Artilleur Nordberg
Occurrence et utilisations
L'aluminium est le métal le plus abondant dans la croûte terrestre, où il se trouve en combinaison avec l'oxygène, le fluor, la silice, etc., mais jamais à l'état métallique. La bauxite est la principale source d'aluminium. Il est constitué d'un mélange de minéraux formés par l'altération des roches aluminifères. Les bauxites sont la forme la plus riche de ces minerais altérés, contenant jusqu'à 55% d'alumine. Certains minerais latéritiques (contenant des pourcentages plus élevés de fer) contiennent jusqu'à 35% Al2O3· Les gisements commerciaux de bauxite sont principalement de la gibbsite (Al2O3· 3H2O) et la boehmite (Al2O3· H2O) et se trouvent en Australie, en Guyane, en France, au Brésil, au Ghana, en Guinée, en Hongrie, en Jamaïque et au Suriname. La production mondiale de bauxite en 1995 était de 111,064 XNUMX millions de tonnes. La gibbsite est plus facilement soluble dans les solutions d'hydroxyde de sodium que la boehmite et est donc préférée pour la production d'oxyde d'aluminium.
L'aluminium est largement utilisé dans l'industrie et en plus grande quantité que tout autre métal non ferreux. la production mondiale de métaux de première fusion en 1995 était estimée à 20,402 XNUMX millions de tonnes. Il est allié à une variété d'autres matériaux, notamment le cuivre, le zinc, le silicium, le magnésium, le manganèse et le nickel et peut contenir de petites quantités de chrome, de plomb, de bismuth, de titane, de zirconium et de vanadium à des fins spéciales. Les lingots d'aluminium et d'alliages d'aluminium peuvent être extrudés ou transformés dans des laminoirs, des tréfileries, des forges ou des fonderies. Les produits finis sont utilisés dans la construction navale pour les aménagements intérieurs et les superstructures ; l'industrie électrique pour fils et câbles; l'industrie du bâtiment pour les cadres de maisons et de fenêtres, les toits et les revêtements; l'industrie aéronautique pour les cellules et revêtements d'avions et autres composants ; l'industrie automobile pour la carrosserie, les blocs moteurs et les pistons ; l'ingénierie légère pour l'électroménager et l'équipement de bureau et dans l'industrie de la bijouterie. Une application majeure de la feuille est dans les récipients pour boissons ou aliments, tandis que la feuille d'aluminium est utilisée pour l'emballage; une forme particulaire fine d'aluminium est utilisée comme pigment dans les peintures et dans l'industrie pyrotechnique. Les articles fabriqués à partir d'aluminium reçoivent fréquemment une finition de surface protectrice et décorative par anodisation.
Le chlorure d'aluminium est utilisé dans le craquage du pétrole et dans l'industrie du caoutchouc. Il fume dans l'air pour former de l'acide chlorhydrique et se combine de manière explosive avec l'eau ; par conséquent, les récipients doivent être maintenus hermétiquement fermés et protégés de l'humidité.
Composés d'alkylaluminium. Ceux-ci gagnent en importance en tant que catalyseurs pour la production de polyéthylène basse pression. Ils présentent un risque toxique, de brûlure et d'incendie. Ils sont extrêmement réactifs avec l'air, l'humidité et les composés contenant de l'hydrogène actif et doivent donc être conservés sous une couverture de gaz inerte.
Dangers
Pour la production d'alliages d'aluminium, l'aluminium raffiné est fondu dans des fours à pétrole ou à gaz. Une quantité réglée de durcisseur contenant des blocs d'aluminium avec un pourcentage de manganèse, de silicium, de zinc, de magnésium, etc. est ajoutée. La masse fondue est ensuite mélangée et est passée dans un four de maintien pour dégazage en faisant passer soit de l'argon-chlore, soit de l'azote-chlore à travers le métal. L'émission de gaz qui en résulte (acide chlorhydrique, hydrogène et chlore) a été associée à des maladies professionnelles et il convient de veiller à ce que des contrôles techniques appropriés capturent les émissions et les empêchent également d'atteindre l'environnement extérieur, où elles peuvent également causer des dommages. Les scories sont écumées de la surface de la masse fondue et placées dans des conteneurs pour minimiser l'exposition à l'air pendant le refroidissement. Un fondant contenant des sels de fluorure et/ou de chlorure est ajouté au four pour faciliter la séparation de l'aluminium pur des scories. Des fumées d'oxyde d'aluminium et de fluorure peuvent être dégagées, de sorte que cet aspect de la production doit également être soigneusement contrôlé. Un équipement de protection individuelle (EPI) peut être nécessaire. Le procédé de fusion de l'aluminium est décrit dans le chapitre Industrie de la transformation et du travail des métaux. Dans les ateliers de fonderie, une exposition au dioxyde de soufre peut également se produire.
Une large gamme de différentes formes cristallines d'oxyde d'aluminium est utilisée comme matière première de fonderie, abrasifs, réfractaires et catalyseurs. Une série de rapports publiés de 1947 à 1949 décrivait une fibrose interstitielle progressive et non nodulaire dans l'industrie des abrasifs d'aluminium dans laquelle l'oxyde d'aluminium et le silicium étaient traités. Cette condition, connue sous le nom de maladie de Shaver, était rapidement progressive et souvent mortelle. L'exposition des victimes (travailleurs produisant de l'alundum) était à une fumée dense composée d'oxyde d'aluminium, de silice libre cristalline et de fer. Les particules étaient d'une taille qui les rendait hautement respirables. Il est probable que la prépondérance de la maladie soit attribuable aux effets pulmonaires très nocifs de la silice libre cristalline finement divisée, plutôt qu'à l'oxyde d'aluminium inhalé, bien que l'étiologie exacte de la maladie ne soit pas comprise. La maladie de Shaver est principalement d'intérêt historique maintenant, car aucun rapport n'a été fait dans la seconde moitié du 20e siècle.
Des études récentes sur les effets sur la santé d'expositions à des niveaux élevés (100 mg/m3) aux oxydes d'aluminium chez les ouvriers engagés dans le procédé Bayer (décrit au chapitre Industrie de la transformation et du travail des métaux) ont démontré que des travailleurs ayant plus de vingt ans d'exposition peuvent développer des altérations pulmonaires. Ces changements sont cliniquement caractérisés par des degrés mineurs, principalement asymptomatiques, de modifications restrictives de la fonction pulmonaire. Les examens radiographiques pulmonaires ont révélé de petites opacités rares et irrégulières, en particulier à la base des poumons. Ces réponses cliniques ont été attribuées au dépôt de poussière dans le paraenchyme pulmonaire, qui était le résultat d'expositions professionnelles très élevées. Ces signes et symptômes ne peuvent être comparés à la réponse extrême de la maladie de Shaver. Il convient de noter que d'autres études épidémiologiques au Royaume-Uni concernant des expositions généralisées à l'alumine dans l'industrie de la poterie n'ont produit aucune preuve que l'inhalation de poussière d'alumine produise des signes chimiques ou radiographiques de maladie ou de dysfonctionnement pulmonaire.
Les effets toxicologiques des oxydes d'aluminium restent intéressants en raison de leur importance commerciale. Les résultats des expérimentations animales sont controversés. Un oxyde d'aluminium particulièrement fin (0.02 μm à 0.04 μm), catalytiquement actif, peu utilisé dans le commerce, peut provoquer des modifications pulmonaires chez les animaux dosés par injection directement dans les voies respiratoires pulmonaires. Des effets à plus faible dose n'ont pas été observés.
Il convient également de noter que ce que l'on appelle «l'asthme de la salle des cuves», fréquemment observé chez les travailleurs des opérations de transformation de l'aluminium, est probablement attribuable aux expositions aux flux de fluorure plutôt qu'à la poussière d'aluminium elle-même.
La production d'aluminium a été classée dans le groupe 1, situation d'exposition cancérigène connue pour l'homme, par le Centre international de recherche sur le cancer (CIRC). Comme pour les autres maladies décrites ci-dessus, la cancérogénicité est très probablement attribuable aux autres substances présentes (par exemple, les hydrocarbures aromatiques polycycliques (HAP) et la poussière de silice), bien que le rôle exact des poussières d'alumine ne soit tout simplement pas compris.
Certaines données sur l'absorption de niveaux élevés d'aluminium et de dommages aux tissus nerveux sont trouvées chez les personnes nécessitant une dialyse rénale. Ces niveaux élevés d'aluminium ont entraîné des lésions cérébrales graves, voire mortelles. Cette réponse, cependant, a également été observée chez d'autres patients sous dialyse mais qui n'avaient pas un taux d'aluminium cérébral élevé similaire. Les expérimentations animales n'ont pas réussi à reproduire cette réponse cérébrale, ou maladie d'Alzheimer, qui a également été postulée dans la littérature. Les études épidémiologiques et cliniques de suivi sur ces questions n'ont pas été définitives et aucune preuve de tels effets n'a été observée dans les nombreuses études épidémiologiques à grande échelle sur les travailleurs de l'aluminium.