CARBONATE D’ALUMINE

Si on ajoute goutte à goutte une solution d’alun préalablement refroidie dans une solution froide de carbonate de soude, en agitant constamment, jusqu’à ce que la réaction devienne faiblement alcaline, on obtient un précipité, qui, après avoir été lavé avec de l’eau froide, chargée d’acide carbonique, contient, lorsqu’il est encore humide, 1 équivalent d’alumine pour 1 équivalent d’acide carbonique.

Si l’alun se trouvait en excès dans le liquide, comme cela arriverait si l’on versait la solution de carbonate de soude dans celle d’alun, le précipité ne contiendrait qu’une faible proportion d’acide carbonique par rapport à l’alumine.

On arriverait au même résultat en versant rapidement la dissolution d’alun dans celle de carbonate de soude.

Dans toutes les circonstances où l’on ne prend pas les précautions indiquées

(1) Jahresb., 1847-1848, p. 348.

ci-dessus pour faire la précipitation, le précipité contient des proportions d’acide carbonique variant dans des limites très étendus.

BORATES d’alumine

Anhydre (Bo0^3 Al^O^). — Ce composé a été obtenu à l’état cristallisé, par Ebelmen, de deux façons différentes:

-1® Dans le but de préparer un aluminate de cadmium analogue au spinelle zincifère (1), ce savant chauffait, à la température des moufles à cuire les boutons, un mélange composé de ;

Alumine. 7,5

Oxyde de cadmium. 15,0

Acide borique fondu. 12,5

Après trois jours de chauffe, la matière a été retirée du feu ; la capsule de platine qui la contenait était recouverte de cristaux transparents, assez durs pour rayer le quartz; leur forme était celle des prismes rectangulaires atteignant de de 6 à 10 millimètres de longueur, mais mal terminés. Leur densité était égale à 3,00.

Ces cristaux ne renfermaient que de l’alumine et de l’acide borique. Tout l’oxyde de cadmium s’était volatilisé avec la majeure partie de l’acide borique.

2" Pour obtenir l’alumine à l’état de corindon, Ebelmen (2) chauffait, comme on l’a déjà dit, un mélange d’alumine et de borax à la température des fours à porcelaine. Dans ces conditions, l’alumine ne serait pas attaquée par l’acide borique seul.

La proportion de borax la plus convenable était de 3 à 4 pour 1 d’alumine.

Après complète volatilisation du borax, Ebelmen obtenait deux sortes de cristaux : les uns, d’alumine pure, en rhomboèdres basés ; les autres, en longues aiguilles bleuâtres, se trouvent seulement sur les bords et même quelquefois sur les parois extérieures de la capsule qui a servi à chauffer le mélange. Ils paraissent s’être formés comme les sels qui grimpent le long des capsules dans les évaporations aqueuses.

Ces derniers cristaux sont plus abondants que ceux de corindon et paraissent se former avant ceux-ci, quand la température n’est point encore arrivée à sa limite la plus élevée.

Ils ont la même dureté que ceux décrits ci-dessus; leur densité est comprise entre 2,96 et 3,00.

Composition. — Ebelmen a séparé l’acide borique de l’alumine par des

;i) Am. de chim. et de phys. (3), t. XXXIII, p. 40. t2) Ibid. (3), l. XXXIII, p.65.

ALUMINIUM

traitements réitérés au moyen d’un mélange d’acide sulfurique et d’acide fluorhydrique:

Calculé.

MM. Troost et Hautefeuille (1) ont obtenu le borate anhydre d’alumine, en chauffant de l’alumine dans du chlorure de bore en vapeur.

Enfin MM. Fremy et Feil l’ont également préparé en chauffant du fluorure d’aluminium avec de l’acide borique (2).

Hydratés. — Si l’on précipite une dissolution froide d’alun par le borate de soude, on obtient, d’après H. Rose (3), des sels doubles contenant de la soude, mais dont on peut extraire, par le lavage à l’eau, les deux composés qui ont pour formule :

2AW,Bo03+5HO,

3A|50>,2Bo03 + 8HO.

Toutefois, par un lavage très prolongé, ces deux sels sont complètement décomposés, et laissent pour résidu de l’alumine pure.

Alumine.

Acide borique..

SILICATES D’ALUMINE

SILICATES ANHYDRES

Ces composés se rencontrent dans la nature à l’état cristallisé ; ils ont pour formule :

AlW,SiO*.

Ils sont inattaquables par les acides et infusibles au chalumeau. On y distingue : le disthène, Vandalousite, la silimannite.

Le disthène se rencontre en prismes doublement obliques ou en masses cristallines translucides, d’un bleu clair, blanches, grises ou jaunes. Les angles qu’on y a mesurés sont ;

pm = 100»,50' pt = 93”, 15' mt = 106”,15'

Densité. 3,58 3,68

(1) Comptes rendus, t. LXV, p. 1819.

(2) Ibid., t. LXXXV, p. 1029.

(3) Pogg. Ann., t. XCI, p. 452.

Les cristaux de disthène sont presque toujours associés avec ceux de slaurotide dans le granit, le gneiss, le micaschiste, la dolomie et le calcaire saccharoïde.

L’andalousite se rencontre en prismes rhomboïdaux droits de 90“44'; ils sont opaques, gris ou rosés ; ils se trouvent dans des schistes cristallisés ; leur densité est de 3,2 environ.

L’andalousite se transforme progressivement en une substance kaolinique tendre, souvent pénétrée de nombreuses lames de mica ou de disthène.

La silimanite cristallise sous forme d’un prisme rhomboïdal droit de Hl degrés.— Elle parait répondre à la formule donnée ci-dessus; néanmoins M. Damôur a trouvé :

Silice. 29,58

Alumine. 60,42

ce qui correspondrait plutôt à la formule : • ,

8 Al*03,9Sj0*.

Ce minéral se trouve en longs prismes minces, souvent cannelés, aplatis et contournés.

Densité. 3,23 3,24

Indépendamment des silicates simples d’alumine, on rencontre encore à l’état naturel des combinaisons de ces silicates avec des fluorures ou des protoxydes. Tels sont la topaze, la staurotide et les feldspaths.

Nous nous attacherons spécialement à l’étude des derniers de ces composés, à cause de leur rôle dans la formation des argiles.

Feldspaths. — On donne le nom de feldspaths à des minéraux dans lesquels l’alumine est combinée avec la silice et avec l’une des cinq bases protoxydes suivantes : potasse, soude, lithine, chaux et magnésie.

Ils présentent en outre ce caractère constant que le rapport de l’oxygène de l’alumine à l’oxygène de la base protoxyde est invariablement celui de 3 : 1.

La silice, par ses variations, constitue les différentes espèces chimiques du groupe.

On distingue habituellement six espèces de silicates, qui sont :

L’anorthile. Ca0,Al*03,2Si0»

Le labradorite Ca0,AI*0^3Si0*

L’andésine. R0,Al»03,5Si0*

L’oiigoclase. lVa0,AI»0',5Si0*

L’albite. NaO.ADO’.GSiO*

L’orlbose. K0,Al»0»,6Si0»

.iCaO ( NaO

ALUMINIUM

Les cinq premières de ces espèces appartiennent au système anortliique, et la sixième, l’orthose, au système cliuorliombique, quoiqu’elle ait même composition que l’albite.

Ces deux espèces de formes cristallines sont très voisines, quoique appartenant à des systèmes différents ; toutes présentent deux clivages faciles, rectangulaires ou voisins de 90 degrés.

Si l’on compare les quantités d’oxygène contenues dans la silice, l’alumine et la base protoxyde, on arrive à constituer le tableau suivant :

Rappor ts d’oxygène.

Base. Alumino. Silice.

Anorthite. 1 2 4

F.abradorite. 1 2 6

Andésine. 12 8

Oligoclase. 1 2 10

Albite. 1 2 12

La densité de ces différentes espèces est comprise entre 2,4 et 2,85.

Les feldspaths forment une partie importante d’un grand nombre de roches telles que granits, syénites, gneiss, porphyres, phonolythes, Irachytes, etc. — Sous l’action de l’eau et de l’acide carbonique, ils perdent de l’alcali et donnent naissance à des silicates hydratés d’alumine.

SILICATES HYDRATÉS D’ALDMINB

I. Kaolins. — Le silicate d’alumine qui a pour formule AW,2SiO--f-2HO peut être retiré d’un certain nombre d’argiles. A l’état de pureté il est connu sous le nom de kaolin. Il provient de la décomposition des feldspaths et des matières feldspathiques, telles que les granits et les porphyres.

Ainsi le feldspath orthose, sous l’action de l’eau et de l’acide carbonique, se décompose en carbonate de potasse, en silice et en kaolin :

K0,A120\6Si0» -t- 2HO + CO» = Al*0^2SiO*,2 HO + KO,CO* + 4SiO».

Il n’est pas rare de trouver du kaolin, surtout lorsqu’il est déposé là où il a pris naissance, mélangé avec du quartz et du mica ayant appartenu comme lui à une roche feldspathique.

De tous les feldspaths l’orthose est celui qui se décompose le plus facilement sous l’influence de l’eau et de l’acide carbonique de l’air. Les cristaux qui éprouvent cette transformation perdent d’abord leur éclat, leur transparence, leur couleur et leur dureté, et ils se transforment en une masse terreuse souvent mélangée de parties dures inaltérées.

Certaines variétés d’amphigène, comme celles de la Rocca Monfina, exposées aux actions atmosphériques, se transforment plus ou moins complètement, sans changer de forme, en une masse kaolinique friable.

Enfin le béryl est susceptible d’éprouver une transformation analogue. M. Damour a trouvé pour la composition d’un kaolin séparé par lévigation d’un échantillon de béryl de la Vilate, près Chanteloube (Haute-Vienne) (1) :

Silice. 45,6t

Alumine. 38,86

Sesquioxyde de fer. 0,94

Glucine. 1,10

Eau. 14,04

ce qui répond assez bien à la formule:

Al*03,2SiO® + 2 HO.

Mûller a trouvé dans un échantillon de Tirschenreuth, en Bavière, moins altéré que le précédent :

Silice. 58,8

Alumine. 24,7

Sesquioxyde de fer. 2,6

Glucine. 10,2

Eau. 2,5

Sous l’action de l’eau, le kaolin acquiert une certaine plasticité ; les acides azotique et chlorhydrique sont sans action sur lui, mais l’acide sulfurique à chaud dissout l’alumine qu’il contient et met la silice en liberté.

Le kaolin est infusible, à moins qu’il ne soit mélangé avec du feldspath ou bien encore avec du carbonate, du sulfate ou du phosphate de chaux. Alors, sous l’action d’une température élevée, ou obtient, suivant la proportion de fondant, ou une matière blanche opaque, ou une matière transparente dans les minces fragments, ou enfin un verre fondu.

De là l’emploi du kaolin dans la fabrication de la porcelaine.

Sous l’action de la chaleur, le kaolin durcit fortement ; en même temps sa densité augmente, mais jusqu’au rouge seulement; à des températures plus élevées, elle diminue.

C’est ce qui' résulte des nombres suivants, obtenus par Laurent, pour la den-

(1) Ann. de chim. et de phtjf. (3), LXVI, p. 96.

kLUMINlCM.

sité du kaolin pulvérisé, après l’avoir porté à des températures graduellement croissantes :

Densité.

k tOO degrés. 2,47

Au rouge sombre. 2,70

Au bon rouge. 2,64

Au blanc naissant. 2,50

Au blanc. 2,48

Si l’on chauffe jusqu’à fusion du kaolin avec dix fois son poids d’hydrate de potasse, on obtient une masse fluide, dont l’eau enlève, après refroidissement, du silicate et de l’aluminate de potasse.

On obtient un résultat analogue en calcinant jusqu’au rouge blanc le kaolir. avec cinq fois son poids de carbonate de soude.

La densité du kaolin est de 2,21 à 2,26.

Les kaolins naturels sont presque tous d’un beau blanc ; quelques-uns tirent sur le jaune ou le rouge chair ; plusieurs de ces derniers acquièrent par le feu une teinte grise qui ne permet pas de les employer dans la fabrication de la belle porcelaine.

Le kaolin, qui a pour formule :

Al*03,2Si0»-f 2110,

a pour composition centésimale ;

Alumine. 29,78

Silice. 46,32

Eau. 13,90

Voici la composition de quelques kaolins, préalablement séparés par le lavage, des matières étrangères, tels que grains de feldspath, de quartz et de mica, avec lesquels ils étaient mélangés dans les roches kaoliniques :

Silice.(^,26 54,17 46,53 46,46 46,68 43,32 50,5 55 3

Alumine. 16,98 29,93 39,47 46,37 36,92 41,68 33,7 30 3

Sesquioxyde de fer. 0,31 1,22 » 1,22 » » 1,8 2’,0

Soude. 0,20 0,41 » » 0,58 » , 2,7

Chaux. 0,43 0,59

Magnésie. 0,11 0,46 » » 0,52 1,59 0,8 0,4

Eau. 1,29 8,51 13,97 13,61^ 13,13 13,70 11,2 8,2

Carbonate de chaux. » » 0,31 1,47 t t » »

1. Orthose décomposé du porphyre de t’Auesberg, près Stolbcrg au Harz, analysé par Ramir.clsberg.

8. Orthose décomposé da granit de Karisbad, analysé par Crasso.