Cryolite - Cryolite
| Cryolite | |
|---|---|
 Cryolite d'Ivigtut Groenland
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| Général | |
| Catégorie | Minéral halogénure |
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Formule (unité répétitive) |
Na 3 AlF 6 |
| Classement de Strunz | 3.CB.15 |
| Classement de Dana | 11.6.1.1 |
| Système de cristal | Monoclinique |
| Classe de cristal | Prismatique (2/m) (même symbole HM ) |
| Groupe d'espace | P2 1 /n |
| Cellule unitaire | a = 7,7564(3) , b = 5,5959(2) , c = 5,4024(2) ; = 90,18° ; Z = 2 |
| Identification | |
| Masse de formule | 209,9 g mol -1 |
| Couleur | Incolore à blanc, également brunâtre, rougeâtre et rarement noir |
| Habit de cristal | Généralement massif, grossièrement granuleux. Les cristaux rares sont equants et pseudocubiques |
| Jumelage | Très fréquent, souvent répété ou polysynthétique avec occurrence simultanée de plusieurs lois gémellaires |
| Clivage | Aucun observé |
| Fracture | Inégal |
| Ténacité | Fragile |
| Dureté à l'échelle de Mohs | 2,5 à 3 |
| Lustre | Vitreux à gras, nacré sur {001} |
| Traînée | blanche |
| Diaphanéité | Transparent à translucide |
| Densité spécifique | 2,95 à 3,0. |
| Propriétés optiques | Biaxial (+) |
| Indice de réfraction | n α = 1,3385 à 1,339, n β = 1,3389 à 1,339, n γ = 1,3396 à 1,34 |
| Biréfringence | = 0,001 |
| Angle 2V | 43° |
| Dispersion | r < v |
| Point de fusion | 1012 °C |
| Solubilité | Soluble dans une solution d' AlCl 3 , soluble dans H 2 SO 4 avec dégagement de HF, qui est toxique. Insoluble dans l'eau. |
| Autres caractéristiques | Faiblement thermoluminescent. Les petits fragments clairs deviennent presque invisibles lorsqu'ils sont placés dans l'eau, car son indice de réfraction est proche de celui de l'eau. Peut présenter une fluorescence jaune intense sous SWUV, avec une phosphorescence jaune, et une phosphorescence jaune pâle sous LWUV. Non radioactif. |
| Les références | |
La cryolite ( Na 3 Al F 6 , hexafluoroaluminate de sodium ) est un minéral rare identifié avec le gisement autrefois important d' Ivittuut sur la côte ouest du Groenland , épuisé en 1987.
Histoire
La cryolite a été décrite pour la première fois en 1798 par le vétérinaire et médecin danois Peder Christian Abildgaard (1740-1801); il a été obtenu à partir d'un gisement à Ivigtut (ancienne orthographe) et à proximité du fjord Arsuk, dans le sud-ouest du Groenland. Le nom est dérivé des mots grecs κρύος (cryos) = givre et λίθος (lithos) = pierre. La Pennsylvania Salt Manufacturing Company a utilisé de grandes quantités de cryolite pour fabriquer de la soude caustique dans ses usines de Natrona , en Pennsylvanie , et à son usine de Cornwells Heights, en Pennsylvanie , au cours des 19e et 20e siècles.
Il a été historiquement utilisé comme minerai d'aluminium et plus tard dans le traitement électrolytique de la bauxite, un minerai d' oxyde riche en aluminium (elle-même une combinaison de minéraux d' oxyde d'aluminium tels que la gibbsite , la boehmite et la diaspore ). La difficulté de séparer l'aluminium de l'oxygène dans les minerais d'oxyde a été surmontée par l'utilisation de cryolite comme fondant pour dissoudre le ou les minéraux d'oxyde. La cryolithe pure fond elle-même à 1012 °C (1285 K ), et elle peut suffisamment bien dissoudre les oxydes d'aluminium pour permettre une extraction facile de l'aluminium par électrolyse . Une énergie substantielle est encore nécessaire à la fois pour chauffer les matériaux et pour l'électrolyse, mais elle est beaucoup plus économe en énergie que la fusion des oxydes eux-mêmes. Comme la cryolite naturelle est maintenant trop rare pour être utilisée à cette fin, le fluorure de sodium et d'aluminium synthétique est produit à partir de la fluorite minérale commune .
Emplacements sources
Outre Ivittuut , sur la côte ouest du Groenland où la cryolithe peut être trouvée en grande quantité, de petits gisements de cryolithe ont également été signalés dans certaines régions d' Espagne , au pied de Pikes Peak dans le Colorado , à Falcon Quarry près de Montréal au Québec , au Canada et également à Miask, Russie .
Les usages
La cryolithe fondue est utilisée comme solvant de l'oxyde d'aluminium (Al 2 O 3 ) dans le procédé Hall-Héroult , utilisé dans le raffinage de l' aluminium . Il diminue le point de fusion de l'oxyde d'aluminium fondu (à l'état liquide) de 2000 à 2500 °C à 900-1000 °C, et augmente sa conductivité , rendant ainsi l'extraction de l'aluminium plus économique.
La cryolite est utilisée comme insecticide et pesticide . Il est également utilisé pour donner aux feux d'artifice une couleur jaune.
Propriétés physiques
La cryolite se présente sous forme de cristaux monocliniques prismatiques vitreux, incolores, blanc-rougeâtre à gris-noir . Il a une dureté Mohs de 2,5 à 3 et une densité d'environ 2,95 à 3,0. Il est translucide à transparent avec un indice de réfraction très faible d'environ 1,34, ce qui est très proche de celui de l' eau ; ainsi, si elle est immergée dans l'eau, la cryolite devient essentiellement invisible.