Metal Dünyası

Çelik

Demir

Maden

Alüminyum

Döküm

E-Dergi SEKTÖRLER HABERLER ÜRÜN TANITIMLARI TEKNİK YAZILAR DOSYALAR RÖPORTAJLAR BAŞARI HİKAYELERİ UZMAN GÖRÜŞÜ YAZARLAR FUARLAR ETKİNLİKLER PROFİLLER Editörden Künye YAYIN KURULU ARŞİV ABONELİK İLETİŞİM
Erman Car
Erman Car
erman@metkim.com
Magnezyum - 2

Magnezyum Üretim Yöntemleri
Dünyanın en büyük magnezyum üreticisi ve ihracatçısı Çin’dir. Çin, 800 000 ton’dan fazla yıllık birincil magnezyum üretimi ile, toplam dünya birincil magnezyum üretiminin %85-90’nını karşılamaktadır.

 

Magnezyum üretim metalürjisi incelendiğinde, her ne kadar 7 farklı hammaddeden 60 farklı teorik üretim yöntemine rastlanırsa da en yaygın üretim yöntemi, dolomit cevherlerinin ferrosilisyum ile  ısıl indirgenmesi esasına dayanan Pidgeon Prosesi’dir. Çin birincil magnezyum üretiminini %90’dan fazlası Pidgeon Prosesi ile gerçekleşmektedir. Bununla birlikte diğer %10’luk birincil üretim elektroliz ve geridönüşüm yolu ile yapılmaktadır. 

 

Dünya magnezyum cevherlerinin miktarı 12 milyar ton olarak tahmin edilmektedir ve bu miktarın önemli bir kısmı, Çin, Rusya, Kuzey Kore, Avustralya, Slovakya, Brezilya, Türkiye, Hindistan, ve Kanada da bulunmaktadır.
 

Magnezyum, iyonik formda ve 1S22P63S2 elektron konfigürasyonuna sahiptir. Son 3S orbitalinde taşıdığı 2 elektron dolayısı ile düşük iyonizasyon enerjisine sahiptir. Bu denenle doğada sadece 2 değerlikli olarak rastlanır. Magnezyumun düşük redüksiyon potansiyeli, doğada metalik olarak bulunamamasının temel nedenidir:
 

Mg2+ + 2e- = Mg    E  ̊= -2.375 V

 

Bütün birincil magnezyum yöntemleri, magnezyuma 2 elektronun, transfer edilerek, metalik magnezyuma dönüşebilmesi için indirgen (redüktan) gerektirir. İndirgenler uygun potansiyele sahip elektrik akımı, çeşitli formlarda karbon, silisyum bazlı malzemeler (FeSi), CaC2 ve alüminyum olabilir.
 

Teorik olarak dolomitten termal redüksiyon ile metalik magnezyum eldesi en optimum yöntem olarak görülmese de, teknik ve ekonomik olarak, henüz daha iyi bir yöntem bulunamamıştır.
 

Termal redüksiyon prosesi aşağıdaki aşamaları içerir:
1. Dolomit kalsinasyonu,

2. Kalsine edilmiş dolomit (dolim) ve indirgenin karıştırılması ve preslenmesi,

3. Dolime-indirgen karışımının vakum altında ısıtılması,

4. Serbest kalan magnezyum buharlarının kondensasyonu,

5. Kondanse olmuş magnezyumun ergitilmesi, rafinasyonu ve alaşımlandırılması.

Dolomitin dekompozisyonuna neden olan kalsinasyon reaksiyonu basit bir reaksiyondur. Dolomit dekompozisyonu ya da kalsinasyon reaksiyonu yüksek sıcaklıklarda endotermik olarak çalışır:
 

MgCO3.CaCO3 → MgO + CaO + 2CO2

Dolimde (kalsine dolomit) aranan fiziksel özelliklere bağlı olarak, kalsinasyon sıcaklığı 780  ̊C ile 1450  ̊C arasında değişir. Kalsinasyon koşulları, redüksiyon koşullarını doğrudan etkiler.

Redüksiyon prosesinde, kalsine dolomit, silisyum ya da alüminyum gibi bir indirgen ile karıştırılır ve 1150  ̊C – 1400  ̊C arasında ve düşük basınç altında (10-100 Pa) ısıtılarak, MgO, buhar fazında metalik magnezyuma indirgenir. 
 

2 MgO + 2 CaO + Si → 2 Mg + 2 CaO.SiO2

3 MgO + 2 CaO + 2 Al → 3 Mg + 2 CaO.Al2O3

Kalsine dolomit ve kalsine manyezitin silisyum, alüminyum ve CaC2 ile ısıl indirgenmesini bulan Pidgeon, ekonomik olarak en uygun yöntemin kalsine dolomitin ferrosilisyum ile redüksiyonu olduğunu ortaya çıkarmıştır. Kalsine dolomit, ferrosilisyum ve fluorspar’dan oluşan karışım briketlendikten sonra, 1150-1250  ̊C’de ve 0,06-0,13 mbar vakum altında, ısıya dayanıklı çelik retortlar içinde reaksiyona girmekte ve oluşan magnezyum buharı, retortun soğuk ucuna yerleştirilmiş olan basit bir tüp kondanser üzerinden taç şekilli kristal taneler halinde birikmektedir.

 

Reaksiyon :
2MgO.CaOk + FeSik ↔ 2 Mgg + (Ca2SiO4)k + Fek

 

Reaksiyonun gaz fazındaki tek ürünü magnezyumdur ve retortun uç bölgesinde kondanse edilerek toplanmaktadır. Toplanan taç magnezyum, Reverber ya da pota tipli ergitme fırınlarında ergitilerek ve rafine edilerek külçe haline getirilir.

 

Pidgeon Prosesi 1930’lu yıllardan beri bilinen, denenmiş bir prosesidir. Öncelikle Çin’de kurulu olan entegre çelik tesislerinin, metalurjik kok üretim bölümlerinde elde edilen sıcak kömür gazları enerji kaynağı olarak kullanılmaktaydı. Ancak artan üretim, yeni magnezyum tesislerinin kok gazlaştırma tesisleri ile birlikte kurulmasını zorunlu kılmıştır.

 

Pidgeon Prosesi’nin diğer önemli bir avantajı ise, üretilen metal kalitesinin, yani metalik magnezyumun saflığının, özellikle otomotiv endüstrisinin ihtiyacını karşılayabilecek yüksek değerlerde olmasıdır.

 

Pidgeon Prosesinde, retort hacimlerinin sınırlı oluşu ve düşük üretkenlik, yatay retortlar yerine dikey retortların geliştirilmesine neden olmuştur.

 

Kaynaklar:

1. Dr. Jiang Binfan, Prof. Xia Dehong, “Systematic Energy Saving and Low Carbon Technologies for Pidgeon Process Improvement”, IMA 2021
 

2. W. Wulandari, M.A. Rhamdani, G.A. Brooks, B.J. Monaghan, “Distribution Impurities in Magnesium via Silicothermic Reduction” Swinburne University of Technology, EMC 2009
 

3. D. Choo, J. Park, G. Choi, Y. Kim, G. Han, G. Lee, K. Cho, “RIST’s New Continuous Thermal Reduction Process for Magnesium Production, IMA 2017
 

4. Mehmet Buğdaycı, Ahmet Turan, Onuralp Yücel, “Magnesium Production from Calcined Dolomite via the Pidgeon Process”, Magnesium and It’s Alloys, CRC Press, 2019 

Paylaş Tweet Paylaş
5427 kez okundu
YAZARIN DİĞER HABERLERİ
Alümi̇nyum Endüstri̇si̇nde Sürdürülebi̇li̇rli̇k Bağlamında Teknoloji̇k Eğilimler
Uluslararası Alüminyumcular Birliği (International Alumininum Association, IAI) küresel alüminyum sektörüne hedef olarak koyduğu 2050 yılında sıfır karbon salınımı bağlamınd DEVAMI...
Metalurjide Yeşil Dönüşüm Fırsat mı? Engel mi?
Giriş Niyetine – Fabrika Ayalarına Dönmek Bilimsel çalışma salt “insan odaklı” değildir. Yani içinde insan olsun ya da olmasın, doğada ve evrende olan biten DEVAMI...
Sanayide Yeşil Dönüşüm, Ama Nasıl?
Giriş Charles Dickens, 1859 yılında yazdığı “İki Şehrin Hikayesi” adlı romanında, Sanayi Devrimi’ni ve bu süreçte yaşadıklarını şu çarpıcı cümlelerle betimler DEVAMI...
Geleceği̇ Kim Tasarlayacak?
Mühendislik: Bilinenden Daha Fazlası  Üniversite giriş sınavı sonrası -biz her ne kadar mesleğimizin itibar kaybettiğini gözlemlesek de- meslek seçimi arefesindeki gen& DEVAMI...
Alüminyum Hurda Hazırlama Yöntemleri
Giriş Bütün alüminyum işleyen işletmelerde, son yılların eğilimi olabildiğince fazla hurda ya da daha genel bir deyişle ikincil malzeme kullanmak ve böylece karbon ayak izini d&uum DEVAMI...
İkincil Alüminyum Proseslerinde Hammadde Reçetesi Hazırlama
Temelde cevherden ya da hurdadan metal kazanımı (ekstraksiyonu) aynı rotayı izleyen prosesler. Birincil üretimde madencilik proseslerine, ikincil üretimde hurda toplama, cevher zenginleşti DEVAMI...
Mühendisin Sorumluluğu: Praksis’ten Poesis’e
Halimiz Hükümetlerarası İklim Değişikliği Paneli’nin (IPCC) hazırladığı “1,5°C Küresel Isınma Özel Raporu’na” göre;   - İnsanlar, dünya DEVAMI...
Magnezyum - 2
Magnezyum Üretim Yöntemleri Dünyanın en büyük magnezyum üreticisi ve ihracatçısı Çin’dir. Çin, 800 000 ton’dan fazla yıllık birincil magn DEVAMI...
Magnezyum - 1
Giriş Geçtiğimiz aylarda Magnezyum ve Silisyum fiyatlarındaki öngörülemez artış, alüminyum sektörünün önemli gündemlerinden birisini oluşturdu. Ar DEVAMI...
Alüminyum- Skandiyum Alaşımları
Giriş Skandiyum, nadir toprak elementleri içerisinde yer alan ilginç bir element. Nadir toprak elementlerini oluşturan ana element grubu Lantanitler (atom numaraları 57’den 71&rsqu DEVAMI...
Yeşil Alüminyum-3
Giriş Birincil alüminyum üretimi küresel seragazı emisyonlarının %2’sinden sorumlu ve üretilen toplam elektrik enerjisinin %4’ünü tüketiyor.   S&u DEVAMI...
SEKTÖREL HABERLER
Otomotiv Görünümü 2040: Çin Otomobil Endüstrisi Yükselişte, Ancak Avrupa Bir Dönüşüm Sağlayabilir
Otomotiv endüstrisi temel bir değişimle karşı karşıya: elektromobilite önem kazanıyor, bölgesel pazarlar farklı şekilde gelişiyor ve Çinli üreticiler daha büyük bir rol üstlenebilir. Rekabet güc& DEVAMI...
ŞA-RA Enerji ve Çukurova Üniversitesi’den Öğrencilere Uygulamalı Eğitim Fırsatı
ŞA-RA Enerji ve Çukurova Üniversitesi Adana Organize Sanayi Bölgesi Teknik Bilimler Meslek Yüksekokulu arasında yapılan iş birliği ile öğrencilerin sektör deneyimini üniversite eğitimiyle buluşturacakları DEVAMI...
Hexagon 25 Yıllık İş Ortağı SEAT S.A. ile Stratejik İş Birliği Anlaşması İmzaladı
Sensör, yazılım ve otonom teknolojileri bir araya getiren dijital gerçeklik çözümlerinde dünya lideri Hexagon, otomotiv üreticisi SEAT S.A. ile 25 yıllık ortaklığını Manufacturing Intelligence böl&u DEVAMI...
Siber Casusluk Arka Kapıdan Devam Ediyor
Siber güvenlik şirketi ESET, Linux arka kapısı WolfsBane’in birden fazla örneğini tespit ederek bunu Çin’e bağlı bir gelişmiş kalıcı tehdit (APT)  grubu olan Gelsemium’a atfetti. Keşfedilen arka kapılar DEVAMI...
ESET Research Linux için ilk UEFI Bootkit’ini Keşfetti: Linux Kullanıcıları Hedefte
Siber güvenlik şirketi ESET, Linux sistemleri için tasarlanan ve yaratıcıları tarafından Bootkitty olarak adlandırılan ilk UEFI bootkit’ini keşfetti. Bu keşif UEFI önyükleme kitlerinin artık yalnızca Windows sistem DEVAMI...
Tosyalı Holding’den Büyük Hamle! Dev Rakibini Satın Aldı
Tosyalı Holding, metalurji sektöründe önemli bir hamle yaptı. Tosyalı Metalurji, sektördeki en büyük rakiplerinden Baştuğ Metalurji’yi satın alarak, yıllık sıvı çelik üretim kapasitesini 8 milyo DEVAMI...
Endüstrinin Geleceği: Yükselişte Olan İnsan Makineler
Yönetim danışmanlığı şirketi Horváth’tan Tobias Bock   İnsansı robotların üretim süreçlerine esnek bir şekilde entegre edilebileceğini vurguluyor. İnsansı robotların yakın zamandaki atılımının te DEVAMI...
Türkiye Çelik Üreticileri Derneği Değerlendirme
ÇELİK ÜRETİMİ  2024 yılının Ekim ayında Türkiye’nin ham çelik üretimi, geçen yılın aynı ayına göre %0,7 artışla 3 milyon tona yükseldi. Ocak-Ekim döneminde ise üretim %12,4 oran DEVAMI...
İlk 10 Ayda Otomotiv İhracatı 30 Milyar Doları Aştı!
Otomotiv Sanayii Derneği (OSD) 2024 yılının ilk 10 aylık dönemine ilişkin verileri açıkladı. Geçen yılın aynı dönemine göre toplam üretim yüzde 7 gerileyerek 1 milyon 122 bin 567 adet olarak gerçek DEVAMI...
2024 OSD Tedarik Başarı Ödülleri Sahiplerini Buldu!
Otomotiv tedarik sanayisinin başarılı kuruluşlarının ödüllendirildiği 2024 Yılı OSD Tedarik Sanayi Başarı Ödülleri Töreni düzenlendi. Etkinlikte OSD üyelerinin kalite anlayışı, teslimat güvenirliği, tek DEVAMI...
En Çok Okunanlar Son Eklenenler
Döküm Demir / Çelik Otomotiv Sanayi
YAYIN AKIŞI
FACEBOOK
TWITTER
INSTAGRAM