Bibliographie & annexes
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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
DOI (Digital Object Identifier)
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Production de sels de magnésium
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6. Métallurgie de la magnésie
Pour obtenir la magnésie (MgO), on peut utiliser comme matériau de départ le carbonate de magnésium naturel, c’est-à-dire la magnésite (voie naturelle) ou le chlorure de magnésium (voie synthétique) ou encore de la dolomie.
6.1 Production de la magnésie à partir de la magnésite
La production de magnésie à partir de magnésite est obtenue par calcination. L’activité de l’oxyde de magnésium dépend de la formation de petits cristaux de MgO de longueur de 50 à 1 000 Å. La dimension des plus petits cristaux de MgO est donc du même ordre de grandeur que celle de la cellule unitaire du périclase.
Les qualités de MgO dépendent des conditions de calcination :
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à une température de 700 à 1 000 °C, la calcination produit de la magnésie caustique (CCM : Caustic Calcined Magnesia) selon la réaction de décomposition :
La magnésie caustique CCM est utilisée pour de très nombreuses applications (charges, verrerie, céramique, etc.) et comme matière de base pour la production du magnésium métal ;
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la magnésie caustique sintérisée à une température comprise entre 1 500 et 2 000 °C, produit une magnésie « grillée à mort » (DBM = Dead Burned Magnesia ), utilisée pour la fabrication des réfractaires à hautes performances ;
-
la magnésie caustique fondue à 2 800 °C produit de la magnésie fondue (FM = Fused Magnesia ), utilisée comme isolant électrique et comme super-réfractaire (moteurs, tuyères de fusée).
L’obtention de la magnésie caustique, à partir de magnésites riches dont le ratio CaO :...
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Métallurgie de la magnésie
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).
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(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
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Electro Chemical Society
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Encyclopedia of Chemical Technology, Kirk-Othmer
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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
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Roskill Markets Reports
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Société de l’Industrie Minérale (SIM)
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Techniques de l’Ingénieur
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Transaction Indian Institute of Metallurgy
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Transaction Institute of Mining and Metallurgy
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Transaction Metallurgy Society AIME
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US Bureau of Mines Reports of Investigation
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