débismuthisation

La débismuthisation est une étape d'affinage qui élimine le bismuth du plomb impur, généralement lors du traitement du plomb secondaire ou recyclé. Le bismuth est un métal cassant qui, même à faibles concentrations, dégrade les propriétés mécaniques du plomb en le rendant plus dur et plus sujet à la fissuration lors du travail à froid ou du moulage. L'objectif est de produire du plomb suffisamment pur pour les batteries de stockage, les gaines de câbles ou d'autres applications où la ductilité et la maniabilité sont importantes.

Le bismuth est difficile à séparer du plomb par de simples méthodes de gravité ou de densité, car les deux métaux ont des densités et des points de fusion similaires. Au lieu de cela, la débismuthisation repose sur le fait que le bismuth est beaucoup moins soluble dans le plomb fondu que le plomb ne l'est en lui-même. La méthode industrielle la plus courante consiste à refroidir légèrement le plomb fondu pour provoquer la précipitation du bismuth sous forme de cristaux ou d'une phase riche en bismuth qui peut être séparée mécaniquement, écrémée ou décantée. Le plomb appauvri en bismuth résultant est ensuite réchauffé et coulé en lingots.

Une autre approche utilise l'oxydation sélective, où une quantité calculée d'oxygène ou d'air est soufflée à travers le plomb fondu. Le bismuth s'oxyde plus facilement que le plomb et forme une scorie qui flotte à la surface et peut être retirée. Cette méthode est plus rapide mais nécessite un contrôle étroit de la température et du débit d'oxygène pour éviter une sur-oxydation du plomb lui-même. Certaines opérations combinent la décantation avec l'élimination des scories oxydantes pour de meilleurs résultats.

Pourquoi le bismuth est important dans l'affinage du plomb

La contamination par le bismuth pénètre généralement dans le plomb par le biais de concentrés de cuivre, d'étain ou d'antimoine utilisés dans la fusion secondaire, ou par des matières premières impures. Les spécifications du plomb pour les applications de batteries ou de câbles limitent généralement le bismuth à moins de 0,005 % en poids, parfois moins. Même 0,02 % de bismuth peut fragiliser sensiblement le plomb coulé. Le terme lui-même suit la convention de préfixe chimique : « dé- » signifiant élimination, et « -bismuthisation » le processus d'introduction ou de contenant du bismuth.

La débismuthisation est distincte des autres étapes de purification du plomb telles que l'écumage (élimination de l'oxyde), la désargentation (élimination de l'argent par cristallisation) ou la décuprisation (élimination du cuivre par oxydation sélective ou affinage électrolytique). En pratique, une raffinerie de plomb peut effectuer plusieurs de ces étapes en séquence, la débismuthisation ayant généralement lieu après l'écumage initial mais avant le moulage final, selon le profil d'impuretés du métal entrant.