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RÉSUMÉ
La production des lanthanides à partir des minerais enrichis est assez complexe, leurs propriétés structurales et chimiques ne facilitant pas la séparation. Les traitements hydrométallurgiques mis en œuvre sont des techniques de précipitation sélective, d’échange d’ions sur résine, mais surtout d’extraction par solvant. Les applications industrielles des terres rares sont pointues et très diversifiées, elles résident dans la particularité de leurs structures électroniques.
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Lire l’articleAuteur(s)
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Valérie BUISSETTE : Docteur ès Sciences - Research Fellow & Responsable du Département de Recherche Matériaux Inorganiques Avancés - Solvay – Special Chem Business, Aubervilliers, France
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Thierry LE MERCIER : Docteur ès Sciences - Research Fellow & Responsable du Département des Matériaux Inorganiques Fonctionnels - Solvay – Corporate Research & Innovation, Aubervilliers, France
INTRODUCTION
Les terres rares (ou lanthanides) sont des éléments chimiques présentant des propriétés uniques qui les rendent incontournables dans de nombreuses technologies, qu’elles soient traditionnelles ou émergentes, par exemple dans le domaine de l’énergie, de l’éclairage, de la mobilité durable, de l’électronique, des télécommunications, de l’aéronautique, et des applications médicales.
Même si les terres rares sont relativement abondantes dans la croûte terrestre, elles sont souvent peu concentrées dans les minerais, et leur production est aujourd’hui essentiellement concentrée en Chine. Des inquiétudes naissent donc sur leur disponibilité à moyen terme ; certaines sont maintenant identifiées sur la liste des métaux critiques par les grandes puissances mondiales.
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- Version archivée 1 de sept. 1993 par Alain LÉVÊQUE, Patrick MAESTRO
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5. Procédés industriels : fabrication des produits de haute performance
La grande majorité des applications mettant en œuvre des lanthanides nécessite que ces dernières soient à l’état métallique (pures ou en alliage) ou au sein de composés minéraux le plus souvent dans des matrices oxygénées comme des oxydes, phosphates, aluminates, carbonates (et exceptionnellement des sulfures). Ces matériaux finis sont synthétisés à partir des matières premières décrites dans le paragraphe 4 (carbonates ou sels) suivant des procédés très spécifiques.
5.1 Procédés d’obtention des métaux de terres rares
La fabrication des métaux de terres rares est une opération difficile, mais fondamentale pour l’obtention d’aimants de haute performance, de batteries Ni-MH et pour les applications métallurgiques. Les métaux de terres rares présentent des températures de fusion élevées ; ils sont très réducteurs et réactifs à l’état fondu. Il existe deux grandes voies d’accès, leur mise en œuvre étant liée aux températures de fusion et d’ébullition des lanthanides : métallothermie, et électrolyse des sels fondus.
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La métallothermie est applicable à tous les lanthanides. Elle consiste en une réduction à haute température sous vide de sels anhydres (fluorures, chlorures) ou d'oxydes de terres...
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BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - FLAHAUT (J.) - Les éléments des terres rares. - Masson (1969).
-
(2) - Handbook on the Physics and Chemistry of Rare Earths. - Vol. 1 à vol. 53 ed. Elsevier (1978) (2018).
-
(3) - KILBOURN (B.) - * - . – A Lanthanide Lanthology, published by Molycorp Inc (1993).
-
(4) - MC GILL (I.) - Rare Earth Elements. - Ullmann’s Encyclopedia of industrial chemistry, Vol. 31, Wiley-VCH (2012).
-
(5) - BRU (K.), CHRISTMANN (P.), LABBÉ (J.-F.), LEFEBVRE (G.) - * - . – Panorama 2014 du marché des Terres Rares Rapport public BRGM/RP-65330-FR (2015).
-
(6) - LUCAS (J.), LUCAS (P.), LE MERCIER (T.), ROLLAT (A.), DAVENPORT (W.) - Rare Earth Science, Technology, production and use. - Elsevier (2015).
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