Preparazione

 

Si ottiene per elettrolisi della carnallite fusa (KCl · MgCl2 · 6H2O), che può essere disidratata molto più facilmente del cloruro di magnesio e che fonde a temperatura più bassa, oppure per via termica.

Processo elettrolitico. L’elettrolisi del cloruro di magnesio fuso si compie in vasche di ghisa o di ferro: l’anodo A (fig. 1) è costituito da grafite, il catodo C da ferro. Il cloro che si sviluppa all’anodo viene convogliato all’esterno, mediante opportuno dispositivo che ne impedisce il contatto con il magnesio. Il riscaldamento della cella di elettrolisi può essere eseguito sia dall’esterno, sia per azione della stessa corrente che provoca l’elettrolisi.

Si ottiene un metallo al 99.9% di magnesio.

Il cloruro di magnesio anidro per l’elettrolisi può essere preparato per disidratazione del biidrato in corrente di acido cloridrico secco, o di cloruro di ammonio. Esso si prepara inoltre su vasta scala facendo reagire il cloro, che si sviluppa dalle celle di elettrolisi, su una miscela di ossido di magnesio e carbone.

Ad es., la Basic Magnesium Inc. di Henderson (Nevada, U.S.A.) parte da magnesia calcinata. L’ossido di magnesio, mescolato con coke in polvere, viene foggiato a forma di palline, usando cloruro di magnesio come legante. Le palline vengono riscaldate e poi caricate nell’impianto di clorurazione in cui si raggiunge una temperatura di 1100°C mediante riscaldamento elettrico. Si ottiene cloruro di magnesio anidro:

MgO + C + Cl2 → MgCl2 + CO

che passa direttamente nelle celle di elettrolisi.

Fig. 1. – Produzione del magnesio con processo elettrolitico.

A, anodo di grafite; B, aperture per il riscaldamento a gas; C, catodi di ferro; G, recipiente di ghisa; R, refrattario-

 

 

Processi termici.

Con carbone. Si può ottenere il magnesio per riduzione con carbone dell’ossido di magnesio. In un forno elettrico ad arco vengono introdotte dall’alto mattonelle fortemente compresse di ossido di magnesio e carbone (fig. 2).

Alla temperatura del forno, ≈ 2500 °C, si ottengono vapori di magnesio e ossido di carbonio, che escono da una apertura laterale del forno in cui arriva una corrente di idrogeno freddo. I vapori di magnesio si condensano sotto forma di polvere, che si separa dalla miscela di idrogeno ed ossido di carbonio. Quest’ultima passa in un reattore catalitico, ove, per azione di vapor d’acqua, l’ossido di carbonio viene ossidato ad anidride carbonica, con formazione di nuovo idrogeno. Dopo separazione dell’anidride carbonica l’idrogeno essiccato ritorna in ciclo.

La polvere di magnesio, contenente ≈ 90% di magnesio, dopo compressione a forma di mattonelle, viene distillata sotto vuoto e si ottiene così magnesio distillato con purezza del 99,5%.

 

Processo silicotermico. Oggi si usa generalmente il processo silicotermico , che utilizza, per la riduzione dell’ossido di magnesio, del ferro-silicio al posto del carbone; si ha il vantaggio di poter operare a temperatura molto più bassa (1100 ¸ 1200 °C).

Si parte da dolomite calcinata e la reazione di riduzione è la seguente:

2 (CaO + MgO) + Si Ť Ca2SiO4 + 2 Mg .

Si opera nel vuoto e la reazione viene spostata verso destra mediante il continuo allontanamento del magnesio che distilla ( fig. 3). Una piccola aggiunta di fluoruro di calcio alla miscela accelera leggermente la reazione.

Fig. 3. – Schema di produzione di magnesio col processo silicotermico.

A, CO2; B, MgCa(CO3)2; C, forno di calcinazione; D, Fe-Si; E, MgO + CaO; F, mulino; G, CaF2; H, silos e dosatori; I, brichettazione; L, mescolatore; M, pompa a vuoto; N, forni; O, Mg grezzo; P, lingottatura automatica; Q,, Mg fuso; R, flusso; S, residuo Ca2SiO4 , Fe; T, forno di rifusione; U, Mg lingottato.