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Laurent Cassayre

Directeur de Recherche CNRS au Laboratoire de Génie Chimique (Université de Toulouse)
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Libre accès
8
Documents
Affiliations actuelles
  • 437012
Identifiants chercheurs

Présentation

# CV **Diplômes** 2015 Habilitation à Diriger les Recherches, Institut National Polytechnique de Toulouse, France 2005 Doctorat en Génie des Procédés, Université de Toulouse, France 2000 Master en Chimie Analytique, Université Paris VI, France 2000 Dplôme d'ingénieur ESPCI-ParisTech, France **Postes occupés** Position actuelle Directeur de recherches CNRS, **[Laboratoire de Génie Chimique (LGC)](https://lgc.cnrs.fr/)**, Toulouse, France. 2017 Chercheur invité (3 mois) à l'Ecole Polytechnique de Montreal, Canada. 2006-2021 Chargé de recherches CNRS, Laboratoire de Génie Chimique, Toulouse, France. 2005-2006 Postdoc à l'Institut des Transuraniens, EU Joint Research Centre, Karlsruhe, Allemagne. 2002-2005 Doctorant CIFRE (Aluminium Pechiney), Laboratoire de Génie Chimique, Toulouse, France. 2000-2001 Assistant de recherche, Material Science Department, University of Toronto, Canada. Depuis septembre 2022, directeur du **[GDR Prométhée](https://gdr-promethee.cnrs.fr/index.php/fr/)** dédié aux procédés hydrométallurgiques (orgranisation de [journées annuelles](https://promethee.sciencesconf.org/) et de [webinaires](https://www.youtube.com/playlist?list=PLXERofiWm_zKriDD5Adk71zMoHu9K6y2A)). # Activités de recherche Au cours des dix dernières années, mes activités de recherche ont été consacrées au développement d'approches combinées et génériques visant à la compréhension, à la mise en œuvre et à l'optimisation des processus chimiques et métallurgiques. Les trois piliers de cette approche sont basés sur les calculs d'équilibre thermodynamique, la caractérisation des matériaux et le travail expérimental à l'échelle pilote. Ces activités sont majoritairement : * La modélisation thermodynamique, notamment les équilibres solides-liquides (FactSage, OLI system, Phreeqc) * L'étude de réactions solide-liquide, principalement dans les opérations de lixiviation et de précipitation de systèmes minéraux (typiquement dans des réacteurs à l'échelle 1L). * Les mesures des données d'équilibres (activité de l'eau, solubilité, densité) et le paramétrage de modèles (SIT, Pitzer, modèle quasi-chimique modifié) avec l'approche Calphad. * La caractérisation de phases solides et liquides avec des techniques complémentaires (ICP-OES, SEM, TGA, DSC, XRD, XPS) **Domaines d'application:** * Récupération de métaux à partir de sources primaires (chalcopyrite) et secondaires (notamment batteries usagées de plomb, nickel-métal hydrure et lithium-ion) * Systèmes hydrométallurgiques et pyrométallurgiques * Développement d'un réacteur de lixiviation innovant (voir cette [vidéo](https://www.youtube.com/watch?v=T0BH6Z8W5Y8)). * Capture et utilisation du carbone (carbonatation minérale) **Projets financés récents** 2023-2027 LULABAT - Flexible, sustainable and cost-effective innovative recycling process of spent lithium-ion batteries. ANR funding (National program [PEPR Recyclage](https://https://premc.org/pepr-recyclage/projets/)), PI LGC. 2023-2026 FeMineTal - Coping with urban mining in the energy transition. TIRIS-University of Toulouse, PI LGC. 2019-2023 BIOMECALIX - A novel mechanically enhanced bioleaching process. ANR funding, PI ([site](https://anr.fr/fr/projets-finances-et-impact/projets-finances/projet/funded/project/anr-18-ce07-0031/?tx_anrprojects_funded%5Bcontroller%5D=Funded&cHash=a622c8209c99dbac9e113232188e1194)). 2019-2022 RECYCL’BATT - Battery recycling processes: description of operating chains, experimental studies and thermodynamic modeling of metal recovery stages. MITI CNRS, PI. 2017-2020 SuperPhosphate - Valorization of an intermediate product of the fluorosilicic acid conversion. Eiffel scholarship & Technological transfer from SATT-Toulouse, PI. 2016-2019 DELAFOSSITE- Towards thermodynamic modelling of delafossite systems, University of Toulouse and Occitanie Region, PI LGC. **Travaux interdisciplinaires** Collaboration interdisciplinaires : science des matériaux, sciences de l'univers, sciences humaines et sociales.
# Resume **Education** 2015 Accreditation to supervise research (HDR), Institut National Polytechnique de Toulouse, France 2005 PhD in Chemical Engineering, University of Toulouse, France 2000 Master in Analytical Chemistry, University Paris VI, France 2000 Engineering diploma, ESPCI-ParisTech, France **Current and previous academic positions** 2021-... Research Director at CNRS, Laboratoire de Génie Chimique (LGC), Toulouse, France. 2017 Visiting scientist (3 months) at the Ecole Polytechnique of Montreal, Canada. 2006-2021 Research Scientist at CNRS, Laboratoire de Génie Chimique, Toulouse, France. 2005-2006 Postdoc at the Institute for Transuranians, EU Joint Research Centre, Karlsruhe, Germany. 2002-2005 Ph.D grant from Aluminium Pechiney, Laboratoire de Génie Chimique, Toulouse, France. 2000-2001 Research assistant, Material Science Department, University of Toronto, Canada. Since sept 2022, director of the french national network **[GDR Prométhée](https://gdr-promethee.cnrs.fr/index.php/fr/)** devoted to hydrometallurgical processes. We organize annual meetings and [webinars](https://www.youtube.com/playlist?list=PLXERofiWm_zKriDD5Adk71zMoHu9K6y2A) (in French). # Research activities Over the past 10 years, my research activities have been dedicated to the development of combined and generic approaches aiming at the understanding, the implementation and the optimization of chemical and metallurgical processes. The three pillars of this approach are based on thermodynamic equilibrium calculations, materials characterisation and pilot-scale experimental work. The related activities concern : * Thermodynamics process modelling (FactSage, OLI system, Phreeqc) * Solid-liquid reactions, mainly leaching and precipitation of mineral systems (typically in 1L-scale reactors) * Equilibrium data measurements (water activity, solubility, density), model parametrization (Specific Ion Theory, Pitzer, Modified Quasichemical Model) and Calphad approach * Solids and liquid caracterizations with complementary techniques (ICP-OES, SEM, TGA, DSC, XRD, XPS) **Main applications to:** * Recovery of metals from primary (chalcopyrite) and secondary sources (especcialy lead, nickel-metal hydride and lithium-ion spent batteries) * Hydrometallurgical and pyrometallurgical systems * Development of an innovative leaching reactor (see this [video](https://www.youtube.com/watch?v=T0BH6Z8W5Y8), in French with English subtitles). * Carbon capture and usage (mineral carbonation) **Recent research grants** 2023-2027 LULABAT - Flexible, sustainable and cost-effective innovative recycling process of spent lithium-ion batteries. ANR funding (National program [PEPR Recyclage](https://https://premc.org/pepr-recyclage/projets/)), PI LGC. 2023-2026 FeMineTal - Coping with urban mining in the energy transition. TIRIS-University of Toulouse, PI LGC. 2019-2023 BIOMECALIX - A novel mechanically enhanced bioleaching process. ANR funding, PI ([website](https://anr.fr/en/funded-projects-and-impact/funded-projects/project/funded/project/b2d9d3668f92a3b9fbbf7866072501ef-a5c4d60625/?tx_anrprojects_funded%5Bcontroller%5D=Funded&cHash=a622c8209c99dbac9e113232188e1194)). 2019-2022 RECYCL’BATT - Battery recycling processes: description of operating chains, experimental studies and thermodynamic modeling of metal recovery stages. MITI CNRS, PI. 2017-2020 SuperPhosphate - Valorization of an intermediate product of the fluorosilicic acid conversion. Eiffel scholarship & Technological transfer from SATT-Toulouse, PI. 2016-2019 DELAFOSSITE- Towards thermodynamic modelling of delafossite systems, University of Toulouse and Occitanie Region, PI LGC.

Domaines de recherche

Génie chimique Matériaux Milieux fluides et réactifs

Compétences

Hydrometallurgy Process thermodynamics Leaching and precipitation Pyrometallurgy Electrochemistry

Publications

"beatrice-biscans"
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Selective Precipitation of Rare Earth Double Sulfate Salts from Industrial Ni–MH Battery Leachates: Impact of Downstream Processing on Product Quality

Boris Guzhov , Laurent Cassayre , Antoine Barnabé , Nicolas Coppey , Béatrice Biscans
Batteries, 2023, 9 (12), pp.574. ⟨10.3390/batteries9120574⟩
Article dans une revue hal-04333343v1
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Chemical processes for the recovery of valuable metals from spent nickel metal hydride batteries: A review

Laurent Cassayre , Boris Guzhov , Margot Zielinski , Béatrice Biscans
Renewable and Sustainable Energy Reviews, 2022, 170 (112983), ⟨10.1016/j.rser.2022.112983⟩
Article dans une revue hal-03863165v1
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Pilot-Scale Lanthanide Precipitation from Sulfate-Based Spent Ni-MH Battery Leachates: Thermodynamic-Based Choice of Operating Conditions

Margot Zielinski , Laurent Cassayre , Nicolas Coppey , Béatrice Biscans
Crystal Growth & Design, 2021, 21 (10), pp.5943-5954. ⟨10.1021/acs.cgd.1c00834⟩
Article dans une revue hal-03383667v1
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Effect of the presence of solid particles, on the vanadyl sulfate (VOSO4) oxidation current

Yendoube Charles Sano Moyeme , Ranine El Hage , Ali Hassan , Fabien Chauvet , Laurent Cassayre
Electrochimica Acta, 2021, 373, pp.137909. ⟨10.1016/j.electacta.2021.137909⟩
Article dans une revue hal-03194299v1
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Stability of highly supersaturated vanadium electrolyte solution and characterization of precipitated phases for Vanadium Redox Flow Battery

Waldemir Moura Carvalho , Laurent Cassayre , Delphine Quaranta , Fabien Chauvet , Ranine El Hage
Journal of Energy Chemistry, 2021, 61, pp.436-445. ⟨10.1016/j.jechem.2021.01.040⟩
Article dans une revue hal-03235858v1
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A multi-analytical methodology for the characterization of industrial samples of spent Ni-MH battery powders

Margot Zielinski , Laurent Cassayre , Pascal Floquet , Mélina Macouin , Philippe Destrac
Waste Management, 2020, 118, pp.677-687. ⟨10.1016/j.wasman.2020.09.017⟩
Article dans une revue hal-02960069v1
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Leaching mechanisms of industrial powders of spent nickel metal hydride batteries in a pilot‐scale reactor

Margot Zielinski , Laurent Cassayre , Philippe Destrac , Nicolas Coppey , Gilles Garin
ChemSusChem, 2020, 13 (3), pp.616-628. ⟨10.1002/cssc.201902640⟩
Article dans une revue hal-02770455v1
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Kinetic study of the dissolution of vanadyl sulfate and vanadium pentoxide in sulfuric acid aqueous solution

Ranine El Hage , Fabien Chauvet , Béatrice Biscans , Laurent Cassayre , L. Maurice
Chemical Engineering Science, 2019, 199, pp.123-136. ⟨10.1016/j.ces.2019.01.024⟩
Article dans une revue hal-02290658v1