MP Materials et d’autres entreprises occidentales cherchent à développer l’approvisionnement en terres rares transformées nécessaires à la révolution de l’énergie verte dans un secteur dominé par la Chine.
Les 17 minéraux de terres rares de couleur blanc argenté ne sont pas rares dans la croûte terrestre. Mais les gisements économiquement viables sont plus difficiles à trouver, et la véritable rareté réside dans le processus complexe qui permet de les séparer en matériaux nécessaires à la production d’aimants permanents utilisés dans toute une série de produits essentiels
La Chine représente environ 75 % de la production minière mondiale de terres rares, mais sa part grimpe à 85 % – 90 % de la production de terres rares transformées et d’aimants. Selon Goldman Sachs, il n’existe que cinq raffineries de terres rares non chinoises en activité, en construction ou en cours de remise en service.
Voici les étapes complexes que les terres rares doivent franchir pour aboutir aux aimants utilisés dans les véhicules électriques et les éoliennes, les deux principaux secteurs qui stimuleront la demande dans les années à venir.
MINE
Le minerai est d’abord extrait d’une mine à ciel ouvert ou souterraine, puis concassé et transporté vers une usine, généralement proche du site minier. Le minerai contient un faible pourcentage de terres rares, mais d’autres minéraux sont retirés par flottation, traitement magnétique ou électrostatique pour produire un concentré mixte de terres rares qui contient souvent 60 à 70 % de terres rares. D’autres exploitations produisent un concentré de terres rares comme sous-produit des déchets miniers ou à partir d’autres métaux tels que les sables minéraux ou le minerai de fer.
RADIOACTIVITÉ
Certains types de minerais, comme la monazite, doivent subir une autre étape pour éliminer le thorium ou l’uranium radioactif du minerai, souvent à l’aide d’acide.
SÉPARATION
L’une des étapes les plus difficiles consiste à séparer les terres rares les unes des autres. Cette technologie a été développée pour la première fois après la Seconde Guerre mondiale dans les laboratoires de recherche du gouvernement américain.
La séparation peut être réalisée à l’aide d’une technologie d’échange d’ions. Elle peut également être réalisée à l’aide de solvants tels que l’ammoniac, les acides chlorhydriques et les sulfates, bien que certains de ces produits chimiques produisent des déchets toxiques susceptibles de provoquer des cancers.
Les terres rares dites légères et lourdes doivent passer par différents circuits de séparation où les terres rares individuelles sont extraites. De nouvelles technologies plus respectueuses de l’environnement sont en cours de développement, mais leur utilisation n’est pas encore très répandue.
MÉTAUX/ALLIAGES
Les oxydes ou carbonates de terres rares séparés sont ensuite raffinés en métaux de terres rares.
Les aimants permanents les plus utilisés combinent les terres rares néodyme et praséodyme avec du fer et du bore, qui sont placés dans un four à induction sous vide pour former un alliage. De petites quantités de terres rares (dysprosium et terbium) sont souvent ajoutées pour accroître la résistance à la chaleur de l’aimant.
LES AIMANTS
Les lingots d’alliage sont décomposés et broyés au jet dans une atmosphère d’azote et d’argon pour obtenir une poudre de la taille d’un micron, qui subit un processus à haute température et sous pression appelé « frittage » (En anglais « sintering ») avant d’être pressée pour former des aimants.
L’IMPORTANCE DES MATERIAUX CRITIQUES POUR LA TRANSITION ENERGETIQUE
Ceux sont toutes ces étapes qui font qu’il ne suffit pas de posséder des traces ou même des gisements miniers pouvant contenir en partie, des terres rares (ou appelés aussi matériaux stratégiques et matières minérales rares), pour croire qu’on peut les exploiter de façon rentable et les utiliser sans problème. Le meilleur exemple est celui des exploitations opérées par des sociétés Chinoises à travers le monde, mais dont la production brute ou semi raffinée est systématiquement transférée en Chine pour raffinage final et exploitation.
Il faut rappeler à ce titre que la Chine est le plus grand producteur mondial de véhicules électriques, de panneaux solaires, et d’éoliennes, dont les composants à base de métaux rares sont aussi à 80% entre les mains des sociétés chinoises, y compris à travers plusieurs dizaines de milliards de dollars d’investissement dans ce domaine.
La raison est simple : en 2022 la part des applications dans le secteur des énergies renouvelables est de 56% pour le lithium, 40% pour le cobalt, 16% pour le nickel, entrainant un accroissement de la demande de 30% en lithium, 17% en cobalt, et 6% en nickel sur les 5 dernières années. Cette demande a entrainé un accroissement des investissements pour les terres rares de 20% en 2021 et 30% en 2022, avec un record de 1,6 milliards de dollars.
Source : https://www.energymagazinedz.com/?p=3151
