Bibliographie & annexes
Présentation
RÉSUMÉ
Le platine n'est utilisé dans l'industrie que depuis 150 ans, mais grâce à ses propriétés physico-chimiques spécifiques, il est maintenant incontournable dans de nombreux secteurs. Après avoir abordé les propriétés et les usages des platinoïdes, cet article décrit les grands gisements de platinoïdes, et les procédés industriels associés en hydrométallurgie et pyrométallurgie. Puis les procédés de séparation des platinoïdes et de purification des métaux séparés sont abordés.
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Lire l’articleAuteur(s)
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Pierre BLAZY : Professeur honoraire - Ancien directeur de l’École nationale supérieure de géologie (ENSG)
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El-Aïd JDID : Docteur ès sciences - Ingénieur de recherche au laboratoire environnement et minéralurgie (LEM), ENSG/INPL/CNRS UMR 7569
INTRODUCTION
Bien que connu depuis plus de deux millénaires, le platine n’est utilisé industriellement que depuis 150 ans environ. Ses propriétés physiques et chimiques, notamment son point de fusion très élevé, sa résistance à l’attaque chimique, son activité catalytique, sa malléabilité jointe à sa résistance mécanique, l’ont rendu indispensable à l’usage en catalyse, en électronique, en dentisterie, en bijouterie, en chimie et pétrochimie, dans l’industrie verrière, etc. Le platine est associé à d’autres éléments et l’ensemble constitue les platinoïdes : platine (Pt), palladium (Pd), rhodium (Rh), osmium (Os), iridium (Ir), ruthénium (Ru).
Les réserves les plus importantes se trouvent en Afrique du Sud et en Russie. Les gisements sont en grande partie liés aux roches ultrabasiques dunitiques et gabbroïques, où les platinoïdes sont associés à des sulfures de cuivre, nickel et fer.
La production est concentrée dans trois pays : l’Afrique du Sud, la Russie et le Canada. Les pays consommateurs sont principalement ceux d’Amérique du Nord, de l’Europe de l’Ouest et le Japon.
Les procédés industriels sont fonction des principaux types de gisements. Pour les « placers », les méthodes d’enrichissement sont basées sur la gravité, et pour les gisements de sulfures, la méthode générale consiste à flotter les sulfures porteurs de platinoïdes.
La pyrométallurgie, réservée aux concentrés de sulfures, est basée sur la fusion pour matte et convertissage. Les résidus de la métallurgie du cuivre et du nickel sont donc enrichis en platinoïdes et contiennent aussi de l’or et de l’argent. Ils sont traités par des méthodes mixtes combinant la pyrométallurgie et l’hydrométallurgie.
La séparation des platinoïdes entre eux fait appel à l’hydrométallurgie en milieu chlorure.
Un deuxième article Métallurgie des platinoïdes- Études de cas industriels des mêmes auteurs présente les aspects liés à l’exploitation industrielle des platinoïdes : plusieurs études de cas, recyclage, environnement, hygiène et sécurité.
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Minéralogie2. Usages
Le platine arrive en tête des métaux liés à la haute technologie. Pendant les dernières décennies, la recherche scientifique a incité des usages nombreux comme conséquences de ses propriétés très particulières. À côté des utilisations industrielles, en raison de sa rareté et de son caractère stratégique, le platine trouve une place de plus en plus grande dans les portefeuilles d’investissement, par suite du désintérêt des investisseurs pour l’or et l’argent. Les principales utilisations classiques du platine et des platinoïdes sont les suivantes :
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catalyseur pour l’épuration des gaz d’échappement des véhicules automobiles à essence et Diesel (platine et palladium) ;
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catalyseur pour la destruction, du moins partielle, des fumées et des odeurs de nombreuses industries génératrices de composés organiques volatils ou destructrices de déchets dangereux ;
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catalyseur de cracking des produits pétroliers ;
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catalyseur de formation de l’acide nitrique ;
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catalyseur pour piles à combustible ;
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divers procédés catalytiques au laboratoire ou dans l’industrie ;
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récipients, creusets, coupelles pour usages de laboratoire et industriels ;
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récipients et filières pour les verres optiques spéciaux et les fibres de verre ;
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fils de résistance pour les fours électriques à haute température ;
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thermocouple pour les mesures de températures élevées ;
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contacts électriques, relais, circuits imprimés ;
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alliages de brasage à haute température ;
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usages civils et militaires (revêtement pour le nez des missiles, buses d’injection de carburant pour les jets, électrodes pour les bougies d’avions, protection cathodique des grands navires, revêtements par des oxydes de platine d’anodes de titane pour la protection cathodique, modification par du ruthénium d’aciers ferritiques au chrome pour l’anticorrosion, ainsi que des alliages au titane employés en géothermie, etc.) ;
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superalliages utilisés pour les turbines des réacteurs aéronautiques (6 à 7 % de ruthénium) ;
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dentisterie et traitement du cancer ;
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bijouterie ;
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applications diverses.
Il faut signaler que les...
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Usages
ANNEXES
Les figures et donnent, respectivement, la consommation et la production des platinoïdes dans le monde occidental, c’est-à-dire Europe hors pays de l’ex-bloc soviétique, États-Unis, Canada, Australie, Afrique du Sud et Japon essentiellement.
Pour le monde occidental, la consommation des platinoïdes les plus utilisés (Pt, Pd, Rh) est donnée dans le tableau . Les États-Unis consomment à eux seuls 85 à 90 % de la production de platinoïdes de l’Amérique du Nord. Le platine et le palladium ont une place prépondérante ; la consommation du palladium a crû rapidement en Europe de l’Ouest et en Amérique du Nord, puisqu’elle a augmenté entre 1995 et 1999 de 57 % et 113 %, respectivement. En 2000, les tendances précédentes se sont confirmées .
En 1997, les productions minières se répartissent suivant le tableau entre les pays industrialisés (PI), les pays en développement (PED) et les pays de l’Europe de l’Est (PEE).
La production est très concentrée dans trois pays producteurs :
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pour le platine : l’Afrique du Sud représente...
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