Wie wird Magnesiummetall hergestellt?

Magnesium ist das achthäufigste Element im Universum und das siebthäufigste in der Erdkruste. Es hat eine breite Palette von Anwendungen in der Industrie und ist auch ein wichtiger Bestandteil in Arzneimitteln. Es wird oft als Legierung mit Aluminium verwendet; Der Zusatz von Magnesium verringert das Gewicht von Aluminium, ohne seine mechanischen Eigenschaften, Fertigungs- und Schweißeigenschaften zu beeinträchtigen. Magnesium wird auch in der Pyrotechnik eingesetzt und kann helfen, Magenbeschwerden zu lindern.

Trotz der leicht zu findenden Tatsache wird Magnesium in der Natur nie als frei empfunden. Infolgedessen wurden viele verschiedene Verfahren entwickelt, um Magnesium von anderen Substanzen zu trennen.

Magnesiumproduktionstechniken

Je nach Standort und Art der verwendeten Ressource kann eine Vielzahl von Produktionsmethoden zur Veredelung von Magnesiummetall verwendet werden. Dies ist auf zwei Faktoren zurückzuführen. Erstens ist Magnesium sehr reichlich vorhanden, was die Produktion an vielen Orten ermöglicht. Zweitens sind die Endanwendungs-Anwendungen preissensitiv, was Käufer dazu anregt, ständig nach der niedrigsten möglichen Kostenquelle zu suchen.

Extraktion aus Dolomit- und Magnesiterz

Elektrochemische Verfahren werden zur Extraktion des Metalls aus Dolomit- und Magnesiterz eingesetzt. Wenn Dolomit in großen Tanks zerkleinert, geröstet und mit Meerwasser vermischt wird, setzt sich Magnesiumhydroxid auf dem Boden ab. Erhitzen, Mischen in Koks und Reagieren mit Chlor erzeugt dann geschmolzenes Magnesiumchlorid.

Dies kann elektrolysiert werden, wobei Magnesium freigesetzt wird, das an die Oberfläche schwimmt.

Extraktion aus Meersalz

Magnesium wird auch aus Salzsolen extrahiert, die etwa 10 Prozent Magnesiumchlorid enthalten. Das Magnesiumchlorid an diesen Quellen enthält immer noch signifikante Mengen an Wasser und muss getrocknet werden, um das Magnesiumchlorid wasserfrei zu machen, bevor es zur Herstellung von Metall elektrolysiert werden kann.

Salzwasser kann auch einen hohen Magnesiumgehalt haben. Das erste aus Meerwasser gewonnene Magnesiummetall wurde 1948 von Dow Chemicals in seinem Werk in Freeport, Texas, hergestellt. Die Anlage in Freeport war bis 1998 in Betrieb, aber gegenwärtig ist der einzige noch verbliebene Hersteller von Salzwasser-Magnesium die Dead Sea Magnesium Ltd. ); Ein Joint Venture zwischen Israel Chemicals Ltd. und der Volkswagen AG.

Extraktion durch den Pidgeon-Prozess

In den letzten 20 Jahren hat sich eine der am wenigsten effizienten Methoden der Magnesiumproduktion seltsamerweise am häufigsten durchgesetzt. Der von Dr. Lloyd Pidgeon entwickelte Pidgeon-Prozess ist eine energie- und arbeitsintensive Form der thermischen Reduktion.

Bei diesem Verfahren werden geschlossene Nickel-Chrom-Stahl-Legierungsretorten mit einer Mischung aus kalziniertem Dolomit-Erz und Ferrosilicium gefüllt, die erhitzt werden, bis sich Magnesiumkronen bilden.Jeder Zyklus dauert etwa 11 Stunden, erfordert manuelles Befüllen und Entleeren der Vakuumröhren und verwendet etwa 11 Tonnen Rohmaterialien für jede produzierte Tonne Magnesium.

Der Grund für die umfassende Nutzung des Pidgeon-Prozesses liegt in der Verlagerung der Produktion in die kohlereichen Provinzen in Nordzentralchina, wo die Arbeits- und Energiekosten deutlich niedriger sind als in anderen Magnesium produzierenden Regionen.

Laut Magnesium. Im Jahr 1992 produzierte China nur 7.388 Tonnen Magnesium. Bis zum Jahr 2010 wurde diese Zahl von der United States Geological Survey (USGS) auf 654.000 Tonnen oder mehr als 85% der weltweiten Produktion geschätzt.

Neben China produzieren noch viele Länder Magnesium, darunter Russland, Israel, Kasachstan und Kanada. Nach USGS-Angaben beträgt die jährliche Produktion in jedem dieser Länder jedoch weniger als 40.000 Tonnen.