Bibliographie & annexes
Présentation
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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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Minéralogie
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1. Rappels des propriétés physiques et chimiques du magnésium
Comme les autres alcalino-terreux, le magnésium appartient au groupe IIA. Il est suffisamment inerte à l’air pour permettre son utilisation industrielle, soit à l’état de métal pur, soit comme constituant principal d’alliage.
1.1 Propriétés physiques
Les propriétés physiques du magnésium sont résumées dans le tableau 1.
La transformation solide-liquide se produit sous pression atmosphérique à 651 °C. La transformation liquide-gaz, sous une pression de 1 013. 105 Pa, se produit à 1 105 °C.
L’association fréquente aluminium-magnésium, voire la substitution de l’un des métaux par l’autre, s’explique par les propriétés physiques de chacun d’entre eux (tableau 2).
Le magnésium est un bon conducteur de l’électricité ; sa résistivité électrique est cependant supérieure à celle de l’aluminium.
Les alliages du magnésium présentent, en majorité, un réseau cristallin à maille hexagonale dont le domaine de déformation plastique, est situé entre 250 et 400 °C. Ils se prêtent donc bien au moulage, forgeage et extrusion sous pression (alliage Mg/Zn, Zr). Les alliages Mg/Li, dont le réseau cristallin est à maille cubique centrée, se prêtent bien au laminage, étirage et pliage .
HAUT DE PAGE1.2 Propriétés chimiques
Le magnésium, réducteur puissant, se combine directement avec l’oxygène, le soufre et les halogènes, en libérant beaucoup de chaleur. Il est utilisé comme réducteur d’oxydes métalliques très stables (métallurgies du titane, du zirconium, de l’uranium etc.). Il attaque en outre les garnissages réfractaires à base de SiO2.
Les solubilités des sels de magnésium dans l’eau et dans les solvants varient très largement avec la nature de l’anion.
Les...
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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
-
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
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Transaction Institute of Mining and Metallurgy
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Transaction Metallurgy Society AIME
-
US Bureau of Mines Reports of Investigation
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