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RÉSUMÉ
Le magnésium est un métal léger, résistant et très réactif. On le trouve dans la nature, principalement à l’état de carbonate, tels que la magnésite et la dolomite, et de sels solubles. Son oxyde, la magnésie, est la forme la plus commune utilisée. Les usages du magnésium métal sont le moulage, les alliages base-aluminium et la désulfuration de la fonte et de l’acier. La magnésie est principalement utilisée dans les réfractaires, dans les engrais et en chimie.
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Lire l’articleAuteur(s)
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Pierre BLAZY : Professeur honoraire - Ancien directeur de l’École Nationale Supérieure de Géologie (ENSG)
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Virginie HERMANT : Agrégée de l’université
INTRODUCTION
Le présent article traite de la métallurgie extractive du magnésium et de l’élaboration de son oxyde, la magnésie. Il constitue une mise à jour de l'article de P.H. Gavin publié en 1994.
Les ressources géologiques du magnésium sont immenses, qu’il s’agisse des gisements de carbonates (magnésite et dolomie) ou des sels de magnésium contenus dans l’eau de mer. Les traitements pré-métallurgiques de ces ressources naturelles ne posent pas d’obstacles techniques majeurs.
Le magnésium métal est extrait par électrolyse de l’eau de mer ou par réduction thermique des oxydes. Le magnésium brut, obtenu sous forme de cathodes électrolytiques ou sous forme de condensats métallo-thermiques, nécessite ensuite un affinage basé sur la fusion. Les usages principaux du magnésium métal sont la fabrication d’alliages légers et résistants et de sels industriels de haute pureté.
La magnésie, MgO, est obtenue à partir du grillage de la magnésite, par décomposition thermique de celle-ci. Ses trois formes industrielles sont la magnésie caustique, la magnésie grillée à mort et la magnésie fondue, qui trouvent leurs débouchés principaux dans les domaines de l’agriculture, de la pharmacie, de la chimie, du traitement de l’environnement, ainsi que dans ceux de la sidérurgie, de la cimenterie et de la verrerie, utilisateurs de réfractaires spéciaux.
La production du magnésium métal comporte des risques environnementaux (dégagement d’hydrogène et inflammation). Les risques sont en revanche très limités lors de la fabrication de la magnésie.
L’élaboration du métal ou de ses oxydes est très consommatrice d’énergie, surtout d’énergie électrique. On peut réduire ces dépenses en remplaçant les filières utilisant des matières premières par des filières recyclant des produits en fin de vie ou des chutes de fabrication possédant déjà un contenu énergétique élevé (scraps de magnésium et d’alliages spéciaux, revêtements réfractaires magnésiens).
L’ubiquité des ressources naturelles, les possibilités de recyclage et les besoins accrus en magnésium et en magnésie laissent présager un grand développement industriel durant le troisième millénaire.
L'expertise technique et scientifique de référence
VERSIONS
- Version archivée 1 de janv. 1994 par Paul‐Henri GALVIN
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9. Considérations environnementales
9.1 Risques liés à la production du magnésium métal
Les principaux risques concernent :
-
le dégagement d’hydrogène résultant de la réaction du magnésium avec l’eau ;
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l’inflammation du magnésium liquide ou pulvérulent.
Le magnésium liquide réagit avec des traces d’eau provoquant de violentes explosions. Le personnel doit être protégé contre d’accidentelles projections par des vêtements ignifugés et divers accessoires (lunettes, casques, masques, manteaux et bottes de coulée). On doit prévoir des flux de couverture prêts à être utilisés en cas de combustion des bains fondus.
Le magnésium solide présente des risques particuliers en cas d’incendie, selon que sa forme est massive (lingots et billettes) ou divisée (grenailles, poudres).
Les solides massifs peuvent s’enflammer à partir de la température de fusion du magnésium (651 °C). Le magnésium se répand alors sous forme liquide et brûle de façon violente. Il ne faut surtout pas essayer d’éteindre l’incendie avec de l’eau qui aurait pour conséquence un dégagement intempestif d’hydrogène. La combustion doit être étouffée par du sable ou par un flux de couverture sec, ou encore par des extincteurs à poudre sèche.
Les solides divisés entraînent les mêmes risques que les produits massifs ; en outre, ils s’enflamment à des températures inférieures à la température de fusion du magnésium. Des étincelles peuvent amorcer une inflammation spontanée et une violente explosion lorsque la poudre métallique est en suspension dans l’air et que sa concentration est supérieure à la limite d’explosion (0,04 g/L).
HAUT DE PAGE9.2 Risques liés à la production de magnésite et de magnésie
Les usines de calcination de magnésite et de dolomie sont pour la plupart situées dans des régions montagneuses et ne sont généralement pas en contact avec des agglomérations urbaines. Pour cette raison, la pollution par les poussières et par le bruit sont très limitées et n’entraînent pas ou peu de contestations.
Le drainage...
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Considérations environnementales
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - SCHNEIDECKER (M.), HARDOUIN (M.) - * - . – Magnésium. Encyclopédie Universalis, Corpus 11 (1985).
-
(2) - ASIAN METAL Ltd - Annual Report on Magnesia Market - pp. 15 (2009).
-
(3) - BLAZY (P.), CASES (J.) - Prispevok kupraie surového magnezitu flotácion - Rudy. (Praha) 4 ; p. 99-104 (1967).
-
(4) - BLAZY (P.), CASES (J.), HOUOT (R.), PREDALI (J.J.) - Valorisation de magnésite sédimentaire - SIM Section Minéralurgie, vol. 5, n° 5, p. 419-429 (1968).
-
(5) - BLAZY (P.), CASES (J.), HOUOT (R.), PREDALI (J.J.) - Obogaschenie Magnesita osa dotchnie proïscojdenia - Proc. IMPC VIII, Leningrad, S 21, p. 456-467 (1969).
-
(6) - CASES (J.), PREDALI (J.J.), BLAZY (P.) - Contribution à l’étude du système magnésite-oléate...
ANNEXES
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Canadian Institute of Mining and Metallurgy
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Chemical Engineering
-
Electro Chemical Society
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Encyclopedia of Chemical Technology, Kirk-Othmer
-
Engineering and Mining Journal
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Extractive Metallurgy of Refractory Metals
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Hydrometallurgy
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Industrial Electrochemistry Processes
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Industrial Minerals
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Journal Electrochemical Society
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Journal of Metals
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Magnesium Technology
-
Roskill Markets Reports
-
Société de l’Industrie Minérale (SIM)
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Techniques de l’Ingénieur
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Transaction Indian Institute of Metallurgy
-
Transaction Institute of Mining and Metallurgy
-
Transaction Metallurgy Society AIME
-
US Bureau of Mines Reports of Investigation
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