Lors du recyclage des aubes de turbine, le palladium se concentre principalement dans les soudures et les zones de revêtement. DONGSHENG Precious Metals Recycler utilise un procédé de fusion et d'affinage pour extraire le palladium et d'autres métaux rares des aubes de turbine mises au rebut. Cependant, le taux de récupération du palladium est nettement inférieur à celui du rhénium (environ 2 %), car le palladium est présent dans l'alliage à l'état de traces et est sujet à l'oxydation et aux pertes lors de la fusion à haute température. Les usines de recyclage européennes utilisent une technologie hydrométallurgique pour dissoudre sélectivement le palladium en immergeant les débris d'aubes broyés dans un solvant acide, puis en les purifiant par dépôt électrolytique. Ce procédé nécessite un contrôle strict du pH afin d'empêcher la pénétration d'impuretés fibreuses, la pureté du palladium pouvant atteindre 99,5 % par lot.
Le principal défi du recyclage des aubes de turbine réside dans la séparation efficace des interfaces des matériaux composites. Les aubes de turbine sont composées d'alliages haute température à base de nickel (tels que le K465) et de revêtements céramiques, étroitement liés par des liaisons chimiques. Les méthodes traditionnelles de broyage mécanique provoquent la rupture des fibres et la contamination des poudres métalliques, réduisant ainsi la qualité des produits recyclés. L'usine japonaise de Kōsei utilise la technologie de refusion sous laitier électroconducteur (ESR) : lors de la phase de prétraitement, les aubes sont sablées et lavées à l'acide pour éliminer les oxydes de surface ; lors de la refusion, l'affinage est réalisé sous vide inférieur à 0,67 Pa afin de séparer la matrice d'alliage des impuretés du revêtement. Cependant, le rhénium est sujet à la volatilisation et aux pertes lors de la refusion à haute température, ce qui nécessite l'injection d'argon pour sa protection, ce qui augmente la consommation d'énergie de 30 %.
Un autre défi réside dans le traitement des revêtements à base de résine. Le procédé de dépolymérisation chimique développé par Vestas peut être cité en exemple : il utilise un solvant diméthylformamide pour fissurer la résine époxy à 240 °C, libérant ainsi le squelette fibreux. Cependant, les résines aéronautiques présentent une stabilité thermique supérieure, nécessitant une assistance ultrasonique pour leur dégradation, ce qui complexifie les équipements.
La viabilité économique du recyclage des aubes de turbine dépend de la teneur en métal et des coûts du procédé :
Qualité à haute valeur ajoutée : les aubes de turbine contenant ≥ 4 % de rhénium (par exemple, les aubes d'étages haute pression des moteurs d'avions commerciaux) peuvent produire 20 kg de rhénium par tonne de ferraille. Compte tenu du prix actuel du rhénium, compris entre 3 000 et 6 000 dollars le kilogramme, la valeur de recyclage est d'environ 60 000 à 120 000 dollars la tonne. La société HONGKONG DONGSHENG Precious Metal Recycling traite 50 tonnes d'aubes de ferraille par an.
Nuance de valeur moyenne à faible : Aubes de moteurs militaires ou de turbines auxiliaires dont la teneur en rhénium est inférieure ou égale à 2 % et qui contiennent des métaux de faible valeur tels que le tungstène et le molybdène. Les coûts de fusion et de purification représentent 45 % des coûts totaux, réduisant le bénéfice net à 10 000-15 000 USD par tonne.
Les recycleurs doivent supporter des coûts cachés : le transport transfrontalier des lames usagées doit être conforme aux dispositions de la Convention de Bâle sur le transfert des déchets dangereux, ce qui augmente les coûts de conformité de 15 % ; le taux de recyclage des solvants chimiques (comme l'acétate de zinc) doit dépasser 90 % pour maintenir la viabilité économique.
En plus du recyclage des aubes de turbine, les composants suivants sont prioritaires pour la récupération lors de la mise hors service des avions :
Composants du système d'allumage : Les électrodes des bougies contiennent des alliages d'iridium , chaque pièce produisant entre 0,5 et 1 gramme d'iridium. La fusion à haute température sépare le boîtier en céramique, permettant ainsi un taux de récupération de l'iridium supérieur à 95 %.
Contacts et capteurs électroniques : les circuits imprimés plaqués or des avions présentent une épaisseur pouvant atteindre 50 µm, bien supérieure à celle des composants électroniques courants. La lixiviation au cyanure permet de récupérer 10 à 20 grammes d'or par kilogramme de ferraille, mais nécessite des systèmes de traitement des gaz.
Catalyseurs d'échappement : Des revêtements catalytiques en platine/rhodium sont fixés sur les tuyères d'échappement des moteurs, et le processus de récupération est similaire à celui des convertisseurs catalytiques automobiles. La méthode de lixiviation-précipitation acide permet d'extraire 90 % des métaux du groupe du platine, mais les catalyseurs aéronautiques ont une structure plus complexe, nécessitant des temps de réaction prolongés pouvant atteindre 72 heures.
Le recyclage des aubes de turbine reste la valeur fondamentale du traitement des aéronefs en fin de vie, mais ses bénéfices peuvent être accrus grâce à un tri précis, des procédés à faible émission de carbone et une collaboration au sein de la chaîne d'approvisionnement. Au cours des cinq prochaines années, l'UE imposera un taux de recyclage des aéronefs de 85 %, faisant de la technologie de recyclage des aubes de turbine un facteur de compétitivité clé sur le marché.
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