§ 3 Применение магния

Одним из главных потребителей магния всегда служила военная промышленность (авиация и ракетная техника). Последнее время магний применяют в гражданской промышленности. Этому способствует открытие новых сплавов на основе магния, обладающих высокой механической прочностью, химической стойкостью и жаропрочностью. Магниевые сплавы используют в авиационной и автомобильной промышленности, машино – и приборостроении, в качестве протекторной защиты и гальванических элементов. Магний благодаря его высокой восстановительной способности применяется при получении редких металлов (титана, циркония, урана и др.), а также бора и мышьяка, как модификатор чугуна.

Порошки из магния и его сплавов применяют в пиротехнике, а также в качестве высококалорийного горючего в ракетах.

§ 4 Руды и минералы магния

Магний принадлежит к группе элементов, наиболее распространенных в земной коре, занимая 8 место. Процент содержания магния составляет 2,35 % от массы земной коры. Благодаря высокой химической активности магний в природе встречается только в связанном виде. Часть магния, в основном в виде хлоридов и сульфидов, содержится в морской воде и в воде соляных источников и озер; около 3,7 % общего количества магния, содержащегося в земной коре, находится в морской воде.

Существует около 200 минералов магния: карбонаты, хлориды, сульфаты, силикаты и др. Широкое промышленное применение имеют хлориды и карбонаты.

Карбонаты:

- магнезит MgCO₃

- доломит MgCO₃ * CaCO₃

Хлориды:

- бишофит MgCl₂ * 6H₂O

- карналлит KCl * MgCl₂ * 6H₂O

Сульфаты:

- кизерит MgSO₄ * H₂O

- каинит MgSO₄ * KCl * 3H₂O

- лангбейнит 2MgSO₄ * K₂SO₄ * H₂O

Силикаты и другие:

- змеевик 2MgO * 2SiO₂ * 2H₂O

- оливин MgSiO₄

- брусит Mg(OH)₂

Магниевое сырье бывает 2 видов:

1) рудное (карбонаты и карналлит):

а) Магнезит представляет собой природный карбонат магния, загрязненный соединениями кремния, железа, алюминия, кальция и марганца. Месторождения магнезита: Саткинское (Ср.Урал), Халиловское (Оренбургская обл.). Магнезит, используемый в производстве магния почти не должен содержать примесей. К числу наиболее вредных примесей следует отнести оксид кремния и оксид железа. Для удаления примесей магнезит подвергают обогащению в тяжелых суспензиях. Иногда магнезит предварительно обжигают при 700-800 ⁰С для получения оксида магния: MgCO₃ → MgO + CO₂

Затем сырой или обожженный магнезит в смеси с восстановителем подвергают хлорированию для получения безводного хлорида магния. В настоящее время основное количество магнезита идет на производство огнеупоров.

б) Доломит - двойной карбонат магния и кальция, в которых содержание оксида магния примерно в 1,5 раза меньше, чем оксида кальция . Использовать его для непосредственного получения магния невыгодно, т.к. при хлорировании получается расплав с низким содержанием хлорида магния. Обожженный доломит используется для осаждения гидрокснда магния из хлормагниевых щелоков (отходов, образующихся при производстве калийных солей):

MgCl₂ + CaO * MgO + 2H₂O = 2Mg(OH)₂ + CaCl₂/

Полученный гидроксид магния в смеси с восстановителем подвергается хлорированию для получения безводного хлорида магния.

Месторождения доломита: Жигулевское и Никитинское (Добасс), Щелковское и Подольское (Московская обл.), Изваровское (Ленинградская обл.).

в) Карналлит находится в природе в виде залежей, состоящих из смеси различных минералов, в число которых входит галит (NаС1), ангидрит (СаSO₄), сильвин (КС1). Карналлит – гигроскопическая ископаемая соль. Естественный карналлит подвергают гидрохимическому обогащению, основанному на меньшей растворимости NaCl по сравнению с KCl и MgCl₂.

Карналлит в качестве исходного сырья используется только в России. Для получения чистого карналлита карналлитовую руду после дробления и отделения пустой породы направляют на производство искусственного карналлита. Основным промышленным способом получения искусственного карналита является галлургический способ, основанный на различной совместной растворимости MgCl₂

КС1, NаС1 в воде в зависимости от температуры.

Месторождение карналлита: Соликамское (Урал).

2 ) природные рассолы (бишофит)

На этом виде сырья работают Америка и Израиль.

Морская вода - это практически неисчерпаемый источник магниевых солей. В одном кубическом метре морской воды содержится примерно 1 кг. магния. Концентрация солей магния в воде соляных озер еще более высока. В некоторых странах хлорид магнгия получают из морской и озерной воды, в нашей стране данное производство незначительно.

Месторождения: Крым, Нижняя Волга, Алтайские озера.

ВОПРОСЫ

1. В каком году впервые был выделен магний и каким способом?

2. Почему в настоящее время магний не получают восстановлением парами натрия или калия?

3. Назовите и охарактеризуйте основные минералы магния, используемые в

промышленности.

4. Что такое искусственный карналлит?

5. Как получают искусственный карналлит? Какое свойство карналлита используют при его обогащении?