Présentation
En anglaisAuteur(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), Nancy Université, ENSG – INPL – CNRS – UMR 7569
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Lire l’articleINTRODUCTION
Le sélénium et le tellure sont des éléments relativement rares, faisant partie de la même famille que l'oxygène, le soufre et le polonium. Ce sont des semi-conducteurs, leurs propriétés électriques se situant entre celles d'un métal et d'un isolant. Sous leurs formes élémentaires, ils sont souvent considérés comme des métaux, bien qu'ils soient des métalloïdes.
Les propriétés chimiques du sélénium sont intermédiaires entre celles du soufre et du tellure. Toutefois, le tellure, bien que proche du sélénium, est plus basique, plus métallique et plus fortement amphotérique. Le sélénium et le tellure donnent des composés inorganiques et organiques semblables aux composés du soufre, mais dont les propriétés et le comportement sont différents.
Il existe de grandes ressources de Se et Te dans les gîtes de sulfures de métaux de base exploités pour Cu, Ni, Co et Pb. Leur récupération n'est cependant qu'accessoire. Des quantités marchandes sont récupérées industriellement à partir des boues anodiques d'électroraffinage du cuivre et des solutions d'attaque des mattes cupronickelifères.
L'utilisation majeure du sélénium réside dans les composants électroniques et les photocopieurs, mais il est aussi largement utilisé dans la verrerie, les pigments, le caoutchouc, les alliages métalliques, les industries pétrolières et textiles, en médecine et en photographie.
Les applications du tellure relèvent du domaine thermoélectrique. Il facilite l'usinage des aciers et est aussi employé sous forme de CdTe dans les cellules solaires.
L'extraction de Se et Te à partir des boues anodiques de cuivre est réalisée selon des procédés pyro et hydrométallurgique : grillage alcalin ou sulfatant, volatilisation, chloration par voie sèche, lixiviation en milieu acide ou alcalin, etc. Dans la plupart des usines, avant de récupérer Se et Te, on décuivre les boues anodiques. Après extraction du sélénium et du tellure, les résidus sont traités pour récupérer les métaux précieux.
L'hydrométallurgie est la technologie de récupération du sélénium et du tellure à partir des solutions d'attaque sous pression des mattes nickelocuprifères.
La séparation de Se et Te est basée sur les facilités relatives d'oxydation et de réduction de leurs états de valence, sur les différences de solubilité ou de volatilité de leurs composés, notamment de leurs oxydes, de leurs oxy-acides et de leurs sels respectifs. La purification du sélénium contenant du tellure est effectuée par distillation du sélénium. La purification de tellure contenant du sélénium est réalisée à partir de l'oxyde plutôt que du métal.
Le recyclage du sélénium et du tellure est limité, il concerne seulement les scraps de photorécepteurs et le matériel usé de xérographie.
Le sélénium et ses composés ont un effet toxique aigu et chronique sur de nombreux animaux et sur l'homme. Les tellurites solubles sont toxiques alors que le tellure élémentaire et les tellurures stables sont relativement inertes.
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7. Usages, substituts et commerce mondial
7.1 Sélénium
La répartition des usages de sélénium en 2005 est donnée dans le tableau 3.
En verrerie, le sélénium est utilisé comme colorant ou décolorant et pour réduire l'insolation à travers les vitrages utilisés en architecture. Les pigments sont les sulfoséléniures de cadmium, de couleur rouge, utilisés dans des céramiques pour leur stabilité à la température, dans les plastiques et dans les feux rouges de signalisation. Enfin, dans l'industrie des explosifs, il entre dans la composition des amorces.
Les usages en chimie intéressent la fabrication du caoutchouc en tant qu'additif, des catalyseurs, des aliments diététiques pour l'homme et des shampooings antipelliculaires.
En métallurgie, le sélénium trouve un emploi dans l'armement pour le brunissage des armes (canon). Les alliages Bi-Se sont ajoutés aux alliages de cuivre, de plomb et d'acier pour améliorer leur usinabilité.
En xérographie, le sélénium (haute pureté) a été utilisé pour son caractère semi-conducteur comme photorécepteur sur les tambours de photocopieurs, sur lesquels il était déposé sous forme d'un film de 50 μm d'épaisseur par sublimation sous vide.
En électronique, on utilise le sélénium sous sa forme trigonale dans les redresseurs de courant et les cellules photovoltaïques. Dans les redresseurs, le sélénium est recouvert par une contre-électrode de cadmium.
Les cellules photovoltaïques dites « en couches minces » sont constituées de feuillets très fins de diséléniure de cuivre et d'indium, dont l'avantage réside dans la faible quantité de semi-conducteurs utilisée (2 μm d'épaisseur contre 200 μm pour les cellules à silicium).
Dans les applications en radiographie, il sert de détecteur de rayons X Métallurgie du sélénium et du tellure[35].
En agriculture, il est utilisé dans l'alimentation du bétail et dans les engrais ...
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Usages, substituts et commerce mondial
ANNEXES
1.1 Production issue des raffineries de cuivre
Comme le montre le tableau , les pays industrialisés ont un quasi-monopole, si l'on considère les positions tenues par le Japon, la Belgique, le Canada et les États-Unis (ce pays ne publie plus sa production depuis 1997).
Toutes les raffineries de cuivre n'ont pas une unité de récupération de sélénium et de tellure, car pour que celle-ci soit rentable il faut une capacité annuelle d'au moins 150 000 t de cuivre, compte tenu des coûts en 2002.
HAUT DE PAGE1.2 Marché, prix et qualités marchandes
Le tableau indique les prix moyens annuels en dollars par livre ($/lb), qui ont été en fort repli entre 1991 et 1999. Ce phénomène, selon certains observateurs, a été amplifié par la croissance des exportations des pays de l'ex-Union Soviétique depuis 1992. À partir de 2004, les prix du sélénium et du tellure se sont fortement orientés à la hausse.
La remontée des cours est due à plusieurs facteurs :
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étant donné que ce sont les industries métallurgiques du cuivre...
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