Peut-on éviter de déverser des métaux polluants dans la nature, après avoir utilisé des piles? C’est ce qu’espèrent des chercheurs canadiens, dans le cadre d’une étude dévoilant le fonctionnement d’un nouveau procédé visant à extraire et séparer ces métaux présents dans des piles alcalines. De l’avis des scientifiques, cela permettrait d’améliorer le recyclage de matériaux critiques.
Comme le rappellent les auteurs des travaux, à mesure que la demande globale en énergie augmente, le rôle des piles est de plus en plus essentiel. Cependant, le fait de mal trier et traiter les piles épuisées représente un risque environnemental important, en raison de la forte teneur en métaux. Recycler ceux-ci permet non seulement de réduire les dangers pour l’environnement, mais fournit aussi une source durable de matériaux de grande valeur.
La nouvelle étude, publiée dans le Journal of Chemical Technology and Biotechnology, présente une technique permettant l’extraction du potassium, du zinc et du manganèse qui est plus abordable, et moins énergivore, que les autres méthodes existantes.
Selon la principale autrice de l’étude, Noelia Munoz Garcia, une chercheuse de l’Université de Sherbrooke, ces travaux sont d’une grande importance: « Nous nous sommes concentrés sur l’extraction des principaux minerais présents dans les piles alcalines, puisqu’elles représentent plus de 70% du volume des piles utilisées en Amérique du Nord. »
« Cette étude soutient les principes de l’économie circulaire, où les matériaux sont réutilisés et recyclés, ce qui crée un système fermé. Cela réduit la quantité de déchets et peut mener à une stabilité économique à long terme en maximisant l’utilité des ressources, ce qui est l’un des principaux objectifs de plusieurs traités, comme l’accord de Paris sur le climat. »
Réduire les dégâts environnementaux
Par ailleurs, les auteurs de l’étude ont martelé l’importance du recyclage des matériaux contenus dans les piles, histoire de mitiger les impacts environnementaux. « Le principal problème, lorsque l’on se débarrasse n’importe comment des piles alcalines, c’est que le potassium, le zinc et le manganèse peuvent se retrouver dans le sol et polluer l’eau potable, ce qui menace non seulement l’environnement, mais aussi la santé », a souligné Mme Garcia.
Cette nouvelle technique s’appuie sur un processus appelé hydrométallurgie, qui utilise des solutions aqueuses afin d’extraire les métaux. L’hydrométallurgie peut être réalisée à température pièce, ce qui la rend plus efficace, sur le plan énergétique, que les méthodes nécessitant des températures élevées, affirment les chercheurs.
La nouveauté de cette méthode se trouve du côté des trois étapes distinctes visant à extraire les métaux. Dans le cadre d’autres méthodes similaires, l’hydrométallurgie entraîne plutôt la production d’un seul mélange qu’il est ensuite coûteux de séparer en ses composantes.
En retirant les métaux en trois phases, à l’aide de trois agents actifs différents, les chercheurs ont été en mesure de produire des résultats de meilleure qualité, ce qui a réduit les cas de la purification, par la suite. Dans l’ensemble, les auteurs des travaux ont été en mesure d’extraire 99,6% du zinc contenu dans les piles, ainsi que 86,12% du manganèse.
Toujours à l’Université de Sherbrooke, un autre auteur de l’étude, Antonio Avalos Ramirez, affirme que « le facteur le plus important, dans ce processus, consistait à trouver un agent d’extraction qui fonctionnait; dans ce cas, l’acide sulfurique, ainsi qu’un agent de réduction, soit le peroxyde d’hydrogène, qui ont permis d’augmenter l’extraction de ces minerais ».
Les scientifiques veulent maintenant déployer leur technique d’extraction à plus grande échelle. Selon M. Ramirez, « les prochaines étapes consistent à développer des unités de séparation et de purification pour obtenir du zinc et du manganèse d’une assez bonne qualité pour introduire ces métaux sur le marché et les utiliser dans la fabrication de nouveaux produits ».
Au dire du chercheur, toutefois, d’autres travaux de recherche sont nécessaires pour évaluer la possibilité de déployer ce processus à des échelles commerciales et industrielles.
