CHAPITRE 6 – ÉLABORATION DU VERRE
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de sodium sur le carbonate de calcium pour donner du carbonate de
sodium.
Actuellement le procédé Solvay fournit 70 % du carbonate de sodium
utilisé dans le monde. Les 30 % restant proviennent des gisements naturels de sesquicarbonate découverts récemment par des prospecteurs
pétroliers dans l’État du Wyoming. Ces dépôts naturels ont été baptisés
Trona ; ils constituent une réserve évaluée à 45 milliards de tonnes.
Un produit concurrent potentiel est représenté par la lessive de soude
industrielle obtenue par électrolyse d’une solution de chlorure de
sodium :
2 NaCl + 2 H 2 O → Cl 2 + H 2 + 2 NaOH.
Le prix de la lessive est très variable car il est tributaire de la demande du
marché en dérivés chlorés. Dans les années quatre-vingt-dix il était de
300 € à la tonne alors que dans les années quatre-vingt il était descendu
à 70 € à la tonne.
On peut se demander si le verre ne pourrait pas être obtenu simplement par une réaction du type :
2 NaCl + 2 H 2 O + SiO 2 ⇔ Na 2 SiO 3 + 2 HCl.
Malheureusement la constante d’équilibre de cette réaction est très
petite. La réaction s’arrête pour une pression partielle de HCl très faible
et donc une proportion infime de silicate produit.
1.2. Le calcin
Le calcin est du verre de récupération qu’on emploie comme matière première. Le calcin ménager résultant de la collecte des emballages auprès
des particuliers est devenu la matière première la plus importante en
volume devant le sable et la seconde en coût derrière le carbonate de
sodium. En 2003, on a recyclé 58 % du verre d’emballage en France et
88 % en Allemagne où le tri du calcin par couleur permet de l’utiliser pour
la fabrication du verre blanc.
On emploie le calcin ménager pour deux raisons. D’une part, face à la
concurrence de la canette métallique ou de la bouteille plastique, il est
vital de valoriser l’aspect recyclable et non polluant des produits verriers
en préservant les réserves de matières premières et les paysages naturels.
D’autre part, la fusion du calcin consomme moins d’énergie que le
mélange vitrifiable. Le tableau 6.I indique les différentes parties qui composent les énergies théoriques requises pour élaborer un kilo de verre.
Lorsqu’on obtient 1 kg de verre fondu à partir de 1 kg de calcin, on économise la chaleur de réaction des matières premières et l’enthalpie des
gaz (CO 2 et H 2 O), qui représentent environ 30 % de l’énergie totale d’élaboration, pour une composition sodocalcique. Comme il faut typiquement
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de sodium sur le carbonate de calcium pour donner du carbonate de
sodium.
Actuellement le procédé Solvay fournit 70 % du carbonate de sodium
utilisé dans le monde. Les 30 % restant proviennent des gisements naturels de sesquicarbonate découverts récemment par des prospecteurs
pétroliers dans l’État du Wyoming. Ces dépôts naturels ont été baptisés
Trona ; ils constituent une réserve évaluée à 45 milliards de tonnes.
Un produit concurrent potentiel est représenté par la lessive de soude
industrielle obtenue par électrolyse d’une solution de chlorure de
sodium :
2 NaCl + 2 H 2 O → Cl 2 + H 2 + 2 NaOH.
Le prix de la lessive est très variable car il est tributaire de la demande du
marché en dérivés chlorés. Dans les années quatre-vingt-dix il était de
300 € à la tonne alors que dans les années quatre-vingt il était descendu
à 70 € à la tonne.
On peut se demander si le verre ne pourrait pas être obtenu simplement par une réaction du type :
2 NaCl + 2 H 2 O + SiO 2 ⇔ Na 2 SiO 3 + 2 HCl.
Malheureusement la constante d’équilibre de cette réaction est très
petite. La réaction s’arrête pour une pression partielle de HCl très faible
et donc une proportion infime de silicate produit.
1.2. Le calcin
Le calcin est du verre de récupération qu’on emploie comme matière première. Le calcin ménager résultant de la collecte des emballages auprès
des particuliers est devenu la matière première la plus importante en
volume devant le sable et la seconde en coût derrière le carbonate de
sodium. En 2003, on a recyclé 58 % du verre d’emballage en France et
88 % en Allemagne où le tri du calcin par couleur permet de l’utiliser pour
la fabrication du verre blanc.
On emploie le calcin ménager pour deux raisons. D’une part, face à la
concurrence de la canette métallique ou de la bouteille plastique, il est
vital de valoriser l’aspect recyclable et non polluant des produits verriers
en préservant les réserves de matières premières et les paysages naturels.
D’autre part, la fusion du calcin consomme moins d’énergie que le
mélange vitrifiable. Le tableau 6.I indique les différentes parties qui composent les énergies théoriques requises pour élaborer un kilo de verre.
Lorsqu’on obtient 1 kg de verre fondu à partir de 1 kg de calcin, on économise la chaleur de réaction des matières premières et l’enthalpie des
gaz (CO 2 et H 2 O), qui représentent environ 30 % de l’énergie totale d’élaboration, pour une composition sodocalcique. Comme il faut typiquement