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Master’s dissertation (Dissertations and theses)
Récupération de métaux stratégiques issus de diodes électroluminescentes (DELs)
Aatach, Mohamed
2014
 

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Keywords :
Recycling; Hydrometallurgy; Strategic Metals; Critical metals; LED; Recyclage; Hydrométallurgie; Métaux stratégiques; Métaux critiques; DEL
Abstract :
[en] While Light-Emitting Diodes (LEDs) are becoming increasingly widespread globally, recycling of LEDs is not yet commonplace. And yet, they contain a number of strategic metals as defined by the European Commission. However, their composition and design in the broad sense are not always known. LEDs for General Lighting and LED Backlights will soon form a significant stream of waste which will need to be dealt with more effectively and efficiently. In doing so, those strategic resources would not be lost and would remain relevant in practical terms. This thesis provides an overview of technologies with relevance to LEDs and examines the recovery of strategic metals from end-of-life LEDs. The main material product of this study focuses on a batch of SMD RGB (Surface Mounted Diode Red Green Blue) LEDs. An elemental characterization consisting of a quantitative analysis by inductively-coupled plasma spectrometry and a qualitative analysis by X-ray fluorescence spectrometry was carried out. Once the composition of the study material was known, several tests of leaching in sulphuric acid were conducted to assess the influence of the mode of release of the target metal, the addition of a ferric oxidant and the pH of solution. Subsequently, it was determined that the prior crushing of the material, the presence of a ferric oxidant and the maintenance of a low pH offered the best conditions amongst those investigated for the solubilization of three elements of interest - copper, silver and gallium - while concentrating the gold in the filter cake. Some silver cementation tests by iron, copper or zinc powder were also undertaken. Finally, on basis of conclusions from the carried out investigations, this work offered two methods for recovering of copper, silver, gallium and gold present in SMD RGB LEDs by hydrometallurgical processes
[fr] Alors que les diodes électroluminescentes (DELs) sont de plus en plus répandues dans le monde, leur recyclage n'est pas encore réalisé. Et pourtant, celles-ci contiennent bon nombre de métaux stratégiques tels que définis par la Commission Européenne. Toutefois, leur composition et la technologie de conception au sens large ne sont toujours pas connues. L'éclairage général et le rétro-éclairage des écrans à LEDs ne devraient pas tarder à constituer un flux de déchets non négligeable qu'il faudra traiter de manière plus efficace et plus efficiente si on ne veut perdre des ressources stratégiques. Il s'agissait donc, dans le cadre de ce travail de fin d'études, de faire un tour d'horizon des technologies relatives aux LEDs et d'étudier la récupération de métaux stratégiques à partir de LEDs hors d'usages. Le matériel d'étude principal porte sur un lot de LEDs SMD RGB (Surface Mounted Diode Red Green Blue). Une caractérisation élémentaire composée d'une analyse qualitative par spectrométrie à fluorescence X et d'une analyse quantitative par spectrométrie plasma à couplage inductif a été réalisée. La composition du matériel d'étude connue, plusieurs essais de lixiviation en milieu sulfurique ont été menés pour évaluer l'influence du mode de libération, de l'ajout d'un oxydant ferrique et du pH. Par suite, il a été déterminé que le broyage préalable de la matière, la présence d'un oxydant ferrique et le maintien d'un pH bas offrait les meilleures conditions parmi celles investitures pour la mise en solution de trois éléments d'intérêts - le cuivre, l'argent et le gallium - tout en concentrant l'or dans le gâteau de filtration. Quelques essais de cémentation de l'argent par poudre de fer, de cuivre ou de zinc ont également été réalisés. Finalement, sur base des investigations conduites, ce travail propose deux procédés de récupération des éléments d'intérêts présents dans un lot de LEDs SMD RGB par voie hydrométallurgique.
Disciplines :
Chemical engineering
Materials science & engineering
Geological, petroleum & mining engineering
Author, co-author :
Aatach, Mohamed  ;  Université de Liège > Département ArGEnCo > Traitement et recyclage des matières minérales
Language :
French
Title :
Récupération de métaux stratégiques issus de diodes électroluminescentes (DELs)
Alternative titles :
[en] Strategic Metal Recovery from Light-Emitting Diodes (LEDs)
Defense date :
2014
Number of pages :
149
Institution :
ULiège - Université de Liège
Degree :
Ingénieur civil des mines et géologue
Promotor :
Gaydardzhiev, Stoyan  ;  Université de Liège - ULiège > Urban and Environmental Engineering
President :
Dassargues, Alain  ;  Université de Liège - ULiège > Urban and Environmental Engineering
Jury member :
Bastin, David ;  Université de Liège - ULiège > Urban and Environmental Engineering
Lamotte, Sabine
Lewis, Gregory
Toye, Dominique  ;  Université de Liège - ULiège > Chemical engineering
Available on ORBi :
since 02 May 2016

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