III.1. INTRODUCTION

Le cobalt est utilisé en métallurgie (33%) pour les superalliages (22%) et les alliages durs

(11%). Une part importante (22%) est utilisée dans la fabrication d’accumulateurs, secteur en pleine évolution et une autre (7%) dans la fabrication d’aimants.

En République démocratique du Congo (RDC), le cuivre  et le cobalt cathodiques  sont produits par la Gécamines, notamment  aux usines hydrométallurgies de SHITURU à Likasi, dans la province du Haut Katanga et de Luilu à Kolwezi, dans la province de Lualaba. Pour l’obtention du cobalt, le processus se fait dans le sens qu’une saignée volumétrique est effectuée sur le circuit  cuivre pour constituer le circuit secondaire ou circuit cobalt.

Dans ce travail, nous nous intéresserons aux productions du cobalt cathodique des usines de SHITURU et de LUILU.

III.2. PRODUCTION DU COBALT AUX USINES DE SHITURU (US).

Les usines de SHITURU  sont situées dans la ville de Likasi, dans la province du Katanga en République Démocratique du Congo. Elle produise du cuivre (selon le flow sheet repris à la figure III.1) depuis les années 1929 et du cobalt (selon le flow sheet repris à la figure III.2) depuis 1947. L’alimentation des usines est composée de deux types de concentrés : les oxydes siliceux et les sulfures provenant des mines situées aux alentours de Likasi et du concentrateur de KAMBOVE 

Le procède d’extraction métallurgique consiste à lixivier les concentrés dans de l’acide sulfurique dilué, à débarrasser la solution (solution de sulfate de cuivre et de cobalt) des solides, à la purifier et à la soumettre à l’électrolyse. 

Les usines de SHITURU sont composées des deux circuits qui sont :

− Le circuit principal ou circuit cuivre ;

− Le circuit secondaire ou circuit cobalt.

Dans le cadre de ce travail, nous nous porterons notre attention au deuxième circuit.

Figure III.1 : flow sheet du circuit cuivre des Usines de SHITURU

III.2.1.CIRCUIT SECONDAIRE DES USINES DE SHITURU

L’extraction du cobalt par électrolyse nécessite quelques préalables importants  imposés par la position qu’il occupe dans l’échelle des potentiels standards de réduction.

Une saignée du circuit cuivre (circuit primaire) vers le circuit cobalt est effectuée, apportant ainsi la solution de cobalt dans le circuit dit secondaire comme l’illustre la figure III.2. On trouve également en solution des impuretés telle que : le fer ; l’aluminium, le nickel, le zinc, le manganèse ainsi que la magnésie et d’autres encore …

Toutes ces impuretés doivent être éliminées, pour se faire, différent étapes ont été prévues avec à chaque niveau une impureté à éliminer c’est ainsi qu’on élimine respectivement 

− Le cuivre : par décuivrage électrolytique, décuivrage à la chaux et cémentation ;

− le fer et l’aluminium : par neutralisation suivi du déferrage 

− Le manganèse et la magnésie : par les solutions rejetées après dé cobaltage, par les rejets gypse et par dépôts du bioxyde de manganèse sur les anodes lors de l’électrolyse du cobalt ;

− Le zinc : après l’électrolyse du cobalt par sublimation lors de la fusion au four 

L’ensemble des opérations visant à éliminer ces différentes  impuretés de la solution avant la préparation des hydrates de cobalt est appelé P.P.S soit Précipitation Partielle et Sélective ou encore Purification par Précipitation  Sélective 

Le réactif le plus utilisé aux US pour effectuer le PPS est le lait de chaux pour le réglage d’un PH optimum pour une précipitation donnée. Sa préparation consiste en une extinction de la chaux vive (CaO) provenant des usines à chaux de KAKONTWE.

Figure III.2 : flow sheet du circuit cobalt des Usines de SHITURU

III.3. PRODUCTION DU COBALT AUX USINES DE LUILU

Les études préalables à l’installation de l’usine de Luilu ont commencé en 1956 dès lors, on a cherché à produire un cobalt plus pur que celui produit aux usines de Shituru qui, après traitement dans un four électrique, pour l’élimination du zinc, du soufre, du phosphore et du manganèse, contient du fer du silicium et de l’aluminium  provenant des briques réfractaires.

Apres avoir procédé  à une étude à l’échelle pilote du raffinage électrolytique du cobalt, on s’est finalement orienté vers l’électrodéposition en solution claire grâce à la mise au point d’anodes du type Co-Si-Mn permettant d’éviter la contamination du cobalt déposé à la cathode par le plomb des anodes classique (Lenge, 2009). 

La méthode employée aux usines de Luilu est la deuxième (figure III.3), c’est-à-dire voie humide – Electrolyse – voie sèche  (lenge, 2009).  

Figure III.3 : flow sheet de production de cobalt des Usines de LUILU

III.4. INTERET DE LA PRODUCTION DU COBALT CATHOLIQUE

Le cobalt est l’un des métaux usuels qui coutent cher sur le marché mondial comparativement au cuivre, aluminium, zinc, nickel et autres métaux tel que le montre, les données de vente de London Métal Exchange (tableau III.1). Il est non seulement économiquement rentable, mais aussi rare comparativement au cuivre, comme le montre les stocks de London Métal Exchange (tableau III.2).

Tableau III.1: prix (en dollars) des métaux de London Métal Exchange

Tableau III.2 : stocks des métaux de London Métal Exchange