Fragmentation et hypersolubilité. / Comminution and hypersolubility

Résumé En Fr

Comminution and hypersolubility Grinding increases the free energy of minerals. This mechanical activation diminishes the time needed to reach solid-solution equilibrium. If the mineral is stable and synthesizable in the operating conditions, grinding does not change the final equilibrium. If the mineral is not synthesizable in the operating conditions for thermodynamic or kinetic reasons, a previous grinding allows to reach the equilibrium with the stable phase, or a metastable equilibrium with a more soluble solid, synthesizable in the operating conditions. In some cases, the precipitation of a new phase with another stoichiometry leads to an increase in the amount of some elements in the solution. The structural analysis of ground particles shows that grinding increases the defect density in the surface region of the particles. MicrocrystaUization phenomena are also observed ; their occurrence increases when the crystal bonds have an ionic origin and when the mineral is cleavable.

Le broyage augmente l'énergie libre des minéraux. Cette activation mécanique entraîne une forte augmentation des vitesses de mises à l'équilibre solide-solution. Si le minéral est stable et synthétisable dans les conditions opératoires, le broyage ne modifie pas l'équilibre final. Si le minéral n'est pas synthétisable dans les conditions opératoires pour des raisons thermodynamiques ou cinétiques, un broyage préalable permet d'atteindre l'équilibre avec la phase stable, ou un équilibre métastable avec un minéral plus soluble, synthétisable dans les conditions opératoires. Dans certains cas, la précipitation d'une nouvelle phase de stoechiométrie différente conduit à enrichir la solution en certains éléments. L'analyse structurale des grains broyés montre que le broyage augmente la densité de défauts dans la zone superficielle des grains. On observe aussi des phénomènes de microcristallisation, qui se produisent d'autant mieux que les liaisons cristallines sont d'origine ionique et que le minéral est clivable.