Processus de fabrication

Réception et manutention des minerais

Le concentré de zinc (blende) (ZnS) est acheminé par bateau principalement d’Amérique latine (Pérou). Bientôt deux autres sources d’approvisionnements seront mise en place. Il s’agit du minerai d’El Abed et d'Oued Amizour. Les minerais sont déchargés et stockés dans des loges séparées. Le complexe reçoit annuellement plus de 70000 tonnes de minerais.

Grillage Acide

Pour produire du zinc le complexe d’ALZINC utilise comme matière première du Concentré du Zinc contenant en moyenne 54% à 60% de zinc, 32% de soufre, 6% de fer, 1% à 2% de plomb, 3% de SiO2 et une quinzaine d’autres éléments dont les teneurs sont inférieurs à 0,5%. Les opérations de traitement commencent par un grillage du concentré ayant pour but de transformer le ZnS contenu dans le concentré en oxyde de zinc (ZnO) conformément à la réaction chimique suivante : ZnS + 3/2 O2 ------------------- ZnO + SO2 + calories Le flux de gaz à la sortie du grillage contient environ 6% de SO2. Il passe par une chaudière pour la récupération de chaleur et il est ensuite véhiculé vers d’autres installations en vue de l’épurer et de le refroidir. L’opération suivante consiste à envoyer le SO2 vers une tour de catalyse où il est oxydé en SO3 en présence de pentoxyde de vanadium (V2O5) (catalyseur) selon la réaction suivante: SO2 + ½ O2 ---------------------- SO3 + calories Pour que le taux de conversion de SO2 en SO3 soit maximum, le gaz passe à travers quatre lits de catalyseurs où il est refroidit à la sortie de chaque lit pour extraire la chaleur dégagée. Le flux de SO3 est ensuite envoyé vers une tour d’absorption pour être transformé en acide sulfurique par contact avec de l’eau suivant la réaction suivante: SO3 + H2O ----------------------- H2SO4 La quantité d’acide sulfurique ainsi produite est approximativement de 62.000 tonnes par an.

Lixiviation

La calcine est mise en solution dans l’acide sulfurique, cette opération est appelée lixiviation. La réaction donne une solution de sulfate de zinc qui après purification alimentera les halles de l’électrolyse. La lixiviation s’opère en deux étapes : La lixiviation Neutre consiste à produire une solution de sulfate de zinc titrant 150 g/l de zinc par litre. Le cadmium, le cuivre et le cobalt sont récupérés lors de la purification. La lixiviation Acide traite les boues de la lixiviation neutre et récupère le zinc. L’insoluble, constitué principalement de gangue, de ferrites de zinc et de plomb est stocké dans un bassin de décantation spécifiquement conçu et parfaitement étanche.

Purification

La solution de sulfate de zinc provenant de la lixiviation et encore impure et est purifiée en deux étapes successives. D’abord a lieu la cémentation du cuivre, ensuite celle du cobalt et de cadmium. Ces éléments sont précipités à l’état métallique par addition de poudre de zinc et l’antimoine. Une deuxième étape de cémentation permet de garantir la pureté de la solution à électrolyser. Ensuite, les céments obtenus sont filtrés et traités séparément pour récupérer le zinc en excès ; le cuivre, le cadmium et le cobalt sont récupérés sous forme de concentrés. Le concentré du cuivre (boues noires) est remis en solution et électrolysé. .

Electrolyse de cuivre

Les boues noires provenant de la purification sont lavées puis mises en solution dans un milieu acide. La solution passe ensuite à l’étape suivante qui est la neutralisation afin d’éliminer le fer et le chlore. Une fois purifiée elle est envoyée à l’électrolyse. Après une durée moyenne d’un mois, les cathodes de cuivre sont récupérées et emballées.

Electrolyse de zinc

L’électrolyse du Zinc est effectuée en milieu Sulfurique contenant Sulfates de Zinc. Les ions Zn++ se déposent à la cathode en Aluminium tandis les ions OH- réagissent à l’anode en Pb argentifère ;( 0.1 %).En Corps dissociés : La solution est parcourue par un courant électrique, ce qui entraîne le dépôt de zinc sur les deux faces des cathodes et l’oxygène se dégage à l’anode. L’électrolyse dure quarante huit heures (48H), les feuilles de zinc sot enlevées manuellement. Cette opération de pelage des cathodes est dite « stripping ». Le complexe possède deux halles d’électrolyse (halle "est" et halle "ouest"), chaque halle est composée de six (06) rangées de vingt quatre (24) cellules chacune. Dans chaque cellule quarante (40) cathodes et quarante et une (41) anodes. Le zinc issu de l’électrolyse affiche une pureté supérieure à 99.995% (Spécial High Grade ou SHG). Le zinc électrolytique alimente l’atelier de refonte et alliages.

Refonte et alliages

Les plaques de zinc sont fondues dans deux fours de fusion, liquéfiées à la température de 500°C. Le zinc peut être alors coulé, en forme de lingot, soit directement en zinc SHG soit sous forme allié c'est-à-dire associé à des métaux d’addition (zamak). Les lingots ont un poids de 25 kg, 01 tonne et 02 tonnes.

Préparation des Anodes Pb / Ag

Les Anodes usées lors de l’électrolyse sont fondues dans un four à environ 400 °C pour être ensuite reproduites dans des moules spéciaux.

Schématisation du processus