les apatites calcocadmiées : Introduction, localisation et extraction du cadmium

Abstract

Ce mémoire s’intéresse à l’étude de la modélisation de minerais phosphatés et à l’élimination directe du cadmium de ces minerais. En effet, le cadmium est un élément toxique qui provoque des troubles de formation de l’os. Il doit donc être éliminé des engrais et de l’acide phosphorique. Dans une première partie sont décrites la préparation et la caractérisation physico-chimique des apatites cadmiées. On montre que le cadmium peut s’introduire dans des composés apatitiques de formule Ca₁₀-PO₄)₆X₂ (X=F,OH), analogues par leur composition et leur structure aux minerais phosphatés et à la partie minérale des tissus osseux. La substitution du calcium par le cadmium est limitée dans les fluorapatites mais totale dans les hydroxyapatites. La stabilité thermique de ces apatites est plus grande pour les fluorapatites que pour les hydroxyapatites et diminue lorsque la teneur en cadmium augmente. Dans une seconde partie, la méthode de RIETVELD est utilisée sur poudre pour déterminer la localisation du cadmium dans le réseau : celui-ci se situe préférentiellement en site I dans les fluorapatites et en site II dans les hydroxyapatites. Lors de la fluoruration des hydroxyapatites il se produit une migration partielle du cadmium des sites II vers les sites I. La troisième partie traite de l’extraction pyrométallurgique du cadmium. Un traitement de chloruration par NH₄Cl, CaCl₂ ou NaCl permet d’extraire plus de 90%. Les conditions expérimentales et des mécanismes sont proposés. On doit noter que la température d’extraction est basse (800°C) comparée à celle actuellement proposée (1100°C).