Comment envisager la DLE pour les nouvelles installations d'extraction de lithium

Par John Peichel, développeur de marché mondial chez Veolia Water Technologies & Solutions

Le monde a longtemps eu besoin du lithium pour son rôle dans les médicaments délivrés sur ordonnance, dans le renforcement des céramiques, dans l'alimentation des batteries rechargeables et en tant qu'additif dans les lubrifiants et les adhésifs. Cette année, la valeur du lithium a explosé, en raison du besoin croissant de batteries pour les véhicules électriques (VE).

C'est rapidement devenu l'utilisation la plus courante du lithium, ce qui a modifié l'activité minière. La demande est si forte que les usines qui produisent habituellement des céramiques redéfinissent leurs priorités et extraient plutôt du lithium pour les batteries des véhicules électriques. Selon Benchmark Mineral Intelligence, le prix du lithium en août 2022 était de 59 928 $ par tonne métrique, soit près de dix fois plus que le coût en août 2020.

La demande ne montrant aucun signe de ralentissement, de plus en plus d'organisations et de pays souhaitent obtenir leur part de ce marché en pleine expansion. L'Australie, l'Amérique latine et la Chine ont produit 98 % du lithium en 2020, et la production devrait augmenter de 20 % par an, de plus en plus de régions intensifiant leurs activités d'extraction.

Les États-Unis ont à la fois la possibilité et le désir d'étendre leurs initiatives en matière d'exploitation des ressources en lithium.Selon l'Institute for Energy Research, les États-Unis produisent moins de 2 % de l'offre annuelle mondiale de lithium, et le gouvernement incite les organisations à saisir l'opportunité du marché. Par exemple, le département de l'énergie (DOE) a alloué 2,8 milliards de dollars de subventions dans le cadre de l'Infrastructure Investment and Jobs Act (IIJA) aux 20 entreprises de fabrication et de transformation pour des projets dans les 12 États.

Comment les développeurs de lithium peuvent-ils faire avancer leurs projets rapidement face à l'augmentation constante de la demande de VE (et, bien sûr, de batteries pour VE) ? Découvrons comment la technologie modifie l'extraction du lithium, ce qui constitue un résultat positif et comment Veolia Water Technologies & Solutions peut s'assurer que les développeurs atteignent ces résultats.

La DLE expliquée

La méthode conventionnelle d'extraction du lithium utilise des bassins d'évaporation, qui occupent une surface importante. Le processus peut avoir des rendements modestes, prend généralement 18 à 24 mois et a souvent un impact sur l'environnement local.

Un procédé plus récent appelé extraction directe du lithium (DLE) gagne en popularité car, pour de nombreux sites, il est plus rentable que la méthode d'évaporation, produit généralement un rendement en lithium plus élevé et nécessite beaucoup moins de temps de traitement. Par conséquent, la DLE est en train de changer la donne et pourrait contribuer à assurer un approvisionnement en lithium plus durable aux États-Unis, réduisant ainsi la nécessité de recourir aux importations. Selon The Nature Conservancy, les États-Unis contigus possèdent suffisamment de lithium pour approvisionner potentiellement le monde pendant plus d'un siècle.

La DLE réduit l'incertitude et le risque tout en réduisant les délais des projets, mais sa réussite requiert toujours un partenaire expérimenté. Veolia travaille en collaboration avec les promoteurs miniers afin de réduire les délais et les coûts liés à la fourniture de services multiples. En outre, Veolia peut travailler avec toute configuration nécessaire pour aider les projets à atteindre leurs objectifs et gérer les défis complexes de la chaîne d'approvisionnement.

Le succès au rendez-vous

Les développeurs de lithium rivalisent avec d'autres projets pour obtenir des capitaux et veulent montrer qu'ils peuvent obtenir des résultats supérieurs en termes d'efficacité, de rendement plus élevé et de réduction de l'utilisation de l'eau. Cependant, chaque source de lithium est unique et chaque procédé de DLE nécessite des étapes de traitement spécifiques avant et après la DLE pour obtenir la qualité d'éluant souhaitée.

Les développeurs veulent obtenir le plus haut degré de rendement en lithium et un éluant d'une grande pureté au coût le plus bas possible. Le processus de DLE fait appel à une chimie complexe qui nécessite la technologie appropriée et la capacité de mettre en œuvre la meilleure série d'étapes de traitement. La technologie peut renforcer les modèles d'entreprise, améliorer les opérations et maximiser la rentabilité et le retour sur investissement en maintenant les dépenses à un niveau peu élevé.

La meilleure façon d'assurer la réussite d'un projet est d'en assouplir le calendrier, d'atténuer les risques et d'être suffisamment souple pour s'adapter à des changements potentiels, et ce à tous les niveaux. Cependant, ce n'est pas une tâche facile car la DLE présente des contraintes, notamment en ce qui concerne la gestion de l'équilibre hydrique. Les saumures existent dans les régions sèches où il n'y a pas beaucoup d'eau douce, ce qui est nécessaire pour faire fonctionner la plupart des procédés DLE. Par exemple, de l'eau à faible teneur en matières dissoutes totales (MDT) est utilisée pour déplacer la saumure de lithium à haute teneur en MDT hors de la résine avant l'élution du lithium. Dans certains cas, ces tâches peuvent représenter plus de 80 % des besoins en eau douce.

Le rôle de Veolia dans la DLE

Le nombre de pièces mobiles dans la DLE est si important qu'il faut travailler dur pour s'y atteler seul. Veolia peut s'associer à ces initiatives en contribuant à la purification, à la concentration et à la conversion du chlorure de lithium en carbonate de lithium ou en hydroxyde de lithium. Le traitement peut être personnalisé en fonction de l'investissement ou de la manière dont le développeur choisit d'exploiter le processus DLE.

Veolia peut recycler l'eau de l'étape de concentration du lithium, récupérer l'eau des technologies thermiques et même participer au traitement de l'éluant en utilisant des membranes uniques conçues pour éliminer le calcium, le magnésium et le sulfate du flux de lithium. Veolia peut également préconcentrer la saumure par osmose inverse, ce qui permet de réduire de 90 % l'eau qui doit être libérée par évaporation pour former le lithium final.

Le processus de DLE peut s'avérer compliqué, mais Veolia a acquis une grande expérience en aidant les promoteurs à faire des compromis techniques, à s'attaquer aux questions liées à l'ESG et à simplifier les opérations. Découvrez les capacités DLE de Veolia et la façon dont ces produits et services peuvent vous accompagner dans votre projet.