Recherche et développement du gouvernement fédéral

Personne-ressource
Yves Thibault, Ph. D. (CanmetMINES)

Collaborateurs du gouvernement
Commission géologique du Canada, Ressources naturelles Canada (RNCan); Centre de recherche sur l’énergie, les mines et l’environnement, Conseil national de recherches Canada

Résumé du projet : Les pegmatites Li-Cs-Ta du Canada représentent la plus importante source minérale de lithium, alors que les aluminosilicates réfractaires (alpha-spodumène, pétalite) sont les principales phases porteuses. Les approches à forte intensité énergétique pour récupérer le lithium à partir de ces minéraux comprennent un traitement thermique initial à plus de 1 000 °C pour induire une transition de phase qui favorisera l’échange de lithium lors d’une seconde étape de cuisson acide (environ 250 °C). Une étude récente a relevé des facteurs de propriétés cristallines qui peuvent améliorer considérablement l’échange de lithium à une température beaucoup plus basse. Cela offre la possibilité de mettre au point un procédé de décomposition des aluminosilicates de lithium écoénergétique, sans l’étape classique du traitement thermique initial.

Objectifs du projet : Optimiser et adapter cette approche innovante en une étape aux concentrés provenant de pegmatites Li-Cs-Ta et, en collaboration avec notre partenaire industriel, explorer les possibilités d’intégration dans un schéma de traitement plus développé et exhaustif. La recherche se concentre également sur la détermination préalable de stratégies de raffinement pour augmenter la pureté de la solution-mère de lixiviation de lithium en vue de la production des précurseurs de batterie requis. Le potentiel de ce nouveau procédé de décomposition des minéraux réfractaires de lithium réduira considérablement la consommation d’énergie et aura un effet important sur la l’atténuation des risques liés au schéma de traitement durant l’extraction pour les projets de lithium à base de pegmatite au Canada.

Chef de projet / personnes-ressources
Tony Di Feo, Ph. D., responsable (CanmetMINES); Maziar Sauber, Ph. D. (CanmetMINES);
Shahrokh Shahsavari, Ph. D. (CanmetMINES)

Collaborateurs du gouvernement
CanmetMATÉRIAUX, Conseil national de recherches Canada

Résumé du projet : Ce projet vise à développer des procédés de remplacement pour la production de lithium à partir de ressources canadiennes. Les études sur le développement du procédé qui sont requises pour chaque ressource ont diverses portées et dépendent principalement des études de base disponibles sur la minéralogie et les études sur le développement de procédés. Elles ont tous en commun les défis liés au spodumène (phase de transformation, récupération du lithium, paramètres, etc.), la gestion des roches stériles, le contrôle de la qualité du concentré final, l’augmentation de la teneur et de la récupération, et le rejet des minéraux ferrifères.

Personne-ressource
Chae-Ho Yim (Conseil national de recherches Canada [CNRC])

Résumé du projet : Selon le United States Geological Survey, plus de 55 % du nickel extrait dans le monde est destiné à l’industrie de l’acier inoxydable, et seulement 10 % à un produit chimique. Cela a créé un goulot d’étranglement intermédiaire dans la chaîne d’approvisionnement pour l’adoption des véhicules électriques, car la plupart des batteries au lithium-ion préférées en Amérique du Nord sont des cathodes à haute teneur en nickel. Le CNRC propose une approche intégrée par laquelle une nouvelle chimie des cathodes basée sur le Ni-Fe est mise au point et dérivée de la fonte de nickel de première fusion ou du ferronickel convertis en un produit intermédiaire pour les précurseurs de cathodes.

Objectifs du projet : Déterminer la faisabilité de la fonte de nickel de première fusion ou du minerai de ferronickel pour la production de matériaux de batterie et pour trouver les impuretés critiques qui affectent la synthèse des matériaux, et concevoir des expériences à l’échelle du laboratoire pour synthétiser les matériaux de batterie.

Personne-ressource
Marc Duchesne, Ph. D. (CanmetÉNERGIE)

Collaborateur du gouvernement
Conseil national de recherches Canada

Résumé du projet : La purification du graphite a eu l’effet d’un goulot d’étranglement pour la chaîne de valeur du graphite au Canada. Malgré la richesse du Canada en ressources de graphite et la demande mondiale croissante, les progrès sont au point mort en raison des charges environnementales réelles ou perçues qui sont associées à la purification, et du savoir-faire technique limité.

Une première évaluation techno-économique et une analyse du cycle de vie réalisées par RNCan et ses partenaires indiquent que la purification électrothermique du graphite à plus de 99,9 % dans un lit fluidisé peut s’avérer valable et n’avoir que des répercussions mineures sur l’environnement.

Ce projet fournira un savoir-faire technique, par l’intermédiaire de publications et de la mobilisation des intervenants, basé sur des expériences avec un lit fluidisé, soutenu par la modélisation et la caractérisation du graphite purifié. Des évaluations économiques et environnementales fiables seront également produites pour soutenir les décisions en matière de politique, de réglementation et d’investissement.

Objectifs du projet : Stimuler des investissements supplémentaires dans la purification du graphite propre au Canada, notamment dans le cadre d’un projet pilote pour un système de purification électrothermique sur lit fluidisé, afin de commercialiser le graphite vert.

Personne-ressource
Konstantin Volchek, Ph. D. (CanmetMINES), Matthew Hudder (CanmetMINES)

Collaborateurs du gouvernement
Conseil national de recherches Canada (CNRC), Commission géologique du Canada (CGC), CanmetÉNERGIE

Résumé du projet : L’avancement des technologies permettant de récupérer économiquement le lithium à partir de grands volumes d’eau à faible concentration constitue un défi important et permettrait d’augmenter la production de lithium au Canada.

Objectifs du projet : Répondre à ce défi en déterminant les réserves canadiennes prometteuses de saumures chargées de lithium et en élaborant de nouvelles technologies de séparation pour améliorer la récupération du lithium, en mettant l’accent sur les saumures provenant d’applications géothermiques et pétrolières.

Les participants au projet (CanmetÉNERGIE, CanmetMINES, la CGC et le CNRC) effectueront des études de faisabilité à l’aide d’échantillons de saumures d’origine afin d’évaluer le rendement des technologies dans les schémas d’extraction directe du lithium.

La recherche permettra de réduire la demande d’énergie, de diminuer la complexité et d’améliorer la séparation du lithium par rapport aux procédés existants. Une analyse techno-économique sera réalisée et pondérée par rapport aux résultats expérimentaux. Cela permettra de créer un schéma de traitement optimisé et de démontrer la viabilité économique d’une exploitation à l’échelle commerciale.

Les synergies déterminées comprennent l’intégration avec les ressources géothermiques de l’Alberta afin de fournir à la fois une solution technologique verte et une production à valeur ajoutée grâce à la production d’énergie excédentaire.

Les résultats des études de faisabilité seront examinés par CanmetMINES et les technologies les plus prometteuses seront sélectionnées pour être intégrées dans un procédé optimisé. Ce projet s’attaquera à certains des obstacles les plus importants à l’augmentation de la production de lithium à partir de sources de saumures (c.-à-d., l’accès au capital pour l’élaboration de nouvelles technologies, la mise au point de procédés à des stades précommerciaux et l’établissement de chaînes de procédés minéraux critiques robustes).

Personne-ressource
Jason Hattrick-Simpers, Ph. D. (CanmetMATÉRIAUX)

Résumé du projet : Les procédés classiques disponibles pour transformer le carbonate de lithium en produit de qualité batterie sont complexes et la formation de cristaux de carbonate de lithium pur est un défi. Cela signifie que de multiples itérations du raffinage sont nécessaires, ce qui entraîne un coût de traitement important.

Le professeur Jason Hein de l’Université de la Colombie-Britannique a créé une nouvelle technologie d’extraction de saumure couplée à un procédé de cristallisation directe du carbonate de lithium, soit le premier de sa catégorie ayant la capacité de produire du carbonate de lithium de qualité batterie (pureté supérieure à 99,95 %) à partir d’une saumure d’eau souterraine particulière découlant d’un exercice de démonstration du bien-fondé de la conception de trois ans. Cela a débouché sur une usine-pilote à grande échelle qui est opérationnelle aux États-Unis.

Ce concept démontré avec succès fournit un modèle pour une nouvelle technologie potentiellement générique, qui pourrait être adaptée à presque toutes les charges d’alimentation de lithium, en se concentrant initialement sur les sources canadiennes particulières que sont les saumures des gisements pétrolifères ainsi que l’eau des effluents des opérations de recyclage des batteries.

Objectifs du projet : Créer des solutions adaptées pour la récupération et le raffinage du lithium, qui seront capables de fournir un matériau d’une pureté supérieure à 99,95 % en termes de dépenses en capital et d’exploitation et dont l’impact environnemental sera supérieur à celui des installations existantes. Les solutions prometteuses seront testées en vue de leur commercialisation.

Personne-ressource
Babak Shalchi Amirkhiz, Ph. D. (CanmetMATÉRIAUX)

Résumé du projet : En fin de vie, les batteries au lithium-ion peuvent être recyclées par des procédés pyro-métallurgiques où seuls les métaux lourds, dont le cobalt, le nickel et le manganèse, sont récupérés. Au cours de ce procédé, la chaleur brûle généralement les matières plastiques, les sels de lithium et le graphite. Le graphite est évalué à environ 10 000 $ par tonne et devient normalement un combustible. L’introduction de pratiques plus récentes et circulaires (p. ex., l’hydrométallurgie) offre la possibilité de récupérer le graphite des anodes.

Objectifs du projet : Établir une méthodologie pour le recyclage du graphite et l’amélioration de sa pureté à 99,95 % à partir de vieilles batteries au lithium-ion, en utilisant des procédés pyro-métallurgiques et hydrométallurgiques, qui permettra aussi d’élaborer une méthodologie en vue d’une évaluation rapide et fiable de l’aptitude du graphite recyclé à être réutilisé dans les batteries au lithium-ion.

Personne-ressource
Régis Chenitz, Ph. D. (Conseil national de recherches Canada)

Résumé du projet : Malgré les problèmes d’approvisionnement prévus concernant le graphite — soit le principal composant des anodes de batterie — peu d’efforts sont déployés pour recycler ce minéral critique.

Objectifs du projet : L’établissement d’un procédé de recyclage du graphite qui est industriellement évolutif et qui peut jouer un rôle important dans la production future de minéraux critiques au Canada. Composantes du projet : une étude de l’extraction du graphite de la masse noire ou des résidus de lixiviation des électrodes de vieilles batteries; l’examen de l’incidence des procédés d’extraction sur la chimie et la morphologie du graphite; et une étude de divers traitements mécaniques, thermiques et chimiques visant à restaurer les propriétés électrochimiques du graphite. Le projet se concentrera sur des approches facilement évolutives et directement transférables au secteur commercial. Il s’agira de la première démonstration à moyenne échelle du recyclage du graphite au Canada, ce qui ouvrira aux entreprises canadiennes de nouvelles possibilités de mettre au point cette partie importante de la chaîne de valeur des batteries.

Personne-ressource
Rory Cameron, Ph. D. (CanmetMINES)

Collaborateur du gouvernement
Conseil national de recherches Canada

Résumé du projet : On estime que les résidus riches en pyrrhotite à Sudbury, en Ontario, présentent une valeur de 8 à 10 milliards de dollars en nickel récupérable; le traitement de ce matériau pourrait constituer une nouvelle source importante de sels de sulfate de nickel et de cobalt qui pourraient être utilisés pour aider à établir une chaîne d’approvisionnement pour la fabrication de batteries destinées aux véhicules électriques au Canada. Des travaux antérieurs menés à CanmetMINES ont démontré qu’il est techniquement possible d’extraire le nickel et le cobalt en utilisant la technologie de lixiviation bactérienne. Une évaluation techno-économique de portée générale a été utilisée pour déterminer les principaux facteurs de coût des dépenses en capital et d’exploitation. Ce projet s’attaquera directement à ces principaux facteurs de coût afin de réduire les dépenses en capital et d’exploitation, et d’améliorer l’économie du procédé. En modifiant les conditions du procédé, il sera possible d’utiliser de nouveaux résidus de procédé dans les matériaux de remblayage et d’améliorer le rendement de la culture microbienne en utilisant des techniques génomiques avancées.

Chef de projet / personnes-ressources
Tony Di Feo, Ph. D., responsable (CanmetMINES); Maziar Sauber, Ph. D. (CanmetMINES); Shahrokh Shahsavari, Ph. D. (CanmetMINES)

Collaborateurs du gouvernement
Conseil national de recherches Canada; Industrie, Tourisme et Investissement au gouvernement des Territoires du Nord-Ouest

Résumé du projet : La mine de Cantung est une mine de tungstène de classe mondiale qui a fait faillite en raison de la baisse des prix des produits de base. Le site fait maintenant l’objet d’un partenariat entre Relations Couronne-Autochtones et Affaires du Nord Canada et le gouvernement des Territoires du Nord-Ouest en vue de la réactivation de la mine et de s’assurer que le site est efficacement restauré. Ce projet examine comment retraiter les résidus qui se trouvent actuellement dans des bassins de résidus situés en amont d’une rivière importante qui se jette dans un parc national se trouvant dans une région sismique active.

Objectifs du projet : Établir des options de retraitement afin d’atténuer les défis environnementaux et opérationnels liés à la remise en service de la mine de Cantung.

Ce projet produira un schéma techniquement réalisable ainsi qu’une analyse techno-économique.

Personne-ressource
Julie Deriaz (CanmetMINES)

Collaborateur du gouvernement
Commission géologique du Canada

Résumé du projet : Il existe des lacunes importantes dans la caractérisation de la valeur potentielle contenue dans les résidus miniers au Canada. Ce projet vise à mettre au point un outil complet permettant de répertorier et de classer les résidus miniers abandonnés du Canada en fonction de leur potentiel d’extraction de minéraux critiques, d’atténuation des responsabilités et de capture de carbone. On entreprendra également l’établissement d’un cadre initial afin de comparer les sources primaires aux sources secondaires pour la production de minéraux critiques et on évaluera un cadre initial de protocole d’échantillonnage en vue de définir les déchets miniers comme une ressource conforme au Règlement 43-101. Ce projet englobe également la réalisation de projets d’échantillonnage de résidus sur des sites ciblés de cas d’utilisation afin de tester et de valider les cadres et les méthodologies proposés.

Chef de projet / personnes-ressources
Tony Di Feo, Ph. D., responsable (CanmetMINES); Maziar Sauber, Ph. D. (CanmetMINES); Shahrokh Shahsavari, Ph. D. (CanmetMINES)

Collaborateur du gouvernement
CanmetÉNERGIE

Résumé du projet : Un important stock historique de graphite synthétique situé sur un site industriel désaffecté à Welland, en Ontario, contient 0,5 million de tonnes de matériau d’une pureté de 70 à 99,7 %. Si elle était produite à partir de sources primaires, cette quantité nécessiterait un gisement de 11,65 millions de tonnes pour égaler la quantité du graphite contenu sur ce site. Sur la base d’une économie de carbone de 1 à 5,56 par tonne, jusqu’à 64 millions de tonnes métriques d’émissions de dioxyde de carbone peuvent potentiellement être économisées en tant que déchets pouvant être transformés en produits utiles, tels que les anodes de batteries électriques. La quantité de graphite contenue dans une batterie de véhicule électrique (VE) étant généralement comprise entre 25 et 70 kilogrammes par véhicule, ce gisement pourrait produire plus de 7 millions d’anodes.

Objectifs du projet : Développer un procédé de récupération du graphite à partir de ce site de déchets afin de produire un matériau adapté aux anodes des batteries de VE.

Personne-ressource
Charbel Atallah, Ph. D. (CanmetMINES); Konstantin Volchek, Ph. D. (CanmetMINES)

Collaborateur du gouvernement
Conseil national de recherches Canada

Résumé du projet : Le projet vise à établir une analyse de rentabilisation pour l’établissement et l’évaluation d’un nouveau procédé hybride de traitement de l’eau aux fins suivantes :

1. La récupération des minéraux critiques, y compris le cuivre et le nickel, à partir des effluents de recirculation, tout en examinant les effets du recyclage de l’eau sur la récupération et la séparation des minéraux critiques (par l’intermédiaire des particules fines et des ultrafines) provenant des opérations minières canadiennes actives (principalement la flottation)
2. La récupération des métaux de batterie à partir des effluents de l’industrie minière
3. La récupération du lithium et d’autres coproduits critiques (c.-à-d., le magnésium) et des produits de grande valeur (c.-à-d., le potassium) à partir d’eaux usées contenant du lithium largement ignorées

Personne-ressource
Delin Li, Ph. D. (CanmetMATÉRIAUX)

Résumé du projet : On accorde plus d’attention aux déchets de batteries contenant du cobalt et du nickel en raison de la valeur élevée de ces métaux. Cependant, les déchets de FPL suscitent peu d’intérêt. Or, la tendance actuelle pour les batteries automobiles est de réduire leur contenu en cobalt, et ces dernières années, le FPL a été réintroduit avec des résultats prometteurs (densité d’énergie, système simplifié, coût réduit et taux de charge amélioré). Afin de permettre la circularité et de garantir l’approvisionnement en minéraux critiques pour cette chimie de batterie clé, ce projet vise à recycler les déchets de FPL pour produire du FPLM, soit un matériau de cathode, en utilisant la technologie de synthèse par fusion précédemment démontrée à CanmetMATÉRIAUX. Grâce à la collaboration avec les producteurs locaux, il sera possible de fabriquer du FPLM pour lequel une quantité supérieure à 90 % en poids des métaux proviennent du Canada.

Personne-ressource
James Chen, Ph. D. (CanmetMATÉRIAUX)

Résumé du projet :Les procédés pyro-métallurgiques dominants qui sont actuellement utilisés pour le recyclage des batteries au lithium-ion sont connus pour leur forte consommation d’énergie due à l’utilisation de fours à haute température au cours desquels le lithium et le graphite sont perdus dans les scories. Ce projet vise à développer une technologie de fusion à haut rendement de pointe qui permet de faire fondre les matériaux des électrodes afin de récupérer le cobalt, le nickel et le manganèse dans la phase métallique, et de récupérer simultanément le lithium.

Objectifs du projet : Créer un nouveau procédé pyro-métallurgique plus efficace pour le recyclage de vieilles batteries au lithium-ion. Le projet vise à récupérer non seulement le cobalt, le nickel, le manganèse, mais aussi le lithium dans un processus économique et respectueux de l’environnement.

Personne-ressource
Gaofeng Li (Conseil national de recherches Canada)

Objectifs du projet : Établir des processus pour recycler les aimants durs composés de NdFeB en fin de vie contenant des ETR comme le néodyme et le dysprosium en une poudre avancée à valeur ajoutée qui convient à la fabrication de pièces électriques magnétiques à haut rendement.

Personne-ressource
Ben Yu (Conseil national de recherches Canada [CNRC])

Résumé du projet : Les méthodes actuelles de recyclage des batteries au lithium-ion sont largement limitées à la récupération du nickel et du cobalt par l’intermédiaire du traitement pyro-métallurgique produisant une fraction poudreuse ou masse noire. Le CNRC a élaboré la technologie de MLS pour la séparation directe de lithium, du nickel, du cobalt et du manganèse à partir de solutions de lixiviation acide. Il est probable que cette technologie permettra l’établissement d’un procédé hydrométallurgique viable pour récupérer tous les métaux cathodiques des batteries au lithium-ion et produire des précurseurs de qualité batterie. Le CNRC a démontré la réussite de la séparation des métaux avec une efficacité d’extraction de plus de 90 % à l’échelle du banc d’essai en utilisant la configuration de la MLS en tôle plane.

Objectifs du projet : Augmenter le niveau de maturité technologique de 4 à 6 grâce à un projet pilote à petite échelle. Le projet démontrera la faisabilité technique de la technologie de MLS pour la séparation directe et la récupération du cobalt et du nickel à partir d’une solution de lixiviation.

Personne-ressource
Julie Champagne (Conseil national de recherches Canada)

Collaborateur du gouvernement
CanmetMINES

Résumé du projet : Des ETR ont été détectés dans les sables bitumineux de l’Alberta à des concentrations d’environ 100 ppm, notamment dans les flux de déchets générés par le traitement des sables bitumineux. L’extraction et la récupération de ces minéraux critiques par biolixiviation offrent plusieurs avantages par rapport à l’hydrométallurgie, notamment une réduction significative de la consommation d’énergie et des émissions de gaz à effet de serre. Le fossé technologique, qui existe en raison des tentatives limitées faites sur la biolixiviation des ETR, doit être comblé.

Le rendement de la biolixiviation dépend de divers facteurs, dont la dynamique des populations bactériennes. La caractérisation des populations microbiennes pour étudier leur composition et leurs fonctions génétiques est cruciale pour comprendre, contrôler et mettre en œuvre les processus à médiation microbienne. Des études métagénomiques et métatranscriptomiques des populations microbiennes indigènes dans les flux de déchets aideraient à mieux réaliser la biolixiviation des ETR pour un meilleur taux de récupération. De plus, il a été démontré que les ETR peuvent jouer un rôle central dans le métabolisme du méthane par les microbes, et les études génomiques permettraient également d’approfondir cette relation et d’augmenter l’effet positif de l’élimination des ETR issus des déchets sur le réchauffement climatique.

Objectifs du projet : Mettre au point un procédé efficace de biolixiviation pour récupérer les ETR à partir des flux de déchets des sables bitumineux, ce qui permettrait de créer de la valeur à partir des déchets, d’exploiter des ressources précieuses à partir d’une source facilement accessible qui pourrait réduire notre dépendance internationale, et de réduire et prévenir les émissions de méthane.

Personne-ressource
Nancy Perreault, Ph. D. (Conseil national de recherches Canada)

Collaborateur du gouvernement
CanmetMINES

Résumé du projet : Avec leur pourcentage pondéral élevé de magnésium (25 à 30 %), une valeur de plus de 400 milliards de dollars et une exploitation possible pendant plus de 100 ans, les résidus d’amiante au Canada constituent une source intéressante de magnésium, de nickel et d’autres minéraux critiques. Les méthodes actuellement testées pour l’extraction du magnésium des résidus libèrent des contaminants dans l’air et dans l’eau, et sont une source importante de GES. Comme autre solution, nous travaillons à l’établissement d’une série de processus physico-biologiques visant à fragmenter les fibres d’amiante en fibrilles sub-micrométriques afin de libérer et de récupérer les minéraux critiques.

L’analyse en laboratoire intégrera de nouvelles technologies de fragmentation (électro-fracturation, cylindres de broyage à haute pression et ablation de boue à haute pression), des solutions de lixiviation innovantes (lixiviation à la glycine, bio-hydrométallurgie et lixiviation alcaline) et des essais visant à produire des produits à base de nickel et de cobalt de qualité batterie d’une pureté très élevée. Pendant toute la durée du projet, les données techniques et économiques seront examinées afin de déterminer la viabilité économique des schémas de traitement proposés.

Personne-ressource
Carrie Rickwood, Ph. D. (CanmetMINES)

Résumé du projet : À l’heure actuelle, trois projets d’exploitation minière de lithium et deux pour le niobium font l’objet d’une évaluation d’impact. Ces éléments sont considérés comme « pauvres en données » et ne figurent pas à l’annexe 4 ou 5 du Règlement sur les effluents des mines de métaux et des mines de diamants, ce qui entraîne un manque de données de surveillance et/ou de toxicité liées aux activités minières. Bien qu’Environnement et Changement climatique Canada (ECCC) ait désigné le lithium comme une substance prioritaire pour l’élaboration de lignes directrices environnementales, il existe peu de données sur la toxicité de cet élément. Des renseignements sur la solubilité, la répartition et la toxicité sont nécessaires pour prévoir l’arrivée des nouveaux métaux émergents et leur effet potentiel sur l’environnement, ce qui permet ensuite de juger de l’acceptabilité de la gestion proposée des résidus, des stériles et des effluents pour ces nouveaux projets miniers. Sans ces renseignements, des retards dans le processus d’examen des évaluations d’impact se produisent parce que les demandes d’information faites par les examinateurs gouvernementaux sur ces sujets prolongent la période d’évaluation de l’examen fédéral. Au cours de ce projet de trois ans, nous proposons de collaborer avec ECCC et des partenaires universitaires pour fournir des données sur la dissolution et la répartition ainsi que des paramètres de toxicité afin d’améliorer notre compréhension des impacts environnementaux de ces éléments. Cela permettra d’accélérer les évaluations des examens fédéraux et l’élaboration de lignes directrices sur la qualité de l’environnement.

Personne-ressource
Christopher Baxter (Conseil national de recherches Canada [CNRC])

Collaborateur du gouvernement
CanmetMINES

Résumé du projet : L’ACV est un outil essentiel pour les études d’impact quantitatives qui permettent de certifier la durabilité des produits. Cet outil peut aider à déterminer les points chauds pour réduire davantage l’empreinte environnementale à différents stades de la chaîne d’approvisionnement.

En raison de l’absence d’un ICV complet, harmonisé et transparent, il est difficile de quantifier et de certifier les impacts environnementaux de l’extraction et des processus en aval des principales matières premières. La constitution d’ensembles de données normalisées compris dans un ICV est essentielle pour réaliser une ACV de qualité. Malheureusement, l’utilisation de différents formats pour un ICV et outils d’ACV, combinée à l’indisponibilité d’ensembles de données critiques, nuit à l’élaboration et au déploiement de certifications basées sur l’ACV.

Le CNRC a élaboré une méthodologie où les meilleures technologies disponibles sont déterminées en optimisant les performances, l’économie et les impacts environnementaux. Le projet utilisera les métaux des batteries (lithium, cobalt et nickel) comme cas représentatif pour générer un format d’ICV harmonisé. Des ensembles de données seront extraits de la littérature et des rapports de l’industrie, et un calcul comptable global sera effectué pour évaluer les émissions de GES.

Personne-ressource
Andriy Plugatyr, Ph. D. (Conseil national de recherches Canada)

Résumé du projet : La mise en œuvre de méthodes d’exploitation minière sélective est essentielle pour établir des chaînes d’approvisionnement sécuritaires et respectueuses de l’environnement pour les minéraux critiques au Canada. À l’heure actuelle, l’adoption généralisée des technologies de triage par capteurs est entravée par l’absence de méthodologies globales permettant d’évaluer la susceptibilité du prétraitement à la préconcentration lors des premières étapes du développement du projet.

Objectifs du projet : Combler les lacunes existantes en élaborant et en validant des méthodes rapides et robustes pour évaluer l’aptitude des minerais au triage par capteurs à l’aide d’échantillons de carottes de forage. Une évaluation complète de l’hétérogénéité du minerai sera effectuée, à l’aide d’une série de techniques de géodétection, afin d’évaluer les avantages économiques et environnementaux potentiels de l’intégration des technologies utilisées pour la préconcentration du minerai dans les schémas de procédé qui permettront d’accélérer la mise en production de plusieurs projets miniers.

Personne-ressource
Dogan Paktunc, Ph. D. (CanmetMINES)

Collaborateur du gouvernement
Conseil national de recherches Canada

Résumé du projet : Le projet fera progresser les chaînes de valeur des minéraux critiques du Canada dans les précurseurs de batteries et d’autres chaînes de valeur essentielles en démontrant la faisabilité technologique et la viabilité commerciale du procédé de RDC.

Objectifs du projet : Démontrer la faisabilité technologique du procédé de RDC pour convertir le minerai de chromite en ferrochrome de haute qualité et la compétitivité de la nouvelle technologie par rapport aux technologies classiques de fusion du ferrochrome.

Personne-ressource
Eliza Ngai (CanmetMINES)

Résumé du projet : La production de cérium aux prix actuels des ETR n’est pas économique. Pour réduire les coûts et améliorer l’économie des projets liés aux ETR, il est souvent suggéré d’éliminer le cérium contenu dans d’autres ETR aux premières étapes du schéma de traitement.

Objectifs du projet : Acquérir des connaissances sur les facteurs et les conditions permettant un rejet efficace du cérium avec des pertes de ETR quasi nulles à partir d’une solution de sulfate enrichie en ETR. Les résultats de cette étude peuvent être utilisés directement par les entreprises canadiennes travaillant sur les ETR pour améliorer la compétitivité économique de leurs projets liés aux ETR.

Personne-ressource
Rory Cameron, Ph. D. (CanmetMINES)

Résumé du projet : Le Canada possède de grandes quantités de cendres de charbon provenant de décennies de combustion de charbon dans les centrales électriques, et dont la quantité de scandium et de ETR peut représenter plusieurs centaines de dollars par tonne. CanmetMINES élabore un schéma de procédé pour la récupération du scandium et des ETR à partir de cendres de charbon.

Objectifs du projet : Démontrer la faisabilité technique de toutes les opérations unitaires indiquées dans le schéma de traitement proposé et générer un produit de scandium vendable et un produit à base de ETR mixtes vendable.

Personne-ressource
Sanaz Mosadeghsedghi, Ph. D. (CanmetMINES)

Collaborateur du gouvernement
Conseil national de recherches Canada

Résumé du projet : Créer un nouveau procédé intégré pour la séparation des ETR. Le procédé intégrera l’électrodialyse en tant que technologie verte utilisant une membrane combinée à une extraction par solvant classique. L’électrodialyse couplée à la chélation, qui a été étudiée précédemment à CanmetMINES, s’est avérée prometteuse comme méthode de séparation des ETR. Des études expérimentales sur l’introduction de l’électrodialyse dans un procédé d’extraction par solvant simulé ont montré que l’intégration de l’électrodialyse combinée à une extraction par solvant classique pouvait entraîner une réduction de taille d’une usine de séparation des ETR et réduire les coûts d’investissement associés. De plus, l’intégration de l’électrodialyse en tant que technologie à faible consommation d’énergie combinée à une extraction par solvant peut réduire la consommation d’énergie de l’ensemble du processus, ce qui correspond à une réduction des dépenses d’exploitation ainsi que des émissions de CO₂.

Chefs de projet
Maziar Sauber, Ph. D., responsable (CanmetMINES); Shahrokh Shahsavari, Ph. D., responsable (CanmetMINES); Tony Di Feo, Ph. D., responsable (CanmetMINES)

Objectifs du projet : Étudier les autres processus de concentration minérale afin de déterminer les schémas de traitement les plus économiquement viables et les plus acceptables sur le plan environnemental pour la production de métaux critiques à partir de plusieurs gisements de minerais des ETR et de niobium.

Les études de création du procédé requises pour chaque ressource ont diverses portées et dépendent principalement des études de base disponibles sur la minéralogie et la création de procédés. Cependant, l’objectif principal est de maximiser la récupération des métaux critiques et de réduire les coûts en capital et d’exploitation. Les travaux d’essai poseront les bases de l’élaboration du meilleur schéma de traitement pour chaque ressource.

Chefs de projet
Maziar Sauber, Ph. D., responsable (CanmetMINES); Shahrokh Shahsavari, Ph. D., responsable (CanmetMINES); Tony Di Feo, Ph. D., responsable (CanmetMINES)

Résumé du projet : La métallurgie des minerais canadiens contenant des ETR est basée sur l’hydrométallurgie qui consomme de grands volumes d’acides et de solvants organiques et produit de grands volumes d’eaux usées et de résidus acides.

Ce projet se concentre sur l’extraction des ETR des concentrés de minerai en utilisant l’extraction par fluide supercritique.

Objectifs du projet : Faire progresser la mise au point d’un procédé d’extraction écologique pour la récupération des ETR à partir de minerais canadiens entraînant une consommation de produits chimiques et une production de déchets minimales, puis combiner la lixiviation et la séparation en un seul procédé.

Personne-ressource
Chen Xia, Ph. D. (CanmetMINES)

Résumé du projet : Les ressources en ETR, scandium et niobium du Canada sont vastes. Cependant, beaucoup d’entre elles sont de qualité comparativement faible. Bien qu’il existe de nombreuses méthodes permettant de récupérer ces précieuses ressources, elles présentent toutes des défis technologiques ou des coûts de production importants. Nos travaux antérieurs indiquent que le procédé de trempage acide et de lixiviation à l’eau offre une option de rechange pour fracturer les minéraux contenant des ETR, du scandium et du niobium sans avoir besoin d’une condition d’attaque chimique importante qui pourrait réduire les dépenses en capital et les dépenses d’exploitation, limiter l’empreinte environnementale et les changements climatiques, et qui pourrait entraîner moins d’interruptions de production et de besoins de maintenance connexes.

Objectifs du projet : Examiner le rendement du procédé de trempage acide et de lixiviation à l’eau sur d’autres échantillons canadiens de ETR, de scandium et de niobium. En cas de réussite, ce projet fournira à l’industrie des ETR, du scandium et du niobium une compréhension générale du trempage à long terme et de ses répercussions sur leurs schémas de traitement visant à réduire les coûts de production et les impacts environnementaux.

Personne-ressource
Bruce Williams, Ph. D. (CanmetMATÉRIAUX)

Résumé du projet : L’intérêt pour le métal de scandium grandit à mesure que l’on comprend mieux ses effets, y compris sa résistance, dans les alliages légers à base d’aluminium. À l’heure actuelle, plusieurs étapes du procédé sont nécessaires pour produire des alliages d’aluminium-scandium à partir du minerai de scandium. Cependant, la production directe d’alliages de scandium par électrolyse de l’oxyde est une approche plus rentable.

Objectifs du projet : Créer un procédé à l’échelle industrielle pour la production directe d’un alliage mère aluminium-scandium à partir d’oxyde de scandium et évaluer la qualité de la production par rapport aux alliages mères créés de manière classique. Le projet se concentrera sur les alliages binaires aluminium-scandium ayant la composition chimique requise pour les fils électriques, ainsi que sur les alliages aluminium-scandium contenant du magnésium.

Ce projet pourrait permettre d’établir une chaîne de valeur interreliée de scandium au Canada, en reliant plus étroitement l’approvisionnement en amont de scandium à la demande en aval et en réduisant les coûts.