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Valorisation des résidus de serpentine par extraction du magnésium au moyen de procédés hydrométallurgiques.

Chouinard, Sébastien (2006). Valorisation des résidus de serpentine par extraction du magnésium au moyen de procédés hydrométallurgiques. Mémoire. Québec, Université du Québec, Institut national de la recherche scientifique, Maîtrise en sciences de l'eau, 188 p.

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Résumé

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La présente recherche vise la récupération des résidus miniers d'exploitation du chrysotile (REC) de la compagnie Lab Chrysotile située à Thetford-Mines au Québec (Canada). En effet, des analyses ont démontré que ces résidus de silicate de magnésium contiennent environ 25% de magnésium sur une base sèche. Il s'avère donc intéressant d'explorer une façon de récupérer ce magnésium par un procédé rapide et peu coûteux. Des techniques de récupération du magnésium dans des silicates de magnésium existent déjà. Ces dernières se font surtout par lixiviation dans l'acide chlorhydrique, purification par précipitation sélective et électroplacage en sels fondus qui se fait à des températures avoisinantes les 1 OOO°C. Notre mandat est donc de développer une méthode qui consiste à récupérer le magnésium sous forme métal, ou de sel, commercialisable. La technique consiste d'abord à caractériser les résidus afin de connaître les fractions dans lesquelles se retrouve majoritairement le magnésium. La lixiviation de ces fractions se fait alors en présence d'acide sulfurique (12 N) qui est moins coûteux que l'acide chlorhydrique et qui ne génère pas de résidus chlorés potentiellement nuisibles pour l'environnement. Un lavage des résidus filtrés permet par la suite une récupération supplémentaire du magnésium soluble. La purification du lixiviat se base sur des principes de solubilité relative des métaux en solution. L'ajout d'une base forte comme le NaOH ou le Mg(OH)2 dans le lixiviat provoque la précipitation séquentielle des différents métaux en fonction du pH de la solution qui est amenée entre pH 8,0 et 8,5. Une étape d'électro-oxydation peut être ajoutée afin d'affiner la purification de la solution (enlèvement de Mn et Fe surtout) contenant le magnésium soluble qui est très difficile à plaquer en milieux aqueux. Toutefois, le sel de magnésium sous forme de brucite (Mg(OH)2) a été obtenu à la suite de la purification par ajout de NaOH ou de Mg(OH)2 jusqu'à saturation et un ajout subséquent de NaOH jusqu'à l'obtention d'un pH permettant la précipitation complète du magnésium. Enfin, la pâte qui est composée essentiellement de sels de magnésium et de sodium est filtrée sous vide et placée à l'étuve où un résidu de mirabillite (Na2S04) et de brucite Mg(OH2) est obtenu. Une nouvelle solubilisation et filtration du sel obtenu (riche en brucite) pourrait permettre d'éliminer une bonne partie du sodium qui persiste dans le résidu final. Le prix sur le marché en 2003 du Mg(OH)2 solide très pur se situait autour de 900 $US/t.m., tandis que sous forme liquide celui-ci était d'approximativement 240 $US/t.m. Le coût des réactifs du procédé à la soude est d'environ 1 700 $Can/t.m. de résidus de chrysotile, tandis que la valeur potentielle du magnésium total contenu dans les résidus d'amiante, recueilli sous forme Mg(OH)2, est d'environ 700 $Can/t.m. de résidu de chrysotile traité. Toutefois, le coût du procédé à la brucite, quant à lui, n'est que de 730 $Can/t.m. de résidu de chrysotile traité, si l'on considère une récupération de 100% de la brucite utilisée pour l'étape de purification. Ainsi, deux filières de production de sels de magnésium sont proposées. Les deux sont efficaces techniquement mais le bilan économique démontre que les coûts d'exploitation de ces technologies surpassent les revenus potentiels. Des améliorations devraient donc être recherchées afin de réduire les coûts associés à ces deux nouvelles technologies.

Type de document: Mémoire
Directeur de mémoire/thèse: Mercier, Guy
Co-directeurs de mémoire/thèse: Blais, Jean-François; Drogui, Patrick
Informations complémentaires: Résumé avec symboles
Mots-clés libres: hydrométallurgie; lixiviation; résidus d'exploitation du chrysotile; extraction; sels; magnésium; REC
Centre: Centre Eau Terre Environnement
Date de dépôt: 18 juin 2013 18:00
Dernière modification: 12 nov. 2015 17:04
URI: http://espace.inrs.ca/id/eprint/1442

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