium Yb, le gadolinium Gd, le lutécium Lu, l’yttrium Y, le néodyme Nd), mais également le gallium Ga et l’indium In. “ Sel de fluor ” concerne un sel comprenant au moins un ion fluorure et au moins un cation organique ou inorganique. Procédé d’extraction et de séparation d’au moins un composant d’une DEL, la DEL comprenant au moins un métal, au moins un luminophore et au moins une couche comprenant du polydiméthylsiloxane, ledit procédé comprenant les étapes suivantes : a) Dépolymérisation au moins partielle de l’au moins une couche comprenant du polydiméthylsiloxane à l’aide d’une solution comprenant un solvant et un sel de fluor ; b) Séparation de l’au moins un luminophore et du reste de la DEL obtenu à l’étape a) ; c) Mise en contact d’au moins une solution acide avec le reste de la DEL obtenu à l’étape b) ; et d) Séparation de l’au moins une solution acide comprenant au moins une partie de l’au moins un métal et du reste de la DEL obtenu à l’étape c). Procédé selon la revendication 1 , dans lequel le solvant de la solution utilisée à l’étape a) est choisi dans le groupe constitué par le tétrahydrofurane, le méthyltétrahydrofurane, le dichlorométhane, le trichlorométhane, l’acétonitrile, le diméthylformamide, le N-méthyl-2-pyrrolidone, des solvants binaires et de leurs mélanges, les solvants binaires étant choisis dans le groupe constitué par méthyltétrahydrofurane et acétone, méthyltétrahydrofurane et acétonitrile, méthyltétrahydrofurane et diméthylformamide, et méthyltétrahydrofurane et trichlorométhane, de préférence le solvant de la solution utilisée à l’étape a) est un mélange de méthyltétrahydrofurane et d’acétone ou de méthyltétrahydrofurane et d’acétonitrile. Procédé selon la revendication 1 ou la revendication 2 , dans lequel le sel de fluor de la solution utilisée à l’étape a) est un fluorure d’ammonium quaternaire choisi dans le groupe constitué par le fluorure de tétrabutylammonium (TBAF), le fluorure de tétraméthylammonium (TMAF), le fluorure de tétraéthylammonium (TEAF) et le fluorure de tétra-n-octylammonium (TOAF), de préférence le sel de fluor de la solution utilisée à l’étape a) est le fluorure de tétrabutylammonium. Procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 3 , dans lequel l’au moins une solution acide utilisée à l’étape c) est choisie dans le groupe constitué par l’acide nitrique, l’aqua regia, une solution acide de thiourée, l’acide sulfurique, un mélange de NaClO-HCl-H 2 O 2 et leurs mélanges, de préférence l’au moins une solution acide utilisée à l’étape c) est de l’acide nitrique. Procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 4 , comprenant en outre la récupération d’au moins une partie de l’au moins un métal par une étape e) de séparation de l’au moins une solution acide et d’au moins une partie de l’au moins un métal, par exemple par précipitation et/ou filtration. Procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 5 , dans lequel l’enchaînement des étapes c) et d) est répété avec au moins une solution différente de celle utilisée lors du premier enchaînement des étapes c) et d). Procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 6 , dans lequel l’au moins un métal de la DEL est choisi dans le groupe constitué par l’or, l’argent, le cuivre, l’aluminium, l’étain, le fer et leurs combinaisons. Procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 7 , dans lequel l’au moins une DEL est recouverte par une couche de polyester ou présente dans une couche de polyester, et dans lequel ledit procédé comprend, avant l’étape a), une étape 0) de dégradation d’au moins une partie de la couche de polyester à l’aide d’une solution comprenant un solvant et un sel de fluor, de préférence la solution comprenant un solvant et un sel de fluor utilisée à l’étape 0) est identique à celle utilisée à l’étape a). Procédé selon la revendication 8 , dans lequel les étapes 0) et a) sont successives ou concomitantes. DEL comprenant au moins une couche comprenant du polydiméthylsiloxane, dans laquelle l’au moins une couche comprenant du polydiméthylsiloxane est dépolymérisée suite à l’action d’une solution comprenant un solvant et un sel de fluor, de préférence ladite solution comprend du fluorure de tétrabutylammonium dans un mélange de solvants comprenant du méthyltétrahydrofurane et de l’acétone ou du méthyltétrahydrofurane et l’acétonitrile.