Procédé Mond

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Le procédé Mond est un procédé chimique d'extraction et de purification du nickel mis au point par Ludwig Mond et al. en 1890[1] et mis en œuvre à l'échelle industrielle dès avant la fin du XIXe siècle[2]. Ce procédé repose sur la réduction d'oxydes de nickel afin d'obtenir ce dernier sous forme métallique pure en utilisant la facilité avec laquelle le monoxyde de carbone forme réversiblement un complexe de tétracarbonyle de nickel Ni(CO)4 : aucun autre élément chimique n'est susceptible de former un tel carbonyle de métal dans les conditions opératoires douces de ce procédé.

Le procédé Mond se déroule en trois étapes :

1. L'oxyde de nickel(II) NiO est réduit au gaz de synthèse pour éliminer l'oxygène, laissant un nickel impur comportant notamment une proportion de fer et de cobalt :

NiO(s) + H2 (g)Ni(s) + H2O(g), avec diverses autres impuretés métalliques dans le nickel.

2. Le résidu métallique est traité au monoxyde de carbone CO à une température d'environ 50 à 60 °C pour être carbonylé, seul le nickel réagissant au CO dans ces conditions pour former un carbonyle gazeux :

Ni(s) + 4 CO(g)Ni(CO)4 (g).

3. Le mélange gazeux de monoxyde de carbone et de tétracarbonyle de nickel est alors chauffé à une température d'environ 220 à 250 °C pour décomposer le Ni(CO)4, qui donne du nickel métallique :

Ni(CO)4 (g)Ni(s) + 4 CO(g), le nickel étant, cette fois, pur.

Cette dernière étape peut être conçue pour produire le nickel sous forme de poudre métallique, mais, le plus souvent, on utilise un substrat à recouvrir par un dépôt de nickel issu de la décomposition du carbonyle. Ainsi, on fait tomber de petites pastilles chaudes à travers le gaz carbonylé afin qu'une couche de nickel pur se dépose à la surface de ces pastilles pour les faire grossir.

Ce procédé peut également être utilisé pour déposer du nickel à la surface d'autres métaux, lorsque la forme des pièces métalliques où la présence d'angles aigus rend les méthodes de galvanoplastie difficiles à mettre en œuvre. Cependant, la toxicité du monoxyde de carbone et des carbonyles de métal limite l'usage de ce type de procédé pour ce genre d'applications, pour lesquelles on préfère recourir au nickelage autocatalytique.

Notes et références[modifier | modifier le code]

  1. (en) Ludwig Mond, Carl Langer et Friedrich Quincke, « L.—Action of carbon monoxide on nickel », Journal of the Chemical Society, Transactions, vol. 57,‎ 1890, p. 749-753 (lire en ligne) DOI:10.1039/CT8905700749
  2. (en) « The Extraction of Nickel from its Ores by the Mond Process », Nature, vol. 59,‎ 17 novembre 1898, p. 63-64 (lire en ligne) DOI:10.1038/059063a0