Magnezyum Metal Nasıl Üretilir?

Dünya'nın Çekirdeğinden Saf Magnezyum Çıkarma

Pidgeon Süreci sırasında magnezyum azaltma için kullanılan Retorts. Resim: Terence Bell

Magnezyum evrendeki en yaygın sekizinci elementtir ve Yerkabuğunun en yaygın yedinci kısmıdır. Endüstride geniş bir kullanım alanına sahiptir ve aynı zamanda ilaçlarda önemli bir unsurdur. Genellikle alüminyum ile bir alaşım olarak kullanılır; magnezyum ilavesi, mekanik, imalat ve kaynak özelliklerini olumsuz etkilemeden alüminyumun ağırlığını hafifletir. Magnezyum ayrıca piroteknikte kullanılır ve mide rahatsızlıklarının giderilmesine yardımcı olabilir.

Bulmanın kolay olmasına rağmen, magnezyum asla doğada bulunmaz. Sonuç olarak, magnezyumun diğer maddelerden ayrılması için birçok farklı yöntem geliştirilmiştir.

Magnezyum Üretim Teknikleri

Kullanılan kaynağın yerine ve türüne bağlı olarak, magnezyum metali rafine etmek için çok çeşitli üretim yöntemleri kullanılabilir. Bu iki faktörden kaynaklanmaktadır. Birincisi, magnezyum çok bol, mümkün olan birçok yerde üretim yapıyor. İkincisi, son kullanım uygulamaları, alıcıları sürekli olarak mümkün olan en düşük maliyet kaynağını aramaya teşvik edecek şekilde fiyat açısından hassastır.

Dolomit ve Manyezit Cevherinden Ekstraksiyon

Dolomit ve manyezit cevherinden metali çıkarmak için elektrokimyasal işlemler kullanılır. Dolomit ezildiğinde, kavrulmuş ve büyük tanklarda deniz suyuyla karıştırıldığında, magnezyum hidroksit dibe çöker. Isıtma, kok içinde karıştırma ve klor ile reaksiyona girme, daha sonra erimiş magnezyum klorür üretir.

Bu yüzeye yüzen magnezyum salan elektroliz olabilir.

Deniz Tuzundan Ekstraksiyon

Magnezyum da yaklaşık yüzde 10 magnezyum klorür içeren tuzlu sulardan elde edilir. Bu kaynaklardaki magnezyum klorür hala önemli miktarda su içerir ve magnezyum klorürü susuz hale getirmek için, metal üretmek üzere elektrolize edilmeden önce kurutulmalıdır.

Tuzlu su da yüksek bir magnezyum içeriğine sahip olabilir. Deniz suyundan ekstrakte edilen ilk magnezyum metali, 1948 yılında Freeport, Texas tesislerinde Dow Chemicals tarafından üretildi. 1998 yılına kadar işletilen Freeport tesisi, şu anda sadece kalan tuzlu su magnezyum üreticisidir. Dead Sea Magnesium Ltd. ); Israel Chemicals Ltd. ve Volkswagen AG arasında bir ortak girişim.

Pidgeon Süreci İle Ekstraksiyon

Son 20 yılda, en az etkili magnezyum üretim yöntemlerinden biri, en yaygın olanı olmuştur. Lloyd Pidgeon tarafından geliştirilen Pidgeon Süreci, hem enerji hem de emek yoğun bir termal indirgeme biçimidir.

Bu süreçte kapalı uçlu, nikel - krom - çelik alaşımlı retortlar, magnezyum kronlar oluşana kadar ısıtılan kalsine edilmiş dolomit cevheri ve ferrosilikon karışımı ile doldurulmaktadır. Her döngü yaklaşık 11 saat sürer, vakum tüplerinin elle doldurulmasını ve boşaltılmasını gerektirir ve üretilen her bir tonluk magnezyum için yaklaşık 11 ton hammadde kullanır.

Pidgeon Sürecinin yaygın olarak kullanılmasının nedeni, üretimdeki kaymanın kuzey-merkez Çin'deki kömür zengini illere kaymasıdır. Burada işgücü ve enerji maliyetleri diğer magnezyum üreten bölgelere göre önemli ölçüde daha düşüktür.

Magnesium.com'a göre, 1992'de Çin sadece 7.388 ton magnezyum üretti. 2010 yılına kadar, bu sayı Amerika Birleşik Devletleri Jeolojik Araştırması (USGS) tarafından 654.000 ton veya küresel üretimin% 85'inden fazlası olarak tahmin edilmiştir.

Çin dışında birçok ülke hala Rusya, İsrail, Kazakistan ve Kanada dahil olmak üzere magnezyum üretiyor. Ancak, USGS rakamlarına göre, bu ülkelerin her birinde yıllık üretim 40.000 tondan azdır.