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TECHNOLOGIE ISR

«Les véhicules électriques ont besoin de moteurs à aimant. Les aimants permanents ont besoin d’oxydes de terres rares. Pour fabriquer des oxydes de terres rares, vous avez besoin de matières premières. Bien que nous possédions un gisement de classe mondiale à Montviel, les conditions actuelles du marché rendent difficile le développement de nouvelles mines de terres rares. La technologie ISR d’Innord peut traiter divers aliments, ce qui nous donne un avantage majeur pour pouvoir commencer à produire des oxydes de terres rares à partir d’une source industrielle aussi importante. Nous pensons que les aimants de terres rares représentent l’avenir de l’industrie des terres rares et qu’il est tout aussi important de recycler les aimants permanents et leurs résidus que de développer de nouvelles mines. « 
Kiril Mugerman (2018).

Problème

  • Les gros volumes de déchets des fabricants d’aimants sont mal éliminés, ce qui représente une source importante d’éléments essentiels pour les terres rares (REE – Nd / Pr / Dy / Tb)
  • La technologie actuelle de séparation des terres rares (Solvent Extraction – SX) est un processus à impact environnemental négatif bien connu qui a été développé au fil des ans en Chine et qui est maintenant gardé secret.
  • Un approvisionnement sécurisé de REE en dehors de la Chine est nécessaire pour soutenir les technologies propres (énergie, stockage d’énergie et mobilité durable)

Notre technologie (ISR)

  • Utilisez les résidus d’aimant et les aimants recyclés comme source principale d’alimentation avec la clé REE (Nd / Dy)
  • Résidus d’aimants provenant de l’alimentation idéale des fabricants d’aimants (déchets et copeaux)
  • Le recyclage des aimants permanents en fin de vie augmente chaque année ISR utilise une technologie faisable et sans solvant organique pour isoler et purifier les terres rares.
  • ‘alimentation provenant de fabricants d’aimants, de fabricants d’alliages et de recycleurs d’Europe et des États-Unis sera transformée au Canada.

Magnetic separation of REE compounds

GéoMégA a lancé sa recherche et développement («R & D») dans la séparation des terres rares en novembre 2011. La première initiative a été entreprise conjointement avec l’École Polytechnique de Montréal (Département de génie physique). Initialement, le projet consistait à développer un système et une méthode de séparation magnétique des terres rares. La différence entre la susceptibilité magnétique des terres rares était le paramètre clé. Après 12 mois de développement d’un prototype de conception et de laboratoire, le prototype a prouvé avec succès la faisabilité d’une séparation magnétique entre des particules REE monophasiques exploitant la différence de susceptibilité magnétique. Système micro-fluidique pour empêcher la formation de doubles cristaux.

Le précipité (particule de 1 µm) subit un processus de sédimentation dans un liquide magnétique qui exploite le contraste de susceptibilité et règle la force de flottabilité en agissant sur les particules solides. Un ensemble électromagnétique génère un fort gradient d’énergie magnétique sur la suspension pour attirer les particules paramagnétiques et repousser les particules diamagnétiques. Ce principe est applicable dans un processus de sédimentation ou de piégeage sélectif de particules dans le flux.

Bien que la méthode ait produit des résultats positifs, la société a identifié des difficultés potentielles lors de l’extension, mais surtout qu’elle sera difficile à appliquer correctement au niveau de la production lorsque le concentré de terres rares mélangé n’est pas constitué de particules monophasiques. Au lieu de cela, chaque particule, aussi fine soit-elle, est toujours un mélange de plusieurs terres rares.

Le projet de coopération avec l’École Polytechnique s’est officiellement terminé en septembre 2013.

Test de séparation magnétique à l’École Polytechnique de Montréal.

Séparation par électrophorèse en flux libre des ions REE

En février 2013, fort des connaissances acquises grâce au développement du procédé de séparation magnétique, la société a commencé à étudier le comportement des ions REE dans les principes de base de l’électrophorèse en flux libre (FFE). La séparation électrophorétique de particules chargées et d’ions a été réalisée de manière conventionnelle en biotechnologie pour séquencer des protéines et des cellules. Selon les principes de FFE, les particules et les ions chargés migrent dans le canal de séparation perpendiculairement à l’écoulement, sous l’effet du champ électrique. La vitesse de migration dépend de la mobilité électrophorétique des particules et des ions, qui varie en fonction de la charge, de la taille et d’autres paramètres.

Ces recherches ont abouti à la création du projet en cours visant à mettre au point un système et une méthode de séparation et de purification des terres rares dissoutes / composés en exploitant les différences de mobilité électrophorétique des terres rares. En conséquence, la Société a déposé une demande de brevet sur le procédé proposé, qui peut être visualisée ici.
Depuis décembre 2013, la société mène toutes ses activités de recherche dans les installations du Conseil national de recherche du Canada («CNRC») situées à Boucherville, au Québec, où le laboratoire de la société est équipé d’une machine ICP-EOS pour accélérer ses tests lors des tests de processus. et validation.

En janvier, février et mai 2014, la Société a rendu public les résultats de trois (3) séries de tests démontrant la séparation réussie de REE. Les solutions ont été préparées au siège du projet par GéoMégA avant d’être expédiées en Allemagne pour y être séparées à l’aide d’un appareil d’électrophorèse à flux libre standard.
La série d’essais de janvier 2014 (lien vers le communiqué de presse du 15 janvier) a démontré la percée décisive de la société dans la séparation des ETR avec la séparation parfaite en une seule passe de trois (3) REE, à savoir: le lanthane, l’europium et l’ytterbium.

Résultats de la série de démonstrations du 15 janvier 2014
REE separation REE Separation REE Separation
La série d’essais de janvier 2014 a permis de conclure avec succès à des essais confirmant la séparation physique des éléments de terres rares («terres rares»).
Résultats de la série de démonstrations du 24 février 2014
La série de tests de février 2014 a démontré la robustesse du processus de séparation des terres rares voisines, à savoir: dysprosium / terbium, néodyme / praséodyme et praséodyme / cérium.
Résultats de la série de démonstrations du 24 février 2014
La série de tests de février 2014 a démontré la robustesse du processus de séparation des terres rares voisines, à savoir: dysprosium / terbium, néodyme / praséodyme et praséodyme / cérium.

Les caractéristiques fascinantes de la séparation par FFE de REE sur lesquelles la société enquête sont les suivantes:

  • Possibilité d’atteindre une pureté de 100% et une récupération complète.
  • Technique moins consommatrice de produits chimiques et d’énergie comparée aux méthodes conventionnelles
  • Possibilité d’économies importantes sur les coûts d’investissement et d’exploitation
  • Technologie robuste et polyvalente pour la raffinerie de minéraux
  • Aucun ajustement requis en fonction de la distribution du concentré de terres rares

L’objectif ultime de la société est de mettre au point un procédé de séparation des ETR à haut débit (tonnes métriques / jour). Actuellement, la société développe une mise à l’échelle du processus validé avec succès en 2014 en augmentant l’échelle de grammes par jour à kilogrammes par jour. Des efforts importants sont consacrés à l’adaptation de la technique FFE existante pour atteindre les critères de séparation ultimes.
En cas de succès, la technologie émergente révolutionnera le futur marché des terres rares et modifiera l’horizon actuel de la disponibilité des terres rares au profit d’applications de masse diversifiées.

La demande de brevet complète peut être consultée ici.