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Les principaux alliages de l'étain

Dossier - Métal : tout savoir sur l'étain
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L'étain est un élément rare et l'un des plus vieux connus, au moins depuis l'Antiquité. Ce métal gris argenté est, avec le cuivre, l'un des ingrédients du bronze. Zoom sur ses propriétés chimiques, ses alliages mais aussi son utilisation et sa toxicité.

  
DossiersMétal : tout savoir sur l'étain
 

Les alliages d'étain sont très nombreux et connus depuis très longtemps. Les voici en détail, ainsi que les différentes préparations pour travailler le métal.

Quels sont les principaux alliages de l'étain ? Ici, le creuset de la linotype exposée au centre d’Histoire sociale de Haute-Normandie, à Rouen (Expotec 103). Le mélange étain-plomb-antimoine (alliage) était en cours de chauffe et arrivait bientôt à température. © zigazou76, Flickr, CC by 2.0

Étain, céramique, britannia et antimoine

Les étains des XVIIe et XVIIIe siècles comportaient déjà beaucoup moins de plomb, soit environ 5 %, celui-ci ayant été remplacé progressivement par du cuivre et de l'antimoine. À partir du XIXe, la céramique supplanta l'étain.

Vers 1770, le britannia, un alliage d'étain, d'antimoine et de cuivre, est fabriqué en Angleterre. L'utilisation de l'antimoine donne un métal plus dur et l'exclusion du plomb le rend plus brillant. Ce nouvel alliage, qui renferme au moins 85 % d'étain, est devenu la norme chez :

  • Weber Métaux et Plastiques, en Île-de-France (France)‎ ;
  • les Acieries de la Seine, en Île-de-France (France)‎ ;‎ ‎ ‎ 
  • Soudetam, en Île-de-France (France)‎ ‎; 
  • Métaconcept, en Rhône-Alpes (France)‎ ;
  • Hansa International, à Hambourg (Allemagne) ; 
  • Rune Tennesmed AB Kalmar (Suède)‎ ;
  • Stena Stål International AB Skåne (Suède)‎ ;
  • Boliden Bergsöe AB Skåne (Suède)‎ ‎; ‎ 
  • KKB-Metall AB Västra Götaland (Suède)‎ ‎; ‎ ‎ ‎ 
  • ‎GAP Precision Sheet Metal Work East Sussex (Royaume-Uni).

Les 4 groupes d'alliages de l'étain

On peut classer les alliages de l'étain en quatre groupes :

  • les bronzes sont des alliages de cuivre et d'étain, jusqu'à 25 % ;
  • les alliages antifrictions contiennent de 60 à 90 % d'étain, de l'antimoine (de 5 à 15 %), du cuivre (de 5 à 10 %) et du plomb (jusqu'à 15 %) ;
  • les souduressont constituées par des alliages de métaux à bas point de fusion (étain et plomb en général). La soudure des plombiers contient 25 % d'étain, la soudure des chaudronniers et celle des zingueurs contient de 30 à 40 % d'étain. La soudure des ferblantiers contient de 45 à 65 % d'étain ;
  • les alliages d'ustensiles domestiques contiennent de l'étain et de l'antimoine (de 15 à 20 %), qui les rend plus durs mais qui est toxique ! Le métal anglais contient 10 % d'antimoine et environ 2 % de cuivre et de plomb.

Les caractères d'imprimerie étaient fabriqués avec 65 % de plomb, 25 % d'antimoine, 10 % d'étain. Les alliages très fusibles contiennent du bismuth, du cadmium, de l'indium, en plus de l'étain et du plomb.

Préparation de l’étain métal

  • Réduction par pyrométallurgie en présence de carbone et de chaux (fondant) dans des fours réverbères (les plus utilisés) ou des fours électriques. Dans les fours réverbères, la réduction vers 1.300-1.400 °C dure environ quinze heures. La plupart des impuretés se retrouvent dans les scories. L'étain brut est coulé en brames.
  • Raffinage :
    • Par chauffage à 300 °C dans des creusets en fonte et insufflation d'air comprimé ou de vapeur d'eau.
    • Par liquation : Sn, qui fond à 232 °C, est placé sur la sole inclinée d'un four réverbère chauffé à une température légèrement supérieure à 232 °C. Sn fond et coule en se débarrassant des impuretés non fusibles.
    • Par électrolyse à anode soluble : les anodes en Sn brut sont placées dans un électrolyte acide. Les cathodes sont des feuilles minces de Sn pur. On obtient ainsi Sn à 99,99 %. 
  • Recyclage. L'étain utilisé dans le fer-blanc peut être récupéré par traitement dans la soude chaude (70 °C). L'acier n'est pas attaqué et l'étain est dissous à l'état d'ion stannate. L'électrolyse permet d'extraire l'étain. Cette technique de récupération n'est pas utilisée en France. En 1995, aux États-Unis, on compte un recyclage de 12.000 tonnes d'étain, dont 7.600 tonnes provenant de déchets usagés.

Source : infos SFC.