Le Lithium, TP Matière Première

SOMMAIRE :

Introduction

Histoire du produit

Zones de culture ou d’extraction

Utilisation du produit

Enjeux économiques, politiques et environnementaux Conclusion

Glossaire

Sources

Introduction

Le Lithium, également appelé Li, est un élément répertorié dans le tableau périodique, il fut découvert en 1817 par Johan A. Arfwedson, chimiste suédois, lors d’une analyse en laboratoire d’un minerai provenant de l’ile de Utö en Suède. Le lithium est au centre de conflits économiques, géopolitiques et environnementaux. Il connait une importance croissante dans le domaine technologique.

Histoire du produit

Le lithium est le 33ème élément le plus abondant sur terre. Il est découvert en 1817 par Johan August Arfwedson. Celui-ci fit en effet la découverte d'un nouveau sel dans des minéraux de lépidotite, de pétalite et de spodumène. L'élément fut par la suite isolé par William Thomas Brande et Humphry Davy. On lui donna le nom de lithium, d'après le grec « lithos », « pierre », car il a été découvert dans des minéraux

L’élément se forme par lixiviation de roches magmatiques dites pegmatites c’est à dire par la percolation lente de l'eau à travers le sol permettant la dissolution des matières solides qui y sont contenues.

En 1818, Christian Gmelin (1792 - 1860) fut le premier à observer que ces sels (de lithium) dégageaient une flamme rougeoyante.

Cependant, Gmelin et Arfwedson ont essayé de séparer les éléments du sel, mais sans succès. Cet élément a été isolé par l'électrolyse de l'oxyde de lithium par William Thomas Brande et Sir Humphrey Davy. Il a été nommé lithium en l'honneur de sa découverte dans le règne minéral.

La production commerciale de lithium a commencé en 1923 par la société allemande Metallgesellschaft AG en utilisant l'électrolyse d'un mélange de chlorure de lithium et de chlorure de potassium fondu.

Zones de culture ou d’extraction

Le lithium est majoritairement présent au sein de l’écorce terrestre. Il est également present dans l’océan à raison de 0,18mg/L. La forme métallique du lithium n’est pas son état natif, il se présente sous forme dissoute, en solution dans des fluides ( eau salée ou "saumure", nappe géothermique, eau de mer, etc. ). Ou sous forme solide dans le réseau cristallin des minéraux contenant des phosphates et des silicates. Il existe environ 145 espèces minérales contenant du lithium.

Nombreuses sont les sources et processus géologiques à l’origine de la concentration du lithium sous forme de gisements. Cependant, tous ne conduisent pas à une exploitation industrielle, c’est à dire une situation où les prix de vente dépassent et justifient les coûts d’extraction, de traitement et de valorisation.

En 2018, 3 pays étaient à l’origine de 87% de la production minière mondiale : Australie, Chili et Argentine. Néanmoins, les acteurs industriels et financiers contrôlant ces opérations dépassent largement les frontières de ces 3 pays.

L’Australie occidentale en est le premier producteur mondial. Sa production provient principalement d’acteurs miniers de faibles envergures ayant émergé au cours de la dernière décennie. Leur modele repose sur la production de spodumène, intégralement livrés à des clients chinois pour une conversion ultérieure en composés chimiques de lithium.

Le triangle ABC, Argentine, Bolivie, Chili concentre une partie conséquente des exploitations de lithium. Les 3 principaux producteurs historiques sont la société chilienne SQM (Sociedad Química y Minera de Chile), et les entreprises américaines Livent (ex-FMC Corp) et Albemarle Corp. Deux entreprises chinoises, Tianqi Lithium et Jiangxi Ganfeng Lithium, ont également pris en moins de dix ans une envergure considérable sur le marché du lithium, avec notamment de nombreuses participations dans l’exploitation minière hors de Chine (Tianqi exploite conjointement à Albermale l’immense gisement de Greenbushes en Australie

Plusieurs opérateurs se distinguent sur ce marché :

• 5 entreprises multinationales disposant de moyens de production intégrés verticalement, c’est-à- dire comprenant la production et la vente de composés chimiques de lithium (produits transformés à haute valeur ajoutée), conventionnellement appelées majors;

• De plus petits acteurs miniers, avec des niveaux de production plus modestes et un moindre degré d’intégration, représentant seulement 13% de la production primaire.

Utilisation du produit

• Le lithium est utilisé depuis des décennies pour la fabrication de verres et de céramiques. Le lithium en réduit la viscosité et abaisse le point de fusion (pour les verres) ou la température de cuisson (pour les céramiques).

• Il est également utilisé dans 70 à 80 % des graisses, le lithium y agit comme agent épaississant offrant une bonne résistance à l’eau et à la chaleur.

• Un autre débouché est la métallurgie : il entre dans les opérations de coulée continue, mais aussi dans la fabrication d’alliages légers aluminium-lithium utilisés dans l’aéronautique.

• Enfin, le lithium sert dans le traitement de l’air et dans le domaine pharmaceutique, en particulier pour le traitement de troubles psychiques bipolaires

Mais l’application majeure du lithium est désormais le stockage d’énergie sous la forme de batteries lithium-ion. Il est donc essentiellement utilisé pour les batteries rechargeables de presque tous les appareils électroniques portables qui sont actuellement produits, comme les téléphones, les ordinateurs, les appareils photographiques et les caméscopes, etc.

A ceci s’ajoute, de nos jours, beaucoup de prototypes, d’essais voir même de nouvelles technologies reposant sur le lithium. Par exemple, bien que la voiture électrique

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