Le minerai de fer est un gros problème en Australie.
Nous sommes le plus grand exportateur mondial de minerai de fer. Le minerai de fer rapporte 133 milliards de dollars par an (2021-2022) et fournit 43 000 emplois miniers australiens. Le minerai de fer est une roche riche en oxydes de fer (Fe2 O3 ) et comprend des minéraux tels que l'hématite et la magnétite.
La majeure partie du minerai de fer mondial se trouve dans des roches appelées formations de fer rubanées ou BIF. Les BIF se produisent sur tous les continents et dans tous les États d'Australie. L'Australie occidentale représente 90 % de notre minerai de fer. Ce que beaucoup de gens ne réalisent pas, c'est que cette riche richesse minérale est due à de minuscules bactéries photosynthétiques qui travaillent dur il y a plusieurs millénaires.
Les BIF sont comme d’anciens conteurs gravés dans la pierre. Bien qu'ils soient désormais sur terre, leur histoire commence dans les anciens océans.
Les BIF sont des roches sédimentaires avec une alternance de couches de matériau riche en fer et de silice, formant des bandes claires et sombres.
De nombreux BIF dans le monde se sont formés il y a plus de 3 000 à 2 500 millions d’années. Ces anciens océans présentaient des niveaux élevés de silice et de fer dissous, qui étaient emportés par les océans depuis la terre ferme. Ensuite, de minuscules bactéries, appelées cyanobactéries, ont développé la photosynthèse, formant des colonies appelées stromatolites. Des stromatolites peuvent encore être vus aujourd'hui dans la baie Shark et le lac Clifton en Australie occidentale.
Au fur et à mesure que les bactéries commençaient à photosynthétiser, elles commençaient également à libérer de l’oxygène dans les océans. Les proliférations saisonnières d’algues ont augmenté la quantité d’oxygène dans l’eau de mer. L'oxygène a ensuite réagi avec le fer soluble pour former de l'oxyde de fer insoluble. Les oxydes de fer sont tombés au fond des océans sous forme de minéraux tels que la magnétite et l'hématite. Ces sédiments ont continué à s’accumuler en bandes alternées sur les fonds marins pendant près d’un milliard d’années. Ils ont créé les formations en bandes ou BIF que l’on trouve aujourd’hui. Ces roches reflètent des millions d'années de changement dans chaque couche.
Une fois la plupart des minéraux de l'océan oxydés, l'oxygène a finalement pu s'échapper de l'océan pour créer notre atmosphère.
Avance rapide jusqu’à aujourd’hui et grâce au travail acharné de ces minuscules bactéries, nous disposons désormais de minerai de fer. Nous le combinons avec du charbon pour fabriquer de l'acier. Keith Vining est le chef du groupe de recherche sur les contrats à terme sur l'acier au carbone. Il dirige également des projets d'acier à faibles émissions dans le cadre de la mission Towards Net Zero.
"Nous utilisons de l'acier dans presque tout, y compris l'évier de la cuisine", explique Keith.
"Il n'y a pas de substitut à l'acier, mais sa production génère beaucoup d'émissions de carbone. C'est pourquoi nous travaillons sur des solutions pour réduire les émissions liées à la production d'acier", déclare Keith.
La première étape pour réduire les émissions consiste à améliorer la qualité du minerai de fer avant même de commencer le processus.
"Cela signifie que nous devons réduire la silice, l'alumine et le phosphore dans le minerai de fer. Ceux-ci sont une caractéristique de certaines de nos ressources de minerai de fer goétitique en Australie", explique Keith.
Une fois que nous sommes au point de production, nous devons faire deux choses :
Actuellement, nous faisons les deux avec du charbon. Cela se fait ainsi depuis des siècles. Ainsi, pour amener l'industrie à zéro émission nette, nous devons créer de nouveaux processus et de nouvelles voies pour le minerai de fer australien.
"Le charbon n'est que du carbone, nous pouvons donc le remplacer dans la phase de réduction par du biochar. Ensuite, nous pourrons faire la fusion avec la chaleur provenant de l'électricité renouvelable au lieu de brûler du charbon", explique Keith.
"Bien que ce ne soit pas encore zéro net, cela réduirait réellement les émissions de carbone. À l'avenir, nous pourrions utiliser de l'hydrogène ionisé pour générer la chaleur dont nous avons besoin pour faire fondre le minerai de fer. S'il s'agit d'hydrogène vert (l'hydrogène produit utilisant des énergies renouvelables), nous pourrions alors envisager un acier carboneutre", déclare Keith.
Fourni par CSIRO
