Zinc

iso	AN	demi-vie	MD	Ed MeV	PD
⁶⁴Zn	48,6%	Zn est stable avec 34 neutrons
⁶⁵Zn	{syn.}	244,26 jours	ε	1,352	⁶⁵Cu
⁶⁶Zn	27,9%	Zn est stable avec 36 neutrons
⁶⁷Zn	4,1%	Zn est stable avec 37 neutrons
⁶⁸Zn	18,8%	Zn est stable avec 38 neutrons
⁷²Zn	{syn.}	46,5 heures	β	0,458	⁷²Ga

Unités du SI & CNTP, sauf indication contraire.

Le zinc est un élément chimique, de symbole Zn et de numéro atomique 30.

[modifier] Origine de la découverte

Les Anciens qui connaissaient la calamine (minerai carbonaté de zinc) ne paraissent pas avoir utilisé le zinc en tant que métal isolé, encore que des bracelets de zinc aient été découvert en Grèce, dans les mines de Camaros, ce qui a permis de situer leur fabrication vers le V^e siècle av. J.-C.. La première industrialisation de la production est accomplie par William Champion qui brevète en 1738 un procédé de réduction de la calcite.

[modifier] Lexicologie

Le nom dérive du mot Zinke en ancien allemand, ce qui signifie pointe acérée ou dent, lié à l'apparence du zinc refroidi dans un récipient de coulée.
La prononciation académique zɛ̃ɡ (« zingu' ») se retrouve dans zincate ( zɛ̃ɡat, « zingat' »), et explique les dérivés zingage, zinguerie, zingueur.

[modifier] Caractéristiques notables

Le zinc est un métal, moyennement réactif, qui se combine avec l'oxygène et d'autres non-métaux, et qui réagit avec des acides dilués en dégageant de l'hydrogène.
L'état d'oxydation le plus commun du zinc est +2 (appelé ion zincique).

Exposé à l'air, il forme une mince couche d'oxyde imperméable.

[modifier] Oligo-élément indispensable à l'homme

Il est présent dans plusieurs centaines d'enzymes, participe aux échanges oxygène - gaz carbonique par les globules rouges.
D'après une étude effectuée par une équipe de nutritionnistes américains en 1975, la carence en zinc rendrait les rats plus agressifs et moins intelligents. Elle peut-être évitée par une alimentation riche en noix, noisettes, pissenlit, ail, lait, viandes, œufs, poissons et légumes.

[modifier] Utilisations

La principale utilisation du zinc est la galvanisation des aciers : le dépôt d'une mince couche de zinc en surface de l'acier le protège de la corrosion. La galvanisation consomme 47 % du zinc exploité dans le monde. L'acier galvanisé est utilisé dans l'automobile, la construction, l'électroménager, les équipements industriels, etc.

Le laiton — alliage de cuivre et de zinc — et le bronze — alliage de cuivre et d'étain, auquel on ajoute parfois du zinc — consomment 19 % du zinc.

Les alliages de zinc pour pièces moulées (automobile, biens d'équipement manager, pièces industrielles...) représentent 14 % de sa consommation, les produits chimiques, 9 %, et les autres applications (dont les plaques et pièces pour toiture), 11 %.

Il est aussi utilisé en agriculture, comme apport d'oligo-élément, essentiellement en zone de sols fortement calcaires.

La culture la plus sensible aux carences ou insuffisance en zinc est probablement le maïs.

Des symptômes d'insuffisance apparaissent aussi sur la plupart des arbres fruitiers, plus rarement sur la vigne. Les légumes sont moins sensibles, hormis les asperges, les aubergines, les oignons et les pommes de terre.

Les apports, préventifs ou curatifs, se font sur le sol — et il faut alors veiller à la durée de la disponibilité pour les plantes — ou par pulvérisation foliaire.

Pour exemple, les besoins annuels pour le maïs se situent autour de 300 à 500 grammes de zinc par hectare.

[modifier] Minerais de Zinc

Le minerai le plus utilisé est le sulfure de zinc appelé blende ou sphalérite (ZnS). Le mot blende provient du mot allemand blenden : « éblouir, tromper ». Ce sulfure — le plus répandu dans la lithosphère — cristallise dans le système cubique. Il peut contenir des impuretés métalliques, telles du fer (blendes foncées) : la Marmatite ((Zn, Fe)S) contient jusqu’à de 14 % de fer. Dans la nature, la blende est associée à d’autres sulfures, comme la galène (sulfure de plomb : PbS).

La wurtzite à la même composition chimique mais cristallise dans le système hexagonal.

Sous l’ancien vocable de Calamine on trouve la Smithsonite (carbonate de zinc : ZnCO₃) et l'hémimorphite (silicate de zinc : Zn₄Si₂O₇(OH) ₂, H₂O). Les deux minéraux peuvent être associés. Si historiquement, la calamine fut utilisée au début du développement industriel de ce métal, elle est maintenant peu exploitée.

Autre minéraux plus rares :

Franklinite : (Zn, Fe,Mn)(Fe, Mn)₂O₄ ;
Willemite : Zn₂SiO₄ ;
Zincite : ZnO.

[modifier] Production de zinc

La production de zinc à partir de minerai (blende) est effectuée dans deux filières technologogiques distinctes :

la pyrométallurgie ;
l’hydrométallurgie suivie d’une électrolyse.

Les opérations du procédé pyrométallurgique sont :

grillage du sulfure de zinc (ZnS) pour obtenir un oxyde de zinc (ZnO) ;
réduction de l’oxyde pour obtenir du zinc métallique (Zn) ;
affinage du zinc par liquation et distillation pour supprimer les impuretés comme le plomb ou le fer.

Les opérations du procédé hydrométallurgique sont :

grillage du sulfure de zinc (ZnS) pour obtenir un oxyde de zinc (ZnO) et supprimer certaines impuretés (fer) ;
lixiviation pour solubiliser le zinc sous forme de sulfate de zinc (ZnSO₄) ;
cémentation pour éliminer les impuretés : Cobalt, Nickel, Cadmium et Cuivre de la solution de sulfate de zinc ;
électrolyse pour transformer le sulfate de zinc en zinc métal.

Ces deux procédés sont détaillés dans l’article métallurgie extractive du zinc.

[modifier] Quelques données économiques

La consommation mondiale de zinc en 2004 a été de l'ordre de 10 millions de tonnes :

Image:Zinc production.png

Asie 5 057 kt (kt = milliers de tonnes)

Europe 2 840 kt

Amériques 2 113 kt

Océanie 263 kt

Afrique 193 kt

Total 10 466 kt

La production de métal en 2004 s'est répartie de la façon suivante :

Asie 4 729 kt

Europe 2 715 kt

Amériques 1 993 kt

Océanie 474 kt

Afrique 256 kt

Total 10 167 kt

La production minière (en kt de zinc contenu dans le concentré) a été en 2004 de :

Asie 3 340 kt

Europe 1 037 kt

Amériques 3 606 kt

Océanie 1 298 kt

Afrique 353 kt

Total 9 634 kt

(Source).

Le zinc est un des métaux non ferreux cotés à la bourse des métaux de Londres (London Metal Exchange). Son prix au comptant, exprimé en $, est cyclique : entre 1994 et 2005, il a varié entre 725 $/t et 1 760 $/t. En 2006, il a dépassé les 3 000 $/t.

[modifier] Expressions

Dans le langage populaire le zinc désigne le comptoir d'un bar, bien qu'il n'ait jamais été utilisé à cet effet. Ils étaient fabriqués avec un alliage de plomb et d'étain ;
Le zinc est un surnom pour désigner un avion ;
Le plombier-zingueur désigne un plombier ;
« Tu as du zinc dans la tête » : être pénible ;
Dézinguer : tuer.