Bauxite

minerai

La bauxite est une roche 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 et de gallium.

Bauxite ou minerai permettant la production d'aluminium.
Bauxite (Hérault) avec des pisolithes.
Bauxite.

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 (bayérite 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 ne franchit pas un seuil d'environ 8%. Ce seuil est variable selon les coûts du procédé d'extraction de l'alumine, puis de la transformation de l'alumine en aluminium par électrolyse.

Bauxite aux Baux-de-Provence.

HistoriqueModifier

La bauxite a été découverte par le chimiste Pierre Berthier en 1821 sur la commune des Baux-de-Provence (Bouches-du-Rhône), 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 qui avait été alerté à ce sujet par l'ingénieur des mines Gustave Noblemaire[1]. Le premier site industriel producteur d'aluminium au monde utilise la bauxite qui est amenée à Salindres dans le Gard, dès 1860.

Composition des mineraisModifier

 
Couche de bauxite sur du grès, Weipa, Australie
 
Bauxite provenant de Slovaquie

La bauxite est issue de l'altération de roches contenant des minéraux argileux (ou silicates d'alumine). Cette altération est efficace en climat tropical comme dans les Baux-de-Provence pendant le Crétacé ou aujourd'hui dans cette zone climatique où elle donne naissance à des cuirasses latéritiques de couleur jaune ocre.

Composition généraleModifier

La bauxite n'est considérée comme minerai d'aluminium que si sa teneur en silice ne dépasse pas un seuil d'environ 8%. En aucun cas le seuil ne peut 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).

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.

composé bauxite
de karst
bauxite
latéritique
en % du minerai sec
Al2O3 48 à 60 54 à 61
SiO2 3 à 7 1 à 6
Fe2O3 15 à 23 2 à 10
TiO2 2 à 3 2 à 4
CaO 1 à 3 0 à 4
H2O (combiné) 10 à 14 20 à 28
Zn, V, C organique traces -

Les oxydes et hydroxydes d'aluminiumModifier

  • La bayérite 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 ferModifier

Les plus fréquents sont :

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 XIXe siècle comme un minerai de fer trop riche en aluminium pour être utilisé.

Minéraux de titaneModifier

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

ArgileModifier

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.

GalliumModifier

La bauxite est l'une des deux principales sources du gallium avec les minerais de zinc[2]. En moyenne, on trouve 57 ppm de gallium dans la bauxite[2].

Lors de l'extraction de l'alumine de la bauxite par le procédé Bayer, le gallium s'accumule dans l'hydroxyde de sodium, à partir duquel il peut être extrait de différentes manières. Une technique récente utilise de la résine échangeuse d'ions[3]. L'efficacité de l'extraction dépend de la concentration en gallium dans la bauxite ; pour une teneur de 50 ppm, environ 15% du gallium peut être extrait[3], soit environ 7,5 grammes par tonne de minerai.

ProductionModifier

L'évolution de l'extractionModifier

 
Gisements de bauxite en 2006
Année Extraction en kt
1860 quelques tonnes
1870 1,5
1880 8
1887 (a) 17,9
1913 450
1920 886
1930 4 272
1940 4 345
1943 13 966
1950 8 348
1960 26 823
1970 60 710
1975 77 285
1980 92 564
1990 112 713
2000 140 800
2020 371 000[4]

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

Le démarrageModifier

L’extraction de la bauxite de manière industrielle a débuté en 1860 dans le département français du Gard. 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 1920-1939Modifier

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.

Année États-Unis France Reste de l'Europe :

Yougoslavie - Hongrie

Caraïbes -

Guyane - Surinam

1920 61 % 31 % 8 % 3,7 %
1930 19,7 % 35,7 % 17 % 22,6 %
1939 8,9 % 18,7 % 34,5 % 29,2 %

Deuxième moitié du XXe siècleModifier

Cette période montre la presque disparition des producteurs historiques : l'Amérique du Nord et l'Europe. En revanche, l'Afrique et surtout l'Australie deviennent des producteurs majeurs.

Année Europe
(b)
Amérique
du Nord
Amérique
latine (c)
Afrique
(d)
Asie Australie Pays du bloc
socialiste
1950 15,5 % 16,3 % 44,4 % 1,7 % 7,2 % 0 16,3 %
1960 16,3 % 7,5 % 45,5 % 5,8 % 6,8 % 0 14,6 %
1970 12,5 % 3,5 % 40,7 % 5,4 % 6,3 % 15,3 % 12,7 %
1980 9,0 % 1,7 % 27,1 % 15,4 % 4,7 % 29,4 % 12,7 %
1990 5,3 % 0,4 % 23,4 % 17,2 % 6,1 % 36,7 % 10,1 %
  • (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.

XXIe siècleModifier

Évolution de la production de bauxite dans le monde entre 1994 et 2019[5].

Depuis la fin du XXe siècle, la production de bauxite augmente continuellement, avec un doublement de la quantité annuelle extraite entre 2000 et 2015. En 2019, plus de 350 millions de tonnes de bauxite ont été extraites. L'augmentation de la demande est notamment tirée par les trois principaux pays producteurs que sont l'Australie, la Chine et la Guinée. Les besoins en aluminium pour la transition énergétique et la lutte contre le réchauffement climatique devraient continuer à accroître la production dans les prochaines années.

CommerceModifier

 
Fabrication de perles en bauxite au Ghana

En 2014, la France est nette importatrice de bauxite, d'après les douanes françaises. Le prix moyen à la tonne à l'importation était de 35 euros[6]. En 2020, la bauxite fait son entrée dans la liste des matières premières critiques pour l'économie européenne[7].

Notes et référencesModifier

  1. Gustave Noblemaire, Histoire de la maison des Baux, introduction, p. VI
  2. a et b (en) « Compilation of Gallium Resource Data for Bauxite Deposits Author: USGS » (consulté le )
  3. a et b (en) Max Frenzel, Marina P. Ketris, Thomas Seifert et Jens Gutzmer, « On the current and future availability of gallium », Resources Policy, vol. 47,‎ , p. 38–50 (DOI 10.1016/j.resourpol.2015.11.005)
  4. (en) « Bauxite and Alumina 2021 Annual Publication », sur pubs.usgs.gov, (consulté le )
  5. « Bauxite and Alumina Statistics and Information », sur www.usgs.gov (consulté le )
  6. « Indicateur des échanges import/export », sur Direction générale des douanes. Indiquer NC8=26060000 (consulté le )
  7. (en) « Critical Raw Materials Resilience: Charting a Path towards greater Security and Sustainability », sur eur-lex.europa.eu (consulté le ).

Voir aussiModifier

Liens externesModifier

BibliographieModifier

  • Fathi Habashi (1994) "Bayer's process for aluminium production, a historical perspective", Cahiers d'histoire de l'aluminium, no 13, hiver 1993-1994, page 21
  • F.[Qui ?] Burragato (1964) "Analisi mineralogica e confronto tra alcune bauxiti dell'Italia centrale e meridionale", Periodico di Mineralogia, Rome p. 501-520
  • Henry Sainte-Claire Deville (1861), Annales de chimie et de physique, Paris, 61: 309
  • (en) Charles Palache, Harry Berman et Clifford Frondel, The System of Mineralogy of James Dwight Dana and Edward Salisbury Dana, Yale University 1837–1892, vol. I : Elements, Sulfides, Sulfosalts, Oxides, New York (NY), John Wiley and Sons, Inc., , 7e éd., 834 p. (ISBN 978-0471192398), p. 667
  • Jacques Régnier, « La Bauxite : de la Méditerranée à l'Afrique et au-delà », Cahiers d'histoire de l'aluminium, no 24, été 1999, page 15

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