Guide des métaux non ferreux : extraction et procédés

Métaux non ferreux

Il existe également d'autres métaux non ferreux.

1. Chrome

Il possède une couleur gris acier, est très dur et présente une grande netteté. Il résiste très bien à l'oxydation et à la corrosion. Il est utilisé comme chrome poli, pour des objets décoratifs, en chrome dur, ainsi que pour la fabrication d'aciers inoxydables et d'aciers à outils.

• Densité : 6,8 kg/dm³
• Point de fusion : 1900 °C
• Résistivité : 1,1 ohms ⋅ mm²/m

2. Nickel

Il a une couleur argentée lumineuse et peut être poli très facilement. Il est magnétique (comme un produit ferreux) et très résistant à l'oxydation et à la corrosion. Il est utilisé pour produire des aciers inoxydables (allié à l'acier et au chrome), dans l'équipement de l'industrie chimique et pour le revêtement des métaux (par électrolyse).

• Densité : 8,85 kg/dm³
• Point de fusion : 1450 °C
• Résistivité : 0,11 ohm ⋅ mm²/m

3. Tungstène

Il a un point de fusion très élevé. Il est donc utilisé pour les filaments des ampoules à incandescence et la fabrication d'outils coupants pour machines.

• Densité : 19 kg/dm³
• Point de fusion : 3370 °C
• Résistivité : 0,056 ohm ⋅ mm²/m

4. Cobalt

Il a des propriétés similaires au nickel, mais il n'est pas magnétique. Il est utilisé pour le durcissement des aciers à outils (HSS) et comme élément dans la fabrication de métal dur (frittage) utilisé dans les outils de coupe.

• Densité : 8,6 kg/dm³
• Point de fusion : 1490 °C
• Résistivité : 0,063 ohm ⋅ mm²/m

Impact sur l'environnement

Impact sur l'environnement

• a) Extraction de minéraux : Si cette extraction est réalisée à l'air libre, l'impact peut être plus grand, car il peut affecter certains habitats.
• b) Collecte des métaux : Nous observons différents types d'impacts.
• c) Processus de recyclage : L'impact environnemental est beaucoup plus faible, mais reste significatif.

1. Émissions

• Métaux lourds (oxydes et vapeurs métalliques volatils), qui sont cancérigènes.
• Gaz, poussières et hydrogène, qui est très corrosif (dangereux pour la santé et l'environnement).
• Prévention : Choisir l'emplacement de l'usine et porter des masques.

2. Eaux usées

• Eau de lavage et de décapage des métaux (solutions alcalines et acides) et boues.
• Neutralisation avec des produits chimiques et gestion des décharges pour éviter les fuites et la contamination des eaux souterraines.

3. Pollution sonore

• Causée par les installations et les équipements.
• Isolation externe. Si le niveau dépasse 80 décibels, une protection de l'ouïe est nécessaire.

Processus d'obtention des métaux

Obtention de l'étain

• La cassitérite est concassée et broyée. Ensuite, elle est introduite dans une cuve avec de l'eau. Par décantation, le minerai d'étain coule au fond et est séparé de la gangue.
• Le minerai est introduit dans un four où les sulfures sont oxydés en oxydes d'étain.
• L'oxyde d'étain est introduit dans un four à réverbère pour la réduction. L'étain se dépose au fond et l'écume sur le dessus.
• Enfin, pour obtenir un pourcentage d'étain de 99 %, le métal est soumis à un procédé électrolytique.

Méthodes de production du cuivre

• Procédé sec (plus de 10 % de teneur) : C'est le procédé le plus utilisé. Le minerai est broyé, puis séparé de la gangue par flottation dans une cuve d'eau. Le concentré est oxydé partiellement dans un four, puis fondu dans un four à réverbère avec des fondants (silice et chaux). Le cuivre obtenu (cuivre blister) a une pureté de 40 %. Un raffinage électrolytique est nécessaire pour atteindre 99,9 %.
• Procédé humide (moins de 10 % de teneur) : Le minerai est broyé et traité à l'acide sulfurique, puis purifié par électrolyse.

Obtention du plomb

L'obtention du plomb se compose de quatre phases :

1. Enrichissement : La galène est écrasée et broyée, puis séparée par flottation.
2. Oxydation des sulfures : Grillage à 700 °C pour transformer les sulfures en oxydes (PbO).
3. Réduction : Réalisée dans un four à moufle avec du coke et de la chaux.
4. Raffinage : Séparation des autres métaux (cuivre, zinc, argent) puis raffinage final.

Procédé Bayer (Aluminium)

Le procédé Bayer est le plus économique pour obtenir de l'aluminium :

1. Broyage de la bauxite.
2. Dissolution dans la soude caustique chaude.
3. Séparation des déchets dans un décanteur.
4. Précipitation de l'alumine.
5. Chauffage à 1200 °C pour éliminer l'humidité.
6. Électrolyse dans un bain de cryolithe fondue à 1000 °C pour séparer l'aluminium de l'oxygène.

Procédé Kroll (Titane)

• Chloration : Chauffage du minerai avec du carbone et du chlore pour obtenir du tétrachlorure de titane (TiCl4).
• Transformation : Réaction avec du magnésium sous gaz inerte à 800 °C pour former une éponge de titane.
• Collection : Fusion de l'éponge pour obtenir du titane pur.

Obtention du magnésium

Le magnésium est obtenu par électrolyse ou par réduction. Dans l'électrolyse, le magnésium monte à la surface des sels fondus. La cuve métallique sert de cathode. La réduction consiste à introduire le minerai dans un four électrique avec des fondants pour éliminer l'oxygène.