Légende
  • Halogènes
  • Métaux alcalino-terreux
  • Actinides
  • Gaz nobles
  • Métaux de transition
  • Autres
  • Métaux alcalins
  • Lanthanides
13
Al
Aluminium
9
F
Fluor
Produit minéral

Données physico-chimiques

Données atomiques

Formule Masse molaire Structure cristalline
AlF3 83,98 g.mol-1 Rhomboédrique de paramètres
a = 0,4925 nm, c = 1,2448 nm

Données physiques

Masse volumique Température de fusion Solubilité dans l’eau
3,10 g.cm-3 1 290°C (sublimation)
  • à 20°C : 5 g.L-1
  • à 100°C : 17,2 g.L-1

Données thermodynamiques

 

  • Enthalpie molaire standard de formation à 298,15 K : -1510,4 kJ.mol-1
  • Enthalpie libre molaire standard de formation à 298,15 K : -1431,1 kJ.mol-1
  • Entropie molaire standard à 298,15 K : S° = 66,5 J.K-1mol-1
  • Capacité thermique molaire sous pression constante à 298,15 K : Cp° = 75,1 J.K-1mol-1

Données industrielles

Fabrication industrielle

En partant d’alumine, le fluorure d’aluminium est traditionnellement préparé à partir du fluorure d’hydrogène lui même obtenu à l’aide de fluorure de calcium. Toutefois, l’obtention à partir d’acide fluosilicique coproduit lors de la fabrication de l’acide phosphorique destiné principalement à l’industrie des engrais phosphatés se développe.

Obtention à partir du fluorure de calcium : procédé « sec ».

La réaction qui a lieu en lit fluidisé, à une température comprise entre 400 et 600°C, est représentée par l’équation suivante :

Al2O3 + 6 HF(g) = 2 AlF3 +3 H2O(g)

La consommation pour une t de AlF3 est la suivante :

CaF2 1,54 t Al(OH)3 1,03 t
H2SO4 1,85 t Électricité 165 kWh

Le fluorure d’aluminium obtenu a une densité d’environ 1,5 et sa pureté est comprise entre 90 et 92 %, la principale impureté étant l’alumine ce qui présente pas d’inconvénient pour une utilisation pour l’obtention de l’aluminium.

Obtention à partir de l’acide fluosilicique : procédé « humide ».

La réaction a lieu, en solution à 100°C, entre l’acide fluosilicique purifié et l’hydroxyde d’aluminium. Après séparation de la silice qui a précipité, le fluorure d’aluminium est cristallisé en trihydrate AlF3,3H2O puis par chauffage au dessus de 500°C, il donne du fluorure anhydre. L’équation globale correspondante est la suivante :

H2SiF6 + 2 Al(OH)3 = 2 AlF3 + SiO2 + 4 H2O

Le fluorure d’aluminium obtenu est de faible densité, comprise entre 0,7 et 0,8 et de pureté élevée, de 95 à 97 %. Des évolutions de ce procédé, avec décomposition de l’acide fluosilicique ou avec la formation intermédiaire d’un fluorure d’ammonium ont été proposées.

Productions

Dans le monde, en 2013 : 1,023 million de t.

en milliers de t
Chine 627 Amérique du Nord 103
Europe de l’Ouest 109

Source : Roskill

Principaux producteurs : hors producteurs chinois.

En Italie, à Cagliari, en Sardaigne, Fluorsid possède une capacité de production de 120 000 t/an. Par ailleurs, en 2016, a acquis auprès de Boliden, la société Noralf, à Odda, en Norvège, avec une capacité de production de 40 000 t/an.

Au Mexique, à Matamoros, dans l’État de Tamaulipas, Koura, filiale du groupe Orbia nouvelle dénomination de  Mexichem possède une capacité de production de 60 000 t/an.

Rio Tinto possède une capacité de production de 60 000 t/an à Jonquière, au Québec, Canada.

Aux Émirats Arabes Unis, Gulf Fluor a construit, à Abu Dhabi, une usine avec une capacité de production de 54 000 t/an de HF et 60 000 t/an de AlF3.

En Tunisie, les Industries Chimiques du Fluor, possèdent, depuis 1976, à Gabès, une capacité de production de 42 000 t/an à partir de 75 000 t/an de fluorine acide, 45 000 t/an d’hydroxyde d’aluminium, 55 000 t/an d’acide sulfurique et 20 000 t/an d’oléum.

En Suède, à Helsingborg, Alufluor, co-entreprise entre Yara et Rio Tinto, produit AlF3 à partir d’acide fluosilicique, avec une capacité de production de 25 000 t/an.

En Lituanie, à Kedainiai, Lifosa, filiale du groupe russe Eurochem, produit AlF3 à partir d’acide fluosilicique, avec une capacité de production de 21 000 t/an.

Commerce international : en 2018.

Principaux pays exportateurs : sur un total de 295 336 t.

en tonnes
Chine 105 711 États-Unis 14 709
Mexique 64 039 Lituanie 13 248
Tunisie 28 828 Canada 8 876
Émirat Arabes Unis 24 622 Indonésie 8 286

Source : ITC

Les exportations chinoises sont principalement destinées à 25 % à la Russie, 14 % l’Inde, 12 % l’Australie.

Principaux pays importateurs : sur un total de 395 017 t.

en tonnes
Inde 58 763 Canada 24 948
Russie 52 520 Australie 24 455
Émirats Arabes Unis 41 858 Bahreïn 21 632
États-Unis 25 552 Islande 15 988

Source : ITC

Situation française

En 2018.

Exportations : confidentielles.

Importations : 6 311 t à 98 % d’Italie.

Utilisations

Consommations : la consommation mondiale, en 2016, a été de 1,2 million de t.

Secteurs d’utilisation : le fluorure d’aluminium est principalement employé dans les bains d’électrolyse de l’alumine destinés à produire l’aluminium. AlF3 réduit la solubilité de l’aluminium dans la cryolithe, abaisse la température de fusion de cette dernière à 960°C et augmente la conductivité du bain fondu. La consommation est d’environ 20 kg de AlF3 pour une tonne d’aluminium.

Un bain a la composition moyenne suivante :

Cryolithe 83 % CaF2 5 %
AlF3 7 % Al2O3 5 %

La consommation pour une t d’aluminium est, en moyenne, la suivante :

Al2O3 1 930 kg Cryolite 2 kg
Carbone 415 kg Électricité 13 460 kWh
AlF3 20 kg

Bibliographie

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