Légende
  • Halogènes
  • Métaux alcalino-terreux
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  • Gaz nobles
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  • 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 avec, en 2017, environ 20 % de la production mondiale.

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 2018 : 1,2 million de t.

Principaux producteurs : hors producteurs chinois.

En Italie, à Cagliari, en Sardaigne, Fluorsid possède une capacité de production de 110 000 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 et une production, en 2019, de 15 200 t.

Commerce international : en 2019.

Principaux pays exportateurs : sur un total de 625 289 t, en 2018.

en tonnes
Chine 199 429 Belgique 17 666
Tunisie 42 465 Japon 15 860
Canada 19 667 Pays Bas 14 376
États-Unis 19 122 Lituanie 13 223
Émirat Arabes Unis 18 225 Allemagne 12 535

Source : ITC

Les exportations chinoises sont principalement destinées à 14 % à l’Inde, 10 % l’Australie, 10 % les États-Unis, 7 % la Malaisie.

Principaux pays importateurs : sur un total de 725 170 t, en 2018.

en tonnes
Inde 50 207 Canada 15 855
États-Unis 37 311 Islande 15 385
Russie 36 050 Brésil 14 630
Australie 26 993 Malaisie 13 593
Émirats Arabes Unis 17 210 Afrique du Sud 10 105

Source : ITC

Les importations indiennes proviennent à 40 % de Chine, 18 % du Mexique, 14 % de Jordanie, 9 % d’Indonésie.

Situation française

En 2019.

Exportations : confidentielles.

Importations : 6 909 t à 95 % d’Italie, 5 % d’Espagne.

Utilisations

Consommations : la consommation mondiale, en 2017, a été de 1,5 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 de 10 à 23 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