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International audience; Generated by zinc hydrometallurgical production and containing several toxic species, jarosite has been little used or beneficiated to date. Utilization of jarosite can save mining resources by producing valuable products, and reduce potential hazards from jarosite disposal. To avoid high energy consumption as in the roasting steps of the current jarosite process, hydrometallurgy has been used in the various steps of an original process aimed at producing valuable zinc-iron alloys from industrial jarosite waste. The process designed consists of three main steps: (i) jarosite leaching by sulfuric acid solutions yielding Fe(III) and Zn(II) species; (ii) reduction of Fe(III) to Fe(II) upon addition of industrial blende; and (iii) electrodeposition of the alloy from the recovered acidic Fe-Zn solution. Care was also taken to limit the amount of alkali to be added by maintaining the pH in a narrow range; moreover, no specific additives were employed. The various steps of the process have been investigated and the most suitable conditions for high yields have been identified. Among the various impurities in the minerals used and recovered from the acidic solution, copper ions had to be removed by preferential electrodeposition prior to deposition of Zn-Fe alloys. Nevertheless, these results indicated the need for a divided cell to avoid galvanic interference in this last operation from the Fe(II)/Fe(III) couple, which was found to reduce the faradaic yield for alloy deposition from 69% in the first minutes to 30% after 30 minutes.

International audience; In this study, the feasibility of producing electrolytic iron from red muds in a strongly alkaline medium at 110 °C was studied. The red mud samples from a French industry were characterized by various techniques (ICP-AES, SEM, XRD) to determine their chemical and mineralogical compositions. The main phase in the red mud investigated was hematite (α-Fe2O3). Iron electrodeposition tests from red mud suspended in a 12.5 mol/L NaOH electrolyte were conducted at constant current in a stirred electrochemical cell. The solid:liquid ratio and amounts of impurities contained in red mud were varied to optimize the faradaic yield and the production rate of electrolytic iron. Whereas hematite can be reduced to iron with a current efficiency over 80% for a current density (cd) up to 1000 A/m 2 , the current efficiency with red muds was highest for a cd below 50 A/m 2 and then decreased regularly to 20% at 1000 A/m 2. In all cases, the deposit produced contained more than 97% metal iron. The moderate performance of the process investigated with red mud was attributed to a troublesome adsorption of red mud particles on the cathode, making the reduction far less efficient than that with hematite.

International audience; In this study, synthetic copper substituted hydroxyapatite (Cu-Hap), Cu x Ca 10-x (PO 4) 6 (OH) 2 were prepared by co-precipitation method and were used as reactive materials in batch experiments to immobilize uranyl. The limit of incorporation of Cu into a single-phased Cu-Hap reached x Cu ≤1.59. The synthetic Cu-Hap samples obtained with various Cu contents were contacted with synthetic uranyl doped solutions and with real mining waters showing various pH and chemical compositions. A fast and strong decrease of the uranium concentration was observed, followed by the establishment of an equilibrium after 1-4 days of contact with the solutions. Examination of the solid phase after uranium uptake was performed using a combination of techniques. Depending on the composition of the solution and the copper content of the Cu-Hap, various mechanisms of uranium removal were observed. Based on the experimental results and geochemical simulations, it appeared that the main interest for using Cu-Hap is to enlarge the domain of water compositions for which the precipitation of meta-torbernite, (H 3 O) 0.4 Cu 0.8 (UO 2) 2 (PO 4) 2 ·7.6 H 2 O is the predominant mechanism associated to the uranium removal, especially for pH > 6.7 where carbonate uranium species are predominant.

The increase in world population (from 2.5 billion in 1950 to 10 billion in 2050 according to the United Nations) is leading to an increase in the need for metals. These metals come from mines, but their production from ores generates huge quantities of tailings. These tailings occupy large storage areas and very often contain metals that can be extracted. The recovery of these metals would not only make it possible to reduce their volume and ecological footprint, but also and above all to produce metals with high added value to meet the needs of new technologies. Two types of iron-rich residues were studied in this work in order to extract iron and zinc by electroplating: red mud and jarosite. In the first case, these are residues from the production of alumina from bauxite ore by the Bayer process (alkaline process). The second type of residues, jarosite, comes from the production of zinc by the "jarosite" process. Two experimental approaches have been set up for this purpose. Direct electrodeposition in the case of red mud: the samples are directly suspended in a 12.5 mol/L NaOH solution and the iron (in the form of hematite and/or goethite) is electrodeposited on a graphite cathode at a temperature of 110°C. In the case of jarosite, a different approach has been used: (i) a leaching of the jarosite in a sulphuric acid medium, (ii) a blende leaching to reduce the ferric iron to ferrous iron and to enrich the bath in zinc, (iii) a cementation of the copper by a zinc powder and finally (iv) an iron-zinc alloy electrodeposition step. In both cases of residues, several operating parameters were tested in order to optimize leaching yield, electrodeposition, deposit quality and faradaic yield. For the red mud, the best faradaic yield (72%) were obtained for a solid/liquid ratio of 1/3 (g/mL), a NaOH concentration of 12.5 mol/L, a current density of 41 A/m² and a temperature of 110°C. The electrolytic iron deposits, analyzed by ICP-AES, DRX, SEM/EDX, have a purity of more than 97% iron by mass. For jarosite, the best leaching yield (for zinc and iron were 73% and 70% respectively) were obtained for a sulphuric acid concentration of 1.5 M, a solid/liquid ratio of 1/10 (g/mL) and a temperature of 80°C for 7 hours. Electrodeposition tests produced zinc-iron alloys with different iron contents. The faradaic yield obtained under optimal conditions (current density of 800 A/m² and a temperature of 20°C) was of the order of 89%. The results obtained in this study confirm the technical feasibility of iron and iron-zinc alloy electroplating from complex matrices. This opens up a new alternative to the valorisation of mining residues by the metal electrodeposition technique.; L’augmentation de la démographie mondiale (de 2,5 milliards en 1950 à 10 milliards d’habitants en 2050 selon l’Organisation des Nations Unies) entraine une augmentation des besoins en métaux. Ces métaux proviennent des mines, mais leur production à partir des minerais engendre d’énormes quantités de résidus. Ces derniers occupent de grands espaces de stockage et contiennent encore des métaux qui peuvent être extraits. La valorisation de ces résidus permettrait non seulement de réduire leurs volumes et leurs empreintes écologiques, mais aussi et surtout de produire des métaux à forte valeur ajoutée pour répondre aux besoins des nouvelles technologies. Deux types de résidus riches en fer ont été étudiés dans ce travail afin d’extraire le fer et le zinc qu’ils contiennent par électrodéposition : les boues rouges et la jarosite. Dans le premier cas, il s’agit des résidus provenant de la production de l’alumine à partir du minerai de bauxite par le procédé Bayer (procédé alcalin). Le deuxième type de résidu, la jarosite, provient de la production du zinc par le procédé « jarosite » en milieu acide. Pour ce faire, deux approches expérimentales ont été mises en place. Une électrodéposition directe dans le cas de boues rouges : les échantillons sont directement mis en suspension dans une solution de NaOH 12,5 mol/L et le fer (sous forme d’hématite et/ou de goethite) est électrodéposé sur une cathode en graphite à une température de 110°C. Pour le cas de la jarosite, une démarche différente a été mise en place : (i) une lixiviation de la jarosite en milieu acide sulfurique, (ii) une lixiviation de blende pour réduire le fer ferrique en fer ferreux et enrichir le bain en zinc, (iii) une cémentation du cuivre par une poudre de zinc et enfin (iv) une étape d’électrodéposition d’alliage fer-zinc. Dans les deux cas de résidus, plusieurs paramètres opératoires ont été testés afin d’optimiser les rendements de lixiviation, de cémentation, la qualité des dépôts et les rendements faradiques. En ce qui concerne les boues rouges, les meilleurs rendements faradiques (72%) ont été obtenus pour un ratio solide/liquide de 1/3 (g/mL), une concentration en NaOH de 12,5 mol/L, une densité de courant de 41 A/m² et une température de 110°C. Les dépôts du fer électrolytique, analysés par ICP-AES, DRX, MEB/EDX, présentent une pureté supérieure à 97% massique en fer. Pour la jarosite, les meilleurs rendements de lixiviation (en zinc et en fer étaient de 73% et 70% respectivement) ont été obtenus pour une concentration d’acide sulfurique égale à 1,5 M, un rapport solide/liquide 1/10 (g/mL) et une température de 80°C pendant 7 heures. Les essais d’électrodéposition ont permis de produire des alliages zinc –fer à différentes teneurs en fer. Les rendements faradiques obtenus dans les conditions optimales (densité de courant de 800 A/m² et une température de 20°C) étaient de l’ordre de 89%. Les résultats obtenus dans cette étude confirment la faisabilité technique d’électrodéposition du fer et d’alliage fer-zinc à partir des matrices complexe. Cela ouvre une nouvelle alternative à la valorisation des résidus miniers par la technique d’électrodéposition des métaux.

The increase in world population (from 2.5 billion in 1950 to 10 billion in 2050 according to the United Nations) is leading to an increase in the need for metals. These metals come from mines, but their production from ores generates huge quantities of tailings. These tailings occupy large storage areas and very often contain metals that can be extracted. The recovery of these metals would not only make it possible to reduce their volume and ecological footprint, but also and above all to produce metals with high added value to meet the needs of new technologies. Two types of iron-rich residues were studied in this work in order to extract iron and zinc by electroplating: red mud and jarosite. In the first case, these are residues from the production of alumina from bauxite ore by the Bayer process (alkaline process). The second type of residues, jarosite, comes from the production of zinc by the "jarosite" process. Two experimental approaches have been set up for this purpose. Direct electrodeposition in the case of red mud: the samples are directly suspended in a 12.5 mol/L NaOH solution and the iron (in the form of hematite and/or goethite) is electrodeposited on a graphite cathode at a temperature of 110°C. In the case of jarosite, a different approach has been used: (i) a leaching of the jarosite in a sulphuric acid medium, (ii) a blende leaching to reduce the ferric iron to ferrous iron and to enrich the bath in zinc, (iii) a cementation of the copper by a zinc powder and finally (iv) an iron-zinc alloy electrodeposition step. In both cases of residues, several operating parameters were tested in order to optimize leaching yield, electrodeposition, deposit quality and faradaic yield. For the red mud, the best faradaic yield (72%) were obtained for a solid/liquid ratio of 1/3 (g/mL), a NaOH concentration of 12.5 mol/L, a current density of 41 A/m² and a temperature of 110°C. The electrolytic iron deposits, analyzed by ICP-AES, DRX, SEM/EDX, have a purity of more than 97% iron by mass. For jarosite, the best leaching yield (for zinc and iron were 73% and 70% respectively) were obtained for a sulphuric acid concentration of 1.5 M, a solid/liquid ratio of 1/10 (g/mL) and a temperature of 80°C for 7 hours. Electrodeposition tests produced zinc-iron alloys with different iron contents. The faradaic yield obtained under optimal conditions (current density of 800 A/m² and a temperature of 20°C) was of the order of 89%. The results obtained in this study confirm the technical feasibility of iron and iron-zinc alloy electroplating from complex matrices. This opens up a new alternative to the valorisation of mining residues by the metal electrodeposition technique., L’augmentation de la démographie mondiale (de 2,5 milliards en 1950 à 10 milliards d’habitants en 2050 selon l’Organisation des Nations Unies) entraine une augmentation des besoins en métaux. Ces métaux proviennent des mines, mais leur production à partir des minerais engendre d’énormes quantités de résidus. Ces derniers occupent de grands espaces de stockage et contiennent encore des métaux qui peuvent être extraits. La valorisation de ces résidus permettrait non seulement de réduire leurs volumes et leurs empreintes écologiques, mais aussi et surtout de produire des métaux à forte valeur ajoutée pour répondre aux besoins des nouvelles technologies. Deux types de résidus riches en fer ont été étudiés dans ce travail afin d’extraire le fer et le zinc qu’ils contiennent par électrodéposition : les boues rouges et la jarosite. Dans le premier cas, il s’agit des résidus provenant de la production de l’alumine à partir du minerai de bauxite par le procédé Bayer (procédé alcalin). Le deuxième type de résidu, la jarosite, provient de la production du zinc par le procédé « jarosite » en milieu acide. Pour ce faire, deux approches expérimentales ont été mises en place. Une électrodéposition directe dans le cas de boues rouges : les échantillons sont directement mis en suspension dans une solution de NaOH 12,5 mol/L et le fer (sous forme d’hématite et/ou de goethite) est électrodéposé sur une cathode en graphite à une température de 110°C. Pour le cas de la jarosite, une démarche différente a été mise en place : (i) une lixiviation de la jarosite en milieu acide sulfurique, (ii) une lixiviation de blende pour réduire le fer ferrique en fer ferreux et enrichir le bain en zinc, (iii) une cémentation du cuivre par une poudre de zinc et enfin (iv) une étape d’électrodéposition d’alliage fer-zinc. Dans les deux cas de résidus, plusieurs paramètres opératoires ont été testés afin d’optimiser les rendements de lixiviation, de cémentation, la qualité des dépôts et les rendements faradiques. En ce qui concerne les boues rouges, les meilleurs rendements faradiques (72%) ont été obtenus pour un ratio solide/liquide de 1/3 (g/mL), une concentration en NaOH de 12,5 mol/L, une densité de courant de 41 A/m² et une température de 110°C. Les dépôts du fer électrolytique, analysés par ICP-AES, DRX, MEB/EDX, présentent une pureté supérieure à 97% massique en fer. Pour la jarosite, les meilleurs rendements de lixiviation (en zinc et en fer étaient de 73% et 70% respectivement) ont été obtenus pour une concentration d’acide sulfurique égale à 1,5 M, un rapport solide/liquide 1/10 (g/mL) et une température de 80°C pendant 7 heures. Les essais d’électrodéposition ont permis de produire des alliages zinc –fer à différentes teneurs en fer. Les rendements faradiques obtenus dans les conditions optimales (densité de courant de 800 A/m² et une température de 20°C) étaient de l’ordre de 89%. Les résultats obtenus dans cette étude confirment la faisabilité technique d’électrodéposition du fer et d’alliage fer-zinc à partir des matrices complexe. Cela ouvre une nouvelle alternative à la valorisation des résidus miniers par la technique d’électrodéposition des métaux.