Agromining: farming metals for biosourced materials

Objectius de Desenvolupament Sostenible::12 - Producció i Consum Responsable

Procédé cyclique d'échange d'ions pour l'élimination sélective du fluor présent en trace dans l'eau de consommation

Les normes sur l'eau potable devenant de plus en plus sévères, il est nécessaire de concevoir des procédés capables de réduire sélectivement la teneur d'une espèce donnée. Un procédé original a été développé pour éliminer sélectivement le fluorure dissous dans l'eau à l'état de trace en présence d'un anion en excès comme par exemple l'hydrogénocarbonate. Ce procédé cyclique d'échange d'ions met en oeuvre deux colonnes. La colonne de séparation, parcourue alternativement par l'eau dans les deux sens, sert à séparer le fluorure des autres anions et à restituer la matrice ionique. Elle n'est jamais régénérée. La seconde colonne permet de stocker transitoirement le fluorure, qui est élue lors de la régénération. Le principe de fonctionnement du procédé est démontré numériquement et expérimentalement sur l'exemple d'une eau reconstituée bicarbonatée, dont les anions majeurs sont le chlorure et le sulfate. Le système évolue rapidement vers un régime permanent caractérisé par l'établissement d'un profil limite stable de concentrations à l'intérieur de la colonne de séparation. Ce régime permanent existe à condition que le volume qui parcourt la colonne de séparation dans les deux sens soit conservé à chaque cycle. Les conditions opératoires de l'exemple présenté permettent l'établissement du régime permanent en 17 cycles de fonctionnement et permet simultanément l'élimination du fluorure et la restitution de la matrice ionique de l'eau. Ce procédé particulièrement adapté au traitement des eaux embouteillées se transpose facilement à l'échelle industrielle et s'applique à toute espèce trace de faible affinité pour les résines échangeuses d'ions

Agromining for nickel : A complete chain that optimizes ecosystem services rendered by ultramafic landscapes

Serpentine (i.e. ultramafic) outcrops in Europe cover more than 10,000 km2 and have a low-fertility and low-productivity, making them unattractive for traditional agriculture. In general, these areas are slowly abandoned by local farmers, affected by strong rural exodus and landscapes undergo a process of closure. However, ultramafic landscapes have the potential to provide multiple ecosystem services that can contribute to Europe’s goals towards insuring food security, production of renewable raw materials and renewable energy. Phytomining (agromining) aims at cultivating metal hyperaccumulator plants that are able to accumulate Ni and other strategic elements from metal-rich soils and transport them to the shoots (>1%), which can then be harvested as a bio-ore. Such metal-rich biomass can be used to recover highly valuable metals, e.g. nickel (Ni) and also to produce energy (heat, electricity). Nickel agromining can thus offer an eco-efficient alternative to classical pyro- or hydrometallurgical processes without disturbing the soil cover and the geology from soils and rocks that would be considered as low grade ores or sterile material for conventional mining methods. Phytomining agroecosystems can lead to better soil resource efficiency and can offer a fully integrated, new agromining agriculture that could cover thousands of km2 in Europe, benefit local communities with a sustainable rural development and provide a wide array of ecosystem services which will need to be optimised under a life cycle assessment methodology: 1. Production of bio-sourced metal products 2. Production of energy biomass 3. Restoration of soil fertility for conventional agriculture (Ni stress) 4. Limiting Ni intake by local populations and farmers 5. Use and conservation of local biodiversity (plant and soil fauna and microflora) as cultivated ecosystems 6. Store carbon in cultivated soils 7. Enhance pollination activity at landscape level. Nickel agromining could therefore change the economical balance in historically-disadvantaged ultramafic regions of Europe