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 etracción a gran escala. Otros minerales minerales interesante interesantess desde desde el punto de "ista comercial comercial seran 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 (dolomas ! calizas dolomticas) . -u presencia tambin es notable en ilones 'idrotermales de ba/a temperatura ! en rocas metamóricas (ormadas por altas presiones). presiones). +a magnesita se encuentra por lo comn en masas espáticas compactas. a! importante importantess depó depósitos sitos en la antigua antigua nión -o"itica, -o"itica, 3ustria, 3ustria, 4recia 4recia ! Estados Estados nidos.
Dolomita
Magnesita
El magnesio metálico puede obtenerse por reducción, tanto trmica como electroltica. En la reducción trmica, la dolomita se descompone para dar óido de magnesio, el cual se reduce en 'ornos elctricos 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 desa"orable a la reducción. El otro mtodo ! 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 mtodo de MgCl 2 undido. electrólisis del MgCl +a electrólisis del MgO disuelto en un luoruro está actualmente en desuso. -e undamenta en una transormación del mtodo 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 mtodo es su tratamiento en la clula electroltica 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 mto todos dos electrolti electrolticos, cos, tambin tambin 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 mg
2 Mg (aq) 2(OH ) (aq) Mg (OH ) 2 ( s)
(=)(1) en la &ue se obtendrá 'idróido de magnesio &ue es mu! poco soluble en agua ! &ue por tanto precipitará. >ara obtener la ma!or cantidad de precipitado el proceso debe lle"arse a cabo en un tan&ue de sedimentación. Es tpico &ue la cal apagada se produzca paralelamente a este proceso aun&ue no orme parte de l estrictamente. >ara su obtención es comn 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 ! dióido 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 )
?espus 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) ?espus, 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 electroltica (ig.) a unos 0056 ba/o atmósera 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 supericie, donde se recoge periódicamente. El cloro gaseoso se orma entorno al ánodo de graito ! se etrae. 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
Oidación @ 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 toicidad.
En los ltimos a7os 6'ina se 'a con"ertido en uno de los grandes eportadores del metal ! 'a cambiado las tendencias de obtención anteriormente epuestas. a apostado sobre todo por un proceso trmico llamado Pidgeon. Es
una tcnica algo más soisticada en la &ue se 'ace reaccionar silicio con óido 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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