Post-doctorant en physico-chimie des matériaux H/F

Missions :
Le projet InnovTech est un projet fédérateur de la communauté scientifique française travaillant dans le domaine du traitement des minerais. Il s’inscrit dans le PEPR SOUSSOL, BIEN COMMUN, et son objectif est la levée de verrous scientifiques liés à l’exploitation durable des ressources minérales. Le projet InnovTech cible plus spécifiquement le développement d’outils expérimentaux et numériques de pointe au service d’une compréhension approfondie des procédés industriels de traitement des minerais afin d’améliorer leurs performances et de réduire leurs impacts environnementaux.
Parmi ces ressources minérales, le tungstène (W) est classé comme matière première critique et stratégique (CRM pour Critical Raw Materials) par l’Union Européenne (UE), avec la plus haute importance économique de tous les CRM sélectionnés depuis 2014. Le tungstène et ses dérivés sont extraits de leurs matières premières commerciales, principalement des minerais de wolframite et de scheelite (CaWO4). Après l’exploitation minière et la concentration des minéraux, le minerai est soumis à un traitement thermique et à un procédé hydrométallurgique dans des conditions agressives (haute pression et haute température), qui sont généralement appliquées pour l’extraction des composés de tungstène.
Une étude thermodynamique a montré qu’une voie thermique pour le traitement de la scheelite en utilisant divers agents chimiques sélectionnés, résulte dans l’obtention d’un matériau à base de tungstène, capable d’être lixivié dans des conditions plus douces que pour la scheelite.

Activités :
L’objectif de ce travail est dans un 1er temps d’acquérir des données expérimentales sur la transformation de la scheelite CaWO4 en MgWO4 par réaction avec MgCl2. Ces données porteront sur l’effet de la température, et notamment sur la cinétique de la réaction. Cette étude sera menée à l’aide de méthodes d’analyse thermique telles que la calorimétrie différentielle. Les solides seront caractérisés par DRX et microscopie avant, pendant et après réaction pour déterminer l’évolution des différentes phases au cours de la réaction. Des mesures en DRX in situ seront également réalisées.
La seconde partie de l’étude concernera l’établissement d’un modèle phénoménologique de la réaction de transformation de CaWO4 en MgWO4 en se basant sur les concepts de cinétique hétérogène. La prise en compte de géométrie des solides et de leur évolution, et des conditions thermodynamiques permettra d’écrire un mécanisme réactionnel et d’obtenir une loi de vitesse analytique.

Contexte de travail :
Le Laboratoire Georges Friedel est une Unité Mixte de Recherche du CNRS UMR 5307. Il regroupe tout le potentiel de Mines Saint-Étienne dans les domaines des matériaux, de la mécanique et des procédés. Le poste sera affecté à l’équipe « Surfaces, réactivité et fonctionnalisation » où les activités portent sur la réactivité des surfaces et des interfaces dans les
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