鎂被稱為鋁的小弟弟。一來(lái),它比鋁還輕;二來(lái),在地殼中含量?jī)H次于鋁,它的豐度為鋁的四分之一。
鎂的化學(xué)性質(zhì)比鋁更活潑,因此,要從礦石中提取它,更為困難。工業(yè)制取鎂,常利用在鉀的礦床中發(fā)現(xiàn)鎂的復(fù)鹽光鹵石(MgCl2?KCl?6H2O)?;?qū)自剖纸鉃檠趸V再用硅鐵還原。好在海洋是它的一個(gè)豐富的來(lái)源。它大量存在于海水中,人們知道,海洋中所有的各種溶解物相當(dāng)于海水總量的 3.5%,在這些溶解物中,有 3.7%的鎂離子。因此,在海洋里含有 2000億噸鎂,可以說(shuō)是取之不盡,用之不竭了。事實(shí)上,凡是能夠以某種劃得來(lái)的成本從海水中提取出來(lái)的任何一種元素,都可以看做是取不盡、用之不竭的元素,因?yàn)樗谟玫粢院?,最后又?huì)回到海里。據(jù)估計(jì),如果在 100 萬(wàn)年以內(nèi)每年都從海水里提取 1 億噸鎂的話,海洋里的含鎂量只會(huì)從目前 0.13%下降到 0.12%。
有些國(guó)家從海水中吸取鎂,選用的辦法是先把海水泵進(jìn)巨大的儲(chǔ)槽里,然后加進(jìn)氧化鈣(氧化鈣也是從海中,即從牡蠣殼中取得的)。這樣,使海水中的鎂離子形成氫氧化鎂,由于氫氧化鎂是不溶解的,它會(huì)從溶液中沉淀下來(lái)。在氫氧化鎂加進(jìn)鹽酸后,氫氧化鎂就會(huì)轉(zhuǎn)變?yōu)槁然V,進(jìn)而可得到焙燒過(guò)的氯化鎂。再將熔融的氯化鎂進(jìn)行電解,便制得金屬鎂。這種類似生產(chǎn)鋁的過(guò)程,當(dāng)然需要消耗大量的電能。
純鎂并不作結(jié)構(gòu)材料使用,因?yàn)樗膹?qiáng)度不高。而且鎂是可燃金屬,它在溫度 550~600℃時(shí)就會(huì)劇烈燃燒。但鎂可與鋁、鋅、錳等金屬制成合金。它們之中最主要的兩組是鎂、鋁、鋅合金和帶有少量釷或鋯添加物的鎂、鈰合金。
鎂合金最主要的優(yōu)點(diǎn)在于它能很好地進(jìn)行切削加工。在同樣的切削速度條件下,其切削應(yīng)力,鎂大約是黃銅的 1/2,而只是鋼的 1/6。
鎂合金可以制造飛機(jī)、快艇,可以制成照明彈、鎂光燈,還可作為火箭的燃料。人們?nèi)粘S玫膲毫﹀伡澳承╀X制品中也含有鎂。農(nóng)業(yè)有一種鎂肥,其主要成分就是鎂。鎂是組成植物葉綠素的主要元素,又能促進(jìn)作物對(duì)磷的 吸收作用。作物缺鎂,光合作用就減少,生長(zhǎng)停滯,葉片發(fā)黃并出現(xiàn)斑點(diǎn), 鎂還是冶煉某些珍貴的稀有金屬(如鈦)的還原材料。
鎂磚是含氧化鎂 80%~88%以上的堿性耐火材料,它能耐 2000℃以上的高溫,對(duì)堿性爐渣有高度穩(wěn)定性,主要用于堿性煉鋼平爐和其他堿性冶金爐以及水泥窯的爐襯。鎂氧水泥是由輕質(zhì)氧化鎂粉末與氯化鎂或硫酸鎂溶液調(diào)制而成的膠凝材料,硬化快,強(qiáng)度高。可摻和木屑、刨花等為填料,用作建筑材料,也用于制造人造石、刨花板等。氯化鎂還可以作凝乳劑。點(diǎn)豆腐的鹵水,其主要成分就是氯化鎂。在醫(yī)藥上常用硫酸鎂作瀉藥。
金屬鎂主要是從菱鎂礦、海水中以及湖鹽中提煉。菱鎂礦不僅可提煉金屬鎂,還是重要的耐火材料和水泥原料。我國(guó)的菱鎂礦很豐富,儲(chǔ)量占世界總儲(chǔ)量的 60%以上,產(chǎn)量也居世界首位。
當(dāng)今世界上生產(chǎn)海水鎂礦的 3 個(gè)主要國(guó)家分別是美、日、英。目前,美國(guó)共有 7 家公司的 8 個(gè)工廠生產(chǎn)海水鎂礦,年生產(chǎn)能力為 77.5 萬(wàn)噸,占全國(guó)鎂礦生產(chǎn)總量的 74%,成為世界上海水鎂礦生產(chǎn)最多的國(guó)家。
日本生產(chǎn)海水鎂礦的能力達(dá)到年產(chǎn) 70 萬(wàn)噸,位居世界第二位。
目前世界海水鎂礦的年產(chǎn)量已達(dá) 270 萬(wàn)噸,約占鎂礦總產(chǎn)量 1/3。我國(guó)由于陸地天然菱鎂礦資源豐富,鎂及鎂的化合物的來(lái)源主要靠陸地解決,只是根據(jù)需要每年利用制鹽鹵水生產(chǎn)一些氯化鎂。我國(guó)海水鎂礦的開發(fā),近 10年進(jìn)行了一些研究和試生產(chǎn),研究的內(nèi)容包括產(chǎn)品種類、海水預(yù)處理、沉淀劑、降硼等方法,并取得了可喜的成績(jī)。
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