Durée
30h Th, 20h Pr, 1j T. t.
Nombre de crédits
Enseignant
Langue(s) de l'unité d'enseignement
Langue anglaise
Organisation et évaluation
Enseignement au premier quadrimestre, examen en janvier
Horaire
Unités d'enseignement prérequises et corequises
Les unités prérequises ou corequises sont présentées au sein de chaque programme
Contenus de l'unité d'enseignement
Le cours a pour vocation d'étendre les connaissances des étudiants qui suivrent les filières 'mines et géologues" et "génie chimique et matériaux" aux procédés contemporains et émergents de la métallurgiqie extractive qui sont indispensables pour l'approvissionement en principaux métaux non ferreux (Cu, Zn, Pb,..), critiques (Co, Ni, Mn) et précieux.
Le cours couvre à la fois les aspects théoriques des procédés métallurgiques extractifs modernes et se réfère à des études de cas sélectionnées. Il se focalise sur les chapitres mentionnes ci-dessous:
Procédés métallurgiques pour la production des principaux métaux non ferreux
Chimie de la lixiviation - cinétique et mécanismes.
Hydrométallurgie des principaux minerais
Traitement des solutions riches après lixiviation
Électrométallurgie (électro-affinage)
Extraction réactive et membranes liquides
Procédés hydrométallurgiques industrielles etablis pour la recuperation des métaux «critiques» à partir de resources primaires (Co, Ni, Mn)
Le cours commence par une introduction aux procédés métallurgiques, permettant aux étudiants de se familiariser avec les défis associés à la chaine de valeur (extraction, enrichissement, purification) des métaux, tant d'un point de vue technologique qu'économique.
Les bases de la thermodynamique chimique liées à la stabilité des composés minéraux dans les systèmes aqueux sont ensuite abordées. La théorie de bases de l'hydrométallurgie est présentée avec des exemples de schémas servant à la lixiviation de minerais et des concentrés minerales. Les options technologiques pour le traitement lds solutions de lixiviation riches en métaux (PLS) après la lixiviation sont également discutées, suivie par les bases de l'électro-raffinage, de l'extraction réactive et d'utilisation de membranes liquides comme méthodes supplémentaires.
Des cas d'études rééls se référant aux paramètres économiques (récupération des métaux, pureté des produits finaux) qui couvrent des opérations hydrométallurgiques sélectionnées (lixiviation en tas de minerais contenant d'or/argent, PGM, traitement des latérites de nickel, des minerais de Ni/Co et de Cu/Co) sont présentées.
Les travaux de laboratoire comprennent des exercices relatifs aux systèmes d'équilibre thermodynamique (diagrammes de Pourbaix utilisant le logiciel HSC Chemistry), des calculs théoriques relatifs au transfert de masse lors d'extraction liquide/liquide, des bilans massiques suite un traitement hydrométallurgique des déchets électroniques.
Acquis d'apprentissage (objectifs d'apprentissage) de l'unité d'enseignement
A la fin de ce cours, l'étudiant devrait être capable de :
Comprendre l'origine de la valeur des métaux d'un point de vue procédé/conversion
Déterminer la stoechiométrie pour une réaction de lixiviation des métaux
Comprendre la thermodynamique des mélanges idéaux et calculer les compositions des phases minéral-solution à l'équilibre
Comprendre les principales étapes du traitement hydrométallurgique des minerais des métaux non ferreux
Connaître les avancées hydrométallurgiques en matière de récupération des métaux critiques à partir des resources primaires et secondaires
Ce cours contribue aux acquis d'apprentissage I.1, I.2, II.2, II.3, III.2, III.4, IV.2, IV.3, VI.1, VI.2, VII.1, VII.2, VII.3, VII.4, VII.5 du programme d'ingénieur civil des mines et géologue.
Savoirs et compétences prérequis
Il est souhaitable que les étudiants possèdent des connaissances concernant la chaîne de valeur des matières premières, la thermodynamique chimique et qu'ils soient familiarisés avec les principes de base du génie des procédés.
Activités d'apprentissage prévues et méthodes d'enseignement
Theoretical lectures and laboratory exercises. The lab exercises involve: mineral chemical reactions (hydrometallurgy) (HSC Chemistry), leaching of either primary or secodnary material and solution processing. Single-drop experiments for determining mass-transfer rate.
Mode d'enseignement (présentiel, à distance, hybride)
Cours donné exclusivement en présentiel
Informations complémentaires:
Cours en présentiel
premier quadrimetre 2024-25, Jeudi pm
Supports de cours, lectures obligatoires ou recommandées
Habashi, F., 1999. A Textbook of Hydrometallurgy (2nd edition), Metallurgie Extractive Quebec
Havlik, T. 2008. Hydrometallurgy: Principles and Applications, Woodhead Publishing in Materials
Jergensen I, Gerald V. (Eds.). 1999, Copper Leaching, Solvent Extraction, and Electrowinning Technology-Society for Mining, Metallurgy, and Exploration (SME)
Garrels R.M. and Christ C., 1965, Solutions minerals and equilibria, New York: Harper & Row
Gupta, C. K., Krishnamurthy, Nagaiyar, 2016. Extractive metallurgy of rare earths-CRC Press
Modalités d'évaluation et critères
Examen(s) en session
Toutes sessions confondues
- En présentiel
évaluation orale
Informations complémentaires:
Examen oral (2-3 questions) sur la matiere vue en classe.
L'examen se deroule en Anglais
Stage(s)
pas de stage prévu
Remarques organisationnelles et modifications principales apportées au cours
Ce cours est programmé au prémier quadrimestre
Jeudi pm;
Ce cours presente l'integralité de procedés qui font partie de la chaine finale de la production industrielle de métaux. Ainsi, bien qu'un lien existe, la matière abordée dans ce cours se distingue de celle déjà vue dans les cours Mineral Processing et Soild Waste and By-product processing. Les principes théoriques de la metallurgie extractive sont largement presentés et des excercises sur ordinateur ou en laboratoire permettent aux étudiant(e)s de mieux comprendre la matiére.
Contacts
Stoyan GAYDARDZHIEV - Prof.
tel: 9120
B52 -1/412
s.gaydardzhiev@ulg.ac.be
Andreas PFENNIG - Prof.
tel: 3521
B6c, office 1/66
andreas.pfennig@ulg.ac.be