Zinc

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- Schéma de la filière
- Les différentes étapes de la production de zinc

Schéma de la filière

Les différentes étapes de la production de zinc

L'extraction du zinc peut s'effectuer dans des mines à ciel ouvert ou dans des gisements en profondeur. Le choix du type d'exploitation découle de l'environnement, ainsi que des moyens financiers investis. Lorsque la décision d'exploiter une mine à ciel ouvert est prise, les mineurs creusent des trous à l'aide de forets pneumatiques manuels, dans lesquels ils vont placer les charges explosives. Les roches sont extraites, puis transportées jusqu'à une usine de transformation qui se trouve généralement sur le site même de l'exploitation. C'est à ce stade que commence la phase de concentration.

Séparation des concentrés de zinc

A ce stade, le minerai est broyé afin d'obtenir de très fines particules qui vont être soumises à divers traitements chimiques, selon la nature du minerai. L'objectif est d'en retirer le maximum d'éléments étrangers et d'impuretés. Les différents concentrés présents dans la roche sont ensuite séparés par un procédé de flottation comme cela est le cas pour la famille des platinoïdes (platine et palladium). Cette technique est basée sur le fait que lorsqu'elles sont en suspension, les particules minérales recouvertes de certains produits chimiques s'agglutinent aux bulles d'air qui sont insufflées par le bas de la cellule de flottation et remontent en surface. Un dépôt mousseux se forme alors à la surface. Il sera récupéré et envoyé à travers plusieurs filtres. A la sortie de ce processus, on recueille plusieurs concentrés différents de zinc.

Affinage

C'est certainement l'étape la plus importante du processus. Afin d'obtenir du métal brut, l'industrie métallurgique du zinc utilise deux procédés : l'hydro et la pyrométallurgie.

L'extraction par voie humide (par électrolyse ou hydrométallurgie)

Lhydromtallurgie consiste la production, la purification ou llimination de mtaux ou de composs de mtaux au moyen de ractions chimiques. Cette méthode est principalement utilisée dans le traitement des roches faisant apparaître une forte teneur en fer. Elle se déroule en quatre volets qui sont respectivement : le grillage, la lixiviation, la purification et l'électrolyse.

- Le grillage :
Le grillage pourra transformer le sulfure de zinc en oxyde. Le dioxyde de soufre obtenu va permettre de donner de l'acide sulfurique qui entrera pour partie dans la fabrication d'agents fertilisants et pour l'autre continuera dans le processus vers l'étape suivante dite de lixiviation.

- Lixiviation
Au cours de la phase de lixiviation, la calcine produite précédemment va être attaque à l'aide d'une solution dilue d'acide sulfurique (180 190 g/l). Cette opération s'effectue aux environs de 60°C et dure entre une et trois heures. A ce stade, il reste encore entre 10 à 25% de zinc insoluble qui va être rcupr grâce à une opration complmentaire.

- purification de la solution
Après lixiviation, quelques éléments extérieurs sont encore présents dans la solution. Cette élimination va se faire grâce à de la poudre de zinc. La quantité de zinc à utiliser est fonction du pourcentage d'impuretés contenus dans la solution. Cette purification dure entre une et huit heures. A la fin du processus, les particules de zinc sont récupérées par filtrage.

- Électrolyse
Une fois la solution purifiée, elle est versée dans des réservoirs d'électrolyse (cuves en ciment revêtue de PVC) constitués d'anodes en plomb et de cathodes en aluminium. Cette opération se déroule entre 30 et 40°C et va permettre au zinc de se déposer sur la cathode d'où il sera décollé par pelage (ou stripping) toutes les 24, 48 ou 72 heures selon le cas.

Finalement, le zinc obtenu est fondu et moulé en plaques. C'est sous cette forme qu'il sera mis sur le marché industriel.

L'extraction par voie sèche (appellée aussi par voie thermique, ou pyrométallurgique)

Cette réduction concerne en priorité, les concentrés riches en plomb et en autres impurets mtalliques valorisables. La pyromtallurgie est la technique traditionnelle d'extraction des mtaux. Elle permet d'obtenir des mtaux partir de leurs minerais ou de leurs concentrs au moyen de la chaleur. Il s'agit notamment d'extraire le métal du minerai, d'liminer la gangue du minerai et de purifier les mtaux. Ce procédé est le premier apparu dans l'histoire. Cette opération s'effectue entre 950 et 1000°C. Le zinc obtenu par le biais de cette méthode contient entre 0,5 et 1,5% d'impuretés, principalement du plomb et du fer, plus rarement, du cadmium, de l'arsenic, de l'antimoine ou du cuivre. Pour obtenir un zinc d'une plus grande pureté (environ 99,99%), il faut procéder à un raffinage par liquation dans un four à réverbère à sole ou/et par distillation fractionnée.