Selective recovery of palladium by a process coupling sorption on a functional polymer containing phosphine oxide and filtration
Résumé
Les métaux du groupe platine (ou PGM pour Platinum Group Metals) sont utilisés dans de
nombreux domaines notamment pour leurs propriétés catalytiques. Bien que le recyclage de
ces métaux soit en plein essor, la principale source d’approvisionnement provient de
l’exploitation des mines de cuivre et de nickel qui peuvent contenir jusqu’à 10 g de PGM par
tonne de minerais. Les méthodes d’extraction actuelles consistent à concentrer les métaux par
flottation et incinération, puis à les séparer via des procédés hydrométallurgiques après
dissolution dans des solutions acides (HCl). Les PGM étant souvent à l’état de trace dans ces
matrices, le développement de nouvelles méthodes permettant leur extraction sélective et leur
concentration revêt une importance capitale.
Cette étude s’intéresse à l’extraction du Pd à partir d’effluents synthétiques de type miniers par
sorption sélective sur un polymère fonctionnel innovant en poudre à base de groupements
oxydes d’aminophosphine (MP-102, Magpie-Polymers), tant d’un point de mécanistique que
mise en oeuvre au sein d’un procédé de traitement pseudo-continu.
Il a été montré qu’à partir d’une solution contenant du Pd, Cu et Ni, le MP-102 sorbait
préférentiellement le Pd notamment à pH acide (96% à pH 1). En s’appuyant sur des calculs
DFT, des mécanismes de sorption expliquant cette sélectivité ont été proposé. Ainsi le Pd et le
Ni serait retenu par chélation via deux groupements P=O, le Cu via des groupements P=O et N.
La mise en oeuvre du MP-102 au sein d’un procédé couplant la sorption et la filtration a
également été étudiée afin d’évaluer le comportement du polymère en régime pseudo-continu.
Celui-ci maintient ces performances de sélectivité vis-à-vis du Pd (90%) quelque soit le pH et sa
capacité de sorption atteint 0,6 mmol/g à pH 3 tout en restant réversible.