Article de référence | Réf : M7040 v2

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Minerais et fondants

Auteur(s) : Jacques ASTIER

Date de publication : 10 mars 2011

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RÉSUMÉ

Très nombreux, les minerais de fer constituent la matière de base de la sidérurgie. Mais, seulement un nombre limité d'entre eux sont utilisés comme source de fer. Leur environnement naturel (géochimie, minéralogie, géologie) ainsi que leur classification et leurs caractéristiques techniques sont exposés avec détail dans cet article. D'autres matières premières minérales non énergétiques peuvent être utilisées dans le milieu de la sidérurgie, mais uniquement lorsqu'elles ne subissent pas d'importantes transformations. Les minerais de manganèse sont passés en revue, tout comme les fondants et autres additions minérales.

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ABSTRACT

Extremely numerous, iron ores represent the basic material in steelmaking. However, only a limited number of them are used as a source of iron. Their natural environment (geochemistry, mineralogy, geology) as well as their classification and their technical characteristics are exposed in detail in this article. Other non-energy raw mineral materials can be used in steelmaking, but only if they are not subject to significant transformations. Manganese ores are examined, as well as fluxes and other mineral additives.

Auteur(s)

  • Jacques ASTIER : Ancien Directeur à l’Institut de recherche de la sidérurgie française (IRSID) - Ingénieur-conseil - Cette édition est une mise à jour de l’article de P. Salesse, paru dans ce traité en 1989 et modifié par Jacques Blondeau en 2004.

INTRODUCTION

Les minerais contenant du fer sont très nombreux, mais uniquement un nombre limité d’entre eux sont utilisés comme source de fer.

La première partie de cette étude, la plus importante, est consacrée aux minerais de fer qui, par leur tonnage, constituent la matière de base de la sidérurgie. Une deuxième partie décrit brièvement les autres matières premières minérales non énergétiques qui peuvent être utilisées directement par la sidérurgie, à l’exception de celles qui subissent d’importantes transformations avant d’être utilisées sous forme de ferroalliages, de métaux d’addition ou de revêtement, de réfractaires, etc.

Les minerais sont d’abord décrits dans leur environnement naturel : comment le fer est-il réparti à la surface de la terre (géochimie), sous quelle forme se présente-t-il (minéralogie), comment s’est-il accumulé (géologie) ? Puis sont examinées les principales caractéristiques techniques des minerais en relation avec leur utilisation comme matière de base de la sidérurgie.

Un second article [M 7 041] traitera des aspects géographiques et économiques de la production et des utilisations des minerais de fer. Il donne les principales sources actuelles de minerais de fer dans le monde et présente les données économiques permettant de comprendre les marchés internationaux.

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VERSIONS

Il existe d'autres versions de cet article :

DOI (Digital Object Identifier)

https://doi.org/10.51257/a-v2-m7040


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2. Autres matières

De très nombreuses matières minérales sont utilisées par la sidérurgie, directement ou après transformation. C’est le cas de tous les minerais servant à l’élaboration des métaux d’alliage ou de revêtement, et également des matières premières utilisées dans la fabrication des réfractaires. L’objet du présent paragraphe se limite à une brève description des matières premières utilisées directement, soit dans la constitution du lit de fusion du haut fourneau, soit à l’aciérie.

Les minerais de manganèse – dont 90 % de la production mondiale est utilisée dans la sidérurgie, soit sous forme de minerai, soit sous forme d’alliages – sont décrits ici plus en détail.

2.1 Minerais de manganèse

L’industrie sidérurgique utilise le manganèse sous forme de minerai et sous forme d’alliages :

  • ferromanganèses carburés ;

  • ferromanganèses à bas carbone ;

  • silicomanganèses.

Dans l’élaboration de la fonte et des aciers courants, le manganèse agit essentiellement comme désoxydant et comme désulfurant. À l’aciérie, il est également utilisé comme élément d’alliage (aciers au manganèse).

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2.1.1 Terminologie. Minéralogie

Par référence aux définitions adoptées par le Bureau des Mines des États-Unis, on distingue les minerais de :

  • fer manganésés, qui contiennent 5 à 10 % de manganèse ;

  • manganèse ferrugineux, qui contiennent entre 10 et 35 % de manganèse ;

  • manganèse au sens strict, qui contiennent plus de 35 % de manganèse ; pour ces derniers, on parle de minerais riches lorsque la teneur en manganèse est supérieure à 46 % ; elle peut atteindre 55 à 57 %.

Le manganèse est un élément relativement important dans la croûte terrestre où il occupe le douzième rang.

On distingue des minéraux bien identifiés, dont les plus importants sont :

    ...

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BIBLIOGRAPHIE

  • (1) - BLONDEL (F.) -   Les types de gisements de fer  -  Chron. Mines Outre-Mer et Recherche Minière. 231, p. 226-246 (1955).

  • (2) - ROUTHIER (P.) -   Les gisements métallifères. Géologie et principes de recherche  -  Masson (1963).

  • (3) - MAISONNEUVE (J.) -   The composition of the precambrian ocean waters  -  Sedimentary geology, Elsevier Scientific Publishing Company, Amsterdam, 31, p. 1-11 (1982).

  • (4) - IISI -   International Iron and Steel Institute  -  Bruxelles.

  • (5) - CNUCED -   Statistiques du minerai de fer  -  (Année 2002).

  • (6) - FEARNLEYS -   Oslo  -  World Bulk Trades (2000).

  • (7)...

NORMES

  • Minerais de fer – Essai au tambour. - ISO 3271 - 1995

  • Minerais de fer – Détermination de la réductibilité. - ISO 4695 - 1995

  • Minerais de fer – Essai statique de désagrégation par réduction à basse température – Partie 1 : Réaction avec CO, CO2 et H2. - ISO 4696 - 01-96

  • Minerais de fer – Essai statique de désagrégation par réduction à basse température – Partie 2 : Réaction avec CO (disponible en anglais seulement). - ISO 4696 - 02-98

  • Boulettes de minerais de fer – Détermination de la résistance à l’écrasement. - ISO 4700 - 1996

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