BE368481A - - Google Patents

Description

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  TRAITEMENT DE LA DOLOMIE ET AUTRES CARBONATES
NATURELS DE MAGNESIUM 
On sait   l'intérêt   qui s'attache   à   la séparation du magnésium et du calcium contenus à l'état de carbona- tes dans la dolomie ou autres carbonates naturels de ma- gnésium. 



   Pour utiliser par exemple la dolomie comme mi- nerais de départ pour l'obtention des oxydes ou autres sels de magnésium sensiblement purs (servant notamment à la fabrioation électrolytique du magnésium) il est né- oessaire de procédér à la séparation des impuretés et notamment de la chaux existant dans ces carbonates. 

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   A cet effet, on procédait jusqu'à ce jour à une séparation du magnésium et du calcium en traitant la dolomie, après cuisson dite   "en   chaux" à environ 900 , par      de l'anhydride carbonique CO2 en excès de manière à obte- nir un mélange de bicarbonate de magnésium et de bicarbo- nate de calcium, ces deux sels étant séparés à froid et sous pression, par différence de solubilité. Il existe de   nombreuses   variantes de ce procédé. 



   Les procédés de ce genre sont onéreux, donnent un rendement médiocre en sel de magnésium par rapport à la matière première traitée et nécessitent l'emploi de la pression et, vu la faible solubilité du bicarbonate de magnésium la mise en jeu de masses liquides considérables ainsi que de grosses dépenses de combustibles. 



   La présente invention a pour objet la sépa- ration des impuretés et notamment de la chaux, contenues dans la dolomie (ou autres carbonates naturels) et elle permet de recueillir sous forme de chlorure de magnésium ne contenant pas plus de   3   de calcium la totalité du ma- gnésium contenu dans le minorai, dans des conditions très favorables aussi bien quant au prix de revient que quant à la facilita d'exécution des opérations. 



   Ce procédé consiste à traiter la dolomie, après sa cuisson habituelle "en chaux" par ohloruration fractionnée, le calcium étant séparé à l'état de   chlorure   de calcium dans une première phase et le magnésium étant        recueilli à.   l'état de chlorure de magnésium dans une se- coude phase, les impuretés autres que le calcium restant dans les insolubles comme résidu de cette séparation. 



   Il a été en effet constaté par   Inexpérience   que, lors   d'un   traitement de la dolomie par un chlorure, toute la chaux est transformée en chlorure de calcium avant que le chlorurant commence à réagir sur la magnésie 

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 et sur les impuretés telles que le fer, le silicium,   etc..*   le rëactif étant alors   ajouté.en   quantité et dans des con- ditions convenables le calcium   transformé   en oblorare sera séparé par simple filtration ou essorage et lavage. 



   Si   l'on   traite à nouveau les insolubles res- tant de cette   première   opération par un   ohlorurant   on   cons-   tate que la totalité de la magnésie est attaquée avant que les impuretés telles que les oxydes de fer, silicium, etc... le soient. Le réactif étant ajouté en quantité convenable, il est alors possible de séparer des dites impuretés (qui restent à l'état d'insolubles) la totalité du magnésium ne contenant comme impureté que la quantité de calcium que l'on a jugé utile de laisser subsister dans la première ohloruration. 



   De   préférence,,   cette purification fait partie d'un cycle de fabrication du magnésium par électrolyse, le chlore provenant de   l'électrolyse   du chlorure étant récupé- ré et utilisé par la chloruration après transformation en acide chlorhydrique. 



   Il est avantageux de traiter le chlorure de cal- cium résultant de la chloruration de la dolomie par de l'am- moniaque et de l'anhydride carbonique,, les deux produits é- tant en proportion correspondante à un carbonate neutre d'ammoniaque en faible excès de manière à refermer du car- bonate neutre de calcium CO3 Ca. Dans ce dernier cas,   l'am-   moniaque suit lui-même un cycle fermé. 



   De préférence, la série des opérations est or- ganisée en   cycle   fermé, la   chloruration   de la dolomie cuite étant réalisée par du chlorure d'ammonium, l'ammoniaque dé- gagé pendant cette   ohloruration   étant   employé' au   traitement du chlorure de calcium et le chlorure d'ammonium résultant de ce dernier traitement étant à nouveau utilisé pour la chloruration d'une nouvelle quantité de dolomie. 

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   A titre d'exemple et pour faciliter   l'intelligen-   ce de la description, on a décrit ci-après trois modes parti-   culiers   d'exécution du dit procédé de traitement. Les figu- res schématiques 1,2 et 3 illustrent la suite des opérations dans les trois variantes d'exécution. 



   La dolomie, dans la première de ces variantes, est soumise à une cuisson "en chaux" de la manière connue et le gaz carbonique se dégageant des fours est recueilli afin   d'être   utilisé dans une opération ultérieure. Les carbonates de magnésium et de calcium sont dissociés au cours de cette opération et l'on recueille une masse cuite contenant de la magnésie, de la chaux et les diverses impu- retés habituelles (fer, silice, alumine, gangue). 



   Cette masse, après, extinction, est ensuite sou- mise (figure 1) à une chloruration effectuée ici par du   ohlorure   d'ammonium. L'expérience a montré que la transfor- mation de la chaux en chlorure est totale avant que le chlo- rure d'ammonium commence à réagir sur les autres éléments composant la matière traitée. On dose la quantité de chlo- rure d'ammonium mis en réaction suivant la proportion de chaux, préalablement déterminée par l'analyse, qui se trou- ve dans la masse de sorte que l'on peut réaliser   ainài   la transformation de la chaux sans que la magnésie soit sensi- blement transformée. 



   La réaction a lieu de préférence à une tempé-      rature suffisante et pendant un temps suffisamment long pour que l'ammoniaque se dégage aussicomplètement que l'on veut. En pratique on opérera à l'ébullition. La réaction en elle-même connue s'écrit ainsi : 
 EMI4.1 
 CaO + 2 -Cl .àzH4 Ca Cle + 2 AzH3 + H20. 



   Après dégagement de l'ammoniaque (qui est soi-   @   gneusement recueilli pour être   remployé   dans une opération   @   

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 ultérieure) il reste une solution de chlorure de calcium con- tenant à l'état d'insolubles de la magnésie, divers oxydes métalliques (fer, silicium, aluminium,   etc...)   et la gangue. 



   On filtre, on lave les insolubles recueillis, les eaux de lavage contenant encore du chlorure de calcium peuvent être conoentrées avant de rejoindre la saumure prin- cipale de chlorure de calcium. 



   On procède ensuite à la seconde choruration qui a pour objet de séparer le magnésium des sels de fer, sili- cium, aluminium etc... et de la gangue. A cet effet, on fe- ra réagir sur la masse insoluble un chlorure tel que Cl AzH4 ou de l'acide chlorhydrique pour transformer la ma- gnésie en chlorure de magnésium. Cette transformation est totale avant que les impuretés soient attaquées et la sépa- ration du   chlorure   de magnésium formé se fait par décanta- tion ou filtration et lavages. 



   Le chlorure de magnésium recueilli cristallisé   (MgCl,   6 H2O) est deshydraté et   électrolysé;   le ohlore ré- cupéré dans les cuves d'électrolyse peut être transformé en acide chlorhydrique et réutilisé pour la   chloruration   d'une nouvelle quantité de magnésie. Les dernières eaux mères provenant de cristallisations successives de Mg Cl2. 



  6 H2O enrichies en Ca Cl2 sont retournées dans le cycle à la première chloruration. 



   Le chlorure de calcium dissout, provenant du traitement, par le chlorure d'ammonium, de   la   dolomie cui- te est ensuite traité par l'ammoniaque provenant de l'opé- ration antérieure de chloruration (figure   1)   et par le gaz carbonique provenant des fours de cuisson de la dolomie. 



   L'opération se passe de la manière suivante : 
On fait arriver le gaz ammoniac dans la solution de Ca Cl2,' il s'y dissout. L'opération est prolongée jus-      qu'à ce que le liquide contienne deux molécules d'ammoniaque 

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 pour une de chlorure de calcium. 



   L'on fait ensuite arriver CO2 qui précipite le calcium suivant la-réaction : 
 EMI6.1 
 CaC12 + C02 + 2 AzH3 = 003 Ca + 2 01 AZH4. 



   Cette opération doit avoir lieu sensiblement à froid de préférence à 30 -35  car la réaction inverse se produirait si   l'on   opérait à chaud. Il a été constaté qu'en opérant à cette température et en présence   d'un   excès convenable de CO3 (AzH4)2 la réaction susmentionnée est pour ainsi, dire quantitative dans le sens indiqué. 



   Il est nécessaire d'autre part, d'éviter l'excès de CO2 afin qu'il se forme un carhonate neutre de calcium à l'exclusion du carbonate acide. 



   Le carbonate de calcium CO3Ca étant insoluble (surtout en un milieu basique tel que celui résultant d'un excès de   AzE)   précipité. Il est recueilli par filtration et lavé. 



   Le chlorure d'ammonium restant, ainsi que les eaux de lavage sont remployées pour une opération ultérieu- re de chloruration d'une nouvelle quantité de dolomie. 



   Le carbonate de chaux, qui constitue un inté- ressant sous-produit, est recueilli. 



   Il est à remarquer que les opérations ainsi conduites constituent un cycle fermé, le chlorure d'ammo-      nium circulant constamment sans perte de la première opé- ration de ohloruration à l'opération de carbonatation et inversement. Il faut seulement compenser les pertes d'ail- leurs minimes du cycle. 



   Dans la seconde variante (figure 2) la chloru- ration de la dolomie cuite s'effectue par l'acide chlorhy- drique. Dans la seconde   chloruration   la magnésie est trai- 

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 tée par le chlorure d'ammonium à l'ébullition, l'ammoniaque dégagé étant utilisé dans l'opération de carbonatation du chlorure de oalcium. L'acide chlorhydrique nécessaire pour la   chloruration   de la dolomie cuite est fourni par l'éleo- trolyse du chlorure de magnésium. Les cycles étant également fermés ici. 



   Dans une troisième variante on réalisera la fabrication du oarbonate de magnésium à partir de la ma- gnésie séparée par l'opération de   chloruration   ménagée précédemment décrite. A cet effet, on fera subir à la ma- gnésie un traitement de carbonatation semblable   à     celui   qui a précédemment été exposé au sujet de l'obtention du carbonate de chaux. 



   La magnésie est traitée dans la seconde chloru- ration par une solution de chlorhydrate d'ammonium,   à   l'é- bullition (figure 3). L'ammoniaque dégagé est recueilli pour une opération ultérieure. La magnésie passe en solution sous forme de chlorure de magnésium, tandis que le fer, l'aluminium, le silicium restent dans la gangue à l'état d'insolubles. On filtre et on lave. 



   Le chlorure de magnésium est ensuite traité par l'ammoniaque qui s'y dissout, et   lorsqu'il   y a deux molécules d'ammoniaque pour une de chlorure, on   tratte   à froid par le gaz carbonique. Le carbonate de magnésium se sépare suivant la réaction 
 EMI7.1 
 ci)s * C02 4 z Ach3 = 003Mg . 2 Cl .zH4 
Le carbonate de magnésium précipité est re- cueilli par filtrat ion et le chlorure d'ammonium réemployé dans une nouvelle opération de chloruration. 



   Il est à noter que l'on obtient ainsi, sans dépense d'aucun réaotif (autre que le chlorure d'ammonium 

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 introduit une première fois dans le cycle) une bonne sépara- tion de la chaux et de la magnésie toutes les deux exemptes de   fer.   alumine, silice et gangue. 



   D'autre part, toutes les réactions du cycle é- tant totales on recueille aussi complètement que l'on veut le magnésium et le calcium existant dans la dolomie traitée. 



   REVENDICATIONS   1 - Procède   de traitement des carbonates natu- rels de magnésium caractérisé par le fait que les impuretés   (calcium,,   fer, silicium, aluminium,   etc....)   sont éliminées par   chlorura$ions   fractionnées.

Claims (1)

1. 2 - Procédé conforme à la revendication,!, ca- ractérisé par le fait que le calcium est séparé à l'état de chlorure soluble par une première chloruratlon, et que le magnésium est séparé de la gangue et des autres impuretés insolubles (fer silicium, aluminium etc...) par une seconde chloruration.

   3 - Procédé conforme à la revendication 1, ca- ractérisé par l'élimination du calcium à l'état de chlorure et le traitement de ce chlorure par de l'ammoniaque, de préférence en excès et de l'acide carbonique, pour l'obten- tion de chlorure d'ammonium qui est réutilisé pour une opé- ration de chloruration.

   4 - Procédé conforme aux revendications 1 et 3 caractérisé par le fait que le traitement du chlorure de cal- cium par l'ammoniaque se fait à froid de préférence à 30-35 C.

   5 - Procédé conforme à la revendication 1 carac- térisé par le fait qu'on fait subir aux insolubles restant, après séparation du calcium à l'état de chlorure soluble, une nouvelle chloruration pour séparer le magnésium des impure- tés restantes à l'état de chlorure de magnésium soluble. <Desc/Clms Page number 9>

   6 - Procédé conforme à la revendication 1, oarac- térisé par l'emploi de chlorure d'ammonium comme ohlorurant.

   7 - Procédé conforme aux revendications 1 et 6 caractérisé par le fait que le chlorure d'ammonium esttilisé à l'ébullition et que l'ammoniaque dégagé est recueilli et remployé clans le cycle.

   8 - Procédé conforme à la revendication 1 oarac- térisé par la cuisson préalable "en chaux" et l'utilisation de l'acide oarbonique dégagé pour carbonater un chlorure formé, au cours du traitement, par aotion Simultanée avec l'ammoniaque et former un chlorure d'ammonium destiné à être réutilisé pour l'une des opérations de chloruration.

   9 - Prooédé conforme à la revendication 1 carao- térisé par l'électrolyse du chlorure de magnésium tonné et l'utilisation du chlore dégagé pour les opérations de chlo- ruration fractionnée..

   10 - Procédé cyclique conforme à la revendication 1 caractérisé par la cuisson "en chaux" avec rédupération de l'acide carbonique formée une première ohloruation pour séparer le chlorure de calcium,, une seconde chloruration pour séparer le chlorure de magnésium de ses impuretés res- tantes, la carbonatation du chlorure de calcium séparé au moyen de l'acide carbonique provenant de la cuisson en chaux et additionné d'ammoniaque, la réutilisation du ohlorure d'ammonium produit dans ladite carbonatation;

   , pour au moins une des opérations de ohloruration, avec régénération de l'am- moniaque, l'électrolyse du chlorure de magnésium résultant de la deuxième ohloruration et la récupération du chlore résultant de ladite électrdyse, et l'utilisation du chlore recueilli pour semoir, après transformation en acide chlorhy- drique à l'une au moins des opérations de chloruration.