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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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Fabrication du béryllium en poudre
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8. Métallurgie extractive du béryllium
Tous les procédés de métallurgie extractive du béryllium à partir du béryl ne sont appliqués que sur des concentrés titrant plus de 10 % BeO. Après abattage du minerai et concassage des gros blocs, le triage s’effectue sur des morceaux de dimension supérieure à 2 mm. Les éléments de dimension inférieure sont donc perdus. Or, de nombreuses occurrences à béryl présentent des minéralisations trop fines pour être triées. Aussi, a-t-on essayé de concentrer le béryl par flottation lors d’un stade minéralurgique précédant l’extraction du béryllium. Les minerais à bertrandite de la mine de Brush Wellman vont directement à la métallurgie extractive, car une étape d’enrichissement n’est pas possible étant donné la variabilité de composition du minerai.
8.1 Minéralurgie
Dans les années 1950 et 1960 ont eu lieu des tentatives d’enrichissement par flottation sur des minerais bruts de béryl titrant au moins 2 à 3 % BeO. Les résultats ont été très influencés par le manque d’efficacité du broyage (abondance des mixtes minéralogiques au-dessous de 100 µm) et par le déschlammage car les particules fines, entraînées dans les mousses sans aucune sélectivité, consomment des réactifs en pure perte et recouvrent les particules de béryl, nuisant ainsi à l’action du collecteur. On peut citer les procédés suivants, qui ont rarement dépassé le stade pilote :
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procédé au sulfonate : dans un premier temps, les micas sont flottés à un pH de 3,5 avec un acétate d’amine en C14-C16. Ensuite, la pulpe est conditionnée avec un sulfonate de pétrole, à un pH de 2,2 régulé par H2SO4, et les béryls sont flottés. Ces deux collecteurs sont aussi des moussants. Les collecteurs à base de sulfonate de pétrole sont peu sélectifs. Le procédé peut être complété par un traitement secondaire des concentrés en utilisant un agent séquestrant (le Calgon) de Ca2+ et d’autres ions gênants [28] [14]. La teneur des concentrés peut atteindre 5 à 6 % BeO ;
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procédé à l’acide oléique : après séparation magnétique, la pulpe, à 50 % de concentration en...
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Métallurgie extractive du béryllium
BIBLIOGRAPHIE
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(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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