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RÉSUMÉ
Le platine n'est utilisé dans l'industrie que depuis 150 ans, mais grâce à ses propriétés physico-chimiques spécifiques, il est maintenant incontournable dans de nombreux secteurs. Après avoir abordé les propriétés et les usages des platinoïdes, cet article décrit les grands gisements de platinoïdes, et les procédés industriels associés en hydrométallurgie et pyrométallurgie. Puis les procédés de séparation des platinoïdes et de purification des métaux séparés sont abordés.
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Lire l’articleAuteur(s)
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Pierre BLAZY : Professeur honoraire - Ancien directeur de l’École nationale supérieure de géologie (ENSG)
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El-Aïd JDID : Docteur ès sciences - Ingénieur de recherche au laboratoire environnement et minéralurgie (LEM), ENSG/INPL/CNRS UMR 7569
INTRODUCTION
Bien que connu depuis plus de deux millénaires, le platine n’est utilisé industriellement que depuis 150 ans environ. Ses propriétés physiques et chimiques, notamment son point de fusion très élevé, sa résistance à l’attaque chimique, son activité catalytique, sa malléabilité jointe à sa résistance mécanique, l’ont rendu indispensable à l’usage en catalyse, en électronique, en dentisterie, en bijouterie, en chimie et pétrochimie, dans l’industrie verrière, etc. Le platine est associé à d’autres éléments et l’ensemble constitue les platinoïdes : platine (Pt), palladium (Pd), rhodium (Rh), osmium (Os), iridium (Ir), ruthénium (Ru).
Les réserves les plus importantes se trouvent en Afrique du Sud et en Russie. Les gisements sont en grande partie liés aux roches ultrabasiques dunitiques et gabbroïques, où les platinoïdes sont associés à des sulfures de cuivre, nickel et fer.
La production est concentrée dans trois pays : l’Afrique du Sud, la Russie et le Canada. Les pays consommateurs sont principalement ceux d’Amérique du Nord, de l’Europe de l’Ouest et le Japon.
Les procédés industriels sont fonction des principaux types de gisements. Pour les « placers », les méthodes d’enrichissement sont basées sur la gravité, et pour les gisements de sulfures, la méthode générale consiste à flotter les sulfures porteurs de platinoïdes.
La pyrométallurgie, réservée aux concentrés de sulfures, est basée sur la fusion pour matte et convertissage. Les résidus de la métallurgie du cuivre et du nickel sont donc enrichis en platinoïdes et contiennent aussi de l’or et de l’argent. Ils sont traités par des méthodes mixtes combinant la pyrométallurgie et l’hydrométallurgie.
La séparation des platinoïdes entre eux fait appel à l’hydrométallurgie en milieu chlorure.
Un deuxième article des mêmes auteurs présente les aspects liés à l’exploitation industrielle des platinoïdes : plusieurs études de cas, recyclage, environnement, hygiène et sécurité.
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Traitement des minerais
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4. Réserves et description des gisements de platinoïdes
D’après le Minerals Handbook [4], les réserves se répartissent de la façon indiquée dans le tableau 3.
Le « Clarke », c’est-à-dire la teneur moyenne de l’élément dans l’écorce terrestre, est de 0,005 g/t. Il est égal à celui de l’or. Les teneurs exploitées sont comprises entre 1 et 10 g/t pour les gisements en roche. La durée de la ressource sur les bases de la consommation actuelle est d’environ 200 ans. Les pays qui possèdent les plus grandes réserves sont l’Afrique du Sud et la Russie. Ce sont aussi les principaux pays producteurs (voir [Doc. M 2 392]). Cependant, les réserves du Canada sont fortement accrues si l’on considère celles du Lac des Îles et de Muskox 4.2. Les réserves sont vues en détail par type de gisement au paragraphe 4.5.
4.1 Mécanismes naturels concentrateurs de platinoïdes
Le transfert des platinoïdes dans l’écorce terrestre jusqu’à la surface s’est opéré à l’intérieur de magmas ultrabasiques provenant de zones profondes de l’écorce terrestre (manteau supérieur). Le transport a pu avoir lieu conjointement avec le nickel et le cuivre sous forme de chlorures à la suite de réactions hydrothermales. La concentration et la séparation des platinoïdes seraient dues au gradient de température lors de la montée du magma, aux différences de densité et de point de fusion, à des émissions gazeuses, ces agents facilitant les différenciations surtout dans les zones marginales. À ces effets de nature physique, s’ajoutent des combinaisons chimiques avec les sulfures, arséniures, tellurures, antimoniures et séléniures contenus dans le magma. On trouve les platinoïdes occlus dans des sulfures associés à des norites, roches silicatées composées de silicates d’aluminium, de calcium, de fer et de magnésium, et de dunites, roches...
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Réserves et description des gisements de platinoïdes
ANNEXES
Les figures 1 et 2 donnent, respectivement, la consommation et la production des platinoïdes dans le monde occidental, c’est-à-dire Europe hors pays de l’ex-bloc soviétique, États-Unis, Canada, Australie, Afrique du Sud et Japon essentiellement.
Pour le monde occidental, la consommation des platinoïdes les plus utilisés (Pt, Pd, Rh) est donnée dans le tableau 1. Les États-Unis consomment à eux seuls 85 à 90 % de la production de platinoïdes de l’Amérique du Nord. Le platine et le palladium ont une place prépondérante ; la consommation du palladium a crû rapidement en Europe de l’Ouest et en Amérique du Nord, puisqu’elle a augmenté entre 1995 et 1999 de 57 % et 113 %, respectivement. En 2000, les tendances précédentes se sont confirmées .
En 1997, les productions minières se répartissent suivant le tableau 2 entre les pays industrialisés (PI), les pays en développement (PED) et les pays de l’Europe de l’Est (PEE).
La production est très concentrée dans trois pays producteurs :
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pour le platine : l’Afrique du Sud représente 72 %, la Russie 20 %, le Canada 3 % ;
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pour le palladium : la Russie représente 46 %, l’Afrique...
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