La technologie de réduction thermique des métaux assistée par hydrogène (HAMR) est à la pointe de l'innovation dans le domaine du recyclage du titane de qualité industrielle. Grâce à son procédé breveté, IperionX Inc., aux États-Unis, traite directement les copeaux de titane usagés ou les déchets de titane fortement oxydés et produit de la poudre Ti-6Al-4V de qualité aéronautique en réduisant la teneur en oxygène à moins de 1 000 ppm grâce à un procédé de désoxydation à l'hydrogène-MAGN-HAMR-frittage sous vide. Cette technologie a été sélectionnée par l'US Air Force Research Laboratory (AFRL) pour une subvention de 500 000 dollars destinée à valider la faisabilité de la fabrication de composants aéronautiques. EcoTitanium (France), première ligne de production de recyclage de titane en boucle fermée en Europe, utilise la fusion sous gaz inerte plasma (PIGM) combinée à un autoclave sous vide (VAR) pour refondre les déchets de titane fournis par les fabricants aéronautiques en lingots de titane pur présentant un taux de résidus d'impuretés inférieur ou égal à 0,3 %, utilisables directement pour la coulée de composants structurels pour avions. Ces technologies valident la fiabilité des matériaux de recyclage du titane dans le domaine haut de gamme.
Le prix du titane recyclé est axé sur la réduction des coûts et les primes pour les produits recyclés. Les poudres de titane recyclées d'IperionX sont plus de 50 % moins chères à produire que les poudres atomisées traditionnelles, ce qui fait baisser les prix du marché de 300 $/kg à 80-120 $/kg, tout en respectant la norme ASTM B348. Le prix du recyclage du titane dépend de la teneur en oxygène : les déchets propres avec une teneur en oxygène ≤ 0,15 % représentent 60 à 70 % du lingot vierge, tandis que les déchets oxydés avec une teneur en oxygène > 0,3 % nécessitent des coûts de désoxydation supplémentaires, ce qui se traduit par un prix net de seulement 35 % de la matière vierge. L'expérience de Baoji Titanium Prius montre que le prix du recyclage du titane peut contrôler les coûts de production intégrés d'environ 30 %, le taux de recyclage du titane après utilisation répétée étant de plus de 4 fois. Le taux de prime actuel de 25 % pour les achats de poudre de recyclage de titane par l'armée américaine confirme la tendance des matériaux recyclés à haute valeur ajoutée.
Le recyclage du titane à partir d'anodes revêtues nécessite un processus étape par étape impliquant le revêtement industriel et le substrat en titane. Après activation de la matrice de titane par l'acide nitrique, la rugosité de surface est restaurée à Ra ≤ 1,6 μm et le taux de perte de la matrice de titane est contrôlé à 0,5 %. Les entreprises de recyclage de métaux précieux utilisent une technologie de régénération par ultrasons, utilisant une solution contenant de l'acétate d'ammonium et du tensioactif NP-10, puis des vibrations ultrasoniques à 60 °C pendant 60 minutes pour éliminer complètement le tartre de sulfate dans les pores de l'électrode. Le rendement du courant de régénération de l'anode est de 98,2 %, comparable à celui des produits neufs. Cette technologie de recyclage du titane prolonge la durée de vie de l'anode à plus de 8 ans et réduit le coût de 40 % par rapport à une solution à usage unique.
Les acheteurs finaux de la chaîne industrielle de recyclage du titane se concentrent sur trois types de demande :
1. Fournisseurs de services de fabrication additive : comme l'américain IperionX qui achète des déchets de titane mélangés, désoxydés et réduits en poudre pour approvisionner le marché de l'impression 3D, et sa poudre recyclée a été vérifiée par la NASA et le Oak Ridge National Laboratory pour une utilisation dans l'impression de supports de moteurs de fusée.
2. Fabricant de composants aéronautiques : EcoTitanium (France) récupère les ferrailles d'Airbus et de Safran et les fond en lingots de 620 mm pour les vendre directement à l'usine de trains d'atterrissage de Safran, traitant 2 000 tonnes de ferraille par an.
3. Entreprise de recyclage de métaux précieux : DONGSHENG utilise la technologie de régénération par ultrasons pour recycler de grandes quantités d'anodes en titane plaqué, et son prix de recyclage du titane est 10 % plus élevé que celui de ses pairs.
L'acceptation des acheteurs de déchets de titane repose sur deux paramètres : la teneur en oxygène (qualité aéronautique < 0,2 % en poids) et la régularité du lot (variation de composition ± 0,05 %). Les achats actuels de titane recyclé pour l'aéronautique européenne augmentent de 15 % par an, confirmant l'acceptation croissante du titane recyclé par l'industrie.
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