Légende
  • Halogènes
  • Métaux alcalino-terreux
  • Actinides
  • Gaz nobles
  • Métaux de transition
  • Autres
  • Métaux alcalins
  • Lanthanides
17
Cl
Chlore
12
Mg
Magnésium
Produit minéral

Le chlorure de magnésium est présent dans la nature sous forme hydratée, la bischofite et est associé, dans les gisements de potasse, au chlorure de potassium, dans la carnallite. Il est également extrait de l’eau de mer et de lacs salés. Il est employé principalement comme sel de déneigement, ainsi que comme retardateur de flamme et est une matière première utilisée pour produire le magnésium par électrolyse et divers composés du magnésium comme l’oxyde ou l’hydroxyde.

Données physico-chimiques

Données atomiques

Formule Masse molaire Minéral
(hydraté avec 6 H2O)
Structure cristalline Rayons ioniques de Pauling dans la coordinence 6
MgCl2 95,22 g.mol-1 bischofite rhomboédrique de type CdCl2, de paramètres a = 0,364 nm et c = 1,767 nm Mg2+ : 65 pm et Cl : 181 pm

Données physiques

Masse volumique Température de fusion Température d’ébullition Solubilité dans l’eau
2,32 g.cm-3 708°C 1 412°C
  • à 0°C : 52,9 g/100  g d’eau
  • à 100°C : 72,7 g/100 g d’eau

Données thermodynamiques

Chlorure de magnésium cristallisé :

  • Enthalpie molaire standard de formation à 298,15 K : -641,6 kJ.mol-1
  • Enthalpie libre molaire standard de formation à 298,15 K : -592 kJ.mol-1
  • Entropie molaire standard à 298,15 K : S° = 89,7 J.K-1mol-1
  • Capacité thermique molaire sous pression constante à 298,15 K : Cp° = 71,4 J.K-1mol-1
  • Enthalpie molaire standard de fusion à la température de fusion : 43,1 kJ.mol-1
  • Enthalpie molaire standard d’ébullition à la température d’ébullition : 136,9 kJ.mol-1

Données industrielles

Matières premières

Du chlorure de magnésium est présent dans la nature sous forme de bischofite : MgCl2,6H2O ainsi que dans des gisements de potasse sous forme de carnallite : KCl,MgCl2,6H2O. Cette dernière est utilisée, en particulier, comme source de magnésium dans les engrais.

Des ions magnésium sont également récupérés dans l’eau de mer et dans des saumures. La teneur de l’eau de mer est en moyenne de 1,3 kg/m3 soit 0,13 %. Certaines mers ou lacs fermés en contiennent jusqu’à 35 kg/m3. Par exemple, la teneur du Grand Lac Salé dans l’Utah, aux États-Unis, est, en masse, de 5 % en magnésium. Le magnésium est extrait sous forme de chlorure de magnésium MgCl2 et éventuellement transformé en oxyde MgO, en d’autres composés : hydroxyde, sulfate… ou en métal. Il faut environ 500 t d’eau de mer pour produire une tonne de MgO. Dans le monde, en 2017, la part de la production de sels de magnésium provenant de l’eau de mer et des saumures est de 5,6 %. Aux États-Unis, en 2020, cette part de la production du pays est de 70 %.

Formes de commercialisation :

  • en solution renfermant, en masse, 32 % de chlorure de magnésium,
  • en paillettes ou en granulés.

Productions

Les principaux producteurs de chlorure de magnésium sont, en général, des producteurs de chlorure de potassium ou de chlorure de sodium.

Par exemple, Compass Minerals, important producteur de chlorure de sodium, exploite, à Ogden,  aux États-Unis, les eaux du Great Salt Lake, dans l’Utah, avec une capacité de production de 750 000 t/an sous forme solide ou de solution.

Martin Marietta Magnesia Specialties extrait des saumures, à 850 m de profondeur, à Manistee, dans le Michigan avec une capacité de production de 740 000 t/an de chlorure de magnésium.

ICL, important producteur de chlorure de potassium, exploite, à Sodom, en Israël, les eaux de la Mer Morte, avec en 2020, par pompage de 455 millions de m3 d’eau, la production de 3,96 millions de t de KCl, 125 000 t de NaCl, 173 000 t de dibrome, 110 000 t de chlorure de magnésium et 18 300 t de magnésium.

K+S, important  producteur allemand de chlorures de potassium et de sodium, coproduit du chlorure de magnésium dans ses exploitations de saumures de chlorure de sodium.

Aux Pays Bas, la société Nedmag, détenue à 50 % par la groupe belge Lhoist, exploite par dissolution in situ, à Veendam, en Groningue, une couche de bischofite, découverte par Shell, à 2000  m de profondeur, lors d’une prospection de gaz naturel. Une partie du chlorure de magnésium produit est transformé en magnésie et une autre partie, avec 90 000 t/an, est commercialisée.

La société RHI Magnesita, extrait du magnésium de l’eau de mer, en Irlande à Drogheda avec la société Premier Periclase et en Norvège à Porsgrunn. En février 2021, ces deux sites ont été vendus à Callista Private Equity.

En Russie, NikoMag, possède une capacité de production de 60 000 t/an à partir de saumures de bischofite du gisement de Svetloyarskoye, dans la région de Volgograd.

En Turquie, Alkim Alkali Kimya, exploite les lacs salés de Tersakan et Bolluk. L’usine de traitement de Cihanbeyli produit du chlorure de magnésium, avec une capacité de production de 8 000 t/an. En 2020, la production a été de 1 214 t.

Situation française

En 2020.

Production à partir d’eau de mer, avec une capacité de production de 30 000 t/an en équivalent MgO par le groupe Salins, à Salin-de-Giraud (13). Cette production est liée à celle du chlorure de sodium.

Commerce extérieur :

Les exportations étaient de 3 447 t avec comme principaux marchés à :

  • 23 % l’Allemagne,
  • 23 % la république tchèque,
  • 15 % l’Italie,
  • 13 % le Japon,
  • 7 % l’Espagne.

Les importations s’élevaient à 15 539 t en provenance principalement à :

  • 40 % des Pays Bas,
  • 34 % d’Allemagne,
  • 12 % du Royaume Uni.

Utilisations

Le chlorure de magnésium est principalement utilisé comme sel de déneigement.

Il est également employé pour produire le magnésium par électrolyse : Mg2+ contenu dans des solutions de chlorure de magnésium provenant soit d’eau de mer, soit de saumures, est précipité à l’aide de dolomie calcinée en Mg(OH)2 qui est récupéré par filtration. L’hydroxyde est ensuite transformé en MgCl2,6H2O par attaque chlorhydrique, puis déshydraté partiellement en MgCl2,1,5H2O ou totalement pour alimenter les cuves d’électrolyse.
L’électrolyte qui fond vers 720-780 °C a la composition suivante :

NaCl CaCl2 MgCl2
50-60 % 15 % 20-30 %

 

  • Le chlorure de magnésium est également employé pour fixer les poussières et stabiliser les sols dans les travaux publics.
  • Il est également employé comme retardateur de flamme.
  • Il participe à la composition des supports de catalyseur Ziegler-Natta employés dans la production de polypropylène.
  • Il est utilisé comme additif alimentaire, E511.
  • Il permet la coagulation du lait de soja en tofu et est dénommé nigari, au Japon et lushui, en Chine.

Bibliographie

  • International Magnesium Association, 1000 Westgate Drive, Suite 252, Saint-Paul, Minnesota, 55114 États-Unis.
  • D.A. Kramer, « Magnesium Minerals and Compounds » in Industrials Minerals & Rocks, Society for Mining, metallurgy and Exploration, 2006, p615.