СОСТАВ, СВОЙСТВА, ПРИМЕНЕНИЕ

Магний (лат. Magnesium, Mg) - легкий, ковкий металл серебристо-белого цвета. Средне распространен в природе. При горении выделяется большое количество света и тепла.

При обычных условиях поверхность магния покрыта прочной защитной пленкой оксида магния MgO, которая разрушается при нагреве на воздухе до примерно 600 °C, после чего металл сгорает ослепительно белым пламенем Плотность магния при 20 °C - 1,737 г/см³, температура плавления металла t_пл = 651 °C, температура кипения - t_кип = 1103 °C, теплопроводность при 20 °C - 156 Вт/(м·К). Магний высокой чистоты пластичен, хорошо прессуется, прокатывается и поддается обработке резанием.

Типы месторождений:

1. Ископаемые минеральные отложения (магнезиальные и калийно-магнезиальные соли).

2. Морская вода.

3. Рассолы (рапа соляных озер).

4. Природные карбонаты (доломит и магнезит).

Главные месторождения находятся на территории США, Норвегии, Китая, России.

Применяется для восстановления металлического титана из тетрахлорида титана. Сплавы на основе магния являются важным конструкционным материалом в авиационной и автомобильной промышленности, благодаря их легкости и прочности.

Магний в виде чистого металла, а также его химические соединения (бромид, перхлорат) применяются для производства очень мощных резервных электрических батарей и сухих элементов. Химические источники тока на основе магния отличаются очень высокими значениями удельных энергетических характеристик и высоким разрядным напряжением.

Гидрид магния - один из наиболее емких аккумуляторов водорода, применяемых для его хранения. Оксид магния MgO применяется в качестве огнеупорного материала для производства тиглей и специальной футеровки металлургических печей. Перхлорат магния, Mg(ClO₄)₂ - ангидрон - применяется для глубокой осушки газов в лабораториях и в качестве электролита для химических источников тока с участием магния. Фторид магния MgF₂ применяется в виде синтетических монокристаллов в оптике (линзы, призмы). Бромид магния MgBr₂ - в качестве электролита для химических резервных источников тока.

Свойство магния гореть белым ослепительным пламенем широко используется в военной технике для изготовления осветительных и сигнальных ракет, трассирующих пуль и снарядов, зажигательных бомб. Смесь порошкового магния с перманганатом калия KMnO₄ - взрывчатое вещество.

Оксид и соли магния традиционно применяется в медицине в кардиологии, неврологии и гастроэнтерологии. Наиболее интересным природным ресурсом магния является минерал бишофит. Оказалось, что магниевые эффекты бишофита в первую очередь проявляются при транскутанном (через кожном) применении в лечении патологии опорно-двигательного аппарата. Бишофитотерапия использует биологические эффекты природного магния в лечении и реабилитации широкого круга заболеваний, в первую очередь, позвоночника и суставов, последствий травм, нервной и сердечно-сосудистой систем.

Магниевый порошок с окисляющими добавками (нитрат бария, нитрат аммония, перманганат калия, гипохлорит натрия, хлорат калия и т.д.) применялся (применяется сейчас в редких случаях) в фотоделе в химических фотовспышках (магниевая фотовспышка).

ПОЛУЧЕНИЕ МАГНИЯ

Обычный промышленный метод получения металлического магния — это электролиз расплава смеси безводных хлоридов магния MgCl₂ (бишофит), натрия NaCl и калия KCl. В расплаве электрохимическому восстановлению подвергается хлорид магния:

MgCl₂ (электролиз) = Mg + Cl₂.

Расплавленный металл периодически отбирают из электролизной ванны, а в нее добавляют новые порции магнийсодержащего сырья. Так как полученный таким способом магний содержит сравнительно много (около 0,1 %) примесей, при необходимости «сырой» магний подвергают дополнительной очистке. С этой целью используют электролитическое рафинирование, переплавку в вакууме с использованием специальных добавок - флюсов, которые «отнимают» примеси от магния, или перегонку (сублимацию) металла в вакууме.

Чистота рафинированного магния достигает 99,999 % и выше.

Разработан и другой способ получения магния - термический. В этом случае для восстановления оксида магния при высокой температуре используют кремний или кокс:

MgO + C = Mg + CO.

Применение кремния позволяет получать магний из такого сырья, как доломит CaCO₃·MgCO₃, не проводя предварительного разделения магния и кальция. С участием доломита протекают реакции:

CaCO₃·MgCO₃ = CaO + MgO + 2CO₂,

2MgO + CaO + Si = CaSiO₃ + 2Mg.

Преимущество термического способа состоит в том, что он позволяет получать магний более высокой чистоты. Для получения магния используют

не только минеральное сырье, но и морскую воду.

ЦИНК И ЕГО СПЛАВЫ