APPLICATION À LA PRÉPARATION DU ZINC PAR ÉLECTROLYSE
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électrolyser.
Impuretés de classe II
Elles peuvent conduire à la formation du métal correspondant comme impureté dans
le zinc obtenu. En revanche, la surtension de dégagement de dihydrogène étant très
négative sur ces métaux, il n’y a pas de risque que ceux-ci modifient le comportement
de la cathode, celle-ci n’est pas le siège de la réduction du solvant.
Impuretés de classe III
Le métal correspondant peut se déposer à la cathode et la présence de ce métal peut
se traduire par une diminution éventuelle suffisante de la surtension pour que le dégagement du dihydrogène soit possible.
4.5 Mise en œuvre industrielle
Nous décrivons dans cette partie certains aspects pratiques de l’élaboration du zinc
par voie hydrométallurgique (métallurgie mettant en jeu des réactions en solutions
aqueuses). Il sera utile de se reporter au diagramme potentiel-pH du zinc présenté au
chapitre 8. On pourra aussi se reporter avec profit à la fin du chapitre 7 qui évoque,
en compléments, l’élaboration du zinc par voie pyrométallurgique.
a) Sources de l’élément zinc
Il est naturellement présent dans l’écorce terrestre sous forme de blende ZnS(s) ou
encore de smithsonite ZnCO 3 (s), et d’hémimorphite (un silicate encore appelé calamine) Zn 4 Si 2 O 7 (OH) 2 ,H 2 O(s). Dans les minerais, le zinc est souvent associé à
d’autres métaux, notamment le plomb Pb, le cadmium Cd, le fer Fe, le cuivre Cu,
etc.
b) Traitements mécaniques
Après extraction du minerai, celui-ci subit une opération de broyage susceptible de
fournir de fines particules (quelques dizaines ou quelques centaines de micromètres).
Une deuxième opération destinée à le soustraire de la gangue (partie minérale entourant le minerai) est alors menée. Dans le cas des minerais sulfurés, une opération
de flottation est privilégiée. Cette opération consiste à séparer la gangue des parties
utiles en jouant sur le caractère hydrophile ou hydrophobe des différents constituants.
La flottation est réalisée dans des cuves permettant une mise en suspension aqueuse
du minerai broyé. Des ajouts permettent d’ajuster le pH et de modifier les propriétés
de surface des particules. Une arrivée d’air permet de former des mousses stables,
entrainant à la surface des bulles les éléments valorisables (contenant entre autres le
sulfure de zinc). Le produit obtenu après flottation est appelé le concentré, il contient
en général entre 40 % et 60 % zinc sous forme ZnS. Lors de l’étape de flottation, le
zinc ne subit aucune réaction chimique, il ne subit qu’une séparation physique.
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électrolyser.
Impuretés de classe II
Elles peuvent conduire à la formation du métal correspondant comme impureté dans
le zinc obtenu. En revanche, la surtension de dégagement de dihydrogène étant très
négative sur ces métaux, il n’y a pas de risque que ceux-ci modifient le comportement
de la cathode, celle-ci n’est pas le siège de la réduction du solvant.
Impuretés de classe III
Le métal correspondant peut se déposer à la cathode et la présence de ce métal peut
se traduire par une diminution éventuelle suffisante de la surtension pour que le dégagement du dihydrogène soit possible.
4.5 Mise en œuvre industrielle
Nous décrivons dans cette partie certains aspects pratiques de l’élaboration du zinc
par voie hydrométallurgique (métallurgie mettant en jeu des réactions en solutions
aqueuses). Il sera utile de se reporter au diagramme potentiel-pH du zinc présenté au
chapitre 8. On pourra aussi se reporter avec profit à la fin du chapitre 7 qui évoque,
en compléments, l’élaboration du zinc par voie pyrométallurgique.
a) Sources de l’élément zinc
Il est naturellement présent dans l’écorce terrestre sous forme de blende ZnS(s) ou
encore de smithsonite ZnCO 3 (s), et d’hémimorphite (un silicate encore appelé calamine) Zn 4 Si 2 O 7 (OH) 2 ,H 2 O(s). Dans les minerais, le zinc est souvent associé à
d’autres métaux, notamment le plomb Pb, le cadmium Cd, le fer Fe, le cuivre Cu,
etc.
b) Traitements mécaniques
Après extraction du minerai, celui-ci subit une opération de broyage susceptible de
fournir de fines particules (quelques dizaines ou quelques centaines de micromètres).
Une deuxième opération destinée à le soustraire de la gangue (partie minérale entourant le minerai) est alors menée. Dans le cas des minerais sulfurés, une opération
de flottation est privilégiée. Cette opération consiste à séparer la gangue des parties
utiles en jouant sur le caractère hydrophile ou hydrophobe des différents constituants.
La flottation est réalisée dans des cuves permettant une mise en suspension aqueuse
du minerai broyé. Des ajouts permettent d’ajuster le pH et de modifier les propriétés
de surface des particules. Une arrivée d’air permet de former des mousses stables,
entrainant à la surface des bulles les éléments valorisables (contenant entre autres le
sulfure de zinc). Le produit obtenu après flottation est appelé le concentré, il contient
en général entre 40 % et 60 % zinc sous forme ZnS. Lors de l’étape de flottation, le
zinc ne subit aucune réaction chimique, il ne subit qu’une séparation physique.