Proceso Pidgeon para la producción de magnesio
date:2016-12-07 / Click:
El proceso Pidgeon es uno de los métodos de producción de magnesio, a través de una reducción silicotérmica. La producción práctica requiere alrededor de 35-40 MWh / ton de metal producido, lo cual está a la par con los métodos electrolíticos de producción de sal fundida, aunque por encima del mínimo teórico de 7 MWh / ton.
Ecuación Química
Las ecuaciones químicas básicas de este proceso son: Si (s) + MgO (s) ↔ SiO2 (s) + Mg (g) (alta temperatura, zona de ebullición de la destilación): Mg (g) ↔ Mg (liq, s) (Baja temperatura, zona de condensación por destilación)
El silicio y la magnesia reaccionan para producir sílice y magnesio.
Sin embargo, de acuerdo con los diagramas de Ellingham, esta reacción es termodinámicamente desfavorable, de acuerdo con el principio de equilibrio de Le Chatelier, todavía puede ser conducida a la derecha por el suministro continuo de calor, y removiendo uno de los productos, es decir destilando el vapor de magnesio. El punto de ebullición de la presión atmosférica del magnesio metálico es muy bajo, sólo 1090℃, e incluso más bajo en vacío. Se prefiere el vacío, ya que permite temperaturas más bajas.
La forma más comúnmente utilizada y más barata de silicio es como una aleación de ferrosilicio. El hierro de la aleación es solamente aspecto en las reacciones.
La materia prima de magnesio de esta reacción es óxido de magnesio, que se puede obtener de varias maneras. En todos los casos las materias primas tienen que ser calcinadas para eliminar el agua y el dióxido de carbono, que serían temperaturas de reacción gaseosas, y seguir el vapor de magnesio alrededor, y revertir la reacción.
Una manera es por el cloruro del magnesio del agua del mar o del lago hidrolizado al hidróxido, que entonces se calcina al óxido de magnesio por la eliminación del agua. Otra forma es la utilización de magnesita extraída (MgCO3) que ha sido calcinada a óxido de magnesio mediante la eliminación de dióxido de carbono.Por lo que la materia prima más utilizada es la dolomía minada, una mezcla (Ca, Mg) CO3, donde el óxido de calcio presente en la zona de reacción Se forma sílice, liberando calor y consumiendo uno de los productos, ayudando así a empujar el equilibrio hacia la derecha.
(Ca,Mg)CO3 (s) → CaO.MgO(s)+ CO2(g) (calcinación de dolomita): (Fe,Si)(s) + MgO(s) ↔ Fe(s) + SiO2(s) + Mg(g):CaO + SiO2 → CaSiO3
El proceso de Pidgeon es un proceso por lotes en el que la dolomita calcinada en polvo fino y el ferrosilicio se mezclan, briquetan y cargan en retortas hechas de aleación de níquel-cromo-acero. La parte de la zona de reacción caliente de la retorta es calentada con gas, cobaltado o calentada eléctricamente en un horno, mientras que la sección de condensación equipada con bifurcaciones extraíbles se extiende desde el horno y se enfría con agua. Debido a la destilación, se producen coronas de magnesio de muy alta pureza, que luego se refunden y se moldean en lingotes.