Une feuille de route vers les richesses en terres rares émerge dans le Dakota du Nord

Le rapport, publié le mois dernier, est le dernier d’une série d’études menées par des géologues d’État explorant l’étendue des minéraux de terres rares et d’autres minéraux critiques – y compris le lithium, qui est utilisé dans les batteries rechargeables des véhicules électriques – qui, selon les responsables, pourraient être la base. pour une nouvelle industrie minière et de traitement dans le Dakota du Nord.

“Nous avons trouvé de fortes concentrations de minéraux critiques”, a déclaré Ed Murphy, le géologue de l’État. “Le problème a été de les trouver constamment le long du même horizon.”

Les minéraux critiques tels que le cuivre, le lithium, le nickel, le cobalt et les terres rares sont des composants essentiels de nombreuses technologies d’énergie propre en croissance rapide, allant des éoliennes et des réseaux électriques aux véhicules électriques. La demande pour ces minéraux devrait croître rapidement à mesure que la transition vers une énergie propre s’accélère.

Les responsables de l’État espèrent que les entreprises privées utiliseront le rapport pour effectuer leurs propres explorations, ce qui pourrait produire des découvertes supplémentaires et fournir les débuts d’une industrie minière essentielle dans l’État.

Les minuscules quantités concentrées de minéraux incorporées dans des millions de tonnes de lignite pourraient contenir des milliards de dollars de terres rares de qualité commerciale et d’autres minéraux critiques, a déclaré Lynn Helms, directrice du Département des ressources minérales du Dakota du Nord, devant les législateurs.

L’exploration a commencé en 2015 en examinant une couche de 1 800 pieds d’épaisseur contenant du charbon de lignite et de la mudstone riche en matières organiques dans la vallée de la rivière Little Missouri, située dans le bassin de Williston, que les géologues ont maintenant réduite à une épaisseur de 30 pieds qui contient les plus riches gisements connus.

La formation rocheuse aux couleurs vives est appelée le membre Bear Den de la formation Golden Valley, trouvée dans les zones de hautes terres couvrant 340 miles carrés à travers le centre-ouest du Dakota du Nord.

Les minéraux critiques, qui comprennent les minéraux de terres rares, sont jugés essentiels par le gouvernement américain pour la sécurité économique et nationale du pays. Ils sont souvent fournis par des pays, dont la Chine, qui ne sont pas nécessairement amis des États-Unis.

Les chercheurs du Dakota du Nord ont analysé plus de 1 700 échantillons provenant de plus de 300 sites d’affleurements minéraux dans l’ouest et le centre-sud du Dakota du Nord – une infime fraction des 25 milliards de tonnes de réserves de lignite estimées par l’État.

Les gisements minéraux critiques contenant des concentrations de 300 parties par million ou plus sont considérés comme économiques à exploiter. Des échantillons de charbons de lignite minces et de mudstone riche en matières organiques du membre inférieur de Bear Den contiennent jusqu’à 2 570 parties par million d’éléments de terres rares – ce que le North Dakota Geological Survey estime être la concentration ponctuelle la plus élevée jamais signalée dans les gisements de charbon nord-américains.

Des concentrations de plusieurs minéraux critiques ont parfois été trouvées dans les mêmes échantillons, notamment du cobalt, du gallium, du germanium et du lithium.

Selon le North Dakota Geological Évaluation de l’enquête.

Les gisements riches se trouvent dans ce que les géologues appellent le maximum thermique du Paléocène-Éocène, une formation résultant d’une période d’altération intense – un processus de décomposition des roches et des minéraux de l’exposition à l’atmosphère – datant de 56 millions d’années, lorsque le charbon a été déposé dans les rivières subtropicales, les lacs et les marécages.

Le membre Bear Den, riche en minéraux, se trouve sous des couches de roche et de sédiments, y compris une épaisse couche de kaolinite, une argile utilisée par Hebron Brick pour fabriquer des briques.

De riches gisements ont été découverts sur des terres appartenant au US Forest Service, des terres fiduciaires du Dakota du Nord et des propriétés privées dans les comtés de McKenzie, Dunn, Mercer, Stark et de l’ouest de Morton, a déclaré Murphy.

Le North Dakota Geological Survey a utilisé une chargeuse à direction à glissement pour extraire 44 tonnes de matériaux d’un site situé sur un terrain en fiducie de l’État afin de les fournir aux chercheurs du Collège d’ingénierie et des mines de l’Université du Dakota du Nord.

Au départ, les géologues de l’État ont découvert que moins de 20 % des échantillons étaient supérieurs aux 300 parties par million considérées comme économiques à exploiter. Mais dans la couche enrichie de 30 pieds, 60% à 69% des échantillons étaient au-dessus de ce seuil, ce que Murphy a appelé un “assez grand saut”.

“Ce nombre est resté constant”, a-t-il déclaré.

Cela suggère à Murphy que le Dakota du Nord possède des gisements abondants et viables qui pourraient être exploités pour des minéraux critiques.

“Je pense que nous avons des domaines sur lesquels nous pouvons nous concentrer”, a-t-il déclaré, avec une feuille de route évitant aux entreprises d’avoir à “forer au hasard”, permettant aux entreprises d’accélérer l’exploration. “Je pense que c’est la grande histoire.”

Outre l’exploration de minéraux critiques, “les entreprises attendent également le côté traitement” pour permettre le développement commercial, a déclaré Murphy.

La législature du Dakota du Nord a financé l’exploration par le Geological Survey des terres rares et d’autres minéraux critiques, et une législation en attente fournirait 500 000 $ supplémentaires pour poursuivre les travaux, ce qui, espère Murphy, fournira des informations qui attireront les entreprises.

Murphy a déclaré que les minéraux pourraient être extraits à l’aide d’une exploitation à ciel ouvert similaire à l’extraction de lignite conventionnelle ou à l’aide d’une exploitation minière “in situ”, qui consiste à laisser le minerai là où il se trouve dans le sol et à en récupérer les minéraux en les dissolvant et en pompant la solution vers le surface où les minéraux peuvent être récupérés.

Des chercheurs de l’Institut d’études énergétiques de l’UND travaillent à développer des moyens d’extraire et de traiter des terres rares et des minéraux critiques à l’échelle commerciale à partir du lignite du Dakota du Nord.

L’institut UND a récemment reçu une subvention de 8 millions de dollars du Département américain de l’énergie pour des études d’ingénierie et de coûts qui pourraient aboutir à une usine de 250 millions de dollars pour traiter les minéraux critiques, si le projet UND est sélectionné.

“Il reste du travail à faire pour prouver et vraiment raffermir l’économie”, a déclaré Dan Laudel, ingénieur chimiste et directeur de l’Institut d’études énergétiques de l’UND. Il a qualifié le travail du North Dakota Geological Survey de « passionnant ».

“Il semble qu’ils commencent à assembler les pièces du puzzle”, en identifiant les riches gisements, a-t-il déclaré.

Son équipe a travaillé sur l’extraction de terres rares et de minéraux critiques des mines de lignite de Falkirk, Coteau, Coyote Creek et Centre, où l’équipement existe déjà pour extraire le matériau à l’échelle industrielle. “Il est donc beaucoup moins cher d’avoir accès à une matière première à cause de cela”, a déclaré Laudel, bien qu’il ait ajouté que des gisements de minéraux critiques plus riches peuvent être trouvés ailleurs.

“Nous avons trouvé des teneurs économiques dans les mines existantes”, a-t-il déclaré.

Le département américain de l’Énergie déploie de grands efforts pour s’approvisionner en terres rares et autres minéraux critiques au niveau national, afin d’éviter les ruptures d’approvisionnement et de réduire la dépendance à l’égard d’autres pays.

“Ces matériaux sont tout simplement trop importants pour notre économie aujourd’hui”, et sont nécessaires pour la transition vers une énergie plus propre et d’autres utilisations, a déclaré Laudel.

“La découverte et la description de ces gisements sont des étapes importantes dans le développement d’un modèle d’exploration complet pour l’industrie du charbon et des minéraux, avec le potentiel de réduire un jour la nécessité d’importer des minéraux critiques, une vulnérabilité stratégique des États-Unis”, a déclaré le North Dakota Geological Survey a déclaré dans un communiqué.