LE TITANE

 

L’origine, la production et les applications

Le titane (Ti) est présent dans de nombreux minerais, mais seuls quelques-uns d’entre eux ont une importance industrielle: l’ilmé-nite (FeTiO3), qui renferme 52,65% de Ti et 47,4% d’oxyde de fer (FeO); le rutile (TiO2), en mélange avec l’oxyde ferreux; la pérovskite (CaTiO3), qui contient 58,7% de dioxyde de titane (TiO2) et 41,3% d’oxyde de calcium (CaO); et la sphène, ou titanite (CaOTiO2·SiO2), qui renferme 38,8% de TiO2. Certains minerais hétérogènes, tels que la loparite, le pyrochlore et des résidus du traitement de la bauxite et de minerais de cuivre, peuvent contenir du titane.

 

Le titane est utilisé sous la forme de métal pur, d’alliage ou de divers composés, principalement dans la sidérurgie, la construction navale, l’industrie aéronautique, l’aérospatiale et l’industrie chimique. Le chemisage interne des cuves de mélange de la pâte de bois comporte un revêtement protecteur de titane. Le titane trouve également des applications en chirurgie. Il est aussi utilisé pour la fabrication d’électrodes, de filaments de lampes, de peintures, de colorants et de baguettes de soudage. La poudre de titane est employée en pyrotechnie et dans la technique du vide. Le titane sert également en dentisterie et en chirurgie pour des implants ou des prothèses.

 

Le carbure de titane et le nitrure de titane sont employés dans la métallurgie des poudres. Le titanate de baryum est utilisé dans la fabrication de gros condensateurs. Le dioxyde de titane sert de pigment blanc dans les peintures, les revêtements de sol, la tapisserie d’ameublement, les composants électroniques, les adhésifs, les matériaux de couverture, les matières plastiques et les cosmétiques. C’est également un constituant des vernis et glaçures de porcelaine, un agent de rétrécissement pour les fibres de verre et un agent de délustrage pour les fibres synthétiques. Le tétrachlorure de titane est utilisé comme intermédiaire dans la production du titane métal et des pigments à base de titane; il sert de catalyseur dans l’industrie chimique.

 

Les risques

La formation de dioxyde de titane (TiO2), de poussières de concentré et de poussières de briquettes au cours du broyage, du malaxage et du transport des matières premières en vrac, de même que la chaleur rayonnante des fours de cokéfaction, sont les risques liés à la production du titane. L’atmosphère des usines de chloration et de rectification peut contenir des vapeurs de chlore, de tétrachlorure de titane (TiCl4) et de ses produits de pyrolyse si les installations ont des fuites ou sont corrodées. De l’oxyde de magnésium peut être présent dans l’atmosphère des zones de réduction. On trouve des poussières de titane en suspension dans l’air lorsque l’éponge de titane (formée par la réduction du tétrachlorure en titane métal sous l’action du magnésium) est éjectée, broyée, séparée et ensachée. L’exposition à la chaleur et au rayonnement infrarouge est à craindre à proximité des fours à arc (jusqu’à 3 à 5 cal/cm2 par minute).

 

La maintenance et la réparation des installations de chloration et de rectification, qui comprennent le démontage et le nettoyage de leurs éléments, créent des conditions de travail particulièrement dangereuses du fait des concentrations élevées de vapeurs de TiCl4 et de produits d’hydrolyse (HCl, Ti(OH)4), qui sont très toxiques et irritantes. Le personnel de ces usines souffre souvent de maladies des voies respiratoires supérieures et de bronchites aiguës ou chroniques. Le TiCl4 liquide provoque, au contact de la peau, une irritation et des brûlures; un contact même bref avec la conjonctive occasionne une conjonctivite suppurative et une kératite qui peuvent aboutir à des opacités de la cornée. L’expérimentation animale a montré que les poussières de titane métallique, les concentrés de titane, le dioxyde de titane et le carbure de titane sont très toxiques. Alors que le dioxyde de titane ne s’est pas révélé fibrogène chez les animaux, il semble augmenter la fibrogénicité du quartz en cas d’exposition combinée. L’exposition prolongée à des poussières renfermant du titane peut conduire à des formes bénignes de maladies pulmonaires chroniques (fibrose). Des examens radiologiques ont montré que des travailleurs ayant manipulé du TiO2 pendant des périodes prolongées présentent des altérations pulmonaires semblables à celles observées dans les formes bénignes de silicose. Chez un travailleur qui avait été en contact avec du dioxyde de titane pendant plusieurs années et est mort d’un cancer du cerveau, les poumons présentaient des accumulations de TiO2 et des altérations analogues à celles de l’anthracose. Les examens médicaux de travailleurs employés dans la métallurgie des poudres de divers pays ont révélé des cas de pneumonie chronique due à des poussières mixtes contenant du carbure de titane; la gravité de la maladie est fonction des conditions de travail, de la durée de l’exposition et de facteurs individuels.

 

Les travailleurs qui ont subi une exposition chronique à des poussières de titane et de dioxyde de titane présentent une fréquence élevée de bronchite chronique (endobronchite et péri-bronchite); les stades précoces de la maladie se caractérisent par une respiration pulmonaire et une capacité ventilatoire altérées et par une alcalinité sanguine réduite. Les électrocardiogrammes de ces travailleurs révèlent des modifications cardiaques caractéristiques d’affections pulmonaires avec hypertrophie de l’auricule droite. Un grand nombre des sujets présentent une hypoxie myo-cardique à divers degrés de gravité, une conductivité atrioventriculaire et intraventriculaire inhibée, et une bradycardie.

 

Les poussières de titane métallique en suspension dans l’air sont explosives.

 

D’autres risques encourus lors de la production de titane sont ceux de brûlures et d’exposition au monoxyde de carbone à proximité des fours de cokéfaction et des fours à arc.

 

Les mesures de sécurité et d’hygiène

L’empoussièrement créé pendant le broyage du minerai devrait être combattu par l’arrosage des matériaux à traiter (jusqu’à 6 à 8% d’humidité) et par l’adoption d’un procédé continu permettant un encoffrement des installations et une aspiration efficace. L’air chargé de poussières devrait être filtré et les poussières recueillies et recyclées. Elles devraient être captées par aspiration aux postes de broyage, de décochage, de séparation et d’ensa-chage. Le décochage à l’aide de marteaux pneumatiques devrait être remplacé par un usinage sur des machines spéciales.