Carnallite

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Carnallite
Catégorie III : halogénures[1]
Carnallite de la mine saline Thomas Münzer, à Bleicherode, Thüringe.

Carnallite de la mine saline Thomas Münzer, à Bleicherode, Thüringe.
Général
Classe de Strunz 3.BA.10
Formule chimique KMgCl3·6(H2O)
Identification
Masse formulaire 277,88 g/mol uma
Couleur incolore à blanche (parfois bleu, jaune, rouge en fonction des impuretés, souvent jaunâtre, roussâtre, rougeâtre dans la roche à texture massive).
Classe cristalline et groupe d'espace 2/m 2/m 2/m
Système cristallin orthorhombique
Clivage aucun
Cassure conchoïdale facile
Habitus petits cristaux pseudo-hexagonaux ou aplatis, rarement observable
Faciès en petits cristaux individualisés, en agrégat granulaire vitreux, parfois fibreux mais aussi en masse rocheuse
Jumelage étirable en lamelles doubles
Échelle de Mohs 2,5 pour les petits cristaux, 1 à 2 (masse rocheuse)
Trait blanc
Éclat vitreux
Éclat poli aspect graisseux
Propriétés optiques
Indice de réfraction (1,465 , 1,475 , 1,495) cristaux polyaxes
Biréfringence oui
Fluorescence ultraviolet forte
Transparence transparent à translucide
Propriétés chimiques
Densité 1,6
Température de fusion 265 °C °C
Fusibilité facile
Solubilité soluble dans l'eau, précipite en carnallite dans l'eau froide température inférieure à 19°C, sinon décomposée en sylvine et chlorure de Mg
Comportement chimique déliquescent
Propriétés physiques
Magnétisme aucun
Radioactivité très faible, à peine mesurable
Unités du SI & CNTP, sauf indication contraire.
échantillon ultra-pur incolore à blanc

La carnallite est un corps minéral défini, un chlorure de potassium et de magnésium hydraté de formule KMgCl3·6(H2O), soit KCl. MgCl2. 6 H2O[2]. Elle a été dénommée en l'honneur de Rudolph von Carnall, ingénieur des mines du royaume de Prusse.

Cristallochimie et géologie[modifier | modifier le code]

Le minéral de maille orthorhombique, de faible densité 1,6 apparaît en masse dans une roche évaporite homonyme, par exemple l'ancien minerai de potasse de Stassfurt où le minéral a été décrit pour la première fois, par Heinrich Rose, selon les critères de la science minéralogique en 1856[3]. Il peut former des cristaux exceptionnels, tabulaires et épais, ou encore en pseudo-isoscéloèdres. Mais le minéral non clivable, mais à cassure conchoïdale facile, à éclat vitreux, apparaît le plus souvent en masse informe, incolore ou de couleur laiteuse, parfois diversement colorée par des traces d'oxydes de fer.

La roche tendre, très légère et fragile qui la contient parfois pratiquement pure, souvent rouge, rousse ou rose, jaunâtre ou rougeâtre, est colorée par des impuretés d'hématite ou de goethite. C'est une roche évaporite typique des sommets des bassins évaporitiques salins ou sebkhas d'origine marine, elle est associée aux sels de potassium et de magnésium les plus légers, par exemple des chlorures et bromures, mais aussi des sulfates, qui précipitent en dernier lieu. Elle forme aussi des concrétions granuleuses dans d'autres roches.

Propriétés optiques[modifier | modifier le code]

La carnallite n'est pas seulement fluorescente, mais aussi souvent très phosphorescente. Elle est capable de luminescence.

Elle fond facilement et colore la flamme en violet, par effet des ions K+.

Propriétés chimiques[modifier | modifier le code]

La carnallite, déliquescente et à si facile désagrégation à l'air, n'est pas stable en solution aqueuse. Elle se décompose lentement à partir de 19°C à pression normale, où elle atteint la solubilité de 64,5 g pour 100 g d'eau. Elle est donc très soluble dans l'eau froide.

Elle se décompose facilement dans l'eau chaude et dans l'alcool. Par évaporation, on obtient d'abord des cristaux cubiques blancs de sylvine. Par cristallisation fractionnée, il est facile de purifier la sylvine, en laissant une saumure de chlorure de magnésium emporter les impuretés solubles.

C'est pourquoi, à l'instar de la sylvine ou sel amer, la carnallite a un goût amer ou une saveur amère.

Gisement[modifier | modifier le code]

Cette roche évaporite marine est présente dans les gisements sédimentaires, comme les bassins permiens de Staẞfurt, celui du Texas ou du Nouveau-Mexique. On la trouve aussi en Espagne dans la province de Barcelone et de Lerida, en Sicile, en Pologne dans la province de Silésie, à Solikamsk en Ukraine, en Tunisie, au Mali, en Israël, en Iran ou en Chine.

L'eau de la mer morte, devenue saumure concentrée par évaporation, précipite d'abord en sel marin NaCl, puis en carnallite.

Elle est ainsi fréquemment associée au sel gemme (halite), aux composés de sulfate de calcium (anhydrite, gypse), à la dolomite, à différents sels de potassium et/ou de magnésium (sylvine, kaïnite[4], kieserite, polyhalite[5], glaserite[6], schonite[7]...)

Usage[modifier | modifier le code]

Il s'agit d'un engrais potassique si le minéral est pur, sans sel gemme associé. La carnallite peut être aussi un minerai source de l'élément magnésium, potassium, chlore... et la roche sert parfois à l'extraction de cobalt, rubidium, brome et iode.

La carnallite permet d'obtenir facilement de la sylvine, à base de l'industrie de la potasse et des engrais potassique.

Utilisé en masse énorme pour l'industrie de la potasse, les gisements de carnallite contiennent aussi du brome (souvent au-delà de 300 ppm) et des chlorures de césium et de rubidium.

C'est aussi une source importante pour les sels de magnésium, et la chimie du magnésium, en tout cas, pour le monde russe.

Notes et références[modifier | modifier le code]

  1. La classification des minéraux choisie est celle de Strunz, à l'exception des polymorphes de la silice, qui sont classés parmi les silicates.
  2. D'où sa dénomination de potasse hydratée, associée au sel chlorure de magnésium. Il appartient à la catégorie des halogénures ou haloïdes. En proportions stœchiométriques strictes, il s'agit de sylvine KCl associée au chlorure de magnésium, avec 6 molécules d'eau de solvatation.
  3. La carnallite y forme de grands bancs ou dômes en association avec surtout la halite ou sel gemme, et la kaïnite.
  4. KMgSO4.3H2O monoclinique 2/m de densité 2,1, de dureté 3...
  5. K2Ca2Mg(SO4)4.2H2O
  6. KANa(SO4)2
  7. K2Mg(SO4)2.6H2O

Bibliographie[modifier | modifier le code]

  • André Hatterer, Henri Kessler, article « Potassium », Encyclopædia Universalis, 2001.début de l'article en ligne
  • André Jauzein, article « Chlorures Naturels », Encyclopædia Universalis, 2001.[1]
  • André Jauzein, Jean-Pierre Perthuisot « salines (roches) », Encyclopædia Universalis, 2001. [2]
  • A. Montana, R, Crespi, G. Liborio, Minéraux et roches, éditions Fernand Nathan, Paris, 1981, 608 pages, § 51 Carnallite, (ISBN 2-09-284208-0). Traduction-adaptation par Jean-Louis Parmentier de l'ouvrage italien Minerali e rocce, edition Arnaldo Mondadori, Milan, 1977.

Articles connexes[modifier | modifier le code]