3. Séparation et purification
Le traitement des minerais est un travail long et compliqué, mais très automatisé. Il existe plusieurs variantes, selon la composition du minerai. On peut toutefois retenir trois étapes : l'enrichissement des minerais par des voies physiques, mécaniques et chimiques précède la séparation des terres rares des autres éléments ; le dernier stade consiste à séparer les terres rares entre elles. Cette dernière étape est la plus délicate et le prix du produit final dépendra de la pureté chimique désirée.
La première étape consiste à séparer grossièrement les éléments de leur gangue et de certains métaux lourds. Après un broyage préliminaire, on opère par applications successives ou combinées de méthodes électrostatique, électromagnétique et gravimétrique. Dans le cas de la bastnaésite, on peut également utiliser plusieurs étapes de flottation par adjonction de stabilisateurs d'acidité (Na2CO3, Na2SiO3). Le résultat de cette première étape est l'obtention d'un mélange riche à 50-60 p. 100 en oxydes de terres rares.
La deuxième étape est chimique par attaque acide ou basique des minerais enrichis. La figure 1 schématise le cycle de traitement du minerai de monazite enrichi. L'attaque basique permet dans ce cas de séparer une solution d'hydroxydes de terres rares et de thorium des phosphates des métaux résiduels, peu attaqués. Une fois filtrés et séchés, les hydroxydes sont transformés en solution chlorhydrique, ce qui permet ensuite d'éliminer le thorium par précipitation à l'ammoniaque et au pyrophosphate de sodium. Le résultat de cette deuxième étape est un mélange enrichi à environ 95 p. 100 en terres rares, toujours non différenciées. Le traitement des argiles est assez simple, car 90 p. 100 des terres rares sont récupérées par un simple lavage avec une solution ammoniaquée. L'acide oxalique précipite son sel, rapidement calciné en oxyde.
La troisième étape concerne la séparation des terres rares entre elles. On peut citer pour mémoire la méthode historique d […]
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