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RÉSUMÉ
Cet article est entièrement consacré au béryllium, ses gisements, sa métallurgie extractive, son exploitation et sa fabrication. Utilisé sous forme d’alliage, d’oxyde ou de métal, le béryllium possède des propriétés physiques et chimiques très intéressantes, notamment sa forte résistivité électrique et sa grande conductivité thermique, mais il présente toutefois un prix élevé. Il faut relever que seuls deux minéraux sont produits industriellement, la bertrandite exploité aux Etats-Unis, et le béryl exploité dans le reste du monde.
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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 es Sciences - Ingénieur de Recherche au Laboratoire Environnement et Minéralurgie (LEM), ENSG – INPL – CNRS – UMR 7569
INTRODUCTION
Le béryllium a des propriétés physiques et chimiques (faible masse volumique, forte résistivité électrique, grande conductivité thermique, rigidité et résistance à la corrosion par les acides) qui le rendent apte à de nombreux usages sous forme d’alliage, d’oxyde ou de métal. Toutefois, compte tenu de son prix élevé en comparaison de ceux des autres métaux, les applications sont limitées à des cas où il est irremplaçable.
Deux minéraux du béryllium, la bertrandite et le béryl, ont une importance industrielle. La bertrandite est le principal minéral exploité aux États-Unis et le béryl est le principal minéral produit dans le reste du monde.
Le producteur le plus important mondialement, Brush Wellman, fabrique de l’oxyde de béryllium BeO et de l’hydroxyde de béryllium Be(OH)2, directement à partir de la bertrandite et du béryl. L’hydroxyde Be(OH)2 est transformé en (NH4)2BeF4, qui est cristallisé, puis décomposé en BeF2. Celui-ci est réduit par le magnésium pour obtenir Be métal. Une autre voie consiste à produire du BeCI2 pur par distillation fractionnée et électrolyse ignée du chlorure dans NaCl. Le raffinage par fusion sous vide ou par solvant, ou par le procédé Van Arkel, est l’étape finale. Les principaux produits commerciaux sont le métal, l’oxyde et les alliages.
Les poussières et les fumées du béryllium sont reconnues comme étant la cause de la béryllose, une maladie pulmonaire chronique grave. Seuls les scraps récents sont recyclés par le producteur.
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6. Gisements
6.1 Environnements géochimiques favorables
La teneur moyenne en béryllium de l’écorce terrestre est de 2 à 3,5 ppm. Cet élément est dispersé dans des environnements géologiques aussi divers que les roches ignées intrusives, les skarns ou les produits d’altération supergène. Le béryllium, lors de la cristallisation du magma, est progressivement concentré dans les fluides et sa concentration augmente dans les roches de plus en plus récentes, quand on considère la suite des événements génétiques. Elle augmente aussi avec celle de la silice et des alcalis (0,25 ppm dans une péridotite ; 0,5 ppm dans un basalte ou un gabbro ; 5 ppm dans une rhyolite ou un granite).
Selon Griffith [16], il existe six types d’environnements géologiques favorables à la présence des minéraux de béryllium : les pegmatites granitiques, les granites à veines de quartz et à béryl, les gîtes de remplacement, les skarns, les syénites néphéliniques et les charbons dont les cendres peuvent titrer plusieurs dizaines de ppm de béryllium.
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Les environnements les plus favorables à l’existence d’un gisement sont les suivants.
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Les pegmatites et les granites
Le béryl est un produit tardif du processus de genèse des pegmatites, se situant généralement à des profondeurs modérées. La moitié des gisements connus sont précambriens et un tiers sont palézoïques [7]. Les fortes concentrations dans les minerais de béryl (pouvant atteindre 3 à 4 % BeO) se trouvent dans la zone de la pegmatite où les cristaux sont le plus développés, c’est-à-dire à proximité des murs du corps minéralisé (tableau 9), parfois au centre.
Dans les dykes de pegmatites non zonées, à grain fin, le béryl est difficilement extractible.
Les granites riches en veines de quartz et de texture modérément grossière sont aussi minéralisés en cassitérite, wolframite et molybdénite.
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Les gîtes de remplacement
Ce sont des gîtes d’origine épithermale dont la minéralisation en béryllium se trouve dans des tufs, des tactites ou des schistes à émeraudes. À ce type de gîtes appartient le gisement à béryl-bertrandite de Spor Mountain (Utah, États-Unis) qui sera...
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BIBLIOGRAPHIE
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(1) - ANONYME - Beryllium Minerals. Demand strong for miniaturisation - . I.M. Glass and Ceramics Survey, 1987, p. 199-202.
-
(2) - ANONYME - Brush Wellman Inc - . Financing Times Business Yearbook Mining 2000, 1999, p. 291-292.
-
(3) - ANONYME - Beryllium alloys - . Platt’s Metal Week, 01/05/2000.
-
(4) - ANONYME - United States. Defense Logistics Agency (DLA) seek offers for beryllium - . Metal Week 2000, no 1, p. 3.
-
(5) - ANONYME - Beryllium Group LLC - . E/MJ, feb. 2002, p. 11.
-
(6) - BAMBERGER (C.E.L.), McDUFFIE (H.F.), BAES (C.F.) Jr - Purification of beryllium by acetylacetone - . EDTA Solvent extraction : Procedure and Chemistry, Nuclear Science and Engineering, 22, 1965, p. 14-19.
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1 Producteurs de béryllium et d’alliages au béryllium
(liste non exhaustive)
Allemagne
H.C. Starck GmbH and Co KG http://www.hcstarck.com
Chine
Shuikoushan Non ferrous Metals Company Limited http://www.csksg.com/English/index.htm
Ningxia Non ferrous Metal Smeltery http://www.made-in-china.com
Kazakhstan
Ulba Metallurgical Plant JSC (UMP) http://www.ulba.kz/en/
Kazatomprom http://www.kazatomprom.kz/eng/
États-Unis
Brush Wellman Inc http://www.brushwellman.com/
Monico Alloys http://www.monicoalloys.com/
NGK Metals Corp. http://www.ngkmetals.com
Starmet Corp. (Nuclear Metals)
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