ÉTAIN
L'étain est l'élément chimique de symbole Sn (du latin stannum), de numéro atomique 50. Il appartient au sous-groupe IV b de la classification périodique. Il y est compris entre le germanium, fort peu métallique, et le plomb. Il se présente d'ailleurs sous plusieurs formes cristallines dont l'une, l'étain gris (forme α), n'est pas métallique. Sous sa forme β, l'étain blanc (gris argenté), c'est un métal mou, peu ductile, mais très malléable, facile à laminer en feuilles très minces (papier d'étain), inaltérable à l'air.
L'étain constitue 0,003 p. 100 de la croûte terrestre (taux intermédiaire entre ceux du cuivre et du plomb). Il se rencontre essentiellement sous forme d'oxyde SnO2 ( cassitérite) ou de sulfures complexes : Sn3Pb5Sb2S14 ( frankéite), SnCu2FeS4 ( stannite)... Les gisements sont généralement très pauvres : les quatre cinquièmes de l'étain produits dans le monde sont extraits de dépôts alluviaux provenant de l'altération des roches magmatiques (granites, rhyolites), où la cassitérite, principal minerai, est concentrée dans des veines.
La production minière mondiale d'étain est de l'ordre de 250 000 tonnes par an. Elle est dominée à plus de 60 p. 100 par trois pays : Chine (près de 40 p. 100), Indonésie et Pérou. Avec l'Australie, la Malaisie, la Bolivie et le Brésil, ces sept pays assurent la quasi-totalité de la production mondiale d'étain.
Métallurgie
La métallurgie de l'étain est très ancienne : la pureté des objets confectionnés par les Romains atteint parfois 99,9 p. 100. L'oxyde est facilement réduit à l'état métallique par chauffage en présence de carbone. La réduction s'effectue en fait par l'intermédiaire de l'oxyde de carbone provenant de l'oxydation ménagée du carbone :
En raison de leur faible teneur en étain, les minerais doivent subir au préalable une série de traitements. La densité élevée de la cassitérite (d = 6,95) permet de la séparer aisément de la gangue. Le minerai subit ensuite un grillage qui fait passer les sulfures de métaux étrangers à l'état d'oxydes, éliminés ensuite par un lavage à l'acide chlorhydrique à 105 0C.
La réduction de la cassitérite s'effectue dans des fours à réverbère ou dans des fours électriques, parfois dans des fours tournants.
L'affinage consiste en une fusion à 400 0C. La faible solubilité des impuretés dans l'étain fondu (0,004 p. 100 en poids pour le fer) permet leur séparation par filtration. L'obtention d'étain de haute pureté nécessite un affinage électrolytique.
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Écrit par
- Claude FOUASSIER : ancien élève de l'École normale supérieure, docteur ès sciences, directeur de recherche au C.N.R.S.
- Michel PÉREYRE : professeur à l'université de Bordeaux-I, directeur de recherche au C.N.R.S.
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