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Barytine

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«  Baryte (minéral) » redirige ici. Pour les autres significations, voirBaryte.

Barytine
Catégorie VII : sulfates, sélénates, tellurates, chromates, molybdates, tungstates[1]
Image illustrative de l’article Barytine
Barytine.
Général
Classe de Strunz
07.AD.35

7 SULFATES, CHROMATES, MOLYBDATES, TUNGSTATES, TELLURATES
 7.A Sulfates sans anions supplémentaires, sans H2O
  7.AD avec grands cations uniquement
   7.AD.35 Anglesite PbSO4
groupe d'espace Pbnm
groupe ponctuel 2/m 2/m 2/m
   7.AD.35 Barite BaSO4
groupe d'espace Pbnm
groupe ponctuel 2/m 2/m 2/m
   7.AD.35 Celestine SrSO4
groupe d'espace Pbnm
groupe ponctuel 2/m 2/m 2/m
   7.AD.35 Radiobarite (Ba,Ra)SO4
groupe ponctuel 2/m 2/m 2/m
   7.AD.35 Olsacherite Pb2(SeO4)(SO4)
groupe d'espace P 2212
groupe ponctuel 2 2 2

Classe de Dana
28.3.1.1

Sulfates
28. Sulfates acides sans H2O
28.3.1/ Groupe de la barite
28.3.1.1Barite BaSO4

Formule chimiqueBaO4SBaSO4
Identification
Masse formulaire[2]233,39 ± 0,013 uma
Ba 58,84 %, O 27,42 %, S 13,74 %,
Couleurincolore, parfois blanc, jaune
Système cristallinorthorhombique
Réseau de BravaisPrimitif P
Classe cristalline etgroupe d'espacedipyramidale
Pnma
Clivageparfait sur {001} et {210}, bon sur {010}
Cassureirrégulière, conchoïdale
Habituscristaux aplatis selon (001),
parfois lamellaires
Échelle de Mohs3 - 3,5
Traitblanc
Éclatvitreux à résineux
Propriétés optiques
Indice de réfractionα=1,634-1,637
β=1,636-1,638
γ=1,646-1,648
BiréfringenceΔ=0,012 ; biaxe positif
Angle 2V36-38°
Pléochroïsmeincolore
Fluorescence ultravioletoui et thermoluminescence
Transparencetransparent, translucide à opaque
Propriétés chimiques
Densité4,48
Température de fusiondécomposition[3] : 1 600°C
Fusibilitéfond à la flamme et donne une boule blanche
Solubilitésoluble dansHI[4],

dansH2SO4 concentré chaud

Comportement chimiquecolore la flamme en vert jaunâtre (rouge carmin si présence forte de Sr, structure célestine)
Propriétés physiques
Magnétismeaucun
Radioactivitéaucune
Précautions
Directive 67/548/EEC
Phrases S :
S22 : Ne pas respirer les poussières.
S24/25 : Éviter le contact avec la peau et les yeux.

SIMDUT[5]

Produit non contrôlé
Ce produit n'est pas contrôlé selon les critères de classification du SIMDUT.

Unités duSI &CNTP, sauf indication contraire.
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Labarytine (oubaryte, voirles synonymes) est une espèceminérale composée desulfate de baryum deformule BaSO4 avec des traces deSr,Ca etPb. Ce minéral, d'origine hydrothermale, présente de nombreuses variétés. Sa densité et lebaryum qu'il contient sont les causes principales de ses utilisations industrielles et plusieurs millions de tonnes de barytine sont extraits et produits chaque année.

Historique de la description et appellations

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Inventeur et étymologie

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Décrite en 1800 par le minéralogiste allemandKarl Johann Bernhard Karsten (1782 – 1853), la barytine doit son nom augrec ancienβαρύς signifiant « lourd »[6]. Ce nom est utilisé pour la première fois auXIXe siècle pour caractériser un minéral qui formait unegangue dans certainsgîtes métallifères. L'orthographe francophone est due àBeudant.

Synonymes

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Ce sont :

Caractéristiques physico-chimiques

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Critères de détermination

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Ce minéral cristallise généralement sous forme de cristaux aplatis, parfois lamellaires. Sa couleur est variable car bien que parfois incolore, il peut aussi être blanc-grisâtre, jaunâtre ou brunâtre, parfois un peu teinté de rouge, vert ou bleu, parfois zoné ou changeant de couleur selon l'exposition à la lumière. Ces cristaux ont un éclat vitreux, parfois résineux. Letrait de la barytine est blanc. Sa densité mesurée (4,50) est très sensiblement égale à sa densité calculée (4,47)[19].

Au chalumeau, la barytine décrépite et fond à1 580 °C en colorant la flamme en vert jaune (baryum). Elle est soluble dans l'acide sulfurique concentré, à chaud, et dans l'acide iodhydrique.

Luminescence

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La barytine peut parfois émettre unefluorescence ou unephosphorescence de couleur crème lorsqu'elle est excitée par des rayonnementsultraviolets[19]. Elle est de plus parfois thermoluminescente. Il est classique d’attribuer à Vincenzo Cascariolo (vers 1603) la découverte accidentelle de lathermoluminescence de ce minéral, à la suite de l’observation de l’émission de lumière par des nodules de barite qu’il avait fait chauffer. Ces nodules provenant de la région deBologne (Mont Paterno) avaient alors pris le nom delapis Boloniensis, « pierre de Bologne », « pierre magique », « boulonite », ou « lithéosphore »[20],[21],[22],[23]. Le chimisteGuillaume Homberg la nomme « pierre de Boulogne » dans un mémoire de l'académie royale des sciences publié en 1713[24]. Ce terme de Pierre de Boulogne fait l'objet d'un article dans l'Encyclopédie[25].

Variétés

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  • Angleso-barite (Hayakawa et Nakano, 1912) : variétéplumbifère de barytine[26].
  • Calcareobarite (Thomson, 1836) : variété de barytine riche encalcium[27].
  • Calstronbarite (le) (Shepard, 1838) : variété de barytine riche encalcium etstrontium, décrite par Shepard sur des échantillons de l'État de New York, très thermoluminescente[28].
  • Celestobarite (Dana, 1868) : variété de barytine riche enstrontium, décrite parJames Dwight Dana[29].
  • Hokutolite : variété de barite riche enplomb avec des traces de strontium, mais aussi dans une moindre mesure deradium, déposés par des sources chaudes très acides. De formule idéale (Ba,Pb)SO4. Le terme est inspiré du nom du topotypeHokuto springs,New Taipei,Taiwan[30].
  • Radiobarite : variété de barite riche enradium de formule idéale (Ba,Ra)SO4[31].
  • Strontiobarite : variété de barite riche enstrontium, synonyme de celestobarite: unesolution solide de formule (Ba,Sr)SO4[32].
  • Rose des sables : variété d'habitus qui est très connue pour legypse mais qui existe aussi pour la barytine.

Cristallochimie

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Le barytine est le chef de file d'un groupe de minéraux ditsisostructurels, c'est-à-dire qu'ils ont tous une même structure cristallographique, ici orthorhombique, et conséquemment, une formule chimique qui répond à un motif général, ici au terme général A(SO4), où A peut être leplomb, lebaryum, lestrontium ou lechrome.

Groupe de la barytine
MinéralFormuleGroupe ponctuelGroupe d'espace
AnglésitePb(SO4)mmmPbnm
BarytineBa(SO4)mmmPnma
CélestineSr(SO4)mmmPbnm
Hashemite(Ba,Cr)(SO4)mmmPnma

Cristallographie

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Maille conventionnelle de la barytine. Jaune :S, vert :Ba, rouge :O.

Lesystème cristallin de la barytine estorthorhombique declasse dipyramidale ; songroupe d'espace estPnma. Lamaille conventionnelle contientZ = quatre unités formulaires, sesparamètres sonta{\displaystyle a} = 8,896 Å,b{\displaystyle b} = 5,462 Å,c{\displaystyle c} = 7,171 Å (V = 348,44 Å3)[33]. Lamasse volumique calculée est de4,45 g/cm3.

Les atomes de baryum sont encoordination 12 d'oxygène. La longueur deliaison Ba-O moyenne est 2,96 Å.

Les atomes de soufre sont en coordination 4 d'oxygène, formant unpolyèdre de coordination tétraédrique. La longueur de liaison S-O moyenne est 1,48 Å, l'angle de liaison O-S-O moyen est 109,5°. Lestétraèdres SO4 sont isolés les uns des autres dans lastructure de la barytine.

Gîtes et gisements

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Gîtologie et minéraux associés

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D’originehydrothermale, la barytine se présente souvent en mélangeisomorphe avec l'anglésite et lacélestine.On trouve la barytine dans les filons de basse température aveccalcite,dolomite,fluorine,sphalérite,rhodochrosite,stibine,galène[19] et sulfosels de plomb, ainsi qu'en lentilles dans les calcaires, comme ciment dans lesgrès etarkoses, et dans les sources thermales. D'importants gisements de barytine se situent dans des paléokarsts, à l'interface entre socle et couverture sédimentaire.

Gisements producteurs de spécimens remarquables

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Allemagne

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Canada

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États-Unis

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France

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Italie

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Maroc

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République démocratique du Congo

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République tchèque

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Roumanie

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Royaume-Uni

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Exploitation des gisements

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Mine de barytine abandonnée près d'Aberfeldy,Perthshire, enÉcosse.

Utilisations

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Comme charge minérale

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La barytine est utilisée dans lepapier, les plastiques, les peintures, les vernis. Dans l'industrie pétrolière, elle est employée comme boue lourde pour augmenter la densité des fluides deforages et éviter les fuites des gaz.

Comme absorbeur de rayons gamma

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Elle peut également entrer dans la composition dubéton afin d'augmenter considérablement sa densité et son impénétrabilité auxrayons gamma[40]. Ce type de béton est généralement utilisé pour la construction de bâtiments servant pour des tirs radiologiques, ou certains bâtiments descentrales nucléaires. La baryte peut être utilisée sous forme de sable pour remplir des cavités et servir aussi de protection biologique.

Comme source de dérivés du baryum

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La barytine est l'une des principales sources debaryum. Opaque auxrayons X, ce produit toxique est utilisé en médecine, sous une forme insoluble peu dangereuse (sulfate de baryum), pour visualiser le cheminement du bol alimentaire dans le tube digestif. Il permet ainsi de mettre en évidence des fausses routes ou desfistules.

Le baryum sert aussi de base pour la composition de certains pigments comme le « jaune de baryum » ou « jaune de baryte ». Peut-être pour éviter d'évoquer la toxicité du baryum, ce pigment est parfois improprement dénommé « jaune d'outremer », les outremers étant normalement obtenus à partir d'aluminium et desilicium. Le jaune de baryum est composé dechlorure de baryum, debichromate de potassium et desodium[41][source insuffisante]. Ce pigment a été créé par Leclaire et Barruel au début duXIXe siècle. Il ne semble plus utilisé du fait de sa toxicité et de sa tendance à verdir peu à peu lorsqu'il est exposé à la lumière. Il présenterait aussi des incompatibilités avec certaines couleurs[42].

La barytine permet aussi la production de carbonate de baryum (BaCO3), utilisé dans la fabrication de verre (télévision, optique) et de glaçures de céramique et porcelaine[40].

En joaillerie

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Lesgemmes sont taillées commepierres fines.

Production de barytine

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La production mondiale de barytine s'élevait à 7,9 millions de tonnes en 2005[43]. Les principaux pays producteurs sont laChine (4,100 Mt en 2005), l'Inde (1,189 Mt en 2005), lesÉtats-Unis (0,500 Mt en 2005) et leMaroc (0,475 Mt en 2005)[43]. À titre comparatif, laFrance en produit 81 000 t et leCanada 23 000 t[43].

Galerie

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Notes et références

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  1. Laclassification des minéraux choisie estcelle de Strunz, à l'exception des polymorphes de la silice, qui sont classés parmi les silicates.
  2. Masse molaire calculée d’après« Atomic weights of the elements 2007 », surwww.chem.qmul.ac.uk.
  3. SULFATE DE BARYUM,Fiches internationales de sécurité chimique
  4. (en) Thomas R. Dulski,A manual for the chemical analysis of metals,vol. 25, ASTM International,, 251 p.(ISBN 0-8031-2066-4,lire en ligne),p. 76.
  5. « Sulfate de baryum » dans la base de données de produits chimiquesReptox de laCSST (organisme québécois responsable de la sécurité et de la santé au travail), consulté le 25 avril 2009.
  6. MINER Database de Jacques Lapaire - Minéraux et étymologie
  7. Alexandre Brongniart,Introduction à la minéralogie, ou exposé des principes de cette science, 1825, p. 154.
  8. (en)RichardKirwan,Elements of Mineralogy,,1re éd.(lire en ligne),p. 136.
  9. Antoine François Fourcroy (comte de),Élémens d'histoire naturelle et de chimie, 1786, p. 325.
  10. Émile Benoît,Traité des manipulations chimiques et de l'emploi du chalumeau, 1854, p. 393.
  11. François Sulpice Beudant,Traité élémentaire de Minéralogie, 1824, Paris, p. 441.
  12. Jean-Claude Delamétherie,Théorie de la Terre, 1797,2e éd., 5 vol., Paris, 2, p. 8.
  13. a etbJean-Claude Delamétherie,Théorie de la Terre, 1797, vol. 2, p. 25.
  14. Armand Dufrénoy,Annales de chimie et de physique, 1835, Paris, 60, p. 102.
  15. (en) Charles Hutton, George Shaw et Richard Pearson, dansPhilosophical transactions of the Royal Society of London, vol. 15, 1809, p. 549.
  16. Alfred Lacroix, dansComptes rendus de l’Académie des sciences de Paris, vol. 108, 1889, p. 1126.
  17. Traité de Cristallographie de M. Rome de Lisle,t. II,p. 5-.
  18. Albert Auguste Cochon de Lapparent,Cours de minéralogie, 1908, p.755
  19. ab etc(en)John W. Anthony, Richard A. Bideaux, Kenneth W. Bladh et Monte C. Nichols,Handbook of Mineralogy, Chantilly (Virginie), Mineralogical Society of America(lire en ligne).
  20. Harvey E. Newton (1957),A History of Luminescence: From the Earliest Times until 1900,Memoirs of the American Physical Society, Philadelphia, J. H. FURST Company, Baltimore, Maryland (USA), vol. 44, chap. 1, p. 11-43.
  21. (en)Luminescence applications in biological, chemical, environmental and hydrological sciences, Marvin C. Goldberg,, 255 p.
  22. Philippe F.Smet, IwanMoreels, ZegerHens et DirkPoelman, « Luminescence in Sulfides: A Rich History and a Bright Future »,Materials,vol. 3,no 4,‎,p. 2834–2883(ISSN 1996-1944,DOI 10.3390/ma3042834).
  23. Hardev Singh Virk, « History of Luminescence from Ancient to Modern Times », surResearchGate,(consulté le).
  24. Volume XII, p. 582,https://gallica.bnf.fr/ark:/12148/bpt6k3516x/f408.item
  25. https://enccre.academie-sciences.fr/encyclopedie/article/v12-1449-27/
  26. (de)Masataro Hayakawa etTomonori Nakano, « Die radioaktiven Bestandteile des Quellsedimentes der Thermen von Hokuto, Taiwan »,Zeitschrift für Anorganische und Allgemeine Chemie,vol. 78,no 1,‎,p. 183-190(DOI 10.1002/zaac.19120780115).
  27. T. Thomson,Outlines of Mineralogy, Geology, and Mineral Analysis, 1836,2 vol., Londres, 1,p. 105.
  28. (en) Shepard, dansAmerican Journal of Science,vol. 34, 1838, p. 161.
  29. James Dwight Dana et George Jarvis Brush (1868),A System of Mineralogy: Descriptive Mineralogy, John Wiley & Sons, New York (NY),5e éd., 827 p.,p. 617.
  30. Okamoto, dansWada's Minerals of Japan,no 4, 1912,p. 178.
  31. (en) Eberhardt William Heinrich,Mineralogy and geology of radioactive raw materials, 1958,p. 127.
  32. Sciences de la terre: Mémoires, vol. 26-28, 1962, p. 121.
  33. ICSD,no 154286 ;(en) Michihiro Miyake, Ichiro Minato, Hideki Morikawa et Shin-ichi Iwai, « Crystal structures and sulphate force constants of barite, celestite, and anglesite »,American Mineralogist,vol. 63,nos 5-6,‎,p. 506-510(lire en ligne).
  34. (en) I. Kennedy et G. Gagon, « Barite from the Niobec Mine Chicoutimi », dansQuebec. Mineralogical Record, vol. 12, 1981, p.355-357.
  35. Pierre Thomas, « La barytine de la Côte d'Abot (Puy-de-Dôme) et autres barytines jaune miel d'Auvergne », surplanet-terre.ens-lyon.fr,.
  36. (en) J. Tobbe, « Famous mineral localities: Příbram Czechoslovakia », dansMineralogical Record, vol. 12, 1981, p. 157-165.
  37. (en) M. Borcos, B. Lang, S. Bostinescu et I. Gheorghita (1975), « Neogene hydrothermal ore deposits in the volcanic Gutii Mountains »,III. Dealul Crucii-Baiut district.
  38. (en) A. Herja, « Baia Sprie and Suior ore deposits », dansRevue Roumaine de Géologie, Géophysique et Géographie : Géologie, vol. 19, p. 21-35.
  39. (en) CharlesPalache, HarryBerman et CliffordFrondel,The System of Mineralogy of James Dwight Dana and Edward Salisbury Dana, Yale University 1837–1892,vol. II :Halides, Nitrates, Borates, Carbonates, Sulfates, Phosphates, Arsenates, Tungstates, Molybdates, etc., New York (NY), John Wiley & Sons,,7e éd., 1124 p.,p. 412.
  40. a etbBarytine surL'Encyclopédie canadienne.
  41. André Béguin, dansJaunes.
  42. Bontinck cité par A. Béguin, repris dansJaunes.
  43. ab etc(en) L.E. Hetherington, T.J. Brown, A.J. Benham, P.A.J. Lusty et N.E. Idoine,World mineral production : 2001-2005, Amersham, Buckinghamshire, British Geological Survey,, 81 p.(ISBN 978-0-85272-592-4,lire en ligne[PDF]),p. 7 du livre ; 13 du pdf.

Voir aussi

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Liens externes

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