Mise à jour du texte de Jean ANDRIOLY et Daniel PILLET (PCUK), paru en 1982 dans ce traité.
L’importance des chlorations directes des métaux ou des carbochlorations d’oxydes est bien moindre que celle des chlorations organiques (cf. articles séparés dans ce traité).
Les chlorations directes des métaux concernent principalement Al, Fe, Ti, Sb pour obtenir les chlorures anhydres correspondants. Les carbochlorations des oxydes se limitent industriellement à celles du rutile pour l’obtention du TiO2 via T iCl4 , du zircon pour l’obtention de Zr via ZrCl4 et de l’alumine pour l’obtention de AlCl3 . Dans les années 1975-1985, la carbochloration des oxydes, en particulier kaolin et alumine, a été beaucoup étudiée surtout aux États-Unis. L’idée était d’utiliser l’électrolyse de AlCl3 pour obtenir l’aluminium, voie permettant d’économiser de l’énergie tout en évitant de dépendre des pays fournisseurs de bauxite. Les conditions économiques ayant évolué et probablement devant les difficultés d’extrapolation à grande échelle de ce procédé, celui-ci n’a pas été industrialisé.
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Il convient de distinguer la production de FeCl3 anhydre et celle de FeCl3 hydraté, produit et vendu sous la forme d’une solution concentrée.
6.1 Chlorure ferrique anhydre
La synthèse directe s’effectue par attaque directe de déchets de ferraille, propres et non pollués, par le chlore en léger excès pour éviter la formation de FeCl2 non volatil, composé intermédiaire restant dans le réacteur.
Fe + 3/2 Cl2 ® FeCl3ΔH = – 401 kJ/mol
La réaction a lieu entre 500 et 700 oC, les déchets de ferraille sont préchauffés et introduits en continu ou en discontinu. Les vapeurs de FeCl3 sont évacuées vers des chambres à parois refroidies à l’air ou à l’eau, dans lesquelles elles se condensent. Les cristaux de FeCl3 sont ensuite récupérés par vibration ou frappe des parois du condenseur, puis mis à la granulométrie désirée par broyage-tamisage.
Le chlorure ferrique est également un sous-produit de la chloration de certains minerais, ilménite, par exemple, utilisée dans la fabrication de T iCl4 puis de T iO2.
(1) -
WICKS (C.E.), BLOCK (F.E.) -
Thermodynamic properties of 65 elements, their oxides, halides, carbides and nitrides.
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US Bureau Mines Bull. no 605 (1963).
(2) -
HULTGREN (R.), ORR (R.L.), ANDERSON (P.D.), KELLEY (K.K.) -
Selected values of thermodynamic properties of metals and alloys.
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The thermochemical properties of the oxides, fluorides and chlorides to 2 500 K.
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Argonne National Laboratory...
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Bibliographie & annexes
Production du chlorure d’antimoine
