BISMUTH
Métallurgie
Élaboration du métal brut
À partir de minerai de bismuth
Après broyage, on sépare la gangue par les méthodes classiques de triage et de lévigation. Les oxydes et les carbonates sont dissous en milieu chlorhydrique ; par dilution, l'oxychlorure précipite. Après un nouveau traitement acide suivi de précipitation, une fusion avec du charbon et de la chaux permet d'obtenir le métal. Les sulfures sont grillés et les oxydes formés sont réduits par chauffage en présence de charbon. On préfère utiliser une fusion réductrice de sulfure additionné d'un fondant à base de soude et de carbonate de sodium et dont la composition varie suivant celle du minerai. On opère dans des fours à réverbère et la température est réglée pour que l'arsenic et l'antimoine se volatilisent avec de petites quantités de bismuth, que l'on récupère ensuite. La matte renfermant jusqu'à 8 p. 100 de bismuth peut être recyclée.
À partir de lingots de plomb
Mis à part ceux qui proviennent essentiellement de la fusion de minerais américains (Missouri, Kansas, Oklahoma) et australiens, les autres lingots doivent être débarrassés de leur bismuth (quelques pour-cent), qui, en raison du prix élevé de cet élément, constitue un sous-produit non négligeable de la purification du plomb.
Le procédé électrolytique « Betts » utilise la méthode de l'anode soluble. Le lingot initial ne doit contenir que de petites quantités de cuivre et d'étain. Après dissolution de la majeure partie du plomb, ce qui reste de l'anode est gratté, lavé, puis fondu dans un four à réverbère, pour éliminer l'arsenic et l'antimoine. Le résidu est soumis à la coupellation sous courant d'air, ce qui fournit le « métal doré » (mélange d'or et d'argent), surmonté d'une croûte d'oxydes de bismuth, de plomb et de cuivre. On se débarrasse de ce dernier par un traitement soit par l'antimoine, soit par le soufre, et l'alliage final plomb-bismuth est prêt pour le raffinage.
Le procédé Betterton-Kroll s'applique aux lingots de plomb privés d'argent et de zinc. Le calcium et le magnésium forment avec le bismuth des composés peu fusibles Ca3Bi2 et Mg3Bi2, qui surnagent au-dessus du plomb fondu. Enfin une addition d'acide chlorhydrique permet de récupérer le bismuth.
En France, le procédé Jollivet-Peñarroya utilise la séparation du bismuth à l'état de composé répondant à la formule Bi7Mg6K9.
Raffinage
Le bismuth brut produit renferme de 16 à 40 p. 100 de métal pur s'il est préparé à partir des minerais par traitement alcalin et jusqu'à 75 p. 100 dans le procédé électrolytique de Betts. La purification varie selon la nature et la quantité des impuretés. Arsenic, antimoine, sélénium, tellure et étain sont éliminés par action de la soude caustique et du nitrate de potassium. Si le cuivre existe en proportion trop importante, on effectue un traitement par le soufre. Ensuite, des additions de zinc en quantités calculées permettent d'entraîner sous forme de scories l'or, l'argent et le reste du cuivre. L'excès de zinc est enlevé par chloration à chaud ; on arrête l'opération dès l'apparition de fumées blanches de chlorure de bismuth. Un dernier traitement à la soude fournit un métal pur à 99,99 p. 100 au moins.
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Écrit par
- Anne-Marie TRISTANT : pharmacien conseil à la Sécurité sociale
Classification
Médias
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