juin/juillet 2014

Une évaporation rentable

Le Groupe Enirgi et l’équipe d’ADY Resources sont déterminés, avec leurs opérations d’extraction de saumure dans les lacs salés argentins, à offrir un lithium de qualité batteries lorsque le marché du véhicule électrique prendra enfin son envol

Par Pierrick Blin and Antoine Dion-Ortega

AADY Resources et sa société mère canadienne, Enirgi Group, sont en voie de récolter les fruits de dures années de labeur, de patience, de persistance et de développement technologique dans les lacs salés argentins – les salares. Ils souhaitent maintenant mettre un pied dans le marché mondial du lithium, grâce à la construction d’une usine qui devrait produire 25 000 tonnes de carbonate de lithium dès 2017.

Sur la route qui traverse la province argentine de Salta jusqu’à la frontière chilienne, le seul obstacle qui retarde la conduite sont les troupeaux de lamas, massés çà et là sur les côtés.

Il faut quatre heures pour faire le trajet de la capitale provinciale Salta au Salar del Rincón – une étendue de roche acérée brune et blanche de quelque 400 000 hectares. Il se trouve au coeur du « triangle du lithium » (voir encadré) qui – coincé entre les chaines de volcans andins à la jonction de l’Argentine, du Chili et de la Bolivie – concentre la plupart des salares d’Amérique du sud.

Il y a quinze ans, Daniel Galli, un membre des premières heures d’ADY, se concentrait sur les ressources de sulfate de sodium dans le Salar del Rincón, où il avait consolidé plusieurs concessions. La ruée vers le lithium qui a commencé aux alentours de 2004 l’a incité à rectifier le tir. Le prix du carbonate de lithium, qui était inférieur à 2000 $USD par tonne en 2000, a bondi grâce à la demande croissante de batteries au lithium sur le marché des appareils électroniques. Quand il a atteint son pic à 7500 $USD par tonne en 2007, M. Galli développait un procédé d’extraction de lithium avec Admiralty Resources, qui manquait toutefois de financement pour aller plus loin. Mais le projet attirait déjà l’attention d’autres investisseurs.

Fin 2009, le projet a été acquis par le groupe privé australien Sentient, qui se spécialisait dans les ressources naturelles. Le marché s’est depuis stabilisé à 5000 ou 6000 $USD par tonne, avec une production mondiale rattrapant rapidement la demande, qui atteint maintenant les 217 000 tonnes par an. La firme de recherche Roskill estime que le chiffre pourrait grimper à 238 000 dès 2017. Si l’on ajoute l’annonce récente du fabricant automobile Tesla, qui prévoit investir 5 milliards $USD dans une usine d’ici 2020, le potentiel de croissance semble évident. À lui seul, le fabricant californien pourrait produire plus de batteries au lithium que ce qui s’est produit mondialement en 2013.

« C’est une bonne nouvelle pour l’industrie, mais cela signifie aussi que des décisions importantes attendent les producteurs si l’on veut que le “génie du lithium” sorte de la bouteille », a commenté Wayne Richardson, président et chef de direction au Groupe Enirgi. « Dans la course pour approvisionner les projets tels celui de Tesla, les producteurs doivent investir massivement dans la définition de leur ressource – ceux qui ne le feront pas perdront au profit des sociétés ayant démontré des technologies tirant les coûts vers le bas, des gisements durables et l’expertise pour acheminer leur produit sur le marché. »

Poussières de volcan

La richesse des salares provient des montagnes de la région. « Le lithium est présent dans les roches volcaniques environnantes, ignimbrite et tufs anormalement riches en lithium avec des taux pouvant atteindre 70 ppm », explique Sergio Lopez, géologue consultant et gérant d’IMEX Salta S.R.L. Depuis deux millions d’années, ces roches libèrent, sous l’effet de l’érosion, les minéraux qu’elles contiennent, dont les ions de lithium. Transportés par la pluie, ceux-ci viennent terminer leur course dans ces vallées sans issue. Les minéraux s’accumulent ainsi et, sous l’effet de l’évaporation, se concentrent à des niveaux de l’ordre de 0,1 %. Dans ce mélange se retrouvent aussi le magnésium, le potassium et le chlorure de sodium, qui finissent par former un salar – une énorme éponge poreuse imbibée de saumure.

Chaque salar présente des caractéristiques uniques. Les plus matures, dont la saumure présente une bonne concentration de minéraux, ont une couleur brune et une surface de cristaux de sel extrêmement acérés, tandis que les plus jeunes ont une surface lisse, d’un blanc immaculé, et ressemblent à de vastes patinoires.

Les producteurs dans le « triangle du lithium » cherchent les formations les plus poreuses, dont la saumure peut être aisément pompée, à la manière d’un réservoir de pétrole. L’homogénéité est également un atout. Enfin, de faibles concentrations de magnésium sont préférables, car elles limitent le coût de séparation des éléments indésirables.

Le Groupe Enirgi a consolidé les concessions du Rincón, un salar mature de quelque 1000 mètres de profondeur présentant une concentration de lithium de 0,045 %, ce qui est inférieur à d’autres salares de classe mondiale telle l’Atacama (0,14 %), mais demeure plus élevé que beaucoup d’autres dans la région, et à un coût d’extraction moindre, selon Enirgi.

En 2011, Sentient a transféré la propriété et la direction de ses actifs dans le lithium à sa filiale canadienne, le Groupe Enirgi – un geste précurseur pour le financement de la première expansion de l’usine.

La même année, Enirgi a lancé son usine pilote afin de raffiner son procédé avant de passer à la production à plus grande échelle. Les échantillons sont continuellement testés pour qu’ils répondent aux différentes spécifications des clients nord-américains, asiatiques, européens et argentins. Enirgi prévoit de construire son usine commerciale en 2015 et de lancer la production en 2017.

Un long nettoyage

Vu du ciel, un projet d’exploitation de lithium pourrait être confondu avec une station balnéaire exotique, avec de belles piscines bleues et vertes creusées côte à côte au centre d’un lac cristallin cerné de spectaculaires chaînes de montagnes.

Pour extraire la saumure pour l’usine pilote, ADY a creusé à un mètre de profondeur une série de tranchées de 30 par 100 mètres, appelés étangs naturels, où la saumure suinte et se concentre. Par contre, pour pouvoir alimenter la future usine de traitement à grand volume, il faudra creuser cinq à dix puits de 20 à 60 mètres pour pomper suffisamment de saumure. L’eau recueillie est envoyée dans les piscines, où le soleil et le vent se chargeront d’accélérer le processus d’évaporation, augmentant à chaque fois sa concentration en lithium. Une partie des minerais indésirables, moins solubles, précipitent éventuellement et décantent au fond, exactement comme dans un verre d’eau saturé de sel et oublié sur le comptoir.

Le premier défi du processus de traitement, c’est le magnésium, que l’on extrait en grande partie avec de la chaux, avec lequel il précipite. Dans le processus original, le calcium et le magnésium restants se lient avec le sulfate de sodium et sont ensuite pressés à travers un filtre, qui les capture. Il en résulte de grands panneaux de gypse contenant de l’hydroxyde de magnésium. « C’est le résidu le plus dangereux du processus! », s’exclame Carlos Galli, le fils de Daniel Galli et le directeur général des opérations pour ADY Resources, en effritant le matériau de ses mains nues. « Et ce n’est pas dangereux. » Cependant, dans l’usine commerciale, le processus de filtrage sera amélioré de sorte qu’on n’aura plus besoin du sulfate de sodium, ce qui réduira les coûts.

Enfin, on capture le lithium en chauffant la saumure à 90 degrés Celsius et en y ajoutant du carbonate de sodium. À cette température, le lithium remplace le sodium en se liant au carbonate et précipite. Après séchage, on obtient du carbonate de lithium, semblable au sel de table. « Le carbonate de lithium est en fait une manière sure et efficace de transporter le lithium métallique », affirme Carlos Galli. « L’ensemble du procédé permet de passer d’une concentration de lithium de 0,045 % à la source à 18 % dans le produit final. »

Dans ce procédé, le produit secondaire le plus abondant est le chlorure de sodium – du sel de table. Il n’est toutefois pas question d’écouler ce produit sur les marchés. Les communautés locales, d’où provient la majorité des 160 employés de la société, produisent déjà du sel à partir des salares depuis des siècles. Un compétiteur industriel à proximité serait fatal à leur marché artisanal. « Nous ne voulons pas leur nuire, et c’est pourquoi nous ne considérons pas le sel comme une opportunité d’affaires », dit Carlos.

Le produit final

ADY produit trois types de carbonate de lithium, lequel est exportés dans des sacs de 700 kg, la plupart du temps à des fabricants de verre, de céramique et de batteries. Les carbonates que produit ADY sont tous purs à 99 %, mais la composition du dernier 1 % d’impuretés varie en fonction du client. Les producteurs de batteries sont particulièrement tatillons. « Pour les batteries d’automobiles, le niveau de qualité est beaucoup plus élevé », explique Carlos. « La concentration [préférée] atteint 99,3 %, et même 99,5 %. Le secret est dans la distribution des impuretés. » En plus du magnésium, les impuretés comprennent le calcium, le sodium, le potassium et le bore. Bien que tous les clients de l’industrie préfèrent un minimum d’impuretés, les producteurs de batteries ont des normes plus élevées que ceux du verre ou de la céramique. La « teneur batterie » nécessite donc une étape de raffinage supplémentaire.

Cela fait maintenant sept ans qu’ADY améliore son processus d’extraction. En 2012, après des investissements substantiels, ADY a produit ses premiers sacs de carbonate de lithium, augmentant progressivement sa production. L’objectif est de construire, d’ici 2017, une usine d’une capacité de 25 000 tonnes, à un coût minimal de 200 millions $US – et d’ainsi se hisser parmi les trois premiers producteurs mondiaux.

Étape par étape

L’usine pilote était primordiale pour optimiser le procédé à l’essai : elle a démontré qu’il était nécessaire d’y apporter certains changements avant de se lancer dans une production à grande échelle. « Elle est comme une petite école », illustre Carlos Galli. « Les étapes intermédiaires que nous traversons en ce moment nous permettent de prendre notre temps, et de bien faire les choses par la suite. »

C’est la raison pour laquelle Enirgi a décidé de construire une usine de démonstration pour valider son nouveau procédé et démontrer qu’il est adapté à la production de volumes plus élevés. Construite à Sydney, en Australie, l’usine sera expédiée au Salar del Rincón au début de l’année prochaine pour être testée dans son nouvel environnement. Avec à la fois le processus et l’ingénierie, ADY s’assurera qu’elle peut rivaliser avec les acteurs mondiaux de la région, tels SQM et FMC, qui ont déjà des usines produisant 45 000 et 23 000 tonnes par an respectivement.

Un petit marché qui grandit vite

man holding lithium

Comprenant le nord du Chili et de l’Argentine ainsi que le sud de la Bolivie, le « triangle du lithium » désigne un ensemble de hauts plateaux andins arides où se retrouvent un nombre impressionnant de salares à forte concentration de lithium. Un rapport du Geological Survey américain de 2014 estime que plus de 45 % des ressources mondiales de lithium y sont situées. Le Chili à lui seul représente près de 33 % de la production mondiale.

Le marché mondial du lithium a explosé en 2004. Pourtant, il demeure un marché négligeable, atteignant à peine le milliard $USD. Les exportations de lithium du Chili valent un peu plus de 200 millions $USD, ce qui n’équivaut même pas à 0,5 % de ses exportations de cuivre.

Sans compter que le lithium commence à être exploité à partir des roches pegmatites granitiques. Au Québec seulement, deux mines de lithium sont déjà lancées, soit Québec Lithium et Nemaska Lithium. « Il est encore économique de produire à partir des salares, » affirme Sergio Lopez, géologue consultant et gérant d’IMEX Salta S.R.L. « Par contre, les coûts de production du lithium de roche baissent et pourraient éventuellement les concurrencer. »

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