Bauxite

Bauxite ou minerai d'aluminium

Bauxite (Hérault) avec des pisolites

Bauxite

La bauxite est une roche latéritique blanche, rouge ou grise, caractérisée par sa forte teneur en alumine Al₂O₃ et en oxydes de fer. Cette roche constitue le principal minerai permettant la production d'aluminium.

Elle se forme par altération continentale en climat chaud et humide. De structure variée, elle contient dans des proportions variables des hydrates d'alumine, de la kaolinite, de la silice et des oxydes de fer qui lui confèrent souvent une coloration rouge.

Ses minéraux spécifiques sont les hydrates d'alumine comme les polymorphes de Al(OH)₃ (bayerite et gibbsite, monocliniques) et ceux de AlO(OH) (diaspore et boehmite, orthorhombiques). Cette altérite n'est considérée comme minerai d'aluminium que si sa teneur en silice totale ne franchit pas un seuil variable selon les coûts du procédé d'extraction de l'alumine (procédé Bayer), puis de la transformation de l'alumine en aluminium par électrolyse. En règle générale, ces teneurs limites en silice ne dépassent pas 8 % et en aucun cas ne peuvent dépasser 15 %, valeur pour laquelle les hydrates d'alumine sont instables au profit de la kaolinite. Par démantèlement, cette roche résiduelle donne naissance à diverses autres roches de type sédimentaire que ce soit en milieu marin ou continental, voire souterrain par soutirage dans leur substrat carbonaté par dissolution de ce dernier (aramonite).

Historique

La bauxite a été découverte par le chimiste Pierre Berthier en 1821 près du village des Baux-de-Provence (près d'Avignon et Arles dans le massif des Alpilles en France). Il découvrit la bauxite en cherchant du minerai de fer pour le compte d'industriels lyonnais.

Il lui donna le nom de « terre d'alumine des Baux ». Le nom fut transformé en « beauxite » par Armand Dufrénoy en 1847 puis en « bauxite » par Henry Sainte-Claire Deville en 1861^{[réf. nécessaire]}. Le premier site industriel producteur d'aluminium au monde utilise la bauxite qui est amenée à Salindres dans le Gard, dès 1860.

Composition des minerais

Couche de bauxite sur du grès, Weipa, Australie

Bauxite provenant de Slovaquie

La bauxite est issue de l'altération des granites en climat tropical comme dans les Baux-de-Provence qui a donné des cuirasses latéritiques de couleur jaune ocre.

Composition générale

On distingue deux types de bauxite : la bauxite de karst et la bauxite latéritique. Elles sont constituées de minéraux de la famille des hydroxydes et oxydes d'aluminium, des hydroxydes et des oxydes de fer, des minéraux de titane, des minéraux argileux.

Les oxydes et hydroxydes d'aluminium

• La bayerite α-Al(OH)₃ et la gibbsite γ-Al(OH)₃ (appelée également « hydrargillite »), monocliniques. Elles sont souvent présentes dans les bauxites latéritiques (bauxite à gibbsite de la Jamaïque). On les trouve avec d'autres hydroxydes d'aluminium dans la bauxite de karst.
• La bœhmite : γ-AlO(OH) (orthorhombique). La bœhmite est très présente dans les bauxites de karst associé avec un autre hydroxyde.
• Le diaspore : α-AlO(OH) (orthorhombique).
• Le corindon : α-Al₂O₃ (trigonal à réseau rhomboédrique).

Les hydroxydes et oxydes de fer

Les plus fréquents sont :

• la goethite : α-FeO(OH) et la lépidocrocite, γ-FeO(OH) (orthorhombiques) ;
• l'hématite : α-Fe₂O₃.

On trouve également la magnétite (Fe₃O₄) et la maghémite (γ-Fe₂O₃).

À cause de la présence de ces minéraux de fer, la bauxite avait longtemps été considérée au XIX^e siècle comme un minerai de fer trop riche en aluminium pour être utilisé.

Minéraux de titane

Le titane est principalement présent sous forme de TiO₂ (rutile, anatase, brookite).

Argile

Concentrée à la base et au sommet des couches de bauxite, on trouve fréquemment de la kaolinite Al₂Si₂O₅(OH)₄ souvent associée à la bœhmite et la gibbsite, minéraux qui en dérivent par hydrolyse en milieu continental ou y reviennent par silicification progressant depuis la couverture sédimentaire du minerai.

Production

L'évolution de la production

Gisements de bauxite en 2005

(a) 1886 : démarrage de la fabrication de l'aluminium par le procédé Héroult-Hall.

Le démarrage

L’extraction de la bauxite de manière industrielle a débuté en 1860 dans le département français du Var. Jusqu’en 1913, la France a été le principal producteur, suivi par les États-Unis. À la suite de la Première Guerre mondiale, les États-Unis devinrent le premier producteur.

La période 1920-1939

Cette période est marquée par une diversification des sources avec l'émergence de nouveaux pays en Europe et de la zone caraïbe au détriment de la production des États-Unis.

La période 1950-1970

Cette période montre la presque disparition des producteurs historiques : l'Amérique du Nord et l'Europe. La production française cesse au début des années 1990. En revanche, l'Afrique et surtout l'Australie deviennent des producteurs majeurs.

• (b) Principalement Grèce et France, la production française cessant au début des années 1990.
• (c) Principalement la Jamaïque et dans une moindre mesure le Brésil.
• (d) Principalement la Guinée.

Lien externe

• (en) http://www.mindat.org/min-575.html

Bibliographie

• Habashi, Fathi ; "Bayer's process for aluminium production, a historical perspective", Cahiers d'histoire de l'aluminium, n°13, hiver 1993-1994, page 21.
• Burragato F. – (1964) Analisi mineralogica e confronto tra alcune bauxiti dell'Italia centrale e meridionale. Periodico di Mineralogia – Roma pp. 501-520.
• Deville : Annales de chimie et de physique, Paris: 61: 309. (1861)
• Palache, Charles, Harry Berman & Clifford Frondel (1944), The System of Mineralogy of James Dwight Dana and Edward Salisbury Dana Yale University 1837-1892, Volume I: Elements, Sulfides, Sulfosalts, Oxides. John Wiley and Sons, Inc., New York. 7th edition, revised and enlarged: 667.
• Régnier, jacques ; "La bauxite : de la Méditerranée à l'Afrique et au-delà", Cahiers d'histoire de l'aluminium, n°24, été 1999, page 15.

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