Gunnar Nordberg
L'étain a été utilisé à travers les âges jusqu'à l'époque industrielle moderne parce qu'il est flexible et facilement façonné à des températures normales, et qu'il se mélange facilement avec d'autres métaux pour former des alliages. L'une de ses caractéristiques exceptionnelles est sa résistance aux acides et aux influences atmosphériques.
Occurrence et utilisations
Bien que les gisements d'étain soient largement répartis dans le monde, jusqu'au XVIIIe siècle, l'approvisionnement mondial en étain provenait principalement d'Angleterre, de Saxe et de Bohême. Aujourd'hui, à l'exception de quelques gisements au Nigeria, en Chine, au Congo et en Australie, les principales sources se trouvent en Asie du Sud-Est et en Bolivie.
De minéraux contenant de l'étain, cassitérite (SnO2) ou le fer blanc est de la plus grande importance commerciale. Il est présent dans des veines étroitement liées au granite ou aux roches éruptives acides, mais les cinq sixièmes de la production totale mondiale proviennent d'alluvions secondaires résultant de la désintégration des dépôts primaires. En Bolivie, les minerais sulfurés, comme la stannite (Cu2FeSnS2) et tealite (PbZnSnS2) ont une importance commerciale.
L'étain métallique est utilisé pour les métaux de type Babbitt et pour les tubes pliables dans les industries pharmaceutiques et cosmétiques. En raison de sa résistance à la corrosion, l'étain est utilisé comme revêtement protecteur pour d'autres métaux. Fer blanc est une tôle de fer ou d'acier qui a été recouverte d'une épaisse couche d'étain par trempage dans un bain fondu de ce métal. Il est principalement utilisé pour la fabrication d'ustensiles ménagers et d'ustensiles dans les industries de la conserve d'aliments et de boissons. Il est souvent utilisé à des fins de décoration. Terneplaque est une tôle de fer ou d'acier revêtue d'un alliage plomb-étain contenant 85 % de plomb et 15 % d'étain. Il est principalement utilisé pour la fabrication de tuiles. Speculum est un alliage étain-cuivre contenant 33 à 50% d'étain, qui peut être poli à un haut degré de réflexion. Il est utilisé comme revêtement appliqué par dépôt électrolytique pour donner de la brillance à l'argenterie et aux articles similaires, et pour fabriquer des miroirs de télescope. Un bain d'étain fondu est également utilisé dans la production de verre à vitre.
Une propriété importante de l'étain est sa capacité à former des alliages avec d'autres métaux, et il a un certain nombre d'utilisations dans ce domaine. Un alliage étain-plomb appelé brasage tendre est largement utilisé pour assembler d'autres métaux et alliages dans les industries de la plomberie, de l'automobile, de l'électricité et autres, et comme charge dans la finition des carrosseries de voitures. L'étain est un constituant d'un grand nombre d'alliages non ferreux, notamment le bronze phosphoreux, le laiton léger, le bronze à canon, le laiton à haute résistance, le bronze au manganèse, les alliages de moulage sous pression, les métaux porteurs, le métal de type et l'étain. L'alliage étain-niobium est supraconducteur et il est utilisé dans la fabrication d'électroaimants puissants.
Chlorure stannique (SnCl4), ou chlorure d'étain, est préparé en chauffant de l'étain en poudre avec du chlorure mercurique ou en faisant passer un courant de chlore sur de l'étain fondu. Il est utilisé comme agent déshydratant dans les synthèses organiques, comme stabilisant pour les plastiques et comme intermédiaire chimique pour d'autres composés de l'étain. Le chlorure stannique se trouve dans les couleurs et les parfums de l'industrie du savon. Il est également utilisé en céramique pour produire des revêtements résistants à l'abrasion ou réfléchissant la lumière. Il est utilisé pour le blanchiment du sucre et pour le traitement de surface du verre et d'autres matériaux non conducteurs. Le pentahydrate de ce sel est utilisé comme mordant. Il est également utilisé dans le traitement de la soie dans le but de donner du poids au tissu.
Chlorure stanneux dihydraté (SnCl2· 2H2O), ou sel d'étain, est produit en dissolvant de l'étain métallique dans de l'acide chlorhydrique et en évaporant jusqu'à ce que la cristallisation commence. Il est utilisé en teinturerie comme mordant. Il sert également d'agent réducteur dans la fabrication du verre, de la céramique et des encres.
L'utilisation de organoétain (alkyle et aryle) composés a fortement augmenté ces dernières années. Les composés disubstitués et, dans une moindre mesure, les composés monosubstitués, sont utilisés comme stabilisants et catalyseurs dans l'industrie des matières plastiques. Les composés trisubstitués sont utilisés comme biocides et les tétrasubstituts sont des intermédiaires dans la production d'autres dérivés. Trichlorure de butylétain ou trichlorobutylétain; dichlorure de dibutylétain, ou dichlorodibutylétain; triméthylétain; chlorure de triéthylétain; chlorure de triphénylétain, ou TPTC ; tétraisobutylétain, ou le tétraisobutylstannane sont parmi les plus importants.
Dangers
En l'absence de précautions, des blessures mécaniques peuvent être causées par les installations et les machines lourdes et puissantes utilisées dans les opérations de dragage et de lavage. De graves risques de brûlures sont présents dans les processus de fusion lorsque le métal en fusion et les scories chaudes sont manipulés.
Au stade final de la valorisation du concentré de cassitérite et pendant le grillage du minerai sulfuré, du dioxyde de soufre se dégage. L'anhydride sulfureux et le sulfure stanneux constituent un danger lorsque l'étain fondu brut est séparé du reste de la charge lors de l'affinage. Ce travail est effectué dans un environnement très chaud, et un épuisement dû à la chaleur peut survenir. Le bruit sur une drague causé par le rejet des godets de dragage vers la station de lavage primaire peut endommager l'ouïe des travailleurs.
Plusieurs études font état des dangers associés à l'exposition au radon, aux produits de désintégration du radon et à la silice dans les mines d'étain. Alors que la plupart des opérations associées à l'extraction et au traitement du minerai d'étain sont des procédés par voie humide, de la poussière d'étain et des vapeurs d'oxyde peuvent s'échapper lors de l'ensachage du concentré, dans les salles de minerai et lors des opérations de fusion (usine de mélange et coulée du four), ainsi que pendant le nettoyage périodique des filtres à manches utilisés pour éliminer les matières particulaires des gaz de combustion des fours de fonderie avant leur rejet dans l'atmosphère. L'inhalation de poussières d'oxyde d'étain sans silice entraîne une pneumoconiose nodulaire bénigne sans incapacité pulmonaire. Le tableau radiologique est similaire à la barytose. Cette pneumoconiose bénigne a été appelée stannose.
La poudre d'étain est un irritant modéré pour les yeux et les voies respiratoires; il est combustible et réagit violemment avec les oxydants, les acides forts, le soufre en poudre et certains agents extincteurs tels que la poudre de bicarbonate et le dioxyde de carbone.
L'étain ingéré en petites quantités (mg) n'est pas toxique (d'où l'utilisation généralisée du fer blanc dans l'industrie de la conserve alimentaire). Les résultats des expérimentations animales indiquent que la dose létale par injection intraveineuse est d'environ 100 mg/kg de poids corporel et que l'ingestion de quantités considérables d'étain en poudre peut provoquer des vomissements mais pas de lésions permanentes. Il semble que l'homme puisse tolérer un apport quotidien de 800 à 1,000 XNUMX mg sans effet nocif. L'absorption de l'étain métallique ou de ses sels inorganiques par le tube digestif semble faible.
Un certain nombre d'alliages d'étain sont nocifs pour la santé (en particulier à haute température) en raison des caractéristiques nocives des métaux avec lesquels ils peuvent être alliés (par exemple, plomb, zinc, manganèse).
Les composés organostanniques sont, en général, de puissants irritants et une conjonctivite aiguë a été observée à la suite de projections oculaires, même suivies d'un lavage immédiat; des opacités cornéennes ont également été rapportées. Le contact prolongé de la peau avec des vêtements humectés de vapeur, ou le déversement direct sur la peau, ont été responsables de brûlures locales aiguës, de dermatites érythématoïdes diffuses subaiguës avec prurit et de quelques éruptions pustuleuses dans les zones couvertes de poils. L'irritation des voies respiratoires et du tissu pulmonaire peut entraîner un œdème pulmonaire ; le tractus gastro-intestinal peut également être impliqué, et des réactions inflammatoires des voies biliaires ont été observées, principalement avec les composés dialkylés. Les composés organostanniques peuvent endommager le foie et les reins; ils peuvent déprimer la réponse immunitaire et avoir une activité hémolytique. Chez les animaux de laboratoire, ils ont été dans certains cas tenus pour responsables de la réduction de la fertilité.
Composés tri- et tétraalkyles, en particulier chlorure de triéthylétain, provoquent une encéphalopathie et un œdème cérébral, avec des effets cliniques de dépression, convulsions, paralysie flasque et rétention urinaire, comme observé dans l'usage thérapeutique après administration orale.
Mesures de sécurité et de santé
Dans la mesure du possible, des substituts plus sûrs doivent être utilisés à la place des composés d'alkylétain. Lorsqu'il est nécessaire de les fabriquer et de les utiliser, il convient d'utiliser le plus largement possible des systèmes fermés et une ventilation par aspiration. Le contrôle technique doit garantir que les limites d'exposition ne sont pas dépassées. Un équipement de protection individuelle doit être porté et, dans des circonstances appropriées, une protection respiratoire doit être utilisée. Des douches d'urgence devraient être installées sur les lieux de travail afin de permettre aux travailleurs de se laver immédiatement après les éclaboussures.
La surveillance médicale doit se concentrer sur les rayons X des yeux, de la peau et du thorax en cas d'exposition aux composés inorganiques de l'étain, et sur les yeux, la peau, le système nerveux central, la fonction hépatique et rénale et le sang en cas d'exposition aux composés organiques de l'étain. Le mercaprol a été rapporté comme utile dans le traitement des intoxications au dialkylétain. Les stéroïdes ont été suggérés pour le traitement de l'empoisonnement au triéthylétain; cependant seule la décompression chirurgicale semble avoir un intérêt dans les encéphalopathies et les oedèmes cérébraux provoqués par les composés tri- et tétraalkylétain.
Compte tenu du fait que la plupart des mines d'étain sont situées dans des pays en développement, il convient également de prêter attention aux facteurs climatiques et autres qui influent sur la santé, le bien-être et la capacité de production des travailleurs. Lorsque les mines sont géographiquement isolées, de bons logements doivent être fournis à tout le personnel. Les normes nutritionnelles devraient être améliorées par l'éducation sanitaire et les travailleurs devraient bénéficier d'un approvisionnement alimentaire suffisant et de bons soins médicaux.