Des chercheurs de l’Université du Texas révèlent que les cendres de charbon contiennent des quantités significatives d’éléments de terres rares. Cette découverte pourrait permettre aux États-Unis de récupérer des millions de tonnes de ces ressources précieuses à partir de déchets souvent négligés, représentant une opportunité lucrative pour l’avenir des technologies renouvelables.
Les cendres de charbon pourraient contenir entre 260 et 430 mg d’éléments de terres rares par kilogramme, potentiellement récupérables, selon des chercheurs de l’Université du Texas ayant analysé les cendres de charbon brûlé dans les centrales électriques américaines. « On pourrait extraire 11 millions de tonnes d’éléments de terres rares, presque huit fois les réserves nationales, d’une valeur approximative de 8,4 milliards de dollars. »
Une décharge de cendres à Shrewsbury, Massachusetts. Une récente recherche de l’Université du Texas à Austin a calculé les éléments potentiels de terres rares qui pourraient être extraits des cendres de charbon aux États-Unis / Photo Massachusetts Department of Environmental Protection
Des millions de tonnes de cendres de charbon, parmi les dangereux déchets des centrales à charbon, pourraient rapidement être récupérées dans des décharges, des étangs et des zones de stockage pour extraire les éléments de terres rares, essentiels à la production de composants de véhicules électriques, de panneaux solaires, de magnétos et d’autres technologies dans l’industrie des énergies renouvelables. Les chercheurs de l’Université du Texas à Austin ont analysé les cendres de charbon brûlé dans les centrales électriques américaines, découvrant qu’elles contiennent d’importantes quantités de terres rares.
Chaque kilogramme de cendres de charbon contient entre 260 et 430 mg de terres rares selon qu’il s’agit de cendres du bassin des Appalaches – qui présentent les quantités les plus élevées – ou de celles du bassin du Powder River – qui ont des valeurs moyennes plus faibles –, expliquent les chercheurs, ayant publié les résultats des analyses dans une étude de l’International Journal of Coal Science & Technology.
Selon les calculs, en prenant en compte les limites de l’extraction des terres rares à partir des cendres et les volumes de cendres potentiellement récupérables – environ 70 % des cendres de charbon produites aux États-Unis entre 1985 et 2021, soit 1.873 millions de tonnes au total – , les chercheurs estiment que l’on pourrait extraire environ 11 millions de tonnes de terres rares, soit près de huit fois la quantité actuellement détenue dans les réserves nationales, pour une valeur d’environ 8,4 milliards de dollars.
Terres rares dans les cendres de charbon, les États-Unis étudient la façon de récupérer la ressource
Avec environ 95 % des terres rares provenant de Chine, qui possède près d’un tiers des réserves mondiales, la possibilité d’extraire ces métaux des cendres de charbon pourrait représenter un véritable tournant pour des pays comme les États-Unis, où ces déchets issus de la combustion du charbon s’accumulent depuis des décennies.
“Cela illustre vraiment le mantra ‘des déchets au trésor’ car cela pourrait permettre de récupérer une ressource, tout en réduisant les impacts environnementaux des cendres”, soulignent les chercheurs, mettant en avant que le fait que les cendres soient facilement disponibles en grandes quantités rend ces déchets une ressource particulièrement intéressante, même si le niveau de terres rares dans les cendres est inférieur à celui extrait des dépôts géologiques.
“Il y a d’énormes volumes de ce matériel à travers le pays – a déclaré le co-auteur de l’étude, le Dr Davin Bagdonas, chercheur à l’Université du Wyoming – . Le processus initial d’extraction du (minéral hôte) a déjà été pris en charge pour nous.” Le premier projet pilote, auquel participe le Dr Bagdonas, a en effet déjà été lancé au National Energy Technology Lab avec extraction des terres rares des cendres de charbon du bassin du Powder River qui, bien que contenant un niveau moyen de terres rares plus bas, soit de 264 milligrammes par kilogramme, ont une extrayabilité d’environ 70 %. En revanche, les cendres de charbon du bassin des Appalaches, plus riches en terres rares, ont une extrayabilité de seulement 30 %. Du moins avec les technologies existantes.
“Le défi actuel pour l’industrie est de développer la main-d’œuvre et les opérations nécessaires pour extraire les éléments de terres rares et d’autres matériaux des cendres de charbon et d’autres sous-produits miniers – a ajouté Chris Young, responsable de la stratégie chez Element USA, une entreprise qui extrait des minéraux essentiels à partir de déchets miniers et métalliques et transfère son laboratoire d’analyses et ses équipements pilotes à Austin pour tirer parti des compétences minières de l’Université du Texas et offrir une expérience minière cruciale aux étudiants intéressés par la recherche et des carrières dans ce domaine.
“Nous sommes ravis de construire ce partenariat avec l’Université du Texas en matière de traitement et de séparation des minéraux – a ajouté Young – . L’idée d’extraire des éléments de terres rares des déchets (sous-produits de l’activité minière) a beaucoup de sens, en plus d’être une approche sensée.”