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RÉSUMÉ
L’utilisation de micro-organismes pour extraire des métaux à partir de ressources minérales est devenue une discipline à part entière de la métallurgie extractive avec une variété d’applications en termes de technologies et de métaux concernés. Les processus biochimiques mis en jeu sont connus avec de plus en plus de finesse et les procédés se révèlent fiables tout en mettant à disposition des opérateurs des moyens qui augmentent significativement l’efficacité de l’exploitation des ressources. Si nous devons encore parler de niches technologiques, celles-ci représentent un enjeu économique en croissance régulière.
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Dominique MORIN : Docteur-Ingénieur - Responsable de la Division Propriété Intellectuelle - Valorisation et Innovation du BRGM (Bureau de Recherches Géologiques et Minières)
INTRODUCTION
L’utilisation de biotechnologies dans la métallurgie extractive est devenue une réalité industrielle irréversible. Elle est le fruit de la découverte de phénomènes majeurs relatifs à la transformation des matières minérales à l’interface entre biologie et géologie et d’un transfert relativement rapide de l’exploitation des processus biologiques découverts à un secteur industriel en mutation accélérée.
La connaissance des propriétés des micro-organismes qui utilisent l’oxydation des formes réduites du soufre comme une source d’énergie a donné naissance à des procédés qui permettent d’extraire du cuivre, de l’uranium, de l’or et d’autres métaux de haute valeur économique à partir des minerais sulfurés qui recèlent la majeure partie des ressources de ces métaux. Ces procédés ont fait l’objet d’une mise en pratique quasiment naturelle du fait de leur apparente simplicité de mise en œuvre. D’ailleurs, la pratique existait il y a fort longtemps avant même que soit connu le rôle endossé par les micro-organismes : il s’agit de la biolixiviation.
La forme de ce traitement la plus répandue est la biolixiviation en tas. Elle consiste à fragmenter le minerai de façon plus ou moins grossière et à faire percoler une eau acide qui est le milieu de croissance de micro-organismes accélérant la dissolution des minéraux sulfurés.
Lorsque les minéraux sulfurés à dissoudre sont de taille très réduite qui impose une fragmentation poussée, la biolixiviation est pratiquée dans des cuves agitées et aérées. Le procédé est alors quelque peu plus complexe mais sans nécessiter une technicité excessivement pointue sur le plan opérationnel.
Il n’est pas nécessaire d’être microbiologiste, ou même biologiste, pour être opérateur d’une installation de biolixiviation. En revanche, la récupération des métaux de la solution aqueuse, générée par la biolixiviation pour en faire un ou des produits commerciaux, et la gestion des flux et des rejets liquides et solides, qui concernent des quantités pouvant aller de milliers à des centaines de milliers de tonnes et mètres cubes par jour dans des conditions environnementales optimales, représente un défi en savoir-faire typique du domaine des ressources minérales.
Une autre forme d’application à la jonction entre microbiologie et métallurgie ayant abouti à des procédés commerciaux est l’utilisation d’un processus exactement inverse à celui de la biolixiviation. Il s’agit de l’utilisation de la réduction de formes oxydées du soufre pour produire du sulfure qui combiné chimiquement aux métaux permet de les extraire d’une solution aqueuse par précipitation.
L’article fait le point sur les applications les plus représentatives de ce domaine en survolant les aspects phénoménologiques et en détaillant ceux des ingénieries utilisées.
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MOTS-CLÉS
VERSIONS
- Version archivée 1 de avr. 1995 par Dominique MORIN
- Version archivée 2 de juin 2002 par Dominique MORIN
- Version courante de déc. 2020 par Dominique MORIN
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Accueil > Ressources documentaires > Archives > [Archives] Bioprocédés et bioproductions > Biotechnologies dans la métallurgie extractive - Microbiologie et extraction des métaux > Biodégradation de réactif organique : le cyanure
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4. Biodégradation de réactif organique : le cyanure
Le cyanure, comme nous l’avons vu pour les minerais d’or réfractaires, sert dans l’industrie minière à l’extraction des métaux précieux et comme agent de flottation. Il a beaucoup d’autres usages, en particulier en galvanoplastie et dans de nombreuses synthèses organiques (EDTA, cyanoacrylate, aminoacides, etc.) ; on le rencontre aussi dans les effluents de cokerie en compagnie de phénols, pyridine, goudron, etc.
Les travaux d’application de biodégradation d’effluents cyanurés ont porté sur des effluents de cokerie, de l’industrie minière et plus récemment de l’industrie chimique .
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Au cours de l’extraction de l’or, seule une très petite fraction du cyanure disponible se complexe à l’or, quelques milligrammes ou dizaines de milligrammes pour un gramme de cyanure introduit. Le reste est inutilisé, complexé à d’autres métaux ou transformé. La transformation donne du thiocyanate, SCN−, et du cyanate, CNO−. La complexation à d’autres métaux que les métaux précieux (Au et Ag) concerne particulièrement le fer, le cuivre et le zinc.
Le cyanure se présente sous forme :
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libre CN− ou HCN ;
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de composés simples solubles (NaCN, KCN ou Ca(CN)2), ou peu solubles (Zn(CN)2, CuCN ou Ni(CN)2, par exemple) ;
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de complexes faibles (Zn(CN)42−, Cd(CN)3− ou Cd(CN)42− par exemple) ;
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de complexes assez stables (Cu(CN)2−, Cu(CN)32−, Ni(CN)42− ou Ag(CN)2− par exemple) ;
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ou encore de complexes stables (Fe(CN)64−, Co(CN)64−, Au(CN)2− par exemple).
Les proportions de cyanure libre, transformé ou complexé, dépendent bien sûr de la nature du minerai et des conditions de la...
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BIBLIOGRAPHIE
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DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES
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ANNEXES
Outils de calculs bilantiels pour l’industrie minérale extractive (USIMPAC, BILCO, INVENTEO & ECHANT) : CASPEO
HAUT DE PAGE
BioMinE, projet intégré européen coordonné par le BRGM : http://biomine.brgm.fr/et http://wiki.biomine.skelleftea.se/
BioMinE, le film « Les mineurs invisibles » comme une introduction à la biohydrométallurgie et une visite de l’installation de KCC en Ouganda sur YouTube :
Partie 1 :...
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