Cryolithe

La cryolite est un minéral transparent à translucide, d'éclat vitreux et de couleur incolore, blanche, grise, parfois d'un brun rougeâtre à brun-noir. Soumise à un rayonnement ultraviolet, elle est fluorescente et thermoluminescente. Son trait est blanc et sa fracture irrégulière. Son habitus est massif, elle forme des groupes de cristaux à orientations parallèles. Son faciès est prismatique, pseudocubique, pseudoquadratique ou cuboïde ; il présente des faces striées. Il s'agit d'un minéral peu dur : sa dureté, de 2,5 à 3 sur l'échelle de Mohs, situe la cryolite entre le gypse et la calcite. Sa densité est faible et a une valeur de 2,95. Dans les applications industrielles, elle se présente le plus souvent sous forme de poudre blanche. La cryolite est soluble dans l'acide sulfurique concentré chaud, dégageant du HF, fluorure d'hydrogène) sous forme de gaz et des sulfates de sodium et d'aluminium. Elle fond à 1 011 °C.

La cryolithe fondue est utilisée comme solvant de l'oxyde d'aluminium (Al2O3) 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 2000–2500 ° 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.

Dans le folklore traditionnel, cryolithe était considéré comme une pierre de protection. Dans les temps anciens, les gens croyaient que cryolithe repoussait les esprits maléfiques, ils le portaient donc autour de leur poitrine, souvent serti dans de l'or, pour dissuader les fantômes et ainsi se protéger.

La cryolite a été décrite pour la première fois en 1798 par le vétérinaire et médecin danois Peder Christian Abildgaard (1740–1801); elle a été obtenue à partir d'un dépôt situé à Ivigtut et au fjord Arsuk, au sud-ouest du Groenland. Le nom est dérivé des mots grecs κρύος (cryos) = gel, 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 Cornwells Heights, en Pennsylvanie, au cours des XIXe et XXe siècles. Elle a été historiquement utilisée comme minerai d'aluminium et plus tard dans le traitement électrolytique du minerai d'oxyde riche en aluminium, la bauxite (qui est elle-même une combinaison de minéraux d'oxyde d'aluminium comme 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 la cryolite comme fondant pour dissoudre le(s) minéral(aux) d'oxyde. La cryolite pure elle-même fond à 1012 °C (1285 K), et elle peut dissoudre les oxydes d'aluminium suffisamment bien pour permettre une extraction facile de l'aluminium par électrolyse. Une énergie considérable est toujours nécessaire pour chauffer les matériaux et effectuer l'électrolyse, mais c'est beaucoup plus économe en énergie que de faire fondre les oxydes eux-mêmes. Comme la cryolite naturelle est trop rare pour être utilisée à cette fin, le fluorure de sodium et d'aluminium synthétique est produit à partir du minéral commun fluorite.

Canada Carrière Poudrette, Mont Saint-Hilaire, Rouville Co., Montérégie, Québec Groenland Gîte de cryolite d'Ivigtut, Ivittuut, dans le sud-est du Groenland Ouest : topotype Namibie Kalkfeld, Distict de Damaraland, région de Kunene Tchéquie Huber stock, Jáchymov (St Joachimsthal), région de Karlovy Vary, Bohème Brésil Gisement de Pitinga, Madeira granite, Amazonia

La cryolite est un minéral qui apparaît dans un stade avancé de la décomposition de certaines pegmatites granitiques, car du gisement topotype. Après avoir exploré le Groenland, l'allemand Karl Ludwig Giesecke, employé par la Compagnie royale du commerce groenlandais, montra en 1820 que la cryolite n'était que peu présente. Le gisement se situait dans la baie de Arsuk, près de la ville appelée Ivittuut. La mine qui exploitait ce gisement a fermé en 1987. Elle se trouve dans les granites alcalins stannifères, mais aussi dans les rhyolites à topaze, riches en fluor, et en amas dans les veines de carbonatites dans les gneiss à biotite fénitisé. La cryolite peut être trouvée associée à plusieurs minéraux : sidérite, topaze pyrrhotite, fluorite et autres fluorures : pachnolite, thomsénolite, cryolithionite, chiolite ; ces quatre fluorures provenant généralement de l'altération de la cryolite (pour Ivittuut) ; sodalite, villiaumite, eudialyte, lovozerite, natrolite, chabazite, aegirine (Mont Saint-Hilaire, Québec).

À la fin du XVIII siècle, un cargo de la Compagnie royale du commerce groenlandais ramène du Groenland des échantillons de divers minerais à Copenhague. Les premiers échantillons de cryolite ont été étudiés par Heinrich Christian Friedrich Schumacher en 1795 (professeur de médecine, botaniste et minéralogiste à l'Académie royale de chirurgie) puis par le brésilien José Bonifácio de Andrada e Silva, mais c'est la description du danois Peter Christian Abildgaard qui fait référence en 1799. De Andrada rapporta que la cryolite avait un aspect transparent et brillant et qu'elle avait la propriété de fondre sous l'action d'une flamme, comme de la glace. Le terme « cryolite » signifie « pierre gelée » en grec (κρύος « froid », λίθος « pierre »). Les habitants du Groenland l'appelaient orsukksiksæt. L'analyse chimique de la cryolite a été faite de manière indépendante par Martin Heinrich Klaproth à Berlin et Louis-Nicolas Vauquelin à Paris.