Argent : histoire, propriétés et applications modernes

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Contexte

L'argent est l'un des premiers métaux connus de l'humanité, vénéré comme ressource précieuse depuis l'Antiquité. Tout au long de l'histoire, il a surpassé l'or comme monnaie métallique la plus largement utilisée. Bien que couramment trouvé aux côtés du cuivre, du plomb et du zinc, des pépites d'argent natif ont été découvertes pour la première fois vers 4000 av. J.-C. Des preuves archéologiques montrent des ustensiles et ornements en argent dans les tombes de Chaldée, Mésopotamie, Égypte, Chine, Perse et Grèce. Dans les siècles plus récents, les usages principaux de l'argent ont été la monnaie et l'argenterie fine.

En 1993, la production minière mondiale a atteint 548,2 millions d'onces (15,5 milliards de grammes). Le Mexique a mené le monde avec 75,7 millions d'onces (2,1 milliards de grammes), suivi par les États-Unis, le Canada, l'Australie, l'Espagne, le Pérou et la Russie. La majeure partie de cette production sert à des fins industrielles, les États-Unis étant le plus grand consommateur, suivis par le Japon, l'Inde et plusieurs nations d'Europe de l'Est.

L'exploitation minière de l'argent en Amérique du Nord a commencé au 18e siècle. La production initiale aux États-Unis a débuté sur la côte est et s'est étendue vers l'ouest, jouant un rôle crucial dans la colonisation du Nevada. En 1994, le Nevada a produit 22,8 millions d'onces troy (709 millions de grammes), en faisant le premier producteur américain. L'Arizona, la Californie et le Nevada sont réputés pour leurs vastes gisements d'argent à faible teneur.

Caractéristiques physiques et usages de l'argent

L'argent est l'élément métallique le plus blanc, prisé pour sa résistance, sa résistance à la corrosion et sa stabilité dans l'humidité, les acides et les alcalis. Il est malléable, ductile et possède la conductivité thermique et électrique la plus élevée de tous les métaux. Son symbole chimique, Ag, dérive du latin « argentum », signifiant « blanc, brillant ». Bien que l'argent résiste à de nombreux produits chimiques, il réagit avec le soufre atmosphérique, entraînant un ternissement qui nécessite un polissage périodique.

Les propriétés exceptionnelles de l'argent sous-tendent une large gamme d'industries. Le secteur de la photographie consomme la plus grande part de composés d'argent, car les halogénures d'argent fournissent la sensibilité à la lumière essentielle pour des images de haute qualité. Dans l'électronique, la conductivité supérieure de l'argent le rend indispensable pour les commutateurs, relais, contacts automobiles, dégivrage de vitres et électrodes ECG.

En tant qu'oxydant puissant, l'argent sert de catalyseur dans la fabrication chimique, contribuant aux adhésifs, à la vaisselle, aux bandes Mylar et autres produits. Sa réflectivité inégalée — la plus élevée de tous les métaux — en fait le revêtement standard pour les miroirs et les tubes à rayons X. La conductivité thermique et la résistance aux étincelles de l'argent trouvent aussi des applications dans les roulements et processus industriels spécialisés. L'usage grand public reste dominé par la joaillerie, où l'argent sterling — un alliage de 92,5 % d'argent et 7,5 % de cuivre — allie durabilité et attrait esthétique.

La monnaie ne représente plus qu'une part négligeable de l'usage mondial de l'argent. La loi Johnson sur la monnaie en argent de 1965 a mis fin à la frappe de pièces à 90 % d'argent aux États-Unis, sauf pour les émissions commémoratives. Les pièces américaines modernes sont désormais composées d'alliages de cuivre et de nickel.

Processus de fabrication

L'extraction de l'argent a commencé au 16e siècle au Mexique avec le procédé au patio, qui mélangeait minerai, sel, sulfure de cuivre et eau, suivi de mercure pour récupérer le chlorure d'argent. Le procédé von Patera, plus efficace, l'a remplacé plus tard, chauffant le minerai avec du sel gemme et lessivant le chlorure d'argent résultant avec de l'hypochlorite de sodium. Aujourd'hui, plusieurs méthodes d'extraction sont employées, la lixiviation en tas au cyanure étant la plus économique pour les minerais à faible teneur.

Le procédé au cyanure, développé au 18e et affiné au 19e siècle, nécessite un minerai finement broyé, une faible teneur en sulfures et peu de contaminants. Il implique la lixiviation de l'argent dans une solution de cyanure, suivie de la récupération via la précipitation Merrill-Crowe, l'adsorption sur charbon actif ou la résine d'échange d'ions, chacune choisie pour sa viabilité économique.

Préparation du minerai

• 1. Le minerai d'argent est concassé en fragments de 2,5–3,75 cm (1–1,5 pouce), créant de la porosité. De la chaux (1,5–2,5 kg/tonne) est ajoutée pour augmenter le pH, favorisant l'oxydation de l'argent lié aux sulfures. Le minerai est ensuite aggloméré, mélangé et curé 24–48 h à l'air sec.
• 2. Le minerai concassé est empilé sur des plateformes imperméables (asphalte, plastique, caoutchouc ou argile) pour éviter la perte de solution argent-cyanure. Les plateformes sont inclinées pour le drainage et la collecte.

Ajout de la solution de cyanure et curing

• 3. Une solution eau-cyanure de sodium est appliquée via asperseurs ou systèmes d'étangs sur le tas.

Récupération de l'argent

• 4. L'argent est récupéré de la solution de lixiviation principalement par précipitation Merrill-Crowe, où de la poudre fine de zinc précipite le métal, qui est ensuite filtré, fondu et coulé en lingots.
• 5. Les méthodes alternatives de récupération incluent l'absorption sur charbon actif, la précipitation par sulfure de sodium et les résines d'échange d'ions, sélectionnées selon l'efficacité économique.

Comme l'argent est rarement trouvé isolé, il est souvent extrait comme sous-produit de l'exploitation du plomb, cuivre, or ou zinc. Le procédé Parkes isole l'argent des minerais à zinc en chauffant la fonderie pour former une croûte zinc-argent, qui est ensuite distillée pour séparer les métaux. Pour les minerais de cuivre, le raffinage électrolytique sépare l'argent du cuivre : l'argent forme une boue sur l'anode, tandis que le cuivre se dépose sur la cathode ; le grillage, la lixiviation et la fusion ultérieurs produisent des dépôts d'argent pur.

Avenir

L'approvisionnement futur en argent dépendra de la demande mondiale pour les métaux associés et des applications industrielles en évolution. Bien que la consommation industrielle reste stable, de nouveaux usages — comme les revêtements antimicrobiens — pourraient stimuler une nouvelle demande.

Une application prometteuse est la désinfection à base d'argent. Des recherches menées par le CDC d'Atlanta et l'Institut de recherche sur les maladies microbiennes de l'Université d'Osaka ont produit un complexe thiosulfate d'argent offrant une activité antimicrobienne durable sur les surfaces plastiques. Commercialisé sous le nom d'Amenitop, le système utilise des microsphères de gel de silice pour libérer l'argent progressivement, perturbant efficacement les membranes bactériennes et virales.