2023_MEC8370-32 Recyclage LFP

Le prix du carbonate de lithium a grimpé exponentiellement depuis les dernières années, atteignant des chiffres historiques allant jusqu’à 94 000$/ tonne. Les prédictions envisagent une demande annuelle de 1,5 millions de tonnes de Li₂CO₃ en 2025 et 3 millions de tonnes en 2030. La durée de vie limitée des batteries au lithium soulève des discussions sur les moyens utilisés pour les recycler. Nous proposons une usine de recyclage par hydrométallurgie de la masse noire de batteries lithium-fer-phosphate (LFP) située au Québec. Un réacteur de lixiviation produit du Li₂SO₄ à l’aide de H₂SO₄ et H₂O₂ à 60 ⁰C. Une pompe achemine la solution à un deuxième réacteur pour précipiter les impuretés avec du NaOH à 50% M à 50 ⁰C. Dans un autre réacteur, le Na₂CO₃ ajouté à la solution précipite le Li₂CO₃ à 95 ⁰C. Une pompe dirige ce produit d’intérêt vers un réacteur de purification qui le resolubilise pour enlever les résidus restants. Il est ensuite reprécipité dans un réacteur final pour être vendu sous forme solide. Le Li₂CO₃ obtenu est pur à de 99,6%. Le réacteur de lixiviation de type CSTR possède un volume de 290 m³. Un réacteur CSTR de 25 m³ produit du Li₂CO₃. Ces équipements sont en acier inoxydable en raison de l’utilisation d’acides et des hautes températures d’opération du procédé. L’usine traite 20 000 t/an de masse noire pour produire 1654 t/an de Li₂CO₃. Avec un CAPEX de 52M$ et un OPEX de 46M$, les revenus générés par la vente de Li₂CO₃ uniquement sont de 99 M$ annuellement. La simulation de Monte Carlo incluant la volatilité du prix du Li₂CO₃ donne un temps de recouvrement du projet de 3 ans. Le TRIM et le ROI calculé sur 10 ans de respectivement 22% et 220%.