Lever le voile sur le grillage à l'acide du spodumène par chauffage électrique

Sachin Pimpalnerkar, Global Product Manager, KanthalC'est ce qui fait la plus grande joie des propriétaires de voiture électrique : soulevez le capot et vous verrez par vous-mêmes, ou plutôt vous ne verrez rien.

Là où des milliers de pièces mobiles soumises à des températures et à des pressions élevées ont subi des millions de tour, vous ne verrez toujours rien. Là où des utilisateurs ou des mécaniciens auraient passé des centaines d'heures à vérifier, à remplir, à vidanger et remplacer, il n'en est toujours rien.

C'est ce qui va également faire la plus grande joie des raffineurs qui commandent de nouveaux fours de grillage à l'acide chauffés à l'électrique sur le marché en plein essor du carbonate de lithium ou de l'hydroxyde de lithium, explique Sachin Pimpalnerkar, chef de produit mondial de Kanthal.

Il y a juste beaucoup moins de pièces mobiles lorsque vous passez à une installation électrique. Comme pour un moteur de voiture, l'électrique simplifie beaucoup de choses.

« Il y a juste beaucoup moins de pièces mobiles lorsque vous passez à une installation électrique » ajoute-t-il. « Comme pour un moteur de voiture, l'électrique simplifie beaucoup de choses. »

Simple et modulaire

Finis les brûleurs à gaz des fours. Fini les conduits. Les registres et les ventilateurs ne sont plus nécessaires. Les réseaux de capteurs utilisés pour assurer une combustion suffisamment complète ont disparu.

Pour un tube rotatif d'un diamètre de trois à cinq mètres et d'une longueur d'environ 60 mètres, cela revient à remplacer un réseau de conduites d'air et de gaz de la taille d'un terrain de tennis.

Les modules chauffants Fibrothal® de Kanthal, qui remplacent les équipements ci-dessus, sont simples et électriques. Pourtant, cette simplicité est trompeusement fonctionnelle. Les revêtements en fibres céramiques formés sous vide ont une masse thermique et une conductivité faibles. Leur forme ajustée englobe également partiellement les éléments filaires, ce qui permet d'atteindre une température maximale de 1 150 °C (2 100 °F).

Le formage sous vide, utilisé dans la gamme de produits Fibrothal® depuis 1978, permet de façonner les éléments chauffants de manière à ce qu'ils encerclent un segment de la chambre de chauffe. Des modules supplémentaires sont ajoutés au fur et à mesure des besoins, en fonction de la longueur du four.

Cette simplicité se traduit par une réduction considérable du risque de défaillance de l'équipement et d'erreur de la part de l'opérateur. De plus, la technologie a fait ses preuves dans de nombreuses autres applications et environnements au fil des décennies.

Avantages environnementaux locaux

Outre la simplicité, ce sont les avantages pour l'environnement qui suscitent l'intérêt pour le grillage à l'acide dans le cadre d'un chauffage électrique.

« Bien entendu, l'accent s'est porté sur la possibilité d'alimenter un four électrique depuis des sources renouvelables et par conséquent de supprimer toute émission de CO2 de l'usine. Les avantages touchent certes une échelle environnementale mais pas que ; les avantages profitent également à la main-d'œuvre et à la localité », explique Sachin Pimpalnerkar.

Les émissions de NOx, qui sont une cause de maladie respiratoire et une préoccupation majeure des organismes de réglementation environnementale dans de nombreuses juridictions, ne sont plus générées par la technologie du four électrique.

Dans les juridictions soucieuses de l'environnement, les autorités s'opposeront à l'autorisation de nouveaux fours à gaz près des zones peuplées, où les émissions s'ajouteront à la pollution existante émise par les véhicules diesel ou les bateaux entrant dans les ports de la ville. Dans de nombreux pays européens, les villes dépassent déjà les niveaux d'émissions limites pour les NOx.

Réduction des émissions de CO2

D'autre part, les niveaux d'émissions de gaz à effet de serre (CO2) provenant de la fabrication des batteries, pour lesquelles les cathodes et les anodes sont responsables d'environ 40 % des émissions, fournissent une raison d'implanter des usines dans ce type d’économies développées. En effet, ce sont souvent ces pays qui sont les plus avancés dans le développement de la production d'énergie à faible émission de carbone.

D'une manière générale, la fabrication des batteries repose en grande partie sur l'électricité, et l'intensité en carbone de la production varie considérablement. La production d'électricité chinoise, par exemple, a été estimée en 2017 comme générant 20 fois les émissions de carbone de la Suède et trois fois celles du Brésil. L'impact sur les émissions globales de CO2 de la fabrication de batteries a été calculé par rapport à un site de référence à -60 % pour une installation suédoise, contre +30 % pour cent à +70 % pour une usine située en Chine, en Pologne ou en Inde.Sachin Pimpalnerkar got out his pencil and explained on the back of an envelope how the high volume of flue gas leaving a gas-fired kiln sharply reduces the thermal efficiency of a typical 4 MW unit.

Alors que certains fabricants envisagent d'intégrer la fabrication, ces avantages environnementaux relatifs peuvent créer un cas cumulatif pour passer du grillage au gaz au grillage à l'acide du spodumène par chauffage électrique.

« Cette technologie est à la fois plus simple et plus efficace sur le plan thermique. Les considérations environnementales tendent à favoriser l'implantation de cette technologie là où l'intensité en carbone de l'électricité est faible », explique Sachin Pimpalnerkar. « Il est intéressant de noter que c'est également là que l'on découvre de nouveaux gisements de minéraux et que l'industrie de la voiture électrique est de plus en plus incitée à baser sa production. »