Zuiver magnesium uit de kern van de aarde halen
Magnesium is het achtste meest voorkomende element in het universum en de zevende meest voorkomende in de aardkorst. Het heeft een breed scala aan toepassingen in de industrie en is ook een belangrijk element in geneesmiddelen. Het wordt vaak gebruikt als een legering met aluminium; de toevoeging van magnesium verlicht het gewicht van aluminium zonder de mechanische, fabricage- en laseigenschappen nadelig te beïnvloeden. Magnesium wordt ook gebruikt in pyrotechniek en kan helpen maagklachten te verzachten.
Ondanks het feit dat het gemakkelijk te vinden is, wordt magnesium nooit vrij in de natuur gevonden. Als resultaat zijn veel verschillende methoden ontwikkeld om magnesium te scheiden van andere stoffen.
Magnesium-productietechnieken
Afhankelijk van de locatie en het type bron dat wordt gebruikt, kan een breed scala aan productiemethoden worden gebruikt om magnesiummetaal te verfijnen. Dit komt door twee factoren. Ten eerste is magnesium zeer overvloedig, waardoor productie op veel locaties mogelijk is. Ten tweede zijn de eindgebruiktoepassingen prijsgevoelig, wat kopers aanmoedigt om voortdurend naar de laagst mogelijke kostenbron te zoeken.
Extractie van Dolomiet en Magnesieterts
Elektrochemische processen worden gebruikt om het metaal uit dolomiet en magnesieterts te extraheren. Wanneer het dolomiet wordt geplet, geroosterd en gemengd met zeewater in grote tanks, bezinkt magnesiumhydroxide op de bodem. Verwarmen, mengen in cokes en reageren met chloor, produceert vervolgens gesmolten magnesiumchloride.
Dit kan worden geëlektrolyseerd en magnesium vrijgeven, dat naar de oppervlakte drijft.
Extractie van zeezout
Magnesium wordt ook geëxtraheerd uit zoutzout, dat ongeveer 10 procent magnesiumchloride bevat. Het magnesiumchloride aan deze bronnen bevat nog steeds aanzienlijke hoeveelheden water en moet worden gedroogd om het magnesiumchloride watervrij te maken, voordat het kan worden geëlektrolyseerd om metaal te produceren.
Zout water kan ook een hoog magnesiumgehalte hebben. Het eerste magnesiummetaal gewonnen uit zeewater werd geproduceerd door Dow Chemicals in hun fabriek in Freeport, Texas in 1948. De Freeport-fabriek werkte tot 1998, maar momenteel is de enige overgebleven zoutwatermagnesiumproducent de Dead Sea Magnesium Ltd. (Israël ); Een joint venture tussen Israel Chemicals Ltd. en Volkswagen AG.
Extractie door het Pidgeon-proces
In de afgelopen 20 jaar is een van de minst efficiënte methoden voor magnesiumproductie vreemd genoeg de meest voorkomende geworden. Het Pidgeon-proces, ontwikkeld door Dr. Lloyd Pidgeon, is zowel een energie- als arbeidsintensieve vorm van thermische reductie.
Bij dit proces worden reactors van nikkel - chroom - staallegeringen met een gesloten einde gevuld met een mengsel van gecalcineerd dolomieterts en ferrosilicium, die worden verhit tot zich magnesiumkronen vormen. Elke cyclus duurt ongeveer 11 uur, vereist handmatig vullen en ledigen van de vacuümbuizen en gebruikt ongeveer 11 ton grondstoffen voor elke ton geproduceerd magnesium.
De reden voor het uitgebreide gebruik van het Pidgeon-proces is te wijten aan de verschuiving van de productie naar de steenkoolrijke provincies in Noord-centraal China, waar de arbeids- en energiekosten aanzienlijk lager zijn dan in andere magnesiumproducerende regio's.
Volgens Magnesium.com produceerde China in 1992 slechts 7.388 ton magnesium. In 2010 werd dit aantal door de United States Geological Survey (USGS) geschat op 654.000 ton of meer dan 85% van de wereldwijde productie.
Veel landen produceren naast China nog steeds magnesium, waaronder Rusland, Israël, Kazachstan en Canada. Volgens USGS-cijfers is de jaarlijkse productie in elk van deze landen echter minder dan 40.000 ton.