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ETUDES EXPERIMENTALES
Ajouter 4g de KNaCO3, de façon à ce que :
• Le 4/5 de celui-ci soit mélangé avec la prise d’essai à l’aide d’une capsule ;
• Le 1/5 soit versé dans le creuset pour couvrir la surface supérieure du mélange ;
Couvrir le creuset et chauffer progressivement jusqu’à 975 +/- 25°C pendant 45 min ; Enlever le creuset du feu et laisser refroidir ; Poser ce dernier dans une capsule en porcelaine émaillé de 175 ml ; Commencer l’attaque en introduisant peu à peu 50ml de HCl 50%, dans le creuset puis rincer à fond le creuset en son couvercle avec la même solution HCl 50%, tout en récupérant la solution en d’attaque et de lavage dans le capsule e porcelaine ; Après le dégagement gazeux, rincer de nouveau le creuset de l’eau distillé chaud et placer la capsule sur le bain de sable ; Evaporer à sec, de manière à obtenir une poudre finement divisée ; Enlever et laisser refroidir la capsule puis humecter uniformément la masse avec 50ml de HCl à 10% et chauffer au bain de sable pendant 15 min ; Filtrer par décantation sur papier filtre moyen en recevant le filtrat dans une fiole jaugée de 500 ml ; Laver le précipité sur le filtre avec de l’eau distillée bouillante, jusqu’à la disparition de la réaction avec le AgNO3 ; Laisser refroidir le filtrat dans un bain d’eau froide puis ajuster au trait de jauge avec de l’eau distillée ;
Détermination en oxyde de fer
Pipeter 100ml de filtrat et verser dans un bécher de 600ml, puis ajouter 200ml d’eau distillé ; Agité avec un agitateur magnétique ; Additionner 6 gouttes de bleu de bromophénol (jaune) ; Ajouter quelques gouttes de NH4OH 50% jusqu’au virage bleu foncé ; Verser rapidement, 20 ml de HCl 0,1 N (catalyseur) + 15ml de solution tampon ; Ajouter 15 à 20 gouttes d’acide salicylique (violet noire) ; Chauffer à 40-50°C pendant 1mn 30s (ne pas dépasser 50°C) ; Titrer avec Éthylène Diamine Tétra-Acétique (EDTA) jusqu’au virage jaune-paille ; Faire la lecture du volume d’EDTA versé, sur la burette graduée. %Fe2O3= Vx ƒEDTA/Fe2O3
ƒEDTA/Fe2O3 = O, 9971
%Fe2O3= 2 X 5,3 X O, 9971
%Fe2O3= 10,57
Détermination de la teneur en alumine
La solution utiliser pour la détermination de l’oxyde de fer est noté solution A. Ajouter :
• Quelques goute de CH3CO2NH4 (coloration bleu) ;
• 5ml de CH3CO2H (acide acétique) ;
• 3 gouttes de complexonate de cuivre ;
• 10 gouttes de nitrate de peroxyacétyle (PAN) (rose violacée) ;
Porter à ébullition la solution toue en agitant ; Titrer avec de l’EDTA jusqu’à la coloration jaune paille ; Lire le volume d’EDTA versé.
%Al2O3= Vx ƒEDTA/Al2O3
ƒEDTA/Al2O3= 25
%Al2O3= 2 x 25,7 x 0,6366
%Al2O3= 32,72 %
VI.2.2.4. Détermination de l’oxyde de calcium CaO
Pipeter 50ml du filtrat puis verser dans un bécher de 600ml et ajouter 200 ml d’eau distillé ; Agiter avec un agitateur magnétique et ajouter 2 gouttes d’hélianthine de coloration rose claire ; Additionner quelques gouttes de NH4OH 50% jusqu’à l’obtention de couleur jaune ; Verser rapidement 20 ml de triéthanolamine (TEA) 33% puis 45ml de NH4OH 2N ; Ajouter du réactif de PATON et REEDE (rouge violet) ; Titrer avec EDTA jusqu’à l’obtention de couleur bleu ;
Relever le volume V de l’EDTA versé. %CaO = V x ƒEDTA/CaO
%CaO = 5,2 X 2 X 1,4006
%CaO =14,56 %
Détermination de la teneur en magnésium
Pipeter 50ml du filtrat puis verser dans un bécher de 600ml et ajouter 200 ml d’eau distillé ; Agiter avec un agitateur magnétique ;
Ajouter 01 goute d’hélianthine de coloration rose claire et quelques gouttes de NH4OH 50% jusqu’à l’obtention de couler jaune ; Verser rapidement 30 ml de triéthanolamine (TEA) 33% ; Verser aussi le volume d’EDTA pour le dosage de CaO ; Ajouter 10ml de NH4OH concentré et 06 goutes d’indicateur MgO (coloration rose) ; Titrer avec EDTA jusqu’au virage incolore, noté V1 volume versé .
%MgO = (V1-V) x ƒEDTA/MgO
%MgO = (7,5 – 5,2) X 2 X 1,0067
%MgO =4,63 %
Détermination de la silice
Peser un creuset avec lequel on calcinera le refus. Calciner le refus du papier filtre, calciner avec le papier à 975 °. Peser ensuite la masse du creuset sortie du four. %SiO2=100 = m(creuset + refus calciné) – m (creuset)
=0,26 X100 =129,96 – 126,7= 0,26
= 26%
Reaction du minerai avec l’acide
Laisser tremper 17,8 g de bauxite dans 30 ml de HCl à 30% durant 15h de temps ; le bloc de pierre devenait gris et la teinte rouge de ce dernier est aspirer par l’acide qui était au départ incolore et maintenant devenu rouge.
Sécher ensuite le bloc de bauxite dans une étuve. Après séchage peser celui-ci et on a vue qu’il a perdu quelque gramme de sa masse d’origine au lieu de 17,8g il est devenu 16,6g.
Table des matières
SOMMAIRE
REMERCIEMENT
LISTE DES FIGURES
LISTE DES TABLEAUX
LISTE DES PHOTOS
LISTE DES ABREVIATIONS
LISTE DES NOTATIONS ET SYMBOLES
INTRODUCTION
PARTIE I : ETUDES BIBLIOGRAPHIQUES
chap I. GENERALITES
I1. L’aluminium
I.2. La bauxite
I.3. Obtention de l’aluminium
chap II. SITUATION ACTUELLE DE L’ALUMINIUM ET DE LA BAUXITE
II.1. Dans le monde
II.2. A Madagascar
chap III. OBJECTIF DU MEMOIRE ET HYPOTHESE SUR L’EXTRACTION
III.1. Recherche d’une nouvelle méthode d’extraction
III.2. Maitrise des méthodes classique de l’extraction
III.3. Hypothèses sur l’extraction
chap IV. IMPACT ENVIRONEMENTAL DE L’EXTRACTION
IV.1. La Boue rouge
IV.2. Emission gazeuse du procédé hall Héroult [1]
PARTIE II : ETUDES EXPRIMENTALES
chap V. GENERALITE SUR LA BAUXITE ETUDIEE
V.1. Localisation
V.2. Potentialité
chap VI. CARACTERISATION DU MINERAI
VI.1. Caractérisation physique
VI.2. Caractérisation chimique
chap VII. PRE-RECQUIS POUR L’APPLICATION DU PROCEDE D’EXTRACTION ENVISAGE
VII.1. Procédé Bayer
VII.2. Procédé Hall-Héroult : Electrolyse
chap VIII. ESSAIS D’EXTRACTION DE L’ALUMINE A PARTIRE DE LA BAUXITE
VIII.1. De la bauxite à l’alumine
VIII.2. Elaboration de l’aluminium métal
chap IX. RESULTAT DES ETUDES THEORIQUE
IX.1. Le minerai
IX.2. Procédé bayer
IX.3. Electrolyse de l’alumine
chap X. RESULTAT DES EXPERIENCES
X.1. De la bauxite à l’alumine
X.2. Obtention de l’aluminium métal
X.3. Résultat de l’extraction
chap XI. INTERPRETATIONS ET REMARQUES SUR LES ETUDES THEORIQUES
XI.1. Le minerais
XI.2. Purification de l’alumine
XI.3. Production théorique de l’aluminium
chap XII. INTERPRETATIONS ET REMARQUES SUR LES ETUDES EXPERIMENTALES
XII.1. De la bauxite à l’alumine
XII.2. Obtention de l’aluminium métal
XII.3. L’effet des additifs sur les propriétés du bain est expliqué ci-après
XII.4. Composition chimique du bain
CONCLUSION
REFERENCE BIBLIOGRAPHIQUE ET WEBOGRAPHIQUE
REFERENCE WEBOGRAPHIE
ANNEXES
ANNEXE I : ECHANTILLON DE BAUXITE DANS LE MONDE
ANNEXE 2 : NOMENCLATURE DES ALUMINES
ANNEXE 3 : PRODUITS DE SOLUBILTE DES SOLUTIONS
ANNEXE 4 : ENTHALPIE DE L’ALUMINIUM
ANNEXES 5 : ENTHALPIE DE L’ALUMINE
ANNEXE 5.1 ALUMIE ALPHA
ANNEXE 5.2. ALUMINE DELTA
ANNEXE 5.3. ALUMINE GAMMA
ANNEXE 6 : CRYOLITHE
TABLE DES MATIERES
