Chapitre 22 • État naturel, extraction et utilisations 687
l’eau et Fe 2 O 3 insoluble. L’extraction par l’eau suivie d’une acidification par H 2 SO 4 donne une solution d’où on peut faire cristalliser
Na 2 Cr 2 O 7 . Les équations 22.2 et 22.3 montrent les étapes finales
de la production.
4FeCr 2 O 4 + 8Na 2 CO 3 + 7O 2
→ 8Na 2 CrO 4 + 2Fe 2 O 3 + 8CO 2
(22.1)
Na 2 Cr 2 O 7 + 2C → Cr 2 O 3 + Na 2 CO 3 + CO
(22.2)
Cr 2 O 3 + 2Al → Al 2 O 3 + 2Cr
(22.3)
À cause de sa résistance à la corrosion, Cr est largement utilisé
comme couche protectrice (chromage) ; on dépose le métal en électrolysant Cr 2 (SO 4 ) 3 aqueux, obtenu par dissolution de Cr 2 O 3 dans
H 2 SO 4 . Après la sidérurgie, le consommateur le plus important de
Cr (≈ 25 %) est l’industrie chimique ; les applications comprennent
des pigments (p. ex. le jaune de chrome), des agents de tannage, des
mordants, des catalyseurs et des oxydants. La chromite est utilisée
comme matériau réfractaire (paragraphe 12.6), p. ex. pour les briques
réfractaires et les revêtements intérieurs des fours. Les composés du
chrome sont toxiques, les chromates sont corrosifs pour la peau.
Plusieurs oxydes de manganèse existent à l’état naturel, le
plus important étant la pyrolusite (β-MnO 2 ). L’Afrique du Sud et
l’Ukraine contiennent respectivement 80 % et 10 % des réserves
mondiales du minerai. On fait actuellement peu de recyclage du
manganèse. Des nodules de manganèse contenant jusqu’à 24 % du
métal ont été découverts sur le fond de l’océan. C’est la sidérurgie
qui utilise le plus le métal. On mélange la pyrolusite avec Fe 2 O 3 et
le mélange est réduit par le coke pour donner le ferromanganèse
(≈ 80 % de Mn). Presque tous les aciers contiennent un peu de Mn ;
ceux qui ont une teneur élevée en Mn (jusqu’à 12 %) possèdent
Δ
Δ
par Ca donne V. La sidérurgie consomme environ 85 % de la production mondiale de V et le ferrovanadium (utilisé pour renforcer les aciers) est fabriqué en réduisant un mélange de V 2 O 3 et de
Fe 2 O 3 par Al ; on utilise les alliages acier-vanadium pour les ressorts et pour les outils de coupe à grande vitesse. On utilise l’oxyde
de vanadium(V) comme catalyseur pour l’oxydation de SO 2 en
SO 3 (paragraphe 27.7) et celle du naphtalène en acide phtalique.
Le minerai principal du chrome est la chromite (FeCrO 4 ) qui
a une structure de spinelle normal (encadré 13.6 et paragraphe 21.10). La réduction de la chromite par le carbone donne le
ferrochrome pour la sidérurgie ; les aciers inoxydables contiennent Cr pour accroître leur résistance à la corrosion (encadré 6.2).
Pour produire Cr métallique, on fond la chromite avec Na 2 CO 3 en
présence d’air (équation 22.1) pour donner Na 2 CrO 4 soluble dans
log abondance
Abondances relatives des métaux de la première rangée
Fig. 22.1
du bloc d dans la croûte terrestre. Les données sont mesurées sur une
échelle logarithmique. Les unités d’abondance sont des parties par
million (ppm).
Environ 95 % des réserves mondiales de minerai de chrome se trouvent en Afrique du Sud et au Kazakhstan. Le diagramme de barres illustre la prédominance de l’Afrique du Sud pour la production
mondiale de chromite.
Les nations industrielles d’Europe et d’Amérique du Nord
dépendent de l’étranger pour la fourniture du minerai de chrome,
les USA consommant ≈ 14 % de la production mondiale. Parce que
le chrome est un métal essentiel pour l’économie, les réserves gouvernementales constituent une stratégie importante pour assurer les
approvisionnements pendants les périodes d’activité militaire. Le
minerai de chrome est transformé en ferro-alliages de chrome (pour
l’acier inoxydable et pour d’autres alliages), en matériaux réfractaires contenant de la chromite et en produits chimiques contenant du
chrome. Les utilisations commerciales de ces derniers sont les pigments, le tannage du cuir et la conservation du bois.
Le recyclage des déchets d’acier inoxydable comme source de
Cr est une source secondaire importante. En 2004, l’approvisionnement des USA en chrome était constitué de 53 % des réserves
gouvernementales et industrielles, de 31 % d’importations et de
16 % de matériau recyclé.
Inde
Kazakhstan
Autres pays
Afrique du Sud
Production minière en 2005 / Mt
[Données : US Geological Survey.]
R E S S O U R c E S E T E n v i R O n n E m E n T
chrome : ressources et recyclage
Encadré 22.1
l’eau et Fe 2 O 3 insoluble. L’extraction par l’eau suivie d’une acidification par H 2 SO 4 donne une solution d’où on peut faire cristalliser
Na 2 Cr 2 O 7 . Les équations 22.2 et 22.3 montrent les étapes finales
de la production.
4FeCr 2 O 4 + 8Na 2 CO 3 + 7O 2
→ 8Na 2 CrO 4 + 2Fe 2 O 3 + 8CO 2
(22.1)
Na 2 Cr 2 O 7 + 2C → Cr 2 O 3 + Na 2 CO 3 + CO
(22.2)
Cr 2 O 3 + 2Al → Al 2 O 3 + 2Cr
(22.3)
À cause de sa résistance à la corrosion, Cr est largement utilisé
comme couche protectrice (chromage) ; on dépose le métal en électrolysant Cr 2 (SO 4 ) 3 aqueux, obtenu par dissolution de Cr 2 O 3 dans
H 2 SO 4 . Après la sidérurgie, le consommateur le plus important de
Cr (≈ 25 %) est l’industrie chimique ; les applications comprennent
des pigments (p. ex. le jaune de chrome), des agents de tannage, des
mordants, des catalyseurs et des oxydants. La chromite est utilisée
comme matériau réfractaire (paragraphe 12.6), p. ex. pour les briques
réfractaires et les revêtements intérieurs des fours. Les composés du
chrome sont toxiques, les chromates sont corrosifs pour la peau.
Plusieurs oxydes de manganèse existent à l’état naturel, le
plus important étant la pyrolusite (β-MnO 2 ). L’Afrique du Sud et
l’Ukraine contiennent respectivement 80 % et 10 % des réserves
mondiales du minerai. On fait actuellement peu de recyclage du
manganèse. Des nodules de manganèse contenant jusqu’à 24 % du
métal ont été découverts sur le fond de l’océan. C’est la sidérurgie
qui utilise le plus le métal. On mélange la pyrolusite avec Fe 2 O 3 et
le mélange est réduit par le coke pour donner le ferromanganèse
(≈ 80 % de Mn). Presque tous les aciers contiennent un peu de Mn ;
ceux qui ont une teneur élevée en Mn (jusqu’à 12 %) possèdent
Δ
Δ
par Ca donne V. La sidérurgie consomme environ 85 % de la production mondiale de V et le ferrovanadium (utilisé pour renforcer les aciers) est fabriqué en réduisant un mélange de V 2 O 3 et de
Fe 2 O 3 par Al ; on utilise les alliages acier-vanadium pour les ressorts et pour les outils de coupe à grande vitesse. On utilise l’oxyde
de vanadium(V) comme catalyseur pour l’oxydation de SO 2 en
SO 3 (paragraphe 27.7) et celle du naphtalène en acide phtalique.
Le minerai principal du chrome est la chromite (FeCrO 4 ) qui
a une structure de spinelle normal (encadré 13.6 et paragraphe 21.10). La réduction de la chromite par le carbone donne le
ferrochrome pour la sidérurgie ; les aciers inoxydables contiennent Cr pour accroître leur résistance à la corrosion (encadré 6.2).
Pour produire Cr métallique, on fond la chromite avec Na 2 CO 3 en
présence d’air (équation 22.1) pour donner Na 2 CrO 4 soluble dans
log abondance
Abondances relatives des métaux de la première rangée
Fig. 22.1
du bloc d dans la croûte terrestre. Les données sont mesurées sur une
échelle logarithmique. Les unités d’abondance sont des parties par
million (ppm).
Environ 95 % des réserves mondiales de minerai de chrome se trouvent en Afrique du Sud et au Kazakhstan. Le diagramme de barres illustre la prédominance de l’Afrique du Sud pour la production
mondiale de chromite.
Les nations industrielles d’Europe et d’Amérique du Nord
dépendent de l’étranger pour la fourniture du minerai de chrome,
les USA consommant ≈ 14 % de la production mondiale. Parce que
le chrome est un métal essentiel pour l’économie, les réserves gouvernementales constituent une stratégie importante pour assurer les
approvisionnements pendants les périodes d’activité militaire. Le
minerai de chrome est transformé en ferro-alliages de chrome (pour
l’acier inoxydable et pour d’autres alliages), en matériaux réfractaires contenant de la chromite et en produits chimiques contenant du
chrome. Les utilisations commerciales de ces derniers sont les pigments, le tannage du cuir et la conservation du bois.
Le recyclage des déchets d’acier inoxydable comme source de
Cr est une source secondaire importante. En 2004, l’approvisionnement des USA en chrome était constitué de 53 % des réserves
gouvernementales et industrielles, de 31 % d’importations et de
16 % de matériau recyclé.
Inde
Kazakhstan
Autres pays
Afrique du Sud
Production minière en 2005 / Mt
[Données : US Geological Survey.]
R E S S O U R c E S E T E n v i R O n n E m E n T
chrome : ressources et recyclage
Encadré 22.1