La lixiviation chlorurante d’alliages Fe−Si: une voie d’avenir dans la production du silicium?

Resume

L’obtention industrielle du silicium, au four eléctrique, est caracterisée par une grande consommation d’énergie, ce qui met à l’ordre du jour la recherche de nouveaux procédés, moins exigeants du point de vue énergétique.

On peut envisager le development de la voie hydrométallurgique de purification d’alliages Fe-Si comme un outil important pour la reconversion et diversification de l’industrie du silicium, dans la mesure où il devient possible d’opérer à des températures nettement inférieures (le degré de pureté des matières premières étant aussi moins élevé).

On a effectué des essais de lixiviation chloru rant, portant sur des alliages Fe-Si à 75% Si.

Les essais ont été établis suivant la méthodologie des plans factoriels ce qui a permis, outre l’étude des paramètres fondamentaux de la lixiviation, l’analyse de l’influence de la composition structurale des alliages.

L’étude de l’influence de la structure a été efectuée par comparaison des résultats obtenus en plusieurs plans factoriels d’essais identiques (du type 2k, c-a-d à deux niveaux et k facteurs) utilisant des alliages structurellement différents.

Le traitement statistique des résultats a permis l’obtention des modèles mathématiques empiriques, qui ont mis en évidence la sélectivité de l’agent lixiviant utilisé (HCl ou HCl + FeCl³) vis-à-vis des impuretés les plus significatives dans les alliages (Fe, Ca, Al).

Ainsi, la lixiviation du calcium et de l’aluminium est due à l’acide chlorydrique, l’action du chlorure ferrique étant toujours nocive.

Par contre le chlorure ferrique est l’agent lixiviant par excellence du fer.

Le rapport établi entre les rendements de la lixiviation des impuretés et la composition structurelle des alliages montre qu’on ne peut atteindre le degré de purification voulu, sauf si on parvient à atteindre une structure adéquate des alliages pendant le procédé industriel de fabrication.