Présentation
En anglais
Auteur(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
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Comparée à la pyrométallurgie du cuivre, qui débuta il y a 6 000 ans, l’hydrométallurgie du cuivre est plus récente ; les plus anciennes références datent cependant d’environ 500 ans avec des premières applications au xviie et xviiie. Au xixe siècle, ce fut le raffinage électrolytique qui répondit aux besoins du cuivre à haute pureté, et au xxe siècle se développa l’électroextraction. La croissance rapide des besoins en cuivre fut à l’origine du développement de l’hydrométallurgie des minerais oxydés, dont on ne pouvait obtenir un concentré par flottation.
La métallurgie du cuivre par voie humide revêt moins d’importance que la métallurgie thermique, qui assure environ 80 % de la production totale. Cependant, la grande diversité des voies offertes par le traitement humide lui confère beaucoup d’intérêt, et la recherche dans ce domaine est fort active, surtout depuis l’apparition des lois antipollution et le développement des connaissances en biotraitement.
L’étude complète du sujet comprend les articles :
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[M 2 240] Cuivre : ressources, procédés et produits ;
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[M 2 241] Pyrométallurgie et électroraffinage du cuivre ;
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[M 2 242] Hydrométallurgie du cuivre (le présent article) ;
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[M2 243] Recyclage du cuivre et environnement ;
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[Doc. M 2 244] Métallurgie du cuivre.
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Développements récents de l’hydrométallurgie du cuivre
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6. Extraction du cuivre par cémentation
Le procédé de cémentation ou précipitation par le fer est un procédé ancien que les Espagnols utilisaient déjà sur les eaux de mines de Rio Tinto en 1670, et que les Anglais employait aussi à County Wicklow en Irlande en 1880. Ce procédé est applicable à des solutions dilués contenant 0,3 à 3,5 g/L Cu. Le fer agit comme réducteur sur le cuivre et passe en solution, le cuivre est précipité sur la surface du fer selon les deux demi-réactions d’oxydo-réduction suivantes :
L’ensemble Fe-Cu se conduit comme une pile que l’on court-circuite
. Malheureusement, bien que la théorie prévoie une dissolution du fer de 0,88 kg par kilogramme de Cu, il est nécessaire de dépenser 1,4 à 2 kg de Fe par kilogramme de Cu. Les métaux plus électropositifs que Cu sont déposés, notamment l’arsenic qui constitue une impureté gênante. Le cément titre 85 à 90 % Cu.
Blazy (1979) décrit la pratique de la cémentation. Le fer utilisé est fourni par des morceaux massifs lourds, utilisés en tête de circuit, et des copeaux en fin de circuit pour l’épuisage des solutions. On emploie aussi de l’éponge de fer fabriquée à partir d’hématite, mais celle-ci est un piège idéal pour les hydroxydes d’aluminium et de fer si le pH remonte aux environs de 3. La vitesse d’écoulement des solutions est très variable, variant de 0,4 à 11 m/min selon le type de fer et la configuration du précipitateur. Il existe plusieurs types de précipitateurs : à canaux, à tambour rotatif, conique statique. Ce dernier a la particularité d’éviter que la réaction
avec dégagement de
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