Aluminothermie

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Réaction aluminothermique sur une pièce en fer
Soudure aluminothermique de deux rails de chemin de fer bout-à-bout
Des morceaux de moules en sable à prise chimique ayant servi à souder des rails de chemin de fer comme ceux-ci peuvent être trouvés le long des voies.

L’aluminothermie est un procédé pyrométallurgique de production de métaux purs, mettant en jeu la réduction exothermique de divers oxydes métalliques par l’aluminium en poudre. La réaction se déroule à haute température — plus de 2 800 °C.

L’une des utilisations la plus courante est le soudage des rails de chemin de fer à partir d'un mélange de poudre d'hématite — un oxyde de fer rouge, de formule Fe2O3 — et d'aluminium grâce à la réaction suivante : Fe2O3 + 2 Al → 2 Fe + Al2O3. Ce mélange est fréquemment nommé thermite dans les pays anglo-saxons.

Elle se décompose en deux demi-réactions :

  • réduction de l’oxyde de fer : Fe2O3 + 6 e- → 2 Fe + 3 O2-
  • oxydation de l’aluminium : 2 Al + 3 O2- → Al2O3 + 6 e-

Outre l'hématite, on utilise également couramment comme oxydant la magnétite, un oxyde de fer noir ou bleu, de formule Fe3O4). Le fer obtenu ainsi est pur. Cela présente donc une alternative au fer le plus abondamment réduit industriellement dans les hauts-fourneaux, qui sort sous forme de fonte ou d'acier.

Plusieurs métaux peuvent être obtenus industriellement par aluminothermie, lorsque leur pureté doit être élevée, comme le nickel ou le silicium.

Voir aussi[modifier | modifier le code]

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