Hvordan produseres magnesiummetall?

Å trekke ut rent magnesium fra jordens kjerne

QAI Publishing / Getty Images

Magnesium er det åttende vanligste grunnstoffet i universet og jordskorpen. Den har et bredt spekter av bruksområder i industrien og er også et viktig element i medisiner. Den brukes ofte som en legering med aluminium; tilsetning av magnesium letter vekten av aluminium uten å påvirke dets mekaniske, fabrikasjons- og sveiseegenskaper negativt. Magnesium brukes også i pyroteknikk og kan bidra til å lindre urolige mager.

Til tross for at det er lett å finne, er magnesium aldri funnet fritt i naturen. Som et resultat er det utviklet mange forskjellige metoder for å skille magnesium fra andre stoffer.

Magnesium produksjonsteknikker

Avhengig av plassering og type ressurs som brukes, kan en lang rekke produksjonsmetoder brukes til å avgrense magnesium metall. Dette skyldes to faktorer. For det første er magnesium svært rikelig, noe som gjør produksjon på mange steder mulig. For det andre er sluttbruksapplikasjonene prissensitive, noe som oppmuntrer kjøpere til hele tiden å søke den lavest mulige kostnadskilden.

Utvinning fra dolomitt- og magnesitmalm

Elektrokjemiske prosesser brukes til å utvinne metallet fra dolomitt- og magnesitmalm. Når dolomitt knuses, stekes og blandes med sjøvann i store tanker, legger magnesiumhydroksid seg til bunnen. Oppvarming, innblanding av koks og reaksjon med klor, produserer deretter smeltet magnesiumklorid. Dette kan elektrolyseres, og frigjøre magnesium, som flyter til overflaten.

Utvinning fra havsalt

Magnesium utvinnes også fra saltlake, som inneholder omtrent 10 prosent magnesiumklorid. Magnesiumkloridet ved disse kildene inneholder fortsatt betydelige mengder vann og må tørkes for å gjøre magnesiumkloridet vannfritt, før det kan elektrolyseres for å produsere metall.

Saltvann kan også ha høyt magnesiuminnhold. Det første magnesiummetallet som ble utvunnet fra sjøvann ble produsert av Dow Chemicals ved deres fabrikk i Freeport, Texas i 1948. Freeport-anlegget opererte til 1998, men for tiden er den eneste gjenværende saltvannsmagnesiumprodusenten Dead Sea Magnesium Ltd . (Israel) – et joint venture mellom Israel Chemicals Ltd. og Volkswagen AG.

Utvinning gjennom Pidgeon-prosessen

I løpet av de siste 20 årene har en av de minst effektive metodene for magnesiumproduksjon, merkelig nok, blitt den mest utbredte. Pidgeon-prosessen, utviklet av Dr. Lloyd Pidgeon, er både en energi- og arbeidskrevende form for termisk reduksjon.

I denne prosessen fylles lukkede nikkel-krom-stållegeringsretorter med en blanding av kalsinert dolomittmalm og ferrosilisium, som varmes opp til magnesiumkroner dannes. Hver syklus tar omtrent 11 timer, krever manuell fylling og tømming av vakuumrørene, og bruker omtrent 11 tonn råvarer for hvert tonn magnesium som produseres.

Årsaken til den omfattende bruken av Pidgeon-prosessen skyldes skiftet i produksjonen til de kullrike provinsene i det nordlige sentrale Kina, hvor arbeids- og energikostnadene er betydelig lavere enn i andre magnesiumproduserende regioner. I følge Magnesium.com produserte Kina i 1992 bare 7388 tonn magnesium. I 2010 ble dette tallet anslått til å være 800 000 tonn eller mer enn 85 % av den globale produksjonen.

Mange land foruten Kina produserer fortsatt magnesium, inkludert Russland, Israel, Kasakhstan og Canada. Imidlertid er årlig produksjon i hvert av disse landene mindre enn 40 000 tonn.