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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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Pollution et environnement
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8. Purification et fabrication du métal
La purification s’opère sur le perrhénate d’ammonium, NH4ReO4, obtenu par neutralisation à l’ammoniaque d’une solution contenant l’acide perrhénique. Étant donné que la solubilité du perrhénate varie largement avec la température (29 g/L à 0 ˚C, 173 g/L à 50 ˚C et 250 g/L à 100 ˚C), on opère des cristallisations fractionnées en quatre ou cinq étapes, à l’aide desquelles on obtient un sel pur à 99,5 %.
Le métal s’obtient par réduction par de l’hydrogène du perrhénate d’ammonium :
On opère soit à 1 100 ˚C sous atmosphère d’hydrogène, soit à 200-300 ˚C sous une pression de H2 de 20 à 100 at (1 at = 9,8 · 104 Pa).
Une autre voie, qui reste pour le moment à l’état de possibilité technique, consiste à obtenir l’acide perrhénique purifié par électrodialyse de la solution de perrhénate. On utilise un électrodialyseur multichambre, les chambres étant séparées par des membranes d’échangeurs anioniques et d’échangeurs cationiques [1]. Des solutions de HCl à 10 g/L et à 1 g/L alimentent, respectivement, les chambres anodique et cathodique de l’électrodialyseur. La densité de courant est de 300 A/m2 et la température de 50 ˚C. La dépense énergétique est de 28,9 kWh/kg de Re. On est limité par la concentration d’acide perrhénique, car pour des concentrations supérieures à 300 g/L, on détériore les membranes.
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Purification et fabrication du métal
BIBLIOGRAPHIE
-
(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.
-
(2) - ALPER (A.M.), BOYER (C.W.), MARTIN (B.E.) - U.S. Patent no 4 006 212 - , 1977.
-
(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.
-
(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.
-
(6) - BASITOVA (S.M.), GODUNOVA (L.I.) - Distribution...
ANNEXES
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