Cobalt

Un gisement mal vulgarisé

Cobalt (Co), métal dur, ferromagnétique, d’un blanc grisâtre, qui fond à 1495 °C et qui ressemble beaucoup au fer et au nickel. De petites quantités de cobalt sont récupérées des minerais de sulfure de cobalt et de nickel. Ceux-ci sont la principale source de nickel au monde.Le cobalt est présent dans les gisements d’oxyde de nickel de nombreux pays, dont la Nouvelle-Calédonie, le Zaïre, le Canada et les États-Unis.

Au Maroc et dans quelques autres pays, les gisements à teneur élevée en arséniure de nickel et de cobalt fournissent une quantité appréciable de cobalt.
Les qualités décoratives des composés du cobalt, qui donnent une teinte bleutée au verre et à la céramique, sont connues depuis 4000 ans.
Toutefois, ce n’est qu’au XXe siècle que l’on a reconnu et commencé à exploiter les remarquables propriétés chimiques, biologiques et physiques du cobalt; on s’en sert, entre autres, pour fabriquer des aimants permanents et des superalliages réfractaires. Le cobalt est essentiel à l’alimentation du bétail et l’ajout de ses composés à la nourriture et aux pâturages est chose courante lorsqu’il y a carence. Le cobalt 60, un important radio-isotope produit dans un réacteur nucléaire en irradiant du cobalt métallique avec des neutrons, sert de traceur dans certains procédés chimiques, biologiques ou physiques. On l’utilise aussi comme source de rayons gamma dans le traitement du cancer.
Le marché du cobalt a été marqué en 2005 par trois facteurs essentiels :
– la très forte croissance de la production chinoise de cobalt à partir de minerais africains, cette production représente désormais 20% de l’offre mondiale.
– l’agressivité du producteur russe de cobalt sur le marché spot depuis la cessation de son contrat d’agence historique, ce qui a eu un impact négatif sur les prix.
– l’accalmie de la demande japonaise dans l’application batteries au 1er semestre 2005 suite à la constitution de stocks importants fin 2004.
L’évolution de la demande de cobalt dépendra de la croissance économique des pays développés et en particulier de la croissance économique des pays émergents tels que la Chine et l’Inde. Le consensus des spécialistes en matière de prévisions de croissance de la demande en cobalt à moyen terme se situe autour de 4 % en taux moyen annuel. La demande du cobalt sera essentiellement tirée par la croissance de ses applications dans les batteries, le catalyse et les superalliages.
L’évolution de l’offre de cobalt à moyen terme dépendra du démarrage de nouveaux projets et de la disponibilité des ressources africaines. De plus, l’enjeu technologique reste majeur aujourd’hui pour ce type de projets. De ce fait, l’offre de cobalt connaît une faible élasticité à moyen terme.
Le marché du cobalt est dynamique mais petit, comparé aux autres métaux de base.
Au Maroc le cobalt est exploité par les compagnies Tifnout Tignanimine à 120 km de Ouarzazate et Bou-azzar, l’une des plus anciennes mines de Managem qui traite le cobalt primaire. La CTT de Guémassa rentre aussi de jeu et gère cinq unités opérationnelles, spécialisées dans la production des cathodes de cobalt, du sulfate de cuivre, du sulfate de nickel et de l’oxyde de zinc. En vue de consolider son activité hydro métallique, Managem se lance et depuis 2008 dans la recherche géologique, en particulier le cobalt qui présente en termes de réserves supplémentaire + 4010 tonnes métal. Rien ne filtre sur la quantité globale en tonnage produite par la
société d’exploitation. Les consommateurs achètent le cobalt par le biais de contrats négociés, d’offres et de marchés ouverts auprès de producteurs. Environ 48 % du cobalt mondial extrait en 2007 correspondait à un produit dérivé de nickel provenant de gisements de sulfure et de latérite. 37% supplémentaires ont été produits sous forme de produit dérivé de cuivre.
Les composés du cobalt commercialement significatifs sont les oxydes, l’hydroxyde, le chlorure, le phosphate, le carbonate, l’acétate, l’oxalate, et autres dérivés de l’acide carboxylique.
Le cobalt est soit bivalent (Co2+) soit trivalent (Co3+), il réagit à chaud avec les halogènes, l’oxygène, le soufre, et est attaqué par les acides. Inaltérable à la température ordinaire, le cobalt s’oxyde au rouge et donne l’oxyde salin Co3O4. Les acides l’attaquent à froid et les halogènes à chaud. Avec le monoxyde de carbone, le cobalt forme deux dérivés carbonylés de formules Co2(CO)8 et Co4(CO)12 utilisés dans l’industrie chimique comme réactif ou catalyseur.
Les sels de cobalt (II) sont stables à l’air et ceux de cobalt (III) sont des oxydants forts et donc instables en solution. Le sesquioxyde de cobalt Co2O3 hydraté est un oxyde amphotère : oxyde acide, il donne les cobaltites et oxyde basique, il donne les sels cobaltiques. Le cobalt (III) donne des complexes extrêmement nombreux (qui ont permis à Alfred Werner d’établir ses théories de l’octaèdre pour le nombre de coordination 6, et sur l’isomérie optique) dont les plus importants sont les cobaltiammines, les cobalticyanures et les cobaltinitrites.

Fonction Biologique du Cobalt
La seule fonction biologique connue du cobalt est d’être le constituant central du noyau de cobalamine, principe actif de la cyanocobalamine ou vitamine B12, c’est un co-enzyme qui est nécessaire au bon fonctionnement du métabolisme cellulaire. Un atome de cobalt relié à 4 atomes d’azote constitue le centre de ce noyau tétrapyrrolique. Ses autres fonctions restent imprécises. Les fonctions essentielles de la vitamine B12 sont bien connues chez l’homme (nécessaire à la formation des globules rouges, santé nerveux, synthèse des acides nucléiques et des protéines, métabolisme des graisses, des protéines et des glucides, etc.). Ce sont les bactéries intestinales qui apportent à l’être humain ce co-enzyme.
Les aliments contiennent naturellement du cobalt. L’apport alimentaire de cobalt est assuré par les produits laitiers (32 %), les poissons et les crustacés (20 %), les huiles, sucres et condiments (16 %) et les produits végétaux (9 %). La consommation de cobalt par voie alimentaire a été estimée de 12 à 29 microgrammes (1 microgramme = 1 millionième de gramme) par personne et par jour pour un adulte selon différentes sources.
Les concentrations dans l’eau sont variables selon les régions. En 1991 le Centre International de Recherche sur le Cancer (CIRC) en France a estimé à partir d’échantillons d’eau non contaminée, que la concentration en cobalt était de l’ordre de 1 à 10 microgrammes par litre. Aux États-Unis, les concentrations en cobalt mesurées dans l’eau de boisson sont généralement inférieures à 1-2 microgrammes/L.
Chez l’homme, l’absorption gastro-intestinale du cobalt varie considérablement et serait dépendante des concentrations en fer. Le cobalt se retrouve dans la plupart des tissus dont les reins, la thyroïde et les poumons chez les travailleurs exposés par inhalation. Il n’apparaît pas s’accumuler avec l’âge. Chez l’homme, il est éliminé par voie fécale et urinaire, selon la voie d’exposition, la dose et le type de cobalt, et l’état nutritionnel.

Impact du cobalt sur l’environnement
Le cobalt est un élément présent naturellement dans l’environnement dans l’air, l’eau, la terre, les roches, les plantes et les animaux. Les poussières soufflées par le vent peuvent le retrouver dans l’air et l’eau et se déposer sur le sol. Le ruissellement des eaux de pluies à travers la terre et les roches contenant du cobalt peut apporter de cobalt dans les eaux de surface.
L’homme rejette de faible quantité de cobalt dans l’atmosphère lors de la combustion du charbon et de l’exploitation minière de minerais contenant du cobalt et lors de la production et l’utilisation de produits chimiques à base de cobalt. Les isotopes radioactifs du cobalt ne sont pas présents naturellement dans l’environnement, mais ils sont rejetés lors d’opérations dans les centrales nucléaires et lors d’accidents nucléaires. Étant donné qu’ils ont des temps de demi-vie relativement court, ils ne sont pas à première vue particulièrement dangereux. Le cobalt n’est pas détruit une fois qu’il a pénétré dans l’environnement. Il peut réagir avec d’autres particules ou s’absorber sur les particules du sol ou sur les sédiments dans l’eau.

Radioactivité du Cobalt
Un isotope artificiel du cobalt, le cobalt 60, est très radioactif, et est utilisé en médecine pour la radiothérapie (cobaltothérapie) et en radiographie industrielle (fabrication des appareils à rayons X). Il a une période radioactive de 5,7 années et émet un rayonnement gamma. Ce rayonnement radioactif est facile à focaliser et permet d’atteindre les tumeurs profondes sans provoquer trop de lésions en surface. Il est d’autre part moins coûteux que le radium.

Synthèse/Energie et Mines