Saponite
La saponite est un minéral trioctaédrique du groupe des smectites. Sa formule chimique est Ca0.25(Mg,Fe)3((Si,Al)4O10)(OH)2· nH2O[2]. Elle est soluble dans l'acide sulfurique et a été décrite pour la première fois en 1840 par Svanberg. La saponite se décline en trois variétés : la griffithite, la bowlingite et la sobotkite.
| Saponite Catégorie IX : silicates[1] | |
 Saponite en vert clair mêlée à de la chamosite en vert foncé et des cristaux de cuivre, bordant une vésicule de basalte (dont la couverture de calcite a été enlevée). Champ de 8,3 mm. | |
| Général | |
|---|---|
| Classe de Strunz | 9.EC45.
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| Classe de Dana | 71.3.1b.2
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| Formule chimique | Ca0.25(Mg,Fe)3((Si,Al)4O10)(OH)2 · nH2O |
| Identification | |
| Couleur | blanc, jaune, gris, bleu, vert, rougeâtre, brun |
| Classe cristalline et groupe d'espace | monoclinique - prismatique (2/m)
C 2/m |
| Système cristallin | monoclinique |
| Clivage | parfait {001}, plastique lorsqu'il est hydraté, cassant lorsqu'il est sec |
| Cassure | terreuse. Fractures ternes, de type argileux, sans affinités cristallines visibles (comme la howlite) |
| Habitus | Granulaire - Se présente généralement sous forme de cristaux anédriques à subédriques dans la matrice.
Massif - Cristaux uniformément indiscernables formant de grandes masses. |
| Échelle de Mohs | 1,5 - 2 |
| Éclat | gras, terne |
| Propriétés optiques | |
| Indice de réfraction | nα = 1,479 - 1,490, nβ = 1,510 - 1,525, nγ = 1,511 - 1,527
2V = 20° à 26° (calculé) |
| Pléochroïsme | visible.
X = incolore, jaune clair à vert-brun ; Y = Z = incolore, brun verdâtre à brun foncé |
| Biréfringence | δ = 0,032 - 0,037 ; biaxial (-) |
| Transparence | translucide Ă opaque |
| Propriétés chimiques | |
| Densité | 2,24–2,30 g/cm3 (mesurée) |
| Unités du SI & CNTP, sauf indication contraire. | |
Elle est tendre, massive et plastique et apparait dans des veines et des cavités dans la serpentinite et le basalte. Le nom est dérivé du grec sapo, savon possède des synonymes comme bowlingite, pierre à savon, piotine et stéatite.
Occurrence
La saponite a été décrite pour la première fois en 1840 pour une occurrence au Cap Lizard par le Suédois Svanberg à Landewednack dans les Cornouailles en Angleterre[3]. Elle se trouve dans les veines hydrothermales, dans les vésicules de basalte, les skarns, les amphibolites et les serpentinites. Les minéraux associés comprennent la céladonite, la chlorite, le cuivre natif, l'épidote, l'orthose, la dolomite, la calcite et le quartz[4].
Des gisements de saponite se trouvent à Ząbkowice Śląskie en Silésie, à Svärdsjö, en Suède et en Cornouailles, au Royaume-Uni. La stéatite de Cornouailles est utilisée dans la manufacture de porcelaine. On la trouve également dans les « bords sombres » des chondres des chondrites carbonées et est considérée comme un signe d'altération aqueuse[5]. Le plus grand gisement de diamants primaires d'Europe, Lomonosov, en Russie, (district de Primorsky dans l'oblast d'Arkhangelsk) est une zone d'accumulation et de stockage de saponite dans les résidus.
Application
La séparation électrochimique permet d'obtenir des produits modifiés contenant de la saponite avec des concentrations élevées de minéraux du groupe de la smectite, des particules minérales de plus petite taille, une structure plus compacte et une plus grande surface. Ces caractéristiques ouvrent des possibilités pour la fabrication de céramiques de haute qualité et d'absorbants de métaux lourds à partir de produits contenant de la saponite[6]. Ce retraitement des déchets est très important pour l'utilisation de la pulpe d'argile comme agent neutralisant, car de fines particules sont nécessaires pour la réaction. Des expériences sur la désacidification de l'histosol avec la boue d'argile alcaline ont démontré que la neutralisation avec un pH moyen de 7,1 est atteinte à 30 % de la pâte ajoutée et un site expérimental avec des graminées vivaces a prouvé l'efficacité de la technique. En outre, la remise en état des terres perturbées fait partie intégrante de la responsabilité sociale et environnementale de la société minière et ce scénario répond aux besoins de la communauté aux niveaux local et régional[7].
Les saponites synthétiques ont une composition chimique et une surface réactive définies et servent de substitut aux zéolithes. Contrairement aux pores des zéolithes, les saponites ont un espacement des couches plus grand et peuvent également être utilisées comme catalyseurs pour des molécules organiques plus grosses, par exemple dans la polymérisation, l'isomérisation et le craquage[8].
Préoccupation environnementale
La masse prévue de saponite à déverser dans les résidus du traitement du minerai de diamant représente des millions de tonnes. Il est inquiétant de constater que lorsque les macro- et micro-composants sont trouvés dans des concentrations non dangereuses, moins d'efforts sont consacrés à la gestion environnementale des résidus, bien que les sédiments technogènes offrent des perspectives de réutilisation et de valorisation au-delà de leur élimination traditionnelle. La saponite est un exemple démonstratif du constituant des résidus qui est souvent injustement maltraité.
Articles connexes
- Classification des minéraux
- Hectorite – smectite de sodium trioctaédrique (Mg2+Li+) rare.
- Nontronite – Smectite dioctaédrique (Fe3+)
Références
- La classification des minéraux choisie est celle de Strunz, à l'exception des polymorphes de la silice, qui sont classés parmi les silicates.
- (en) « Saponite », sur Mindat.org (consulté le )
- (en) « Saponite Mineral Data », sur www.webmineral.com (consulté le )
- (en) « Saponite », dans J. W. Anthony, R. Bideaux, K. Bladh, Handbook of mineralogy, (lire en ligne [PDF]) (consulté le )
- (en) Michael Zolensky, Ruth Barrett et Lauren Browning, « Mineralogy and composition of matrix and chondrule rims in carbonaceous chondrites », Geochimica et Cosmochimica Acta, vol. 57, no 13,‎ , p. 3123–3148 (DOI 10.1016/0016-7037(93)90298-B, Bibcode 1993GeCoA..57.3123Z)
- (en) V. A. Chanturiya, V. G. Minenko et D. V. Makarov, « Advanced Techniques of Saponite Recovery from Diamond Processing Plant Water and Areas of Saponite Application », Minerals, vol. 8, no 12,‎ , p. 549 (DOI 10.3390/min8120549, Bibcode 2018Mine....8..549C, lire en ligne).
- (en) M. A. Pashkevich et A. V. Alekseenko, « Reutilization Prospects of Diamond Clay Tailings at the Lomonosov Mine, Northwestern Russia », Minerals, vol. 10, no 6,‎ , p. 517 (DOI 10.3390/min10060517, Bibcode 2020Mine...10..517P).
- (en) S. Meyer, « Influence of the precursor and the temperature of synthesis on the structure of saponite », Clays and Clay Minerals, vol. 68, no 6,‎ , p. 544–552 (DOI 10.1007/s42860-020-00099-1, S2CID 226231733, lire en ligne)