Fonte brute de nickel

La production au haut fourneau a été massivement relancée en Chine après 2005. Les usines se situent essentiellement dans les provinces est de Shandong, Jiangsu et Fujian. Elles valorisent un minerai latéritique pauvre en nickel (Ni < 1,7 %) préférentiellement importé des Philippines jusqu'en janvier 2014[2]. Le produit est commercialisé en gueuses de fonte contenant de 4 à 13 % de nickel[1].

Le minerai est traité premièrement par une agglomération, qui transforme le minerai quasi-boueux en aggloméré et lui retire certaines impuretés. La fusion se fait généralement de petits hauts fourneaux amortis mais obsolètes, polluants et non compétitifs pour la production d'acier. Ces installations retrouvent un nouveau souffle avec la production de ce ferroalliage, bas de gamme mais économiquement pertinent[1]. L'adoption du procédé est rapide puisqu'en 2010, un tiers de la production de fonte brute de nickel est issu de ces petits hauts fourneaux (le reste étant issu de fours électriques)[2].

Cependant, cette filière traditionnelle consiste généralement une vieille installation sidérurgique amortie mais déclassée à cause de sa petite taille : son choix correspond plus à une stratégie d'opportunité qu'à celle d'un investissement pérenne[3].

L'usine d'Ōeyama (Japon) de Nihon Yakin Kogyo en 2012. C'est la dernière usine à employer le procédé Krupp-Renn dans l'extraction du nickel.

Le procédé Krupp-Renn est un procédé de réduction directe dont le réacteur est un long four tubulaire identique à celui utilisé dans les cimenteries. Dans les dernières unités construites, celui-ci mesure environ 4,5 m de diamètre et 110 m de long[4]. Le procédé, développé initialement dans les années 1930 pour produire du fer à partir de minerai pauvre et siliceux, s'est avéré, après la Seconde Guerre mondiale, être pertinent dans l'extraction du nickel, alors qu'il était progressivement abandonné dans la sidérurgie[5].

Au début du XXI^e siècle, la fonderie de Nihon Yakin Kogyo à Ōeyama, au Japon, reste la seule usine du monde à utiliser le procédé Krupp-Renn pour la production de ferronickel à 23 % de nickel, avec une production mensuelle de 1 000 tonnes de luppen[6]. Le procédé originel Krupp-Renn y a été considérablement modernisé; il est revendiqué comme le « procédé Oheyama »[7].

Le procédé Oheyama se distingue de procédé Krupp-Renn par l'emploi de calcaire et le briquetage du minerai avant son enfournement. Il conserve ses avantages qui sont la concentration de toutes les réactions pyrométallurgiques dans un unique réacteur et l'utilisation de charbon standard (c'est-à-dire non cokéfiable) qui couvre 90 % des besoins énergétiques du procédé. La consommation de charbon n'est que de 140 kg par tonne de latérite sèche[note 2] et la qualité du ferronickel obtenu est compatible avec une utilisation directe par la sidérurgie. Le procédé est moderne mais délicat à maîtriser : toutes les réactions se déroulent dans un même réacteur et le risque de colmatage du four par des anneaux de matières frittées a découragé les producteurs chinois de fonte brute de nickel[3].

Mise au point en 1950 en Nouvelle-Calédonie dans l'usine de Doniambo, la combinaison du four à tambour rotatif de réduction directe avec le four à arc électrique (de type four à arc immergé[2]) permet, au prix d'une installation plus coûteuse, de spécialiser chaque outil dans une étape afin de gagner en efficacité[3].

La production au four électrique privilégie un minerai moins pauvre que celui employé dans la filière haut fourneau : les teneurs en nickel sont supérieures à 1,5 %. Les producteurs chinois importent ce minerai d'Indonésie[2].

Les producteurs chinois dépendent fortement de leurs importations en minerai. Leur approvisionnement a été perturbé en 2014 à la suite de la mise en place par le gouvernement indonésien d’un embargo sur les exportations de minerais non valorisés. La production de fonte brute de nickel a alors chuté de presque 30 % de 2013 à 2016, malgré une augmentation très importante des importations en provenance des Philippines, accentuant encore la dépendance de la Chine aux importations de nickel sous différentes formes. Par contre, la stratégie indonésienne s'avère payante car la production chinoise de fonte brute de nickel s'y délocalise avec des investissements d’aciéristes chinois. Ainsi, la production de fonte brute de nickel y a débuté en 2015, son affinage se développant dans la foulée avec la première production de nickel raffiné indonésien par Tsingshan à Célèbes en 2017[9].

Pour la construction de nouvelles capacités, l'association bien éprouvée du four rotatif de réduction directe avec le four électrique (procédé RKEF, Rotary Kiln–Electric Furnace) est généralement privilégiée. Ainsi, en 2011 la National Development and Reform Commission chinoise recommande l'adoption du RKEF pour le traitement des latérites nickélifères[3].