La cryolite est un minéral rare, blanc ou incolore, du groupe des halogènes du Groenland.
Ce minéral ressemble souvent à un bloc de glace, mais il s'agit davantage d'une curiosité de collectionneur que d'une pierre précieuse.
Malgré son absence d'utilisation en tant que pierre précieuse, cette pierre a joué un rôle important dans l'histoire. Sans la cryolite, l'aluminium ne serait pas devenu l'un des métaux les plus produits dans les années 1900, contribuant à gagner des guerres et même à fabriquer le premier avion !
Vous voulez en savoir plus ? Rejoignez-moi pour découvrir les secrets de l'utilisation de la cryolite, son histoire et sa valeur, et bien plus encore !
Qu'est-ce qu'une pierre cryolite ?
La cryolite est apparentée à la fluorine, une pierre semi-précieuse. Les scientifiques utilisent parfois la fluorine pour produire de la cryolite synthétique.
La cryolite a de nombreuses utilisations industrielles, telles que :
Feux d'artifice (les rend jaunes)
Verre (le rend blanc et opaque, populaire dans le passé pour la protection des yeux).
Insecticides et pesticides
Émail et céramique (charge dans les abrasifs et les émaux collés).
Cependant, l'utilisation la plus importante est l'extraction de l'aluminium.
Cryolite pour l'extraction de l'aluminium
Au début des années 1800, les scientifiques ont utilisé l'électrolyse de la bauxite, une roche contenant de l'aluminium, pour séparer l'aluminium. L'électrolyse consiste à faire fondre la substance et à la faire passer par un courant électrique.
Malheureusement, la fusion de la bauxite exigeait des températures extrêmement élevées - trop élevées pour être réalisées de manière rentable.
Cependant, l'ajout de cryolite fondue abaisse le point de fusion, augmente la conductivité et facilite le processus de séparation (dissolution), ce qui rend l'électrolyse pour l'extraction de l'aluminium moins chère et plus efficace.
Spécifications et propriétés de la cryolite
La formule de la cryolite est Na3AlF6, écrite comme fluorure d'aluminium de sodium ou hexafluoroaluminate de sodium. L'aluminium constitue 13 % de la cryolite.
Ce minéral appartient au groupe des halogènes, avec la fluorine, la sylvite et l'halite. Les minéraux de ce groupe sont des sels halogénés, c'est-à-dire des sels qui se forment lorsque le sodium, le fluorure et/ou l'acide chlorhydrique réagissent avec un métal.
La cryolite forme normalement des masses granulaires. Elle peut également former de petits cristaux prismatiques, mais ceux-ci sont plus rares. Divers types de jumelage sont également courants.
Les autres couleurs de pierre proviennent presque toujours d'inclusions minérales, par exemple, le jaune-ambré de la pyrite ou le rouge-brun de la sphalérite.
Voici d'autres propriétés du minéral cryolite :
Dureté Mohs : 2,5-3
Couleur : Habituellement incolore à blanc ; peut être légèrement brun, rouge ou jaune ; rarement violet, gris ou noir.
Structure cristalline : monoclinique
Éclat : vitreux (vitreux) à huileux, nacré sur [001].
Transparence : Translucide ; rarement transparent.
Indice de réfraction : 1,338-1,339
Densité : 2,95-3,00
Décolleté : Aucun, mais clivage dans 3 directions (clivage pseudo-cubique).
Fracture : Non-uniforme
Luminosité : Blanc
Luminescence : Thermoluminescence faible (lueur induite par la chaleur) ; parfois fluorescence et phosphorescence - jaune clair en SW-UV et jaune clair en LW-UV ; certains spécimens canadiens montrent une fluorescence bleu clair en SW-UV.
L'une des propriétés les plus fascinantes de la cryolite est son invisibilité dans l'eau.
À 1,338, l'indice de réfraction de la cryolite est extrêmement proche de celui de l'eau (1,333). Ainsi, si vous plongez de la cryolite incolore dans l'eau, elle apparaît invisible, comme si elle avait soudainement disparu.
Cette apparence magique a joué un rôle dans l'importance précoce des cristaux de cryolite.
L'histoire de la cryolite
Bien avant sa découverte officielle, la cryolite du Groenland était connue des Inuits, qui la surnommaient "la glace qui ne fond jamais".
Le nom "cryolite" vient du mot grec kryos qui signifie "glace". Les justifications varient - son aspect gelé, sa découverte dans le Groenland gelé et la capacité du minéral à fondre comme de l'eau salée gelée sous un sarcophage ont tous été cités.
Première découverte officielle
La première description officielle de la cryolite remonte à 1799, lorsque le médecin danois Peder Christian Abildgaard se trouvait à Ivittuut (alors Ivigtut), au Groenland, en 1798. Il a trouvé un minéral unique "blanc, ressemblant à une étincelle" et l'a apporté au Danemark.
Abildgaard a rédigé un rapport sur le nouveau minéral, qu'il a publié dans le numéro de 1799 du General Journal of Chemistry (traduit de l'allemand) et qu'il a présenté quelques années plus tard à la Royal Danish Scientific Society sous le nom de "cryolite".
La même année, des ingénieurs britanniques dirigés par J.W. Taylor ont commencé à exploiter des mines à Ivittuut, mais ils cherchaient du plomb et de l'argent. Ces efforts ont été couronnés de succès mais n'ont pas duré longtemps.
Croissance de la cryolithe d'aluminium
Au début, la cryolite n'était qu'une source mineure d'aluminium et un matériau pour créer de l'hydroxyde de sodium (soude caustique), mais près d'un siècle après sa découverte, la cryolite a commencé à être utilisée de manière significative. Cependant, près d'un siècle après sa découverte, la cryolite a commencé à être utilisée de manière significative. A quoi servait la cryolite ? Pour extraire l'aluminium.
Deux chimistes, Charles Martin et Paul Héroult, ont découvert simultanément (mais séparément) les avantages de la cryolite comme fondant pour l'extraction de l'aluminium en 1886. Cette découverte, appelée le procédé Hall-Héroult, a rendu la cryolite indispensable.
L'aluminium, autrefois un métal rare et cher, est devenu moins cher et plus disponible que jamais. Au-delà des articles ménagers de base, l'utilisation la plus notable était celle des avions, car les métaux d'aluminium étaient durables mais légers.
Après le célèbre vol des frères Wright en 1903, dont l'avion était principalement constitué d'aluminium, le métal est devenu un élément précieux de l'aviation et a été surnommé "le métal qui a des ailes".
La cryolite permettant d'extraire l'aluminium était si précieuse que l'armée américaine a placé la mine d'Ivittuut sous haute surveillance pendant la Seconde Guerre mondiale afin de protéger le matériel aéronautique allemand.
Cryolite synthétique et épuisement du minerai
La demande d'aluminium ayant augmenté, il est devenu évident que la cryolite naturelle ne suffirait pas, et les scientifiques ont donc commencé à essayer de la synthétiser. En 1933, des scientifiques soviétiques ont découvert comment produire de la cryolite synthétique, ce qui a permis de poursuivre son utilisation industrielle.
L'exploitation du gisement du Groenland s'est poursuivie jusqu'en 1987, date à laquelle l'approvisionnement commercial a été épuisé. Depuis 1960, le dernier cryolite est destiné à la compagnie aérienne Air Greenland nouvellement créée.
Propriétés de la cryolite en tant que pierre précieuse
Comme on le sait, la cryolite est rarement, voire jamais, utilisée comme pierre précieuse.
Bien que quelques cristaux aient été taillés, le matériau est devenu trop rare. Le matériau restant ne permet que de très petites pierres précieuses à facettes.
Même la cryolithe synthétique présente la même douceur et la même fragilité que le matériau naturel, ce qui la rend tout aussi difficile à entretenir en tant qu'accessoire. Les cristaux ou les spécimens de cryolite sont les plus courants dans les collections, bien que des entreprises internationales puissent produire quelques bijoux en cryolite.
En parlant de produits synthétiques, comment la cryolite synthétique est-elle fabriquée ?
Matériaux synthétiques
La fabrication de la cryolithe granulaire synthétique commence généralement par l'utilisation d'hydroxyde d'aluminium et d'acide fluorhydrique. Les deux réagissent, créant un nouvel acide. Le chlorure de sodium est ensuite utilisé pour transformer le nouvel acide en un sel de sodium. Et c'est tout ! Cryolite synthétique.
Alors comment se forme la vraie cryolite ?
Formation et sources de la cryolite
La cryolite du Groenland s'est formée dans une pegmatite granitique avec de nombreux autres minéraux rares, ainsi que de la sidérite et de la galène riches en fer. Il peut également se former dans les roches alcalines.
Comme le sel, la cryolite se forme lorsque l'eau salée (des lacs ou des océans) s'évapore. Des minéraux tels que la sidérite se trouvent souvent dans ou au-dessus de la cryolite.
Sites miniers
La cryolite est-elle encore exploitée ? En petites quantités, oui. Bien que le gisement du Groenland ait été déclaré "commercialement éteint" dans les années 1980, de petites quantités existent ailleurs.
Alors, où trouve-t-on la cryolite ? Brésil, Canada, Namibie, Russie, Espagne, États-Unis d'Amérique (Colorado, Virginie).
Cela signifie que vous pouvez toujours trouver un cristal de cryolite, mais combien coûte la cryolite ?
Prix et valeur de la cryolite
Bien que rare, la cryolite reste assez abordable. Le prix d'un cristal de cryolite à vendre est le plus élevé s'il provient du Groenland, les petits cristaux allant de 100 à 600 dollars.
Les cristaux de cryolite provenant de l'extérieur du Groenland coûtent généralement entre 12 et 50 dollars. Les pierres taillées sont encore plus abordables, coûtant généralement entre 10 et 30 $. Les spécimens bruts varient en fonction de la présence d'autres minéraux, mais coûtent généralement entre 15 et 100 $.
Soins et entretien de la cryolite
Ceux qui sont conscients du danger que représente le fluor à des niveaux élevés peuvent se demander : la cryolite est-elle toxique ? En quelque sorte. L'EPA américaine classe la cryolite comme un "irritant modéré", mais la situation vraiment dangereuse serait de travailler avec la poudre de cryolite à la chaleur.
Maintenant, parlons de l'entretien des pierres précieuses. Bien qu'il ne se dissolve pas complètement dans l'eau, il est facilement soluble. La cryolite se dissout complètement dans les solutions de chlorure d'aluminium ou d'acide sulfurique.
La façon la plus sûre de nettoyer est d'utiliser une brosse douce, de l'eau chaude et un savon doux. Rincez ensuite la pierre, mais ne la laissez pas longtemps dans l'eau. Avec un chiffon doux et sans poussière, retirez délicatement l'eau de la pierre. Évitez de frotter ou d'essuyer.
Avez-vous besoin d'un cristal comme la cryolite ?
Bien que la plupart de son importance appartienne au passé, la cryolithe reste une merveille sous-estimée.
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