Il magnesio è l'ottavo elemento più comune nell'universo e nella crosta terrestre. Ha una vasta gamma di usi nell'industria ed è anche un elemento importante nei medicinali. È spesso usato come una lega con l'alluminio; l'aggiunta di magnesio alleggerisce il peso dell'alluminio senza influire negativamente sulle sue caratteristiche meccaniche, di fabbricazione e di saldatura. Il magnesio è utilizzato anche nella pirotecnica e può aiutare a lenire il mal di stomaco.
Nonostante sia facile da trovare, il magnesio non si trova mai libero in natura. Di conseguenza, sono stati sviluppati molti metodi diversi per separare il magnesio da altre sostanze.
Tecniche di produzione del magnesio
A seconda della posizione e del tipo di risorsa utilizzata, è possibile utilizzare un'ampia varietà di metodi di produzione per raffinare magnesio metallo. Ciò è dovuto a due fattori. In primo luogo, il magnesio è molto abbondante, rendendo possibile la produzione in molte località. In secondo luogo, le sue applicazioni per l'uso finale sono sensibili al prezzo, il che incoraggia gli acquirenti a cercare costantemente la fonte di costo più bassa possibile.
Estrazione da Dolomite e Magnesite Ore
I processi elettrochimici vengono utilizzati per estrarre il metallo dalla dolomite e dal minerale di magnesite. Quando la dolomite viene frantumata, tostata e mescolata con acqua di mare in grandi vasche, l'idrossido di magnesio si deposita sul fondo. Riscaldando, mescolando nel coke e reagendo con il cloro, si produce quindi cloruro di magnesio fuso. Questo può essere elettrolizzato, rilasciando magnesio, che galleggia in superficie.
Estrazione dal sale marino
Il magnesio viene anche estratto dalla salamoia, che contiene circa il 10% di cloruro di magnesio. Il cloruro di magnesio in queste sorgenti contiene ancora quantità significative di acqua e deve essere essiccato per rendere anidro il cloruro di magnesio, prima che possa essere elettrolizzato per produrre metallo.
L'acqua salata può anche avere un alto contenuto di magnesio. Il primo magnesio metallico estratto dall'acqua di mare è stato prodotto da Dow Chemicals nel loro stabilimento di Freeport, in Texas, nel 1948. L'impianto di Freeport ha funzionato fino al 1998, ma, attualmente, l'unico produttore di magnesio di acqua salata rimasto è il Dead Sea Magnesium Ltd. (Israele) —una joint venture tra Israel Chemicals Ltd. e Volkswagen AG.
Estrazione attraverso il processo Pidgeon
Negli ultimi 20 anni, uno dei metodi meno efficienti di produzione di magnesio è diventato, stranamente, il più diffuso. Il processo Pidgeon, sviluppato dal Dr. Lloyd Pidgeon, è una forma di riduzione termica sia energetica che laboriosa.
In questo processo, le storte chiuse in lega di acciaio al nichel-cromo vengono riempite con una miscela di minerale di dolomite calcinata e ferrosilicio, che viene riscaldata fino alla formazione delle corone di magnesio. Ogni ciclo dura circa 11 ore, richiede il riempimento e lo svuotamento manuale dei tubi sottovuoto e utilizza circa 11 tonnellate di materie prime per ogni tonnellata di magnesio prodotta.
La ragione dell'ampio utilizzo del Processo Pidgeon è dovuta allo spostamento della produzione nelle province ricche di carbone nella Cina centro-settentrionale, dove i costi del lavoro e dell'energia sono significativamente inferiori rispetto ad altri produttori di magnesio regioni. Secondo Magnesium.com, nel 1992, la Cina ha prodotto solo 7.388 tonnellate di magnesio. Entro il 2010, questo numero è stato stimato in 800.000 tonnellate o più dell'85% della produzione globale.
Molti paesi oltre alla Cina producono ancora magnesio, tra cui Russia, Israele, Kazakistan e Canada. Tuttavia, la produzione annuale in ciascuno di questi paesi è inferiore a 40.000 tonnellate.