plomb (suite)

Élaboration métallurgique

La cérusite, moins abondante que la galène, est rarement traitée seule ; après un grillage transformant le carbonate en oxyde, ce dernier est introduit dans le circuit métallurgique du traitement de la galène. L’ensemble des opérations d’élaboration du plomb à partir de la galène peuvent se schématiser en deux phases principales.

La première phase, relativement simple, comporte l’agglomération et le grillage du sulfure en oxyde ; l’oxyde de plomb additionné de coke est traité dans un four à cuve, du type haut fourneau, ce qui conduit, par fusion réductrice, à l’obtention de plomb impur, dit plomb d’œuvre.

La seconde phase, aux opérations nombreuses et complexes, permet l’élimination et la récupération des impuretés (cuivre, arsenic, antimoine, étain, bismuth, argent). Par une première opération de liquation, au cours du refroidissement du plomb d’œuvre dans l’avant-creuset du haut fourneau, on sépare à la fois une écume cuivreuse et un speiss, mélange à base d’antimoniure et d’arséniure de plomb. Un traitement particulier du plomb fondu par le soufre élimine le cuivre restant sous forme d’une matte de sulfure de cuivre. Un autre traitement par un mélange fondu oxydant de soude et de nitrate de sodium (adoucisseur Harris) fixe l’arsenic, l’antimoine et l’étain à l’état d’arseniate, d’antimoniate et de stannate de sodium. Le plomb à l’état fondu est ensuite additionné de zinc (procédé Parkes), ce qui conduit à la formation d’un alliage zinc-argent-plomb, extrait par liquation et duquel l’argent est récupéré par distillation. L’excès de zinc doit être éliminé du plomb par chauffage de distillation sous vide. Le bismuth restant encore se fixe sous forme d’un alliage calcium-magnésium-bismuth, et un dernier traite-mont final de purification par un mélange oxydant de soude et de nitrate de sodium débarrasse le métal de l’excès de calcium et de magnésium. Le métal pur ainsi obtenu, appelé plomb doux, titre au minimum 99,9 p. 100 de plomb.

Suivant les besoins, un raffinage électrolytique à anodes solubles de plomb, dans un électrolyte à base d’acide fluoborique ou fluisilicique, conduit à un métal titrant 99,99 p. 100.

Utilisations

Le plomb pur ou faiblement allié est utilisé principalement pour ses propriétés de tenue à la corrosion et à l’attaque de certains produits chimiques, sa grande plasticité à température ambiante, son bon amortissement des vibrations, sa facilité de coulée avec un bas point de fusion, son absorption des rayonnements X ou γ et son bas coefficient de frottement. En raison de sa tenue dans l’électrolyte d’acide sulfurique dilué et de son potentiel électrolytique, il est encore très utilisé pour la constitution de plaques d’accumulateurs (plus de 20 p. 100 de sa consommation en France). Sous forme de revêtements, il est déposé par immersion dans un bain de métal fondu ou par électrolyse sur des tôles, des bandes, des feuillards, des fils, des tubes d’acier ou de cuivre pour les protéger contre la corrosion atmosphérique, et contre l’attaque par les vapeurs acides par l’humidité ou par d’autres milieux corrosifs. Ces produits plombés servent à la confection de réservoirs à essence, d’enveloppes de câbles électriques, de feuilles d’emballage, d’éléments de couverture, d’appareils chaudronnés pour l’industrie chimique, etc. Dans la construction, le plomb est utilisé particulièrement pour des tuyauteries et sous forme de feuilles pour l’insonorisation et la protection hydrofuge des parois ; des rubans de plomb assurent l’étanchéité et l’isolation de doubles vitrages. Dans les installations de radiographie ou de gammagraphie, le plomb, en raison de sa propriété d’absorption des radiations, est employé comme protecteur sous la forme de blocs, de plaques, de feuilles ou dispersé dans des masses de béton.

Les propriétés du plomb sont modifiées par divers éléments dans les alliages ; en général, ces additions ont pour objet soit d’augmenter la dureté, soit d’abaisser la température de fusion, ou encore d’améliorer les qualités antifriction. Ainsi, une addition de 1 p. 100 d’arsenic durcit le métal et facilite l’obtention de grains sphériques à la coulée pour la fabrication des plombs de chasse. L’imprimerie utilise pour les différents caractères des alliages à base de plomb avec de 3 à 20 p. 100 d’étain et de 10 à 25 p. 100 d’antimoine. L’action durcissante de l’antimoine pour une teneur de 7 p. 100 permet la confection des plaques d’accumulateurs. Des alliages de plomb et d’étain, de 40 à 50 p. 100, constituent des soudures à bas point de fusion (soudure des zingueurs et des ferblantiers) en raison de l’existence d’un alliage eutectique à 40 p. 100 d’étain fondant à 182 °C. De nombreux autres alliages à bas point de fusion, inférieur à 100 °C, sont formés par le plomb, l’étain, le bismuth et le cadmium.

En raison de leurs bonnes qualités d’antifriction, le plomb et ses alliages sont utilisés pour les régules à 15 p. 100 d’antimoine, à 1 à 10 p. 100 d’étain et à 1 p. 100 d’arsenic ; de tels alliages sont déposés soit par coulée statique ou centrifuge (régulage), soit par coulée continue sur un support d’acier doux afin de constituer des coussinets ou des bagues de frottement pour l’industrie automobile et la construction mécanique. Le plomb allié à 5 p. 100 d’indium ou à 8 p. 100 d’étain et à 2 p. 100 de cuivre est déposé électrolytiquement sur une épaisseur de 20 à 30 μ pour constituer la couche antifriction sur alliage cuproplomb de coussinets de moteurs d’automobiles. En faible proportion, le plomb améliore les possibilités d’usinage de certains alliages en facilitant le glissement du copeau et sa brisure ; c’est le cas des laitons classiques de décolletage à 2 p. 100 de plomb et des aciers doux à 0,2 p. 100 de plomb.

En outre, le plomb est très utilisé dans la fabrication des supercarburants (plomb tétraéthyle) en vue d’augmenter l’indice d’octane* et permettre un taux de compression élevé dans les moteurs à explosion.

Enfin, il faut signaler son emploi dans la fabrication des peintures et celle du cristal.

R. Le R.