UTILISATION DU DIAGRAMME
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observer la formation de fer métallique. Une température d’environ 1000 K est nécessaire. Néanmoins, dans un haut-fourneau, réacteur industriel où le fer est élaboré,
la pression est supérieure à la pression atmosphérique, et donc défavorise la réduction et nécessite une température supérieure. D’autre part, pour des raisons pratiques
évidentes, le fait d’obtenir du fer liquide au terme de l’opération de réduction permet
de récupérer le produit de réduction par gravité, en bas du réacteur.
Dans le haut-fourneau sont introduits les réactifs (couches alternées d’oxydes de fer
et de coke, anthracite dégazé). De l’air ou de l’oxygène chauffé sont injectés par le
bas du réacteur. Les différents paramètres (par exemple, le débit gazeux) sont ajustés de façon que la combustion du graphite conduise au monoxyde de carbone et
que la température soit ajustée à une valeur supérieure à la température de fusion
du fer. Dans ces conditions, un liquide s’écoule par le bas du réacteur : il s’agit de
fonte, alliage fer-carbone et non de fer pur (le problème de la formation d’alliage
métal/carbone est fréquent lorsque le carbone est présent lors de la réduction).
Aspects industriels de l’élaboration du zinc
L’exploitation industrielle du zinc a commencé en Angleterre en 1740 ; actuellement, la production annuelle mondiale de zinc est d’environ 8 millions de
tonnes. Il est utilisé dans l’industrie pour la protection des aciers (zincage),
l’obtention d’alliages cuivreux (laitons) et la fabrication de tôles (toitures). Les
minerais de zinc se trouvent dans la nature sous deux formes principales : les
sulfures (blende et wurtzite) et les oxydes. Les cinq principaux pays producteurs
sont la Chine, le Canada, le Japon, la Russie et l’Espagne. Dans les minerais,
le zinc est très souvent associé à du plomb et à du cadmium ainsi qu’à du fer,
du cuivre, du bismuth, de l’antimoine, de l’arsenic, du germanium et de l’indium. Les minerais de zinc sont la principale source de germanium et d’indium,
éléments utilisés dans la fabrication de semi-conducteurs.
La pyrométallurgie est la voie d’obtention du zinc utilisée pour les minerais
riches en plomb et en autres impuretés métalliques valorisables. L’oxyde de
zinc est réduit en présence de carbone à haute température (procédé Imperial
Smelting). La première étape de la pyrométallurgie du zinc est le grillage des
minerais : les sulfures sont transformés en oxyde par un grillage en présence
d’air. L’anhydride sulfureux (SO 2 ) dégagé est utilisé pour la production d’acide
sulfurique (2 tonnes de H 2 SO 4 par tonne de zinc produite). La réaction est effectuée à une température voisine de 1000 – 1200 °C afin d’une part de limiter
la teneur en soufre résiduel des oxydes obtenus (moins de 0,5 %) et d’autre part
pour permettre la volatilisation d’une grande partie du cadmium contenu dans
le minerai.
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observer la formation de fer métallique. Une température d’environ 1000 K est nécessaire. Néanmoins, dans un haut-fourneau, réacteur industriel où le fer est élaboré,
la pression est supérieure à la pression atmosphérique, et donc défavorise la réduction et nécessite une température supérieure. D’autre part, pour des raisons pratiques
évidentes, le fait d’obtenir du fer liquide au terme de l’opération de réduction permet
de récupérer le produit de réduction par gravité, en bas du réacteur.
Dans le haut-fourneau sont introduits les réactifs (couches alternées d’oxydes de fer
et de coke, anthracite dégazé). De l’air ou de l’oxygène chauffé sont injectés par le
bas du réacteur. Les différents paramètres (par exemple, le débit gazeux) sont ajustés de façon que la combustion du graphite conduise au monoxyde de carbone et
que la température soit ajustée à une valeur supérieure à la température de fusion
du fer. Dans ces conditions, un liquide s’écoule par le bas du réacteur : il s’agit de
fonte, alliage fer-carbone et non de fer pur (le problème de la formation d’alliage
métal/carbone est fréquent lorsque le carbone est présent lors de la réduction).
Aspects industriels de l’élaboration du zinc
L’exploitation industrielle du zinc a commencé en Angleterre en 1740 ; actuellement, la production annuelle mondiale de zinc est d’environ 8 millions de
tonnes. Il est utilisé dans l’industrie pour la protection des aciers (zincage),
l’obtention d’alliages cuivreux (laitons) et la fabrication de tôles (toitures). Les
minerais de zinc se trouvent dans la nature sous deux formes principales : les
sulfures (blende et wurtzite) et les oxydes. Les cinq principaux pays producteurs
sont la Chine, le Canada, le Japon, la Russie et l’Espagne. Dans les minerais,
le zinc est très souvent associé à du plomb et à du cadmium ainsi qu’à du fer,
du cuivre, du bismuth, de l’antimoine, de l’arsenic, du germanium et de l’indium. Les minerais de zinc sont la principale source de germanium et d’indium,
éléments utilisés dans la fabrication de semi-conducteurs.
La pyrométallurgie est la voie d’obtention du zinc utilisée pour les minerais
riches en plomb et en autres impuretés métalliques valorisables. L’oxyde de
zinc est réduit en présence de carbone à haute température (procédé Imperial
Smelting). La première étape de la pyrométallurgie du zinc est le grillage des
minerais : les sulfures sont transformés en oxyde par un grillage en présence
d’air. L’anhydride sulfureux (SO 2 ) dégagé est utilisé pour la production d’acide
sulfurique (2 tonnes de H 2 SO 4 par tonne de zinc produite). La réaction est effectuée à une température voisine de 1000 – 1200 °C afin d’une part de limiter
la teneur en soufre résiduel des oxydes obtenus (moins de 0,5 %) et d’autre part
pour permettre la volatilisation d’une grande partie du cadmium contenu dans
le minerai.