Obtención Del Magnesio Proceso Dow

Obtención del Magnesio Joaquín Jiménez Lorenzo

El magnesio es uno de los elementos más abundante en la corteza terrestre (2,2 % en masa). Está presente en el agua de mar (0,1 % en masa) ! en di"ersos mine minera rale less como como la dolomita ( CaCO # MgCO ), la la magnesita ( MgCO ), la brucita ( Mg (OH ) 2 ) ó la epsomita ( MgSO$ #% H 2 O ). En cuanto a los minerales son los dos primeros los &ue ma!or trascendencia tienen industrialmente, pero es a partir de aguas marinas como se 'ace la etracción a gran escala. Otros minerales minerales interesante interesantess desde desde el punto de "ista comercial comercial seran la carnalita (  KMgCl  #*( H 2O ) )el talco (  H 2 Mg  ( SiO ) $ ) ! el olivino ( ( MgFe) 2 SiO$ ). +a dolomita es un constitu! constitu!ente ente undamental undamental de las rocas rocas sediment sedimentarias arias carbonatadas (dolomas ! calizas dolomticas) . -u presencia tambin es notable en ilones 'idrotermales de ba/a temperatura ! en rocas metamóricas (ormadas  por altas presiones). presiones). +a magnesita se encuentra por lo comn en masas espáticas compactas. a! importante importantess depó depósitos sitos en la antigua antigua nión -o"itica, -o"itica, 3ustria, 3ustria, 4recia 4recia ! Estados Estados nidos.

 Dolomita

 Magnesita

El magnesio metálico puede obtenerse por reducción, tanto trmica como electroltica. En la reducción trmica, la dolomita se descompone para dar óido de magnesio, el cual se reduce en 'ornos elctricos a 1200 56 con reductores como  pueden ser aleaciones de 'ierro ! silicio (errosilicio), carbono, CaC 2 , etc. 3 esta temperatura el magnesio se "aporiza a medida &ue se produce, desplazando el e&uilibrio de la reacción, &ue en principio era desa"orable a la reducción. El otro mtodo ! el más importante es la electrólisis gnea. En ste a su "ez distin distingui guimos mos la electr electróli ólisis sis del del  MgO disuelto en un luoruro ! el mtodo de  MgCl 2 undido. electrólisis del  MgCl  +a electrólisis del  MgO disuelto en un luoruro está actualmente en desuso. -e undamenta en una transormación del mtodo clásico empleado para el aluminio consistente en &ue la magnesita se disuel"e en un ba7o de luoruros a/ustando su densidad ! su punto de usión. no de los problemas del mtodo es su tratamiento en la clula electroltica debido a la tendencia a lotar undido por  encima del electrolito. 8ina 8inalm lmen ente te se estu estudi diar aráá en más más deta etalle lle el seg segundo undo de los los mto todos dos electrolti electrolticos, cos, tambin tambin llamado llamado  proceso Dow con el &ue se obtiene el 90% del magnesio mundial. :ste proceso parte del agua de mar o salmueras donde el magnesio se  MgCl 2 (aq)  ) en encuentra disuelto en su orma iónica  Mg  (&ue pro"iene del  MgCl  concentraciones concentraciones de alrededor de 1;0 mgara obtener la ma!or cantidad de precipitado el  proceso debe lle"arse a cabo en un tan&ue de sedimentación. Es tpico &ue la cal apagada se produzca paralelamente a este proceso aun&ue no orme parte de l estrictamente. >ara su obtención es comn la utilización de conc'as de ostras por su alto contenido de CaCO . :stas se lle"an a una planta trituradora ! posteriormente se las introduce en un 'orno a altas temperaturas  para producir cal ! dióido de carbono de manera &ue ste ltimo se e"apore ! sólo &uede la cal. T  CaCO ( s )     CO2 ( g )  CaO( s )

Más tarde se a7ade a la cal una cantidad limitada de agua cu!a reacción da la cal apagada.  Ca(OH ) 2 ( s) CaO( s )   H 2O(l )  

?espus de la reacción (1) se procede a iltrar la suspensión lec'osa resultante. El Mg (OH ) 2  sólido &ue da el iltrado se somete a un proceso de la"ado ! secado, para más tarde neutralizarlo con  HCl  .  Mg (OH ) 2 ( s)  2 HCl (aq)     MgCl 2 (aq)  2 H 2 O(l ) (2) ?espus, la disolución obtenida se conduce primero a unos e"aporadores ! más tarde a unos secadores con el ob/eto de eliminar el agua. T     MgCl 2 (aq)  2 H 2 O(l )    MgCl 2 ( s )  2 H 2 O(v) 

El  MgCl 2 (s) &ue resulta se unde en una cuba electroltica (ig.) a unos 0056 ba/o atmósera inerte (para minimizar las reacciones secundarias no deseadas) para producir  Mg   undido ! Cl    gaseoso. El magnesio metálico se orma en el cátodo de acero ! sube a la supericie, donde se recoge  periódicamente. El cloro gaseoso se orma entorno al ánodo de graito ! se etrae. Este cloro gaseoso se con"ierte en  HCl  , &ue se reutilizará en la reacción (2). +a reacción de recicla/e es 2

T 

  $ HCl ( g )  O2 ( g ) 2Cl 2 ( g )  2 H 2 O(v)   (ABcc)

Cl 2 ( g )

Enodo de gra,ito

 Mg  ( l )

 MgCl  2 ( l )

(CBcc) Decipiente de acero &ue 'ace de cátodo

Oidación @ 2 Cl  Deducción @  Mg  2

(=) Nota@

la

reacción

&ue





     

2e



Cl  2 ( g )  2 e     



 Mg  ( l )

realmente

se

produce

es

  CaCl 2 (aq)   Mg (OH ) 2 (s ) Ca(OH ) 2   MgCl 2 (aq)  

dando como subproducto CaCl 2  &ue 'abrá &ue tratar por su toicidad.

En los ltimos a7os 6'ina se 'a con"ertido en uno de los grandes eportadores del metal ! 'a cambiado las tendencias de obtención anteriormente epuestas. a apostado sobre todo por un proceso trmico llamado  Pidgeon. Es

una tcnica algo más soisticada en la &ue se 'ace reaccionar silicio con óido de magnesio a una temperatura mu! ele"ada para obtener magnesio gaseoso. T 

2 MgO  CaO( s)  Si     2 Mg ( g )  Ca2 SiO$

Bibliografía

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