Procédé de purification du chlorure de magnésium. L'électrolyse -du chlorure de magnésium est influencée défavorablement, comme tout le monde le sait, par la présence d'oxydes.
Mais la formation des oxydes est inévi table dans la plupart des procédés d'obteu- tion .d'un chlorure sensiblement anhydre pro pre à être électrolysé à l'état fondu. En par ticulier, si on part -des chlorures contenant de l'eau de cristallisation et si on chauffe ceux-ci pour enlever complètement ou par tiellement l'eau, on ne peut éviter une for mation d'oxydes malgré toutes les précau tions prises. D'autre part, les efforts faits pour éviter une formation notable d'oxydes pendant la déshydratation sont limités en pratique par la nécessité de réduire les frais de déshydratation.
Du chlorure de magnésium anhydre peut, comme il est connu, être obtenu par chloru- ration de la magnésie (Mg 0), du carbonate de magnésium (MgCOg) ou de toute autre com binaison oxygénée -du magnésium convena- ble. A -cet effet, le composé de magnésium est mélangé avec un réducteur approprié. Comme réducteur, on peut utiliser en parti culier le carbone sous ses diverses formes, comme par exemple. le coke, le charbon de bois ou même sous forme de sciure.
Le mé lange est traité ensuite à température appro priée par un agent de chloruration conven-,- ble,comme par exemple le chlore, le plios- gène, ou les chlorures de soufre.
La chlorurati.on de la matière première décrite ci-dessus se produit à une temp@ra- ture qui peut se trouver, suivant les circons tances, au-dessus ou au-dessous du point de fusion du chlorure anhydre formé. Au mé lange initial, on pourrait faire .des additions appropriées, soit que l'on désire modifier le volume initial, soit que l'on veuille abaisser le point de fusion du chlorure ou du mélange de chlorures obtenu. Comme additions, on peut citer, par exemple, -des solutions de chlo rure de magnésium ou du chlorure de potas-. sium solide.
Tous les procédés de ce genre conduisent au même résultat: on obtient un chlorure anhydre mais contenant une quan tité appréciable d'oxyde et souillé, en outre, par d'autres impuretés, et notamment par la silice et .des silicates. Si on introduit dans la. matière première des additions, celles-ci se trouveront, suivant leur propriété, soit en totalité, soit partiellement .dans le produit final.
On .sait que la présence d'impuretés en notables quantités empêche une bonne élec trolyse du chlorure de magnésium. On a constaté avec surprise que cette influence est sensible, déjà d'une manière très ennuyeuse, dès que de petites quantités d'impuretés so lides se trouvent en suspension dans le bain.
Il résulte .des observations faites que cet effet néfaste est .dû aux raisons suivantes- 10 Les oxydes ont tendance à se rassem bler pendant l'électrolyse dans le fond de<B>,</B> la cuve et à entraîner avec -eux -des particules de magnésium, de telle sorte.que souvent une notable partie du métal se trouve au fond de la cuve, au lieu de se réunir dans la par tie supérieure de l'électrolyte au restant du métal. De ce fait, il résulte des pertes. non négligeables -de métal.
Etant donné, d'autre part, que les oxydes se trouvant dans le fond de la cuve deviennent facilement conduc teurs, par suite de la présence d'une quantité notable .de métal, il se produit .des pertes d'énergie électrique qui influencent défavo rablement le rendement de l'appareil.
20 Les oxydes - se trouvant dans le bain pendant l'électrolyse se rassemblent en outre sur la cathode, s'y déposent et forment sur celle-ci une couche d'oxyde fortement adhé rente. Par suite de la présence.-d'oxyde sur la cathode, le métal se dépose sous forme de particules extrêmement fines qui se répartis sent dans tout le bain, ce qui présente deux inconvénients notables:
1 a) les particules dispersées dans le bain sont si petites, qu'il se produit une recombi naison du métal avec le chlore qui se trouve également dans le bain.. Ce, phénomène. est encore une source d'autres pertes notables en ce qui concerne le rendement en métal et en courant; b) les particules arrivant à la surface en traînent du bain qui souille le métal sur nageant d'une manière très défavorable. On s'est contenté, jusqu'ici, de procéder à une grossière séparation .des impuretés par une courte décantation du chlorure de ma gnésium fondu -et anhydre.
Cependant, les inconvénients indiqués ci-dessus n'étaient pas suffisamment éliminés pour permettre une bonne électrolyse du chlorure de magnésium. Malgré l'appréciation générale d'après la quelle on ne peut obtenir par décantation qu'une séparation grossière, on a pu constater d'une manière surprenante que les impuretés . se séparaient d'une façon très complète si on maintenait tranquille pendant un temps suf fisamment long le chlorure de magnésium fondu et déshydraté, et que l'électrolyse du chlorure -de magnésium pouvait se faire sans difficulté- avec une matière purifiée de cette manière.
On a constaté que cette .séparation était complète dans la mesure nécessaire pour une. conduite favorable de l'électrolyse dans un temps non exagérément long, la plupart -du temps ,se montant à quelques heures seule= ment. On a de même constaté qu'une telle séparation peut se faire si l'.on traite de la même façon un chlorure de magnésium par tiellement déshydraté tout .en éliminant l'eau par décomposition électrolytique.
Conformément à l'invention, on a réussi en utilisant les observations indiquées ci- dessus, à améliorer d'une façon notable la préparation du magnésium par l'électrolyse du chlorure de magnésium. Selon le procédé qui en fait l'objet, on maintient le chlorure .de magnésium anhydre ou partiellement déshydraté destiné en particulier à l'électro lyse, au repos .à l'état fondu pendant un temps<U>suffisamment</U> long pour que les im puretés solides présentes, comme les oxydes, la - silice 'et les silicates;
se déposent, et on sépare ensuite le chlorure de magnésium pu rifié des impuretés par décantation. La séparation des impuretés peut être combinée avantageusement avec le procédé de déshydratation électrolytique des chlo rures conforme au brevet no 161899, procédé selon lequel .ou .déshydrate du chlorure fondu partiellement déshydraté, par électrolyse de l'eau qui :s'y trouve, dans des conditions qui ne permettent pas la décomposition d'une quantité notable du chlorure lui-même.
La purification peut être réalisée dans un réci pient intermédiaire, placé entre les cuves de déshydratation et d'électrolyse; cette cuve intermédiaire peut, par exemple, être réunie à la cuve d'électrolyse de telle sorte que l'on utilisera sa -chaleur pour maintenir le chlo rure à l'état fondu dans le récipient inter nfédiaire. Mais on peut aussi réaliser la sé paration des impuretés dans le dispositif électrolytique de déshydratation lui-même, la décomposition de l'eau étant conduite avan tageusement de telle manière que le bain soit agité le moins possible. La séparation des impuretés est complète pour la. plus grande partie pendant l'opération de déshydratation.
La préparation du chlorure de magné sium anhydre par chloruration de composés oxygénés du magnésium, et .sa purification par le procédé selon l'invention, peuvent avoir lieu par exemple comme suit: De la magnésie, -de la giobertite ou ana logue, est transformée de manière connue en présence d'un réducteur contenant du car bone, en briquettes, le cas échéant au moyen de liant. On les chlorure au moyen de chlore, phosgène ou analogue. On obtient de cette manière du chlorure de magnésium qui con tient environ 3 % de MgO et d'autres impure tés.
Le chlorure impur est envoyé dans une cuve bien .calorifugée chauffée électrique ment d'environ un mètre -de haut; le chlo rure y est maintenu ou porté à l'état fondu. Dans ce récipient, le chlorure reste huit heu res au calme, en maintenant une température aussi voisine que possible de 780 C, tandis que presque toutes les impuretés solides et en particulier l'oxyde de magnésium se pré cipitent. Le chlorure de magnésium qui sur- nage contient moins de 0,5 % de MgO; il est alors séparé par décantation des impuretés et envoyé à la cuve électrolytique.
Le :degré de la .séparation -des impuretés par décantation nécessaire pour assurer une électrolyse du chlorure -de magnésium sans à coups dépend des conditions particulières clans lesquelles se fait l'électrolyse, -et en particulier de la forme de la cuve d'électro lyse, de la forme -et de la position des élec trodes, -de la manière et de la position d'a menée du chlorure de magnésium frais. II suffit même, quelquefois, -de diminuer la te neur en MgO à 0.8%. Il est toutefois, en général, nécessaire de procéder à une purifi cation plus poussée.
La chloruration et la séparation des im puretés peut être réalisée de telle sorte que le chlorure de magnésium fondu, obtenu dans l'appareil de chloruration à une température supérieure à son point -de fusion, est envoyé directement dans le récipient de décantation. La chloruration, l'amenée dans le récipient de décantation du chlorure formé et l'éva cuation du chlorure purifié hors de ce réci pient peuvent être prévues à volonté d'une manière .continue .ou discontinue.
On peut également purifier de la même manière des mélanges fondus -de chlorure de magnésium anhydre avec .d'autres chlorures, tels que par exemple le chlorure de potas sium, par décantation.