Présentation
Auteur(s)
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Laurent RIZET : Ingénieur du Conservatoire national des arts et métiers - Président-directeur général de la société RVX (Recyclage-Valorisation-Expertise)
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Pierre-Emmanuel CHARPENTIER : Docteur de l’Institut national polytechnique de Grenoble (Génie des procédés) - Ingénieur de l’École supérieure d’ingénieurs de Chambéry (Génie de l’environnement) - Responsable scientifique à la société RVX
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Lire l’articleINTRODUCTION
La métallurgie extractive peut être divisée en deux parties : la pyrométallurgie et l’hydrométallurgie.
La pyrométallurgie a été la première employée, cela dès l’Antiquité.
L’hydrométallurgie, quant à elle, n’a vu le jour qu’à partir de la fin du XIX e siècle : le procédé de cyanuration de l’or a été développé en 1887, celui de l’argent en 1900. L’électrolyse du zinc n’a été réalisée qu’à partir de 1916.
L’hydrométallurgie s’est fortement développée depuis le début du siècle et a souvent pris le pas sur des procédés pyrométallurgiques pour la production de nombreux métaux (Zn, Ni, Cu). Tout d’abord utilisée pour le traitement de minerais ou de concentrés, elle est employée, depuis une quinzaine d’années, dans le traitement de déchets métalliques.
Par rapport à la pyrométallurgie, l’hydrométallurgie est moins coûteuse en énergie du fait que les opérations sont effectuées à des températures bien inférieures. Le facteur de taille est aussi à considérer car de petites unités peuvent être conçues à des coûts réduits. Elle permet aussi le traitement de minerais plus pauvres tout en améliorant le raffinage et le rendement d’extraction.
Nous verrons tour à tour, dans cet article, les diverses étapes d’un traitement hydrométallurgique, des éléments de dimensionnement ainsi que des exemples de traitements de minerais et de déchets.
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VERSIONS
- Version archivée 1 de juil. 1988 par André CHESNÉ, Dominique PAREAU
- Version archivée 2 de juin 2000 par Laurent RIZET, Pierre-Emmanuel CHARPENTIER
- Version courante de juin 2022 par Alexandre CHAGNES
DOI (Digital Object Identifier)
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Procédés de recyclage de déchets : cas du zinc8. Exemples de traitements des minerais
8.1 Aluminium
Le procédé Bayer est utilisé universellement sur les minerais de bauxite ; il met à profit les propriétés amphotères de l’alumine.
Après concassage du minerai, la soude concentrée dissout l’alumine selon la réaction :
Al2O3, n H2O + 2 NaOH
Al2O3, Na2O + n H2O avec n = 1 ou 3
L’attaque se fait en autoclave à 230 C sous une pression de 3,3 MPa pour les bauxites monohydrates (n = 1) et à 140 C sous une pression de 0,4 MPa pour les bauxites trihydrates (n = 3).
Les oxydes de fer et de titane ne sont pas attaqués ; par contre, la silice est transformée en silicoaluminate de sodium, ce qui entraîne une consommation de soude. C’est pourquoi seuls les minerais de bauxite à faible teneur en silice sont exploités.
Les résidus de lixiviation, dénommés « boues rouges », sont séparés par des floculations et des décantations successives. La solution de lixiviation est alors diluée et refroidie à l’aide des eaux de lavage successives des boues rouges. L’ajout d’alumine hydratée provoque la précipitation de l’alumine trihydrate qui est séparée sur des filtres rotatifs ; elle est ensuite calcinée à 1 300 C (cf. § 5.2).
La solution de lixiviation est reconcentrée en soude par évaporation et recyclée en lixiviation.
HAUT DE PAGE8.2 Argent et or
Les techniques sont similaires dans les deux cas. Les minerais sont lixiviés à l’aide d’une solution de cyanure de sodium en milieu alcalin en présence d’air.
Le métal est élaboré,...
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