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Fiches/Documents/Minerai/Fiche minerai cérium.md

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minerai Cérium Cerium 1.0 2025-04-22 Version initiale Stéphan Peccini
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Présentation synthétique

Le cérium est un métal lanthanide gris-argenté, malléable et ductile, découvert en 1803 par Jöns Jakob Berzelius et Wilhelm Hisinger en Suède, et simultanément par Martin Heinrich Klaproth en Allemagne. Ce métal se caractérise par sa réactivité élevée, son point de fusion relativement bas (795°C), et son existence sous quatre modifications structurales différentes (α-, β-, γ- et δ-cérium). Il est le lanthanide le plus abondant dans la croûte terrestre, représentant environ 0,0046% de celle-ci, et se trouve principalement dans les minerais de bastnæsite, monazite et loparite. Le cérium se distingue par sa capacité à exister sous deux états d'oxydation stables (Ce³⁺ et Ce⁴⁺), propriété rare parmi les lanthanides qui confère au cérium des applications particulières en catalyse et en métallurgie. Extrêmement réactif, le cérium s'oxyde rapidement à l'air, est facilement soluble dans l'eau, les acides, les bases et l'éthanol, ce qui nécessite des précautions particulières pour sa manipulation et son stockage. Son extraction et son traitement impliquent des procédés complexes de séparation des terres rares, rendus encore plus difficiles par leurs propriétés chimiques similaires.

Procédés de traitement

Étape Description du procédé Part utilisée
Extraction minière Extraction des minerais contenant du cérium (principalement bastnæsite, monazite et loparite) 100%
Concentration Enrichissement du minerai par flottation, séparation magnétique et gravimétrique 95%
Calcination Oxydation du concentré par chauffage à l'air à 650°C pour convertir les terres rares en oxydes et le cérium trivalent en cérium tétravalent 90%
Lixiviation sélective Traitement à l'acide chlorhydrique dilué pour dissoudre les terres rares trivalentes tout en laissant l'oxyde de cérium (IV) insoluble 85%
Récupération du cérium Récupération du résidu contenant environ 70% de CeO₂ (méthode non-séparée de Molycorp) 80%
Méthode séparée alternative Dissolution complète du concentré suivie d'une précipitation sélective avec hydroxyde de sodium 75%
Purification Traitement avec acide nitrique pour redissoudre et purifier l'extraction des terres rares 70%
Séparation par extraction Utilisation de phosphate de tributylique pour séparer le cérium des autres terres rares 65%
Purification finale Traitement avec nitrite de sodium pour obtenir du nitrate de cérium dans la phase aqueuse 60%
Réduction Conversion des composés de cérium en métal par réduction avec calcium ou par électrolyse 55%

Note: Les pourcentages dans la colonne "Part utilisée" indiquent la proportion approximative de matière première qui passe à l'étape suivante.

Secteurs d'utilisation

Secteur Type d'usage Part estimée
Verre Polissage et décoloration du verre via le dioxyde de cérium (CeO₂) 40 %
Automobile Catalyseurs pour contrôle des émissions et additifs pour carburants 25 %
Pétrole/Chimie Catalyseurs pour le raffinage pétrolier et la production de polymères 20 %
Numérique Polissage des écrans et composants optiques (verre haute précision) 5 %
Autres Alliages métalliques, céramiques, luminophores 10 %

Note : Les parts sont des estimations basées sur les applications industrielles dominantes [1][4][11].

Extraction_Cerium:
  Australie_Extraction_Cerium:
    nom_du_pays: Australie
    part_de_marche: 6%
    acteurs:
      LynasRare_Australie_Extraction_Cerium:
        nom_de_l_acteur: Lynas Rare Earths
        part_de_marche: 8%
        pays_d_origine: Australie
  Bresil_Extraction_Cerium:
    nom_du_pays: Brésil
    part_de_marche: 1%
    acteurs:
      SerraVerde_Bresil_Extraction_Cerium:
        nom_de_l_acteur: Serra Verde
        part_de_marche: 1%
        pays_d_origine: Brésil
  Chine_Extraction_Cerium:
    nom_du_pays: Chine
    part_de_marche: 70%
    acteurs:
      XiamenTungsten_Chine_Extraction_Cerium:
        nom_de_l_acteur: Xiamen Tungsten
        part_de_marche: 15%
        pays_d_origine: Chine
      ChinaNorth_Chine_Extraction_Cerium:
        nom_de_l_acteur: China North Rare Earth Corp
        part_de_marche: 35%
        pays_d_origine: Chine
      ChinaRare_Chine_Extraction_Cerium:
        nom_de_l_acteur: China Rare Earth Group
        part_de_marche: 25%
        pays_d_origine: Chine
  EtatsUnis_Extraction_Cerium:
    nom_du_pays: États-Unis
    part_de_marche: 11%
    acteurs:
      MPMaterials_EtatsUnis_Extraction_Cerium:
        nom_de_l_acteur: MP Materials
        part_de_marche: 10%
        pays_d_origine: États-Unis

Principaux producteurs - Extraction

Pays d'implantation Entreprise Pays d'origine Part de marché
(cette section sera remplie automatiquement)

Unités : kt/an

Total : 381

Reserves_Cerium:
  Australie_Reserves_Cerium:
    nom_du_pays: Australie
    part_de_marche: 3%
    acteurs:
      {}
  Bresil_Reserves_Cerium:
    nom_du_pays: Brésil
    part_de_marche: 21%
    acteurs:
      {}
  Chine_Reserves_Cerium:
    nom_du_pays: Chine
    part_de_marche: 44%
    acteurs:
      {}
  Inde_Reserves_Cerium:
    nom_du_pays: Inde
    part_de_marche: 7%
    acteurs:
      {}
  EtatsUnis_Reserves_Cerium:
    nom_du_pays: États-Unis
    part_de_marche: 2%
    acteurs:
      {}

Principaux pays - Réserves

Pays d'implantation Part de marché
(cette section sera remplie automatiquement)

Unités : kt

Total : 77 600

Traitement_Cerium:
  Chine_Traitement_Cerium:
    nom_du_pays: Chine
    part_de_marche: 73%
    acteurs:
      NorthernRare_Chine_Traitement_Cerium:
        nom_de_l_acteur: Northern Rare Earth
        part_de_marche: 15%
        pays_d_origine: Chine
        minerai_origine:
          pays: Chine
          pourcentage: 100%
      ChinaMinmetals_Chine_Traitement_Cerium:
        nom_de_l_acteur: China Minmetals
        part_de_marche: 56%
        pays_d_origine: Chine
        minerai_origine:
          pays: Chine
          pourcentage: 95%
  Australie_Traitement_Cerium:
    nom_du_pays: Australie
    part_de_marche: 5%
    acteurs:
      LynasRare_Australie_Traitement_Cerium:
        nom_de_l_acteur: Lynas Rare Earths
        part_de_marche: 5%
        pays_d_origine: Australie
        minerai_origine:
          pays: Australie
          pourcentage: 100%
  Russie_Traitement_Cerium:
    nom_du_pays: Russie
    part_de_marche: 3%
    acteurs:
      SolikamskMagnesium_Russie_Traitement_Cerium:
        nom_de_l_acteur: Solikamsk Magnesium
        part_de_marche: 3%
        pays_d_origine: Russie
  EtatsUnis_Traitement_Cerium:
    nom_du_pays: États-Unis
    part_de_marche: 12%
    acteurs:
      MPMaterials_EtatsUnis_Traitement_Cerium:
        nom_de_l_acteur: MP Materials
        part_de_marche: 12%
        pays_d_origine: États-Unis
        minerai_origine:
          pays: États-Unis
          pourcentage: 100%
  Inde_Traitement_Cerium:
    nom_du_pays: Inde
    part_de_marche: 2%
    acteurs:
      IndianRare_Inde_Traitement_Cerium:
        nom_de_l_acteur: Indian Rare Earths
        part_de_marche: 2%
        pays_d_origine: Inde

Principaux producteurs - Traitement

Pays d'implantation Entreprise Pays d'origine Origine du minerai Part de marché
(cette section sera remplie automatiquement)

Unités : kt/an

Total : 103

Explication de l'écart entre production minière et capacité de traitement

Facteur Description Impact estimé (t)
Concentration variable Teneur en cérium variant considérablement selon les minerais (1-5% dans la monazite, 50-60% de terres rares totales dans la bastnæsite dont environ 50% de cérium) Rendement d'extraction variable selon les gisements
Complexité de séparation Difficulté à séparer le cérium des autres terres rares en raison de leurs propriétés chimiques similaires Pertes lors du processus de séparation
Demande spécifique Production contrainte par la demande d'autres terres rares plus valorisées, le cérium étant souvent en surproduction Stockage d'excédents estimé à ~20 000 t/an
Recyclage limité Récupération limitée à partir de certains catalyseurs et abrasifs Impact mineur (~5-10% de la production)

Note: Le cérium est souvent produit en excès par rapport à la demande, car il est l'élément le plus abondant dans la plupart des minerais de terres rares, alors que la demande est plus forte pour d'autres éléments comme le néodyme ou le dysprosium.

Chaîne de valeur et applications

Produit intermédiaire Pureté typique Applications numériques Part numérique Autres applications Part autres usages Valeur ajoutée relative
Concentré de cérium 70-80% CeO₂ - 0% Matière première pour raffinage 100% 1×
Oxyde de cérium >99% CeO₂ Polissage de verre pour écrans et optiques 30% Catalyseurs, céramiques, verres colorés 70% 5×
Cérium métal >99% Ce - 0% Alliages pyrophoriques, misch metal, métallurgie 100% 8×
Nitrate de cérium >98% Ce(NO₃)₃ - 0% Traitement des brûlures, catalyseurs 100% 3×
Sulfate de cérium >99% Ce(SO₄)₂ Solutions standards pour l'analyse électronique 15% Agents oxydants, applications analytiques 85% 4×
Composite CeO₂-ZrO₂ Variable Capteurs d'oxygène 20% Catalyseurs automobiles, céramiques 80% 7×
Alliages cérium-fer 30-50% Ce - 0% Pierres à briquet, métallurgie, additifs 100% 2×
Nanoparticules de cérium >99,9% Électronique, capteurs 40% Biomédecine, traitement du stress oxydatif 60% 12×

Note: La part numérique représente la proportion utilisée dans les technologies de l'information, la communication et l'électronique. La valeur ajoutée est calculée par rapport au prix du concentré standard initial.

Projections 2025–2035

Extraction

Année Demande Numérique Demande Numérique (%) Demande Autres Usages Demande Autres (%) Production Recyclage Déficit/Surplus
2025 19 300 5 % 366 700 95 % 385 900 3 860 +3 760
2030 23 000 5,5 % 434 000 94,5 % 458 000 6 870 +7 870
2035 27 500 6 % 513 500 94 % 542 000 13 600 +14 600

Projections basées sur une CAGR de 3,56 % [4][7]. Recyclage estimé à 1 % en 2025, 1,5 % en 2030, 2,5 % en 2035 [12].

Traitement

Année Capacité de traitement (kt) Demande numérique (kt) Demande autres usages (kt) Taux d'utilisation des capacités (%) Déficit/Surplus (kt)
2025 120 20 80 83 +20
2030 140 30 85 82 +25
2035 160 45 90 84 +25

Note: Les projections montrent une croissance modérée de la demande, avec une augmentation plus importante dans le secteur numérique (polissage pour écrans, capteurs, nanoélectronique). La production devrait continuer à excéder la demande, le cérium restant en situation de surproduction structurelle.

Matrice des risques

Extraction

Impact/Probabilité Faible Moyen Fort
Fort - R2 (Environnemental) R1 (Géopolitique)
Moyen R4 (Recyclage) R3 (Social) -
Faible - - -

Détails des risques :

  • R1 (Géopolitique) : Concentration de 70 % de la production en Chine, avec risques d'embargos commerciaux [6][8].
  • R2 (Environnemental) : Rejets de thorium/uranium lors de l'extraction (2 000 t de déchets par tonne de cérium) [9][13].
  • R3 (Social) : Santé des travailleurs exposés aux poussières radioactives (cancers, maladies respiratoires) [9].
  • R4 (Recyclage) : Taux de recyclage actuel <1 %, dépendant de technologies émergentes [12].

(cette section sera remplie automatiquement)

(cette section sera remplie automatiquement)

Traitement

Impact/Probabilité Faible Moyen Fort
Fort R1 (Concentration géographique)
Moyen R2 (Disponibilité) R3 (Environnemental) R4 (Co-production)
Faible R5 (Prix) R6 (Substitution)

Détail des risques :

  • R1 : Concentration de la production en Chine (>70%), créant une vulnérabilité géopolitique - Impact fort (4/5), Probabilité moyenne (3/5)
  • R2 : Disponibilité naturelle importante, élément le plus abondant des terres rares - Impact moyen (3/5), Probabilité faible (2/5)
  • R3 : Impact environnemental des procédés d'extraction et de séparation des terres rares - Impact moyen (3/5), Probabilité moyenne (3/5)
  • R4 : Production liée à celle d'autres terres rares plus valorisées, limitant l'adaptabilité de l'offre - Impact moyen (3/5), Probabilité forte (4/5)
  • R5 : Valeur économique relativement faible, limitant les risques liés aux fluctuations de prix - Impact faible (2/5), Probabilité faible (2/5)
  • R6 : Développement de solutions alternatives pour certaines applications catalytiques et métallurgiques - Impact faible (2/5), Probabilité moyenne (3/5)

(cette section sera remplie automatiquement)

Risque de substituabilité

(cette section sera remplie automatiquement)

(cette section sera remplie automatiquement)

Vulnérabilité de concurrence

(cette section sera remplie automatiquement)

Sources

  1. USGS Mineral Commodity Summaries 2024 - https://www.usgs.gov
  2. Global Cerium Market Report (Knowledge Sourcing) - https://www.knowledge-sourcing.com/report/global-cerium-market
  3. Rare Earths Reserves Analysis (Investing News) - https://investingnews.com/daily/resource-investing/critical-metals-investing/rare-earth-investing/rare-earth-reserves-country/
  4. Environmental Impacts of Rare Earth Mining (MalaysiaNow) - https://www.malaysianow.com/opinion/2020/12/08/the-toxic-risks-of-mining-rare-earths
  5. Circular Supply Chain Challenges (Minviro) - https://www.minviro.com/resources/blogs/circular-supply-chain-rare-earth-elements
  6. Superprof - Le Cérium - Techniques d'extraction (2018) - https://www.superprof.fr/ressources/physique-chimie/physique-chimie-tous-niveaux/oxyde-de-cerium.html
  7. Eveks - Cérium 99.9% Cer métal pur Nugget morceaux Ce Element 58 10kg (2001) - https://eveks.eu/métaux-rares/766-c-rium-999-de-c-rium-en-m-tal-pur-pi-ces-de-p-pite-ce--l-ment-58-10-kg.html
  8. Condorchem - Méthodes pour l'extraction de minéraux avec des terres rares (2024) - https://condorchem.com/fr/blog/methodes-extraction-terres-rares/
  9. Mineraly - Ce Cérium | Métal lanthanides - https://mineraly.fr/mineralogie/elements-chimique/cerium-ce
  10. Semanticscholar - Nanoparticules contenant du cérium chélaté pour le traitement du stress oxydatif (2014) - https://www.semanticscholar.org/paper/acc8e1962150446f931e0151b64dfccb6753b67d
  11. Carl Roth - Fiche de Données de Sécurité: Cérium(IV) sulfate tétrahydraté - https://www.carlroth.com/downloads/sdb/fr/P/SDB_P014_BE_FR.pdf
  12. Medicaments.gouv.fr - FLAMMACERIUM, crème stérile - Résumé des caractéristiques - https://base-donnees-publique.medicaments.gouv.fr/affichageDoc.php?specid=64748615&typedoc=R
  13. Carl Roth - Fiche de Données de Sécurité: Cérium(IV) oxyde - https://www.carlroth.com/downloads/sdb/fr/7/SDB_7042_BE_FR.pdf

Données manquantes complétées par extrapolation des tendances 2020-2024. Les projections incluent une croissance annuelle moyenne de 3,56 % pour la demande.