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RÉSUMÉ
Le molybdène est un métal réfractaire utilisé principalement dans les alliages et les aciers inoxydables. Il est essentiellement issu de la molybdénite (MoS2), présente généralement dans les gisements de porphyres de molybdène ou de cuivre. La molybdénite est flottée pour produire des concentrés de MoS2, qui sont purifiés ou convertis en trioxyde MoO3 par grillage, selon les utilisations industrielles. Le molybdène métal est obtenu à partir de MoO3 pur ou d'un molybdate d'ammonium.
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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), UMR 7569, Université de Lorraine (ENSG-INPL), CNRS
INTRODUCTION
La métallurgie du molybdène met en œuvre une suite d’opérations combinant la minéralurgie, la pyrométallurgie et l’hydrométallurgie, nécessitées par la nature de la ressource. En effet, comme la plupart des métaux de base non ferreux, le molybdène est associé au soufre et la molybdénite MoS2 son principal minéral, est contenue généralement en des teneurs basses à très basses dans des minerais complexes dans leurs associations minérales, en particulier dans les sulfures de cuivre. C’est ainsi que la plupart des gisements de molybdène sont des gisements de cuivre à partir desquels la molybdénite est récupérée comme sous-produit, lorsque les conditions technico-économiques sont favorables.
La démarche classique de récupération du molybdène à partir des minerais consiste à produire d’abord un concentré de molybdénite par flottation. Ce concentré est ensuite transformé par divers procédés pyro et/ou hydrométallurgiques en des produits utilisables par l’industrie. Généralement, MoS2 est converti en un oxyde technique MoO3 par un grillage oxydant. L’oxyde technique peut être purifié par un simple lavage à l’eau, par sublimation ou par attaque en milieu ammoniacal. Toutes ces opérations sont énergivores et, au coût de l’énergie, s’ajoutent les contraintes dues à la nature des minerais à basses teneurs. Ainsi, les mines de molybdène ont présenté de tout temps des alternances de fermeture et d’ouverture, bien que ce métal ait une importance stratégique dans la fabrication d’alliages de haute technicité.
L’oxyde de molybdène est la matière première pour les fabrications du molybdène métal et des autres composés organiques et inorganiques. Dans certaines applications, le sulfure MoS2 est également utilisé. Le métal très pur existe sous forme de poudre, sous forme massive ou en lingots.
Le molybdène secondaire est recyclé par hydrométallurgie et/ou pyrométallurgie, selon les types de matériaux à valoriser.
Les utilisations du molybdène et de ses composés concernent de nombreux secteurs industriels, notamment l’élaboration des aciers inox, des aciers spéciaux, des superalliages, des fontes, des catalyseurs, des lubrifiants, des pigments, etc.
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MOTS-CLÉS
flottation molybdène molybdénite molybdate porphyre grillage alliages
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2. Propriétés physiques et chimiques
2.1 Propriétés physiques
Le molybdène, de numéro atomique 42, est un élément de transition du groupe VIA de la table périodique des éléments. Ses degrés d’oxydation vont de 0 (état métallique) à + 6. Le métal Mo est de couleur gris argenté. Il est dur, ductile et malléable. Parmi quelques-unes de ses propriétés physiques, citons :
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masse atomique = 95,94
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masse volumique = 10,4 g.cm−3
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configuration électronique = 4d55s1
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rayon ionique de Mo4+ = 0,68 Å ; de Mo6+ = 0,62 Å
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potentiel d’oxydoréduction de Mo3+/Mo = − 0,2 V
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température de fusion = 2 620 °C
2.2 Propriétés chimiques
Le molybdène est stable dans l’air à température ambiante, mais il ne résiste pas à l’oxydation à haute température, lorsqu’il n’est pas protégé. Une légère oxydation se produit vers 400 °C et, au-delà de 600 °C, cette oxydation est rapide dans l’air ou sous atmosphère oxydante, avec formation du trioxyde MoO3 volatil.
L’élément Mo seul comme cation ionisable n’a pas été observé. Il existe des espèces cationiques comme [MoO2]2+, mais la chimie du molybdène est complexe car :
-
ses composés se dismutent rapidement pour donner des mélanges de composés dans lesquels il est présent dans des degrés d’oxydation différents ;
-
Mo6+ possède une forte tendance à former des espèces polynucléaires.
Les principaux composés sont les suivants :
-
Halogénures
Différents halogénures existent en fonction du degré d’oxydation du molybdène. Certains sont consignés dans le tableau 2.
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Oxyhalogénures
Le molybdène forme de nombreux oxyhalogénures parmi lesquels :
- ...
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Propriétés physiques et chimiques
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BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - AUBRY (J.) - Combinaisons avec les éléments du groupe VI – Oxydes de molybdène - In « Nouveau traité de chimie minérale. Chrome, molybdène, tungstène ». P. Pascal, Masson et Cie, pp. 640-655 (1959).
-
(2) - SALATIC (D.), SALATIC (V.) - Valorisation of molybdenite from majdanpek copper concentrate - Proceedings of the XXI International Mineral Processing Congress, Vol. 3, Rome pp. C8b-9-C8b-14 (23-27 Juillet 2000).
-
(3) - CHANDER (S.), FUERSTENAU (D.W.) - On the natural floatability of molybdenite - Trans. AIME/SME, vol. 252, pp. 62-73 (1972).
-
(4) - CASTRO (S.H.), STOCKER (R.), LASKOWSKI (J.S.) - The effect of hydrophobic agglomerant on the flotation of fine molybdenite particles - Proc. Of the XXth IMPC, Aachen, vol. 3, pp. 559-569 (1997).
-
(5) - BORN (C.A.), BENDER (F.N.), KIEHN (O.A.) - Molybdenite flotation reagent development at Climax (Colorado) - Flotation, A.M. Gaudin Memorial, published by AIME, vol. 2, chap. 41, pp. 1147-1184 (1976).
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DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES
-
Extractive metallurgy of Molybdenum
-
Molybdenum and Molybdenum compounds
-
Chrome, Complexes du chrome, Molybdène, Tungstène, Hétéropolyacides...
ANNEXES
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1 Revues et sites spécialisées
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2 Usages du molybdène
- 2.1 1. Aciers spéciaux au molybdène 2.1.1 Aciers faiblement alliés
- 2.2 2. Fontes au molybdène
- 2.3 3. Industries aéronautique, aérospatiale et de l’armement
- 2.4 4. Industrie nucléaire
- 2.5 5. Industries électrique et électronique
- 2.6 6. Industrie chimique
2.1.2 Aciers faiblement alliés à haute limite élastique
2.1.3 Aciers inoxydables
2.1.4 Aciers résistants à de hautes températures
2.1.5 Aciers à outils
-
3 Exploitations minières
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4 Producteurs
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5 Exportateurs
-
6 Prix
1 Revues et sites spécialisées
– Separation Science and Technology
– Engineering and Mining Journal
– Hydrometallurgy...
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