Technologie XRD portable pour l'analyse du lithium

Exploration, exploitation minière et extraction dans les dépôts de pegmatite

Les diffractomètres à rayons X portables d’Olympus (pXRD), comme le TERRA^® fournissent aux géologues et aux métallurgistes une minéralogie quantitative en temps quasi réel pour toutes les espèces minérales. Ils permettent donc aux géologues prospecteurs de prendre des décisions plus éclairées sur le terrain. Les métallurgistes peuvent utiliser un appareil pXRD pour obtenir les informations nécessaires pour développer des stratégies de mélange plus efficaces et optimiser les techniques de transformation et de raffinage en vue d’obtenir une meilleure récupération du lithium.

Avantages de l’analyseur pXRD d’Olympus Novateurs, les analyseurs pXRD d’Olympus présentent de nombreux avantages : Petite quantité requise pour les échantillons : seulement 15 mg de matériau Préparation facile des échantillons : nul besoin de faire appel à un technicien spécialisé Vitesse d’acquisition rapide : résultats obtenus en quelques minutes Appareil autonome : nul besoin d’un refroidissement à l’eau ou d’une source d’alimentation externe importante Aucun entretien régulier requis : possibilité d’utiliser l’appareil régulièrement, sans temps d’arrêt Portabilité : appareil robuste, sans composants mobiles, fonctionnant à batterie

Exploration minière

Le lithium peut se loger dans un éventail de minéraux présents dans les roches pegmatitiques. Le tableau 1 regroupe les principaux minéraux contenant du lithium. L’analyseur pXRD d’Olympus peut identifier et quantifier rapidement tous ces minéraux contenant du lithium, peu importe leur réflectance. La minéralogie quantitative peut alors être calculée selon la composition chimique pour fournir aux géologues d’excellentes estimations des concentrations de lithium tout en étant sur le terrain (figure 1). Plutôt que d’attendre les données de dosage du laboratoire pendant des jours ou des semaines, les géologues prospecteurs peuvent utiliser l’analyseur pXRD d’Olympus pour prendre des décisions éclairées en temps quasi réel, notamment :

Abandonner ou poursuivre un forage Déterminer l’emplacement du prochain forage Continuer ou non la cartographie d’une zone spécifique Figure 1 : Comparaison entre les mesures obtenues en laboratoire pour le Li2O et celles estimées par la XRD quantitative.

Nom du minéral Li2O (%) Formule chimique Spodumène 8,03 LiAlSi4O6 Pétalite 4,50 LiAlSi4O10 Eucryptite 11.86 LiAlSiO4 Anblygonite 7,40 (Li,Na)Al(PO4)(F,OH) Lépidolite 7.70 K(Li,Al)3(Si,Al)4O10(F,OH)2 Lithiophilite 9,53 LiMnPO4 Zinnwaldite 3,42 KLiFeAl(AlSi3)O10(F,OH)2 Holmquistite 3.98 Li2(Mg,Fe2+)3Al2Si8O22(OH)2 Triphylite 9,47 Li(Fe,Mn)PO4 Tableau 1. Principaux minéraux contenant du lithium et leur composition chimique (source : webmineral.com).

Traitement et extraction

S’il est essentiel de connaître la concentration de Li₂O, il est souvent plus important encore d’identifier les phases contenant du lithium et leurs quantités. Si le lithium peut être facilement extrait de certains minéraux, il est parfois difficile, voire impossible, à extraire d’autres. Grâce à la minéralogie quantitative, les métallurgistes sont désormais capables de développer des stratégies de mélange plus appropriées et d’optimiser leurs processus en conséquence.

L’analyse XRD peut également être utilisée pour identifier les minéraux de la gangue pouvant dégrader les concentrés de lithium. Par exemple, la séparation par gravité est un procédé métallurgique qui peut être utilisé pour concentrer le spodumène. Puisque les autres minéraux de pyroxène dépourvus de lithium ont une densité similaire à celle du spodumène, il est important d’identifier et de quantifier d’autres minéraux de pyroxène.

Qualité des données

Les analyseurs XRD d’Olympus peuvent fournir des données équivalentes à celles obtenues par des appareils XRD en laboratoire. Pour illustrer cela, des résultats d’analyses XRD quantitatives d’une pegmatite contenant du lithium ont été recalculés et les résultats ont été comparés à l’analyse chimique faite en laboratoire (tableau 2 et figures 1 et 2).

Tableau 2. Comparaison entre les mesures obtenues en laboratoire pour le Si₂O, le Li₂O, le Al₂O₃, le Na₂O et le K₂O et celles estimées par la XRD quantitative.

Figure 2. Comparaison entre Al₂O₃, SiO₂, Na₂O et K₂O mesurée par un laboratoire et les estimations provenant de la XRD quantitative.