Miten Magnesium Metal on valmistettu?

Magnesium on kahdeksas yleisin elementti maailmankaikkeudessa ja seitsemäs yleisimpi maapallon kuoressa. Se on laaja käyttötarkoitus teollisuudessa ja on myös tärkeä osa lääkkeitä. Sitä käytetään usein alumiinina alumiinina; magnesiumin lisääminen keventää alumiinin painoa vaikuttamatta kielteisesti sen mekaanisiin, valmistus- ja hitsausominaisuuksiin. Magnesiumia käytetään myös pyrotekniikassa ja voi auttaa rauhoittamaan vatsavaurioita.

Huolimatta siitä, että on helppo löytää, magnesiumia ei koskaan löydy luonteeltaan vapaaksi. Tämän seurauksena on kehitetty monia erilaisia ​​menetelmiä magnesiumin erottamiseksi muista aineista.

Magnesiumin tuotantotekniikat

Käytettävän materiaalin sijainnin ja tyypin mukaan magnesiummetallin jalostamiseksi voidaan käyttää monenlaisia ​​tuotantomenetelmiä. Tämä johtuu kahdesta tekijästä. Ensinnäkin magnesium on hyvin runsaasti, joten tuotanto on mahdollista monissa paikoissa. Toiseksi sen loppukäytön sovellukset ovat hintaherkkiä, mikä kannustaa ostajia etsimään jatkuvasti mahdollisimman alhaista kustannuslähdettä.

Dolomite- ja magnesiittimalmin uuttaminen

Elektrokemiallisia prosesseja käytetään metallin purkamiseen dolomiitista ja magnesiittimalmista. Kun dolomiitti murskataan, paahtaa ja sekoitetaan meriveden kanssa suurissa säiliöissä, magnesiumhydroksidi laskeutuu pohjaan. Lämmitys, sekoitus koksaan ja reaktio kloorin kanssa tuottaa sitten sulaa magnesiumkloridia.

Tämä voidaan elektrolysoida vapauttamalla magnesiumia, joka kelluu pinnalle.

Merisuolasta uuttaminen

Magnesium uutetaan myös suolaliuoksesta, joka sisältää noin 10 prosenttia magnesiumkloridia. Näissä lähteissä oleva magnesiumkloridi sisältää edelleen merkittäviä määriä vettä, ja se on kuivattava, jotta magnesiumkloridi vedetön, ennen kuin se voidaan elektrolysoida metallin tuottamiseksi.

Suolaveteen voi myös olla korkea magnesiumpitoisuus. Ensimmäinen magnesiummetalli, joka oli uutettu merivedestä, tuotti Dow Chemicalsin Freeport, Texas-tehtaalla vuonna 1948. Freeport-laitos toimi vuoteen 1998 asti, mutta tällä hetkellä ainoa jäljellä oleva suolaveden magnesium tuottaja on Dead Sea Magnesium Ltd. (Israel ); Israel Chemicals Oy: n ja Volkswagen AG: n yhteisyritys.

Pidgeon-prosessin poisto

Viimeisen 20 vuoden aikana yksi kaikkein vähiten tehokkaista magnesiumin tuotantomenetelmistä on epäilemättä yleistynyt. Dr. Lloyd Pidgeonin kehittämä Pidgeon-prosessi on sekä energia- että työvoimavaltainen lämpöhaittojen muoto.

Tässä prosessissa suljetut nikkeli-kromiterässeoksesta valmistetut retortit täytetään kalsinoidun dolomiittimalmin ja ferrosilikon seoksella, jotka lämmitetään kunnes magnesiumkruunu muodostuu.Jokainen sykli kestää noin 11 tuntia, vaatii tyhjiöputkien manuaalisen täyttämisen ja tyhjenemisen ja käyttää noin 11 tonnia raaka-aineita jokaista tuotettua magnesiumonnia kohden.

Pidgeon-prosessin laajamittaisen käytön syy johtuu tuotannon siirtymisestä kivihiilivaltaisille maakunnille, joilla työvoima- ja energiakustannukset ovat huomattavasti alhaisemmat kuin muilla magnesiumia tuottavilla alueilla.

Magnesiumin mukaan. com, vuonna 1992, Kiina tuotti vain 7, 388 tonnia magnesiumia. Vuoteen 2010 mennessä Yhdysvaltojen geologian tutkimus (USGS) arvioi olevan 654 000 tonnia tai yli 85 prosenttia maailmanlaajuisesta tuotannosta.

Monet maat Kiinan lisäksi tuottavat edelleen magnesiumia, mukaan lukien Venäjä, Israel, Kazakstan ja Kanada. USGS-lukujen mukaan vuosittainen tuotanto näissä maissa on kuitenkin alle 40 000 tonnia.