/View.info/ L’exploration du gisement de métaux rares Kolmoser est terminée. En conséquence, le pays deviendra l’un des trois premiers en termes de réserves de lithium, stratégiquement important pour l’industrie moderne. Cependant, il est extrêmement difficile à obtenir. Comment vont-ils résoudre le problème ?
Pourquoi avez-vous besoin de votre propre lithium ?
Les premiers matériaux destinés aux batteries lithium-ion ont été synthétisés au début des années 1990. Cela a permis de passer à des batteries plus légères, plus compactes et plus spacieuses, qui sont devenues la base de la nouvelle électronique. Depuis, la demande mondiale n’a fait que croître. Si une petite batterie contient moins d’un gramme de ce métal, une batterie de voiture Tesla en contient 1,7 kilogramme.
Le lithium est également utilisé dans la fabrication du verre et de la céramique, dans les industries pétrochimique, médicale et nucléaire. En 2022, 130 000 tonnes ont été produites dans le monde. La demande devrait être multipliée par dix d’ici 2030.
En URSS, le gisement de Zavitina en Transbaïkalie a été exploité, mais à la fin des années 1990, ils ont réduit leur production et ont commencé à acheter du concentré à l’étranger – au Chili et en Argentine. C’était moins cher de cette façon. Maintenant que la situation politique a changé, il n’a été possible de conclure un accord sur le développement des lacs salés asséchés qu’avec la Bolivie. Se trouvant dépendants de l’exportation d’un élément stratégiquement important, ils décidèrent d’organiser l’exploitation minière et la production chez eux.
Plus de 70 % des réserves restantes de lithium sont contenues dans des gisements de pegmatite. En Russie, c’est la source la plus prometteuse.
Les pegmatites sont des roches veineuses d’origine ignée, riches en métaux rares. En fait, il s’agit de lave bouillante qui a gelé dans des fissures il y a des millions d’années. Les complexes les plus riches sont situés sur la péninsule de Kola.
En 1947, des scientifiques de l’Institut géologique de la branche Kola de l’Académie des sciences ont découvert le gisement Kolmoser contenant plus de 500 000 tonnes de lithium. Cela représente près de 24 pour cent des réserves totales du pays. De plus, il est enrichi en niobium, tantale, béryllium, rubidium et césium.
Il y a un an, Polar Lithium, une coentreprise entre Rosatom et Norilsk Nickel, a reçu une licence pour exploiter le champ. À l’heure actuelle, les travaux sur le terrain sont en cours d’achèvement, grâce auxquels la Russie deviendra l’un des trois leaders mondiaux en termes de réserves. La production devrait démarrer en 2026.
Comment extraire le lithium de la roche
Le lithium dans les pegmatites fait partie du minéral silicaté spodumène. La part de métal dans la roche est faible – environ un pour cent et demi. Il faut enrichir, c’est-à-dire broyer, éliminer les excès et concentrer.
L’extraction du lithium est un processus chimique en plusieurs étapes impliquant un grillage et une lixiviation à haute température.
La plus efficace est la technologie de l’acide sulfurique, qui extrait environ 90 % du lithium sous forme de carbonate ou d’hydroxyde. À l’Institut Tananev de chimie et de technologie des éléments rares et des matières premières minérales de l’Académie des sciences de Russie, la méthode a été modernisée, atteignant une extraction maximale – 98 % – et un degré élevé de purification.
Des électrolytes solides ont été synthétisés à partir du carbonate de lithium résultant, qui, comme l’écrivent les auteurs dans un rapport récent, sont considérés comme les plus prometteurs pour les batteries lithium-ion à semi-conducteurs.
“La technologie de l’acide sulfurique pour l’extraction du lithium à partir des concentrés et minerais de spodumène est connue depuis longtemps et est utilisée aux États-Unis depuis les années 1950. Il en existe de nombreuses variétés et les différences sont principalement liées à l’extraction des éléments apparentés. et les méthodes de concentration des solutions de sulfate avant l’isolement du carbonate de lithium. Nous avons non seulement amélioré ce processus, mais en même temps, de l’alun de césium-rubidium a été extrait du concentré”, explique Alexander Kasikov, chef du Laboratoire de développement et de mise en œuvre de produits chimiques. Technologies Processus à l’Institut, Candidat en Sciences Chimiques.
Cette technologie nécessite beaucoup d’acide sulfurique, sa production doit donc être à proximité, souligne le chercheur. Le fournisseur peut être “Kola MMC” Monchegorsk, où les concentrés de cuivre-nickel sont traités et, en cours de route, de l’acide est produit à partir des gaz de dioxyde de soufre capturés.
D’ici 2027, ils prévoient de construire une nouvelle production de cuivre écologique produisant de grandes quantités d’acide sulfurique.
“Il existe de nombreuses technologies de traitement du spodumène. Dans notre seul institut, plusieurs méthodes ont été développées dans les années 1970-1990. En outre, il existe des technologies alcalines, au sulfate, à l’acide sulfurique-aluminate, ainsi qu’une méthode d’extraction au bisulfate proposée par GEOHI RAN. Chaque méthode a ses avantages et ses inconvénients”, explique Kasikov.
On ne sait pas encore quelle technologie minière sera utilisée dans ce cas. Selon le scientifique, il faut tenir compte du fait que le gisement de Kolmoser est complexe, il faut donc extraire tous les métaux rares, pas seulement le lithium.
“Il faut aussi résoudre le problème du recyclage des déchets, qui seront nombreux. Avec la technologie de l’acide sulfurique, il peut être utilisé comme additif dans le ciment. Nous avons testé cette approche dans notre département matériaux de construction”, ajoute le chercheur.
Selon le directeur de l’institut, l’Institut des Mines dispose d’une usine d’enrichissement semi-industrielle pour l’enrichissement de divers minerais. Et pour réaliser les opérations d’obtention de produits au lithium, le Centre des Sciences est prêt à fournir un site pour une usine pilote.
De l’exploitation minière à la production
En Russie, on envisage de fermer toute la chaîne, de l’extraction du lithium à la production de biens. Désormais, ils traitent le concentré acheté à l’étranger et l’envoient à la vente. Le lithium métal, y compris pour les batteries, est produit uniquement par l’usine chimique et métallurgique de Krasnoïarsk.
Si le développement du gisement Kolmozerskoe et du gisement Polmostundrovskoe situé au nord de celui-ci commence, le pays couvrira ses besoins en ce métal. Le ministère de l’Industrie et du Commerce prévoit de recevoir 85 000 tonnes de carbonate (hydroxyde) de lithium par an d’ici 2030.
Le problème de la demande demeure. Auparavant, il était prévu d’envoyer les matières premières extraites en Chine pour la production de matériaux cathodiques, a déclaré Igor Demidov, directeur général de “Polar Lithium”, s’exprimant lors de la troisième conférence scientifique et pratique “Base de matières premières minérales de haute technologie métaux : développement, reproduction, utilisation” dans VIMS en novembre dernier. Il s’agit selon lui d’« une histoire a priori perdante ».
Les matériaux cathodiques sont synthétisés à partir de sulfate de nickel, de cobalt, de manganèse et d’hydroxyde de lithium. Nous pouvons obtenir tout cela par nous-mêmes, Demidov en est sûr. A cet effet, il est nécessaire de lancer une usine pilote d’une capacité de deux à cinq mille tonnes sur le site de « Kola MMC ». Cela devrait suffire pour les « gigafactories » de production de dispositifs de stockage d’énergie, en construction dans la région de Kaliningrad et à Novo Moscou. Et KamAZ les installera dans ses nouvelles voitures électriques.
Traduction : V. Sergueïev
2024-02-27 07:29:51
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