Les Procédés de la Métallurgie du Cuivre : Pyrométallurgie et Hydro

Les Procédés de la Métallurgie du Cuivre

La métallurgie du cuivre dépend de la nature des minerais. Si les minerais sont des sulfures, la voie pyrométallurgique est utilisée pour produire des anodes ou des cathodes. Si les minerais sont des oxydes, la voie hydrométallurgique est privilégiée, produisant directement des cathodes.

Voie Pyrométallurgique

Le processus de production de cathodes par voie pyrométallurgique est le suivant :

Minéral -> Fusion (Four) -> Convertisseurs -> Coulée d'anodes -> Électroraffinage -> Cathode

Le minerai de sulfure de cuivre a généralement une teneur de 0,5 % et doit être concentré par flottation. Le concentré de cuivre est reçu dans l'industrie de la fonderie. La première étape est le four de fusion, où le cuivre est récupéré, et le soufre et le fer sont éliminés par oxydation.

Le cuivre se dépose au fond du four sous la forme d'un produit appelé matte de cuivre, contenant environ 62 % de cuivre. Cette matte passe ensuite aux convertisseurs pour augmenter sa richesse, atteignant 99 %.

Le produit passe ensuite au four de raffinage, où sa concentration augmente à nouveau pour atteindre 99,9 %, puis à la roue de coulée, qui lui donne la géométrie de l'anode. Les anodes passent par une phase finale d'électroraffinage (électrolyse), où sont produites des cathodes d'une pureté de 99,99 %.

Voie Hydrométallurgique

Le processus est le suivant :

Minerai de cuivre -> Lixiviation (Leach) -> Extraction -> Électrolyse -> Cathode

Le minerai est concassé (généralement en dessous de 10 mm) et traité dans des réservoirs. Les minéraux (oxydes de cuivre et sulfures secondaires) sont lixiviés par l'acide sulfurique aqueux, ce qui permet d'obtenir une solution de sulfate de cuivre à faible teneur.

Cette solution, qui contient de faibles concentrations de cuivre et des impuretés, est traitée avec un agent d'extraction organique réactif dans un processus d'extraction en contre-courant. Cela produit un électrolyte avec un pourcentage élevé de cuivre et exempt d'impuretés.

La solution de cuivre à pourcentage élevé est transmise aux cellules d'électrolyse, où l'électricité provoque le dépôt des ions en solution sur des cathodes.

L'Électrométallurgie

L'électrométallurgie est une technique plus récente utilisant le courant électrique comme agent réducteur pour obtenir des métaux très purs à partir d'oxydes. Elle est utilisée pour purifier les métaux et les alliages, et fonctionne, contrairement à la pyrométallurgie, sans carburant.

Elle peut prendre deux formes :

• Électrolyse ignée
• Électrolyse aqueuse