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Procédé de préparation d'oxyde de magnésium possédant un pouvoir réactionnel uniformément élevé.
On a déjà constaté (voir par exemple Steiner und Hüttig, Die Abhangigkeit der katalytischen Wirksamkeit versohiedener Magnesiumoxyde von ihrer Darstellungsart und Vorgeschichte dans la revue Die Kolloidzeitschrift", Volume 68 (1934), Page 253 et suivantes, ainsi que Fricke und Lüke Wärmeinhalt und Gitterzustand aktiver Magnesiumoxyde dans la revue "Zeitschrift für Elektrochemie. Volume 41 (1935), Page 174 et suivantes), que l'oxyde de magnésium obtenu par calcination du carbonate de magnésium ou de l'hydroxyde de magnésium se comporte, suivant sa méthode de préparation, d'une manière
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assez différente en ce qui concerne son pouvoir réactionnel.
Pour déterminer le pouvoir réactionnel, on se fondait sur le pouvoir catalysant de l'oxyde de magnésium au regard la réaction 2CO + 02 # 2CO2, ou sur la chaleur d'hydratation qu'il dégageait. D'autre part, le pouvoir réactionnel présente aussi de l'importance pour certaines réactions chimiques, par exem- ple pour la préparation d'hydroxychlorure de magnésium par réaction avec une sblution de chlorure de magnésium ou d'hydrates de magnésium fondus, pu bien pour la préparation du chlorure de magnésium anhydre par traitement de l'oxyde de magnésium par du chlore en présence de charbon.
En général, on a constaté que les matières premières calcinées à des tem- pératures basses manifestent un pouvoir réactionnel élevé,
En outre, on a déjà. proposé de calciner la giobertite cristalline afin d'obtenir un oxyde de magnésium qui entre facilement en réaction avec une solution de chlorure de magnésium et de sulfate de magnésium et qui conduit, lorsqu'il fait prise avec ces solutions, à des ciments Sorel à volume constant, en chauffant un mélange composé suivant un plan déterminé d'avance, de giobertite à grain fin et à gros grain à des températures dépassant sensiblement la température de dissociation du carbonate de magnésium.
A cet effet, il fallait régler la proportion quantitative de giobertite à grain fin et de giobertite à gros grain ainsi que la température et la durée de la réaction, de façon à. obtenir un mélange contenant, à coté de carbonates de magnésium fortement basiques et fortement actifs (dont la teneur en CO2 s'élève par exemple jusqu'à 25 pour cent) qui font une prise rapide, avec un fort retrait, des parties plus fortement calcinées, c'est-à-dire très pauvres en acide carbonique, qui réagissent beaucoup plus lentement et augmentent considérablement de volume, de sorte que, lors de la prise, les deux variations de volume se com
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pensent dans le produit résultant.
Comme température de cuisson, on a indiqué pour ce procédé 1000 C. environ ; par contre, des indications numériques au sujet de la grosseur des grains à employer et de la durée de la calcination font défaut dans les prescriptions.
La présente invention a pour objet un procédé de préparation d'oxyde de magnésium présentant un pouvoir réactionnel uniformément grand à partir de composés de magnésium qui, sous l'action de la chaleur, se transforment en oxyde de magnésium. Le procédé est fondé sur la constatation que l'obtention d'un produit à pouvoir réactionnel uniforme le plus élevé possible, exige en premier lieu que les matières premières aient une grosseur de grain uniforme, cette grosseur devant être si faible que : a) pratiquement, la température de cuisson appliquée agisse en même temps sur le grain tout entier et empêche ainsi l'établissement de différences importantes des propriétés dans la masse du grain par suite de différences de durée de la cuisson ;
b) le pouvoir réactionnel maximum soit atteint si rapidement que la grosseur des grains n'ait pas encore subi à ce moment une modification importante; on doit à ce propos tenir compte du fait que plus le grain est petit, plus rapide est l'augmentation du pouvoir réactionnel et que, d'autre part, après quelque temps de cuisson, on constate une agglomération des grains individuels qui constitue des complexes de grains, lesquels à leur tour abaissent le pouvoir réactionnel. Il s'agit donc d'atteindre le pouvoir réactionnel maximum dans chaque grain avant que l'agglomération progressive des grains ne provoque une diminution du pouvoir réactionnel du produit.
C'est en se servant de matières premières présentant cette grosseur égale de grains qu'on réalise les Meilleurs résultats, en ce qui concerne le pouvoir réactionnel du produit,
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lorsqu'on applique des températures de cuisson extrêmement élevées ; la durée de traitement doit alors être si courte que, bien qu'il se produise une séparation fort poussée ou pratiquement complète d'acide carbonique ou d'eau d'hydratation, le pouvoir réaotionnel maximum, qui diminuerait si on prolongeait le traitement, soit maintenu.
Ces constatations contredisent les conceptions antérieu- res en ce sens que, d'une part, ce ne sont pas des températu- res basses, mais plutôt les températures de cuisson élevées qui aboutissent au produit offrant le maximum de pouvoir réactionnel et que, d'autre part, lorsque les matières premières sont convenablement, uniformément et finement divisées, on peut choisir pour la cuisson une température si élevée et une durée si brève, qu'on réalise un pouvoir réactionnel élevé, même lorsqu'on pousse très loin ou qu'on réalise pratiquement d'une façon complète la séparation de l'acide carbonique ou de 1eau d'hydratation.
Conformément à la présente invention, on favorise encore considérablement l'obtention d'un produit présentant un pouvoir réactionnel élevé en soustrayant le plus rapidement possible, après la séparation des constituants moléculaires qui doivent être éliminés, le produit à l'action des températures élevées et à celle des produits de dissociation gazeux.
La grosseur de grain critique des matières premières à. envisager pour la mise en oeuvre du procédé objet de l'invention est de l'ordre de grandeur des grains passant par un tamis ayant environ 10 000 mailles par centimètre carré; elle est donc bien inférieure à celle obtenue par le broyage fin usuel jusqutà présent dans les procédés techniques. Afin de refroidir rapidement les produits calcinés et de les soustraire à l'action des produits gazeux de dissociation, on peut les. refroidir brusquement à la façon connue, par exemple en y insufflant un courant froid de gaz inerte et/ou, en sé-
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parant, à l'aide d'électrodes de précipitation, les particules en suspension.
EXEMPLES.
1) On fait passer à travers un four rotatif, d'une longueur de 4 mètres et d'un diamètre intérieur de 0,5 mètre, chauffé de l'extérieur à 800 c et muni d'un agitateur convergent qui agite énergiquement, 100 Kg. d'hydroxyde de magnésium, précipité et séché à 125 C, passant par un tamis de 10 000 mailles par centimètre carré, le temps de passage durant environ 2 minutes. En quittant le four, le produit parvient dans un tambour refroidisseur fermé, où il se refroidit rapidement.
La teneur en eau de l'hydroxyde initial, à savoir 30% environ, tombe à 5% dans le produit final. En deux minutes le produit fait prise avec une solution de chlorure de magnésium d'une densité de 1,3, la température du mélange s'élevant en 10 minutes à 100 c; le produit possède donc une grande activité chimique.
2) De la même manière et dans le même appareil qu'indiqués ci-dessus, on traite, à une température de 1100 C., 100 Kg. de giobertite brute broyée de façon à passer par un tamis de 10 000 mailles au centimètre carré. La teneur en co2 du produit, qui initialement était de 42%, s'abaisse par le traitement à environ 10%. Le produit ainsi obtenu présente les mêmes qualités que celui préparé à partir de l'hydroxyde de magnésium.
3) Dans un tube à réaction rotatif calorifugé, d'une longueur de 1,50 m. et d'un diamètre intérieur de 50 mm., pénètre par une extrémité, sur 300 mm. environ, un dispositif analogue à un brûleur, qui se compose d'un tuyau intérieur, d'un diamètre intérieur de 30 mm. et d'un tuyau extérieur concentrique, d'un diamètre intérieur de 40 mm.
L'autre extrémité du tube de réaction débouche dans un tuyau de descente disposé verti-
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aalement, d'une hauteur de 2 m. et d'un diamètre intérieur de 200 mm.; ce tuyau communique par son extrémité supérieure avec un tuyau placé, lui aussi, verticalement,, dans lequel sont disposées des électrodes de précipitation* Par le tuyau extétieur, on insuffle par minute 40 m3 de gaz d'éclairage de 4300 calories, tandis que par le tuyau intérieur, on fait passer par minute 115 m3 d'air dans lequel, à l'aide d'une plaque rotative intercalée, on met en suspension, par mètre cube d'air, 150 g. d'hydroxyde de magnésium (passant par un tamis de 10 000 mailles au centimètre carré) et on enflamme le mélange gazeux qui sort du brûleur.
Le tube de réaction exécute environ 3 à 4 tours par minute. Le produit déshydra- té sort du tube de réaction pour entrer dans un tuyau de des cente dans lequel de faibles quantités de matière non-déshydratée présentes tombent au fond en raison de leru poids spécifique supérieur à celui des particules déshydratées, tandis que ces dernières sont entrainées vers le haut par le courant des gaz de combustion et se déposent sur les électrodes de précipitation du tuyau séparateur. La température mesurée di- rectement près de la flamme du brûleur s'élève à 1100 0, et le temps pendant lequel la matière de réaction séjourne dans la zone chaude du tube de réaction dure quelques dixièmes de seconde.
Le produit obtenu fait, après avoir été traité par une solution de chlorure de magnésium d'une densité de 1.3. prise si rapidement qu'on ne peut pas mesurer le temps nécessaire et la température du mélange faisant prise s'élève en 3 minutes a 100 0.
REVENDICATIONS. l.- Procédé de préparation d'oxyde de magnésium possédant un pouvoir réactionnel uniformément élevé à partir de composés de magnésium, caractérisé en ce qu'on calcine les composés de magnésium seulement jusqu'à ce que le pouvoir ré-
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actionnel maximum soit atteint, les composés de magnésium à calciner devant se présenter sous la forme de grains très petits et d'une grosseur uniforme, de sorte que pratiquement la température de cuisson appliquée agisse en même temps sur le grain tout entier et que le pouvoir réactionnel maximum soit atteint si rapidement que la grosseur des grains n'ait pas encore subi à ce moment une modification importante.
2. - Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la durée du traitement est inversement proportionnelle à la hauteur des températures appliquées.
3.- Procédé suivant les revendications 1 et 2, caractérisé en ce qucon effectue le traitement à chaud dans une flamme agissant suivant le principe des foyers à charbon pulvérisé.
4. - Procédé suivant les revendications 1, 2 et 3, caractérisé en ce qu'on soustrait rapidement le produit à l'action de l'agent de calcination, dès que le pouvoir réactionnel ma- ximum est atteint.