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Phosphate de calcium

Phosphate de calcium
Image illustrative de l’article Phosphate de calcium
Identification
Nom UICPA Phosphate de calcium
Synonymes

Phosphate tricalcique

No CAS 7758-87-4
No CE 231-840-8
Code ATC A12AA01
No E E341(iii)
FEMA 3081
Apparence poudre blanche amorphe
Propriétés chimiques
Formule brute Ca3O8P2Ca3(PO4)2
Masse molaire[1] 310,177 ± 0,014 g/mol
Ca 38,76 %, O 41,27 %, P 19,97 %,
Propriétés physiques
fusion 1 670 °C[réf. souhaitée]
Solubilité 1,2 × 10−3 g/L (eau à 20 °C)
sol. dans HCl ou HNO3 dilués
insol. dans éthanol, acide acétique[réf. souhaitée]
Masse volumique 3,14 g cm−3[réf. souhaitée]

Unités du SI et CNTP, sauf indication contraire.

Caractéristiques physico-chimiquesModifier

Les phosphates de calcium sont des solides blanchâtres, ils composent la partie minérale de l'os et des dents. On trouve également du phosphate de calcium dans le plasma sanguin et le cytoplasme.

Leurs formules sont :

  • phosphate tricalcique : Ca3(PO4)2 ;
  • l'apatite : Ca5(Mg,Fe2+)(PO4)3(OH), plus abondant dans les os et dents ;
  • la whitlockite : Ca9(Mg,Fe2+)(PO4)6(PO3OH).

L'enzyme catalysant sa fixation sur l'os est la phosphatase alcaline.

Le phosphate de calcium est utilisé en chirurgie dentaire et osseuse, comme biomatériau bioactif, en raison de sa tolérance par l'organisme. Contenu dans la cendre d'os. La forme commerciale contient 96 % de Ca3(PO4)2 et de la chaux (CaO).

Les phosphates de calcium sont utilisés dans la fabrication d'engrais.

Le phosphate de calcium tricalcique est un additif alimentaire autorisé en Europe (E341(iii))[2] comme agent de levuration, régulateur de pH, ou supplément alimentaire calcique (laits à base de soja).

Il existe d'autres phosphates de calcium :

  • le phosphate monocalcique MCP, E341(i) : Ca(H2PO4)2 ;
  • le phosphate bicalcique DCP, E341(ii) : CaHPO4.

Ces deux composés sont produits industriellement pour l'alimentation animale[3] ;

  • le diphosphate dicalcique E450(vi) : Ca2(PO3-O-PO3).

GisementsModifier

Les "coquins"

Le phosphate de chaux a été exploité en France dans la seconde moitié du XIXème siècle[4]. Charles de Molon a découvert des veines de phosphates vers 1850, notamment une veine de 300 km de long sur 500 m à 3 km de large allant des Ardennes à l'Yonne et propose de les utiliser pour la fertilisation agricole (brevets d'applications en 1856 et 1857)[5]. Le phosphate se présente sous la forme de nodules de 2 à 10 cm de diamètre, familièrement appelés "coquins", ou 'crottes du diable" (ce serait ces coprolithes). En 1886, on a extrait dans les départements de la Meuse et des Ardennes 76 600 tonnes de nodules[6]. L'exploitation s'effectue dans une trentaine de communes de la Meuse, notamment Laheycourt et Villotte-devant-Louppy. En 1890, pour le département de la Meuse, la superficie des gisements et la quantité de phosphate sont estimées respectivement à 20 000 hectares et 20 millions de tonnes. Il y a 300 puits et 500 employés[7].

L'extraction s'effectuait d'abord en surface, où les nodules sont libres (ils ont été séparés de la roche par l'érosion) puis avec des puits pouvant atteindre 20 m de profondeur, où les nodules sont empâtés dans la roche.  Il y avait des ateliers de lavage le long de la rivière Chée ainsi que des moulins hydrauliques pour la pulvérisation des nodules. Il y avait un moulin à Laheycourt sur la Chée. .A Villotte-devant-Louppy[8], le moulin à blé du Matron a été reconverti vers 1881 en moulin à phosphates. Une petite voie de chemin de fer à voie unique (appelé aussi tramway) assure le transport vers Revigny-sur-Ornain, où il y a aussi une importante usine à nodules (appartenant à M. Alcide Bister, natif de Villotte, qui se reconvertira ultérieurement dans la production de produits en béton et surtout d'animaux en pierre reconstituée).

L'extraction et traitement des phosphates de chaux ont été une activité importante pendant une trentaine d'années (environ 1860-1890) puis en déclin à cause de la concurrence d'autres sites plus productifs et mieux desservis pour le transport. Elle a pratiquement disparu en 1900.

Notes et référencesModifier

  1. Masse molaire calculée d’après « Atomic weights of the elements 2007 », sur www.chem.qmul.ac.uk.
  2. Noms de catégorie et système international de numérotation des additifs alimentaires - Codex Alimentarius
  3. http://www.leconomiste.com/article/safi-l-ocp-investit-dans-un-nouveau-produit-pour-le-betail
  4. Emile Chantriot, La Champagne: Étude de Géographie régionale, Nancy, Berger-Levrault, , 438 p. (lire en ligne)
  5. Charles de Molon, L'Agriculture et le phosphate de chaux, Coulommiers, (lire en ligne), page XXIX
  6. Edmond Nivoit, Géologie appliquée à l'art de l'ingénieur. [Volume 2], Paris, Baudry, , 657 p. (lire en ligne), page 387
  7. Achille Müntz et Antoine-Charles Girard, Les Engrais. Tome 2. Engrais azotés. Engrais phosphatés, Paris, , 608 p. (lire en ligne), page 400
  8. Archives Départementales de la Meuse. Monographie de Villotte-devant-Louppy, page 11/57 (en ligne)