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RÉSUMÉ
Le lithium a été découvert en 1817 par Johann August Arfvedson dans un silicate d’aluminium naturel, la pétalite. De par sa très grande réactivité chimique, cet élément n’existe pas dans le milieu naturel sous forme métallique mais dans des composés. Il est extrait de minéraux de type pegmatite, d’argiles ou de saumures. Ce sont ces dernières, notamment aux États-Unis et en Amérique du Sud, qui contribuent actuellement à la majorité de la production mondiale. Les applications du lithium sont multiples, métallurgie, chimie, nucléaire. Des quantités croissantes sont à prévoir dans un proche avenir dans le secteur des batteries, sa légèreté et ses propriétés de réduction garantissant de fortes densités d’énergie massique et volumique.
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Lithium was discovered in 1817 by Johan August Arfvedson during his analysis of petalite which is a natural lithium aluminium silicate. Due to its high reactivity, lithium never freely occurs in nature, and rather, only appears in compounds. Lithium can be extracted from a number of pegmatitic minerals, and from clays and brines. Clay and brine deposits, most notably in the USA and South America, are the primary global source of lithium production. Lithium has numerous applications: metallurgy, chemistry and nuclear. In the near future, increased supplies of lithium will be required in the battery sector, as its lightness and reducing properties guarantee high densities of energy mass and volumetric efficiency.
Auteur(s)
-
Pierre BLAZY : Professeur Honoraire - Ancien Directeur de l’École Nationale Supérieure de Géologie (ENSG)
-
El-Aïd JDID : Docteur ès Sciences - Ingénieur de Recherche au Laboratoire Environnement et Minéralurgie (LEM), UMR 7569, Nancy Université (ENSG-INPL), CNRS
INTRODUCTION
Le lithium a été découvert en 1817 par Johann August Arfvedson dans un silicate d’aluminium naturel : la pétalite. Jöns Jacob Berzelius donna au nouvel élément le nom de lithium (du grec lithos = pierre) pour rappeler son origine minérale.
Depuis 1959, l’exploitation des saumures a pris une importance économique croissante au point que certaines compagnies, telles que Québec Lithium Corp., ont fermé leurs exploitations minières. Mais le développement de nouvelles applications du lithium dans les années 1970 à 1975 a relancé les exploitations minières en Australie, au Canada, au Zimbabwe et en Chine. Cependant les lacs salés, suite notamment à de nouvelles exploitations des saumures aux États-Unis, en Amérique du Sud (Chili, Argentine, Bolivie), contribuent à présent à la majorité de la production mondiale.
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Extraction industrielle du lithium
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5. Utilisations du lithium
Les applications du lithium sont multiples comme l’indique la répartition du tableau 8. Des quantités croissantes sont à prévoir dans un proche avenir dans le secteur des batteries, source de puissance électrique.
5.1 Secteurs de la chimie et de la pharmacie
Le débouché le plus important du lithium en chimie est la fabrication de butyllithium. Les n-butyl, s-butyl et t-butyllithium sont fabriqués industriellement. Le plus utilisé est, de loin, le n-butyllithium.
La synthèse du n-butyllithium s’effectue par la réaction du chlorure de butyle avec le lithium dispersé dans un solvant hydrocarboné, selon la réaction :
Le butyllithium est un initiateur de la polymérisation anionique du butadiène, de l’isoprène et du mélange butadiène-styrène dans la fabrication du caoutchouc synthétique et dans la production d’élastomères. Il est aussi un intermédiaire utilisé en pharmacie et en agrochimie.
La fabrication de l’hydrure de lithium est réalisée par transformation du lithium métal par réaction avec l’hydrogène à 700 °C selon la réaction :
L’hydrure LiH a une importance industrielle en tant que source d’hydrogène et comme agent réducteur dans la synthèse organique. Il constitue un produit de base pour la fabrication de l’hydrure d’aluminium-lithium et pour le borohydrure de lithium.
L’hydroxyde de lithium est utilisé pour la fabrication de graisses spéciales pour les industries de l’automobile, de l’aéronautique et de la marine. Actuellement, plus de 60 % de toutes les graisses contiennent du lithium.
En pharmacie, le lithium métal est utilisé pour des synthèses de médicaments (vitamine A, hormones telles que beta-métasome et ethylvinyl estariole).
Le carbonate de lithium (haute pureté à 99,7 % Li) est utilisé comme ingrédient actif pour des médicaments soignant les psychoses maniaco-dépressives...
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Utilisations du lithium
ANNEXES
1 Données statistiques et économiques
1.1 1. Principales sociétés productrices de lithium
Les principales sociétés productrices de lithium à partir des saumures sont les suivantes [60] [61] :
-
la Sociedad Quimica y Minera (S.Q.M.) et Chemetall GmbH, salars d’Atacama au Chili ;
-
la Sociedad Chilena del Litio, salar d’Atacama (Chili) ;
-
la Chemical Foote Corp., Lithium, les saumures de Silver Peak (Nevada, États-Unis) et le salar de Hombre Muerto en Argentine ;
-
la CITIC Guoan Lithium, le lac salé de Taijiner, province de Qinghai, en Chine.
Un nombre assez réduit de sociétés exploite les minerais lithinifères en roche, entre autres :
-
Tantalum Mining Corp. (TANCO) à Bernic Lake au Canada ;
-
Bikita Minerals au Zimbabwe ;
-
Galaxy Ressources Ltd. pour le projet Mount Cattlin en Australie [62] ;
-
Talison minerals PTY en Australie (Greenbushes) ;
-
CITIC Guoan Lithium à...
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