Production d`acide phosphorique par attaque chlorhydrique de

Production d’acide phosphorique par attaque
chlorhydrique de minerais phosphat´es avec r´eduction des
nuisances environnementales et r´ecup´eration des terres
rares en tant que sous-produits
Fernando Pereira
To cite this version:
Fernando Pereira. Production d’acide phosphorique par attaque chlorhydrique de minerais
phosphat´es avec r´eduction des nuisances environnementales et r´ecup´eration des terres rares en
tant que sous-produits. G´eochimie. Ecole Nationale Sup´erieure des Mines de Saint-Etienne,
2003. Fran¸cais. <tel-00802984>
HAL Id: tel-00802984
https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00802984
Submitted on 20 Mar 2013
HAL is a multi-disciplinary open access
archive for the deposit and dissemination of sci-
entific research documents, whether they are pub-
lished or not. The documents may come from
teaching and research institutions in France or
abroad, or from public or private research centers.
L’archive ouverte pluridisciplinaire HAL, est
destin´ee au d´epˆot et `a la diffusion de documents
scientifiques de niveau recherche, publi´es ou non,
´emanant des ´etablissements d’enseignement et de
recherche fran¸cais ou ´etrangers, des laboratoires
publics ou priv´es.

REMERCIEMENTS
Cette étude, menée dans le cadre d’un accord franco-brésilien en partenariat avec le CETEM
(Rio de Janeiro, Brésil) et Grande Paroisse, a été financée par le Ministère des Affaires
étrangères et s’est déroulée à l’Ecole Nationale Supérieure des Mines de Saint-Etienne.
Ce travail n’a pu être mené à terme sans la collaboration, le soutien, les critiques et les
suggestions de toutes les personnes y ayant participé.
Ma gratitude et mon respect vont tout d’abord à Mr. E. Bilal, qui m’a accueilli au sein du
laboratoire de géochimie. Ses suggestions, ses critiques, nos accords et désaccords ont
énormément enrichi ce travail. C’est surtout dans les moments difficiles (dont un très, très
difficile) qu’il m’a apporté son soutien sans faille. Je lui témoigne ma profonde amitié.
Mr. J.J. Gruffat m’a amicalement aidé et soutenu tout au long de ce travail ; par ses conseils,
il a largement contribué à la naissance des idées ici exposées.
Je remercie Mr. L. Navascues et Mr. P. Gry de Grande Paroisse pour leur soutien constant et
pour tous les conseils prodigués lors de nos diverses réunions de travail.
Une partie de la réalisation de ce travail s’est déroulée au Brésil, en particulier au Centre de
Technologie Minérale de Rio de Janeiro. Je remercie tout particulièrement Mr. A. Alcover
Neto, qui a facilité le bon déroulement de ce travail et m’a constamment aidé et conseillé au
laboratoire.
Je remercie les membres du jury qui ont accepté de lire ce mémoire et me font l’honneur de le
juger :
• Mr. J.M. Lopez-Cuesta de l’Ecole Nationale Supérieure des Mines d’Alès.
• Mr. P. Gaudon de l’Ecole Nationale Supérieure des Mines d’Alès.
• Mr. A.H. Horn de l’Université Fédérale de Minas Gerais (Brésil).
Que cette page me permette aussi de remercier Mr. F. Gallice pour les analyses de
fluorescence X et d’ICP/AES, Mr. J.P. Poyet pour les analyses de chromatographie ionique,
Mr. O. Valfort pour les analyses de diffraction de rayons X et Mr. P. Jouffrey pour son aide
précieuse lors des séances de microscopie électronique à balayage.
Je n’oublie pas de remercier tous les membres du laboratoire de géologie pour leur soutien
moral lors de l’accomplissement de cette étude.
J’ai une pensée toute particulière pour deux personnes ayant fourni à mes cotés un travail très
fructueux : mes amis Mr. D. Grassi et Mlle. V. Bourgier. Je leur exprime toute ma
reconnaissance et mon affection.
Je ne saurai terminer sans associer à ce travail ma famille, mes parents et ma sœur pour
l’intérêt qu’ils ont toujours apporté à ma formation et pour leur soutien moral.

1
SOMMAIRE
INTRODUCTION _________________________________________________________èè
CHAPITRE I : Généralités __________________________________________________
1/ Les phosphates ____________________________________________________
2/ Historique __________________________________________________________
3/ Minerais phosphatés ________________________________________________
3.1/ Ressources naturelles ________________________________________
3.2/ Caractéristiques chimiques et minéralogiques _______________________
3.3/ Réserves __________________________________________________
4/ Les applications _____________________________________________________
4.1/ Les engrais _________________________________________________
4.2/ Les applications techniques _____________________________________
4.3/ Les applications alimentaires ___________________________________
4.4/ Répartition des phosphates industriels ____________________________
5/ Situation au Brésil ___________________________________________________
5.1/ L’industrie des engrais au Brésil _______________________________
5.2/ Caractéristiques chimiques et minéralogiques des minerais brésiliens ____
5.3/ Réserves brésiliennes _________________________________________
6/ Conclusion _______________________________________________________
CHAPITRE II : Production d’acide phosphorique _______________________________
1/ Fabrication industrielle ______________________________________________
1.1/ Voie thermique _______________________________________________
1.2/ Voie humide ________________________________________________
1.2.1/ Voie sulfurique _______________________________________________________
1.2.2/ Voie chlorhydrique ____________________________________________________
1.2.3/ Voie nitrique _________________________________________________________
2/ Effets de la concentration en acide (HCl ou HNO
3
) au cours de la lixiviation in
in situ ___________________________________________________________________
3/ Valorisation des minerais phosphatés ___________________________________
3.1/ Evaluation chimique préliminaire ________________________________
3.2/ Les terres rares _____________________________________________
3.3/ Les radioéléments ____________________________________________
3.3.1/ Uranium _____________________________________________________________
3.3.2/ Radium _______________________________________________________________
3.3.3/ Thorium ______________________________________________________________
3.4/ Autres éléments ______________________________________________
3.5/ Rejets _____________________________________________________
4/ Conclusion ________________________________________________________
CHAPITRE III : Processus de concentration du minerai et caractérisation des écha-
-ntillons initiaux ___________________________________________________________
1/ Le complexe d’Angico dos Dias/Caracol (Brésil) ________________________
1.1/ Situation
1.2/ Un ensemble magmatique précambrien
7
9
9
10
11
11
12
13
15
15
18
19
19
20
20
22
26
27
31
31
31
32
32
40
42
44
49
49
51
61
62
64
65
65
66
71
73
73
73
74