Évaluation du recyclage de la soude caustique dans un procédé de purification chimique d'un concentré de graphite naturel

« RÉSUMÉ : Le graphite est un minéral faisant partie de la liste des minéraux critiques et stratégiques du Canada en raison de sa demande croissante liée à son utilisation comme matériel d’anode dans les batteries lithium-ion pour les véhicules électriques. Toutefois, pour cette application spécifique liée au stockage de l’énergie, le graphite doit être de très haute pureté et les procédés de purification actuellement utilisés à l’échelle industrielle pour le graphite naturel utilisent principalement une combinaison d’acides pour solubiliser les impuretés présentes. L’acide hydrofluorique (HF) est utilisé en raison de son efficacité pour l’enlèvement des silicates mais présente des risques importants pour la santé, la sécurité et l’environnement. Des procédés de purification alternatifs sont donc étudiés, dont la purification par fusion alcaline, qui utilise la soude caustique (NaOH) pour convertir les silicates en espèces solubles avant une lixiviation acide. La fusion caustique nécessite un excès important de NaOH pour atteindre un enlèvement suffisant des impuretés et le recyclage de ce réactif, peu abordé dans la littérature, est donc d’intérêt. Ce mémoire de maîtrise vise à explorer les bénéfices et les conséquences potentielles du recyclage du NaOH dans un procédé de purification du graphite par fusion alcaline suivie d’une lixiviation acide. Une revue de littérature a permis d’identifier une séquence et des paramètres d’opération pour des essais de purification effectués en laboratoire sur un concentré de graphite. Cette revue de littérature a également permis de recueillir de l’information sur les procédés qui utilisent et recyclent le NaOH afin d’établir un parallèle avec ce qui pourrait être applicable au procédé de purification du graphite. Ainsi, il a été possible de procéder à des essais de purification du graphite et de reconditionnement d’une solution caustique. La simulation par bilans de masses a permis d’évaluer l’impact économique potentiel que le recyclage du NaOH pourrait avoir sur le procédé de purification du graphite ainsi que d’estimer le taux d’accumulation potentiel d’impuretés dans le procédé en fonction des paramètres opératoires.»