Vendredi, Février 11 2011 21: 55

Titane

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Gunnar Nordberg

Occurrence et utilisations

Le titane (Ti) est contenu dans de nombreux minéraux, mais seuls quelques-uns d'entre eux ont une importance industrielle. Ceux-ci incluent l'ilménite (FeTiO3), qui contient 52.65 % de Ti et 47.4 % de FeO ; rutile (TiO2), avec des mélanges d'oxyde ferreux ; pérovskite (CaTiO3), qui contient 58.7 % de TiO2 et 41.3 % CaO; et sphène, ou titanite, (CaOTiO2SiO2), qui contient 38.8 % de TiO2. Certains minéraux hétérogènes, tels que la loparite, le pyrochlore et les résidus de traitement de la bauxite et du minerai de cuivre peuvent également être des sources de titane.

Le titane est utilisé sous forme de métal pur, dans des alliages et sous la forme de divers composés. La majeure partie du titane est nécessaire à l'industrie sidérurgique, à la construction navale, à la construction d'avions et de fusées et à la fabrication d'usines chimiques. Le titane est utilisé comme surface protectrice sur les mélangeurs dans l'industrie des pâtes et papiers. On le trouve également dans les appareils chirurgicaux. Le titane a été utilisé pour la fabrication d'électrodes, de filaments de lampes, de peintures, de colorants et de baguettes de soudage. La poudre de titane est utilisée en pyrotechnie et dans l'ingénierie du vide. Le titane est également utilisé en dentisterie et en chirurgie pour implants ou prothèses.

Carbure de titane et nitrure de titane sont utilisés dans la métallurgie des poudres. Titanate de baryum est utilisé pour fabriquer des condensateurs à usage intensif. Le dioxyde de titane est utilisé comme pigment blanc dans les peintures, les revêtements de sol, les tissus d'ameublement, l'électronique, les adhésifs, les toitures, les plastiques et les cosmétiques. Il est également utile comme composant d'émaux et de glaçures pour porcelaine, comme agent de rétrécissement pour les fibres de verre et comme agent délustrant pour les fibres synthétiques. Tétrachlorure de titane agit comme intermédiaire dans la production de titane métallique et de pigments de titane, et comme catalyseur dans l'industrie chimique.

Dangers

La formation de le dioxyde de titane (TiO2) et la poussière de concentré, la poussière de briquettes de brai résultant du concassage, du mélange et du chargement de matières premières en vrac, ainsi que la chaleur rayonnante des fours à coke constituent des risques dans la production de titane. Il peut y avoir du chlore, tétrachlorure de titane (TiCl4) les vapeurs et leurs produits de pyrolyse dans l'air des installations de chloration et de rectification, provenant d'équipements non étanches ou corrodés. L'oxyde de magnésium peut être présent dans l'air de la zone de réduction. La poussière de titane est en suspension dans l'air lorsque l'éponge de titane est assommée, écrasée, séparée et ensachée. L'exposition à la chaleur et au rayonnement infrarouge se produit dans la zone du four à arc (jusqu'à 3 à 5 cal/cm2 par minute).

L'entretien et la réparation des installations de chloration et de rectification, qui comprend le démontage et le nettoyage des équipements et des tuyauteries, créent des conditions de travail particulièrement défavorables : fortes concentrations de TiCl4 vapeurs et produits d'hydrolyse (HCl, Ti(OH)4), qui sont hautement toxiques et irritants. Les travailleurs de ces usines souffrent souvent de maladies des voies respiratoires supérieures et de bronchites aiguës ou chroniques. TiCl liquide4 les éclaboussures sur la peau provoquent des irritations et des brûlures. Contact même très court de la conjonctive avec TiCl4 entraîne une conjonctivite suppurée et une kératite, qui peuvent entraîner des opacités cornéennes. Des expériences sur des animaux ont montré que la poussière de titane métallique, de concentrés de titane, de dioxyde de titane et de carbure de titane est légèrement toxique. Alors que le dioxyde de titane ne s'est pas avéré fibrogène chez les animaux, il semble augmenter la fibrogénicité du quartz lorsqu'il est administré sous forme d'exposition combinée. Une exposition à long terme à la poussière contenant du titane peut entraîner des formes bénignes de maladie pulmonaire chronique (fibrose). Il existe des preuves radiologiques que les travailleurs qui ont manipulé du TiO2 développent pendant de longues périodes des modifications pulmonaires ressemblant à celles observées dans les formes bénignes de silicose. Chez un travailleur qui avait travaillé en contact avec du dioxyde de titane pendant plusieurs années et qui est décédé d'un cancer du cerveau, les poumons présentaient des accumulations de TiO2 et des changements analogues à l'anthracose. Les examens médicaux des travailleurs de la métallurgie des poudres dans divers pays ont révélé des cas de pneumonie chronique due à des poussières mixtes comprenant du carbure de titane. Le degré de cette maladie variait selon les conditions de travail, la durée d'exposition à la poussière et les facteurs individuels.

Les travailleurs qui ont été exposés de façon chronique à la poussière de titane et de dioxyde de titane présentent une incidence élevée de bronchite chronique (endobronchite et péribronchite). Les premiers stades de la maladie sont caractérisés par une altération de la respiration pulmonaire et de la capacité ventilatoire, ainsi que par une alcalinité sanguine réduite. Les tracés électrocardiographiques de ces travailleurs du titane ont révélé des modifications cardiaques caractéristiques d'une maladie pulmonaire avec hypertrophie de l'oreillette droite. Un nombre considérable de ces cas présentaient une hypoxie myocardique à divers degrés, une inhibition de la conductivité auriculo-ventriculaire et intraventriculaire et une bradycardie.

La poussière de titane métallique en suspension dans l'air est explosive.

Les autres risques liés à la production de titane sont les expositions au monoxyde de carbone dans les fours à cokéfaction et à arc, et les brûlures.

Mesures de sécurité et de santé

Contrôler la poussière lors du concassage du minerai en humidifiant le matériau à traiter (jusqu'à 6 à 8 % d'humidité), et en adoptant un procédé continu, qui permet d'enfermer l'équipement avec des dispositifs d'aspiration à tous les points où la poussière peut se former ; l'air chargé de poussière évacué doit être filtré et la poussière collectée doit être recyclée. Des systèmes d'évacuation des poussières doivent être prévus aux postes d'évacuation ; broyeurs, séparateurs et ensacheuses dans l'usine d'éponges de titane. L'abattage avec des marteaux burineurs pneumatiques doit être remplacé par un usinage sur des fraiseuses ou des tours spéciaux.

 

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