Le platine, le palladium et leurs alliages avec les autres métaux

CARACTERES PHYSIQUES ET ABONDANCES RELATIVES DES PLATINOIDES A MADAGASCAR

Les statistiques minières font ressortir une production de 459 g de Pt pour les années 1909 à 1911, en provenance des gisements alluvionnaires de la côte orientale, en association avec l’or. Il se trouvait en petits grains très roulés, à surface quelquefois polie, d’autre fois caverneuse, certains d ‘entre eux sont magnétiques ou enrobés dans la limonite. [3] Lors des travaux de cartographie géologique du service geologique de Madagascar et du BRGM ont été, signalés des mineraux du groupe du platine en aval de plusieurs complexes mafiques-ultramafiques (Antara, Ankera, Antampombato, ambodibonara, Vohipaha, Lavatrafo, …. ). Des essais au Drag’or menés sur les alluvions de lits vifs de la rivière Iakora (region de Brickaville) a permis à BRGM de separer des concentrée de bâtées des PGM qui ont été identifiés comme étant essentiellement des minéraux de sperrylites et de braggites (Pt, Pd, Ni)S (Ohnenstetter, 1994). La sperrylite PtAs2 est le PGM le plus commun des complexes ultramafiques de Madagascar, suivie de la laurite (Ru, Os)S2. Les minéraux de palladium sont essentiellement les arséniures et des arsenoantimoiniures de palladium (Ohnenstetter et al, 1992) dont la principale expression minérale est l’arseno-palladinite Pd8 (As2, 5Sb0,5 ) (Legendre et al, 1992). Des alliages avec le cuivre ont été, par ailleurs, identifiés et la formule structurale peut être exprimée comme Pd17Cu. En tout, une quinzaine de PGM ont été identifiés dans les formations de la zone ouest d’Andriamena. L’estimation du reserve de Lavatrafo Ouest est de 600 kg de Pt et autant de Pd pour un minerai moyen à 3,5 g/t (Martel Jautin et al, 1991). [5] Remarquons que dans le monde, les quelques grands gisements de platine se trouvent généralement sous les formes suivantes [22]:

6.Précautions sur la manipulation du platine et du palladium

•La mousse de platine, chauffée à une température élevée, attire les gaz qui se condensent sur sa surface en dégageant une forte chaleur. Ces gaz sont dangereux pour la santé de celui qui les aspire et provoque souvent de graves lésions. Il va de même du chauffage du platine en suspension dans une solution de cyanure, les émanations d’un tel chauffage sont toxiques et affectent l’organisme humain. Le chauffage d’une solution de platine en présence d’ammoniaque est également à déconseiller, le mélange du gaz ammoniacal et des vapeurs du platine constitue un poison dangereux qui affecte l’estomac et le cerveau. Pour éviter les accidents, il est recommandé à l’opérateur de se couvrir le nez pendant l’évaporation de telles solutions. [1]

•Lorsqu’on manipule les produits de palladium, il est plus sage d’opérer en plein air ou sous une bonne hotte ; certains de ses sels, tels que les chlorures, carbonates et phosphates de palladium, une fois inhalés, agissent violemment sur le coeur et les globules du sang. L’opérateur ne risque rien s’il prend la précaution de protéger son nez et sa bouche à l’aide d’un petit masque de cuir de chamois pendant la manipulation de ces produits.

PROBLEMES ET LIMITES DE LA METHODE DE PRÉCONCENTRATION

Après analyses et discussions sur la méthode préconisée et expérimentée, nous avons relevé les problèmes et les limites de cette méthode, qui sont les suivants :

1) la teneur du Pt et du Pd dans la chromite est relativement petite qu’on ne puisse pas effectuer des analyses chimiques. il faudrait recourir aux grands appareils de micro- analyse.

2) La spectrographie d’émission U.V qu’on a utilisé est une méthode très ancienne qui nous a donné de résultats pas très satisfaisants ; ainsi, on ne peut qu’exploiter le rapport d’enrichissement vu que toutes les analyses ont été faites sous les mêmes conditions.

3) Sur le plan matériel d’analyse, l’utilisation des méthodes telles que : la spectrophotométrie d’émission UV ou l’absorption atomique serait un grand atout.

4) Les échantillons enrichis ont été analysés à la spectrographie d’émission UV au lieu de la spectrométrie à fluorescence X car cette dernière méthode exige un échantillon de 100g alors que cela nous est techniquement impossible.

5) la spectrographie d’émission UV et la spectrométrie par fluorescence X qu’on a utilisé ne permettent pas l’analyse d’échantillon liquide. Par conséquent, nous sommes contraint de transformer les solutions à analyser en sels amorphes de sodium lors de l’identification systématique.

6) L’analyse par fluorescence X par l’appareil MINIPAL que nous avons utilisé a une limite de détection relativement grande. Ainsi, nous n’avons pas pu déterminer la teneur exacte du Pt et du Pd.

7) Le coût élevé des analyses aux grands appareils ne nous permet pas d’effectuer des analyses de préconcentration que sur un seul type d’échantillon (E.12).

CONCLUSION GENERALE

La présence du platine et du palladium dans la chromite d’Andriamena a été mis en évidence. Les platinoïdes sont généralement sous forme d’oxydes PdO, PtO2 ou Pt3O4, la forme sous des sulfures n’est pas pourtant à exclure. La teneur en Pt et Pd dans les chromites est très faible qu’il est difficile de les détecter et de les préconcentrer. De plus, ces métaux rares ne sont pas uniformément distribués dans la masse de la roche ; par conséquent, la manipulation des poudres s’avère compliquée. Les échantillons ne sont pas donc représentatifs des roches. Les résultats sont entachés d’incertitudes, d’autant plus qu’on n’a pu utiliser qu’une méthode d’analyse très ancienne : la spectrographie d’émission UV. Néanmoins, les valeurs obtenues sont exploitables dans la mesure où l’on parle du rapport d’enrichissement, ainsi, avec les moyens disponibles, on a pu obtenir un rapport de préconcentration de 1,75 pour le platine et 1,8 pour le palladium, ces résultats peuvent être largement améliorés avec des moyens plus perfectionnés. Le procédé utilise la fusion acide par l’hydrogéno-sulfate de sodium (NaHSO4) suivi de la dissolution par eau régale de proportion 1/6 diluée à 70 %. A travers cet ouvrage, on peut dire qu’on a fait une grande percée dans le cadre de l’extraction des métaux rares dans le chromite d’Andriamena. Pourtant, les problèmes ne sont qu’effleurés ; ce travail mérite donc d’être approfondi et poursuivi.

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Table des matières

REMERCIEMENTS
LISTE DES TABLEAUX
LISTE DES FIGURES
INTRODUCTION
PREMIERE PARTIE : GENERALITES ET RAPPELS BIBLIOGRAPHIQUES
CHAPITRE I : GENERALITES SUR LE PLATINE ET LE PALLADIUM
I.PLATINE
1.Historique du platine
2.Production du platine
II. PALLADIUM
1.Historique du palladium
2.Production de palladium
III. UTILISATION DU PLATINE ET DU PALLADIUM
IV. MARCHE DU PLATINE ET DU PALLADIUM
CHAPITRE II : PLATINOIDES A MADAGASCAR
I. FORMATIONS GEOLOGIQUES MALAGASY EN PLATINOIDES
II. CADRE DE MINERALISATIONS PLATINIFERES DE MADAGASCAR
III. CORPS ULTRAMAFIQUES INTRUSIFS D’ANDRIAMENA ET LEURS RELATIONS AVEC LA MINERALISATION EN PLATINOIDE
IV. CARACTERES PHYSIQUES ET ABONDANCES RELATIVES DES PLATINOIDES A MADAGASCAR
CHAPITRE III : PROPRIETES DU PLATINE ET DU PALLADIUM
I. DESCRIPTION DES ELEMENTS
II. PROPRIETES PHYSIQUES
III.PROPRIETES MECANIQUES
1.Présentation générale
2.Le platine, le palladium et leurs alliages avec les autres métaux
IV. PROPRIETES CHIMIQUES
1.Etudes comparatives des propriétés chimiques communes du platine et du palladium à l’état métallique
2.Etude des propriétés des sels de platine et de palladium
2.1.Les principaux sels courants du platine
2.1.1. Chloroplatinate d’ammonium : (NH4)2 PtCl6.
2.1.2. Chloroplatinate de potassium : K2PtCl6
2.1.3. Chloroplatinite de potassium K2PtCl4
2.1.4. Noir de platine
2.1.5. Oxyde de platine PtO
2.1.6. Platine II dinitrodiaminePt(NO2)2
2.1.7. Platine de sodium Na2Pt(OH)6
2.2.Les principaux sels courants de palladium
2.2.1. Choropalladate d’ammonium (NH4)2PdCl6
2.2.2. 2-chloropalladate de potassium K2PdCl4
2.2.3. 4-chloropalladate de potassium K2PdCl6
2.2.4. Chloropalladite de sodium Na2PdCl4
2.2.5. Chlorure palladeux PdCl2
2.2.6. Noir de palladium
2.2.7. Oxyde de palladium PdO
3.Etude de la solubilité des formes habituelles du Pt et Pd de la chromite d’Andriamena dans les acides et solvants usuels
4.Structures géométriques du sulfure et d’oxyde des deux métaux [25]
5.Propriétés catalytiques du platine et du palladium
6.Précautions sur la manipulation du platine et du palladium
CHAPITRE IV : GENERALITES SUR LA CHROMITE
I. INTRODUCTION ET INTERET DE L’ETUDE DE LA CHROMITE
II. ASPECT MINERALOGIQUE DE LA CHROMITE [12
1.Types de chromites
2.Analyse minéralogique macroscopique de la chromite
3.Analyse par diffraction à rayon X
4.Analyse microscopique
III. PRINCIPAUX CONSTITUANTS DE LA CHROMITE
1.Présentation de la composition en principaux constituants
2.Comportement chimique des principaux composants de la chromite
DEUXIEME PARTIE : ESSAIS EXPERIMENTAUX
CHAPITRE I : CARACTERISATION DES MATIERES PREMIERES I.ECHANTILLONNAGE
II.SPECTROGRAPHIE D’EMISSION U.V.
1.Principe
2.Mode opératoire
III. SPECTROMETRIE PAR FLUORESCENCE X
1.Principe de la méthode spectrométrique par fluorescence X
2.Mode opératoire
CHAPITRE II : EXPRESSION DES RESULTATS
I.RESULTATS DE L’ANALYSE CHIMIQUE PRELIMINAIRE A LA SPECTROGRAPHIE D’EMISSION UV
II.RESULTATS DE L’ANALYSE A LA SPECTROMETRIE PAR FLUORESCENCE X
I.DEMARCHE
II.ESSAI D’ATTAQUE DE MINERAI
1.Fusion alcaline oxydante
2.Fusion acide
2.1. Equations réactionnelles mises en jeu
2.2.Granulométrie du minerai
2.3. Réactifs
3.Etude quantitative de la fusion par NaHSO4
3.1.Mode d’approche
3.2. Température et durée au four
4.Conclusion sur l’essai d’attaque par fusion
III.ESSAIS DE DISSOLUTION DU GATEAU DE FUSION ACIDE
1.Dissolution par l’eau régale
1.1. Composition de l’eau régale
1.2. Essai de dilution de l’eau régale de type 1/6
2.Conclusion sur l’essai de dissolution
IV.DISCUSSION SUR LA NATURE DES FORMES DE Pt ET Pd A PARTIR DU MINERAI
1.Etudes pratiques de la caractérisation de la forme du Pt dans le minerai brut de chromite
2.Conclusion sur l’identification systématique de la forme du platine et du palladium
V.PRESENTATION DE LA METHODE EXPERIMENTALE DE PRÉCONCENTRATION
1.Experimentation de la méthode de préconcentration
2.Conclusion et commentaire
CHAPITRE III : PROBLEMES ET LIMITES DE LA METHODE DE PRÉCONCENTRATION
CONCLUSION GENERALE
BIBLIOGRAPHIE
ANNEXES
LISTE DES ANNEXES
TABLE DES MATIERES

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