المغنيسيوم هو العنصر الثامن الأكثر شيوعًا في الكون وقشرة الأرض. له مجموعة واسعة من الاستخدامات في الصناعة وهو أيضًا عنصر مهم في الأدوية. غالبًا ما يستخدم كسبيكة مع الألومنيوم ؛ تؤدي إضافة المغنيسيوم إلى تخفيف وزن الألمنيوم دون التأثير سلبًا على خصائصه الميكانيكية والتصنيعية واللحام. يستخدم المغنيسيوم أيضًا في الألعاب النارية ويمكن أن يساعد في تهدئة اضطراب المعدة.
على الرغم من سهولة العثور عليه ، إلا أن المغنيسيوم لا يوجد أبدًا خاليًا في الطبيعة. نتيجة لذلك ، تم تطوير العديد من الطرق المختلفة لفصل المغنيسيوم عن المواد الأخرى.
تقنيات إنتاج المغنيسيوم
اعتمادًا على موقع ونوع المورد المستخدم ، يمكن استخدام مجموعة متنوعة من طرق الإنتاج للتنقيح المغنيسيوم معدن. هذا يرجع إلى عاملين. أولاً ، المغنيسيوم متوفر بكثرة ، مما يجعل الإنتاج في العديد من المواقع ممكنًا. ثانيًا ، تعتبر تطبيقات الاستخدام النهائي الخاصة بها حساسة للسعر ، مما يشجع المشترين على البحث باستمرار عن أقل مصدر تكلفة ممكن.
استخلاص من خام الدولوميت والمغنسيت
تستخدم العمليات الكهروكيميائية لاستخراج المعدن من خام الدولوميت والمغنسيت. عندما يتم سحق الدولوميت وتحميصه وخلطه بمياه البحر في خزانات كبيرة ، يستقر هيدروكسيد المغنيسيوم في القاع. التسخين والخلط في فحم الكوك والتفاعل مع الكلور ، ثم ينتج كلوريد المغنيسيوم المصهور. هذا يمكن أن يتحلل كهربائيا ، ويطلق المغنيسيوم ، الذي يطفو على السطح.
استخراج من ملح البحر
يتم استخلاص المغنيسيوم أيضًا من المحاليل الملحية التي تحتوي على حوالي 10 بالمائة من كلوريد المغنيسيوم. لا يزال كلوريد المغنيسيوم في هذه المصادر يحتوي على كميات كبيرة من الماء ويجب تجفيفه لجعل كلوريد المغنيسيوم لا مائي قبل أن يتحلل كهربائيًا لإنتاج المعدن.
يمكن أن تحتوي المياه المالحة أيضًا على نسبة عالية من المغنيسيوم. أنتجت شركة Dow Chemicals أول معدن مغنيسيوم مستخرج من مياه البحر في مصنعها في فريبورت بولاية تكساس عام 1948. تم تشغيل منشأة فريبورت حتى عام 1998 ، ولكن في الوقت الحالي ، منتج المغنيسيوم الوحيد المتبقي في المياه المالحة هو البحر الميت مغنيسيوم المحدودة. (إسرائيل) - مشروع مشترك بين Israel Chemicals Ltd. و Volkswagen AG.
الاستخراج من خلال عملية Pidgeon
على مدار العشرين عامًا الماضية ، أصبحت إحدى الطرق الأقل كفاءة في إنتاج المغنيسيوم هي الأكثر انتشارًا. عملية Pidgeon ، التي طورها الدكتور Lloyd Pidgeon ، هي شكل من أشكال الاختزال الحراري كثيفة الاستخدام للطاقة والعمالة.
في هذه العملية ، يتم تعبئة حواجز مغلقة من سبائك النيكل والكروم والصلب بمزيج من خام الدولوميت المكلس والفيروسيليكون ، والتي يتم تسخينها حتى تتشكل تيجان المغنيسيوم. تستغرق كل دورة حوالي 11 ساعة ، وتتطلب ملء الأنابيب المفرغة يدويًا وتفريغها ، وتستخدم حوالي 11 طنًا من المواد الخام لكل طن من المغنيسيوم يتم إنتاجه.
يعود سبب الاستخدام المكثف لعملية Pidgeon إلى التحول في الإنتاج إلى المقاطعات الغنية بالفحم في شمال وسط الصين حيث تكون تكاليف العمالة والطاقة أقل بكثير من غيرها من منتجات المغنيسيوم المناطق. وفقًا لموقع Magnesium.com ، في عام 1992 ، أنتجت الصين 7388 طنًا فقط من المغنيسيوم. بحلول عام 2010 ، قدر هذا الرقم بـ 800000 طن أو أكثر من 85 ٪ من الإنتاج العالمي.
لا تزال العديد من الدول إلى جانب الصين تنتج المغنيسيوم ، بما في ذلك روسيا وإسرائيل وكازاخستان و كندا. ومع ذلك ، فإن الإنتاج السنوي في كل من هذه البلدان أقل من 40 ألف طن.