La problématique ?
Dans le cadre de son activité de recyclage de batteries lithium-ion, un industriel reçoit régulièrement des lots de black mass provenant de différents fournisseurs. Avant d’acheter un nouveau lot, il souhaite déterminer précisément sa composition afin d’évaluer son potentiel de valorisation et de vérifier que les concentrations annoncées par le fournisseur correspondent à la réalité.
L’enjeu est notamment de quantifier les teneurs en lithium, nickel, cobalt et manganèse, mais également de mesurer les principaux éléments susceptibles de réduire la valeur de la matière ou de perturber le procédé de recyclage.
La problématique du client
Un recycleur reçoit la proposition d’achat d’un lot de 5 tonnes de black mass, annoncé par le fournisseur comme étant particulièrement riche en nickel, cobalt et lithium.
Selon les informations communiquées par le fournisseur, la matière contiendrait environ :
- 15 % de nickel ;
- 6 % de cobalt ;
- 8 % de manganèse ;
- 4 % de lithium.
Sur cette base, le lot présente un potentiel économique intéressant. Cependant, avant de conclure la transaction, le client souhaite disposer de données analytiques indépendantes et fiables.
Une stratégie analytique adaptée à la black mass
Pour répondre à cette problématique, FILAB a mis en place une démarche analytique permettant de déterminer la composition élémentaire de la black mass et d'identifier les principaux éléments d'intérêt.
Étape 1 : Préparer et homogénéiser l'échantillon
Avant toute analyse, une attention particulière est portée à la représentativité de l'échantillon. La black mass est une matière pulvérulente pouvant présenter des variations de composition selon la taille et la nature des particules. Un prélèvement mal représentatif pourrait donc conduire à une estimation erronée de la teneur réelle en métaux.
L'échantillon transmis au laboratoire est ainsi préparé selon un protocole adapté à sa nature afin d'obtenir une prise d'essai représentative.
Cette étape est essentielle : une analyse très précise sur un échantillon non représentatif ne permettrait pas d'obtenir une estimation fiable du contenu métallique du lot.
Étape 2 : Quantifier les métaux valorisables
FILAB réalise ensuite une analyse élémentaire quantitative de la black mass. L'analyse permet notamment de déterminer les concentrations en :
- lithium (Li) ;
- nickel (Ni) ;
- cobalt (Co) ;
- manganèse (Mn) ;
- cuivre (Cu) ;
- aluminium (Al) ;
- fer (Fe).
Selon les éléments recherchés et les niveaux de concentration attendus, des techniques telles que l'ICP-OES, l'ICP-MS ou la fluorescence X (XRF) sont mises en œuvre. Les résultats obtenus sont ensuite comparés aux données communiquées par le fournisseur.
Des résultats qui modifient l'évaluation du lot
Les analyses réalisées par FILAB mettent en évidence une composition légèrement différente de celle annoncée.
| Élément | Valeur annoncée | Résultat analytique |
|---|---|---|
| Nickel | 15 % | 13,2 % |
| Cobalt | 6 % | 5,1 % |
| Manganèse | 8 % | 7,6 % |
| Lithium | 4 % | 3,7 % |
| Cuivre | Non communiqué | 2,4 % |
| Aluminium | Non communiqué | 1,8 % |
| Fer | Non communiqué | 1,1 % |
Les résultats montrent que les concentrations en nickel et cobalt sont inférieures aux valeurs annoncées.
Mais surtout, l'analyse met en évidence la présence de cuivre et d'aluminium, qui n'avaient pas été intégrés dans les données initiales du fournisseur.
Ces éléments ne constituent pas nécessairement des contaminants rédhibitoires, mais ils doivent être pris en compte dans l'évaluation globale de la matière.
Conclusion de l'étude
Dans cette étude de cas, l’analyse élémentaire a permis de dépasser les données communiquées par le fournisseur et de déterminer précisément les teneurs en lithium, nickel, cobalt et manganèse, tout en identifiant la présence d’autres éléments susceptibles d’influencer la valorisation de la matière.
Ces résultats permettent au client d’estimer le contenu métallique réel de son lot, de mieux anticiper les quantités potentiellement récupérables et de disposer de données objectives pour évaluer le prix d’achat de la black mass.
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