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11 Sep, 2023

Les cordes suspendues réduisent le temps et l’espace nécessaires à la récolte du lithium

Les cordes suspendues réduisent le temps et l’espace nécessaires à la récolte du lithium

Des cristaux de chlorure de lithium se forment rapidement sur des cordes suspendues dans une saumure riche en lithium

Bien que le lithium puisse être trouvé dans des minerais durs, il est plus souvent extrait d’eaux souterraines très salées (ou saumâtres). Cette dernière tâche pourrait bientôt être beaucoup plus rapide et respectueuse de l’environnement, grâce à une nouvelle technique d’extraction basée sur des cordes.

Actuellement, la saumure riche en lithium doit être pompée dans des bassins artificiels situés en surface, où elle est laissée à l’abandon pendant plusieurs mois, voire plusieurs années. Pendant cette période, l’eau elle-même s’évapore dans l’atmosphère, laissant derrière elle des sels concentrés. Le lithium est ensuite extrait de ces sels.

Outre le fait qu’il prend beaucoup de temps, ce processus nécessite également beaucoup de terrain pour les grands bassins d’évaporation. En outre, pour que des opérations d’une telle ampleur soient économiquement réalisables, la plupart d’entre elles doivent être situées dans les rares endroits où l’on trouve des gisements souterrains de saumure de lithium importants et abondants. Ces endroits doivent également bénéficier d’un climat aride qui favorise l’évaporation.

Bassins d’évaporation traditionnels de saumure de lithium au Nevada

En tenant compte de ces inconvénients, le professeur Z. Jason Ren et ses collègues de l’université de Princeton ont mis au point un nouveau procédé d’extraction du lithium. Il permet d’obtenir du lithium utilisable en moins d’un mois, occupe environ 10 % de la surface des bassins et peut être utilisé dans une grande variété d’endroits où l’on trouve des quantités même modestes de saumure de lithium.

La technique utilise des cordes fabriquées à partir de fibres de cellulose torsadées peu coûteuses. Chacune de ces fibres poreuses possède un noyau hydrophile (qui attire l’eau), entouré d’une surface hydrophobe (qui repousse l’eau).

Des réseaux de ces cordes sont suspendus au-dessus de réservoirs remplis de saumure, l’extrémité inférieure de chaque corde étant immergée dans le liquide. L’action capillaire attire le liquide vers le cœur des fibres des cordes, tandis que les surfaces de ces fibres poussent le liquide dans l’air où son contenu en eau s’évapore rapidement.

Chaque corde se retrouve ainsi couverte de cristaux de chlorure de lithium et de chlorure de sodium qui peuvent être récoltés à la main. Heureusement, le lithium et le sodium ne sont pas mélangés. Les sels de lithium étant très solubles, ils se cristallisent vers le haut de chaque corde, tandis que les sels de sodium moins solubles (qui sont également utiles) se cristallisent vers le bas.

Meiqi Yang, étudiante diplômée, examine l’une des chaînes d’extraction du lithium.

Les scientifiques ont déjà fait la démonstration d’une configuration à 100 cordes et s’efforcent à présent d’améliorer l’efficacité de la technique. Ils ont également créé une société dérivée, PureLi Inc, pour commercialiser la technologie.

« Notre procédé revient à placer un bassin d’évaporation sur une corde, ce qui nous permet d’obtenir des récoltes de lithium avec une empreinte spatiale considérablement réduite et un contrôle plus précis du processus », a déclaré le Dr Sunxiang (Sean) Zheng, coauteur de l’étude. « S’il est mis à l’échelle, nous pourrions ouvrir de nouvelles perspectives en matière d’extraction de lithium respectueuse de l’environnement ».

https://www.nature.com/articles/s44221-023-00131-3

https://engineering.princeton.edu/news/2023/09/07/revolutionizing-lithium-production-string