Argent

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Contexte

L'argent était l'un des premiers métaux connus de l'homme et il est considéré comme un métal précieux depuis l'Antiquité. L'argent a été utilisé comme forme de monnaie par plus de personnes à travers l'histoire que tout autre métal, même l'or. Bien qu'il se trouve généralement dans des minerais contenant des métaux moins rares, tels que le cuivre, le plomb et le zinc, l'argent a apparemment été découvert sous forme de pépite, appelée argent natif, vers 4000 av. Des ustensiles et des ornements en argent ont été trouvés dans d'anciennes tombes de Chaldée, de Mésopotamie, d'Égypte, de Chine, de Perse et de Grèce. Plus récemment, les principales utilisations de l'argent étaient la monnaie et l'argenterie.

En 1993, la production mondiale d'argent provenant des mines s'élevait à 548,2 millions d'onces (15,5 milliards de grammes). Au cours de cette année, le Mexique était le plus grand producteur mondial d'argent, avec une production totale de 75,7 millions d'onces (2,1 milliards de grammes). Les États-Unis étaient le deuxième producteur, suivi du Canada, de l'Australie, de l'Espagne, du Pérou et de la Russie. La grande majorité de l'argent mondial est utilisée dans des applications industrielles, et les États-Unis sont le premier consommateur. Les autres principaux consommateurs sont le Japon, l'Inde et les pays d'Europe de l'Est.

L'extraction de l'argent en Amérique du Nord remonte au XVIIIe siècle. Vers 1800, la production a commencé aux États-Unis sur la côte est puis s'est déplacée vers l'ouest. L'extraction de l'argent a joué un rôle déterminant dans la colonisation de l'État du Nevada. En 1994, le Nevada était le plus grand producteur d'argent aux États-Unis; Les mines du Nevada ont produit 22,8 millions d'onces troy (709 millions de grammes) d'argent. L'Arizona, la Californie et le Nevada sont connus pour leurs gisements d'argent à fort tonnage et à faible teneur.

Caractéristiques physiques et utilisations de l'argent

L'argent est l'élément métallique le plus blanc. Il est rare, solide, résistant à la corrosion et insensible à l'humidité, aux acides végétaux ou aux alcalis. L'argent est également résonnant, moulable, malléable et possède la conductivité thermique et électrique la plus élevée de toutes les substances. Le symbole chimique de l'argent est Ag, du latin argentum, ce qui signifie blanc et brillant. Bien que l'argent ne réagisse pas à de nombreux produits chimiques, il réagit avec le soufre, qui est toujours présent dans l'air, même à l'état de traces. La réaction provoque le ternissement de l'argent, il doit donc être poli périodiquement pour conserver son éclat.

L'argent possède de nombreuses caractéristiques et qualités physiques spéciales qui le rendent utile dans une variété d'industries. L'industrie de la photographie est la plus grande utilisatrice de composés d'argent. L'argent forme les sels ou halogénures les plus sensibles à la lumière, qui sont essentiels au développement d'une photographie de haute qualité. L'argent a la conductivité électrique la plus élevée par unité de volume de tous les métaux, y compris le cuivre, il est donc largement utilisé dans l'électronique. Les utilisations spécialisées comprennent les contacts de commutation et de relais pour les commandes et accessoires automobiles, le chauffage des vitres automobiles et les électrodes pour les électrocardiogrammes.

L'argent est l'un des oxydants les plus puissants, ce qui en fait un catalyseur essentiel pour l'industrie des procédés chimiques. Il est utilisé dans la production d'adhésifs, de vaisselle, de ruban d'enregistrement en mylar et de nombreux autres produits. L'argent est le plus réfléchissant de tous les métaux, et est utilisé pour recouvrir le verre des miroirs. Il est également utilisé dans les tubes à vide à rayons X et comme matériau pour les roulements. Avec le plus haut niveau de conductivité thermique parmi les métaux et la résistance à la combustion et aux étincelles, l'argent est un matériau précieux pour une gamme d'autres processus industriels. L'application de consommation la plus courante de l'argent est son utilisation en bijouterie. L'argent pur, qui serait trop mou pour être durable, est mélangé à 5 à 20 % de cuivre dans un alliage connu sous le nom d'argent sterling.

Aujourd'hui, un très faible pourcentage de l'argent mondial est utilisé dans la monnaie, bien que les pièces d'argent aient été une forme de monnaie populaire jusqu'à un passé récent. Au fur et à mesure que les pays industrialisés ont commencé à produire un grand nombre de pièces d'argent au XXe siècle, l'argent est devenu moins disponible et donc plus cher. Le Trésor des États-Unis, qui frappait jusqu'alors 90 % de pièces d'argent, a modifié leur frappe par une loi du Congrès de 1965. Le Johnson Silver Coinage Act a complètement démonétisé l'argent et, à l'exception des pièces du bicentenaire, toutes les pièces de monnaie nouvellement frappées aux États-Unis sont désormais constituées d'un alliage de cuivre et de nickel.

Le processus de fabrication

L'argent a été obtenu pour la première fois au Mexique au XVIe siècle par une méthode appelée le processus du patio. Il s'agissait de mélanger du minerai d'argent, du sel, du sulfure de cuivre et de l'eau. Le chlorure d'argent résultant a ensuite été récupéré en ajoutant du mercure. Cette méthode inefficace a été remplacée par le procédé von Patera. Dans ce processus, le minerai a été chauffé avec du sel gemme, produisant du chlorure d'argent, qui a été lessivé avec de l'hyposulfite de sodium. Aujourd'hui, il existe plusieurs procédés utilisés pour extraire l'argent des minerais.

Une méthode appelée procédé au cyanure, ou lixiviation en tas, a été acceptée dans l'industrie minière, car il s'agit d'un moyen peu coûteux de traiter les minerais d'argent à faible teneur. Cependant, les minerais utilisés dans cette méthode doivent avoir certaines caractéristiques :les particules d'argent doivent être petites; l'argent doit réagir avec les solutions de cyanure; les minerais d'argent doivent être relativement exempts d'autres contaminants minéraux et/ou de substances étrangères qui pourraient interférer avec le processus de cyanuration ; et l'argent doit être exempt de minéraux sulfurés. L'idée de la cyanuration remonte en fait au XVIIIe siècle, lorsque les mineurs espagnols percolaient des solutions acides à travers de gros tas de minerai d'oxyde de cuivre. Le processus a pris sa forme actuelle à la fin du XIXe siècle. Le procédé au cyanure est décrit ici.

Préparation du minerai

• 1 Le minerai d'argent est broyé en morceaux, généralement d'un diamètre de 1 à 1,5 po (2,5 à 3,75 cm), pour rendre le matériau poreux. Environ 3 à 5 lb (1,4 à 2,3 kg) de chaux par tonne de minerai d'argent sont ajoutés pour créer un environnement alcalin. Le minerai doit être complètement oxydé afin que le métal précieux ne soit pas confiné dans les minéraux sulfurés. Lorsqu'il existe des fines ou des argiles, le minerai est aggloméré pour créer un tas de lixiviation uniforme. Ce processus consiste à concasser le minerai, à ajouter du ciment, à mélanger, à ajouter de l'eau ou une solution de cyanure et à durcir à l'air sec pendant 24 à 48 heures.
• 2 Le minerai brisé ou concassé est empilé sur des blocs imperméables pour éliminer la perte de la solution de cyanure d'argent. Le matériau du tampon peut être de l'asphalte, du plastique, des feuilles de caoutchouc et/ou des argiles. Ces tampons sont inclinés dans deux directions pour faciliter le drainage et la collecte des solutions.

Ajout de la solution de cyanure et durcissement

• 3 Une solution d'eau et de cyanure de sodium est ajoutée au minerai. Les solutions sont livrées aux tas par des systèmes de gicleurs ou des méthodes d'accumulation, y compris les fossés, l'injection ou l'infiltration des capillaires.

Récupération de l'argent

• 4 L'argent est récupéré des solutions de lixiviation en tas de plusieurs manières. La plus courante est la précipitation de Merrill-Crowe, qui utilise de la fine poussière de zinc pour précipiter le métal précieux de la solution. Le précipité d'argent est ensuite filtré, fondu et transformé en lingots.
• 5 D'autres méthodes de récupération sont l'absorption de charbon actif, où les solutions sont pompées à travers des réservoirs ou des tours contenant du charbon actif, et l'ajout d'une solution de sulfure de sodium, qui forme un précipité d'argent. Dans une autre méthode, la solution est passée à travers des matériaux de résine chargés qui attirent l'argent. La méthode de récupération est généralement décidée en fonction de facteurs économiques.

L'argent est rarement trouvé seul, mais principalement dans des minerais qui contiennent également du plomb, du cuivre, de l'or et d'autres métaux qui peuvent avoir une valeur commerciale. L'argent apparaît comme un sous-produit du traitement de ces métaux. Pour récupérer l'argent des minerais zincifères, le procédé Parkes est utilisé. Dans cette méthode, le minerai est chauffé jusqu'à ce qu'il fonde. Au fur et à mesure que le mélange de métaux refroidit, une croûte de zinc et d'argent se forme à la surface. La croûte est retirée et les métaux subissent un processus de distillation pour éliminer le zinc de l'argent.

Pour extraire l'argent des minerais contenant du cuivre, un procédé de raffinage électrolytique est utilisé. Le minerai est placé dans une cellule électrolytique, qui contient une électrode positive, ou anode, et une électrode négative, ou cathode, dans une solution d'électrolyte. Lorsque de l'électricité traverse la solution, l'argent, avec d'autres métaux, s'accumule sous forme de boue à l'anode tandis que le cuivre se dépose sur la cathode. Les boues sont collectées, puis grillées, lessivées et fondues pour éliminer les impuretés. Les métaux sont formés en blocs qui sont utilisés comme anodes dans un autre cycle d'électrolyse. Comme l'électricité est envoyée à travers une solution de nitrate d'argent, de l'argent pur est déposé sur la cathode.

Le futur

La quantité d'argent qui sera produite à l'avenir dépend de nombreux facteurs, notamment le taux de production d'autres métaux et les utilisations futures de l'argent. La demande industrielle d'argent semble être stable dans l'ensemble. Parce que l'argent se produit naturellement avec d'autres métaux, la production future est liée à la production de cuivre, de plomb, d'or et de zinc.

À l'avenir, l'argent continuera probablement à être utilisé pour des applications industrielles spéciales, ainsi que pour des articles de consommation, tels que des bijoux et de l'argenterie. En plus de ces utilisations traditionnelles, la valeur de l'argent dépendra également des nouvelles utilisations du métal. Par exemple, l'utilisation de l'argent comme agent désinfectant est actuellement en cours de développement. Les fabricants se sont précipités en réponse aux études du Center for Disease Control d'Atlanta selon lesquelles de nombreux virus, y compris ceux liés au syndrome d'immunodéficience acquise (SIDA), survivront brièvement à l'extérieur d'un individu dans des fluides déposés sur des surfaces de produits en plastique, tels que des téléphones. Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. à Osaka, au Japon, a achevé un projet à l'Institut de recherche sur les maladies microbiennes de l'Université d'Osaka, pour produire un traitement de surface qui assainit durablement ses produits en plastique. La recherche a révélé que le système le plus efficace était un composé à base de thiosulfate d'argent.

Actuellement commercialisé sous le nom d'Amenitop, le système se compose de microsphères de gel de silice contenant un complexe de thiosulfate d'argent. Le revêtement en gel de silice permet une libération progressive du composé d'argent sur la surface, ce qui assure une désinfection de longue durée. Des études suggèrent qu'Amenitop tue les bactéries et les virus en détruisant les membranes cellulaires.