[Quiz] Les terres rares
Les terres rares sont une famille de minerais dont on extrait 17 éléments, incluant les 15 lanthanides Ln, du lanthane (57) La au lutécium (71) Lu, auxquels s’ajoutent l’yttrium (39) Y et le scandium (21) Sc qui ont les mêmes propriétés chimiques. Ces éléments présentent des propriétés spécifiques à l’origine de nombreuses applications dans les technologies modernes (électronique, véhicules électriques, lasers, aimants, éoliennes, catalyse, écrans) rajouter ici applications/propriétés ou pas. Ils ont connu un développement exponentiel et sont désormais devenus stratégiques.
* Pour aller plus loin avec la question 3
Domaines d’application des terres rares
- Lasers (ions dopants: Nd Er,Ho,Tm,Yb… selon l’application, donc la longueur d’onde et /ou l’intensité requises ;
- écrans - production des couleurs et affichage (Eu, Tb, Y) ;
- aimants permanents puissants - dans les éoliennes ou les moteurs de voiture électriques (Nd, Pr, Dy). Une grande éolienne peut contenir jusqu’à 300 kg de néodyme ;
- batteries (NiMH anciennes) surtout La. Pour rappel, le lithium n’est pas une terre rare ;
- catalyseurs (Ce, La) : pots catalytiques, industrie chimique ( grâce à la réactivité et la stabilité thermique).
** Pour aller plus loin avec la question 4
Les étapes de la production des terres rares
Extraction : le minerai est extrait à ciel ouvert. Cette étape perturbe et dégrade sérieusement l’environnement et les écosystèmes.
Concentration : l’oxyde de terre rare est concentré par séparation des composés inutiles (par flottation, magnétisme, séparation…).
Raffinage : il permet d’obtenir les métaux purs. C’est l’étape la plus complexe et polluante. En raison de leur réactivité chimique très proche, la séparation comporte de nombreuses étapes successives (dissolution avec des acides HCl ou H₂SO₄, précipitation sélective ou extraction par solvant pour séparer chaque élément, conversion en oxydes ou métaux purs).
*** Pour aller plus loin avec la question 5
La séparation des terres rares
En 1919, Georges Urbain fonda la « Société des produits chimiques des Terres rares » qui installa à Serquigny (Eure) une usine de production de thorium et de dérivés d'éléments terres rares pour la fabrication de pierres à briquet en mischmetall et de manchons à gaz. En 1944 l’usine fut détruite par des bombardements. La production reprit à La Rochelle en 1948 où fut développé le procédé Rhône-Poulenc de séparation des terres rares. Cette usine Rhodia, aujourd'hui intégrée dans le groupe Solvay, leader mondial dans la chimie séparative des éléments terres rares, existe toujours à La Rochelle. Dans les années 1980, elle purifiait la moitié du marché mondial de terres rares.