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SEPARATION DES ETR

La séparation des éléments de terres rares (REE) est la troisième et dernière étape de la fabrication de composés de terres rares à partir de minerai. Les ETR se rencontrent invariablement dans la nature et, par conséquent, tout minerai de terres rares contient plusieurs ou la plupart des 17 ETR en quantités variables. Par conséquent, lorsqu’un concentré de terres rares (REC) est produit, il existe un mélange de terres rares qui doit être encore affiné en éléments individuels, qu’il soit sous forme d’oxyde ou de métal, avant de pouvoir être appliqué dans leurs divers produits finaux.

Pour parvenir à un CER, la première étape est la valorisation où les minéraux naturels contenant des terres rares disséminées dans le minerai sont libérés par concassage et broyage, puis concentrés par flottation, magnétisme et autres moyens en fonction de leurs propriétés physiques. La deuxième étape est l’hydrométallurgie, méthode de traitement dans laquelle le concentré minéral résultant de la valorisation est décomposé à l’aide d’agents thermiques et chimiques. Bien que l’hydrométallurgie varie d’un projet à l’autre, les deux étapes sont relativement simples et relativement réalisables avec les méthodes classiques, en fonction du minerai de terres rares concerné. Néanmoins, cela dépend des coûts, de l’échelle, de la réglementation environnementale, de l’infrastructure et des moyens permettant de choisir la combinaison optimale d’enrichissement et d’hydrométallurgie pour tout projet.

Ces deux étapes n’ont qu’une capacité limitée à différencier les terres rares individuelles et se font souvent au détriment d’une récupération globale importante. La raison en est que les propriétés chimiques des terres rares ne s’écartent pas de manière significative les unes des autres. Par conséquent, la purification et la séparation de chaque REE sont extrêmement fastidieuses et nécessitent plusieurs processus, la majorité des installations de traitement de ce type étant situées en Chine. Une raffinerie de terres rares comprend souvent de nombreuses étapes consécutives, chacune se traduisant par une amélioration minutieuse du flux complexe de terres rares, le cycle de traitement global prenant beaucoup de temps.

SÉPARATION ACTUELLE

Aujourd’hui, l’extraction par solvant à contre-courant est généralement reconnue comme la technologie commerciale la plus appropriée pour séparer les terres rares. L’étape clé du processus d’extraction est la sélection d’un solvant approprié associé à des conditions d’extraction appropriées. Une extraction et une séparation efficaces sont peu susceptibles d’être réalisées en une seule étape; il est donc nécessaire de préparer une solution aqueuse contenant le REE et d’extraire cette solution à plusieurs reprises avec un solvant organique. Cela fait de l’acide et de la base les principaux consommables du processus d’extraction au solvant, et la solution acide de terres rares épuisées devient l’une des principales sources de pollution. En utilisant cette méthode, une usine produisant plusieurs produits de terres rares uniques peut contenir des centaines d’étapes de mélange et de décantation. Par conséquent, de nombreuses étapes de séparation sont généralement nécessaires pour obtenir un produit pur. Aspects inhérents à la technique d’extraction par solvant:

Grande quantité de solvants organiques et inorganiques dans le schéma de traitement
Ajustement chimique basé sur la distribution de concentré de terres rares
Installations chimiques à coût élevé

Procédé d'extraction par solvant de terres rares

Figure 1: Exemple de coûts des installations d’extraction par solvant

CompanyProjectLocation
(SX Plant)
Separation Plant CAPEX (M$)Capacity
(REO tpy)
CurrencyStatusSeparation Capability
LynasMount WeldMalasian/a122,000AUDBuiltLa, Ce, Nd/Pr, M&HREE con
MolycorpMountain PassUSAn/a240,000USDBuiltLa, Ce, Nd/Pr, M&HREE con
FrontierZandkopsdriftSouth Africa49820,000USDPEA 2012All REO, Ho+Er+Tm+Yb con
AvalonNechalachoUSA42310,000CADFS 2013All REO, Ho+Er+Tm+Yb con
ArafuraNolan’s BoreUSA12920,000AUDPFS 2012La, Ce, Pr-Nd, M&HREE con
PeakNguallaTanzania4910,000USDPFS 2014La, Ce, Pr-Nd, M&HREE con
QuestStrange LakeCanada19010,000CADPEA 2014All REO
  Average258    

1Built & Operational (only phase 1 for 11,000 tpy was commisioned). SX cost estiamted at $200M-$400M$
2Modernization and expansion of existing mine and infrastructure. Designed for 40K, current Production target approx 19K tpy. SX cost estimated at $400-$800M

Lecture scientifique sur l’extraction par solvant:

Terres rares dans les médias: