Utilisations industrielles
Les argiles sont peut-être les matériaux les plus anciens à partir desquels les humains ont fabriqué divers artefacts. La fabrication de briques cuites a peut-être commencé il y a environ 5 000 ans et a très probablement été la deuxième industrie la plus ancienne de l’humanité après l’agriculture. L’utilisation d’argiles (probablement de la smectite) comme savons et absorbants a été rapportée dans l’Histoire naturelle par l’auteur romain Pline l’Ancien (c. 77 ce).
Les argiles composées de kaolinite sont nécessaires à la fabrication de la porcelaine, du whiteware et des réfractaires. Le talc, la pyrophyllite, le feldspath et le quartz sont souvent utilisés dans les pâtes à blanc, avec l’argile kaolinite, pour développer des propriétés de retrait et de brûlage souhaitables. Les argiles composées d’un mélange de minéraux argileux, dans lequel l’illite est le plus abondant, sont utilisées dans la fabrication de briques, de tuiles, de grès et de produits émaillés. Outre son utilisation dans l’industrie de la céramique, la kaolinite est utilisée comme diluant dans les peintures à base aqueuse et comme charge dans les polymères naturels et synthétiques.
Les argiles smectiques (bentonite) sont employées principalement dans la préparation des boues de forage des puits de pétrole. Ce type d’argile, qui gonfle à plusieurs fois son volume initial dans l’eau, apporte des propriétés colloïdales et de construction de parois. Les argiles de type palygorskite et sépiolite sont également utilisées en raison de leur résistance à la floculation dans des conditions de salinité élevée. Certains minéraux argileux, notamment la palygorskite, la sépiolite et certaines smectites, possèdent une capacité substantielle à éliminer les corps colorés du pétrole. Ces terres dites à foulon sont utilisées dans le traitement de nombreuses huiles minérales et végétales. En raison de leur grande capacité d’absorption, les terres à foulon sont également utilisées dans le commerce pour préparer des bacs à litière pour animaux et des absorbants d’huile et de graisse. Le traitement acide de certaines argiles smectiques augmente leur capacité de décoloration. Une grande partie de l’essence est fabriquée en utilisant des catalyseurs préparés à partir d’un minéral argileux de type smectite, kaolinite ou halloysite.
Des tonnes d’argiles kaolinites sont utilisées comme charges de papier et pigments de revêtement de papier. Les minéraux de type palygorskite-sepiolite et les smectites traitées à l’acide sont utilisés dans la préparation de papier sans besoin de carbone en raison de la couleur qu’ils développent lors des réactions avec certains composés organiques incolores.
Les argiles ont un nombre énorme d’utilisations diverses, et pour chaque application, un type distinct avec des propriétés particulières est important. Récemment, les argiles sont devenues importantes pour divers aspects de la science environnementale et de l’assainissement. Les argiles smectiques denses peuvent être compactées sous forme de blocs de bentonite et servir de barrières efficaces pour isoler les déchets radioactifs. Diverses argiles peuvent absorber divers polluants, notamment des composés organiques (tels que l’atrazine, la trifluraline, le parathion et le malathion) et des métaux traces inorganiques (tels que le cuivre, le zinc, le cadmium et le mercure) provenant des sols et des eaux souterraines. L’argile est également utilisée comme une barrière efficace dans les décharges et les bassins de résidus miniers pour empêcher les contaminants de pénétrer dans le système local d’eaux souterraines. Pour la plupart, les argiles ne présentent pas de danger pour la santé, sauf peut-être les palygorskites, qui peuvent nuire à la santé respiratoire.
Les États-Unis sont le plus grand producteur mondial de bentonite et de kaolinite. La Turquie, la Grèce et le Brésil sont également de grands producteurs de bentonite. et l’Ouzbékistan, la Grèce et la République tchèque sont les principaux fournisseurs de kaolinite.
Ralph E. GrimHideomi Kodama.