Offre de thèse
ANR : Innover dans la récupération durable du tungstène grâce à la chimie de l'extraction par solvant
Date limite de candidature
30-06-2025
Date de début de contrat
01-10-2025
Directeur de thèse
CHAGNES Alexandre
Encadrement
Le co-encadrement donnera lieu à des réunions tous les 15 jours pour le suivi quotidien des avancées des travaux et des réunions visant à faire un point plus particulier tous les mois.
Type de contrat
école doctorale
équipe
Valorisation des ressources et des résidus (Axe Matières Premières)contexte
Ce projet est financé dans le cadre du programme national de recherche français PEPR « Sous-sol, bien commun ». Cette initiative ambitieuse, co-pilotée par le CNRS et le BRGM et soutenue par le plan France 2030, vise à approfondir notre connaissance du sous-sol français afin d'en garantir une exploitation durable et responsable. Doté d'un budget de 71,4 millions d'euros sur sept ans, ce programme réunit plus de 30 institutions et laboratoires pour explorer le potentiel du sous-sol à soutenir la transition énergétique, fournir des ressources minérales essentielles et développer des technologies innovantes.spécialité
Géoscienceslaboratoire
GeoRessources
Mots clés
hydrometallurgie, extraction solvant, récupération du tungstène, chimie organique, chimie des solution, ingénierie des procédés
Détail de l'offre
Participez à une initiative nationale de recherche d'envergure pour développer les procédés d'extraction liquide-liquide de nouvelle génération pour le tungstène – un métal critique au cœur des transitions énergétique et numérique. Contribuez à une gestion durable des ressources et jouez un rôle concret dans les technologies qui façonnent notre avenir.
Nous avons le plaisir d'annoncer l'ouverture d'un poste de doctorat entièrement financé dans le cadre du programme national de recherche français PEPR « Sous-sol, bien commun ». Cette initiative ambitieuse, co-pilotée par le CNRS et le BRGM et soutenue par le plan France 2030, vise à approfondir notre connaissance du sous-sol français afin d'en garantir une exploitation durable et responsable. Doté d'un budget de 71,4 millions d'euros sur sept ans, ce programme réunit plus de 30 institutions et laboratoires pour explorer le potentiel du sous-sol à soutenir la transition énergétique, fournir des ressources minérales essentielles et développer des technologies innovantes.
Le doctorant ou la doctorante contribuera à cet effort national en se concentrant sur le développement de procédés d'extraction liquide-liquide utilisant une nouvelle classe de réactifs extractants pour la récupération du tungstène à partir de minerais. Le tungstène est un minéral critique, indispensable aux transitions énergétique et numérique grâce à ses propriétés uniques, notamment son point de fusion élevé et sa densité exceptionnelle. Ces caractéristiques en font un élément clé dans des applications telles que les technologies d'énergie renouvelable, l'électronique ou encore les systèmes de défense. Garantir un approvisionnement durable et sécurisé en tungstène est donc essentiel pour le développement des technologies bas carbone et des infrastructures numériques.
La recherche doctorale portera sur la synthèse de nouveaux agents extractants et l'étude de leurs propriétés vis-à-vis du tungstène et des impuretés associées. L'objectif sera d'identifier l'extractant le plus performant à intégrer dans un schéma de traitement par extraction liquide-liquide. Le travail comprendra la formulation du solvant d'extraction, l'analyse de l'influence de la structure chimique des extractants sur leurs propriétés d'extraction, la préparation de nouveaux extractants, les tests du solvant sur des solutions de lixiviation produites par une autre équipe dans le cadre du PEPR, et le développement d'un modèle physico-chimique décrivant les phénomènes d'extraction. Ce modèle sera intégré dans le code Parex+ développé par le CEA afin de simuler et d'optimiser le procédé. Enfin, le schéma de traitement optimisé sera testé à l'échelle laboratoire à l'aide d'un dispositif de type mélangeurs-décanteurs, pour produire une solution purifiée de tungstène. Tout au long du projet, une attention particulière sera portée à la réduction de la consommation de réactifs et d'énergie, la limitation des effluents générés, ainsi qu'au coût global du procédé.
Cette thèse représente une opportunité unique de mener des recherches de pointe dans un environnement multidisciplinaire et collaboratif, tout en contribuant à la gestion durable des ressources du sous-sol et à l'essor des technologies critiques de demain.
Environnement scientifique et conditions de travail
Le ou la doctorant(e) sera basé(e) à Nancy, une ville historique et dynamique de l'est de la France, reconnue pour son patrimoine culturel riche et son environnement académique stimulant. Les travaux de recherche seront menés au sein de deux laboratoires de l'Université de Lorraine : le Laboratoire Réactions et Génie des Procédés (LRGP) et le laboratoire GeoRessources.
Keywords
hydrometallurgy, solvent extraction, tungstene recovery, organic chemistry, solution chemistry, process engineering
Subject details
Join a groundbreaking national research initiative to develop next-generation solvent extraction processes for tungsten – a critical metal at the heart of the energy and digital transitions. Contribute to sustainable resource management and make a tangible impact on the technologies shaping our future. We are pleased to announce a fully funded PhD position within the framework of the French national research program PEPR “Sous-sol, bien commun” (“Subsurface as a Common Good”). This ambitious initiative, co-led by CNRS and BRGM and supported by the France 2030 plan, aims to deepen our understanding of France's subsurface to ensure its sustainable and responsible use. With a budget of €71.4 million over seven years, the program brings together over 30 institutions and laboratories to explore the subsurface's potential in supporting the energy transition, providing essential mineral resources, and developing innovative technologies. The PhD candidate will contribute to this national effort by focusing on the development of solvent extraction processes using a new class of extracting agents for the recovery of tungsten from ores. Tungsten is a critical mineral vital for the energy and digital transitions due to its unique properties, including a high melting point and exceptional density. These characteristics make it indispensable in applications such as renewable energy technologies, electronics, and defence systems. Ensuring a sustainable and secure supply of tungsten is therefore crucial for advancing low-carbon technologies and digital infrastructures. The doctoral research will focus on synthesizing new extracting agents and investigating their extraction properties concerning tungsten and associated impurities. The objective is to identify the most effective extractant for implementation in a solvent extraction flowsheet. The research will involve formulating the extraction solvent, understanding the effect of the chemical structure of the extractants on their extraction properties and preparing new extractants, testing the extraction solvent on leaching solutions produced by another team within the framework of PEPR, and developing a physicochemical model to describe the extraction processes. This model will be integrated into the Parex+ code developed by CEA to simulate and optimize the process. Finally, the optimized flowsheet will be tested at the laboratory scale using mixer-settlers to produce a purified tungsten solution. Throughout the project, special attention will be given to minimizing reagent and energy consumption, reducing effluent generation, and maintaining low process costs. This PhD opportunity offers a unique chance to engage in cutting-edge research within a multidisciplinary and collaborative environment, contributing to the sustainable management of subsurface resources and the advancement of critical technologies for the future. Research Environment and Facilities The PhD candidate will be based in Nancy, a historic and vibrant city in northeastern France, renowned for its rich cultural heritage and dynamic academic environment. The research will be conducted across two laboratories of the University of Lorraine: the Laboratoire Réactions et Génie des Procédés (LRGP) and the GeoRessources laboratory.
Profil du candidat
Nous recherchons un(e) candidat(e) hautement motivé(e), titulaire d'un Master (ou équivalent) en chimie, génie chimique, génie des procédés ou dans un domaine connexe, ayant un fort intérêt pour la synthèse organique.
Le/la candidat(e) idéal(e) devra posséder :
Une solide formation en chimie organique, chimie des solutions et hydrométallurgie.
Des connaissances en techniques d'extraction par solvant et en chimie analytique (ICP-OES, RMN, spectroscopie UV-Vis, chromatographie ionique, etc.).
La capacité à concevoir et réaliser des expériences à l'échelle laboratoire.
D'excellentes compétences en communication écrite et orale en anglais ; la connaissance du français est un atout.
Une aptitude à travailler de manière autonome ainsi qu'en collaboration au sein d'une équipe de recherche pluridisciplinaire.
Cette opportunité de doctorat offre une occasion unique de participer à une recherche de pointe dans un environnement multidisciplinaire et collaboratif, contribuant à l'avancement de technologies critiques pour l'avenir.
Candidate profile
We are seeking a highly motivated candidate with a Master's degree (or equivalent) in Chemistry, Chemical Engineering, Process Engineering, or a related field with strong interest in organic synthesis.
The ideal candidate should possess:
- A solid background in organic chemistry, solution chemistry and hydrometallurgy
- Knowledge in solvent extraction techniques and analytical chemistry (ICP-OES, NMR, UV-Vis spectroscopy, ionic chromatography, etc).
- Ability to design and conduct laboratory-scale experiments.
- Excellent written and oral communication skills in English; knowledge of French is an advantage.
- Ability to work independently and collaboratively within a multidisciplinary research team.
This PhD opportunity offers a unique chance to engage in cutting-edge research within a multidisciplinary and collaborative environment, contributing to the advancement of critical technologies for the future.
Référence biblio
NC