Platine

Gisements et productions de platine

À l’état natif, le platine est présent dans les gisements primaires de minerai et/ou des roches magmatiques tels que les dunites. Il est souvent allié à d’autres métaux comme l’iridium (Ir), le fer (Fe), le cuivre (Cu), le nickel (Ni), l’or (Au), etc. On détecte aussi du platine natif dans les gisements secondaires, en l’occurrence, des placers qui sont denses et quasi inaltérables. La source principale du platine est le minerai à base de sperrylite ou l’arséniure de platine dont la formule est PtAs 2. L’alliage du platine et de l’iridium naturel forme aussi le platiniridium. Ce dernier se trouve dans le coopérite minéral ou le sulfure de platine sous la formule PtS.

Norilsk est un complexe métallurgique et minier qui a été créé par la Russie Soviétique en 1935. En 1953, le gisement Norilsk produisit 35 % du nickel, 30 % du cobalt et 90 % des métaux platinoïdes (groupe du platine) de l’Union soviétique. Cette activité autour du platine est d’ailleurs à l’origine de la ville de Norilsk qui abrite 175 000 habitants. La production de ce métal a permis d’ouvrir la voie ferrée qui transporte le minerai de Norilsk vers Doudinka (Ienisseï) et vers l’usine de Severonickel (dans la presqu’île de Kola). À lui seul, le gisement de Norilsk génère près de 23,6 % de la production mondiale de nickel avec 330 000 t. Quant à la production de platine, il ne dépasse pas les 2 g/t puisque c’est un sous-produit du traitement minéral de nickel.

Propriétés physiques et chimiques du corps simple du platine

Le corps simple du platine est un métal de transition bénéficiant d’une teinte blanche ou gris-blanc avec un reflet métallique brillant. La densité de ce platinoïde est de 21,4. Tout comme l’or et l’argent, le platine est à la fois raffiné et précieux. Malléable et assez mou, il affiche une résistance à la corrosion, au ternissement et à l’abrasion. C’est pourquoi il est particulièrement apprécié en bijouterie. Non magnétique, ce métal est considéré comme un bon conducteur de chaleur et d’électricité. D’ailleurs, son coefficient de dilatation thermique avoisine celui du verre. Concernant le point de fusion du platine, celui-ci est de 1 770 °C. En joaillerie, il se soude à une température très élevée de 2 000 °C. Ce métal dense s’oxyde moins facilement. Il reste très blanc, si bien que les artisans joailliers apprécient de le travailler. Il peut atteindre un point d’ébullition allant jusqu’à 3 800 °C.

Sur le plan chimique, le platine reste stable et ne change pas au contact de l’air. On peut le chauffer au chalumeau sans risque de ternir sa surface. Ce métal forme des cloques lorsqu’il se solidifie. La résistance à l’oxydation du platine est relative. Pour cause, l’oxyde de platine ou PtO est formé à partir d’une température et d’une pression élevée.

Le corps simple platine se montre plus réactif que l’iridium et l’osmium métallique. Les bases fortes et les acides forts ne peuvent altérer le platine. Néanmoins, l’eau régale réagit sur le platine afin de former l’ion complexe hexachloroplatinique soluble ainsi que l’ion hexachloroplatinate dont la formule est [Pt (Cl₆)] ²⁻.

Ce métal précieux est remarquable en termes de catalyse et d’absorption. En effet, un tout petit fil de platine est capable de décomposer la vapeur de méthanol en méthanal et en gaz dihydrogène. De plus, le platine est un des premiers métaux précieux que l’on utilise comme catalyseur lors de la synthèse de l’acide sulfurique. On le retrouve dans les pots d’échappement sous l’aspect de mousses en platine finement divisées. Auparavant, ces mousses ou éponges de platine étaient créées à partir de plusieurs procédés thermiques. Leur fabrication récente se fait à base du noir de platine. Le corps organo-platinique est réduit dans une solution aqueuse qui provoque une précipitation chimique de fines particules. La mousse de Pt peut adsorber à température ambiante. L’adsorption signifie qu’il fixe, sur sa grande surface, 100 x son poids de gaz dihydrogène et 20 x son poids de gaz dioxygène. Quand on chauffe la mousse de platine, elle libère ses gaz sans les dénaturer. Depuis les travaux de Sir Humphry Davy en 1817, on considère le platine comme un métal d’adsorption essentiel dans la catalyse, en chimie.

Les premiers objets en platine ont été élaborés par les civilisations précolombiennes. Au XVIe siècle, ce métal a été ramené de l’Amérique centrale et de l’Amérique du Sud vers l’Europe, par les Espagnols qui pensaient que c’était de l’argent. Les orfèvres furent dépités par la température plus élevée du platine par rapport à l’argent, si bien qu’ils surnommèrent cette matière première « platina », traduit par « petit argent ». Le chimiste français Pierre-François Chabaneau fut le premier à réussir à fondre le platine vers le XVIIIe siècle. Sous l’empire français, la maison Mellerio fut la première à utiliser le platine en diadème. Ce dernier a été présenté à l’exposition universelle de 1867 avant d’être acquis par la reine d’Espagne Isabelle II pour sa fille. Jusqu’à aujourd’hui, des membres de la famille royale le portent encore. Les joailliers s’y mettent et créent des parures néoclassiques dites « style guirlande » qui sont très tendance au début du XXe siècle. Le mouvement Art déco suit la tendance platine en l’associant au diamant, au cristal de roche et à l’onyx, comme le cas des célèbres broches fabriquées par Raymond Templier. L’après-Première Guerre mondiale signe le déclin du platine remplacé par l’or blanc ou or gris qui est un alliage rhodié.

Étant un métal dur et rare, le platine est utilisé pour la conception des bagues de fiançailles et de mariage. Cependant, il est concurrencé par l’or qui est plus accessible. Avant la crise financière de 2008, l’once de platine valait 2 000 dollars contre 1 000 dollars pour l’or ; dix ans plus tard, la tendance s’est inversée.

Impacts écologiques et toxicologiques du platine

Il est fréquent d’entendre parler du platine. Mais quels sont ses impacts ? Voici plus de détails.

Impact écologique du platine

À l’état pur et massif, le platine ne pose pas de problème de santé environnementale. En effet, à force d’être utilisé comme catalyseur, le platine s’éparpille dans les différents compartiments de l’environnement, notamment dans l’air urbain. On détecte également un taux de platine élevé dans l’urine humaine.

Les effets toxiques du platine dans le monde

Entre 1993 et 1996, plusieurs analyses d’échantillon d’air et d’urine sont effectuées à Munich. Ceux-ci ont permis d’obtenir les résultats suivants :

• une forte augmentation (triplée) de teneurs en air du platine allant jusqu’à 62 pg/m³ (7,3 ± 6,5 pg/m³ en 1993-1994 à 21,5 ± 13,8 pg/m³ en 1995-1996) ;
• un taux moyen de platine dans l’urine de 6,5 ng/g de créatinine.

96 % des personnes testées avaient moins de 20 ng/g de créatinine et les 4 % présentaient 4 fois plus (contaminés par les alliages dentaires or-platine qu’ils portaient).

À Mexico, le platine est en quantité croissante à cause des poussières dans les zones de circulation des véhicules qui sont équipés de pots catalytiques. En Italie (sol de Naples), le taux de platine peut aller jusqu’à 52 μg/kg contre 110 μg/kg pour le palladium alors que la norme est de 6,2 μg/kg pour le platine et 17,2 μg/kg pour le palladium. À Boston, le taux de platinoïdes et notamment les particules PM10 inhalées par la population est en hausse.

La hausse du taux de ces métalloïdes est le résultat des circulations intenses. En effet, la cartographie de la pollution est inter reliée à celle de la densité de la circulation et du réseau routier. Les pots d’échappement catalytiques sont à l’origine de la croissance des valeurs du platine. Depuis 1993, les proportions respectives de platinoïdes (Pt/Pd/Rh) dans les pots catalytiques suivent des normes strictes.

Les lieux les plus susceptibles d’être contaminés par le platinoïde

Voici les endroits les plus intoxiqués en platinoïdes :

• Les tunnels : ils contiennent de petites particules (PM10) et très petites (PM 2,5). Les PM10 qui représentent les 70 % des particules ne peuvent passer dans les organes humains. En revanche, les PM 2.5 qui représentent 22 % passent dans le sang et d’autres organes.
• Les sédiments de lacs et rivières : ils renferment des platinoïdes en quantité comme dans le lac proche de Boston. Ces couches de sédiment ont nettement augmenté son taux de platinoïdes depuis l’apparition des pots catalytiques et depuis l’introduction des catalyseurs.
• Les échantillons de neige fraîche : on en détecte dans 14 endroits de la vallée d’Aspe (Pyrénées) pendant deux hivers (février 2003 et mars 2004). En 2004, les teneurs en Pt, Pd et Rh sont plus élevées à cause du parc des véhicules européens ainsi que des activités minières russes.
• Les neiges et les glaces du pôle nord : les taux de platines et de platinoïdes ont augmenté entre 1990 et 2000. Cela indique une contamination de toute la stratosphère de l’hémisphère Nord par les platinoïdes, dus également au pot catalytique provenant des convertisseurs catalytiques d’automobiles.
• Les tunnels routiers, les tanneries, les pots catalytiques neufs sont des sources anthropiques de contamination par l’osmium, par l’iridium et par le platine.

Les effets chroniques du platine sur la biosphère

Le potentiel écotoxicologique et toxicologique du platine n’est pas encore bien défini, mais ses effets chroniques sur la biosphère sont prouvés. Tout d’abord, il est considéré comme un puissant catalyseur, que ce soit sous forme de très petites particules. Pouvant se multiplier rapidement, il provoque des effets synergiques potentiels. Le platine touche tous les compartiments de l’environnement et tout l’hémisphère nord par son accroissement. Depuis les dernières décennies, il dispose d’une disponibilité biologique (biodisponibilité) bien plus importante. Enfin, cet élément possède un processus d’accumulation (bioaccumulation) indéniable sur les nombreuses espèces.

Les études sur l’impact écologique et toxicologique du platine sont encore complexes. Pour cause, l’analyse des traces de platine, de palladium et de rhodium n’est pas complète. Il existe aussi des lacunes considérables sur les réels impacts environnementaux du platine. À cela s’ajoutent les émissions (industrielles ou des pots catalytiques) changeantes causées par trois facteurs. Le premier est la perte accélérée d’une partie des catalyseurs des pots catalytiques. Le deuxième est la technologie qui ne permet pas une bonne adhésion des catalyseurs. Enfin, le troisième facteur est l’utilisation de carburants inappropriés par des conducteurs.  

Production du platine

En 2008, l’offre mondiale en platine était de 198 tonnes dont :

• 170 tonnes dérivent de l’extraction minière ;
• 28 tonnes proviennent du recyclage des catalyseurs automobiles.

Les entités qui produisent du platine à l’échelle internationale sont les suivantes :

• Anglo-Américain avec 70 tonnes de platine produit en 2007 ;
• Impala Platinium en Afrique du Sud avec 55 tonnes ;
• Lonmin (ex-Lonrho) avec 22 tonnes de platine ;
• Norilsk Nickel avec 20 tonnes.

La production de platine selon les pays de 2010 à 2020 :

• Afrique du Sud : 94 à 148 tonnes
• Russie : 19 à 25,5 tonnes
• Zimbabwe : 8,8 à 15 tonnes
• Canada : 3,9 à 12,5 tonnes
• États-Unis : 3,45 à 4,2 tonnes
• Autres pays : 2,3 à 6,5 tonnes

Cette production tend à s’achever en 2064 puisque le platine est une ressource non renouvelable.

Commerce du platine en France

En 2014, la France est devenue un importateur net de platine. À l’époque, le prix moyen au gramme de ce métal précieux était de 34 €. De nos jours, le platine vaut plus que l’or. Recevoir une récompense de platine symbolise d’ailleurs un trophée hautement prestigieux.