Rapport public - InfoTerre

1 Panorama 2011 du march du lithium Rapport public BRGM/RP-61340-FR Juillet 2012 Panorama 2011 du march du lithium Rapport public BRGM/RP-61340-FR Juillet 2012 Labb , Avec la collaboration ext rieure de la Compagnie Europ enne d Intelligence Strat gique (CEIS) V rificateur : Nom : AUDION Date : Signature : Approbateur : Nom : A. BOURGUIGNON Date : Signature : En l absence de signature, notamment pour les rapports diffus s en version num rique, l original sign est disponible aux Archives du BRGM. Le syst me de management de la qualit du BRGM est certifi AFAQ ISO 9001:2008. Mots-Cl s : Lithium, Saumures, Ressources, R serves, Production, Prix, Consommation, March , Approvisionnement, Criticit , Strat gie des mati res premi res, Politiques publiques, conomie, Mati res premi res min rales.

2 En bibliographie, ce Rapport sera cit de la fa on suivante : Labb et Daw G. (2012) Panorama 2011 du march du lithium. Rapport public . BRGM/RP-61340-FR. 154 p., 51 fig., 29 tab. BRGM, 2012, ce document ne peut tre reproduit en totalit ou en partie sans l autorisation expresse du BRGM. Panorama 2011 du march du lithium BRGM/RP-61340-FR Rapport public 3 R sum LE LITHIUM Le lithium est le troisi me l ment du tableau de Mendele ev. C'est un m tal alcalin comme le sodium et le potassium. C'est un l ment assez peu abondant de l' corce terrestre (20 ppm, comme le niobium, trois fois moins que le cuivre mais une fois et demi plus que le plomb).

3 Les oc ans en contiennent environ 0,18 mg/l. Sa production annuelle a t de l'ordre de 30 000 tonnes de lithium contenus dans les produits marchands, compos s chimiques ou min raux lithinif res, pour l'ann e 2011. Son prix moyen est rest de l'ordre de 5,1 5,3 US$ le kg de carbonate de lithium, livr USA, en 2011, mais avec des carts importants selon les contrats. Propri t s et usages Sous sa forme pure, le lithium est un m tal argent tr s r actif qui ternit rapidement l'air. C'est le plus l ger de tous les m taux, il est pr s de deux fois plus l ger que l'eau (densit de 0,534). Son lectropositivit et sa faible densit en font un l ment de choix pour les piles et batteries d'accumulateurs lectrochimiques.

4 Le lithium n'a pas de r le biologique connu mais il a des propri t s pharmaceutiques, entre autres en psychiatrie (trouble bipolaire). Selon les secteurs, le lithium est utilis sous forme de min raux (spodum ne, p talite, etc.), de carbonate (Li2CO3), d'oxyde (Li2O), de lithium m tallique (Li) et d'autres compos s. L'usage dominant est celui de l'industrie du verre et des c ramiques, suivi de celle des batteries et des lubrifiants. Mais la consommation pour les batteries est celle qui a connu la plus forte croissance ces 10 derni res ann es. En 2011, les usages du lithium se sont r partis de la mani re suivante : - Industrie du verre, des c ramiques et des vitroc ramiques : 30 % - Batteries d'accumulateurs et piles au lithium : 22 % (en forte croissance) - Graisses lubrifiantes : 11 % - Traitement de l'air (refroidissement, d shumidification, purification) : 4 % - Coul e continue : 3 % - Caoutchoucs et thermoplastiques : 3 % - Pharmacie et chimie fine : 2 % - Production d'aluminium : 2 % (en baisse) - Alliages aluminium-lithium : 0,4 %, appel cro tre - Autres ( lectronique, BTP, m tallurgie, traitement de l'eau, teinture, pyrotechnie, production de tritium pour la fusion thermonucl aire, etc.)

5 : 22 %. Panorama 2011 du march du lithium 4 BRGM/RP-61340-FR Rapport public La consommation de lithium est attendue en forte hausse de 15 19 % par an dans le secteur des batteries et de 6 10 % par an dans celui des alliages Al-Li, d'ici 2020. Elle est au contraire attendue en baisse dans celui de la production d'aluminium (o l'usage du lithium n'est pas indispensable). Dans tous les autres secteurs, la consommation devrait connaitre une croissance mod r e de 2 5 % suivant la croissance globale. En consolid , le taux de croissance annuel moyen de la consommation de lithium est valu 6,5 % (hypoth se basse) 9,5 % (hypoth se haute), ce qui conduirait un besoin en lithium de 44 61 kt en 2020.

6 Substituabilit Dans les batteries, la substitution du lithium est possible, en utilisant des technologies anciennes (NiMH par exemple), mais les batteries au lithium ont actuellement la meilleure capacit nerg tique par unit de masse et de volume. Le lithium tant le plus l ger de tous les m taux et ayant le plus fort potentiel lectrochimique, il est probable qu'il reste le mat riau pr f rentiel pour les batteries des quipements portables et des v hicules lectriques. En verrerie et c ramiques, le lithium peut tre substitu par des flux sodium ou potassium. Des savons de calcium ou d'aluminium peuvent tre utilis s comme substituts aux savons de lithium pour les graisses lubrifiantes.

7 Les alliages Al-Li peuvent tre remplac s par des composites. Toutefois, lorsque le lithium est choisi c'est qu'il pr sente des performances sup rieures dans l' tat actuel des connaissances. Ressources Les concentrations de lithium en permettant une exploitation conomique sont de deux types majeurs tr s diff rents : les saumures des "salars", qui sont de grands lacs sal s partiellement ass ch s que l'on rencontre en particulier dans les hauts plateaux andin et tib tain, qui repr sentent environ 60 % des ressources mondiales actuellement identifi es en lithium et assurent environ 2/3 de la production mondiale de lithium (g n ralement sous forme de carbonate) ; les min raux lithinif res concentr s dans certaines pegmatites et certaines coupoles granitiques et greisens, assez largement distribu s dans le monde.

8 Ces gisements repr sentent environ 26 % des ressources mondiales actuellement identifi es en lithium et couvrent environ 1/3 de la production mondiale de lithium contenu. De cette production, 2/3 est utilis e directement sous forme de min ral (verrerie et c ramiques), et 1/3 est transform e en carbonate de lithium et autres compos s. Panorama 2011 du march du lithium BRGM/RP-61340-FR Rapport public 5 Il existe aussi des concentrations et gisements potentiels non-conventionnels, en cours d' tude, et dont certains pourraient arriver en production prochainement : l'hectorite, une argile lithinif re, dont il existe un gisement en cours d' tude au Nevada (Kings Valley) dont la pr faisabilit a t remise en d cembre 2011 ; la jadarite, un min ral boro-lithinif re, dont il existe un gisement en cours d' tude de pr faisabilit en Serbie (Jadar) ; des saumures g othermales, dont un site est en phase de d veloppement et d'exploitation pilote en Californie (Salton Sea).

9 Des saumures de champs p troliers, dont un site est en cours d' tude au Canada (Fox Creek) ; ventuellement m me les oc ans, partir desquels les technologies d'extraction ont t test es mais un co t encore tr s largement sup rieur au prix de vente du march . Historiquement, le lithium a d'abord t exploit partir des min raux, et en particulier avec les pegmatites de Caroline du Nord. La production de lithium partir des saumures n'est devenue significative qu' partir de la fin des ann es 1980 et les ann es 1990. Les salars Les principaux salars exploit s actuellement, entre autres pour le lithium, sont : le Salar de Atacama, au Chili, exploit au nord par SQM / Potash Corp.

10 Depuis 1997 et au sud par SCL / Chemetall depuis 1984. Ce salar est exceptionnel par ses qualit s et ses teneurs lev es en lithium. Pour SQM, le plus gros producteur, le lithium n'est qu'un co-produit de l'exploitation des saumures, avec le chlorure et le sulfate de potassium. Il y a plusieurs autres salars dans les environs, plus petits et non encore totalement valu s ; le Salar del Hombre Muerto, en Argentine, dont une partie est exploit e par FMC depuis 1995 ; le lac sal de Silver Peak, au Nevada (USA), exploit depuis 1964 par Chemetall ; le lac sal de Zhabuye, au Tibet, exploit depuis 2008, et les lacs sal s du bassin de Qaidam, en particulier les lacs de Xitai, Dongtai et Charhan, au Qinghai, en Chine, mis en exploitation entre 2004 et 2010.