Chez Veolia Water Technologies, nous aidons les producteurs et les recycleurs de lithium à relever les défis techniques liés à la demande croissante de production ou de recyclage efficace de lithium de haute pureté et de sels de matériaux de batterie pour la fabrication de batteries électriques de pointe. Leader mondial dans la fourniture des technologies de traitement de saumure de lithium et des systèmes de traitement chimique, nos experts conçoivent et fournissent des systèmes complets de traitement du lithium, depuis les solutions de saumure ou de lixiviation jusqu'au produit final. Nous optimisons nos systèmes afin de minimiser l'empreinte carbone et l'empreinte eau de votre installation.
Eau et environnement : les défis pour l’industrie du lithium
Extraire dans des régions où l'eau est rare
Respecter des réglementations environnementales strictes
Évaluer la faisabilité et valider les procédés pour des projets très complexes
Comment Veolia s'engage à aider ses clients du secteur du lithium
Avec l'envolée de la demande mondiale en énergies renouvelables et véhicules électriques, le lithium s'est révélé essentiel pour façonner un avenir durable et plus vert. Cependant, les opérations de production de lithium étant complexes et délicates, les unités d'évaporation et de cristallisation sont des composantes cruciales des usines de traitement du lithium. Ces unités sont déterminantes dans la production de lithium et son degré de pureté, qui influent sur les rendements financiers des investisseurs. Bien qu'il existe plusieurs options pour s'approvisionner, s'engager avec des fournisseurs inadéquats peut entraîner des retards coûteux et des dépassements de budget, surtout au vu des conditions environnementales souvent difficiles sur les sites des projets d'extraction de lithium.
Nous avons la capacité de concevoir et de fournir des systèmes complets de traitement du lithium, depuis les solutions de saumure ou de lixiviation jusqu'au produit final, notamment :
- Purification et cristallisation des matériaux de batteries (LiOH, Li2CO3, LiCl, NiSO4, CoSO4, MnSO4)
- Récupération des sous-produits de traitement du lithium (KCl, Na2SO4, NaCl, K2SO4, H3BO3)
- Prétraitement et concentration de saumure de lithium (élimination des métaux, adoucissement, échange d’ions, OI, NF, évaporation)
- Recyclage des batteries et valorisation des matériaux
- Appui à l'élaboration du schéma de procédé d'extraction du lithium
- Concentration d'éluat de lithium
- Séparation des solides et/ou liquides
- Systèmes de manutention et de conditionnement des solides
- Traitement d’eau à zéro rejet liquide
- Récupération de l’eau
Notre approche de la réalisation de projets
- Recherche et développement (R&D), études d'avant-projet détaillé (APD) et essais pilotes
- Identification des technologies et conception procédé
- Ingénierie et conception
- Fourniture des équipements et exécution du projet
- Démarrage, mise en route et essais de performance
Un partenaire privilégié pour le développement de projets
Nous sommes un partenaire fiable pour le développement de chaque projet de lithium. Conjuguant le développement et la validation de procédés experts avec le développement précoce de l'étendue du projet, nous vous apportons des solutions pour atteindre à la fois une performance optimale du système et vos objectifs clés.
Nos installations de R&D permettent de valider l'approche procédé et d'optimiser la conception pour être sûr d'éliminer, à partir de sources d'alimentation uniques, les divers contaminants présents et pour atteindre un taux de récupération et de pureté du produit aussi élevé que possible. Conjointement à nos capacités d'ingénierie et d'exécution de projets à l'échelle mondiale, ceci nous permet de vous accompagner à chaque étape de votre projet, de la conception à la faisabilité et à l'ingénierie d'avant-projet détaillé (APD), jusqu'à l'exécution et la mise en route.
Cette approche flexible fait de nous un partenaire privilégié pour les contrats d'ingénierie d'APD ou d'ingénierie par étapes pour les projets très complexes. Grâce à notre accompagnement complet, vous bénéficiez de l’assurance, de l'efficacité et de l'excellence dans l'avancement de votre projet.
L’expertise en développement de procédés
Nous fournissons depuis longtemps des systèmes de purification, de récupération et de séchage des produits chimiques inorganiques utilisant nos technologies d’évaporation et de cristallisation HPD®. Nos capacités de pointe en R&D permettent d'optimiser la conception procédé, pour une qualité effective du produit et un risque de performance réduit. Contrairement aux laboratoires classiques, nous concevons et fournissons des équipements industriels, en prenant la responsabilité des procédés mis au point. Nous offrons toutes les garanties de procédé, de l'échelle du laboratoire à l'échelle industrielle, sans discontinuité.
Pour la production de batteries lithium-ion, il est essentiel de disposer de matériaux précurseurs de haute pureté. Notre expertise en cristallisation et nos tests spécifiques permettent d'identifier les procédés adéquats pour atteindre les niveaux de pureté souhaités, même à partir de sources uniques présentant des niveaux variables de contaminants, en particulier pour les composés sensibles comme le nickel et le cobalt.
Applications
Les acteurs du traitement et du recyclage du lithium qui sont déjà clients de Veolia
L'usine de Naraha, coentreprise d'Allkhem et de Toyota TSU Corporation, convertit le carbonate de lithium pour produire 10 000 tonnes par an d'hydroxyde de lithium monohydraté de qualité batterie. Nous avons commencé par décrire le diagramme de flux dans notre centre de tests et entrepris la phase d'ingénierie avant de superviser la construction et la mise en route, qui a débuté fin 2022. En février 2023, l'usine fonctionnait déjà à plus de 90 % de son taux de production, avec un produit de qualité batterie conforme aux spécifications.
Covalent Lithium nous a choisis comme partenaire pour son projet lithium de Mt Holland, en Australie-Occidentale, afin de produire 50 000 tonnes par an d'hydroxyde de lithium de qualité batterie. Ensemble, nous avons mis au point un procédé de fabrication de pointe qui utilise le minerai de spodumène comme matière première. Nos technologies d'évaporation et de cristallisation HPD® maximisent la récupération du lithium, permettant de remplacer 1 million de véhicules à gaz par des véhicules électriques.
Nous avons été sélectionnés comme partenaire pour l'usine de recyclage de batteries lithium-ion de Li-Cycle à Rochester, New York. L'installation contribuera à redonner vie à l'équivalent d'environ 225 000 batteries de véhicules électriques par an en utilisant la technologie de cristallisation HPD de Veolia pour traiter certains matériaux recyclés des batteries lithium-ion.
Découvrez nos technologies de traitement de l'eau pour l'industrie du lithium
Grâce à notre réseau de vente mondial et nos services sur site, nos systèmes d’évaporation et de cristallisation HPD® sont les technologies sur lesquelles s'appuient les producteurs pour extraire le carbonate de lithium, l'hydroxyde de lithium et d'autres sels de matériaux cathodiques de la plus haute pureté, tout en éliminant les impuretés persistantes et en récupérant des composés chimiques de valeur contenant du potassium, du sodium, du calcium et du magnésium.
Nous proposons également une technologie d'échange d'ions (IX) qui permet d'éliminer les impuretés dans la saumure de lithium, avant évaporation et cristallisation de la solution de lithium, ainsi qu'une technologie de filtration sur précouche qui peut être utilisée dans l'étape de purification lors de la récupération des éléments précieux que contiennent les batteries lithium-ion.
Technologies - Traitement de l'eau pour l'industrie du lithium
Nous intervenons tout au long du cycle économique du lithium, depuis l'amont où nous mettons en place des systèmes souvent inédits, traitant des matières premières uniques, pour concentrer, purifier et finalement cristalliser et produire soit du carbonate de lithium, soit de l'hydroxyde de lithium. Nous couvrons également la fin du cycle, avec la récupération des matériaux de batteries lors du recyclage. Nous optimisons et validons ces systèmes plutôt complexes dans notre centre de tests afin d'assurer les meilleures qualité et quantité de production et d'offrir des garanties de procédé. Boucler la boucle sur ce marché pivot s'inscrit parfaitement dans la mission de Veolia, qui est de promouvoir la transformation écologique, en contribuant à soutenir la demande de systèmes de stockage d'énergie plus propres, basés sur des batteries, et de véhicules électriques.
Jim Rieke
Vice-président ingénierie des procédés, technologies HPD
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Services pour nos clients de la filière lithium
FAQ sur les solutions en eau pour le traitement et le recyclage du lithium
Qu’est-ce que la purification du lithium ?
La purification du lithium est le processus de raffinage du lithium, depuis sa forme brute ou impure, en vue d'obtenir des composés de lithium de haute pureté adaptés à diverses applications industrielles, en particulier la production de batteries lithium-ion. Le lithium, un métal alcalin très réactif, se trouve couramment dans la nature sous forme de minéraux contenant du lithium, de solutions de saumure, et de salars.
La purification comporte généralement plusieurs étapes visant à éliminer les impuretés et à obtenir un produit à haute teneur en lithium.
Comment le lithium est-il traité ?
Le traitement du lithium comporte généralement plusieurs étapes, selon la source de lithium, qu'il soit extrait de minerais ou obtenu à partir de solutions de saumure.
Voici un aperçu général des étapes du traitement du lithium :
- Extraction et concentration
- Conversion chimique ou torréfaction
- Lixiviation acide ou alcaline
- Purification et élimination des impuretés : la solution de lixiviation est ensuite traitée pour la purifier et en éliminer les impuretés. Diverses techniques telles que la précipitation, la filtration, l'extraction par solvant et l'échange d'ions peuvent être employées pour séparer les ions lithium des autres éléments indésirables présents dans la solution. Ces procédés permettent d'atteindre un niveau supérieur de pureté du lithium.
- Concentration et cristallisation : la solution de lithium purifiée est concentrée pour augmenter la concentration de lithium. L'évaporation ou d'autres méthodes de concentration sont utilisées pour éliminer l'excès d'eau, et obtenir une solution de lithium plus concentrée. La cristallisation est ensuite utilisée pour purifier encore la solution concentrée et obtenir des composés solides de lithium d'une grande pureté.
- Conversion en composés de lithium : la solution concentrée de lithium ou les composés solides de lithium obtenus par cristallisation sont ensuite traités pour produire des composés de lithium spécifiques, selon les applications prévues. Le carbonate de lithium et l'hydroxyde de lithium sont des composés courants issus du traitement du lithium, largement utilisés dans les batteries lithium-ion et dans d'autres industries.
Ressources
- Guide: Qualifications et expérience en traitement du lithium et recyclage de batteries (en anglais seulement)
- Article: Quels sont, pour les sociétés d'extraction du lithium, les quatre critères de choix d'un partenaire en technologies d'évaporation et de cristallisation ? (en anglais seulement)
- Communiqué de presse: Veolia fournira une technologie clé pour l'usine de recyclage de batteries lithium-ion de classe mondiale de Li-Cycle (en anglais seulement)
- Communiqué de presse: Ioneer confie à Veolia le contrat d’ingénierie de Rhyolite Ridge (en anglais seulement)
- Communiqué de presse: Veolia Veolia retenu par Toyota Tsusho et Orocobre pour fournir des technologies de raffinage du lithium à leur usine de Naraha, au Japon. (en anglais seulement)