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ZINC

Le zinc (symbole Zn, numéro atomique 30) est un élément chimique métallique blanc bleuâtre appartenant au sous-groupe II b de la classification périodique. Quoiqu'il soit de grande consommation et que ses applications se rencontrent dans la vie courante, il est peu connu. Le zinc est cité pour la première fois sous sa dénomination actuelle par Paracelse dans son traité De re metallurgica, au début du xvie siècle. Son exploitation industrielle a commencé en Angleterre en 1740.

Métallurgie

Les minerais de zinc se trouvent dans la nature sous deux formes principales : d'une part, les variétés sulfurées, blende (ou sphalérite) et wurtzite ; d'autre part, les variétés oxydées, smithsonite, hydrozincite (carbonates), franklinite, zincite (oxydes), hémimorphite (ou calamine), willemite (silicates). La blende (ZnS) représente 95 p. 100 de la production minière.

Smithsonite - crédits : C. Bevilacquia/ De Agostini/ Getty Images

Smithsonite

Calamine - crédits : CSP_JENYA/ Fotosearch LBRF/ Age Fotostock

Calamine

Les teneurs en zinc du minerai varient de 4 à 20 p. 100. Le minerai sous forme de blende est enrichi par flottation. Les minerais oxydés, qui se prêtent mal à la flottation, sont moins exploités.

Grillage des minerais

Les minerais concentrés sont le plus souvent des blendes contenant de 28 à 32 p. 100 de soufre. Il est nécessaire de transformer le sulfure en oxyde par un grillage :

L'anhydride sulfureux dégagé est utilisé pour la production d'acide sulfurique. Selon la température, des réactions parasites peuvent se produire, la plus importante étant l'oxydation en sulfate :
Elle a lieu principalement entre 500 et 600 0C. En opérant à plus haute température, le sulfate de zinc est dissocié en oxyde. La température à l'intérieur des fours de grillage doit donc être maintenue à 900-950 0C pour obtenir une bonne désulfuration. Celle-ci est cependant limitée par la présence de sulfates (plomb, calcium, magnésium) non décomposés à cette température. À plus haute température (1 200 0C) et dans certaines conditions, il est possible de les décomposer et de réduire la teneur en soufre à 0,1 ou à 0,2 p. 100.

Le grillage s'effectue dans un four spécialement conçu ; on a utilisé successivement les fours Delplace, les fours Spirlet, les fours Wedge, les fours Flash et les fours à lit fluidisé.

Dans les fours à lit fluidisé, le minerai est maintenu en suspension par l'air de grillage soufflé par le bas à un débit convenable. Dans certaines conditions, le lit de minerai en suspension se comporte comme un fluide ; le contact air-particules de minerai est excellent, ce qui favorise la rapidité d'oxydation des sulfures. L'alimentation peut être constituée par du minerai fin ou granulé, la granulation permettant d'éviter un entraînement de poussière important. Cette technique s'est développée rapidement et tend à remplacer les autres procédés. Le minerai grillé obtenu convient très bien au procédé d'extraction par voie hydrométallurgique qui est, de loin, le plus utilisé actuellement. La granulométrie du concentré grillé garde sa finesse initiale, ce qui est favorable à sa dissolution ultérieure. La teneur en soufre résiduel, principalement sous forme de sulfate, est de 1 à 2 p. 100, ce qui n'est pas gênant pour ce genre de traitement.

Lorsque le zinc est obtenu par voie pyrométallurgique (cf. Réduction du minerai grillé), la teneur résiduelle en soufre doit être très faible, ce qui nécessite un chauffage à température plus élevée, de 1 000 0C à 1 200 0C. Le grillage est alors réalisé sur des machines Dwight et Lloyd, qui se présentent sous forme d'une bande sans fin de chariots mobiles munis de grilles, glissant sur des caissons étanches. L'air est soufflé à travers les grilles. La réaction de grillage étant très exothermique, afin de maintenir une température comprise entre 1 000 et 1 200 0C, du minerai déjà grillé est ajouté au minerai à griller. La teneur en[...]

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Écrit par

  • : directeur de recherche au Centre technique du zinc
  • : chef des laboratoires de recherche et de contrôles de la Compagnie royale asturienne des mines
  • : professeur d'université à l'I.U.F.M. de Créteil, chercheur au Centre d'études de chimie métallurgique (C.N.R.S.)
  • : responsable zinc information de l'Union minière France

. In Encyclopædia Universalis []. Disponible sur : (consulté le )

Médias

Smithsonite - crédits : C. Bevilacquia/ De Agostini/ Getty Images

Smithsonite

Calamine - crédits : CSP_JENYA/ Fotosearch LBRF/ Age Fotostock

Calamine

Zinc : propriétés physiques - crédits : Encyclopædia Universalis France

Zinc : propriétés physiques

Autres références

  • BLENDE ou SPHALÉRITE

    • Écrit par Yves GAUTIER
    • 468 mots

    Sulfure de zinc, la blende, également appelée sphalérite, présente de nombreuses couleurs selon les quantités de fer, de manganèse, de cadmium ou de gallium qu'elle contient dans son réseau cristallin. Les variétés qui renferment le plus de fer – la christophite et la marmatite – sont brunes...

  • CADMIUM

    • Écrit par Alexandre TRICOT
    • 8 050 mots
    • 6 médias
    Par ses propriétés chimiques et celles de ses composés, le cadmium a beaucoup de similitude avec le zinc. Ce dernier le déplace de ses sels :
  • CARBONATES

    • Écrit par Marc DARDENNE, André JAUZEIN
    • 5 049 mots
    • 12 médias
    ...forme du rhomboèdre ou du scalénoèdre. Le fer ferreux, le manganèse, le calcium, le magnésium, le cadmium peuvent se substituer en petites quantités au zinc. La couleur est variable : blanc, brun, vert, bleu, rose ou incolore. L'effervescence avec l'acide chlorhydrique à froid, la densité élevée (4,45)...
  • CONGO RÉPUBLIQUE DÉMOCRATIQUE DU

    • Écrit par Universalis, Jules GÉRARD-LIBOIS, Henri NICOLAÏ, Patrick QUANTIN, Benoît VERHAEGEN, Crawford YOUNG
    • 24 917 mots
    • 13 médias
    ...Maniema et du Katanga septentrional, le cuivre surtout (et les minéraux qui lui sont souvent associés comme le cobalt, le cadmium, l'uranium et le zinc) dans le sud du Katanga, le manganèse enfin, dans le sud-ouest de cette dernière province. Les terrains sédimentaires de la partie centrale sont...
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Voir aussi