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« NOUVELLE APPROCHE DE TRAITEMENT DES SULFURES METALLIQUES PAR BIOLIXIVIATION » Patrick MUKENDI WA KAZADI Premier Grade Chimie Industrielle Faculté Polytechnique/UNILU

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« NOUVELLE APPROCHE DE TRAITEMENT DES

SULFURES METALLIQUES PAR

BIOLIXIVIATION »

Patrick MUKENDI WA KAZADI

Premier Grade Chimie Industrielle

Faculté Polytechnique/UNILU

NOUVELLE APPROCHE DE TRAITEMENT DES SULFURES METALLIQUES PAR BIOLIXIVIATION

Sommaire

1. Introduction

2. Bref aperçu sur les bactéries

3. Notions de biolixiviation des sulfures métalliques

4. Expérimentation

5. (Applications industrielles)

NOUVELLE APPROCHE DE TRAITEMENT DES SULFURES METALLIQUES PAR BIOLIXIVIATION

1. Introduction

Elle a existé depuis très longtemps

mais expliquée scientifiquement en

1947 par Colmer et Hinkler.

2. Bref aperçu sur les bactéries

Vie : ensemble des phénomènes (=métabolisme)

caractérisant les êtres organisés.

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Ainsi les bactéries, comme tout autre microorganisme, sontcaractérisées, dans leur métabolisme, par la nutrition, lacroissance et la reproduction.

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Nutriments : substances contenant des éléments tels que N,

P, Mg, K, S,… (Oligoéléments).

Croissance et reproduction

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3. Notions de biolixiviation des sulfures métalliques

Principe

Lixiviation chimique d’un oxyde

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Lixiviation chimique d’un sulfure

Cette réaction est très lente…

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Lixiviation bactérienne d’un sulfure

Les bactéries jouent donc sur la cinétique de la réaction, elles sont en effet

utilisées comme catalyseur.

Source d’énergie : électrons;

Source de carbone : CO2 dissous;

Source de nutriment : Oligoéléments (N, P, C, Fe,…) contenus dans la

solution lixiviante et dans le minerai.

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Classification de microorganismes utilisés en biolixiviation

Selon leur source de carbone, on distingue :

les bactéries autotrophes

les bactéries hétérotrophes

Selon leur température de travail, on distingue :

les bactéries mésophiles : température faible et modérée (30°C à 35°C) ≡

Thiobacillus ferrooxidans

les bactéries thermophiles modérés : température modérée (50°C à 55°C) ≡

Thiobacilluscaldus ;

les bactéries thermophiles extrêmes : température extrême (60°C à 85°C) ≡

Sulfolobus.

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Mécanismes de biooxydation

Mécanisme direct

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Mécanisme indirect

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Paramètres influençant la biolixiviation

le pH ;

le POR ;

la température ;

l’oxygène dissous ;

les nutriments ;

la surface spécifique ;

la densité pulpe ;…

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Inconvénients de la biolixiviation

solutions diluées; et

faible cinétique réactionnelle.

Avantages de la biolixiviation

simple et moins coûteuse;

réduction considérable de la consommation d’énergie;

presque pas d’impact négatif sur l’environnement;

applicabilité au minerai pauvre (voire très pauvre);…

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4. Expérimentation

(Adaptation des souches bactériennes mésophiles du

Katanga au minerai sulfuré cuprozincifère de Kipushi)

Microorganismes utilisés

Origine : SODIMICO, KAMOTO, KIPUSHI & Ulg

Culture ou activation bactérienne

Le milieu idéal de culture est celui que l’on appelle « milieu

9K », dont la composition chimique est donnée par le

tableau suivant :

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(NH4)2SO4 KH2PO4 MgSO4.7H2O KCl Ca(NO3)2 FeSO4.7H2O pH

g/L 3 0,5 0,5 0,1 0,01 44,2 1,8

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8.9

7.34

2.46

0.78

0.22 0.110

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

0 2 20 26 44 47

[Fe2

+] (

g/L)

Durée (heure)

0.000

0.730

0.795

0.831

0.8650.884

0.000

0.100

0.200

0.300

0.400

0.500

0.600

0.700

0.800

0.900

1.000

0 2 20 26 44 47

Po

ten

tiel

(V

olt

)

Durée (heure)

Tests de biolixiviation

Echantillon : minerai sulfuré cuprozincifère de Kipushi contenant 35%Cu,

10%Zn, et 10,1%Fe.

Voici les résultats sous forme de courbes et tableau :

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0

0.5

1

1.5

2

2.5

0 50 100 150 200 250 300

Durée (heure)

pH du test 1

pH du test 2

pH du test 3

Rendement de solubilisation (%)

Test n°1 Test n°2 Test n°3

Cuivre 35,55 35,96 14,77

Zinc 5,19 4,35 1,07

Durée

(heure)

138 96 288

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5. Applications industrielles

La technique de biolixiviation s’applique

industriellement dans l’extraction des métaux tels que le

cuivre, le cobalt, le zinc, l’or,… (en tas ou en cuve

agitée).

Voici un tableau donnant la production journalière de

cuivre dans certaines installations de

biohydrométallurgie (thèse Kitobo):

Installation Tonnes par jour Années

Lo Aguirre, Chili 16 000 1980-1996

Girilambone, Australia/Straits

Resources Ltd & Nord Pacific Ltd.

14 000 1993−2003

Cerro Colorado, Chile 16 000 1993- present

S&K Copper Project,

Myanmar

15 000 1998- present

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RECUPERATION

DES

METAUX

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