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1 LGE - Laboratoire Géomatériaux et Environnement

Abstract : In view of the on-going depletion of the natural resources taking place worldwide, the high price, high demand and future shortage of the primary mineral resources for Mo, Ni and Co it is extremely important to implement metals recycling-recovery-reuse from semi-finished products, by-products, secondary materials and wastes, including hazardous waste i.e. spent catalysts, mineral sludges. Furthermore, there is a need to utilize more efficient technologies to recover metals from wastes-secondary resources in order to minimize capital outlay, environmental impact and to respond to the metal increased demand. Among the different secondary resources, spent catalysts and mineral sludges generated at the spent catalysts recycling plants could be a very good secondary resource, as they contain high concentrations of different metals especially Mo, Ni and Co. Therefore, they should be viewed as a resource, not as a waste. In our study we are dealing with the catalyst, metallic oxide and battery recycling plant mineral sludge. This type of material contains high concentrations of different metals. However, to the best of our knowledge, speciation, leaching and recovery of Mo, Ni and Co from this type of material were not investigated before. Mineral sludge was minutely characterized where pH, Loss On Ignition LOI, Toxicity Characteristic Leaching Procedure TCLP, X-ray Diffraction XRD, Scanning Electron Microscopy SEM with Energy Dispersive X-ray Spectroscopy EDS, Total Metal Content TMC and Sequential Extraction SE were performed. Based on the mineral sludge characterization results the leaching rate and yields of Mo, Ni and Co from mineral sludge sample were quantified. Different leaching reagents stand-alone acids nitric, sulfuric and hydrochloric and acid mixtures aqua regia nitric + hydrochloric 1:3, nitric + sulfuric 1:1 and nitric + sulfuric + hydrochloric 2:1:1 were investigated at changing operational parameters solid to liquid ratio, leaching time and temperature, in order to understand the leaching features and select the suitable leaching reagent which achieves the highest metal leaching yields. Sulfuric acid H2SO4 was found to be the leachant with the highest metal leaching potential. The optimal leaching conditions were a three stage successive leaching, temperature 80°C, leaching time 2 h and S-L ratio 0.25 g L-1. Under these conditions, the leaching yields from our mineral sludge sample reached 85.5, 40.5 and 93.8% for Mo, Ni and Co, respectively

Résumé : Compte tenu de l-épuisement en cours des ressources naturelles qui ont lieu dans le monde entier, le prix élevé, la forte demande et la pénurie future des ressources minérales primaires pour Mo, Ni et Co, il est extrêmement important de mettre en œuvre le recyclage des métaux-récupération-réutilisation partir des demi-finis produits, sous-produits, des matériaux secondaires et des déchets, y compris les déchets dangereux ce est à dire des catalyseurs usés, boues minérales. En outre, il est nécessaire d-utiliser des technologies plus efficaces pour récupérer des métaux à partir de déchets-ressources secondaires afin de minimiser les dépenses en capital, l-impact environnemental et de répondre à l-augmentation de la demande de métal. Parmi les différentes ressources secondaires, les catalyseurs usés et les boues minérales générés aux catalyseurs usés usines de recyclage pourrait être une très bonne ressource secondaire, car ils contiennent des concentrations élevées de métaux différents en particulier Mo, Ni et Co. Par conséquent, ils doivent être considérés comme une ressource et non comme un déchet. Dans notre étude, nous traitons avec le catalyseur, l-oxyde métallique et le recyclage des piles minérales de la plante boues. Ce type de matériau contient de fortes concentrations de métaux différents. Cependant, au mieux de nos connaissances de spéciation, lixiviation et de récupération des propriétés de ce type de matériel n-ont pas été étudiés auparavant. Boues minérales a été minutieusement caractérisée où le pH, La perte au feu LOI, Toxicité Caractéristique Lixiviation Procédure TCLP, Diffraction des rayons X XRD, Microscopie électronique à balayage SEM avec dispersion d-énergie des rayons X spectroscopie EDS, Total Métal Contenu TMC et Extraction Séquentielle SE ont été effectuées. Sur la base des résultats de la caractérisation des boues minérales, le taux de lixiviation et les rendements de Mo, Ni et Co à partir de l-échantillon de boue minérale ont été quantifiés. Différents réactifs de lixiviation autonome acides nitrique, sulfurique et chlorhydrique et les mélanges d-acides eau régale nitrique + chlorhydrique 1:3, nitrique + sulfurique 1:1 et nitrique + sulfurique + chlorhydrique 2:1:1 ont été étudiés à changer les paramètres de fonctionnement solides ratio liquide, le temps de lixiviation et de la température, afin de comprendre les caractéristiques de lixiviation et sélectionnez le réactif de lixiviation approprié qui permet d-atteindre les plus hauts rendements de lixiviation de métal. Acide sulfurique H2SO4 a été trouvé d-être le produit de lixiviation avec le potentiel de lixiviation des métaux les plus élevés. Les conditions de lixiviation optimales étaient une lixiviation en trois étapes successives, la température de 80°C, le temps de lixiviation 2 h, et S-L rapport 0.25 g L-1. Dans ces conditions, les rendements de lixiviation à partir de notre échantillon de boue minérale a atteint 85.5, 40.5 et 93.8% pour Mo, Ni et Co, respectivement

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Keywords : Recycling plant Recovery Leaching Cobalt Nickel Molybdenum Mineral sludges

Mots-clés : Boues minérales Molybdène Lixiviation Récupération Centre de recyclage





Autor: Mirjana Vemic -

Fuente: https://hal.archives-ouvertes.fr/



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