Présentation
RÉSUMÉ
Le bismuth est un métal lourd, non toxique. Il n'existe pas d'opération industrielle dédiée à sa production. En effet, le bismuth, dans sa majeure partie, est un sous-produit du raffinage du plomb, de la valorisation des porphyres à cuivre et or, du raffinage de l'étain, de l'exploitation minière du tungstène. La Chine, premier producteur mondial, le récupère par flottation à partir des minerais de wolframite. Pour plus de 45 % de sa production mondiale, le bismuth est utilisé comme additif dans la fabrication des alliages ; en galvanisation 30 % environ de cette production sont destinés aux alliages fusibles, aux soudures et aux munitions, en remplacement du plomb ; les 25% restants sont consommés par les industries pharmaceutique et chimique.
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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) - Consultant - Station d’expérimentation et de valorisation des minerais et métaux (STÉVAL), ENSG, Vandœuvre-lès-Nancy, France
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Virginie HERMANT : Agrégée de l’Université - Professeur (Éducation nationale et formation professionnelle) - En collaboration avec STÉVAL (ENSG), Vandœuvre-lès-Nancy, France
INTRODUCTION
Le bismuth, dont la concentration dans l’écorce terrestre est d’environ 0,2 g/tonne, est le plus souvent associé à d’autres éléments : sa métallurgie extractive doit donc être adaptée à des matériaux complexes.
Les formes minéralogiques du bismuth les plus fréquentes sont le bismuth natif, la bismuthinite, et divers sulfures complexes de cuivre et de plomb. Le bismuth est en outre souvent présent dans les sulfo-antimoniures et les sulfo-arséniures de cuivre.
La plupart des gisements sont d’origine hydrothermale, mais le bismuth se trouve aussi dans certains porphyres à or, où il est associé au cuivre et au molybdène.
Les réserves mondiales sont de l’ordre de 56 000 tonnes, les ressources d’environ 350 000 tonnes, et la production annuelle de 8 000 à 9 000 tonnes. Production et ressources sont détenues par cinq producteurs principaux (Bolivie, Canada, Chine, Mexique et Pérou) ; la Chine arrive en tête à la fois pour ses ressources (240 000 tonnes) et pour sa production minière (6 000 tonnes/an).
La métallurgie extractive du bismuth est réalisée, ou bien sur des concentrés miniers wolframifères et bismuthifères, ou bien sur les métaux bruts issus des métallurgies primaires du plomb, du cuivre ou de l'étain. Dans le premier cas, le bismuth se présente sous forme de sulfures ou d'oxydes simples, sous forme de sulfures complexes, ou sous forme d'impuretés. Dans le second, il est récupéré comme co-produit du plomb ou comme sous-produit du cuivre ou de l’étain.
La métallurgie du plomb produit 90 % du bismuth consommé dans le monde : le débismuthage du plomb intervient à la fin des opérations de raffinage du plomb d’œuvre. La production du bismuth à partir des métallurgies de l'étain et du cuivre est très inférieure. La métallurgie de l’étain fournit un étain brut duquel le bismuth est extrait par scorification ; une autre voie est le traitement hydro-métallurgique à chaud des concentrés de cassitérite par de l’acide chlorhydrique. La métallurgie du cuivre produit un cuivre brut raffiné par électrolyse : le bismuth se retrouve à la fois dans la solution d’électrolyse et dans les boues anodiques ; elle génère aussi des poussières et des solutions de lixiviation dont on peut extraire le bismuth par voie hydro-métallurgique.
Le raffinage du bismuth brut s’effectue par voie thermique ou par voie électrolytique ; on atteint des teneurs supérieures à 99 % Bi.
Les usages du bismuth se répartissent de la façon suivante : 57,2 % pour la chimie et la pharmacie, 26,4 % pour la composition d’alliages, 8,8 % pour les additifs métallurgiques et 7,6 % pour des usages divers.
Son recyclage est envisageable uniquement à partir de scraps d’alliages,...
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MOTS-CLÉS
porphyre | raffinage du plomb | étain | tungstène | wolframite | fusibles | bismuth | alliages | galvanisation
DOI (DIGITAL OBJECT IDENTIFIER)
Métallurgie extractive du bismuth
Rappel des propriétés du bismuth
Sources bibliographiques
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