Usages

Le vanadium, en raison de ses qualités de malléabilité, de ductillité et de résistance à la corrosion, est utilisé principalement (90 %) dans les alliages de ferrovanadium pour la fabrication d’acier à haute résistance mécanique. Ces alliages peuvent contenir 0,05 % à 5 % de vanadium. L’ajout de vanadium permet de renforcer de façon importante la résistance mécanique de l’acier et, par conséquent, réduit la quantité de métal nécessaire pour fabriquer un produit donné. L’utilisation d’acier plus résistant et plus léger exerce donc un impact moindre sur l’environnement.

Le vanadium entre dans la fabrication de plusieurs produits :

• alliages de titane et de superalliages utilisés dans l’industrie aérospatiale;
• alliages d’aluminium et de titane pour l’industrie aéronautique, l’industrie pétrolière, la fabrication d’équipements de sport;
• alliages d’acier inoxydable;
• catalyseurs d’oxydation (production d’acide sulfurique);
• convertisseurs catalytiques (automobile);
• batteries redox (stockage d’énergie);
• pigments (teinture, verrerie, céramique);
• alliages vanadium-gallium (fabrication d’aimants supraconducteurs);
• produits chimiques (oxydes et hydroxydes de vanadium);
• céramique.

Source et contexte géologique des minéralisations

Les principaux pays producteurs de vanadium sont la Chine, la Russie, l’Afrique du Sud et le Brésil. Ceux-ci fournissent 92 % de la production mondiale (USGS, 2020). En 2021, la production mondiale de vanadium était de l’ordre de 107 800 t (tonnes métriques) (USGS, 2020). La Chine avec une production de 73 000 t représentait 67,7 % de la production mondiale, suivie de la Russie (17,6 % avec 19 000 t), de l’Afrique du Sud (8,4 % avec 9100 t) et du Brésil (6,2 % avec 6700 t).

Le vanadium est associé à quatre types de minéralisations (Bowell et al., 2019) :

• minéralisations de titanomagnétite vanadifère dans les roches intrusives mafiques;
• minéralisations urano-vanadifères dans les grès;
• minéralisations associées aux roches riches en carbone;
• minéralisations de vanadates.

Minéralisations de titanomagnétite vanadifère dans les roches intrusives mafiques

Les minéralisations de titanomagnétite vanadifère sont généralement associées à des intrusions mafiques-ultramafiques litées. Elles représentent la principale source de vanadium avec des ressources de 47,4 Mt de V₂O₅ (Bowell et al., 2019). La magnétite massive ou disséminée forme des lits ou des niveaux lenticulaires (Hanan, 2004). Généralement, les dépôts de titanomagnétite vanadifère renferment <1 % de V₂O₅ (Silin et al., 2020). 

Des exemples de ce type de minéralisation comprennent :

• le Complexe igné du Bushveld, en Afrique du Sud;
• la zone minéralisée en V-Ti-Fe de Panzhihua, dans le sud-ouest de la Chine;
• la zone minéralisée de Speeweeh, en Australie;
• le Complexe de la Rivière Bell dans le secteur de Matagami, au Québec, Canada;
• la Suite intrusive du Lac Doré dans le secteur de Chibougamau, au Québec, Canada.

Minéralisations urano-vanadifères dans les grès 

Des zones minéralisées en vanadium-uranium dans les grès sont assez répandues dans le monde et renferment généralement des teneurs élevées en vanadium (Bowell, 2019). Ces minéralisations présentent une teneur moyenne de 0,1 % à 1 % V₂O₅. Les minéraux associés sont la roscoélite et la carnotite. 

Deux hypothèses sont proposées pour la source du vanadium (Than et al. 1981, Meunier, 1984) : 

• l’altération chimique superficielle qui libère le vanadium des roches sédimentaires détritiques sus-jacentes;
• l’altération des grains d’ilménite et de magnétite qui libère du vanadium des roches sédimentaires hôtes.

Les exemples typiques de zones minéralisées sont :

• l’Ouest du Colorado, l’est de l’Utah, le nord de l’Arizona et du Nouveau-Mexique, aux États-Unis;
• la zone minéralisée de Bigrlyi dans le Territoire du Nord, en Australie;
• le district de Tonco-Amblayo, en Argentine;
• le quartier d’Amarillo Grande, en Argentine;
• le district de Karamurun de l’Oblysy d’Almaty, au Kazakhstan.

Minéralisations associées aux roches riches en carbone

Des concentrations élevées de vanadium sont associées à des roches riches en carbone, notamment à celles contenant des combustibles fossiles (charbon, pétrole lourd, sables bitumineux). Ces zones minéralisées, considérées comme l’une des sources potentielles de vanadium les plus prometteuses, peuvent renfermer d’importantes quantités de cette substance (Bowell et al., 2019). La teneur en vanadium issue du charbon varie de 0,1 % à 1,2 % V₂O₅ (Silin et al., 2020).

Les exemples de ce type de minéralisation sont :

• le schiste de Gibellini de la région d’Elko au Nevada, aux États-Unis;
• les schistes phosphatés du Membre de Meade Peak de la Formation de Phosphoria en Idaho et au Wyoming, aux États-Unis;
• des portions de la Formation de Toolebuc dans le Queensland, en Australie;
• le projet Skåne, en Suède;
• le projet Häggån, en Suède.

Minéralisations de vanadates 

Les minéralisations de vanadates de métaux usuels se sont mises en place près de la surface, dans la zone d’oxydation, mais atteignent rarement en profondeur le niveau des eaux souterraines. Il s’agit d’occurrences de minéraux de vanadate de plomb, de zinc et de cuivre dans les parties oxydées des zones minéralisées primaires (Fischer, 1975). Les minéraux de vanadate de plomb sont distribués de manière irrégulière dans les corps minéralisés. Les teneurs en vanadium varient de 1 % à 10 % V₂O₅ (Silin et al. 2020)

Les zones minéralisées de vanadates de métaux usuels sont largement distribuées dans les zones tropicales et tempérées et dans les régions arides et semi-arides. Elles résultent du lessivage, de l’érosion et de l’altération des roches environnantes et des sulfures primaires par les eaux souterraines et météoriques dans des conditions oxydantes (Fischer, 1975).

Les zones minéralisées de vanadates sont particulièrement importantes dans certaines parties de l’Afrique australe, spécifiquement en Namibie, en Zambie et en Angola. Même si de nos jours ces zones minéralisées sont en grande partie épuisées, elles renfermaient autrefois plusieurs millions de tonnes de minerai. Les exemples connus sont : 

• Otavi Mountainland, Berg Aukas et Abenab en Namibie;
• Kabwe en Zambie;
• Mibladen au Maroc.

Exploitation au Québec

Aucune production de vanadium n’est effectuée actuellement au Québec.