Les borates sont présents dans la nature sous forme de sels de sodium, pour le borax, de calcium, pour la colémanite ou de sodium et de calcium pour l’ulexite. Principalement extraits en Turquie et aux États-Unis, ils sont surtout employés dans les industries verrières.
De façon générale la teneur des minerais et des borates (sels contenant des anions de type (BmOn)x-) est exprimée en oxyde de bore (B2O3). Par exemple, la teneur du borax pur, Na2B4O7,10H2O, est de 36,5 % en B2O3.
La teneur moyenne de l’écorce terrestre en bore est de l’ordre de 3 ppm, celle de l’eau de mer de 4 à 5 mg/L.
Minerais : les gisements exploitables, résultants d’une activité volcanique et d’un climat aride, se rencontrent principalement en Turquie, aux États-Unis, en Californie, dans le désert de Mojave, dans le massif andin et au Tibet.
Les principaux minéraux exploités sont le borax (Na2B4O7,10H2O) appelé tincal, aux États-Unis, la kernite (Na2B4O7,4H2O, associée au borax), la colémanite (Ca2B6O11,5H2O), exploitée principalement en Turquie et l’ulexite (NaCaB5O9,8H2O) exploitée principalement en Amérique du Sud. Ces 4 minéraux fournissent 90 % de la production mondiale.
Les autres minéraux exploités sont nombreux. Parmi ceux-ci : la pricéite (Ca2B10O19,7H2O, en Turquie), la szaibelyite (MgBO2(OH), en Russie), la sassolite (B(OH)2), la boracite (Mg3B7O13Cl)…
Exploitations minières : les deux principaux gisements mondiaux, exploités à ciel ouvert, contiennent de moins de 50 à plus de 80 % de borates. Ils sont situés en Turquie et aux États-Unis, en Californie.
En Turquie, les gisements exploités sont situés entre la mer Égée et la ville de Kütahya (250 km à l’ouest d’Ankara). L’ensemble de la production est contrôlé par le groupe d’État Eti Madem avec quatre exploitations principales :
Aux États-Unis, en Californie, les gisements sont ceux de :
En milliers de t de B2O3, en 2020 avec un total mondial estimé à 4 millions de t de B2O3 (source : USGS)
En 2016, les capacités mondiales de production sont de 5,6 millions de t, exprimées en B2O3.
Au Chili, la société Quiborax, exploite, à 4 050 m d’altitude, la saline de Surire renfermant de l’ulexite, avec une capacité de production de 36 000 t/an d’acide borique et 100 000 t/an de concentré de minerai. La production est à 99 % exportée. Les réserves sont de 1 500 millions de t d’ulexite correspondant à 30 millions de t de B2O3.
En Russie, la société Mining Chemical Company Russian Bor exploite le gisement de Dalnegorsk, dans la région de Vladivostok.
Au Kazakhstan, est exploité le lac Inder dans la région d’Atyrau.
Au Pérou, la société Inkabor exploite la Laguna Salinas.
En Bolivie, la Socomirg (Sociedad Collectiva Minera Rio Grande) exploite le salar Uyuni.
En Argentine, la production provient de la région de Puna, au Nord-Ouest du pays. Les principales mines, Tincalaya et Sijes, sont exploitées, à ciel ouvert, à 4 100 m d’altitude, par Borax Argentina, filiale du groupe australien Orocobre. En 2019-20, les ventes ont porté sur 44 062 t de produits (concentrés de minerai, borax, acide borique).
La société Minera Santa Rita, exploite le Salar Hombre Muerto, à 4 100 m d’altitude, dans la province de Catamarca. La production est de 60 000 t/an avec des réserves de 2 millions de t.
En millions de t, en 2018, dans le monde sur un total de 1,292 milliard de t de B2O3 (source : Eti Maden)
Les réserves de Turquie sont constituées à 76 % de colémanite, 22 % de borax et 2 % d’ulexite.
Le projet de la mine lithium-borate de Jadar, près de la ville de Loznica, en Serbie est développé par Rio Tinto. Il renferme un minéral, la jadarite (Na2OLi2O(SiO2)2(B2O3)3H2O), connu seulement dans ce gisement. Les réserves estimées sont de 16,6 millions de t de minerai renfermant 13,4 % de B2O3 et 1,81 % de Li2O. Les études de faisabilité sont en cours avec éventuellement une production qui pourrait débuter en 2023 avec de l’acide borique (160 000 t/an comptées en B2O3), 255 000 t/an de sulfate de sodium coproduit et 55 000 t/an de carbonate de lithium.
Principaux producteurs :
Commerce international de borates naturels, en 2020.
Principaux pays exportateurs : sur un total de 949 108 t de concentrés.
Turquie | 510 771 t | Pays Bas | 16 463 t | |
Bolivie | 259 121 t | Espagne | 9 579 t | |
Argentine | 74 020 t | Russie | 5 760 t | |
Autriche | 32 744 t | Pologne | 5 462 t | |
Chili | 24 209 t | Chine | 32 436 t |
Les exportations de la Turquie sont destinées à la Chine pour 41 %, à l’Inde pour 10 %, aux États-Unis pour 9 %.
Principaux pays importateurs :
Chine | 271 383 t | Taipei chinois | 32 426 t | |
Brésil | 197 770 t | Russie | 24 531 t | |
Inde | 70 417 t | Malaisie | 17 924 t | |
États-Unis | 65 381 t | Belgique | 13 278 t | |
Autriche | 36 324 t | Pays Bas | 12 312 t |
Les importations chinoises proviennent à 76 % de Turquie, 21 % de Bolivie, 2 % du Chili.
Dans le cas de gisements de borax, le minerai broyé est mis en présence d’eau à l’ébullition. Le borax passe en solution et est ainsi séparé de la gangue insoluble. Il est récupéré par évaporation de l’eau, cristallisation avec 5 (pentahydraté) ou 10 (décahydraté) molécules d’eau puis centrifugation. Les produits sont ensuite séchés dans des fours tournants.
On obtient ainsi le principal produit commercialisé, le borax ou tétraborate de disodium décahydraté (Na2B4O7,10H2O). La consommation d’énergie est de l’ordre de 8,6 GJ/t de B2O3. Le borax anhydre, Na2B4O7, est obtenu par chauffage vers 400°C.
L’acide borique (H3BO3 ou acide orthoborique) est préparé par attaque sulfurique du borax :
Na2B4O7,10H2O + H2SO4 = 4 H3BO3 + Na2SO4 + 5 H2O
Le sulfate de sodium ainsi coproduit a de nombreuses utilisations dans les produits détergents, l’industrie du verre…, voir ce chapitre.
L’oxyde de bore (B2O3) est obtenu par déshydratation, à 300°C, de l’acide borique :
2 H3BO3 = B2O3 + 3 H2O
Dans le cas de minerai de colémanite, celui-ci est soit directement utilisé après purification, soit il subit un traitement à l’aide de carbonate de sodium qui donne le borax ou une attaque sulfurique qui donne l’acide borique.
Dans le cas des saumures du lac Searles, une cristallisation fractionnée donne le borax ou une extraction par solvant et acidification donne l’acide borique.
Commerce international d’oxyde de bore et d’acide borique : en 2020, en tonnes de produits.
Principaux pays exportateurs : sur un total estimé à 812 000 t.
États-Unis | 257 685 t | Argentine | 20 484 t | |
Turquie (estimation) | 250 000 t | Pays Bas | 6 100 t | |
Chili | 98 552 t | Lettonie | 5 540 t | |
Russie | 87 248 t | Espagne | 3 544 t | |
Pérou | 30 531 t | Autriche | 3 462 t |
Source : ITC
Les exportations des États-Unis sont destinées à la Chine pour 31 %, à Taipei chinois pour 16 %, aux Pays Bas pour 16 %, à la Corée du Sud pour 13 %, au Japon pour 8 %.
Principaux pays importateurs :
Chine | 287 796 t | Allemagne | 25 649 t | |
Corée du Sud | 46 291 t | Russie | 24 813 t | |
Brésil | 42 451 t | Japon | 24 149 t | |
Taipei chinois | 42 379 t | France | 23 900 t | |
États-Unis | 38 725 t | Malaisie | 15 631 t |
Source : ITC
Les importations chinoises proviennent de Turquie pour 32 %, des États-Unis pour 25 %, de Russie pour 20 %, du Chili pour 19 %.
Commerce international de borates et perborates : en 2020, en tonnes de produits.
Principaux pays exportateurs : sur un total estimé à 1,6 million de t.
Turquie (estimation) | 800 000 t | Suède | 13 112 t | |
États-Unis | 619 808 t | Malaisie | 10 560 t | |
Pologne | 37 380 t | Slovénie | 6 899 t | |
Espagne | 22 851 t | Pays Bas | 6 668 t | |
Chine | 19 564 t | Pérou | 3 605 t |
Source : ITC
Les exportations des États-Unis sont destinées à la Chine pour 53 %, à l’Inde pour 7 %.
Principaux pays importateurs :
Chine | 542 612 t | Canada | 45 728 t | |
États-Unis | 180 475 t | Indonésie | 43 626 t | |
Inde | 98 358 t | Belgique | 32 345 t | |
Allemagne | 78 003 t | Russie | 30 596 t | |
Pologne | 58 828 t | Brésil | 29 798 t |
Source : ITC
Les importations chinoises proviennent des États-Unis pour 57 %, de Turquie pour 43 %.
En 2020.
Production :
Pas de production minière.
Production de divers borates à partir de minerais importés, à Coudequerque (59) par Borax Français, filiale de Rio Tinto . La capacité de production de l’usine est de 100 000 t/an de produits, soit 6 t/h de borax à partir de minerai importé des États-Unis et 10 t/h d’acide borique cristallisé à partir de colémanite importée de Turquie. La production est exportée à 80 %.
Commerce extérieur :
Borates naturels :
Tétraborate anhydre et hydraté :
Autres borates :
Perborates :
Les principaux composés du bore sont utilisés, à plus de 99 % des quantités consommées, sous forme de borates ou de perborates.
Consommations : en 2018, la consommation mondiale est de 4,18 millions de t, exprimées en B2O3, à 56 % en Asie, 18 % en Europe, 16 % en Amérique du Nord, 9 % en Amérique latine, 1 % en Afrique, 0,5 % au Moyen Orient.
En 2018, dans le monde (source : Eti Maden)
Na2B2O4 + 2 H2O2 + 6 H2O = 2 NaBO3,4H2O
En Europe, la production est assurée par le groupe Solvay, dans son usine de Bad Hönningen, en Allemagne, par Evonik, en Allemagne, par Belinka Perkemija, filiale du groupe Helios, en Slovénie.
Les perborates qui libèrent H2O2 au-dessus de 60°C, qui ont été les principaux agents de blanchiment utilisés en Europe, sont actuellement remplacés par les percarbonates qui libèrent le peroxyde d’hydrogène à plus basse température.
Autres utilisations :