Valorisation d'un concentré de titanomagnétite vanadifère par voie hydrométallurgique

1. Résumé du projet

Objectifs

Le Gouvernement du Québec a identifié plusieurs métaux, dont le vanadium, comme étant critiques et stratégiques. Ainsi, le vanadium était jusqu’à maintenant essentiellement utilisé dans le secteur de l’acier. Cependant, avec le développement des batteries à flux rédox, s’ouvre une nouvelle perspective pour ce métal. Selon Speas (2020), en se basant sur une étude de marché de Allied Market Research, le marché mondial des batteries à flux redox en 2018 est chiffré à 130.4 M$. On s’attend à ce qu’il atteigne 403 M$ d’ici 2026. En effet, l’utilisation d’électrolyte à base d’oxyde de vanadium dans la conception de ce type de batteries est devenue de premier intérêt dans le domaine des énergies dites vertes, comme les éoliennes et les panneaux solaires, qui restent sujettes à des pics de production ne correspondant pas forcément au pic de demande d’énergie él ectrique. Ces batteries à flux rédox au vanadium peuvent stocker cette énergie afin de la restituer au moment opportun. De plus, une batterie à flux rédox conserve sa capacité initiale, peu importe le nombre de cycles, et son efficacité demeure importante même lorsque la charge est faible. Enfin, la capacité de stockage des batteries à flux rédox est très largement supérieure aux autres types de batterie ce qui devrait permettre de répondre à la demande de stockage croissante qui devrait passer de 9GW/17GWh en 2018 à 1 095GW/2 850GWh en 2040 selon BloombergNEF. Ainsi ce type de batterie à flux redox deviendra un outil supplémentaire pour la réduction des émissions de gaz à effet de serre à l’horizon 2045.
Néanmoins, il faut produire de l’oxyde de vanadium ayant un haut taux de pureté pour pouvoir l’utiliser dans le développement d’électrolyte des batteries à flux rédox ou la production de cathode de batteries au lithium. Ce taux de pureté dépend non seulement de l’extraction du vanadium à partir de différents minerais issus de gisements, mais également du procédé de lixiviation conduisant à l’oxyde de vanadium. Or, les différents gisements mondiaux possèdent un faible taux de vanadium. Ainsi, la présence d’autres métaux et phases cristallines peut impacter très fortement la qualité de l’extraction du vanadium du minerai de base. Au Québec, les gisements magmatiques sont importants, spécialement dans la région de Chibougamau par son grand volume de minéralisation. De plus, plusieurs résidus de mine contiennent encore du vanadium et pourraient être revalorisés ou intégrés directement au procédé développé dans ce projet.

Résultats attendus et retombées escomptées

L’envergure de notre projet se concentrera sur la digestion des charges vanadifères avec de l’acide sulfurique et la récupération du sulfate de vanadium permettant de produire de l’oxyde de vanadium. Ainsi, ce projet a pour objectif général d’augmenter l’efficacité de l’extraction des composés de vanadium à partir d’un concentré de titanomagnétite vanadifère et aussi diminuer l’énergie requise pour y arriver. Le projet proposé a donc, pour principal objectif, de développer et de mettre à l’échelle un procédé permettant l’extraction de vanadium d’un concentré provenant du minerai produit à la mine du lac Doré pour une utilisation dans les batteries à flux rédox.

2. Équipe de recherche

Équipe de recherche

3. Appel de propositions

Le projet est d’une durée de 3 ans et le montant total octroyé est de 381 000 $.