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Auteur(s)
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Michel DARCY : Ingénieur de l’École Nationale Supérieure d’Électrochimie et d’Électrométallurgie de Grenoble ENSEEG - Ingénieur Docteur Responsable de la division Recherche-Contrôle à la société Vieille-Montagne, usine de Viviez
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La consommation mondiale de zinc situe ce métal au troisième rang des métaux non-ferreux. Les applications les plus importantes concernent le zinc métal, mais cet élément intervient aussi sous forme de sels dans des domaines extrêmement variés que nous nous devons d’évoquer également.
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- Version courante de sept. 2010 par Jean Michel HAU
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6. Métallurgie thermique
C’est par un procédé thermique que fut assurée au début du XIXe siècle le démarrage de la production de zinc à dimension industrielle ; la matière première était alors constituée par des minerais oxydés que le charbon permettait de réduire directement pour en extraire le métal. L’épuisement rapide de ces minerais conduit à s’orienter vers les blendes et donc à passer par une première étape de grillage pour arriver à l’oxyde 6.1.
La caractéristique principale de la métallurgie thermique du zinc résulte du fait que la température de réduction de l’oxyde par le carbone ou l’oxyde de carbone est supérieure à la température d’ébullition du métal. Le zinc étant gazeux lors de sa formation, sa séparation de la gangue du minerai est facilitée mais, en revanche, la cinétique de condensation des vapeurs devra être rapide pour éviter la réaction inverse d’oxydation quand la température s’abaisse.
Après avoir rappelé les principes de base, nous verrons les différentes technologies qui ont été conçues pour résoudre les problèmes thermiques lors de la réduction et de la condensation, en respectant à peu près l’importance industrielle actuelle de chacune : creuset horizontal, creuset vertical, procédé électrothermique et Imperial Smelting. Nous présenterons rapidement le four Kivcet qui regroupe dans le même outil les étapes de grillage et de réduction 6.2.2.5.
Certains éléments secondaires du minerai suivent le zinc dans ce processus, ce qui impose, pour la majorité des applications, une étape aval de purification du métal par distillation.
6.1 Grillage des sulfures
Si l’objectif premier de cette étape est de transformer le sulfure en oxyde, dit calcine, il est, plus largement, de préparer une charge dont les caractéristiques physico-chimiques induiront directement le rendement métallurgique ultérieur. Les éléments autres que le zinc sont à prendre en compte, par exemple pour la formation...
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Métallurgie thermique
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