Métallurgie extractive du vanadium

Sommaire

1. Rappel des propriétés physiques et chimiques du vanadium

2. Minéralogie

3. Géochimie, gisements et réserves

4. Usages du vanadium

5. Extraction du vanadium des magnétites vanadifères et titano-vanadifères par pyro-métallurgie

6. Extraction du vanadium par hydro-métallurgie

7. Extraction du vanadium des résidus du raffinage du pétrole

8. Extraction du vanadium des catalyseurs usés

9. Valorisation de diverses ressources vanadifères

10. Production d’alliages vanadifères et de vanadium métal

11. Substituts du vanadium

12. Recyclage du vanadium

13. Toxicologie

14. Pollution due au vanadium

15. Conclusions

Pour en savoir plus

À l’état naturel, le vanadium est présent dans des minerais de magnétite vanadifère, dans des grès à vanadium et uranium, dans des schistes vanadifères, dans des phosphates et des argiles, ainsi que dans des pétroles lourds bruts. On trouve également du vanadium dans des résidus industriels : cendres et suies de cracking pétrolier, catalyseurs usés des industries pétrolière et chimique, déchets du procédé Bayer.

Le vanadium présente ainsi une grande variété d’associations minéralogiques et chimiques, qui en font un sous- ou un co-produit : sa production demeure donc tributaire de celles d’autres substances, ce qui fragilise sa position économique. Ces associations imposent par ailleurs un ajustement technique constant de la méthode métallurgique d’extraction du vanadium, qui doit être, dans chaque cas, adaptée au minerai ou au matériau qui en contient.

La principale source actuelle d’approvisionnement en vanadium est constituée par les magnétites vanadifères et titano-vanadifères, exploitées en tant que minerai de fer, le vanadium et le titane étant des sous-produits. Le traitement de la magnétite « vanadifère », pauvre en titane (< 1,4 % Ti), consiste à produire d’abord une fonte vanadiée en haut fourneau ; le vanadium peut ensuite être extrait de la fonte en fusion par scorification. La magnétite « titano-vanadifère », riche en titane (> 1,4 % Ti), ne peut être traitée en haut fourneau : elle est pré-réduite en four tournant. La charge pré-réduite est ensuite fondue en four électrique à arc, ce qui donne un fer vanadié ; une injection d'oxygène dans ce fer en fusion produit une scorie...