Extraction et production des terres rares à partir de différents minerais du Québec

Les Éléments de Terres Rares (ETR) forment une famille d’éléments chimiques allant du lanthane au lutécium incluant l’yttrium et le scandium.  Certains de ces éléments sont utilisés pour la fabrication des aimants des éoliennes et d’autres entrent dans la fabrication des téléphones cellulaires et des autos électriques.   La Chine produit 95% des terres rares consommées par les pays occidentaux, créant ainsi une dépendance aux exportations de ce pays. Cette dépendance vis-à-vis de la Chine, combinée à une utilisation croissante des terres rares pour les applications de haute technologie et les énergies vertes, ont fait en sorte que les États-Unis et les pays de l’Union européenne ont classé les ETR comme matériaux critiques, c’est–à-dire des matériaux dont l’apport devrait être sécurisé en diversifiant les sources d’approvisionnement.

Le Québec renferme de nombreux sites géologiques contenant des terres rares et plusieurs exploitants potentiels ont proposé des plans (NI-43-101) pour débuter l’exploitation de ces sites, mais aucune de ces intentions ne s’est encore matérialisée en une mine et/ou une usine en production. L’industrie minière du Québec jouit d’une solide réputation en ce qui concerne l’exploitation des mines d’or, de fer, de cuivre et de zinc.  Toutefois, l’exploitation des terres rares fait appel à des techniques différentes de celles utilisées pour ces métaux et l’absence d’exemples canadiens ou américains de producteurs de terres rares qui pourraient inspirer les exploitants potentiels explique certainement   l’hésitation de ces exploitants à se lancer dans l’aventure des terres rares.

Le projet visait à développer de la connaissance autour des méthodes entourant la mise en valeur des gisements d’ETR et à tester ces méthodes pour quelques gisements québécois. Le projet a permis de clarifier et de comprendre les étapes de valorisation de ces métaux. Ainsi le projet a d’abord permis de mettre au point des méthodes fiables pour mesurer les concentrations des ETR dans des échantillons solides ou liquides, une étape de base dans tout processus visant à mettre en valeur ces éléments d’un minerai. Le projet a aussi identifié les difficultés associées aux étapes du traitement des minerais d’ETR, ainsi que de cerner les défis environnementaux reliés à ces opérations. Cette acquisition de connaissances a été mise à l’épreuve en procédant à l’échelle du laboratoire à la mise en valeur des ETR des minerais de trois sites miniers québécois différents. Ces travaux qui débutaient avec de la roche et se terminaient avec un produit d’oxydes de terres rares partiellement séparés sont une première au Québec.

Les connaissances acquises grâce à ce projet vont permettre, advenant que le Québec devienne un producteur d’ETR, la mise sur pied d’un cours universitaire portant sur le traitement des ETR et ainsi de former une main d’œuvre spécialisée pour ce milieu.

Une fois le concentré de minéraux d’ETR produit, la plupart des rares exploitants traitent ce concentré par une cuisson à l’acide sulfurique, un procédé polluant et complexe à opérer. Dans le cadre du projet, les chercheurs ont appliqué avec succès un traitement caustique au concentré d’ETR.  Ce traitement est moins polluant que la cuisson acide et facilite l’élimination des impuretés comme le thorium et le fer. Ce procédé de craquage doit maintenant être optmisé et mis à l’échelle pour en vérifier l’applicabilité à une échelle industrielle.

Le projet visait aussi à évaluer la séparation des ETR, afin d’évaluer l’économique de cette opération. À cet effet un programme informatique permettant la simulation de la séparation des ETR a été mis au point et validé avec des résultats de laboratoire, d’une usine pilote et d’une des rares usines de production d’ETR pour laquelle on disposait de données de production.