Présentation
Auteur(s)
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Pierre BLAZY : Professeur honoraire - Ancien directeur de l’École nationale supérieure de géologie (ENSG)
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El-Aid JDID : Docteur ès sciences - Ingénieur de Recherche au Laboratoire environnement et minéralurgie (LEM) - ENSG-INPL-CNRS UMR 7569
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Comparée à la pyrométallurgie du cuivre, qui débuta il y a 6 000 ans, l’hydrométallurgie du cuivre est plus récente ; les plus anciennes références datent cependant d’environ 500 ans avec des premières applications au xvii e et xviii e. Au xix e siècle, ce fut le raffinage électrolytique qui répondit aux besoins du cuivre à haute pureté, et au xx e siècle se développa l’électroextraction. La croissance rapide des besoins en cuivre fut à l’origine du développement de l’hydrométallurgie des minerais oxydés, dont on ne pouvait obtenir un concentré par flottation.
La métallurgie du cuivre par voie humide revêt moins d’importance que la métallurgie thermique, qui assure environ 80 % de la production totale. Cependant, la grande diversité des voies offertes par le traitement humide lui confère beaucoup d’intérêt, et la recherche dans ce domaine est fort active, surtout depuis l’apparition des lois antipollution et le développement des connaissances en biotraitement.
L’étude complète du sujet comprend les articles :
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[M 2 240] Cuivre : ressources, procédés et produits ;
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[M 2 241] Pyrométallurgie et électroraffinage du cuivre ;
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[M 2 242] Hydrométallurgie du cuivre (le présent article) ;
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[M2 243] Recyclage du cuivre et environnement ;
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[Doc. M 2 244] Métallurgie du cuivre.
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7. Développements récents de l’hydrométallurgie du cuivre
Les années 1970 à 1990 ont connu un intérêt grandissant pour l’hydrométallurgie, bien qu’il soit très risqué de penser qu’elle puisse remplacer la pyrométallurgie, notamment pour les minerais sulfurés. Les principaux développements de cette technique résident dans le lancement réussie de grandes usines de type SX-EW par les plus grandes compagnies métallurgiques, et dans la mise en œuvre de la biolixiviation en tas pour les sulfures de cuivre de type chalcocite.
Parmi les autres procédés récents, il faut citer les suivants.
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Procédé Arbiter
Ce procédé de lixiviation ammoniacale (solution d’ammoniaque-sulfate d’ammonium), à pression atmosphérique, est développé à Coloso par Minera Escondida. Il s’applique aux concentrés sulfurés de cuivre où prédominent la chalcocite et la bornite, mais les rendements de lixiviation ne sont que de 40 à 50 %, car les autres sulfures associés (covellite) sont peu solubles. Le cuivre monovalent est oxydé en cuivre divalent, alors que le soufre n’est pratiquement pas affecté et reste dans les résidus. La réaction exothermique s’effectue avec une cinétique rapide (1 à 3 h), dans des réacteurs agités, fermés et ventilés par dispersion d’air comprimé à leurs bases. Les gaz à la sortie, contenant environ 2,3 % d’ammoniac, sont lavés et la solution aqueuse d’absorption est distillée pour le recyclage de
. La séparation solide-liquide est réalisée par deux épaississeurs en série. La solution ammoniacale de cuivre alimente l’atelier SX-EW où on passe du milieu ammoniacal au milieu sulfurique à partir duquel l’extraction du cuivre est effectuée avec le LIX 54 et la réextraction du cuivre utilise une solution d’acide sulfurique. Cette solution cuivrique est ensuite électrolysée. On produit ainsi 80 kt/an de cathodes de cuivre. Les résidus de lixiviation sont traités par flottation pour obtenir un concentré de covellite, titrant plus de 60 % Cu, qui est envoyé à la pyrométallurgie (Anonyme, 1993 ; Duyvesteyn et Sabacky, 1993 ; Arbiter et Fletcher, 1994 ; Taylor, 1996).
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