Magnesium (Mg) là kim loại được ứng dụng để tạo các hợp kim nhẹ, bền, đặc biệt là cho ngành công nghiệp sản xuất ô tô và hàng không vũ trụ [đã giải]

Magnesium (Mg) là kim loại được ứng dụng để tạo các hợp kim nhẹ, bền, đặc biệt là cho ngành công nghiệp sản xuất ô tô và hàng không vũ trụ. Magnesium được sản xuất trong công nghiệp theo quá trình Pidgeon với nguyên liệu ban đầu là quặng dolomite. Quá trình được thực hiện qua các giai đoạn sau:
– Giai đoạn 1: Nung quặng dolomite ở 1100 – 1200°C thu được dolomite nung:
MgCO3.CaCO3(s) ⟶ MgO(s) + CaO(s) + 2CO2(g)
– Giai đoạn 2: Dolomite nung được nghiền nhỏ, trộn với chất khử (bột ferrosilicon Fe, Si) và chất xúc tác fluorite (CaF2), sau đó ép thành viên.
– Giai đoạn 3: Viên nguyên liệu được đưa vào lò thép không gỉ, nung chân không ở 1200°C:
2MgO(s) + 2CaO(s) + Si(s) ⟶ 2Mg(g) + Ca2SiO4(s)
– Giai đoạn 4: Hơi magnesium được dẫn qua bộ ngưng tụ chuyển thành dạng tinh thể, sau đó nấu chảy và đúc thành thỏi.
Một nhà máy sản xuất magnesium theo quy trình trên với hiệu suất toàn bộ quá trình là 90%, khối lượng mỗi thỏi thành phẩm chứa 7,5 kg magnesium.
a) Trong phản ứng ở giai đoạn 3, MgO dễ bị oxi hóa bởi Si hơn CaO.
b) Giai đoạn 3 tiến hành trong môi trường chân không nhằm giúp hơi magnesium thoát ra dễ dàng hơn và tránh bị oxi hóa bởi không khí ở nhiệt độ cao.
c) Quá trình hơi magnesium chuyển thành tinh thể là quá trình thu nhiệt.
d) Từ 10 tấn quặng dolomite (chứa 92% MgCO3.CaCO3 về khối lượng, còn lại là tạp chất không chứa magnesium) nhà máy trên sản xuất được 144 thỏi magnesium thành phẩm.