Planète

Découvrir le métal

Dossier - Tout savoir sur l'antimoine
DossierClassé sous :Géologie , antimoine , La Lucette

L’antimoine fait partie des métaux très utilisés dans les nouvelles technologies. Dans ce dossier, nous parlerons de la métallurgie, des composants de ce métal, puis nous partirons dans les mines dont certaines sont classées au titre des monuments historiques.

  
DossiersTout savoir sur l'antimoine
 

L'antimoine est un élément chimique de la famille des pnictogènes, de symbole Sb (par abréviation du latin stibi ou stibium) et de numéro atomique 51. Sb est un métalloïde du cinquième groupe principal du tableau périodique.

Barium et Antinomy. © Dguendel, Wikimedia commons, CC 4.0
Signe de l'antimoine.

L'antimoine (Sb) est présent dans des minerais de Pb, Cu, Ag. C'est souvent un sous-produit de la métallurgie du plomb.

Minerai : stibine, Sb2S3. Les minerais titrent de 40 à 60 % de Sb.

Propriétés de ce métalloïde 

  • Symbole : Sb 
  • Numéro atomique : 51 
  • Masse atomique : 121,75 
  • Aspect : blanc-argent 
  • État à 20 °C : solide 
  • Masse atomique : 121,75 
  • PF (point de fusion) : 630,74 °C 
  • PE (point d'ébullition) : 1.950 °C 
  • Densité : 6.69 
  • Valences : 3, (-3), 5 
  • Électronégativité : 1,9 
  • Masse des principaux isotopes : 121 - 123 

L'antimoine est par importance le 65e élément constituant l'écorce terrestre ; celle-ci en contient 0,2 ppm en moyenne, jusqu'à une profondeur de 16 kilomètres.

Forme cristalline de sulfure de Sb.

Quelques minéraux :

  • l'allémontite  AsSb (avec As ou Sb) ;
  • la boulangérite Pb5Sb4S11 ;
  • la cervantite  Sb+3Sb+5O;
  • la dyscrasite  Ag3Sb ;
  • la jamesonite FePb4Sb6S14 ;
  • la kermésite  Sb2S2O ;
  • la livingstonite HgSb4O;
  • la pyrargyrite Ag3SbS;
  • la sénarmontite Sb2O;
  • la stibine ou l'antimonite Sb2S;
  • l'ullmannite  NiSbS ;
  • la valentinite Sb2O3 ;
  • la wolfsbergite CuSbS2 ;
  • et bien d'autres... 

On rencontre aussi l'antimoine à l'état natif.

Sulfure d'antimoine

Parmi les composés naturels de l'antimoine, le sulfure Sb2O3, nommé stibine par les minéralogistes, est reconnaissable à sa forme d'aiguilles plus ou moins volumineuses, appliquées parallèlement les unes contre les autres ; il en résulte des masses très tendres et très fragiles, d'un gris de plomb et d'un aspect métallique assez vif. Ces aiguilles très cassantes fondent à la simple flamme, d'une chandelle, et exhalent une odeur sulfureuse. On rencontre ce minéral dans les terrains anciens, en Angleterre, en Suède, en Saxe, en Bohème, en Hongrie, en Prusse, et dans plusieurs départements de la France.

Le nom « antimoine » est utilisé depuis l'an 800 et dérive de l'arabe al-uthmud, (brillant). Selon d'autres sources, il dérive du grec « anthemonion », ce qui « fleur » ou des mots grecs « anti » et « monos », ce qui signifie « pas seul », étant donné que l'antimoine a toujours été trouvé avec d'autres métaux. Le symbole Sb trouve son origine dans le nom « stibium », latin ancien pour antimoine qui dérive du grec stibi, (permanent) vraisemblablement attribué à l'antimoine en raison de la permanence du sulfure utilisé comme mascara.

Valentinite Djebel Nador, Constantine Province, Algérie. © Christian Rewitzer, Wikimedia commons, CC 3.0

Préparation de l'antimoine

On prépare maintenant l'antimoine de différentes manières :

  • par fusion de minerais de teneur élevée avec du fer : Sb2S +  3 Fe  =>  2 Sb  +  3 FeS ;
  • par réduction de l'oxyde avec du carbone : Sb2O3  +  3 C  =>  2 Sb  +  3 CO ;
  • par réduction du chlorure par l'hydrogène : 2 SbCl3  +  3 H2  =>  Sb  +  6 HCl, pour l'antimoine très pur ;
  • ou par électrolyse d'une solution alcaline de Na3SbS4.

Applications de l'antimoine

Les applications de l'antimoine sont très nombreuses, par exemple :

  • pour la soudure : alliages de plomb-antimoine contenant de 14 à 20 % d'antimoine et de 2 à 5 % d'étain. L'addition d'antimoine augmente la dureté ;
  • au plomb des plaques d'accumulateurs, on ajoute 4 % d'antimoine pour augmenter la dureté et la résistance à la corrosion ;
  • pour les cartouches à plomb de chasse : du plomb avec 1,5 % d'antimoine ;
  • pour les retardateurs de flamme des matières synthétiques, on utilise de l' oxyde (Sb2O3) mais aussi de l'antimonate de sodium, de 5 à 15 % dans le PVC et 7 % dans le polystyrène ;
  • des semi-conducteurs (l'antimoniure de gallium et d'indium ; GaSb, InSb) sensibles aux IR sont utilisés dans les détecteurs à infrarouge ;
  • en alliage : le métal anglais, 70 à 94 % de Sn, de 5 à 24 % de Sb, jusqu'à 5 %, de Cu et jusqu'à 9 % de Pb utilisé pour des paliers et pour la vaisselle en «  étain ».
Zinkenite. © Fabre minerals

L'antimoine est encore utilisé, par exemple, dans les produits suivants :

  • bactéricide : C6H5SbCl2 ;
  • dopage de semi-conducteurs : SbH3 ;
  • traitement de maladies cutanées ;
  • agent émétique ;
  • teinture du verre ;
  • verre pour tubes cathodiques ;
  • pigment doré pour le verre ou la porcelaine : Pb3(SbO4)2 ;
  • catalyseur ;
  • munitions traçantes ;
  • lutte contre les parasites chez les rongeurs ;
  • pigments de couleurs différentes suivant les composés utilisés ;
  • miroirs (évaporation d'une mince couche de Sb) ;
  • vulcanisation ;
  • feux d'artifice (rouge ) ;
  • pierres à briquets.