Métallurgie extractive de l’aluminium : Minerais

1.1 - Aperçu historique
1.2 - Évolution de la production d’aluminium de première fusion
1.3 - Principales utilisations de l’aluminium
1.4 - Caractéristiques de la métallurgie de l’aluminium
1.5 - Aluminium commercial et alliages
1.6 - Prix de l’aluminium

2 - Minerais

2.1 - Bauxites et latérites bauxitiques
2.2 - Néphéline
2.3 - Autres minerais alumineux

3 - Réduction électrolytique de l’aluminium

3.1 - Principes et notions théoriques de l’électrolyse

Tableau 2
3.2 - Technologies de production d’aluminium

Tableau 3 Tableau 4
3.3 - Épuration des gaz

4 - Fonderie d’aluminium de première fusion

4.1 - Généralités
4.2 - Traitement du métal liquide
4.3 - Coulée semi-continue verticale
4.4 - Coulée continue du fil machine
4.5 - Coulée continue de bandes
4.6 - Coulée des lingots d’alliage

Figure 4 - Schéma de la coulée 4R
4.7 - Fonderie d’une usine d’électrolyse

5 - Raffinage de l’aluminium

5.1 - Procédés par électrolyse
5.2 - Procédé par ségrégation

Figure 6 - Four de ségrégation
5.3 - Utilisation et production d’aluminium raffiné

6 - Fabrication de l’alumine

6.1 - Aperçu historique et données statistiques
6.2 - Procédé Bayer
6.3 - Procédé de frittage (sintérisation) pour néphéline
6.4 - Procédé pour alunite

7 - Préparation des produits fluorés

7.1 - Fluorure d’aluminium
7.2 - Cryolithes

8 - Autres procédés

8.1 - Production d’aluminium
8.2 - Production d’alumine

9 - Aluminium de deuxième fusion

9.1 - Généralités
9.2 - Matières premières
9.3 - Principaux débouchés
9.4 - Contraintes socio-économiques
9.5 - Structure d’une raffinerie d’aluminium moderne
9.6 - Évolution des matières premières de l’affinage
9.7 - Production des affineurs d’aluminium

Présentation

Auteur(s)

Philippe VOISIN : Ancien Ingénieur de la Société Aluminium Pechiney - Ingénieur de l’École Nationale Supérieure de la Métallurgie et de l’Industrie des Mines de Nancy

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INTRODUCTION

Les propriétés de l’aluminium (en particulier, légèreté, conductivité électrique, résistance à la corrosion et propriétés mécaniques), le développement de ses alliages et les techniques de mise en forme ont donné accès pour ce métal à de nombreux domaines d’utilisation dont les principaux sont : les transports, l’emballage, la construction électrique et le bâtiment.

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Version archivée 1 de avr. 1976 par Pierre JEAN BARAT, Jacques COURSIER, André DAURAT, Henri MERCIER

DOI (Digital Object Identifier)

https://doi.org/10.51257/a-v2-m2340

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2. Minerais

L’aluminium est le métal le plus abondant de l’écorce terrestre (8 %). Des concentrations importantes ont eu lieu dans certaines zones (zone tropicale en particulier) et des minerais d’une teneur en Al₂ O₃ variant de 20 à 65 % se sont formés. Le tableau 1 indique les espèces minérales généralement contenues dans ces minerais avec leur formule chimique et leurs caractéristiques physiques.

Les seuls minerais utilisés actuellement pour l’obtention de l’alumine nécessaire à la production de l’aluminium par électrolyse et pour la fabrication des produits fluorés sont :

les bauxites et les latérites bauxitiques qui contiennent la plus grande partie de leur alumine sous forme de gibbsite, de bœhmite ou de diaspore (mono ou trihydrates d’alumine) ;
des minerais riches en néphéline ;
des minerais riches en alunite.

2.1 Bauxites et latérites bauxitiques

Les bauxites sont situées principalement dans les pays bordant le nord de la Méditerranée (sud de la France, Yougoslavie, Grèce, Turquie et Hongrie) ; les réserves exploitables sont faibles. De petites quantités, mais de mauvaise qualité, se trouvent en URSS et aux États-Unis. On en trouve également en Chine.

Dans ces minerais, l’alumine se trouve sous forme généralement de bœhmite ou de diaspore (Grèce et Chine) et combinée sous forme de kaolinite. Les compositions de ces minerais sont comprises dans les limites suivantes :
- composant% sur produit sec
- Al₂O₃48 à 60
- SiO₂3 à7
- Fe₂O₃15 à 23
- TiO₂2 à3
- CaO1 à3
- H₂O (combinée)10 à 14
Ces bauxites contiennent également de petites quantités de zinc, de vanadium, de carbone organique.

La plus grande partie des gisements de bauxite est exploitée en mines souterraines.

Les latérites bauxitiques constituent les plus grandes réserves de minerais. Les gisements sont en général très proches de la surface du sol et sont donc exploités à ciel ouvert. On les trouve dans les zones tropicales et équatoriales (Australie, Jamaïque, Guinée, Surinam).

Ces...

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