Présentation
Auteur(s)
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Laurent RIZET : Ingénieur du Conservatoire national des arts et métiers - Président-directeur général de la société RVX (Recyclage-Valorisation-Expertise)
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Pierre-Emmanuel CHARPENTIER : Docteur de l’Institut national polytechnique de Grenoble (Génie des procédés) - Ingénieur de l’École supérieure d’ingénieurs de Chambéry (Génie de l’environnement) - Responsable scientifique à la société RVX
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Lire l’articleINTRODUCTION
La métallurgie extractive peut être divisée en deux parties : la pyrométallurgie et l’hydrométallurgie.
La pyrométallurgie a été la première employée, cela dès l’Antiquité.
L’hydrométallurgie, quant à elle, n’a vu le jour qu’à partir de la fin du XIX e siècle : le procédé de cyanuration de l’or a été développé en 1887, celui de l’argent en 1900. L’électrolyse du zinc n’a été réalisée qu’à partir de 1916.
L’hydrométallurgie s’est fortement développée depuis le début du siècle et a souvent pris le pas sur des procédés pyrométallurgiques pour la production de nombreux métaux (Zn, Ni, Cu). Tout d’abord utilisée pour le traitement de minerais ou de concentrés, elle est employée, depuis une quinzaine d’années, dans le traitement de déchets métalliques.
Par rapport à la pyrométallurgie, l’hydrométallurgie est moins coûteuse en énergie du fait que les opérations sont effectuées à des températures bien inférieures. Le facteur de taille est aussi à considérer car de petites unités peuvent être conçues à des coûts réduits. Elle permet aussi le traitement de minerais plus pauvres tout en améliorant le raffinage et le rendement d’extraction.
Nous verrons tour à tour, dans cet article, les diverses étapes d’un traitement hydrométallurgique, des éléments de dimensionnement ainsi que des exemples de traitements de minerais et de déchets.
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VERSIONS
- Version archivée 1 de juil. 1988 par André CHESNÉ, Dominique PAREAU
- Version archivée 2 de juin 2000 par Laurent RIZET, Pierre-Emmanuel CHARPENTIER
- Version courante de juin 2022 par Alexandre CHAGNES
DOI (Digital Object Identifier)
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2. Prétraitement
Cette opération consiste à conditionner le métal à extraire sous une forme plus facilement lixiviable. Divers types de traitement peuvent être effectués :
-
une séparation physique, durant laquelle le métal reste sous une forme chimique inchangée, permet un enrichissement du minerai par élimination aussi complète que possible de la gangue inerte ;
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un grillage du solide permet d’obtenir des oxydes plus solubles ;
-
un lavage à l’eau permet d’éliminer les sels solubles dans la solution de lixiviation.
2.1 Séparations physiques
Dès qu’un transport du minerai, d’un sol ou d’un déchet à traiter est nécessaire, deux séparations mécaniques sont tout d’abord réalisées afin de séparer les stériles des parties contenant le métal à extraire :
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un tri grossier élimine les blocs stériles (gangue) ;
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un concassage, un broyage par voie sèche ou humide et une séparation granulométrique par trommel, par tamis ou par classificateur hydraulique ou pneumatique permettent de constituer des fractions homogènes en séparant les fines des matières grossières exemptes de métal. Les fines peuvent se présenter sous forme pulvérulente ou sous forme de pâte.
Par la suite, des opérations mettant en jeu les différences de propriétés physiques du métal et de la gangue sont employées.
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La séparation par densité est réalisée en milieu fluide dans de l’eau, des liqueurs denses (enrichissement des minerais de manganèse) ou, éventuellement, dans un courant d’air. Cette technique est parfois employée pour les sables aurifères et l’étain.
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La flottation, fondée sur la différence de mouillabilité des minéraux (différence de tension superficielle), est très largement employée. La tension superficielle des solides par rapport à l’eau est modifiée par des agents mouillants, collecteurs... ajoutés à l’eau.
des minerais de cuivre à quelques pour-cent de cuivre sont concentrés à 27 % de cuivre alors que les stériles n’en contiennent que des traces. Des flottations différentielles permettent de séparer...
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