EXTRAVAN : développement d’éco-technologies pour la production de vanadium en Europe

03.10.2017
Suite à un appel à projet ouvert en 2014, EXTRAVAN a été financé par l'ADEME dans le cadre du programme européen ERA-MIN sur la production durable de matières premières en Europe. Ce projet a été réalisé en partenariat avec le BRGM. Les résultats d’EXTRAVAN constituent une avancée pour la valorisation des ressources européennes de vanadium, métal stratégique pour l’industrie sidérurgique.

Procédé métallurgique pour la production de FeV

Procédé métallurgique pour la production de FeV. © MEFOS

EXTRAVAN : développer des technologies innovantes pour l’exploitation des ressources européennes en vanadium

Le projet EXTRAVAN vise à développer des technologies innovantes permettant une exploitation économique des ressources européennes de vanadium tout en limitant les impacts environnementaux associés.

Deux types de ressources ont été considérés dans ce projet :

  • Les laitiers nordiques d’aciérie riches en vanadium, dénommés « BOF-slag », qui ont une teneur en vanadium de 1.5-3.0% environ,
  • Les laitiers nordiques produits par co-traitement de concentrés de minerais de fer à haute teneur en vanadium et de laitiers d’aciérie riches en vanadium, dénommés « V-slag ». Ces laitiers ont une teneur en vanadium supérieure à 10%.

Des innovations en faveur de l’industrie et de l’économie européenne

Les équipes scientifiques du projet EXTRAVAN ont étudié et mis au point des innovations sur les étapes de traitement qui permettent la récupération du vanadium contenus dans les laitiers sidérurgiques afin d’améliorer la faisabilité technico-économique de cette filière. Les résultats prometteurs du projet EXTRAVAN laissent ainsi entrevoir une avancée en matière d’innovations techniques mais aussi sur un plan économique et sur un plan environnemental. 

Les étapes de traitement permettant la valorisation du vanadium. © BRGM

Des procédés d’extraction innovants

Des innovations techniques ont été mises au point pour les deux types de ressources considérées dans le projet EXTRAVAN : les « BOF-slag » et les « V-slag ». Elles permettront de valoriser de nombreuses ressources européennes de vanadium.

Concernant les « BOF-slag », le BRGM a mis au point un procédé de rupture pour l’extraction du vanadium : la carbo-oxy-chloruration. Ce procédé utilise le chlore produit par la décomposition thermique du PVC afin de produire de manière sélective des chlorures de vanadium, solubles dans l’eau. Il permet donc à la fois de récupérer le vanadium et de valoriser le chlore issu de la combustion des déchets de PVC. Des taux d’extraction du vanadium supérieurs à 95% ont été obtenus à l’échelle du laboratoire.

Quant aux « V-slag », les partenaires du projet ont développé un procédé de grillage à haute température appelé High Temperature Roasting (HTR). Ce procédé permet de réduire le temps de traitement d’un facteur 10 et permet de récupérer 97% du vanadium. De plus, les conditions de lixiviation et de précipitation sélective ont été optimisées.

Même si les techniques d’extraction du vanadium ne sont pas au même stade de maturité, elles sont complémentaires et fourniront des solutions permettant de valoriser diverses ressources en Europe. De plus, les déchets et les effluents produits tout au long de la chaîne de traitement ont fait l’objet d’une attention particulière et des solutions ont été proposées pour leur gestion afin de minimiser les impacts environnementaux associés

Vers de nouvelles perspectives économiques et une meilleure valorisation des déchets européens

Les résultats du projet EXTRAVAN permettent d’envisager un meilleur usage des laitiers nordiques d’aciérie riches en vanadium, ceux-ci étant actuellement pour moitié valorisés en sous-couches routières et pour moitié stockés, ainsi que des déchets de PVC.

De plus, la disponibilité de nouvelles technologies pour la valorisation des ressources européennes de vanadium permettrait à l’Europe de diminuer sa dépendance aux importations de vanadium. Cela pourrait aussi permettre à des industriels de se positionner sur le marché du traitement des sous-produits de l’industrie sidérurgique.

 

PARTENAIRES

Le projet EXTRAVAN a été financé par trois agences de financement européennes dans le cadre du programme européen ERA-MIN sur la production durable de matières premières en Europe : Vinnova (Suède), l’ADEME (France) et Tekes (Finlande).

Le projet a été réalisé par le BRGM, le GTK, la société minière finlandaise Mustavaaran Kaivos Oy, et KTH sous la coordination de l’institut de recherche suédois Swerea MEFOS.

 

POUR ALLER PLUS LOIN

Consulter l’article d’ADEME & Vous sur EXTRAVAN

Visiter le site du programme ERA-MIN

L’utilisation et la production de vanadium dans le monde

Le vanadium est un métal dur principalement utilisé dans la fabrication d’aciers spéciaux à haute résistance. C’est un métal stratégique pour les industries européennes dont la consommation s’élève à environ 13% de la production mondiale (soit 11kt en 2013).

Le vanadium est présent dans certains minerais de fer. Il est produit hors de l’Union Européenne, principalement en Afrique du Sud, en Chine, en Russie et en Australie.

Les ressources européennes de vanadium

Il existe, en Europe, des ressources en vanadium. Il s’agit notamment des gisements de minerais de fer titanifères contenant environ 1% de vanadium et des laitiers d’aciéries contenant jusqu’à 3% de vanadium. Or, ces ressources ne sont pas exploitées par manque de rentabilité. L’Europe est donc fortement dépendante des importations pour son utilisation de vanadium ce qui présente des risques de rupture dans cet approvisionnement.

Deux étapes de traitement pour l’extraction du vanadium

Le vanadium est généralement récupéré après extraction du fer contenu dans le minerai. Pour ce faire, plusieurs étapes de traitement sont nécessaires :

  • Un traitement thermique (aussi appelé grillage) en présence de carbonate de sodium assurant la formation de composés du vanadium solubles dans l’eau permettant ainsi son extraction,
  • Un ensemble d’étapes hydrométallurgiques (incluant notamment de la lixiviation et de la précipitation sélective) permettant la récupération sélective du vanadium.