Magnesium on kevyin kaikista metallelementeistä ja sitä käytetään pääasiassa rakenteellisissa seokset johtuen kevyestä, lujuudestaan ja kestävyydestään korroosio.
On olemassa yli 60 eri mineraalia, joiden tiedetään sisältävän vähintään 20% magnesiumpitoisuutta, mikä tekee siitä maapallonkuoreen kahdeksannen yleisimmän elementin. Mutta kun vesimuodostumat otetaan huomioon, magnesiumista tulee maapallon runsain alkuaine. Tämä johtuu suolavedessä olevasta merkittävästä magnesiumpitoisuudesta, joka on keskimäärin noin 1290 miljoonasosaa (ppm). Globaalista magnesiumin tuotannosta on kuitenkin runsaudesta huolimatta vain noin 757 000 tonnia vuodessa.
ominaisuudet
- Atomisymboli: Mg
- Atominumero: 12
- Elementtiluokka: alkalimetalli
- Tiheys: 1,738 g / cm3 (20 ° C)
- Sulamispiste: 650 ° C (1202 ° F).
- Kiehumispiste: 1090 ° C (1994 ° F)
- Mohin kovuus: 2.5
Ominaisuudet
Magnesiumin ominaisuudet ovat samankaltaiset kuin sen sisarmetallin alumiini. Sillä ei ole vain pienin tiheys kaikista metalliosista, joten se on kevyin, mutta se on myös erittäin vahva, erittäin korroosionkestävä ja helposti työstettävissä.
Historia
Sir Humphrey Davy löysi magnesiumin ainutlaatuisena alkuaineena vuonna 1808, mutta sitä ei tuotettu metallisena muodostavat vuoteen 1831, jolloin Antoine Bussy valmisti magnesiumia dehydratoidun magnesiumin kanssa suoritetun kokeen aikana kloridi.
Elektrolyyttisen magnesiumin kaupallinen tuotanto aloitettiin Saksassa vuonna 1886. Maa pysyi ainoana tuottajana vuoteen 1916 saakka, jolloin magnesiumin (soihdut ja merkkimerkit) sotilaallinen kysyntä johti tuotantoon Yhdysvalloissa, Isossa-Britanniassa, Ranskassa, Kanadassa ja Venäjällä.
Maailman magnesiumin tuotanto laski sotien välillä, vaikka saksalainen tuotanto jatkoi natsien sotilaallisen laajentumisen tukemista. Saksan tuotanto kasvoi 20 000 tonniin vuoteen 1938 mennessä, mikä vastaa 60 prosenttia maailman tuotannosta.
Kiinnityksen saavuttamiseksi Yhdysvallat tuki 15 uutta magnesiumin tuotantolaitosta, ja vuoteen 1943 mennessä sen tuotantokapasiteetti oli yli 265 000 tonnia magnesiumia.
Toisen maailmansodan jälkeen magnesiumin tuotanto laski jälleen, kun tuottajat yrittivät löytää taloudellisia menetelmiä metallin uuttamiseksi, jotta sen hinta olisi kilpailukykyinen alumiinin kustannusten kanssa.
tuotanto
Käytetyn resurssin sijainnista ja tyypistä riippuen voidaan käyttää monenlaisia tuotantomenetelmiä magnesiummetallin puhdistamiseen. Tämä johtuu sekä siitä, että magnesiumia on niin runsaasti, että tuotanto on mahdollista monissa paikoissa ja vähäisessä määrin metallin loppukäyttösovellukset ovat niin hintaherkkiä, että rohkaisevat ostajia jatkuvasti etsimään mahdollisimman pieniä kustannuksia lähde.
Perinteisesti magnesiumia tuotetaan dolomiitista ja magnesiittimalmista, samoin kuin magnesiumkloridia sisältävistä suolaveistä (luonnossa esiintyvät suolakertymät).
Sovellukset
Koska magnesiumia on samankaltaisia alumiinin kanssa, sitä voidaan käyttää monien, ellei useimpien, alumiinisovellusten korvikkeena. Magnesiota rajoittavat kuitenkin edelleen sen uuttokustannukset, jotka tekevät metallista noin 20% kalliimpaa kuin alumiini. Kiinassa tuotetun magnesiumin tuontitullien vuoksi Yhdysvaltojen magnesiumhinnat voivat olla melkein kaksinkertaiset alumiinin hintaan.
Yli puolet kaikesta magnesiumista käytetään alumiiniseoksissa, jotka arvostetaan lujuudestaan, keveydestään ja kipinänkestävyydestään ja joita käytetään laajalti autojen osissa. Itse asiassa useat autonvalmistajat käyttävät valurauta-magnesium-alumiini (Mg-Al) -seoksia ohjauspyörien valmistukseen, ohjauspylväät, tukikiinnikkeet, kojetaulut, polkimet ja imusarjan kotelot, lukuisien joukossa osia. Mg-Al-die-valuja käytetään edelleen voimansiirto- ja kytkinpesien valmistukseen.
Suuri lujuus ja korroosionkestävyys ovat kriittisiä ilmailualan seoksille, samoin kuin helikopterien ja kilpa-autojen vaihdelaatikoille, joista monet luottavat magnesiumseoksiin.
Olut- ja soodapurkeilla ei ole samoja vaatimuksia kuin ilmailualan seoksilla, mutta alumiiniseoksessa, joka muodostaa nämä tölkit, käytetään pieni määrä magnesiumia. Huolimatta siitä, että käytetään vain pientä määrää magnesiumia tölkkiä kohti, tämä teollisuus on silti suurin metallin kuluttaja.
Magnesioseoksia käytetään myös muilla teollisuudenaloilla, joilla on kevyt ja kestävä metalliseossovellus ratkaisevan tärkeitä, kuten moottorisahoissa ja koneiden osissa sekä urheiluvälineissä, kuten pesäpallomailat ja kalastus rullia.
Yksin, magnesiummetallia voidaan käyttää rikinpoistossa rauta- ja teräksen tuotanto, hapettajana termisessä pelkistyksessä titaani, zirkoniumia ja hafniumia, ja nodularisaattorina nodulaarisen valuraudan valmistuksessa.
Muita magnesiumin käyttökohteita ovat anodina katodisuojaukselle kemikaalien varastosäiliöissä, putkistoissa ja aluksissa sekä soihdutuspommien, sytytyspommien ja ilotulitusvälineiden valmistuksessa.
Lähteet:
Lisätietoja perusteellisesta magnesiumin historiasta on Bob Brownin historiassa magnesiumista, saatavana osoitteessa Magnesium.com. http://www.magnesium.com
USGS. Kivennäisaineita koskevat yhteenvedot: magnesium (2011).
Lähde: http://minerals.usgs.gov/minerals/pubs/commodity/magnesium/
Kansainvälinen magnesiumyhdistys. www.intlmag.org