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RÉSUMÉ
Métal réfractaire, le rhénium intéresse les domaines de la chimie, de la métallurgie, de l’industrie pétrolière avec la catalyse. Ces dernières années, essentiellement utilisé dans la filière aéronautique, il attribue aux superalliages une grande résistance aux températures élevées et à la corrosion. Sa production est liée à celle de la molybdénite, et reste régulièrement inférieure à la demande, peu de pays étant producteur. Par contre, son recyclage est quasi-total.
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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-Aid JDID : Docteur ès sciences - Ingénieur de recherche au Laboratoire Environnement et Minéralurgie (LEM) ENSG - INPL - CNRS - UMR 7569
INTRODUCTION
Le rhénium est un métal dont la consommation dépend de la demande des secteurs aéronautique et spatial, et de son utilisation en catalyse pétrolière. Il confère aux superalliages une grande résistance aux températures élevées et à la corrosion.
Sa qualité de métal stratégique fait que toutes les données économiques le concernant ne sont que des estimations. Toutefois, les capacités estimées des producteurs répondent difficilement à la croissance des consommations, et il est probable que l’on assiste à des crises d’approvisionnement, car le rhénium est un sous-produit de la métallurgie extractive des molybdénites des porphyres cuprifères et des kupferschiefers. Sa récupération ne peut donc s’effectuer qu’à partir des solutions de lavage des gaz de grillage des concentrés de molybdénite, ou, accessoirement, des concentrés de cuivre.
Les procédés de récupération du rhénium sont des procédés pyro-hydrométallurgiques, dont le produit final est le perrhénate d’ammonium. Le métal s’obtient par réduction du perrhénate.
Bien que les données soient incomplètes et très partielles sur le devenir du rhénium contenu dans les catalyseurs de reformage usés, dans les scraps d’alliages et dans d’autres composés le contenant, on peut considérer que son recyclage à partir de ces sources secondaires est quasi total, compte tenu de son coût élevé et de sa rareté.
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Réserves, production et approvisionnement
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1. Propriétés physiques et chimiques
Walter Noddack, Ida Take et Otto Berg ont découvert le rhénium en 1925 à partir de l’analyse de son spectre aux rayons X. Ils furent les premiers à l’avoir isolé. La production a été assurée au départ par les résidus de la métallurgie du cuivre allemande. Durant la Seconde Guerre mondiale, les États-Unis ne purent plus s’approvisionner en Allemagne ; c’est alors que Melaven et Bacon commencèrent à produire du rhénium à partir des poussières résultant du grillage de la molybdénite à Miami Copper. Leur brevet fut déposé pour récupérer le rhénium à Washington (Pennsylvanie) où la molybdénite de Kennecott était grillée. La production démarra en 1956. Shattuck Chemical, une compagnie indépendante qui grillait de la molybdénite au Colorado, obtint une licence du procédé Kennecott et devint le principal producteur mondial dans les années 1960. Les méthodes de récupération mises en œuvre par Shattuck Chemical furent finalement adoptées par Molibdenos y Metales (Molymet) au Chili, qui est devenu le premier producteur du monde occidental depuis 1970.
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Le rhénium est l’élément 75 de la table périodique des éléments. Il est composé de deux isotopes 185Re et 187Re. L’isotope 187 est radioactif et représente 62,6 % du rhénium naturel. La demi-vie de l’isotope 187 est 4,3 · 1010 ans, mais la radiation est très faible (0,3 MeV), mesurable seulement par des laboratoires à équipement spécifique, et ne peut pénétrer au-delà des cellules mortes de la peau du corps humain. Sa masse atomique est 186,2. Sa densité égale à 21,02 dépasse celle des éléments les plus lourds qui sont le tungstène (19,25), l’iridium (19), l’uranium (19,05), le platine (19,77), l’osmium (20). Son module d’élasticité est supérieur à celui de tous les éléments, à l’exception de Ir et Os.
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Le rhénium est considéré comme un métal réfractaire. Son point de fusion (3 186 ˚C) est assez proche de celui du tungstène (3 422 ˚C). Sa structure cristalline se maintient jusqu’à la fusion. Sous forme d’alliages, il améliore la ductilité du molybdène (alliages Mo-Re contenant 41 à 48 %...
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BIBLIOGRAPHIE
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(1) - AGAPOVA (L.Ya.), PONOMAREVA (E.I.), ABISHEVA (Z.S.) - Production of concentrated rhenium acid by electrodialysis of rhenium salts solutions - . Hydrometallurgy, 60, p. 117-122, 2001.
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(2) - ALPER (A.M.), BOYER (C.W.), MARTIN (B.E.) - U.S. Patent no 4 006 212 - , 1977.
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(3) - AMMAN (P.R.) - U.S. Patent no 3915690 - , 1975.
-
(4) - APRIAMOV (R.A.), DORONKIN (E.D.), BAROEV (F.V.) - An outline of the process of accessory rhenium extraction from molybdenite concentrates in fluid-bed roasters - . TMS : International Symposium on Rhenium and Rhenium Alloys, Annual meeting, Orlando, Floride, 9-13 février 1997.
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(5) - BADALOV (S.T.) - The geochemistry of rhenium in copper-molybdenum deposits of Almalyk - . Renii, Akad. Nauk S.S.R., Inst. Met., 32-36, 1958.
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(6) - BASITOVA (S.M.), GODUNOVA (L.I.) - Distribution...
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