Bibliographie & annexes
Présentation
Auteur(s)
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Jacques DUGUA : Docteur-Ingénieur CNAM - Responsable du Secteur « Chlore-soude, phosphore et dérivés » à la Direction Technique d’Elf Atochem
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Michel SIBONY : Ingénieur de l’École Nationale Supérieure de Chimie de Paris - Ingénieur de recherche au Centre de Recherches de CEZUS
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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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VERSIONS
- Version archivée 1 de juin 1982 par Jean ANDRIOLY, Daniel PILLET
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Production du tétrachlorure de zirconium4. Production du tétrachlorure de titane
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Carbochloration des oxydes de titane
Le procédé de carbochloration du rutile (95 % TiO2) a été développé puis démarré en 1958 par Du Pont de Nemours.
L’ilménite, minerai moins riche en TiO2 et contenant davantage d’oxyde de fer, est également utilisée.
La carbochloration en lit fixe ou fluidisé d’un mélange de rutile et de coke par du chlore gazeux a lieu entre 800 et 1 100 oC. Après filtration des gaz, le mélange gazeux est refroidi, les chlorures volatils tes que T iCl4, SiCl4, FeCl3 sont condensés à l’état liquide pour les deux premiers, puis séparés par distillation ou par filtration pour FeCl3.
T iCl4 est ensuite oxydé en T iO2 par l’oxygène dans une torche à température supérieure à 1 500 oC et Cl2 est recyclé à la section d’attaque du rutile.
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Applications de T iCl4
L’oxydation de T iCl4 conduit à l’oxyde de titane T iO2 utilisé comme pigment. Le procédé « au chlorure » est moins polluant et plus économique que le procédé « au sulfate » (cf. article spécialisé dans ce traité).
La capacité mondiale installée est en 1995 de l’ordre de 2,5 à 3 millions de tonnes par an. T iO2 est un produit en fort développement actuellement, fabriqué en France par la société Thann et Mulhouse.
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Production du tétrachlorure de titane
BIBLIOGRAPHIE
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(1) - WICKS (C.E.), BLOCK (F.E.) - Thermodynamic properties of 65 elements, their oxides, halides, carbides and nitrides. - US Bureau Mines Bull. no 605 (1963).
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(2) - HULTGREN (R.), ORR (R.L.), ANDERSON (P.D.), KELLEY (K.K.) - Selected values of thermodynamic properties of metals and alloys. - Wiley (1963).
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(3) - ELLINGHAM (H.J.T.) - Reductibility of oxides and sulfides in metallurgical processes. - J. Soc. Chem. Ind. 63, p. 125 (1944).
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(4) - BERTHOUD (A.) - Précis de Chimie Physique, - p. 112 Gauthier-Villars (1939).
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(5) - WEILL (L.) - Énergétique. - Tome I Éléments de thermodynamique p. 46 Bibliothèque de la science, Bordas (1958).
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(6) - GLASNER (A.) - The thermochemical properties of the oxides, fluorides and chlorides to 2 500 K. - Argonne National Laboratory...
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