Un minéral est une substance que l'on trouve dans la nature. Sa composition chimique est fixe, même s'il contient parfois un polluant qui en modifie la couleur. Il est inorganique et possède une structure géométrique fixe, c'est pourquoi il est solide. Il a une certaine structure cristalline. L'étude des minéraux s'appelle la minéralogie, et il existe plus de 5 000 espèces minérales connues.
On peut les distinguer par diverses propriétés physiques et chimiques. Il existe différentes espèces en fonction de leur composition chimique et de leur structure cristalline. L'environnement géologique influence les propriétés du minéral.
Classification des minéraux
Pour classer les minéraux, il convient non seulement de les classer selon leur composition chimique, mais aussi selon leurs principes structurels. Sur cette base, les minéraux sont classés comme suit :
- Éléments natifs
- Silicates
- Sulfures
- Sulphosaltes
- Oxydes et hydroxydes
- Halides
- Carbonates, nitrates et borates
- Sulfates et chromates
- Tungsulfates et molybdates
- Phosphates, arséniates et vanadates
Éléments natifs
Ce sont les minéraux que l'on peut trouver dans la nature à l'état pur. Ils sont divisés en minéraux métalliques et non métalliques.
Minéraux métalliques
Les éléments appartenant à ce groupe appartiennent à la même famille dans la classification périodique des éléments, leurs atomes ont donc des propriétés chimiques similaires. De plus, ils sont tous suffisamment inertes pour se retrouver à l'état élémentaire dans la nature. Dans ce type de minerai, on procède à une extraction pour obtenir un métal particulier. Il en existe quatre types :
- Basiques (cuivre, zinc, plomb...).
- Ferreux (fer, cobalt, chrome...).
- Précieux (argent, or...).
- Radioactifs (radium, plutonium...).
Les minéraux non-métalliques
Ces minéraux sont d'une grande valeur pour le commerce et l'industrie. Ils sont extraits de ressources minérales qui, après traitement, ont différentes utilisations : salpêtre, iode, sels de lithium, gypse, oxyde de fer, ciment, chaux, phosphates, soufre, sulfate d'aluminium, alumine, bauxite, chromite...
Silicates
Les silicates représentent environ un tiers de tous les minéraux connus. Ils sont les matériaux céramiques les plus importants car ils contribuent à notre civilisation et à notre niveau de vie (pierre, ciment ou verre). Les minéraux silicates prédominants sont le silicium et l'oxygène, car ils constituent la majorité de la croûte terrestre. Les autres éléments courants de la croûte terrestre sont l'aluminium, le fer, le magnésium métal, le sodium, le calcium et le potassium.
Les silicates les plus importants sont : les feldspaths, les olivines, les amphiboles, le quartz, les micas, les granites et les pyroxènes.
Les minéraux non silicatés sont divisés en différentes classes : éléments natifs, composés organiques, oxydes et hydroxydes, sulfures, carbonates et nitrates, phosphates, halogénures, borates et sulfates.
Sulfures
Cette classification comprend les sulfarséniures, les arséniures et les tellurures. La plupart d'entre eux sont reconnaissables car ils sont opaques, ont un éclat métallique et des couleurs distinctives. Exemples de sulfures : chalcocite, galène, acanthite, sphalérite, cinabre ou pyrrhotite bornite.
Sulphosaltes
Dans ce groupe de minéraux, le soufre prend la place de l'oxygène dans les acides oxygénés les plus courants et les plus connus, comme l'acide carbonique, l'acide sulfurique ou l'acide phosphorique. Les sulfosels sont un type de minéraux important car ils peuvent indiquer un certain nombre de minéraux soufrés autres que les sulfures. De nombreuses espèces de ce groupe sont rares, sont étroitement associées à d'autres minéraux similaires et sont souvent imparfaitement cristallisées. Parmi elles, citons la livingstonite, la techmanite, la zinkénite ou la miargyrite.
Oxydes et hydroxydes
Ce sont des composés naturels dans lesquels l'oxygène est combiné avec un ou plusieurs métaux.
Les oxydes constituent un groupe de minéraux relativement durs, denses et réfractaires. Les hydroxydes ont tendance à être moins durs et moins denses, et se présentent généralement sous forme d'alliages secondaires ou de produits d'altération.
Halides
Ce groupe est constitué de combinaisons chimiques de métaux avec des halogènes tels que le fluor, le chlore, l'iode ou le brome. Ils ont une faible dureté, une faible gravité spécifique et un éclat vitreux. La sylvinite, l'halite ou le spath fluor en sont des exemples.
Carbonates, nitrates et borates
Les carbonates sont des minéraux formés par la combinaison chimique d'un métal avec le groupe anionique carbonate. Les plus importants sont le groupe de la calcite, l'aragonite et la dolomite.
Les nitrates, qui sont rares dans la nature, sont facilement solubles dans l'eau. Les plus importants sont le nitro et le nitratine.
Les minéraux borates sont rarement présents dans les gisements industriels. La plupart d'entre eux ont un faible poids et un lustre vitreux ou gras.
Sulfates et chromates
La formation de sulfates se produit dans des conditions de forte concentration d'oxygène, c'est-à-dire à une pression partielle d'oxygène élevée dans l'environnement et à des températures relativement basses. La célestine ou le gypse en sont des exemples.
Tungsténates (tungsténiates) et molybdates
Ce petit groupe de minéraux de minerai est coloré et très intéressant. Le tungstène (W) a un poids atomique beaucoup plus élevé (184) que le molybdène (96), tous deux appartiennent à la même famille du tableau périodique et ont le même rayon ionique. Par conséquent, ils peuvent facilement se substituer l'un à l'autre comme cation de coordination.
Les types comprennent la tungsténite, la scheelite et la wulfenite.
Applications et utilisations
Les minéraux sont très importants car ils sont utilisés dans différentes activités. Certains minéraux sont utilisés de la même manière qu'ils sont extraits : soufre, sel... mais d'autres doivent subir certains processus pour obtenir le produit : aluminium, cuivre... Les minéraux sont la source des métaux.
Les minéraux sont obtenus à partir de mines où l'on extrait la matière nécessaire. Il existe 2 types de mines :
- Les mines à ciel ouvert : le minerai peut être foré ou dynamité et est chargé sur des camions. Elles sont exploitées en terrasses en spirale.
- Les mines souterraines : la roche est forée ou dynamitée de manière contrôlée. Des puits descendent vers des galeries horizontales.
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