Un avenir sûr et durable pour la silice, l’alumine et le carbonate de calcium
L’alumine, la silice et le carbonate de calcium sont trois matériaux de plus en plus demandés pour des applications dans des domaines tels que les transports, l’énergie, la construction et les revêtements, pour n’en citer que quelques-uns. Leur importance économique et la croissance prévue du marché sont considérables. Toutefois, le marché européen risque de connaître une pénurie d’approvisionnement national, notamment en ce qui concerne le minerai de bauxite destiné à la production d’alumine. Cette matière première essentielle est indispensable à la fabrication d’aluminium par l’intermédiaire de l’alumine. Outre les problèmes d’approvisionnement, la production de ces matières premières a un impact environnemental élevé. Il s’agit notamment d’énormes émissions de CO2 au niveau mondial, d’importants déchets solides et d’énormes volumes d’eau pour évacuer les rebuts. L’ambitieux projet AlSiCal, financé par l’UE, a développé une approche pionnière pour la coproduction écologique de silice, d’alumine et de carbonate de calcium en un seul processus à partir d’une seule source non conventionnelle disponible en Europe, avec un minimum de déchets et des émissions nettes de CO2 nulles.
La chimie de l’acide chlorhydrique transforme en «or» des matériaux non conventionnels
AlSiCAl s’est concentré sur les roches à forte teneur en silice telles que l’anorthosite et a étudié de manière stratégique et comparative les différentes possibilités de traitement. La plus prometteuse a été sélectionnée et étudiée plus en détail. Selon la coordinatrice d’AlSiCAl, Asunción Aranda, anciennement rattachée au Institute for Energy Technology: «La technologie choisie s’appuie sur la chimie de l’acide chlorhydrique (HCl). La roche sélectionnée est dissoute dans du HCl et la silice est séparée et purifiée. Viennent ensuite la séparation chimique et la calcination de l’alumine, et enfin la précipitation du carbonate de calcium.» L’ensemble du processus a été validé à l’échelle du laboratoire pour l’anorthosite. L’une des trois étapes principales, la dissolution et la production de silice, a également été validée à un niveau pilote.
Un minimum de déchets et des émissions de CO2 nettes négatives
La technologie AlSiCal libère des ressources minérales actuellement inexploitées en Europe, garantissant un approvisionnement national en différentes matières premières stratégiques. Elle pourrait renforcer considérablement l’ensemble de la chaîne de valorisation de l’industrie européenne de l’aluminium (de la mine au marché) en créant des emplois. Elle est par ailleurs susceptible de contribuer de manière significative à la réalisation des objectifs en matière de développement durable et d’environnement. Elle permet en effet de produire de l’alumine et de l’aluminium sans générer de résidus de bauxite et d’obtenir une grande efficacité des ressources en coproduisant des matières premières précieuses avec une production minimale de déchets. Elle fonctionne également avec des émissions nettes de CO2 négatives en transformant efficacement le CO2 en une matière première précieuse, le carbonate de calcium précipité. Enfin, le procédé est conçu pour faciliter l’électrification et réduire la contamination de l’eau.
L’aboutissement d’années d’immobilisme
La production d’alumine à partir de sources alternatives et de matériaux secondaires facilement disponibles en Europe constitue depuis longtemps un objectif de la métallurgie européenne. AlSiCal est l’aboutissement des efforts déployés pour atteindre cet objectif dans les années 1970 et 1980 dans des pays tels que la Norvège et les États-Unis. À l’époque, aucune des technologies proposées ne pouvait satisfaire simultanément les objectifs technologiques, environnementaux, économiques et sociaux. «L’évolution de notre concept initial vers une technologie tangible, réalisable et robuste au cours du projet AlSiCal a été l’un des voyages d’innovation les plus passionnants pour bon nombre de nos partenaires et parties prenantes», note Asunción Aranda. AlSiCal a créé une base de données publique des gisements mondiaux d’anorthosite et a développé des réacteurs et des modèles de processus pour la technologie. Avec ses nombreuses publications, ses outils innovants et les connaissances générées sur la dimension sociale des technologies d’extraction et de traitement des minéraux, AlSiCal renforcera la transition verte de l’Europe dans le domaine des minéraux et des métaux. La poursuite de la mise à l’échelle et de l’optimisation de la technologie pionnière d’AlSiCAl accélérera le déploiement industriel.
Mots‑clés
AlSiCal, silice, CO2, alumine, matières premières, bauxite, carbonate de calcium, zéro déchet, coproduction, aluminium, exploitation minière, matière première essentielle