¿Por qué se extrae el magnesio del agua de mar?
Normalmente extraemos el magnesio del agua de mar.
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El magnesio es un material estratégico importante, por lo que la producción de magnesio metálico en el mundo está estrechamente relacionada con la guerra, y se le llama "metal de defensa". La producción anual de magnesio metálico producido a partir de agua de mar era de sólo 20.000 toneladas antes de la Segunda Guerra Mundial, superó las 200.000 toneladas durante la guerra y cayó a 30.000 toneladas después de la guerra. Con la comprensión gradual del magnesio, el magnesio metálico tiende a reemplazar el acero, el aluminio, el zinc y otros metales en la industria de fabricación de maquinaria. Además, también abre nuevos y amplios campos de aplicación en la industria metalúrgica y la industria química. Se puede decir que el magnesio metálico es una "estrella en ascenso" entre los metales con un futuro brillante. ?
El contenido de magnesio en el agua de mar ocupa el tercer lugar después del bromo y el sodio. El magnesio es ligero y resistente y se utiliza en la construcción de aviones y barcos. La aleación de magnesio y litio es la más ligera y resistente al calor y tiene gran importancia en empresas militares y civiles. Al mismo tiempo, se utiliza ampliamente en cohetes, misiles, fabricación de aviones, automóviles, maquinaria de precisión y otros campos. Con el rápido desarrollo de la industria del acero en varios países, no solo está aumentando la cantidad de óxido de magnesio, sino que también se requiere que el contenido de impurezas del óxido de magnesio de alta calidad requerido para la fabricación de acero sea inferior al 2% al 4%. Este tipo de óxido de magnesio, que se fabrica a partir de magnesita natural sinterizada en tierra, no puede cumplir los requisitos. Además, la pureza de la extracción de agua de mar alcanzó entre el 96% y el 98% ya en la década de 1960. A medida que mejoró la tecnología de fundición, la pureza del magnesio aumentó al 99,7%. Sin duda, este óxido de magnesio de pureza ultraalta puede satisfacer las necesidades especiales de la industria metalúrgica.
El proceso operativo de extracción de magnesio
Al extraer magnesio del agua de mar, bombee el agua de mar a una piscina grande, vierta lechada de cal y genere una suspensión de hidróxido de magnesio para enriquecer. y purificar el magnesio. Después de que el precipitado se asiente, sáquelo y lávelo para obtener hidróxido de magnesio de alta pureza. Es de poca utilidad y debe convertirse en útil óxido de magnesio y magnesio metálico. El hidróxido de magnesio es inestable y se descompone en óxido de magnesio y agua cuando se calienta.
Hidróxido de magnesio - óxido de magnesio + H2O
Es difícil obtener electrones a partir de iones de magnesio +2-valentes y reducirlos a magnesio elemental. Si el magnesio se funde mediante un método similar al de fundición de hierro, se requieren temperaturas muy altas. Por ejemplo, el magnesio elemental sólo puede prepararse reduciendo el óxido de magnesio con coque a 2000°C. El magnesio así obtenido suele contener más impurezas.
MgO+C - Mg+CO ↑
Así, el método de electrólisis se utiliza habitualmente en la industria, para que los iones de magnesio puedan obtener electrones en el cátodo y reducirse a magnesio elemental. Para fundir magnesio electrolíticamente, primero se debe obtener un líquido fundido que contenga iones de magnesio. Entre los compuestos de magnesio, los compuestos iónicos típicos son el óxido de magnesio y el cloruro de magnesio. El punto de fusión del óxido de magnesio es demasiado alto (2800°C), mientras que el punto de fusión del cloruro de magnesio es mucho menor (714°C). Por lo tanto, la gente elige el cloruro de magnesio como materia prima para la producción de magnesio electrolítico. Disuelva el hidróxido de magnesio (u óxido de magnesio) con ácido clorhídrico y luego concentre la solución para obtener cloruro de magnesio.
Hidróxido de magnesio + ácido dihidroclórico = cloruro de magnesio + dihidrato
Hay iones de magnesio que se mueven libremente en el cloruro de magnesio fundido. Después de aplicar corriente continua, los iones de cloro se mueven hacia el ánodo, pierden electrones en el ánodo y se oxidan en átomos de cloro. Dos átomos de cloro se combinan para formar una molécula de cloro y magnesio que se mueven hacia el cátodo, donde ganan electrones y se reducen; al elemento magnesio.
La reacción que ocurre en los dos electrodos es
Ánodo: 2cl-2e = Cl2 =Cátodo: Mg2++2e=Mg
La ecuación completa de la reacción de electrólisis se puede expresar de la siguiente manera:
¿MgCl encendido? (l)==== Mg(s)+Cl? (g)cuatro