2.1. LA FLUORINE DANS L'INDUSTRIE CHIMIQUE (SOURCE DU FLUOR)
ET DANS CELLE DE L'ALUMINIUM

Les spécifications internationales de la qualité de spath requise pour cet emploi sont les teneurs en CaF2 (supérieures à 97 %) et en SiO2 (inférieures à 1 %).
Les applications concernent d'abord la chimie minérale, avec la fabrication de l'acide fluorhydrique, (matière première elle-même à la base de la fabrication des dérivés fluorés organiques et minéraux) et la fabrication de fluorure d'aluminium utilisé pour l'électrolyse de l'alumine. Elles concernent toute la chaîne de la chimie organique avec divers produits élaborés à partir de l'acide fluorhydrique (fluides frigorigènes, gaz propulseurs, matières plastiques, mousses isolantes, solvants, etc.). 2.1.1. Chimie minérale

a) Fabrication de l'acide fluorhydrique
Les chimistes distinguent le fluorure d’hydrogène de l'acide fluorhydrique. Le fluorure d'hydrogène est un gaz qui se mélange à l’eau en toutes proportions. L'acide fluorhydrique est fabriqué par attaque de la fluorine, préalablement pulvérisée, par l'acide sulfurique chauffé légèrement. La réaction chimique est CaF2 + H2SO4 -> 2 HF
+ CaSO4. Il faut environ 2,2 à 2,4 t de spath à 97 % CaF2 pour fabriquer une tonne d'acide fluorhydrique. Le résidu est l'anhydrite qui entre dans la fabrication de chapes liquides.

b) Fabrication du fluorure d'aluminium pour l'élaboration de l'aluminium
Les applications principales de l'acide fluorhydrique sont d'abord la fabrication du fluorure d'aluminium AlF3 et plus accessoirement celle de la cryolithe artificielle Na3AlF6 qui sont utilisés dans la métallurgie de l'aluminium comme électrolytes pour réduire l'alumine en aluminium métal. Le procédé consiste à dissoudre l'alumine dans un bain de fluorures d'où l'aluminium est extrait par électrolyse. La cryolithe est obtenue par l'attaque de l'alumine par l'acide fluorhydrique avec formation de fluorure d'aluminium et précipitation de cryolithe par une solution de soude. Cette réaction chimique est 12 HF + Al2O3 3H2O + 6 NaOH -> 2Na3 AlF6 + 12 H2O. La fabrication d'une tonne d'aluminium nécessite, selon le type d'installation, de l'ordre de 10 à 40 kg de spath chimique concentré, ce qui représente le tiers de la consommation mondiale de spath fluor.Parmi les produits de substitution à la fluorine utilisés actuellement dans certains pays pour la fabrication du fluorure d'aluminium, il faut mentionner la valorisation des déchets du traitement des phosphates, celui-ci produisant notamment de la fluorapatite [Ca5 (PO4,CO3)3 F]. On utilise aussi un composé à base de fluosilicate de sodium qui autrement ne serait pas valorisé.

c) Fabrication d'autres fluorures (d'uranium notamment)
Les autres applications notables de l'acide fluorhydrique dans le domaine de la chimie minérale sont le nettoyage des métaux, le décapage des tôles d'acier et d'inox, et la fabrication de l'hexafluorure d'uranium qui est un composé chimique intermédiaire dans la chaîne de fabrication de l'uranium (séparation de l'U235 et de l'U238 par diffusion). On utilise aussi des dérivés de l'acide fluorhydrique en verrerie, pour le dépolissage et la gravure du verre.
Enfin, un autre débouché des produits chimiques fluorés minéraux est la fabrication des fibres optiques en verre, dont la composition contient de nombreux fluorures, le fluorure de strontium notamment (cf. § 2.3.1)

Orientation bibliographique:

Feraud Jean (1999)-Mémento des roches et minéraux industriels : la fluorine ou spath fluor. Rap. BRGM R 40825