EXTRACTION, TRAITEMENT ET APPLICATIONS DU ZIRCON

Généralités sur le zircon

Historique Le zircon est une gemme naturelle de la famille des silicates. Il a été découvert en 1783 par le minéralogiste allemand Abraham Gottlob Werner, qui l’a extrait des roches plutoniques. C’est l’une des pierres les plus vielles de la planète. Le mot zircon proviendrait, soit de l’arabe zargun (cinabre), soit du persan zargun (« doré »). On retrouve cette étymologie dans l’anglais jargoon, qui désigne des zircons de couleur claire. Les zircons jaunes à grenat sont appelés hyacinthes, du grec signifiant « jacinthe ». Il apparaît aussi dans plusieurs textes anciens, notamment dans un poème Hindou sur l’arbre mythique Kalpa, qu’on disait orné de feuilles de Zircon. Certaines sources évoquent également une légende juive, dans laquelle un ange nommé « Zircon » apparaît pour servir de guide à Adam et Eve au Jardin d’Eden.

Les différents gisements de zircon au Sénégal

Les plus grands gisements de zircon se trouvent autour des vieux continents stables dans les régions équatoriales, à savoir le long des côtes australiennes, Sud-Africaines, Indiennes. Les gisements de zircon existent aussi aux Etats Unis, au Sénégal, en Malaisie, en Asie, au Nigeria, au Madagascar et en Chine. Le quatrième gisement de zircon le plus important au monde se trouve au Sénégal dans la région de Thiès plus précisément à Diogo et son exploitation a été confiée à la société d’extraction minière Grande Côte Opérations (GCO). Un gisement de zircon est découvert aussi au nord de la Casamance dans la région de Ziguinchor plus précisément à Niafourang. La figure1 montre la cartographie du zircon au Sénégal.  Figure 1: Les zones d’exploitation de zircon au Sénégal

Les Caractéristiques du zircon

Le zircon est une pierre précieuse dont le cristal coloré apparaît sous forme de nombreuses couleurs, parfois chocolat, jaune ou jaune orangé, vert, blanc (figure 2). Lorsque la lumière pénètre cette pierre précieuse de zircon, elle est divisée en deux faisceaux lumineux distincts, alors on dit que le zircon est doté d’une forte biréfringence (figure 3). Cet effet est rendu évident par un effet optique de doublage des arêtes en fonction de l’angle de vue et de la taille de la pierre [4]. D’ailleurs Les cristaux de zircon contiennent une petite proportion d’uranium (isotope radioactif 238) qui se désintègre progressivement. Ce dernier entraine l’apparition d’un spectre d’absorption du zircon qui a été découvert pour la première fois par Church en 1866. Ces raies fines obtenues tout au long du spectre, sont dans le domaine du visible d’où la présence de ces couleurs (verte, rouge, jaune, marron, bleue). En effet les raies les plus fortes et les plus persistantes sont à 621, 615, 589.5, 562.5 ,537.5 ,516 ,484 ,460 ,432.5 [5] (Figure 4). 4 Figure 2: Quelques variétés de couleurs de zircon Figure 3 : Le zircon représentant une forte biréfringence En joailleries les vrais cristaux de zircon sont considérés comme des pierres fines (figue5). Figure 4 : Le spectre d’absorption du zircon 5 Figure 5 : Les cristaux de zircon sous forme de pierres fines.

Les propriétés du zircon

Le zircon est un minéral du groupe des silicates, appelé silicate de zirconium de formule chimique (Zr𝑆𝑖𝑂4). Il contient 49,77% de zirconium, 15,32% de silicium et 34,91% d’oxygène. Sa forme oxyde théorique est composée de 67,1 % de ZrO2 et de 32,9 % de SiO2. Il peut, dans certains cas extrêmes, contenir jusqu’à 30 % d’oxyde d’hafnium (HfO2), 12 % d’oxyde de thorium (ThO2) ou 1,5 % d’oxyde d’uranium (UO2). Le zircon, grâce à sa grande variété de propriétés physiques, est classé en trois types qui sont : le zircon haut, le zircon intermédiaire et le zircon bas. Le tableau 1 représente le tableau récapitulatif des types de zircon. Les cristaux de zircon ont la forme d’un prisme et il cristallise dans le système quadratique, de groupe d’espace 4/m2/m2/m (figure 6) [6]. Parfois, dans les vieux spécimens de cristal de zircon, les particules alpha provenant de la désintégration de l’uranium et du thorium ont partiellement ou complètement déstructuré le réseau cristallin du zircon. Donc ce dernier est une pierre qui peut avoir une évolution sur des milliers d’années : avant le processus de déstructuration du réseau cristallin, on parle alors de zircon haut (ZrS𝑖𝑂4) et vers la fin du processus de destruction, le zircon est appelé zircon bas (ZrS𝑖𝑂2) [𝟑].