
Le Drovolski est une nation miniĂšre dans laquelle lâindustrie extractive occupe une place importante. Cependant, pour que cette puissance rayonne, il faut que lâindustrie chimique puisse transformer ses minĂ©raux en Ă©lĂ©ments utilisables Ă des fins commerciales. Le traitement des mĂ©taux et autres Ă©lĂ©ments abondants est une chose relativement simple : quâil sâagisse dâalcalins, de mĂ©taux pauvres, de mĂ©taux de transition ou de mĂ©talloĂŻdes, les minerais existent Ă lâĂ©tat naturel de sorte quâil nâest pas trop compliquĂ©, moyennant un grillage, de les extraire en quantitĂ©s respectables. Reste un groupe qui donne du fil Ă retordre : les lanthanides, que lâon aime appeler, avec le scandium et lâyttrium, les terres rares. Les lanthanides sont des Ă©lĂ©ments trĂšs peu abondants et sont toujours accompagnĂ©s des actinides, Ă©tant donnĂ© que ces derniers en sont souvent la source. En effet, la majoritĂ© des terres rares sont dâorigine nuclĂ©aire; ici naturelle; mais la radioactivitĂ© des minerais demeure un sujet important pour le traitement des gisements.
 Monazite du Drovolski |  BastnÀsite d'Azur |
Les terres rares sont principalement extraites de monazite du Drovolski et de bastnĂ€site dâAzur, principale zone de production, et de façon marginale dans dâautres pays du monde. Le Drovolski traite environ 35 % de monazite issue de son propre territoire, 40 % de bastnĂ€site dâAzur et 25 % dâautres provenances. La monazite, de structure tĂ©traĂ©drique POâ, peut accueillir dans ses pĂŽles lâensemble des lanthanides et des actinides, ce qui en fait une source trĂšs importante de terres rares, mais aussi le minerai le plus radioactif aprĂšs lâuraninite, la thorianite et la thorite; des minerais trĂšs concentrĂ©s en matiĂšre nuclĂ©aire, notamment utilisĂ©s pour la production de combustible nuclĂ©aire. La bastnĂ€site, notamment celle dâAzur, est de formule XCOâF et peut accueillir dans ses sites les couples (Ce, La), (La, Ce) ou (Y, Ce). Cette roche, riche en cĂ©rium, lanthane, nĂ©odyme et une fraction de prasĂ©odyme, contient Ă©galement des oxydes dâeuropium. Elle est cependant, elle aussi, riche en uranium et en thorium, ce qui la rend complexe Ă traiter; quoique moins que la monazite.

Extraction liquide-liquide / Le verroueLa premiĂšre Ă©tape, qui constitue un vĂ©ritable verrou technologique pour de nombreux pays, est lâextraction initiale de lâuranium et du thorium. Pour ce faire, les minerais sont broyĂ©s puis lixiviĂ©s dans un acide nitrique trĂšs concentrĂ© portĂ© Ă haute tempĂ©rature. La solution aqueuse est ensuite mise Ă contre-courant dâune solution organique dans une colonne pulsĂ©e de TBP Ă 30 %. Le TBP prĂ©sente une trĂšs forte affinitĂ© pour les Ă©lĂ©ments de valence IV et VI, tandis que les lanthanides, de valence III, restent en solution. Lâuranium et le thorium sont ainsi extraits.

AffinitĂ© pour U du TBPLa solution dâacide nitrique ainsi dĂ©barrassĂ©e de son uranium et de son thorium est alors envoyĂ©e au lavage dans le complexe SCM, tandis que la phase organique de TBP, chargĂ©e dâuranium et de thorium, est dirigĂ©e vers
RAD2 pour le traitement de lâuranium par fluoration. Le traitement et la purification des matiĂšres nuclĂ©aires conduisent Ă la production de grandes quantitĂ©s de dĂ©chets radioactifs susceptibles de contaminer lâenvironnement. Par mesure de prĂ©caution, le Drovolski se porte garant de cette activitĂ© Ă lâĂ©chelle mondiale.

MĂ©langer-dĂ©canteurLa solution nitrique contient alors exclusivement des lanthanides et les minĂ©raux issus de la structure des roches. Pour les Ă©liminer, le pH est Ă©levĂ© Ă 4,5, de sorte que lâessentiel des minĂ©raux non intĂ©ressants prĂ©cipitent au fond de la cuve. La solution est filtrĂ©e plusieurs fois et lavĂ©e pour ne contenir que les lanthanides. Nous arrivons ainsi Ă lâĂ©tape chimique la plus complexe : lâextraction sĂ©lective des lanthanides en solution. La solution est acidifiĂ©e par lâajout dâacide nitrique jusquâĂ un pH â 2, puis envoyĂ©e vers une sĂ©rie de mĂ©langeurs-dĂ©canteurs oĂč, Ă contre-courant, elle est confrontĂ©e Ă une solution organique de DEHPA. En raison de la contraction des rayons atomiques des lanthanides, le coefficient de partage (affinitĂ© avec le DEHPA) est inversement proportionnel au numĂ©ro atomique de lâĂ©lĂ©ment.

Contraction des lanthanidesEn effet, plus un atome est petit, plus il lui est facile de pĂ©nĂ©trer dans le site dâextraction du DEHPA. Ainsi, au fur et Ă mesure que le pH augmente, les lanthanides sont extraits un Ă un. Par exemple, dans une solution contenant du lutĂ©cium (Lu) et du lanthane (La), le Lu sera extrait prĂ©fĂ©rentiellement par le DEHPA car son rayon ionique (75 pm) est plus petit que celui du La (100 pm). En gĂ©nĂ©ralisant ce principe, il est possible dâextraire nâimporte quel lanthanide dâune solution exclusivement constituĂ©e de lanthanides, mais uniquement un par un, ce qui rend le processus long et coĂ»teux.

SĂ©parationEn fonction de leurs propriĂ©tĂ©s, les lanthanides sĂ©parĂ©s sont envoyĂ©s dans les fours CMD, soit pour une calciothermie Ă plus de 1 000 °C, soit pour une rĂ©duction de lâoxyde aprĂšs formation de vapeurs. En raison du taux de puretĂ© (98 Ă 99 %), il reste dans les vapeurs nitreuses une petite quantitĂ© dâuranium. Ce dernier, trĂšs pulvĂ©rulent, est Ă©vacuĂ© par le circuit de purification de lâusine, au prix de dĂ©chets nuclĂ©aires inĂ©vitables. En raison de la taille de lâinstallation, du nombre de produits intervenants (DEHPA, TBP, acide nitrique) et des voies de transfert (calciques, nitriques), la SCM, filiale de la CMD, a elle-mĂȘme filialiser la production des terres rares dans la sociĂ©tĂ© SL, afin de faciliter son interfaçage. Ainsi, SL contracte avec SCM comme nâimporte quel client, Ă la diffĂ©rence dâĂȘtre exemptĂ©e de taxes et de marges. Le procĂ©dĂ© de SL, et SL elle-mĂȘme, font partie des principaux producteurs de terres rares au monde.