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RÉSUMÉ
Cet article est entièrement consacré au béryllium, ses gisements, sa métallurgie extractive, son exploitation et sa fabrication. Utilisé sous forme d’alliage, d’oxyde ou de métal, le béryllium possède des propriétés physiques et chimiques très intéressantes, notamment sa forte résistivité électrique et sa grande conductivité thermique, mais il présente toutefois un prix élevé. Il faut relever que seuls deux minéraux sont produits industriellement, la bertrandite exploité aux Etats-Unis, et le béryl exploité dans le reste du monde.
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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 es Sciences - Ingénieur de Recherche au Laboratoire Environnement et Minéralurgie (LEM), ENSG – INPL – CNRS – UMR 7569
INTRODUCTION
Le béryllium a des propriétés physiques et chimiques (faible masse volumique, forte résistivité électrique, grande conductivité thermique, rigidité et résistance à la corrosion par les acides) qui le rendent apte à de nombreux usages sous forme d’alliage, d’oxyde ou de métal. Toutefois, compte tenu de son prix élevé en comparaison de ceux des autres métaux, les applications sont limitées à des cas où il est irremplaçable.
Deux minéraux du béryllium, la bertrandite et le béryl, ont une importance industrielle. La bertrandite est le principal minéral exploité aux États-Unis et le béryl est le principal minéral produit dans le reste du monde.
Le producteur le plus important mondialement, Brush Wellman, fabrique de l’oxyde de béryllium BeO et de l’hydroxyde de béryllium Be(OH)2, directement à partir de la bertrandite et du béryl. L’hydroxyde Be(OH)2 est transformé en (NH4)2BeF4, qui est cristallisé, puis décomposé en BeF2. Celui-ci est réduit par le magnésium pour obtenir Be métal. Une autre voie consiste à produire du BeCI2 pur par distillation fractionnée et électrolyse ignée du chlorure dans NaCl. Le raffinage par fusion sous vide ou par solvant, ou par le procédé Van Arkel, est l’étape finale. Les principaux produits commerciaux sont le métal, l’oxyde et les alliages.
Les poussières et les fumées du béryllium sont reconnues comme étant la cause de la béryllose, une maladie pulmonaire chronique grave. Seuls les scraps récents sont recyclés par le producteur.
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Métallurgie extractive du béryllium
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7. Exploration et exploitation minière
La prospection minière des minéraux du béryllium peut être basée sur les propriétés des roches hôtes de la minéralisation, par exemple les propriétés magnétiques des skarns à helvite. Mais en général, on fait appel à la béryllométrie.
Le principe de la béryllométrie est la réaction de fission du béryllium avec libération de neutrons quand il est exposé aux rayons gamma produits par le radio-isotope 124Sb.
La sensibilité des béryllomètres est inférieure à 0,01 % BeO, de sorte qu’ils sont utilisés à tous les stades de la prospection, et fournissent une base pour les calculs des réserves. En prospection géochimique, on détermine la teneur des sols par colorimétrie dans un domaine de 1 à 600 ppm de Be.
Les concentrations naturelles du béryl sont tellement variables que la production industrielle ne peut être assurée que par des opérations à petite échelle de triage à la main. Un abattage de masse n’est pas réalisable. Au Brésil, les « garimperos » combinent le triage à la main et à la pelle, sur des gisements de pegmatites altérées découpés en gradins de 1 à 2 m de haut.
À l’opposé des gisements de béryl, les gisements de bertrandite de l’Utah sont exploités industriellement en carrière avec un rapport de découverte (couche stérile couvrant le minerais) de 12/1. La couverture est constitué d’un matériau non consolidé et de rhyolite. La partie minéralisée sous-jacente est extraite par scrapers autochargeurs, puis mise en tas sous forme de couches afin d’obtenir à leur reprise un mélange homogène. Le tas est foré, échantillonné et analysé, de façon que l’on puisse prélever une alimentation régulière pour l’usine de traitement.
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BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - ANONYME - Beryllium Minerals. Demand strong for miniaturisation - . I.M. Glass and Ceramics Survey, 1987, p. 199-202.
-
(2) - ANONYME - Brush Wellman Inc - . Financing Times Business Yearbook Mining 2000, 1999, p. 291-292.
-
(3) - ANONYME - Beryllium alloys - . Platt’s Metal Week, 01/05/2000.
-
(4) - ANONYME - United States. Defense Logistics Agency (DLA) seek offers for beryllium - . Metal Week 2000, no 1, p. 3.
-
(5) - ANONYME - Beryllium Group LLC - . E/MJ, feb. 2002, p. 11.
-
(6) - BAMBERGER (C.E.L.), McDUFFIE (H.F.), BAES (C.F.) Jr - Purification of beryllium by acetylacetone - . EDTA Solvent extraction : Procedure and Chemistry, Nuclear Science and Engineering, 22, 1965, p. 14-19.
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...
1 Producteurs de béryllium et d’alliages au béryllium
(liste non exhaustive)
Allemagne
H.C. Starck GmbH and Co KG http://www.hcstarck.com
Chine
Shuikoushan Non ferrous Metals Company Limited http://www.csksg.com/English/index.htm
Ningxia Non ferrous Metal Smeltery http://www.made-in-china.com
Kazakhstan
Ulba Metallurgical Plant JSC (UMP) http://www.ulba.kz/en/
Kazatomprom http://www.kazatomprom.kz/eng/
États-Unis
Brush Wellman Inc http://www.brushwellman.com/
Monico Alloys http://www.monicoalloys.com/
NGK Metals Corp. http://www.ngkmetals.com
Starmet Corp. (Nuclear Metals)
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