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Sommaire
 
Sur cette page :
- La cryolite et la Céramique Article de Smart.Conseil
 
- La cryolite, Toxicologie, par Edouard Bastarache
 

In English version :

- Cryolite and Ceramics by Smart.Conseil
 
- Cryolite toxicology, by Edouard Bastarache
 
 
LA CRYOLITE et la Céramique

par Smart2000
 
 
LA CRYOLITE
 
Etymologie : Du grec "kryos", froid, et "lithos", pierre
En allusion à son éclat voisin de celui de la glace
Date de découverte : 1799
 
Cryolite : Hexafluoroaluminate de Sodium ou Fluo-Aluminate de Sodium (Formule moléculaire AlF6Na3, contient 32.9% Na, 12.8% Al, 54.3% F) peut aussi contenir des traces de Fe et Ca.
 
Principaux gisements : Cryolite du complexe D'Ivitgut (Groenland)
Minéral associé aux grands gisements de pegmatite.
 
 
N° CAS : 15096-52-3
N° Européen (et/ou) EINECS : 2391488
 
 

PHRASES DE RISQUES

20/22

Nocif par inhalation et par ingestion

48/23/25

Toxique : risque d'effets graves pour la santé en cas d'exposition prolongée par inhalation et par ingestion

PHRASES DE PRECAUTIONS

22

Ne pas respirer les poussières

37

Porter des gants appropriés

45

En cas d'accident ou de malaise consulter immédiatement un médecin (si possible lui montrer l'étiquette)

 
 
En raison de sa rareté, ce minéral a été remplacé dans les procédés industriels par des fluorures d'aluminium et de sodium produits artificiellement.
La production de fluorure d'aluminium (AlF3) et de cryolithe (AlF3,3NaF) au niveau mondial représente plus de 400 000 t/an. Ils sont utilisés, principalement, dans l'électrométallurgie de l'aluminium.
 
Généralités :
La cryolite raffinée se présente sous la forme d'une poudre blanche très fine.
1 kg de cryolite donne 0.443 kg de Na2O et 0.243 kg de Al2O3 dans l'émail ou le verre.
Faiblement soluble dans l'eau : 0.4 g / litre à 20°C
Poids moléculaire : 210 g
Densité : 2.97
Coefficient de dilatation linéaire dans le verre : 2.2 x 10-7 °K-1 (très faible)
Point de fusion : 1000-1020°C
 
Utilisation dans le verre et la céramique :
 
La cryolithe est un fondant puissant assez pauvre en fer, surtout utilisé dans le verre pour son fort pouvoir solvant sur des oxydes tels que SiO2, Al2O3 et CaO avec lesquels il forme des eutectiques à basse température de fusion. C'est aussi un opacifiant utilisé dans les verres opales dont il favorise l'opalescence. L'action fondante et opacifiante de la cryolite aide à l'homogénéité et à l'affinage du verre, c'est aussi une source d'alumine facilement fusible.
La cryolite est utilisée pour accélérer la fusion. L'action du fluor en faible proportion abaisse fortement la viscosité et facilite l'affinage (élimination des bulles présentes dans le verre en fusion).
 
Glaçures : l'ajout de fluorures dans les glaçures opacifiées à l'étain améliore l'opacité, mais le dégagement de fluor peut provoquer des piqûres et de petites bulles si la glaçure se ferme trop tôt.
Dans les émaux blancs la cryolite peut entrer comme constituant à hauteur de 5 à 15 % en poids.
 
La cryolite est quelque fois utilisée comme fondant auxiliaire dans les pâtes de produits blancs.
 
La cryolite est la forme la plus stable pour l'apport de fluorures dans le verre et les émaux en raison de sa haute teneur en alumine.
 
La cryolite est utilisée dans certaines glaçures Shino dont le rôle du fluor permet d'intensifier les couleurs et de faciliter la remontée du fer en surface en s'échappant sous forme gazeuse au travers de la glaçure en fusion.
Lien vers l'article sur les glaçures Shino de Hank Murrow pour en savoir plus : Shinos 
 
 
Emploi en métallurgie :
 
En métallurgie, elle est principalement employée comme solvant de l'alumine dans la métallurgie de l'aluminium par électrolyse.
La cryolithe possède les propriétés suivantes : elle dissout les fluorures et les oxydes d'aluminium mais pas le métal. Fondue à 1000°C, elle devient conductrice de courant électrique. Sa masse volumique plus faible celle de l'aluminium facilite la séparation des phases lors de l'électrolyse.
Obtention de l'aluminium : Le procédé le plus utilisé consiste à dissoudre l'alumine dans de la cryolite fondue puis de séparer l'aluminium par électrolyse. L'aluminium obtenu est pur à 99%, après élimination des impuretés par raffinage (fer, silicium, zinc, titane, cuivre,...), sa pureté atteint 99.99%.
 
Présence du fluor dans notre environnement :
 
Extrait du site du service de l'eau de Haguenau sur les fluorures :
9, chemin du Gaz - 67500 Haguenau - Tél. 03.88.73.71.71
 
La croûte terrestre contient environ 0,3 g/kg de fluor. Cet élément est plus abondant que le cuivre, par exemple.
On le trouve toujours à l'état combiné sous forme de fluorures en association avec d'autres éléments. Le fluor est concentré dans les minerais contenant de la cryolite et de la fluorine.
Les fluorures sont présents naturellement à des teneurs généralement inférieures à 1 mg/l dans les eaux superficielles, mais peuvent atteindre plusieurs dizaines de mg/l dans certaines eaux profondes.
Le fluor est aussi présent dans les végétaux, et principalement dans les graminées. Il joue un rôle important dans le règne animal, où il se trouve essentiellement dans les os et les dents. Presque tous les produits alimentaires contiennent du fluor mais le thé, le poisson et quelques fruits exotiques en sont particulièrement riches. Il est à noter que certaines eaux minérales sont très riches en fluorures (jusqu'à 8 mg/l).
 
 

 

 

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Numéro CAS :
Ce numéro est attribué par les Chemical Abstracts Services à chaque entité chimique, qu'il s'agisse d'une molécule bien précise, d'un mélange d'isomères ou d'un produit résultant d'un processus industriel bien défini. Vu la complexité de la nomenclature chimique et la possibilité de désigner une substance par plusieurs noms, le numéro CAS permet d'identifier les espèces chimiques sans aucune ambiguïté.
 
 
LA CRYOLITE, Toxicologie

par Edouard Bastarache
 
 
Formule moléculaire brute : ALF6NA3
 
Principaux synonymes :
 
I-Noms français :
Hexafluoroaluminate de sodium.
CRYOLITE.
II-Noms anglais :
Sodium hexafluoroaluminate.
CRYOLITE.
 
Utilisation et sources d'émission :
 
Production d'aluminium
Chimie des glaçures céramiques
Insecticide
 
Hygiène et sécurité :
 
I-Apparence :
Solide poudreux cristallin, incolore à foncé, inodore.
 
II-Danger immédiat pour la vie et la santé (DIVS) :
 
250 mg/m³ exprimé en F (fluorures).
 
III-Inflammabilité :
 
Ce produit est ininflammable.
 
IV-Techniques et moyens d'extinction :
 
Techniques spéciales :
Porter un appareil respiratoire autonome muni d'un masque facial complet et des vêtements protecteurs appropriés. Déplacer les contenants de la zone d'incendie si ça ne présente aucun risque.
 
V-Produits de combustion :
 
Fumées hautement toxiques et irritantes, fluorure d'hydrogène.
 
Prévention :
 
I-Réactivité :
 
A-Stabilité
Ce produit est stable.
 
B-Incompatibilité
Ce produit est incompatible avec ces substances: L'oxyde de calcium. À haute température, les acides forts, l'eau ou l'humidité le décompose. Il se décompose en chauffant avec des solutions aqueuses d'hydroxyde de calcium ou des solution aqueuses d'hydroxyde d'alcali.
 
C-Produits de décomposition
Le produit se décompose au point d'ébullition. Décomposition thermique: fumées toxiques et irritantes de fluorure d'hydrogène. Hydrolytique: fluorure d'hydrogène (normalement à haute température).
 
II-Manipulation :
 
Éviter les contacts prolongés ou répétés avec la peau.
Ventiler adéquatement sinon porter un appareil respiratoire approprié.
Ne pas fumer, ne pas boire ou manger pendant l'utilisation.
Enlever les vêtements contaminés et les laver avant de les réutiliser.
 
III-Entreposage :
 
Entreposer à l'abri des matières incompatibles.
Conserver dans un récipient hermétique placé dans un endroit sec et bien ventilé.
 
IV-Fuites :
 
Éviter l'accumulation des poussières. Ramasser. Mettre dans un contenant.
Ramasser les déchets et mettre dans un contenant hermétique.
 
V-Déchets :
 
Consulter le bureau régional du ministère de l'environnement.
 
Toxicologie :
 
I-Absorption :
 
Ce produit est absorbé par les voies respiratoires et les voies digestives.
 
II-Effets aigus :
 
Les dérivés insolubles du fluor (spathfluor, cryolite) ont une toxicité aigue très faible.
Irritation des yeux et du système respiratoire mais aucune irritation de la peau lors de tests effectués chez l'animal.
 
III-Effets chroniques :
 
Perte de poids, anorexie, anémie, atteinte de la dentition, eosinophilie, troubles de croissance chez les jeunes individus; troubles gastro-intestinaux, circulatoires, respiratoires et neurologiques, démangeaisons; possibilité de constipation et de douleurs localisées à la région du foie; fluorose possible: fragilité des os, rigidité des jointures et décalcification des os. Lorsqu'ingéré, ce produit libère des ions fluorures.
 
IV-Effets sur le développement :
 
Aucune donnée concernant le développement prénatal n'a été trouvée dans les sources documentaires consultées.
 
V-Effets cancérogènes :
 
Évaluation de l'ACGIH : Substance non classifiable comme cancérogène pour l'homme (groupe A4).
Les données ne permettent pas de faire une évaluation adéquate de l'effet cancérogène.
 
VI-Effets mutagènes :
 
Aucune donnée concernant un effet mutagène in vivo ou in vitro sur des cellules de mammifères n'a été trouvée dans les sources documentaires consultées.
 
Surveillance biologique :
 
I-Paramètre biologique, indice biologique d'exposition et moment du prélèvement :
 
Les fluorures urinaires : 18µmol/mmol de créatinine mesuré au début du premier quart de travail de la semaine, 60 µmol/mmol de créatinine mesuré à la fin du quart de travail.
 
II-Facteurs à considérer lors de l'interprétation :
 
La mesure des fluorures urinaires n'est pas un indicateur spécifique de l'exposition professionnelle ;
La contamination externe possible de l'échantillon au moment du prélèvement peut fausser l'évaluation due à l'exposition ;
L'absorption par voie digestive peut être non négligeable s'il y a risque de contamination des mains ou de la nourriture ;
Les indices biologiques d'exposition ne s'appliquent uniquement qu'aux expositions aux fluorures métalliques, au fluorure d'hydrogène et au fluor ;
Une exposition aux fluorures à des niveaux équivalents à la norme peut entraîner une excrétion de fluorures urinaires supérieure aux valeurs proposées par l'ACGIH ; les indices biologiques d'exposition proposés par cet organisme visent à prévenir toute atteinte à la santé des travailleurs.
 
Premiers secours :
 
Rincer les yeux abondamment avec de l'eau, laver la peau et consulter un médecin.
En cas d'ingestion, faire vomir la personne si elle est consciente. Appeler un médecin.
En cas d'inhalation des vapeurs ou des poussières, amener la personne dans un endroit aéré. Consulter un médecin.
 
Réglementation :
 
Valeur d'exposition moyenne pondérée (VEMP) : 2,5 mg/m³ Valeur exprimée en F (fluorures).
 
 
 
 
Références :
1-CSST-Québec, Répertoire Toxicologique, 2003
2-Toxicologie Industrielle et Intoxications Professionnelles, Lauwerys R. dernière édition.
3-Sax's Dangerous Properties of Industrial Materials, Lewis C., dernière édition.
4-Clinical Environmental Health and Toxic Exposures, Sullivan J.B and Krieger G.R., dernière édition.
 
 
 

 
Edouard Bastarache M.D.
(Médecin du Travail et de l'Environnement)
 
Auteur de « Substitutions de matériaux céramiques complexes »
Tracy, Québec, CANADA
edouardb@colba.net
  
 
 
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Summary----------------------------------------------------French Version
 
On this page :
- Cryolite and Ceramics by Smart.Conseil
- Cryolite toxicology, by Edouard Bastarache
 
In French version :
- La cryolite et la Céramique par Smart.Conseil
 
- La cryolite, Toxicologie, par Edouard Bastarache
 
 
CRYOLITE and Ceramics

by Smart2000

 

CRYOLITE
 
Etymology: From the Greek words "kryos", cold, and "lithos", stone.
An allusion to its glare close to that of ice
 
Year of discovery : 1799
 
Cryolite : Sodium Hexafluoaluminate (Molecular formula ALF6NA3, contains 32.9% Na, 12.8% Al, 54.3% F) can also contain traces of Fe and Ca.
 
Main deposits : Cryolite of the Ivitgut complex (Greenland)
This mineral is associated with large pegmatite deposits.
 
 
CAS# : 15096-52-3
European N° (and/or) EINECS: 2391488 (EINECS: European Inventory of Existing Commercial Substances)
 
 

HAZARD SENTENCES

20/22

Harmful by inhalation and ingestion

48/23/25

Toxic: risk of serious health effects in the event of prolonged exposure by inhalation and ingestion

CAUTION SENTENCES

22

Do not to breathe dust

37

Wear suitable gloves

45

In the event of an accident or feeling of sickness, see a doctor immediately

46

(if possible show him the label)
 
Because of its scarcity, this mineral has been replaced in industrial processes by artificially produced sodium and aluminium fluorides.
The production of aluminum fluoride(AlF3) and cryolite (AlF3,3NaF) on a world level represents more than 400,000 tons/year. They are used, mainly, in the electrometallurgy of aluminium.
 
In general :
Refined cryolite is a very fine white powder.
1 kg of cryolite gives 0.443 kg of Na2O and 0.243 kg of Al2O3 in glazes or glass.
Slightly soluble in water : 0.4 g/liter at 20°C
Molecular weight: 210 g
Density: 2.97
Linear dilation coefficient in glass: 2.2 X 10-7 °K-1 (very weak)
Fusion point : 1000-1020°C
 
Uses in glass and ceramics :
 
Cryolite is a powerful flux rather low in iron, used especially in glass for its strong solvent action on oxides such as SiO2, Al2O3 and CaO with which it forms eutectics at low melting temperatures. It is also an opacifier used in opal glasses in which it favours opalescence.
The melting and opacifying action of cryolite contributes to the homogeneity and fining of glass, it is also an easily fusible alumina source. Cryolite is used to accelerate fusion. The action of fluorine in small proportion strongly lowers viscosity and facilitates fining (elimination of bubbles present in glass in fusion).
 
Glazes : the addition of fluorides in glazes opacified by tin improves opacity, but fluorine release can cause pinholes and small bubbles if the glaze solidifies too early.
In white glazes cryolite can be used as a component at the level of 5 to 15 % by weight.
 
Cryolite is sometimes used as an auxiliary flux in white clays.
 
Cryolite is the most stable form for supplying fluoride in glass and glazes because of its high alumina content.
 
Cryolite is used in some Shino glazes in which the role of fluorine allows to intensify colors and facilitate the migration of iron to the surface while it escapes as a gas through the glaze in fusion.
Link to Hank Murrow's article on Shino glazes in order to learn more : http://perso.wanadoo.fr/smart2000/shinos.htm#formules
 
Use in metallurgy :
 
In metallurgy, it is mainly used as a slovent of alumina in the metallurgy of aluminium by electrolysis. Cryolite has the following properties: it dissolves fluorides and oxides of aluminium but not the metal. Melted at 1000°C, it becomes a conductor of electrical current.
Its density weaker than that of aluminium facilitates phase separation during electrolysis.
 
Production of aluminium: The process most often used consists in dissolving alumina in molten cryolite then to separate aluminium by electrolysis. The aluminium obtained is 99%, pure, after elimination of impurities by refining (iron, silicon, zinc, titanium, copper...), its purity reaches 99.99%.
 
Presence of fluorine in our environment :
 
Excerpt from Haguenau's site on fluorides in water:
9, way of Gases - 67500 Haguenau - Tel.. 03.88.73.71.71
 
The earth's crust contains approximately 0,3 g/kg of fluorine. This element is more abundant than copper, for instance.One always finds it in a combined state as fluorides in association with other elements. Fluorine is concentrated in the ores containing cryolite and fluorite.
Fluorides are naturally present at concentrations generally lower than 1 mg/l in surface waters, but can reach several tens of mg/l in certain deep waters.
 
Fluorine is also present in plants, and mainly in the graminaceous ones. It plays a significant role in the animal kingdom, where it is found primarily in bones and teeth. Almost all foodstuffs contain fluorine but exotic tea, fish and some fruits are particularly rich in it. It should be noted that certain mineral waters are very rich in fluorides (up to 8 mg/l).
 
 

 

 

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CAS Number :
This number is allotted by Chemical Abstracts Services to each chemical entity, be it a quite precise molecule, a mixture of isomers or a product resulting from a well defined industrial process. Considering the complexity of chemical nomenclature and the possibility of indicating a substance by several names, the CAS Number makes it possible to identify chemical species without any ambiguity
 
 
CRYOLITE Toxicology

by Edouard Bastarache
 
 
Molecular Formula : ALF6NA3
 
Main synonyms :
 
I-English :
Sodium hexafluoroaluminate.
CRYOLITE.
II-French :
Hexafluoroaluminate de sodium.
CRYOLITE.
 
Uses and sources of emission :
 
I-Aluminium Smelting :
 
Aluminium is produced from bauxite, a mineral containing aluminium oxide, ferrous oxide and silica. By a chemical process, bauxite is refined to aluminium oxide.
Pure aluminium is then produced by using an electrothermal process, where electrolysis takes place in a carbonlined steel container with molten cryolite.
Carbon anodes are dipped into the liquid molten cryolite. A direct current generates molten aluminium in the bottom of the cell.
 
II- Glaze Chemistry
 
III-Pesticide (Raticide)
 
Hygiene and Safety :
 
I-Appearance :
 
Crystalline, solid powdery material, colourless to dark, odourless.
 
II- Immediately dangerous to life or health (IDLH) : 250 mg/m3 as F.
 
III-Inflammability :
 
This product is non flammable.
 
IV-Techniques and Means of Extinguishing :
 
Special techniques :
Wear an autonomous respiratory apparatus provided with a complete facial mask and suitable protective clothing. Move containers away from the zone of fire if that does not present any risk.
 
V-Products of Combustion :
 
 
Highly toxic and irritating fumes of hydrofluoric acid.
 
Prevention :
 
I-Reactivity :
 
A-Stability :
 
This product is stable.
 
B-Incompatibility :
 
This product is incompatible with the following substances: Calcium oxide; at high temperature, strong acids, water or moisture breaks it up. It breaks up upon heating with aqueous solutions of calcium hydroxide or aqueous solution of alkali hydroxides.
 
C-Products of Decomposition :
 
It breaks up at the point of boiling. Thermal decomposition gives off toxic and irritating hydrofluoric acid fumes. Hydrolytic decomposition gives off hydrofluoric acid (normally at high temperature).
 
II-Handling :
 
Avoid prolonged and repeated skin contacts.
Ventilate adequately if not, wear a suitable breathing apparatus. Do not smoke, drink or eat during use.
Remove contaminated clothes and wash them before re-using them.
 
III-Storage :
 
Store away from incompatible materials. Preserve in an airtight container placed in a dry and well ventilated place.
 
IV-Leaks :
 
Avoid accumulation of dust. Collect it. Put in a container.
Collect waste materials and put them in a hermetic container.
 
V-Waste Disposal :
 
Check with the regional office of the Department of the Environment.
 
Toxicology :
 
I-Absorbtion :
 
This material is absorbed by the respiratory and digestive tracts.
 
II-Acute Effects :
 
The insoluble derivatives of fluorine (spathfluor, cryolite) have a very low acute toxicity. It causes irritation of the eyes and the respiratory system but, no irritation of the skin during tests carried out on animals.
 
III-Chronic Effects :
 
Loss of weight, anorexia, anemia, dental effects, eosinophilia, disorders of growth in young individuals.Gastro-intestinal, circulatory, respiratory and neurological disorders, itching. Possibility of constipation and pain located with the area of the liver. Possible fluorosis: brittleness of the bones, rigidity of the joints and decalcification of the bones.
When ingested, this product releases fluoride ions.
 
IV-Effects on Development :
 
No data concerning the antenatal development was found in the consulted documentary sources.
 
V-Cancerogenic Effects :
 
Evaluation by the ACGIH : Substance not classifiable as cancerogenic for man (A4 group).
The data do not make it possible to make an adequate evaluation of the cancerogenic effect.
 
VI-Mutagenic Effects :
 
No data concerning a mutagenic effect in vivo or in vitro on the cells of mammals were found in the consulted documentary sources.
 
Biological surveillance :
 
I-Biological parameter, biological index of exposure and time of sampling :
 
Urinary fluorides:
18 µmol/mmol of creatinine measured at the beginning of the first workshift of the week,
60 µmol/mmol of creatinine measured at the end of the workshift.
 
II-Factors to be considered at the time of interpretation :
 
The measurement of urinary fluorides is not a specific indicator of professional exposure.
Possible external contamination of the sample at the time of sampling can distort the evaluation due to exposure.
Absorption by the digestive tract may be considerable if there is a risk of contamination of the hands or food;
Biological indices of exposure apply only to exposures to metallic fluorides, hydrofluoric acid and fluorine.
An exposure to fluorides at levels equivalent to the standard may cause a urinary excretion of fluorides higher than the values suggested ACGIH; biological indices of exposure suggested by this organization aim at preventing any effect to the health of workers.
 
First aid :
 
Rinse abundantly the eyes with water, wash the skin and see a doctor.
In the event of ingestion, make the person vomit if he is conscious. Call a doctor.
In the event of inhalation of vapors or dusts, bring the person in a ventilated place.
See a doctor.
 
Quebec's Exposure limit :
 
Valeur d'exposition moyenne pondérée (VEMP) : 2,5 mg/m³, expressed as F (Fluorides)
 
 
 
References :
1-CSST-Quebec, Répertoire Toxicologique, 2003
2-Toxicologie Industrielle et Intoxications Professionnelles, Lauwerys R. last edition.
3-Sax's Dangerous Properties of Industrial Materials, Lewis C., last edition.
4-Clinical Environmental Health and Toxic Exposures, Sullivan J.B and Krieger G.R., last dition.
5-Occupational Medicine, Zenz C arl, last edition.
 
 
 

 
Edouard Bastarache M.D.
(Occupational & Environmental Medicine)
 
Author of " Substitutions for raw ceramic materials "
Tracy, Québec, CANADA
edouardb@colba.net
 
 
 
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