Eau de Javel

Données industrielles

L’eau de Javel est une solution aqueuse d’hypochlorite et de chlorure de sodium, en présence d’un excès d’hydroxyde de sodium. Sa composition varie en fonction du pH d’utilisation et du temps écoulé depuis sa fabrication. En fonction de sa concentration elle se présente sous forme de concentré de Javel ou d’eau de Javel proprement dite. Son principe actif est, selon le pH, l’ion hypochlorite ClO–, l’acide hypochloreux HClO ou le dichlore Cl2 en solution.

Fabrication industrielle

En général, par réaction directe entre le dichlore et l’hydroxyde de sodium eux mêmes produits par électrolyse de NaCl :

Cl2 + 2 (Na+ + OH–) = (Na+ + ClO–) + (Na+ + Cl–) + H2O                   ΔrH°298 = -103 kJ/mole.

La réaction est fortement exothermique et la température ne doit pas dépasser 40°C afin de limiter la dismutation des ions hypochlorites en ions chlorates et chlorures. En conséquence, le milieu réactionnel est énergiquement refroidi. Les installations sont en PVC (cuves, canalisations) et en titane (pompes, échangeurs thermiques).

Le procédé standard consiste à dissoudre le dichlore dans une solution aqueuse de soude à 20 %. On obtient alors une eau de Javel à 13 % de chlore actif.

Le procédé « haut titre » mis au point par Arkema consiste à dissoudre le dichlore dans une solution de soude à 50 %. L’eau de Javel obtenue titre de 24 à 26 % de chlore actif. Lors de la dissolution, environ la moitié du chlorure de sodium formé précipite et est ainsi éliminé. Des solutions de concentrations plus faibles sont ensuite préparées par dilution.

  • Sur des sites industriels d’utilisation de l’eau de Javel, des unités de production, en général de petite taille, fonctionnent. L’eau de Javel est obtenue directement par électrolyse de NaCl en solution, dans des cellules ne comportant pas de séparation entre les compartiments anodiques et cathodiques. L’eau de Javel produite est, en général, de faible concentration (< 1 % de chlore actif).
  • De l’eau de Javel diluée (0,1 à 0,3 % de chlore actif) est également préparée par électrolyse d’eau de mer. Cette production est effectuée dans des centrales nucléaires utilisant dans leur circuit de refroidissement de l’eau de mer (Gravelines en France) et dans les usines de dessalement d’eau de mer.
  • De l’eau de Javel est également obtenue comme sous produit de l’électrolyse de NaCl lors de la production de Cl2 et NaOH. A la sortie des cuves d’électrolyse, les solutions appauvries en NaCl contiennent du dichlore dissous. Avant d’être recyclées, ces solutions sont déchlorées, le dichlore produit traité par NaOH donne de l’eau de Javel.

Conditionnement : à 2,6 % ou 3,6 % de chlore actif pour l’eau de Javel et à 9,6 % de chlore actif pour les concentrés de Javel dans des emballages en PVC ou polyéthylène.

Définitions du titre d’une eau de Javel :

Le degré chlorométrique (°Chl) : donne le pouvoir oxydant d’un litre d’eau de Javel, à 20°C, exprimé en litres de dichlore gazeux sous 1 bar et à 0°C. Il correspond au dichlore gazeux utilisé pour fabriquer l’eau de Javel. Cette définition était utilisée essentiellement dans les pays francophones.

Le % de chlore actif : au niveau européen, a été retenue cette définition, anglo-saxonne, du titre d’une eau de Javel. Il rend compte de la quantité totale de dichlore utilisé lors de la fabrication de l’eau de Javel. Toutefois, le % de chlore actif, pour une même qualité d’eau de Javel, dépend de la masse volumique de l’eau de Javel qui elle même varie avec le mode de préparation de l’eau de Javel. En effet, l’eau de Javel préparée par dilution d’eau de Javel à 24 – 26 % de chlore actif est moins dense (une partie des ions Na+ et Cl– a été retirée) qu’une eau de Javel préparée directement.

L’expression chlore actif désigne le chlore de l’hypochlorite, de nombre d’oxydation +I, qui est effectivement actif, mais aussi le chlore, de nombre d’oxydation -I, inactif comme oxydant, présent sous forme d’ions Cl–. L’expression chlore actif est donc, malgré son utilisation généralisée en Europe, impropre.

La correspondance entre °Chl et % de chlore actif peut être obtenue à l’aide de la relation suivante :

% chlore actif = 0,3165(°Chl / d) avec d = densité de l’eau de Javel

% de chlore actif °Chl chlore actif g/L Densité moyenne pH
Concentrés de Javel 9,6 34,88 à 33,68 110,56 à 106,78 1,152 à 1,112 12,5
Eau de Javel 2,6 8,51 à 8,43 26,96 à 26,73 1,037 à 1,028 11,5

Normalisation :

  • Les concentrés de Javel ont une concentration > 8,5 % de chlore actif.
  • L’eau de Javel a une concentration comprise entre 2,5 et 8,5 % de chlore actif.

Propriétés

Composition : elle est fonction du pH, selon les équilibres chimiques suivants :

HClO + H+ + Cl– = Cl2 + H2O

HClO = H+ + ClO–

Composition d’une eau de Javel en fonction du pH

Stabilité :

  • A pH < 5 les équilibres ci-dessus sont déplacés avec libération de Cl2, d’où la nécessité de ne pas employer l’eau de Javel en présence de produits acides et en particulier en présence de détartrants. La réaction de l’eau de Javel avec un acide (HCl par exemple) est une méthode de préparation de Cl2 au laboratoire.
  • L’ion hypochlorite se dismute avec une élévation de température en donnant des ions chlorates selon la réaction :

3 ClO– = 2 Cl– + ClO3–

  • La dissolution du dioxyde de carbone de l’air (HClO a un pKA = 7,5, celui de CO2 en solution aqueuse est de 6,4), en diminuant le pH de l’eau de Javel, peut entraîner un déplacement des équilibres chimiques dans le sens de la formation d’acide hypochloreux, très peu stable. Pour cette raison, un excès d’ions OH– (de 5 à 12 g/L exprimé en NaOH) est laissé pour neutraliser le CO2 de l’air. En conséquence, le pH d’une eau de Javel est basique (11,5 < pH < 12,5). C’est cette présence de soude qui rend irritant un concentré de Javel.
  • L’ion hypochlorite, en solution dans l’eau, est fortement oxydant et il est, en particulier, susceptible d’oxyder l’eau. La réaction globale est la suivante :

ClO– = ½ O2 + Cl–

Cette réaction est lente, c’est elle qui impose une limite de durée d’utilisation : un an pour l’eau de javel, trois mois pour les concentrés.

La stabilité d’une eau de Javel est régie par les lois de la cinétique chimique. Par exemple, la vitesse de décomposition double lorsque la température s’élève de 5°C, les extraits se décomposent plus rapidement que l’eau de Javel diluée.

Cette décomposition peut être accélérée par divers catalyseurs tels que :

  • les ions métalliques : pour cette raison, lors de sa fabrication et son stockage, elle ne devra pas être en contact avec des métaux, cuivre, zinc, fer, aciers courants, aciers inoxydables…
  • la lumière et en particulier les rayonnements UV d’où la conservation de l’eau de Javel dans des récipients opaques non métalliques. L’ajout de dichromate de sodium destiné à colorer et à stabiliser l’eau de Javel vis-à-vis des UV n’est plus effectué, en France, depuis 1976.

Conservation :

En conséquence, une eau de Javel sera conservée dans des récipients non métalliques, opaques. Elle sera stockée à l’abri de la chaleur et diluée par de l’eau froide non polluée par des ions métalliques. Sa durée d’utilisation est limitée : environ 3 mois pour les concentrés, un an pour l’eau de Javel (voir l’article du BUP dans la bibliographie).

Propriétés oxydantes : l’eau de Javel est d’autant plus oxydante que son pH est faible, mais même à pH 14 son pouvoir oxydant reste élevé (E° = 0,88 V). Elle peut ainsi oxyder de nombreux composés toxiques en composés inoffensifs tels que par exemple : SO2, H2S, NH3, CN–… Son action décolorante et désinfectante est, en partie, due à sa capacité d’oxyder de nombreux composés organiques.

Propriétés désinfectantes : elles sont principalement dues au pouvoir bactéricide de l’acide hypochloreux qui diffuse à travers la paroi des cellules des bactéries en détruisant des protéines membranaires. Par ailleurs, HClO agit sur le métabolisme de synthèse des bactéries. HClO, non chargé, est près de 100 fois plus bactéricide que l’ion hypochlorite. Dans le cas des virus, HClO agirait par attaque des liaisons amidées des protéines.

Productions

En 2023, exprimée en chlore, la production de l’Union européenne en hypochlorites, y compris l’hypochlorite de calcium, a été de 1,678 million de t dont 645 797 t en Italie, 254 222 t en Espagne, 247 645 t en France, 171 088 t au Portugal, 66 372 t en Hongrie. Les productions belges, néerlandaises et allemandes sont confidentielles.

En Amérique du Nord, le principal producteur est Olin avec des capacités de production de 1 136 millions de litres avec des usines à Bécancour, dans la province du Québec au Canada et aux États-Unis à Augusta en Géorgie, Charleston dans le Tennessee, Lemont dans l’Illinois, Freeport au Texas, Henderson dans le Nevada, Mc Intosh dans l’Alabama, Niagara Falls dans l’État de New York et en Californie à Santa Fe Springs et Tracy.

Commerce international : pour les hypochlorites (hors celui de calcium), les chlorites et hypobromites, en 2024.

Principaux pays exportateurs sur un total de 1,078 million de t.

en milliers de t
Chine 162 Allemagne 50
Canada 115 Portugal 50
Belgique 105 États-Unis 49
Espagne 100 France 40
Pays Bas 75 Guatemala 32

Source : ITC

Les exportations de la Chine sont destinées à 52 % à Hong Kong, 16 % à l’Inde, 6 % à Macao, 4 % au Brésil.

Principaux pays importateurs.

en milliers de t
États-Unis 129 Italie 39
France 116 Pologne 34
Canada 51 Hong Kong 31
Allemagne 45 Inde 27
Belgique 44 Singapour 22

Source : ITC

Les importations des États-Unis proviennent à 89 % du Canada, 5 % d’Espagne, 3 % du Japon.

Situation française

Production, en 2006, de 245 millions de litres à 9,6 % de chlore actif. Chaque jour ouvré, utilisation d’environ 1 million de berlingots d’eau de Javel concentrée.

  • Producteurs d’hypochlorite de sodium : Arkema à Jarrie (38) avec une capacité de production de 31 000 t/an, Inovyn, filiale d’Ineos, à Tavaux (39), Produits Chimiques de Loos, filiale du groupe Tessenderlo, à Loos (59), Vynova PPC, filiale de International Chemical Investors Group, à Thann (68), avec 44 000 t/an, Kem One à Lavéra (13) et Saint Fons (69), avec une capacité de production de 25 000 t/an.
  • Conditionneurs d’eau de Javel : n°1, Cotelle, filiale de Colgate-Palmolive dans son usine de Rillieux-la-Pape (69), avec 80 000 t/an et la marque La Croix.

Commerce extérieur : en 2024.

Hypochlorites, hors celui de calcium, chlorites et hypobromites :

  • Exportations : 39 985 t vers la Belgique à 62 %, l’Allemagne à 13 %, les Pays Bas à 8 %, la Suisse à 4 %.
  • Importations : 116 330 t à 49 % d’Espagne, 25 % de Belgique, 14 % des Pays Bas, 5 % d’Allemagne, 4 % d’Italie.

Hypochlorite de calcium :

  • Exportations : 930 t vers la Suisse à 35 %, l’Allemagne à 10 %, l’Espagne à 10 %, la Belgique à 6 %.
  • Importations : 6 084 t à 66 % de Chine, 11 % d’Italie, 5 % d’Allemagne, 4 % du Royaume Uni, 4 % des États-Unis.

Utilisation

A 50 % à usage domestique pour son action en désinfection (HClO est bactéricide, fongicide, virucide et sporicide) et son pouvoir blanchissant.

Consommations : en 2005. Monde : 2,8 milliards de litres.

en millions de L/an
États-Unis 700 Brésil 350
Mexique 600 France 245
Espagne 400 Italie 220

Source : CSNEJ

En 2014-15, la consommation française est de 183 millions de litres.

Les consommations dans les pays nordiques sont faibles, inférieures à 4 millions de L/an et un peu plus importantes en Allemagne (35 millions de L/an), Royaume Uni, Belgique (44 millions de t/an) et Pays Bas.

Secteurs d’utilisation :

En 2015, aux États-Unis : à 67 % comme agent de blanchiment et à 33 % comme désinfectant.

  • En pharmacie : les liqueurs de Labarraque et de Dakin sont à base d’eau de Javel. Dans les hôpitaux français l’eau de Dakin est utilisée pour l’antisepsie de la peau avant certains soins.
  • En décontamination de matériel et de locaux : dans les hôpitaux français, l’eau de Javel est employée dans l’entretien des locaux. C’est un désinfectant particulièrement recommandé pour des risques infectieux importants (hépatites, virus HIV et Ebola, prions, SRAS et grippe aviaire).
  • Dans le traitement de l’eau potable : l’eau de Javel ou le dichlore en solution donneront, au pH de l’eau, un mélange de HClO et de ClO–. Lors du traitement il est préférable d’ajouter l’eau de Javel après élimination des matières organiques afin d’éviter la formation de composés organochlorés. Les désinfectants les plus utilisés sont dans l’ordre : l’eau de Javel, l’ozone puis le dioxyde de chlore, l’eau de javel (ou l’hypochlorite de calcium) étant de loin les plus employés. L’ozone (O3) très efficace lors du traitement de l’eau présente l’inconvénient de ne pas rester dans l’eau distribuée et donc ne peut pas protéger d’une contamination ultérieure. Le dioxyde de chlore (ClO2) est produit in situ à partir de chlorite de sodium. Le tableau suivant rassemble les caractéristiques de ces divers désinfectants :
Eau de Javel Ozone Dioxyde de chlore
Coefficient spécifique de létalité lambda* pour :

– les bactéries
– les virus
– les spores de bactéries
– les amibes

  

20
1
0,05
0,05

  

500
5
2
0,5

  

20
1
0,05
0,05
Durée du traitement 45 min 4 min 30 min
Action sur NH3 très bonne nulle nulle
Élimination de Fe2+, Fe3+, Mn2+ faible très bonne bonne
Absence de goût, favorable pour la couleur peu efficace très efficace efficace
Absence d’organochlorés non oui oui
Coût de revient relatif 1 20 10

* : Le coefficient lambda se détermine par l’étude de la mortalité, en fonction du temps, de microorganismes en suspension.
On a : Nt/No = e-λCt avec No et Nt : nombres de microorganismes aux temps 0 et t, λ: coefficient spécifique de létalité en L.mg-1.min-1, C : concentration du désinfectant.

En France, la chloration est de 0,2 à 0,3 mg/L. À New York, elle varie entre 0,7 et 2 mg/L, le goût d’eau de Javel y étant considéré comme le gage d’une eau saine. La concentration maximale admissible fixée par l’OMS est de 5 mg/L. À des concentrations inférieures aux doses létales, l’eau de Javel inhibe le développement des bactéries ce qui permet la protection de l’eau potable lors de son transport par canalisations.

Industriellement, l’eau de Javel est utilisée, en particulier, pour éviter le développement des algues et des mollusques dans les canalisations des usines de dessalement de l’eau de mer et dans les circuits de refroidissement des centrales thermiques classiques ou nucléaires utilisant l’eau de mer. Par exemple, la centrale de Gravelines utilise, lorsque la température de l’eau de mer dépasse 10°C, 0,8 mg de solution d’eau de Javel par litre d’eau de mer, avec un débit d’eau de 41 m3/s par réacteur de 900 MW.

Autres composés contenant des ions hypochlorite :

L’eau de Javel est une solution aqueuse. Il existe des composés renfermant des ions hypochlorites se présentant sous forme solide. Il s’agit principalement :

  • de l’hypochlorite de calcium : utilisé seul ou sous forme de chlorure de chaux (mélange d’hypochlorite de calcium Ca(ClO)2 et d’hydroxyde de calcium Ca(OH)2), il représente environ 9 % de la consommation d’ions hypochlorites, l’hypochlorite de sodium en représentant 91 %. Utilisé principalement aux États-Unis pour la désinfection des eaux de piscines. Les principaux producteurs sont Westlake dans son usine de Natrium à New Martinsville en Virginie Occidentale et Lonza. 44 % de la consommation mondiale est destinée à la désinfection des eaux de piscines.
    Aux États-Unis, l’hypochlorite de lithium est également employé, sa part est toutefois inférieure à 1 % du total des hypochlorites consommés.
  • du phosphate trisodique chloré, sel double de phosphate de sodium et d’hypochlorite de sodium NaClO,(Na3PO4,11H2O)4, utilisé aux États-Unis comme agent de nettoiement.
  • des acides di- et trichloroisocyanuriques et leurs sels de sodium (appelés « trichlor » aux États-Unis) utilisés pour traiter les eaux de piscines. Ils libèrent lentement des ions hypochlorites au contact de l’eau et donnent de l’acide cyanurique qui absorbe les rayonnement UV et donc permet une plus grande stabilité de l’ion hypochlorite.

Bibliographie

Archives

Eau de Javel 2023

Eau de Javel 2022

Eau de Javel 2019

Eau de Javel 2015

Eau de Javel 2011

Eau de Javel 1996

Eau de Javel 1989

Talc

Données industrielles

Le talc, phyllosilicate hydraté de formule Mg3Si4O10(OH)2, est souvent associé dans ses gisements à des minéraux aux propriétés similaires tels que les chlorites, famille de composés de formule (Fe,Mg,Al)6(SiAl)4O10(OH)8. Ces minéraux lamellaires sont hydrophobes, organophiles, inertes chimiquement et de très faible dureté, 1 dans l’échelle de Mohs pour le talc.

Les conditions de formation du talc donnent des talcs de caractéristiques variables au niveau de leur composition, granulométrie, couleur, morphologie.

Le talc, surtout connu pour son emploi sous forme de poudre fine est aussi une roche tendre, la stéatite, qui peut se travailler facilement et donner des sculptures, par exemple au Gabon, où la stéatite est appelée « pierre de M’bigou »

État naturel

Les gisements, métamorphiques, se sont formés par réactions hydrothermales entre des roches magnésiennes et des fluides siliceux ou entre des fluides magnésiens et des silicoaluminates à des températures comprises entre 350 et 400°C. Les talcs sont classés en fonction des roches dont ils dérivent :

  • Obtenus à partir de carbonates de magnésium (dolomites, magnésites), ils donnent des talcs purs et blancs et représentent environ 60 % de la production mondiale. La carrière de Yellowstone, dans le Montana, aux États-Unis en est un exemple.
  • Obtenus à partir de serpentine de formule (Mg,Fe)3Si2O5(OH)4, roche déjà métamorphisé, ils donnent des stéatites, roches colorées constituées de talc et de diverses impuretés. Les stéatites sont purifiées par flottation et représentent environ 20 % de la production mondiale. La carrière de Argonaut, dans le Vermont, aux États-Unis est de ce type.
  • Obtenus à partir de silicoaluminates, ils donnent des talcs bruts de couleur grise liée à la présence de chlorite et ils représentent environ 10 % de la production mondiale. Le gisement français de Trimouns, dans l’Ariège, est de ce type.
  • Les talcs obtenus à partir de dépôts sédimentaires de carbonates de magnésium sont de faible pureté et sont actuellement peu exploités. La présence comme impureté de graphite donne des talcs gris ou noirs.

Les gisements sont exploités le plus souvent à ciel ouvert, avec environ 250 exploitations dans le monde dont environ 20 en Europe.

Le minerai après extraction est séché, broyé, puis éventuellement purifié, en général par flottation.

Conditionnement : le talc est livré en poudre, sous forme de granulés après compactage ou sous forme de suspensions aqueuses dans des citernes. Il peut aussi subir des traitements de surface, par le silane ou des amines, en vue de diverses applications.

Productions

Productions de talc et de pyrophyllite

En 2024, en milliers de t, sur un total mondial de 6,9 millions de t. Source : USGS

Production de talc et de pyrophyllite : en 2024 sur un total mondial de 6,9 millions de t.

en milliers de t
Chine 1 400 Afrique du Sud 320
Inde 1 400 Corée du Sud 310
États-Unis 530 Turquie 250
Brésil 480 Afghanistan 200
France 400 Finlande 200

Source : USGS

La production de l’Union européenne (France, Finlande, Italie, Autriche) est, en 2016, de 1,090 million de t.

Pour le Japon et la Corée du Sud, la production est principalement de pyrophyllite.

En Chine, la production provient des provinces de Liaoning, Shandong et Guangxi.

En Inde, la production provient principalement du Rajasthan, le principal producteur étant Golcha Minerals avec les exploitations minières suivantes : Jaipur Mineral Development à Dagota, Udaipur Mineral Development à Ghewaria, avec une capacité de production de 500 000 t/an et Golcha à Chainpura avec 300 000  t/an.

Aux États-Unis, 5 carrières sont exploitées, à ciel ouvert, par Natural Minerals, à Van Horn, au Texas, avec une capacité de production de 200 000 t/an, Specialty Minerals, filiale du groupe Minerals Technologie, avec 2 mines, à Barrets, dans le Montana, avec une capacité de production de 200 000 t/an et Magris Talc, à Yellowstone, dans le Montana et Argonaut, dans le Vermont. Avec la carrière canadienne, la capacité totale de production de Magris Talc est de 400 000 t/an. En 2020, Magris Talc a acquis les activités aux États-Unis et au Canada de Imerys. En avril 2024, les activités dans le talc de Minerals Technologie ont été vendues à Riverspan Partners.

Commerce international : en 2024, pour le talc et la stéatite naturelle.

Principaux pays exportateurs sur un total mondial de 2,810 millions de t.

en milliers de t
Chine 649 Italie 162
Pakistan 471 Pays Bas 151
Inde 303 Autriche 139
France 284 Canada 91
États-Unis 183 Belgique 90

Source : ITC

Les exportations chinoises sont destinés à 16 % à la Corée du Sud, 16 % au Japon, 15 % à l’Indonésie, 13 % à la Thaïlande, 10 % à Taipei chinois.

Le Pakistan exporte une partie de la production afghane.

Principaux pays importateurs.

en milliers de t
Allemagne 245 Espagne 126
États-Unis 227 Indonésie 123
Corée du Sud 209 Belgique 116
Japon 202 Mexique 116
Pays Bas 137 Thaïlande 115

Source : ITC

Les importations allemandes proviennent à 26 % de France, 24 % d’Italie, 23 % d’Autriche, 16 % des Pays Bas.

Réserves de talc pour quelques pays : en 2024.

en millions de t
États-Unis 140 Corée du Sud 81
Inde 110 Chine 60
Japon 100 Brésil 45

Source : USGS

Elles sont par ailleurs très importantes pour de nombreux autres pays comme la France et la Finlande.

Principaux producteurs :

  • Imerys Talc : société française est le n°1 mondial. Elle exploite 6 carrières, avec une capacité de production de 1 million de t/an. Les carrières sont situées en Australie de l’Ouest, à Three Springs, en France, à Trimouns, dans l’Ariège, carrière la plus importante au monde, en Autriche, à Kleinfeistritz, avec une exploitation souterraine de 15 000 t/an et Rabenwald, avec une exploitation à ciel ouvert de 100 000 t/an, en Italie, à Rodoretto. Les réserves sont, fin 2021, de 16,724 millions de t. En 2020, les filiales américaines, aux États-Unis, à Yellowstone, dans le Montana, plus grande carrière d’Amérique et Argonaut, dans le Vermont, et au Canada, à Penhorwood, dans l’Ontario, ont été vendues à Magris Talc.
  • Mondo Minerals, n°2 mondial, société acquise fin 2018, par le groupe britannique Elementis, avec une capacité de production de 780 000 t/an, exploite deux gisements en Finlande, à Sotkamo et Vuomos.
  • Amin Karimzi, société afghane, possède une capacité de production de 400 000 t/an dans le district de Khogiani.
  • Beihai Industrial, société chinoise, possède une capacité de production de 500 000 t/an dans la province de Liaoning. La société Liaoning Aihai exploite une carrière à Haicheng dans la province de Liaoning et a inauguré, en 2020 une usine de traitement à Traboch en Autriche.
  • IMI Fabi, société italienne, possède, avec 8 carrières, une capacité de production de 350 000 t/an, avec des carrières en Italie, à Valmalenco, au nord de Sordio et à Sa Matta et Su Venosa, en Sardaigne, en Australie de l’Ouest, au Mont Seabrook, au nord de Perth, au Brésil à Brumado dans l’État de Bahia.
  • Nippon Talc produit du talc au Japon, à Osaka avec 15 000 t/an, Katsuta avec 30 000 t/an et Tomakomai avec 17 000 t/an ainsi qu’au travers de joint ventures en Chine à Dandong, dans la province de Liaoning avec 50 000 t/an et au Pakistan à Karachi avec 30 000 t/an.

Situation française

En 2024.

Production :

La carrière de Trimouns, dans l’Ariège, plus grande carrière de talc au monde, située à 1700 m d’altitude, exploite à ciel ouvert un gisement de talc-chlorite. Le gisement s’étend sur 2 km avec une épaisseur de 15 à 45 m.

Coupe synthétique du gisement
(nous remercions Imerys Talc de nous avoir permis de reproduire ce document).

L’exploitation a lieu, par gradins de 5 m, lorsque les conditions climatiques sont favorables, pendant 6 mois de l’année de mai à novembre. Le taux de découverture est de 12 t pour 1 t de minerai. Une première sélection, par extraction sélective et tri optique, au niveau de la carrière, permet de séparer 12 qualités de minerai et en particulier de sélectionner le minerai blanc. Le minerai est acheminé sur 5 km par un téléphérique, avec 180 t/heure, jusqu’à l’usine de broyage de Luzenac. Après un séchage permettant de réduire l’humidité de 5 à 1 %, des broyages pendulaires, à impact et par micronisateurs donnent respectivement des particules de 50 µm, 10 à 40 µm et 3 à 10 µm avec 50 qualités différentes de talcs. La capacité de production est de 380 000 t/an. Exploitée artisanalement au XIXème siècle pour approvisionner les pharmacies toulousaines, la société du Talc de Luzenac a été créé en 1905 pour débuter une exploitation industrielle. Devenue en 1988 filiale de Rio Tinto, elle a été acquise par Imerys en 2011. Depuis l’origine de l’exploitation, la production a été de 20 millions de t commercialisables, les réserves actuelles étant de 10 millions de t.

Commerce extérieur :

Les exportations étaient de 29 893 t avec comme principaux marchés à :

  • 43 % l’Autriche,
  • 19 % l’Italie,
  • 16 % l’Espagne,
  • 13 % le Portugal,
  • 7 % la Belgique.

Les importations s’élevaient à 1 553 t en provenance principalement à :

  • 66 % de Belgique,
  • 12 % de Finlande,
  • 10 % de Chine,
  • 4 % d’Italie.

Utilisations

Consommations :

En 2014, la consommation de la Chine a été de 1,3 million de t, celle de l’Inde de 800 000 t, en 2021, celle des États-Unis a été de 530 000 t.

Secteurs d’utilisation du talc

En 2021 dans le monde, en fonction des revenus (source : Mordor Intelligence)

Secteurs d’utilisation : en 2021, dans le monde.

Céramiques 30 % Papiers 15 %
Plastiques, caoutchoucs 25 % Cosmétiques, pharmacie 6 %
Peintures 15 % Alimentation 4 %

Source : Mordor Intelligence

Aux États-Unis, en 2021, la principale utilisation concerne la fabrication de céramiques, en particulier pour pots catalytiques, avec 23 % des utilisations, suivi par les papiers, 18 %, les peintures, 17 %, les plastiques, 11 %, les caoutchoucs, 6 %, les toitures, 4 %, les cosmétiques, 1 %.

  • Comme charge du papier, le talc est concurrencé par le carbonate de calcium naturel et le carbonate de calcium précipité.
  • Un véhicule automobile renferme de 10 à 20 kg de talc, principalement dans les matières plastiques comme le polypropylène des pare-chocs et du tableau de bord.
  • Dans l’industrie céramique, le talc est employé dans les pots catalytiques pour automobiles et les filtres à particules pour moteur diesel, les carreaux de revêtement de sols et de murs, les sanitaires. Il améliore les propriétés mécaniques et optiques des matériaux tout en réduisant les températures de fabrication.
  • Dans les industries agroalimentaires il est utilisé comme anti-agglomérant, comme revêtement de surface pour la protection des fruits, dans la production d’huile d’olive afin d’augmenter le rendement d’extraction, comme charge des chewing-gum.
  • Utilisé comme charge des savons et des mousses afin d’augmenter leur douceur.

Bibliographie

Archives

Talc 2023

Talc 2022

Talc 2019

Talc 2015

 

Carbonate de magnésium

Données physico-chimiques

Données atomiques

Formule Masse molaire Minéral Structure cristalline
MgCO3 84,32 g.mol-1 magnésite rhomboédrique de type calcite, de paramètres : a = 0,463 nm et c = 1,502 nm

Données physiques

Masse volumique Dureté Température de fusion Température d’ébullition Solubilité dans l’eau froide
2,958 g.cm-3 3,5 à 4,5 décomposé à 350°C dégagement de CO2 à 900°C 0,0106 g/100 g d’eau

Données thermodynamiques

Carbonate de magnésium cristallisé :

  • Enthalpie molaire standard de formation à 298,15 K : -1 096,2 kJ.mol-1
  • Enthalpie libre molaire standard de formation à 298,15 K : -1 012,5  kJ.mol-1
  • Entropie molaire standard à 298,15 K : S° = 65,7 J.K-1mol-1
  • Capacité thermique molaire sous pression constante à 298,15 K : Cp° = 75,5 J.K-1mol-1

Données industrielles

Matières premières

La teneur en magnésium de l’écorce terrestre est d’environ 2 %. Sous forme de carbonate il est présent dans :

  • la magnésite ou giobertite : MgCO3,
  • la dolomite qui renferme de la dolomie (Ca,Mg)CO3, avec une teneur de 38 % de MgO après calcination.

Les gisements de minerais de magnésium les plus exploités sont ceux de magnésite qui renferment également, en faible teneur, de la dolomite, de la sidérite, carbonate de fer, FeCO3, ainsi que de la silice et de l’alumine. Après broyage, le minerai subit, en général, une purification par voie magnétique ou une flottation.

Productions

Production de magnésite

En 2024, en milliers de t, sur un total mondial de 22 millions de t. Source : USGS

Production de magnésite, en 2024 : Monde : 22 millions de t.

en milliers de t
Chine 13 000 Espagne 670
Russie 2 500 Australie 490
Brésil 1 800 Grèce 390
Turquie 1 300 Slovaquie 380
Autriche 760 Iran 210

Source : USGS

  • En Chine, la production provient principalement de la « Ceinture de magnésite de Haicheng – Dashiqiao », située dans la province de Liaoning. Les principaux producteurs chinois exploitent ce gisement : Haicheng Xiyang, Liaoning Jiayi, Haicheng Huayu, Jiachen, Liaoning Jinding Magnesite, RHI Magnesita… Liaoning Jinding Magnesite et RHI Magnesita ont formé une joint-venture pour exploiter la carrière de Huaziyu.
    D’autres gisements sont exploités dans la province de Shandong et à Kamaduo, au Tibet. En 2017, les autorités ont interdit l’emploi de dynamite dans l’exploitation minière de la magnésite et fermé de nombreuses unités de production de magnésie par calcination de magnésite afin de diminuer la pollution et en particulier celle occasionnée par de fines particules.
  • En Turquie, Le groupe Kümas Manyezit Sanayi exploite des gisements dans les provinces d’Eskisehir, Bilecik et Kütahya. RHI Magnesita, avec sa filiale Magnezit Anonim Sirkeit (MAS), exploite un gisement dans la province d’Eskisehir, de même Grecian Magnesite qui détient 89,6 % de Akdeniz Mineral Kaynaklari.
  • Au Brésil, la société RHI Magnesita exploite le gisement de Brumado dans l’État de Bahia. Magnesium do Brasil, filiale du groupe français Roullier, exploite 2 mines de magnésite, à Jucas et Pitombeiros dans l’État de Ceara. Industrias Brasileiras de Artigos Refractories (IBAR) exploite également le gisement de Brumado.
  • En Russie, le groupe Magnezit exploite les gisements de Satka dans la région de Chelyabinsk, Goluboye et Yekaterinski dans la région de Krasnoyarsk et possède des réserves prouvées de 278 millions de t de magnésite.
  • En Autriche, RHI Magnesita exploite à ciel ouvert la carrière de Hochfilzen et en souterrain les carrières de Radenthein et Breitenau. La société Styromag exploite 3 carrières dans la région d’Oberdorf et deux autres carrières à 60 km d’Oberdorf, à Wald am Schoberpass et Hohentauern. RHI Magnesita, premier producteur mondial de produits réfractaires, résulte de la fusion, en 2017, de la société autrichienne RHI et du groupe brésilien Magnesita.
  • En Espagne, Magna (Magnesitas Navarras) détenue à 60 % par le groupe français Roullier et à 40 % par Grecian Magnesite, exploite la carrière d’Eugi, en Navarre. Magnesitas de Rublian exploite un gisement dans la province de Lugo.
  • En Slovaquie, la société Slovenske Magnezitove Zadory (SMZ) à Jelšava exploite le gisement de Dubrava-Mikova avec une production de 1,2 million de t/an et Slovmag, filiale de Magnezit exploite le gisement de Lubenik.
  • En Grèce, Grecian Magnesite, exploite la carrière de Yerakini dans la péninsule de Chalkidiki et possède des réserves dans l’île d’Eubée. Terna Mag exploite un gisement dans l’île d’Eubée.
  • En Australie, le groupe belge Sibelco avec sa filiale QMag exploite le gisement de Kunwarara, au nord de Rockhampton, dans le Queensland.
  • La production des États-Unis est estimée.

Commerce international : en 2024.

Principaux pays exportateurs sur un total mondial de 2,752 millions de t.

en tonnes
Chine 2 563 617 Guatemala 8 860
Espagne 53 281 Philippines 7 425
Turquie 53 012 Pakistan 5 533
Slovaquie 34 198 Serbie 4 884

Source : ITC

Les exportations chinoises sont destinées à 64 % à l’Indonésie, 31 % au Japon.

Principaux pays importateurs.

en tonnes
Japon 243 966 Pologne 17 116
Indonésie 80 780 Chine 12 352
Philippines 41 348 Équateur 11 311
Nouvelle Calédonie 27 173 Bulgarie 10 348
Grèce 27 050 Malaisie 8 445

Source : ITC

Les importations japonaises proviennent quasi exclusivement de Chine.

Réserves de magnésite

En 2024, en millions de t sur un total mondial de 7 700 millions de t. Source : USGS

Réserves de magnétite, en 2024, en millions de t. Monde : 7 700 millions de t.

en millions de t
Russie 2 300 Brésil 200
Slovaquie 1 200 Turquie 110
Chine 680 Inde 66
Australie 280 Autriche 49
Grèce 280 États-Unis 35

Source : USGS

Situation française

Dolomite

En 2012, la production de dolomite est estimée à 1,9 million de t.

  • La société Samin, filiale du groupe Saint-Gobain, exploite des gisements de dolomie à Chanac (48) et Jas de Rhodes (13). La dolomie produite est destinées à diverses utilisations (amendements, sidérurgie, verreries…).
  • Les Carrières Iribarren exploitent le gisement de dolomies du Poitou situé à Usson du Poitou (86). La dolomie produite est destinée aux amendements agricoles.
  • Les groupes Lhoist, et Carmeuse font partie des premiers producteurs français de chaux et de dolomie, pour l’industrie, l’agriculture et l’environnement.

Commerce extérieur : en 2024, hors la dolomie utilisée pour les empierrements.

Les exportations ont porté sur :

  • Dolomie « crue » : 14 154 t à destination du Gabon à 76 %, de la Suisse à 12 %, du Portugal à 6 %, de l’Italie à 3 %.
  • Dolomie calcinée ou frittée : 2 826 t à destination de la Belgique à 50 %, l’Allemagne à 48 %, Oman à 2 %.

Les importations ont porté sur  :

  • Dolomie « crue » : 94 618 t provenant d’Allemagne à 58 %, d’Espagne à 19 %, de Belgique à 8 %, d’Italie à 7 %, des Pays Bas à 5 %.
  • Dolomie calcinée ou frittée : 58 964 t provenant de Belgique à 63 %, d’Italie à 20 %, d’Espagne à 12 %, d’Allemagne à 3 %.

Magnésite

Il n’y a pas de production minière.

Commerce extérieur : en 2024.

Les exportations de magnésite étaient de 448 t avec comme principaux marchés à :

  • 84 % l’Espagne,
  • 7 % l’Italie.

Les importation de magnésite s’élevaient à 1 872 t en provenance principalement à :

  • 95 % d’Espagne
  • 3 % de Belgique.

Utilisations

La magnésite et la dolomite peuvent être utilisées directement comme amendement agricole, charge pour peintures et matières plastiques, abrasif doux pour le polissage des métaux et dans les dentifrices, comme antiacide pour calmer les brûlures d’estomac.
Mais les minerais de magnésium sont surtout utilisés pour produire de l’oxyde de magnésium MgO (magnésie, voir ce chapitre) utilisé comme produit réfractaire et du magnésium (voir ce chapitre).

Bibliographie

Archives

Carbonate de magnésium 2023

Carbonate de magnésium 2022

Carbonate de magnésium 2019

Carbonate de magnésium 2015

Chlorure de magnésium

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 2021, cette part de la production du pays est de 64 %.

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 2023, par pompage de 455 millions de m3 d’eau, la production de 3,8 millions de t de KCl, 129 000 t de NaCl, 143 000 t de dibrome, 111 000 t de chlorure de magnésium et 17 000 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, extrayait 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 des solutions de chlorure de magnésium, avec une capacité de production de 15 000 t/an. En 2022, la production a été de 4 870 t.

Commerce international : en 2024.

Principaux pays exportateurs sur un total de 475 511 t.

en tonnes
Chine 178 635 Inde 30 077
Allemagne 97 717 États-Unis 13 131
Pays Bas 85 488 République tchèque 9 081
Israël 31 707 Belgique 5 018

Source : ITC

Les exportations chinoises sont destinées à 41 % à la Corée du Sud, 14 % au Japon, 10 % à la Nouvelle Zélande, 6 % à la Thaïlande.

Principaux pays importateurs sur un total de 565 981 t.

en tonnes
Allemagne 95 651 Nouvelle Zélande 26 741
Canada 80 396 Thaïlande 18 662
Corée du Sud 78 784 Vietnam 16 244
États-Unis 66 701 France 13 270
Japon 30 702 Royaume Uni 9 013

Source : ITC

Les importations allemandes proviennent à 94 % des Pays Bas.

Situation française

En 2024.

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 2 406 t avec comme principaux marchés à :

  • 32 % la République tchèque,
  • 26 % l’Espagne,
  • 17 % l’Allemagne,
  • 14 % le Japon.

Les importations s’élevaient à 13 204 t en provenance principalement à :

  • 53 % des Pays Bas,
  • 37 % d’Allemagne,
  • 2 % de République tchèque.

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.

Archives

Chlorure de magnésium 2023

Chlorure de magnésium 2022

Chlorure de magnésium 2019

Oxyde de magnésium

Données physico-chimiques

Données atomiques

Formule Masse molaire Moment dipolaire Structure cristalline Rayons ioniques de Pauling pour la coordinence 6
MgO 40,31 g.mol-1 6,2 D cubique à faces centrées de type NaCl, de paramètre : a = 0,410 nm Mg2+ : 65 pm et O2- : 140 pm

Données physiques

Masse volumique Dureté Température de fusion Température d’ébullition Solubilité dans l’eau
3,58 g.cm-3 5,5 2 852°C 3 600°C
  • à 30°C : 0,0086 g/100 g d’eau

Données thermodynamiques

Oxyde de magnésium cristallisé :

  • Enthalpie molaire standard de formation à 298,15 K : -601,5 kJ.mol-1
  • Enthalpie libre molaire standard de formation à 298,15 K : -569,7 kJ.mol-1
  • Entropie molaire standard à 298,15 K : S° = 27 J.K-1mol-1
  • Capacité thermique molaire sous pression constante à 298,15 K : Cp° = 37,2 J.K-1mol-1
  • Enthalpie molaire standard de fusion à la température de fusion : 77,4 kJ.mol-1

Données industrielles

Matières premières

La teneur en magnésium de l’écorce terrestre est d’environ 2 %. Il est présent dans plus de 60 minéraux, dont les plus importants sont :

  • la magnésite ou giobertite : MgCO3, voir le chapitre carbonate de magnésium.
  • la dolomite qui renferme de la dolomie (Ca,Mg)CO3, avec une teneur de 38 % de MgO après calcination,
  • la carnallite : KCl,MgCl2,6H2O, présente dans des gisements de potasse. Elle est utilisée, en particulier, comme source de magnésium dans les engrais,
  • la bischofite : MgCl2,6H2O, voir le chapitre chlorure de magnésium.
  • la kiesérite : MgSO4,H2O, utilisée dans l’industrie des engrais,
  • la brucite : Mg(OH)2,
  • l’olivine : silicate de magnésium et de fer avec une composition comprise entre celle de la forstérite (Mg2SiO4) et celle de la fayalite (Fe2SiO4). La qualité commercialisée comme source de magnésium renferme de 45 à 51 % de MgO et de 7 à 8 % de Fe2O3. Le principal producteur mondial est la Norvège.

Le magnésium est également récupéré dans l’eau de mer et dans des saumures, voir le chapitre chlorure de magnésium.

Par exemple, en 2020, aux États-Unis, la production provient, exprimée en capacités annuelles de production d’équivalent en MgO :

  • d’une carrière de magnésite à Gabbs, dans le Nevada par Premier Magnesia avec 140 000 t/an,
  • d’une carrière d’olivine à Bellingham, dans l’État de Washington par Olivine Corp.,
  • d’eau de mer à Chula Vista, en Californie par South Bay Salt Works avec 3 000 t/an,
  • d’eau de mer à Lewes, dans le Delaware par SPI Pharma avec 5 000 t/an,
  • de puits d’extraction de saumure à Manistee, dans le Michigan et d’une carrière de dolomie à Woodville dans l’Ohio, par Martin Marietta Magnesia Specialties avec 314 000 t/an,
  • de lac salé à Ogden, dans l’Utah par Compass Minerals avec 288 000 t/an,
  • de lac salé à Wendover, dans l’Utah par Intrepid Potash avec 45 000 t/an.

Les principales formes, en 2017, sous lesquelles le magnésium, hors état métallique, est utilisé sont les suivantes :

Oxyde 85 % Chlorure 4 %
Hydroxyde 8 % Sulfate 3 %

Source : IHS MArkit

L’oxyde est utilisé à 66 % dans l’industrie des produits réfractaires, principalement en sidérurgie et à 34 % dans l’industrie chimique.

Fabrication industrielle

L’oxyde de magnésium MgO ou magnésie s’obtient à partir de la magnésite ou du chlorure obtenu à partir de minerais, d’eau de mer ou de saumures.

La calcination des carbonates donne de l’oxyde magnésium à des températures qui sont comprises entre 700 et 2800°C en fonction de la qualité souhaitée de l’oxyde et donc de ses utilisations. Les températures jusqu’à 2000°C sont obtenues à l’aide de fours tournants. La magnésie fondue, obtenue au-dessus de 2800°C, est élaborée à partir d’oxyde de magnésium dans des fours électriques à arc. La réaction de calcination est représentée par l’équation suivante :

MgCO3 = MgO + CO2

Dans le cas des chlorures provenant de minerais, d’eau de mer ou de saumures, on précipite un hydroxyde que l’on calcine en oxyde selon les réactions suivantes :

MgCl2 + CaO + H2O = Mg(OH)2 + Ca2+ + 2 Cl–

Mg(OH)2 = MgO + H2O

Différents types d’oxyde de magnésium

On distingue :

  • La magnésie caustique non frittée et réactive obtenue après un chauffage compris entre 700 et 1 500°C. Celle calcinée entre 700 et 1000°C est utilisée comme pigment ou agent neutralisant, en particulier pour le traitement des eaux usées, celle calcinée entre 1000 et 1500°C est utilisée comme amendement agricole, additif alimentaire pour le bétail ainsi qu’à la production de la magnésie fondue.
  • La magnésie « grillée à mort » obtenue par chauffage compris entre 1500 et 2000°C est destinée à l’industrie des produits réfractaires. A ces températures un frittage partiel permet d’élaborer des briques. Cette magnésie est peu réactive.
  • La magnésie fondue résulte d’un chauffage supérieur à 2800°C, avec une teneur supérieure à 97 % de MgO. Elle est destinée à l’élaboration de produits réfractaires, en particulier pour moteurs et tuyères de fusées ainsi qu’à la fabrication d’isolants électriques. La magnésie fondue possède une faible conductibilité électrique et une conductibilité thermique élevée.

Productions

Capacités de production, exprimées en MgO, obtenues à partir de magnésite, d’eau de mer ou de saumures, fin 2021. Monde : 24,9 millions de t/an, Union Européenne : 2,1 millions de t/an.

en milliers de t/an de capacités de production exprimées en MgO
Chine 16 900 États-Unis 434
Russie 1 550 Autriche 390
Turquie 975 Inde 360
Brésil 782 Australie 343
Slovaquie 465 Grèce 320

Source : USGS

Les capacités de production, exprimées en MgO, proviennent pour 23,4 millions de t/an, de minerais et pour 1,460 million de t/an d’eau de mer ou de saumures.

La capacité de production de magnésie grillée « à mort » est de 8,850 millions de t/an, celle de magnésie caustique de 12,400 millions de t/an, celle de magnésie fondue de 2,150 millions de t/an.

En 2016, la production mondiale est de 22,1 millions de t dont, en 2017, 1,378 million de t de magnésie fondue.

En 2022, la production des États-Unis est de 450 000 t de MgO contenu pour une consommation de 950 000 t. 22 % de la production est destinée à l’industrie des produits réfractaires.

Commerce international : en 2024.

Principaux pays exportateurs sur un total mondial de 4,894 millions de t :

en milliers de t
Chine 3 117 Slovaquie 143
Brésil 236 Autriche 125
Turquie 227 Israël 124
Pays Bas 206 Grèce 104
Espagne 175 Allemagne 69

Source : ITC

Les exportations chinoises sont destinées à 14 % à l’Inde, 14 % au Japon, 13 % aux États-Unis, 11 % aux Pays Bas.

Principaux pays importateurs sur un total mondial de 4,388 millions de t :

en milliers de t
Inde 504 Corée du Sud 214
États-Unis 452 Autriche 186
Japon 349 Indonésie 173
Allemagne 345 Pays Bas 168
Taipei chinois 233 France 146

Source : ITC

Les importations indiennes proviennent à 84 % de Chine, 5 % d’Australie, 3 % de Turquie.

Principaux producteurs :

  • En Chine, la production provient principalement de la « Ceinture de magnésite de Haicheng – Dashiqiao », située dans la province de Liaoning. Les principaux producteurs chinois exploitent ce gisement : Haicheng Xiyang, Liaoning Jiayi, Haicheng Huayu, Jiachen, Liaoning Jinding Magnesite.
    D’autres productions de magnésie ont lieu dans la province de Shandong et à Kamaduo, au Tibet. En 2017, les autorités ont interdit l’emploi de dynamite dans l’exploitation minière de la magnésite et fermé de nombreuses unités de production de magnésie par calcination de magnésite afin de diminuer la pollution et en particulier celle occasionnée par de fines particules.
  •  RHI Magnesita, premier producteur mondial de produits réfractaires, avec 15 % du marché mondial, résulte de la fusion, en 2017, de la société autrichienne RHI et du groupe brésilien Magnesita. Exploite 35 sites de production dans 16 pays, en particulier, en Autriche, en Turquie, avec sa filiale Magnezit Anonim Sirkeit (MAS), en Chine, dans une joint-venture avec Liaoning Jinding Magnesite, en Inde, aux États-Unis, au Brésil, en France…
  • le groupe Magnezit possède des unités de production en Russie, en Slovaquie avec sa filiale Slovmag.
  • Slovenske Magnezitove Zadory (SMZ) à Jelšava, en Slovaquie.
  • Grecian Magnesite, élabore de la magnésie en Grèce, en Espagne avec 40 % de la société Magna (Magnesitas Navarras) détenue par ailleurs à 60 % par le groupe français Roullier, en Turquie avec 89,6 % de Akdeniz Mineral Kaynaklari.
  • Le groupe Kümas Manyezit Sanayi possède des unités de production en Turquie dans les provinces d’Eskisehir, Bilecik et Kütahya.
  • Le groupe français Roullier possède des participations chez des producteurs brésiliens (Magnesium do Brasil) et espagnols (Magna).

Situation française

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.

Le groupe RHI Magnesita produit des produits réfractaires à Valenciennes (59) et Flaumont (59). A compter de 2021, les usines françaises sont approvisionnées par voie ferrée, par 100 000 t/an de magnésie calcinée à 1800°C, en Autriche, à Hochfilzen, à partir d’un gisement de dolomite.

Commerce extérieur : en 2024.

Exportations :

  • Oxyde de magnésium : 2 034 t à destination de l’Allemagne à 26 %, l’Espagne à 23 %, l’Inde à 10 %, la Pologne à 8 %.
  • Magnésie grillée « à mort » : 1 172 t à destination de l’Allemagne à 26 %, de l’Autriche à 22 %, de l’Égypte à 8 %.
  • Magnésie fondue : 7 964 t à destination des Pays Bas à 69 %, la Suisse à 19 %, la Belgique à 4 %.

Importations :

  • Oxyde de magnésium : 22 966 t en provenance d’Israël à 57 %, du Japon à 6 %, d’Espagne à 4 %.
  • Magnésie grillée « à mort » : 84 697 t en provenance d’Autriche à 62 %, de Chine à 15 %, d’Espagne à 11 %, de Turquie à 8 %.
  • Magnésie fondue : 37 985 t en provenance d’Espagne à 37 %, des Pays Bas à 16 %, de Chine à 16 %, de Turquie à 7 %, des États-Unis à 6 %, du Brésil à 6 %.

Utilisations

MgO est utilisé principalement pour élaborer des produits réfractaires mais aussi dans de nombreux autres domaines dont la métallurgie du magnésium (voir ce chapitre).

  • Produits réfractaires basiques : MgO est utilisé sous forme frittée ou fondue. En 2012, la production mondiale de produits réfractaires à base de MgO a été de 9,5 millions de t dont 7,7 millions de t avec de la magnésie « grillée à mort » et 1,8 million de t de magnésie fondue. La production provient pour 6,2 millions de t d’Asie et principalement de Chine et pour 2,6 millions de t d’Europe. Les produits réfractaires à base de magnésie résistent bien aux scories basiques et sont employés en sidérurgie, dans les fours de cimenteries, les fours verriers… En sidérurgie, la durée de vie d’un revêtement réfractaire peut varier entre 20 minutes et 2 mois.
  • Construction : les briques de magnésie sont utilisées pour construire des murs, en concurrence avec le plâtre et le ciment.
  • Amendement agricole : la magnésie permet de relever le pH des sols acides, le pouvoir neutralisant de MgO est 1,4 fois celui de CaO.
  • Verreries : le verre peut contenir jusqu’à 4 % de MgO, ce dernier augmentant la résistance à l’eau et aux acides.
  • Fondant sidérurgique : les agglomérés pour hauts fourneaux renferment environ 1,5 % de MgO soit de 20 à 25 kg de dolomie/t d’acier.
  • Céramiques : dans les biscuits de faïence, les émaux et glaçures.
  • Comme charge pour les peintures et matières plastiques.
  • Abrasif doux, la magnésie est utilisée dans le polissage des métaux, les dentifrices.
  • Médecine : comme antiacide pour calmer les brûlures d’estomac.

Bibliographie

Archives

Oxyde de magnésium 2023

Oxyde de magnésium 2022

Oxyde de magnésium 2019

Oxyde de magnésium 2015