Une variété de technologies modernes, y compris les aimants permanents qui ont été utilisés dans tout, des écouteurs aux éoliennes, reposent sur des éléments de terres rares. Bien que les métaux ne soient pas particulièrement rares, ils ne se produisent pas à des concentrations élevées dans la croûte terrestre. En tant que tel, leur extraction est coûteuse et a tendance à produire beaucoup de dommages environnementaux, ce qui signifie que la majeure partie de l’approvisionnement provient d’un petit nombre de pays (voir le graphique ici), laissant l’approvisionnement au risque de combats politiques.
Ainsi, le potentiel d’obtenir beaucoup plus des mines de terres rares existantes est évidemment très attrayant. Et la méthode décrite dans un article publié lundi semble tout offrir : plus de métal par minerai, un coût beaucoup plus bas et beaucoup moins de soucis concernant les déchets miniers.
Moins de lessivage
Bon nombre des meilleurs gisements de terres rares se trouvent dans des endroits où la nature a concentré les éléments pour nous. Ceux-ci ont tendance à être des sédiments formés à partir de matériaux où les éléments de terres rares réagiront ou interagiront avec les sédiments, sortant de la solution et augmentant progressivement la concentration dans le minerai. La méthode habituelle d’extraction des éléments de ces minerais consiste essentiellement à inverser ce processus. Une solution riche en ions est pompée à travers le minerai, et ces ions déplacent les terres rares, leur permettant de s’échapper du minerai. Typiquement, la solution utilisée est le sulfate d’ammonium.
La production de sulfate d’ammonium a ses propres coûts en énergie et en matériaux, et elle laisse le matériau dans le minerai, ce qui peut nécessiter un nettoyage environnemental par la suite. Et le processus n’est pas très sélectif ; de nombreux autres métaux moins chers, comme l’aluminium et le calcium, sortent également du minerai et doivent être séparés des produits souhaités.
L’idée derrière le nouveau travail était d’utiliser un courant électrique pour simplifier le processus. La lixiviation standard repose sur l’écoulement d’une solution riche en ions à travers le minerai pour en extraire les éléments de terres rares. Mais une fois que cette solution a déplacé ces éléments du minerai, ils redeviennent des ions dans une solution. Dans cet état, un courant électrique devrait les conduire à l’électrode de charge opposée. En théorie, cela devrait signifier qu’il faut moins de solution de lixiviation pour extraire le matériau du minerai, et donc qu’il devrait y avoir moins de problèmes environnementaux par la suite.
Ce type de purification à l’électricité a été utilisé pour décontaminer des sols à forte teneur en métaux. Mais cela n’a jamais été essayé sur ce type d’exploitation minière auparavant. L’idée a fonctionné encore mieux que ce à quoi s’attendaient les chercheurs.