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Theses Year : 2019

Development of microfluidic Tools for the analysis and recovery of precious metals from the reprocessing of electronic waste

Développement d’outils microfluidiques pour l’analyse et la récupération de métaux précieux issus du retraitement des déchets électroniques

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Abstract

Analytical sciences are increasingly associated with sustainable production objectives through two approaches: the characterization of products and processes before and after a recycling process, and the development of new green analytical recycling methodologies for their recovery. In particular, waste electrical and electronic equipment (WEEE) is nowadays considered as urban mines because of its composition, rich in metallic species of interest. For the latter, there are different methods of analysis, before and after recycling, using conventional technologies (ICP-AES, ICP OES, XRD, X-ray fluorescence). In this work, we propose to make an innovative contribution in this field by developing a lab-on-a-chip implementing the coupling between electrophoretic separation and amperometric detection. Compared to existing technologies, this type of device will serve not only as an analytical tool for real-time monitoring of an industrial recycling process, but also as a recycling tool with the potential recovery of precious metals (Platinum, Palladium and Gold) in solid form by electrochemical depletion. The development of a recovery strategy was thus explored, thanks to the integration of composite microelectrodes for the detection of precious metals from acid leachate within a reversible microsystem with multiple advantages compared to conventional microsystems. Such a flow system has been adapted for metal recovery with rates close to 80%.
Les sciences analytiques sont de plus en plus associées aux objectifs de production durable selon deux approches : la caractérisation des produits et procédés avant et après un procédé de recyclage, et le développement de nouvelles méthodologies analytiques vertes de recyclage en vue de leur valorisation. En particulier, les déchets d’équipements électriques et électroniques (D3E) sont aujourd’hui considérés comme des mines urbaines du fait de leur composition, riche en espèces métalliques d’intérêt. Concernant ces dernières, il existe différentes méthodes d’analyse, avant et après recyclage, qui mettent en oeuvre des technologies classiques (ICP-AES, ICP OES, XRD, fluorescence de rayons X). Nous proposons dans ce travail d’apporter une contribution innovante dans ce domaine en développant un laboratoire sur puce mettant en œuvre le couplage entre une séparation électrophorétique et une détection ampérométrique. Par rapport aux technologies existantes, ce type de dispositif servira non seulement d’outil d’analyse pour le suivi en temps réel d’un processus industriel de recyclage, mais aussi d’outil de recyclage avec la potentielle récupération des métaux précieux (Platine, Palladium et Or) sous forme solide par déplétion électrochimique. Le développement d’une stratégie de valorisation a ainsi été exploré, grâce à l’intégration de microélectrodes composites pour la détection des métaux précieux issus de lixiviats acides au sein d’un microsystème réversible aux multiples avantages par rapport aux microsystèmes conventionnels. Un tel dispositif en flux a été adapté pour la récupération des métaux avec des taux proches de 80 %.
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Dates and versions

tel-02879859 , version 1 (24-06-2020)

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  • HAL Id : tel-02879859 , version 1

Cite

Jérémie Gouyon. Développement d’outils microfluidiques pour l’analyse et la récupération de métaux précieux issus du retraitement des déchets électroniques. Autre. Université Paris sciences et lettres, 2019. Français. ⟨NNT : 2019PSLEC009⟩. ⟨tel-02879859⟩
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