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PROCEDE DE PRODUCTION DE SELS DE MAGNESIUM PURSo
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Suivant l'état connu de la technique, l'pydroxyde de magnésitm ne réagit pas complètement.. même à chaud, aveo les sels d'ammonium. A Inverse de l'hydrosyde de calcium, lR,ydro3e de magnésium ne parvient pas à déplacer entièrement l'/31DID.oniac des sels don3.'en., que ce soit par f - sion ou par mise en suspension aqueuse.
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on a découvert que de lue de magnésium, ou des mélanges en contenant, mis en suspension aqueuse'avec la quantité stoéchiamétrique de sulfate d9.on.uns peuvent être transformés quantitativement en sulfate de magnésie, en insufflant de la vapeur vive ou des gaz chauds à la température d'ébullition, tout en conservant dans la suspension une quantité d'eau
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suffisante pour assurer l'évacuation constante de l'f3mlll niac libéré.
La transformation quantitative s'effectue ainsi en peu de temps et de manière si complète qu9.1 n'est pas possible de déceler de l'f3IIID1 niac ou des ions ammoniac.9 tant dans la vapeur que dans le liquide.
Cette constatation est originale et fondamentale, et constitue un fait nouveau dans l'état actuel des connaissances.
Si l'hydroxyde de magnésium est mélangé à des composés de cal-
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oiom? sauf au sulfate de calcium y il est nécessaire d'ajouter une quantité de sulfate d'f:1iDIJlon:Wm équivalente à une de ces matières,. de façon que tous les alcalino-terreux: soient finalement présents sous forme de leurs sulfates.
Les solutions de sulfate de magnésium peuvent être transformées
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soit en sel dwacm (sulfate de magnésie) ou par combinaison à 50-55OC avec du carbonate d',ammonium" en carbonate de magnésium-trihydrate et sulfate dtpnmonim en solution.
Le sulfate de magnésie se laisse bien filtrer et, dispersé dans de lipauy il peut être transformé par chauffage en carbonate de magnésium basique (magnésia alba) ou par calcination, en oxyde de magnésium léger (magnésia usta) . La lessive de sulfate d'ammonium peut, éventuel-
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lament après avoir été concentrée, être réutilisée pour être transformée en hydrate de magnésium.
La difficulté dans la production de sels de magnésium purs, consiste en ce que dans la plupart des cas les produits de départ contien- nent des composés de calcium qui passent dans les sels de magnésium où ils sont indésirables. Les procèdes connus pour la séparation des compo- sés de calcium sont compliqués et onéreux. Les composés sont particulière- ment gênants dans le traitement de matières minérales à teneur en magné- sium, telles que la dolomie et la magnétite, et dans le traitement de ré- sidus industriels, en particulier des boues de purificatioon de l'extrac- tion du sel gemme et du sel marin,de même que dans le traitement des sels de déblais.
On a découvert que les composés de calcium peuvent être séparés des sels de magnésium, et ce pratiquement totalement et économiquement, ou au moins d'une fagon suffisante même pour les produits les plus pure.-on transformant en son sulfate,le magnésium du produit de départ, le calcium se transformant alors aussi de façon poussée en son.sulfate,s'il n'est pas déjà présent comme tel. Le traitement du produit de départ est le plus avantageux, si le magnésium s'y trouve sous forme d'hydroxyde de magnésium et en procédant alors comme décrit plus hautavec la quantité de sulfate d'ammonium calculée en conséquence., tout l'ammoniac étant alors récupéré.
Si on filtre à chaud, tout le magnésium se trouve à l'état de sulfate dans la solution, en même temps qu'une quantité considérable de sulfate de calcium, correspondant au volume du liquide.
Si l'on concentre la solution claire à la température d'ébulli- tion, presque jusqu'. saturation en sulfate de magnésium, le sulfate de calcium se dépose en gros cristaux. Après filtration de ceux-ci, on ob- tient un filtrat pratiquement exempt de chaux, pouvant être traité soit par évaporation pour donner du sel d'Epsom, soit par transformation pour ob- tenir d'autres composés de magnésium exempts de chaux.
Il est probable que la solubilité du sulfate de calcium, est fortement entravée par la haute concentration en ions sulfates, du sulfate de magnésium dissous.
Il n'est pas nécessaire de concentrer la solution de sulfate de magnésium jusque saturation, car à la température d'ébullition le sulfate de calcium est déjà complètement insoluble dans des solutions contenant 25- 30% en poids de MgSO4. Toutefois, des solutions de MgSO4à 25-30% correspon- dent à une température de saturation de 25-35 G. Il y a par conséquent une différence d'au moins 60 C, entre la température de séparation des dernières parties de sulfate de calcium et, celle de la première séparation de sulfate de magnésium sous forme de sel d'Epson., cette différence empêchant une sé- paration prématurée du sulfate de magnésium sous forme de sel d'Epsom, lors de la filtration de la boue et du sulfate de calcium.
On peut souvent renoncer à évaporer la solution de sulfate de magnésium pour cristalliser le sulfate de calcium dissous, lorsqu'il est possible d'entreprendre la transformation de la matière de départ con- tenant de l'hydroxyde de magnésium, à une concentration déjà telle qu'on obtienne directement une solution d'au moins 25% de MgS04. Dans ce cas, en travaillant à chaud, tout le sulfate de calcium reste dans le résidu, et le filtrat est complètement exempt de composés de calcium, comme décrit ci-après dans les exemples 2 et 4.
EXEMPLE 1.
On met en suspension 58 parties d'hydrosyde de magnésium pur dans 280 parties d'eau, et on dissout 132 parties de sulfate d'ammonium, on chauffe cette suspension jusque peu avant d'atteindra 100 C et on maintient cette température; on insuffle un courant d'air saturé d'eau à 10000; ce qui provoque le dégagement de l'ammoniac; dès que celui-ci cesse de se dé-
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gager, la transformation est complète et l'hydroxyde de magnésium est entièrement dissous ; la solution contient 120 parties de sulfate de mag- nésium .
EXEMPLE 2.
On agite 100 parties de magnésite calcinée dans 650 partie d' acide sulfurique à 30%, et lorsque la réaction est terminée et après avoir chauffé à 100 C, on ajoute de la magnésie calcinée jusque ce que la réac- tion de la masse soit alcaline. On porte ensuite à ébullition avec dé la vapeur vive et on filtre à chaud sous pression. Le filtrat incolore contient alors sensiblement 28% en poids de MgSO et est entièrement exempt de sulfate de calcium, quoique la magnésite utilisée contienne 2,5% de CaO.
On traite par exemple le filtrat pour obtenir de la magnésie alba, exempte de chaux.
EXEMPLE 3.
On porte à ébullition avec de la vapeur, 100 parties de boue de purification de saumure,, dont les constituants solides sont essentielle- ment formés par du sulfate de calcium, 17% d'hydroxyde de magnésium et du chlorure de sodium., ce dernier étant en majeure partie enlevé par lavage! l'eau chaude. La boue ainsi lavée est mélangée de façon homogène avec 800 parties d'eau, on ajoute 40 parties de sulfate d'ammonium et on porte ensuite à ébullition au moyen de vapeur vive jusque ce qu'il n'y ait plus de dégagement d'ammoniac. On filtre à chaud sous pression et la boue est diluée avec un peu d'eau chaude.
Le filtrat clair est concentré par ébul- lition jusque sensiblement 130 parties en poids, la séparation du sulfate de calcium dissous sous forme de gros cristaux étant ainsi terminée. On filtre à chaud et sous pression. La solution contenant sensiblement 35 parties de sulfate de magnésium est pratiquement exempte de chaux et peut., par exemple., être traitée par évaporation pour obtenir du sel d'Epsom.
Dans un récipient fermé., on chauffe au moyen de vapeur saturée , à 6 atmosphères100 parties de magnésite calcinée à 2,27% de CaO libre, il se forme alors dans la masse 116 parties d'hydroxyde de magnésium humide.
On mélange cette masse à de l'eau de façon à obtenir une suspension conte- nant 560 parties d'eau, et en chauffant on y dissout 270 parties de sulfate d'ammonium; on peut aussi, pour mettre la magnésie désagrégée en suspension, prendre une quantité correspondante d'pne solution sensiblement de 32,5% de sulfate d'ammonium. Dans le mélange chauffé à 100 C, on insuffle de la vapeur saturée,et en réglant la température on veille à conserver un volu- me de liquide constant. Après un traitement d'environ une heure, il n'y a plus de dégagement d'ammoniac et la solution contient une boue brune,, pou- vant aisément être filtrée à chaud, constituée par des silicates, de l'hydro- xyde de fer et du sulfate de calcium.
Après avoir filtré à chaud sous pres- sion, il reste une solution incolore entièrement exempte de chaux,contenant sensiblement 30%, c-est-à-dire 240 parties, de sulfate de magnésium.
A la température de 52 0 on fait précipiter la solution à l' aide de carbonate d'ammonium et on obtient du trihydrate de carbonate de mag- nésium, et une lessive de sulfate d'ammonium.
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