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RÉSUMÉ
L’utilisation de micro-organismes pour extraire des métaux à partir de ressources minérales est une discipline à part entière de la métallurgie extractive avec une variété d’applications en termes de technologies et de métaux concernés. Les processus biochimiques mis en jeu sont connus de plus en plus finement. Et les procédés se révèlent fiablesavec une efficacité de plus en plus importante dans l’exploitation des ressources. Le point est fait ici sur les applications les plus représentatives de ce domaine en survolant les aspects phénoménologiques et en détaillant ceux des ingénieries utilisées.
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Lire l’articleABSTRACT
The use of micro-organisms to extract metals from mineral resources is a discipline of metallurgy in its own right, with a variety of applications in terms of the technologies and metals concerned. The biochemical processes involved are increasingly better understood. The processes are reliable and more and more efficient for resource development. A summary of the most representative applications in the field is proposed through a survey of phenomenological aspects and through a detailed examination of engineering processes used.
Auteur(s)
-
Dominique MORIN : Responsable de l’Unité Biotechnologies - Service Environnement et Procédés - Bureau de recherches géologiques et minières (BRGM)
INTRODUCTION
La mise en œuvre de matière vivante pour le traitement de matière minérale est à la croisée de plusieurs chemins ; la microbiologie, la pédologie, la géologie, la géochimie et la minéralurgie ou science du traitement des matières minérales.
Les microbiologistes à la recherche d’organismes jusque-là inconnus ont découvert des micro‐organismes vivant directement de la transformation des minéraux. Ils ont mis en évidence, par là aussi, que de tels micro‐organismes accéléraient considérablement les vitesses des réactions de transformation. Les pédologues et les géochimistes ont montré que chaque sol, chaque gisement porte son monde vivant qui en est une part d’identité.
Les minéralurgistes, qui mettent au point et utilisent les procédés de traitement de la matière minérale, ont pour obligation de sélectionner les procédés donnant le meilleur compromis entre la rentabilité et les nuisances pour l’environnement.
L’hydrométallurgie, domaine relatif à la séparation et à la récupération des métaux par voie aqueuse, est le lieu de rencontre de ces spécialistes. Milieu de confinement des produits de réactions des minéraux, la solution aqueuse de l’hydrométallurgie rappelle le milieu baignant le monde des micro‐organismes.
Il est bien clair que toutes les opérations de concentration des métaux mises au point par l’homme trouvent un écho dans la nature. Le monde biologique y participe en décomposant par action directe ou indirecte la matière minérale, en constituant un milieu favorable à la circulation du métal en phase aqueuse ou en immobilisant ce métal.
C’est un survol des phénomènes biologiques exploités, ou qui pourraient l’être dans l’avenir, qui va être présenté ci‐après.
Pour ce qui est de la décomposition de la matière minérale, la dégradation des composés sulfurés métalliques est le procédé avec intervention biologique le plus avancé dans le développement industriel. Dans le principe, ce procédé utilise des bactéries qui catalysent l’oxydation des sulfures, ce qui conduit à la dissolution des métaux.
Au stade industriel, la technique est exploitée pour les minerais de cuivre, d’or, d’uranium et de cobalt.
Le traitement suivant d’autres principes de matières minérales oxydées, dont certains minéraux industriels, est à l’étude.
Deux autres activités ont un intérêt potentiel dépassant le domaine de la métallurgie extractive : la fixation des métaux par de la matière biologique vivante ou morte et la destruction biologique de réactifs organiques comme les cyanures.
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VERSIONS
- Version archivée 1 de avr. 1995 par Dominique MORIN
- Version archivée 3 de mars 2013 par Dominique MORIN
- Version courante de déc. 2020 par Dominique MORIN
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Biolixiviation des matières non sulfurées1. Biolixiviation des sulfures
1.1 Principe général
La biolixiviation des sulfures métalliques met en jeu des bactéries dont l’action catalytique consiste à accélérer les étapes limitantes de l’oxydation des sulfures. La pyrite, FeS2 , est le sulfure métallique le plus abondant et le plus concerné par une telle oxydation, les étapes réactionnelles de la transformation sont les suivantes :
Les réactions [1], [2] et [4] sont activées par les bactéries. La réaction [1] constitue la voie de transformation biologiquement catalysée dite directe. Le couplage des réactions [2] et [3] constitue la voie de transformation dite indirecte.
On notera que, globalement, il y a production d’acide sulfurique et d’un oxydant puissant, le fer ferrique. Un autre composé sulfuré très proche de constitution et notoirement présent avec la pyrite peut subir le même type de transformation ; il s’agit de l’arsénopyrite FeAsS. Les réactions spécifiques...
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