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AbstractAbstract
[en] Due to the risk of primary resource supply of rare earths and the environmental impacts generated by mining areas, the concept of agro-mining seems to be a very promising solution. It allows the extraction of heavy metals from polluted soils or industrial wastelands, by an environmentally friendly method, thanks to the cultivation of hyperaccumulating plants. Once the culture is completed, hydrometallurgical processes are developed in order to extract from plants the metals having a significant economic value. The present work aims to develop hydrometallurgical processes for the extraction of rare earths from a hyperaccumulator plant called Dicranopteris dichotoma. This fern is known for its high ability to accumulate rare earths, especially light ones, in its aerial part. Different extraction and separation ways of rare earths from other elements have been studied. At first, leaching of dry biomass was implemented. The leaching yields according to the nature of extracting solutions could thus be compared. For this approach, precipitation is then performed, followed by calcination step to obtain rare earth oxides. In a second approach, the leaching of dry biomass was intensified by an ion exchange process during which, the rare earths are fixed on the resin. After percolating solutions on the resin in order to eliminate impurities, an elution step leads to obtain a concentrated solution of rare earths. Finally, a third extraction process is carried out from the ashes of D. dichotoma, after a combustion step. This approach is based on an alkaline leaching of the ash allowing the elimination of soluble impurities in this medium. The residue is then dissolved, followed by rare earths selective precipitation. These three approaches studied, are actually complementary and the combination of certain steps can be promising, especially to eliminate some impurities. The study of these processes and their combination deserves to be pursued in order to improve the extraction yields and the purity of final product. It will then develop a pilot scale and industrial process. (author)
[fr]
En raison du risque d'un approvisionnement insuffisant en ressources primaires des terres rares et des impacts environnementaux generes par les zones minieres, le concept de l'agromine parait etre une solution tres prometteuse. Il permet d'extraire des metaux lourds a partir de sols pollues ou de friches industrielles, par une methode respectueuse de l'environnement, grace a la culture de plantes hyperaccumulatrices. Une fois la culture realisee, des procedes hydrometallurgiques sont developpes afin d'extraire des plantes les metaux ayant une valeur economique importante. Le present travail vise a developper des procedes hydrometallurgiques pour l'extraction des terres rares a partir d'une plante hyperaccumulatrice appelee Dicranopteris dichotoma. Cette fougere est connue pour sa capacite a accumuler les terres rares, notamment les legeres, dans sa partie aerienne. Differentes voies d'extraction, puis de separation des terres rares des autres elements, ont ete etudiees. Dans un premier temps, des lixiviations de la biomasse seche ont ete mises en oeuvre. Les rendements de lixiviation selon la nature de l'extractant ont ainsi pu etre compares. Pour cette voie, une precipitation est ensuite effectuee, suivie d'une calcination pour obtenir les oxydes de terres rares. Dans un second temps, la lixiviation de la biomasse seche a ete intensifiee par un procede d'echange d'ions au cours duquel les terres rares sont fixees sur la resine. Apres avoir percole sur la resine des solutions qui permettent d'eliminer des impuretes, l'elution permet d'obtenir une solution concentree de terres rares. Enfin, une troisieme voie d'extraction est realisee a partir des cendres de D. dichotoma, apres une etape de combustion. Cette voie repose sur une lixiviation alcaline des cendres permettant l'elimination des impuretes solubles dans ce milieu. Une dissolution du residu est ensuite effectuee, suivie d'une precipitation selective des terres rares. Les trois voies etudiees s'averent en fait complementaires et la combinaison de certaines etapes peut s'averer prometteuse, notamment pour eliminer certaines impuretes. L'etude de ces procedes et de leur combinaison merite d'etre poursuivie afin d'ameliorer les rendements d'extraction et la purete du produit final. Il s'agira ensuite de developper un procede a l'echelle pilote puis industrielle. (auteur)Original Title
Valorisation de terres rares a partir de plantes hyperaccumulatrices
Primary Subject
Secondary Subject
Source
16 Oct 2018; 224 p; 223 refs.; Available from the INIS Liaison Officer for France, see the INIS website for current contact and E-mail addresses; These Docteur de l'Universite de Lorraine, Specialite: Genie des Procedes et Produits
Record Type
Miscellaneous
Literature Type
Thesis/Dissertation
Report Number
Country of publication
AMINO ACIDS, CARBOXYLIC ACID SALTS, CARBOXYLIC ACIDS, CHELATING AGENTS, CHEMICAL REACTIONS, COMBUSTION PRODUCTS, DECOMPOSITION, DISSOLUTION, EXTRACTIVE METALLURGY, MATERIALS, METALLURGY, ORGANIC ACIDS, ORGANIC COMPOUNDS, PLANTS, PYROLYSIS, REMEDIAL ACTION, RESIDUES, SEPARATION PROCESSES, SORPTION, THERMOCHEMICAL PROCESSES
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