El magnesio se descubrió por primera vez en la región de Tesalia, Grecia, y se llamó Magnesia. Es el tercer elemento metálico más abundante en la corteza terrestre, pero rara vez se encuentra en su forma pura debido a que forma enlaces fácilmente con otros elementos. El magnesio metálico fue obtenido por primera vez a partir de su mineral en 1808 en pequeñas cantidades por Sir Humphry Davy, y la producción industrial comenzó en 1886 en Alemania.
El magnesio es el más liviano de todos los materiales estructurales comúnmente utilizados, con una densidad de 1,7 g/cm3 (106,13 lb/pie cúbico), aproximadamente un tercio más liviano que el aluminio y el titanio, y un cuarto de la densidad del acero. A pesar de esta ventaja, la producción de magnesio primario en 2012 fue de 905 mil toneladas, sólo el 2,5% de la producción de aluminio primario (45,2 millones de toneladas) y el 0,06% de la producción de acero en bruto (1546 millones de toneladas). Sin embargo, el volumen de producción de magnesio es mayor que el de titanio (211 mil toneladas).
Pequeñas adiciones de magnesio al aluminio confieren resistencia al fuego y solidez. La afinidad del magnesio con el azufre lo hace indispensable en la producción de ciertos grados de acero en bruto. Con ayuda del magnesio, en el proceso Kroll también se reduce el titanio metálico a partir del tetracloruro de titanio y se obtiene además hierro fundido de muy alta calidad. Juntas, estas cuatro áreas representaron el 61% del consumo de magnesio en 2012. Así, a pesar de su relativa condición de pececillo en la mezcla de producción de materiales, el magnesio desempeña un papel central en la fabricación y el uso de productos metálicos competidores.
Suministros de magnesio
La producción mundial de magnesio primario, según estimaciones de Roskill, aumentó de 499.000 toneladas en 2002 a 905.000 toneladas en 2012, una tasa de crecimiento anual compuesta (CAGR) del 6,1%. La producción del magnesio, el metal primario, está limitada a diez países.
China sigue dominando la producción de magnesio metálico primario. El país produjo más de 730 mil toneladas de metal en 2012 y su participación ese año representó más del 75% del suministro total. En China, sin embargo, ha habido un cambio en la producción. El gas abundante y barato como subproducto de la producción de coque llevó a los productores de magnesio a dirigir su atención a la provincia de Shaanxi en busca de mayores ganancias. Esto ha obligado a algunas provincias tradicionales del magnesio a luchar con sus competidores y, en general, la industria china del magnesio tiene una tasa de utilización de la capacidad apenas superior al 50%. Además, ha habido una consolidación industrial en China, con ocho fabricantes chinos entre los 10 principales fabricantes mundiales.
A pesar de los recientes esfuerzos del gobierno chino para consolidar la industria, la mayor parte de la capacidad manufacturera china todavía está dispersa en plantas relativamente pequeñas, y la consolidación se produce en gran medida a nivel corporativo. Ocho empresas chinas se encuentran entre los 10 principales proveedores mundiales en términos de capacidad, cada una de las cuales supera las 50 mil toneladas al año, aunque sólo cinco de ellas produjeron más de 30 mil toneladas en 2011 y una cerró en 2012.
Se desconoce el número de empresas con una capacidad inferior a 50 kt y una producción muy inferior a 30 kt, pero Roskill estima que son unas 50. En conjunto, estas pequeñas plantas representaron alrededor de un tercio de la capacidad mundial en 2012.
Fuente: Magnesium Metal: Global Industrial Markets and Prospects 2012, Roskill Information Services Ltd.
A pesar de varios cierres de plantas en el período previo a la recesión de 2008/09, particularmente en Canadá, la producción en Estados Unidos, Rusia e Israel ha aumentado desde entonces, aunque satisfaciendo en gran medida la demanda de la creciente industria del metal de titanio. La producción de magnesio reciclado se distribuye de manera más uniforme en todo el mundo, y Estados Unidos sigue siendo el principal reciclador. En 2010 se abrieron nuevas plantas primarias de magnesio en Malasia y Corea del Sur, y se esperaba que Irán hiciera lo mismo en 2013. La puesta en marcha prevista de la planta electrolítica del Lago Salado de Qinghai en China, con una capacidad de 100.000 toneladas al año, también puede cambiar el equilibrio de poder en China a corto plazo.
Los principales productores de magnesio primario fuera de China son VSMPO-Avisma y la planta de magnesio de Solikamsk en Rusia; Magnesio estadounidense en EE.UU.; Magnesio del Mar Muerto en Israel; Planta de titanio y magnesio de Ust-Kamenogorsk en Kazajstán; Rima Industrial en Brasil; CVM Minerals en Malasia; Magnohrom en Serbia; y POSCO en Corea del Sur.
El magnesio reciclado a partir de aleaciones de magnesio recicladas y como componente de aleaciones de aluminio reciclado es una fuente importante de suministro, particularmente en EE. UU., donde representa aproximadamente la mitad del suministro total. Tiene mucho menos significado en otros lugares. Roskill estima la capacidad y producción mundial de magnesio secundario (excluidas las aleaciones de aluminio, que forman un circuito de retroalimentación) en más de 200 mil toneladas por año, con alrededor del 40% de la capacidad concentrada en los Estados Unidos.
La mayor parte del comercio internacional de magnesio son exportaciones de China, que representaron la mitad de las exportaciones de magnesio en bruto (99,8% de las exportaciones de magnesio en bruto en 2012. Este material es importado principalmente por Canadá, Japón y Europa. El mercado estadounidense está protegido de las importaciones chinas por altos derechos antidumping, y el magnesio se suministra al país desde Israel, o producción primaria y secundaria nacional Según Global Trade Atlas, analizado por Roskill. el comercio internacional El magnesio bruto cayó de unas 500.000 toneladas en 2007 a 305.000 toneladas en 2009, aumentó a 480.000 toneladas en 2011, pero disminuyó ligeramente en 2012.
En 2012 se vendieron unas 50.000 toneladas de residuos y chatarra (frente a 62.000 toneladas en 2007), principalmente exportaciones de Canadá, Alemania y Austria e importaciones a EE.UU., República Checa y Hungría. Además, en 2012 se vendieron aproximadamente 110 mil toneladas en forma de aserrín, virutas, gránulos y polvo, exportándose principalmente desde China e importando a Alemania, Turquía y Canadá. Por último, en 2012 se vendieron 37.000 toneladas de productos forjados (frente a 46.000 toneladas en 2011), principalmente exportaciones de China, Austria y Alemania, e importaciones a Taiwán, Nueva Zelanda y el Reino Unido.
Demanda de magnesio
El consumo aparente mundial (producción + importación - exportación) de magnesio alcanzó las 1.050.000 toneladas en 2007, una tasa media de crecimiento anual del 8% en comparación con las 630.000 toneladas consumidas en 2001. El consumo de magnesio metálico primario cayó un 7% en 2008 y otro 15% en 2009, quedando por debajo de 690.000 toneladas, ya que la crisis económica mundial provocó una disminución significativa de la demanda de productos que contienen magnesio.
Sin embargo, el mercado se recuperó, superando en 2011 los niveles de 2007 y mostrando un nuevo pico de demanda en 2012. El reciclaje de magnesio ha aumentado aún más el consumo: el consumo total de magnesio superó el millón de toneladas en 2007 y los 1,1 millones de toneladas en 2012.
China domina el consumo mundial con 340 mil toneladas en 2012, el 33% del total. Otros mercados importantes para el magnesio son América del Norte (23% del consumo mundial) y Europa (18%). Rusia y Japón también son grandes consumidores y juntos representan el 12%.
Históricamente, las aleaciones de aluminio han sido la principal aplicación del magnesio en todo el mundo, aunque en 2012, el consumo de magnesio en este uso final y el consumo de magnesio en las aleaciones de fundición a presión eran iguales, y cada aplicación representaba aproximadamente 365 k toneladas, o el 33 % del consumo total. . La industria del embalaje es el mercado más grande para el magnesio en aleaciones de aluminio, seguida por el transporte, la construcción y los bienes de consumo duraderos.
La industria del automóvil es, con diferencia, el mayor consumidor de componentes fundidos de magnesio. La fundición a presión de aleación de magnesio se utiliza para carcasas, conjuntos, soportes y otros componentes para todas las capas de automóviles. Vehículo. El consumo medio de magnesio por vehículo en 2012 fue de 2,3 kg, alcanzando algunos modelos los 26 kg. El magnesio se utiliza en la fabricación de carcasas de fundición para dispositivos de comunicación (como teléfonos móviles y teléfonos inteligentes), ordenadores portátiles, tabletas y otros equipos electrónicos. Este es el segundo mayor uso de magnesio fundido, después de los automóviles.
La producción de esponja de titanio (es decir, metal de titanio en bruto) fue el tercer uso más importante de magnesio, representando aproximadamente 123 kt o el 11% del consumo mundial total en 2012, y la desulfuración se convirtió en el cuarto uso más importante, con un volumen de 119 000 toneladas en 2012. El uso de magnesio en la fabricación de acero ha disminuido en últimos años, debido a la crisis económica mundial y la consiguiente desaceleración (o disminución) de la producción de acero en muchos países. De media, en todo el mundo se utilizan aproximadamente 50 g/t de acero.
Fuente: "Magnesium Metal: Global Industrial Markets and Prospects 2012", Roskill Information Services Ltd.
El magnesio también se utiliza en otras aplicaciones, por ejemplo, como modificador esferoidizante para hierro fundido y como protección catódica, un método para prevenir la corrosión al obligar a todas las superficies de una estructura metálica a ser cátodos mediante la provisión de ánodos metálicos activos externos. Roskill estima que el uso de magnesio para estas dos aplicaciones fue de alrededor de 65 kt y 60 kt en 2012.
Si bien el aumento de la producción de vehículos en algunas regiones ha impulsado el consumo desde la crisis de 2008/09, el mercado se ha visto algo frenado por los menores envíos de vehículos europeos. Sin embargo, como resultado de la presión por la reducción de emisiones, el crecimiento en el uso de magnesio en el sector del transporte continúa superando el uso del metal en materiales tradicionales como el acero, y se pronostica que el mercado del moldeo por inyección crecerá entre un 6% y un 7% por año. año hasta 2017. En las aleaciones de aluminio, el magnesio se utiliza principalmente en envases y este mercado continúa mostrando una fuerte expansión debido al crecimiento económico de los países en desarrollo.
El peso más ligero de los vehículos y China aumentan la demanda de magnesio
Roskill estima que el consumo de magnesio alcanzó un nuevo máximo en 2012 con 1,1 millones de toneladas, y la demanda aumentó un 5,5% anual durante la última década. Las industrias que más consumen magnesio siguen siendo la industria de la fundición a presión y las aleaciones de aluminio, cada una de las cuales representa un tercio del consumo total. La industria del transporte es el mayor consumidor de piezas fundidas y el segundo mayor consumidor de metal, después de las aleaciones envasadas de aluminio y magnesio.
La industria del magnesio se está beneficiando del crecimiento de la producción automotriz, liderada por China, así como del aumento del consumo de magnesio en los vehículos a medida que los fabricantes se esfuerzan por cumplir los objetivos gubernamentales de reducción de emisiones y el aumento de los costos del combustible impacta las tendencias de compra de los consumidores. Los continuos esfuerzos por perder peso significan que la ingesta de magnesio seguirá aumentando al menos un 5,0% anual hasta 2017. Es probable que el uso de magnesio en piezas fundidas crezca más rápido, un 6,5% anual, pero el mercado se verá frenado por tasas de crecimiento más bajas en la desulfuración del acero y el recocido esferoidal.
El crecimiento del consumo chino ha más que compensado la ligera caída en el resto del mundo desde 2007, y Asia representó el 43% del total mundial en 2012, frente al 35% hace cinco años. América del Norte representó el 20% del consumo y Europa el 15%. India y Corea del Sur han mostrado un fuerte crecimiento del consumo en los últimos cinco años, pero desde una base baja en términos de volumen, mientras que el consumo en Rusia casi se ha duplicado debido al aumento de la producción de titanio. Asia, más específicamente China, seguirá mostrando el crecimiento más rápido en la demanda de magnesio a nivel regional hasta 2017.
China domina la oferta mundial, pero a menudo se pasa por alto la competencia interna
La producción primaria de magnesio sigue estando dominada por China, que según Roskill representó el 75% de la producción mundial en 2012. Rusia y Estados Unidos juntos representan otro 16%, seguidos por los productores más pequeños, Israel, Kazajstán, Brasil, Serbia y Ucrania. Malasia y Corea del Sur han entrado en el mercado en los últimos años, aunque en pequeña escala, pero eso y una cierta expansión limitada de las operaciones existentes han hecho poco para diluir la creciente participación de China. El magnesio secundario, cuya producción en 2012 ascendió a 211 mil toneladas, procede principalmente de chatarra de fundición. América del Norte es la principal fuente de magnesio reciclado, seguida de Europa, ya que estas regiones siguen siendo grandes consumidoras de productos a base de magnesio.
La posición de liderazgo de China en la producción primaria de magnesio refleja la disponibilidad interna y el bajo costo del ferrosilicio y la energía (en forma de carbón, coque y electricidad), que son los principales componentes del proceso de obtención del metal, que requiere un uso intensivo de energía. Sin embargo, ante el aumento de los precios de la energía y la presión gubernamental para reducir las emisiones, las empresas chinas de magnesio han invertido en simplificar el proceso para reducir costos. Aunque a menudo se considera a China como una entidad única para el suministro de magnesio, la competencia en la industria nacional también ha aumentado considerablemente debido al reciente aumento en la disponibilidad de gas de coque, como resultado del traslado de la producción nacional a la provincia de Shaanxi, que ha limitado el crecimiento en provincias de Shanxi y Ningxia, y como resultado de pérdidas de producción en otros lugares.
Los bajos costos de capital en la transición desde plantas a escala de laboratorio significan que trasladar la producción nacional de una provincia a otra es relativamente simple, pero conduce a un crecimiento significativo de la capacidad. Roskill estima la capacidad primaria china en 1,3 millones de toneladas, pero de esta cantidad sólo se utilizan entre 0,8 y 0,9 millones de toneladas; las capacidades restantes están suspendidas o son antieconómicas. Esta tendencia llevó al cierre de al menos un importante fabricante en China en 2012, así como a la consolidación de la industria.
A pesar de la competitividad de precios y el exceso de capacidad en China, una nueva planta electrolítica de 100.000 toneladas en la provincia de Qinghai, que se inaugurará próximamente, podría transformar aún más el panorama nacional. Varias empresas que utilizan nuevos procesos o variaciones de métodos electrolíticos y térmicos existentes también continúan explorando la posibilidad de producción primaria de magnesio en otros países, especialmente Australia y Canadá. Sin embargo, hasta que estos proyectos puedan competir con los costes de producción chinos y ser económicamente viables a los precios actuales y previstos del magnesio de 2.500-3.000 $/t, China parece dispuesta a aumentar gradualmente su cuota de mercado a medida que aumente la demanda.
Precios del magnesio
No existen plataformas para el comercio de magnesio en el mundo y, por lo tanto, en la mayoría de los casos, los términos del contrato se negocian directamente entre productores y consumidores. Sin embargo, los comerciantes y fabricantes chinos venden al contado un gran volumen de material chino a los mercados europeo, japonés y nacional. Por lo tanto, los principales precios de mercado del magnesio son los precios internos y de exportación de China para el metal con una pureza del 99,8% de magnesio, y los precios de almacén europeos ex-Rotterdam. Algunos suministros de magnesio ocurren fuera del comercio de China con otros países, pero forman una parte más pequeña del mercado abierto general.
La creciente demanda, particularmente en China, ha llevado a crecimiento rápido precios en el cuarto trimestre de 2007 y el primer semestre de 2008. En su punto máximo en la primera mitad de 2008, los precios subieron por encima de 6.000 USD/t FOB China para el lingote de magnesio con una pureza del 99,8%. En los años siguientes, los precios retrocedieron a niveles más bajos, impulsados por la reducción de la demanda debido a la crisis económica mundial, aunque se mantuvieron más altos que antes del pico de 2007/08. La eliminación del derecho de exportación del 10% sobre los envíos chinos a finales de 2012 provocó un efecto dominó en los precios de exportación tanto europeos como chinos, elevando los precios a 2.500-3.000 $/t FOB China a partir de 2013. Debido a los derechos antidumping sobre el material chino, el magnesio se vende con un precio superior en Estados Unidos.
El magnesio es un metal muy extendido en la naturaleza y de gran importancia biogénica para el ser humano. Es una parte integral gran cantidad varios minerales, agua de mar, aguas hidrotermales.
Propiedades
Metal plateado brillante, muy ligero y dúctil. No magnético, tiene alta conductividad térmica. En condiciones normales en el aire se cubre con una película de óxido. Cuando se calienta por encima de 600 °C, el metal se quema, liberando una gran cantidad de calor y luz. Se quema en dióxido de carbono y reacciona activamente con el agua, por lo que es inútil extinguirlo con métodos tradicionales.
El magnesio no interactúa con los álcalis; reacciona con los ácidos para liberar hidrógeno. Resistente a los halógenos y sus compuestos; por ejemplo, no interactúa con flúor, ácido fluorhídrico, cloro seco, yodo ni bromo. No se destruye bajo la influencia de productos derivados del petróleo. El magnesio es poco resistente a la corrosión; esta deficiencia se corrige añadiendo pequeñas cantidades de titanio, manganeso, zinc y circonio a la aleación.
El magnesio es necesario para la salud del sistema cardiovascular y nervioso, para la síntesis de proteínas y la absorción corporal de glucosa, grasas y aminoácidos. El orotato de magnesio (vitamina B13) juega un papel importante en el metabolismo, normaliza la actividad cardíaca, previene la deposición de colesterol en las paredes de los vasos sanguíneos, aumenta el rendimiento de los atletas y es tan eficaz como los esteroides.
Obtener magnesio diferentes caminos, a partir de minerales naturales y agua de mar.
Solicitud
— La mayor parte del magnesio extraído se utiliza para la producción de aleaciones estructurales de magnesio, que tienen demanda en las industrias de aviación, automoción, nuclear, química, refinación de petróleo y en la fabricación de instrumentos. Las aleaciones de magnesio se distinguen por su ligereza, resistencia, alta rigidez específica y buena maquinabilidad. No son magnéticos, tienen una excelente disipación de calor y 20 veces más resistentes a las vibraciones que el acero aleado. Las aleaciones de magnesio se utilizan para la fabricación de tanques para almacenar gasolina y productos derivados del petróleo, partes de reactores nucleares, martillos neumáticos, tuberías neumáticas, automóviles; tanques y bombas para trabajar con ácido fluorhídrico, para almacenar bromo y yodo; Estuches para portátiles y cámaras.
— El magnesio se utiliza mucho para obtener algunos metales por reducción (vanadio, circonio, titanio, berilio, cromo, etc.); para dotar de mejores características mecánicas al acero y al hierro fundido, para la limpieza del aluminio.
— En su forma pura forma parte de muchos semiconductores.
— En la industria química, el magnesio en polvo se utiliza para secar sustancias orgánicas, como el alcohol y la anilina. Los compuestos organomagnesicos se utilizan en síntesis químicas complejas (por ejemplo, para obtener vitamina A).
— El polvo de magnesio tiene una gran demanda en la tecnología de cohetes como combustible rico en calorías. En asuntos militares: en la producción de bengalas, municiones trazadoras y bombas incendiarias.
— El magnesio puro y sus compuestos se utilizan para fabricar poderosas fuentes de corriente química.
— El óxido de magnesio se utiliza para la fabricación de crisoles y hornos metalúrgicos, ladrillos refractarios y en la fabricación de caucho sintético.
— Los cristales de fluoruro de magnesio tienen una gran demanda en óptica. 
— El hidruro de magnesio es un polvo sólido que contiene un gran porcentaje de hidrógeno y que se obtiene fácilmente calentando. La sustancia se utiliza como “almacenamiento” de hidrógeno.
— Hoy en día es menos común, pero anteriormente el polvo de magnesio se usaba mucho en flashes químicos.
— Los compuestos de magnesio se utilizan para blanquear y decapar tejidos, para la fabricación de materiales aislantes térmicos y tipos especiales de ladrillos.
— El magnesio está incluido en muchos medicamentos, tanto de uso interno como externo (bischofita). Se utiliza como anticonvulsivo, laxante, sedante, cardíaco, antiespasmódico, para regular la acidez del jugo gástrico, como antídoto para las intoxicaciones ácidas, como desinfectante gástrico, para tratar lesiones y articulaciones.
— El estearato de magnesio se utiliza en las industrias farmacéutica y cosmética como relleno en tabletas, polvos, cremas y sombras de ojos; en la industria alimentaria se utiliza como suplemento alimenticio E470, evitando el apelmazamiento del producto.
En la tienda de productos químicos de Prime Chemicals Group puede comprar magnesio químico y sus diversos compuestos: estearato de magnesio, bischofita, cloruro de magnesio, carbonato de magnesio y otros, así como una amplia gama de reactivos químicos, cristalería de laboratorio y otros productos para laboratorios y producción. ¡Te gustarán los precios y el nivel de servicio!
En nuestro país, los ricos depósitos de magnesita se encuentran en los Urales medios (Satkinskoye) y en la región de Orenburg (Khalilovskoye). Y en la zona de la ciudad de Solikamsk se está desarrollando el depósito de carnalita más grande del mundo. La dolomita, el mineral que contiene magnesio más común, se encuentra en las regiones de Donbass, Moscú y Leningrado y en muchos otros lugares.
El magnesio metálico se produce de dos formas: electrotérmica (o metalotérmica) y electrolítica. Como sugieren los nombres, ambos procesos involucran electricidad. Pero en el primer caso, su función se reduce a calentar el aparato de reacción, y el óxido de magnesio obtenido a partir de minerales se reduce con algún agente reductor, por ejemplo, carbón, silicio, aluminio. Este método es bastante prometedor, en Últimamente está encontrando un uso cada vez mayor. Sin embargo, el principal método industrial para producir magnesio es el segundo, el electrolítico.
El electrolito es una masa fundida de cloruros anhidros de magnesio, potasio y sodio; El magnesio metálico se libera en el cátodo de hierro y los iones de cloro se descargan en el ánodo de grafito. El proceso se lleva a cabo en baños electrolizadores especiales. El magnesio fundido flota hasta la superficie del baño, de donde se retira de vez en cuando con una cuchara de vacío y luego se vierte en moldes. Pero el proceso no termina ahí: todavía hay demasiadas impurezas en ese magnesio. Por lo tanto, la segunda etapa es inevitable: la purificación del magnesio. El magnesio se puede refinar de dos maneras: mediante refundición y fundentes o mediante sublimación al vacío. El significado del primer método es bien conocido: aditivos especiales (fundentes) interactúan con las impurezas y las transforman en compuestos que se pueden separar fácilmente del metal mecánicamente. El segundo método, la sublimación al vacío, requiere equipos más complejos, pero con su ayuda se obtiene magnesio más puro. La sublimación se realiza en dispositivos de vacío especiales: autoclaves cilíndricas de acero. El metal "rugoso" se coloca en el fondo de la retorta, se cierra y se bombea el aire. Luego se calienta la parte inferior de la retorta y la parte superior se enfría constantemente con aire exterior. Bajo la influencia de las altas temperaturas, el magnesio se sublima: pasa a un estado gaseoso, sin pasar por el estado líquido. Su vapor asciende y se condensa en las paredes frías de la parte superior de la retorta. De esta forma es posible obtener un metal muy puro que contiene más del 99,99% de magnesio.
Del reino de Neptuno
Pero no sólo la corteza terrestre es rica en magnesio: en las despensas azules de los océanos y mares se almacenan reservas prácticamente inagotables y que se reponen constantemente. Cada metro cúbico de agua de mar contiene unos 4 kg de magnesio. En total, más de 64.016 toneladas de este elemento se encuentran disueltas en las aguas de los océanos del mundo.
Minería de magnesio
¿Cómo se obtiene el magnesio del mar? El agua de mar se mezcla en enormes tanques con lechada de cal hecha de conchas marinas molidas. De ello se obtiene la llamada leche de magnesia, que se seca y se convierte en cloruro de magnesio. Bueno, entonces entran en juego los procesos electrolíticos.
La fuente de magnesio puede ser no solo agua de mar, sino también agua de lagos salados que contienen cloruro de magnesio. Tenemos lagos de este tipo en nuestro país: en Crimea, Saki y Sasyk-Sivash, en la región del Volga, el lago Elton y muchos otros.
¿Con qué fines se utiliza el elemento No. 12 y sus conexiones?
El magnesio es extremadamente ligero y esta propiedad podría convertirlo en un excelente material de construcción, pero, desgraciadamente, el magnesio puro es blando y frágil. Por lo tanto, los diseñadores utilizan magnesio en forma de aleaciones con otros metales. Especialmente se utilizan ampliamente las aleaciones de magnesio con aluminio, zinc y manganeso. Cada uno de los componentes aporta su propia “participación” al propiedades generales: el aluminio y el zinc aumentan la resistencia de la aleación, el manganeso aumenta su resistencia anticorrosión. Bueno, ¿qué pasa con el magnesio? El magnesio hace que la aleación sea liviana: las piezas hechas de aleación de magnesio son entre un 20% y un 30% más livianas que el aluminio y entre un 50% y un 75% más livianas que el hierro fundido y el acero... Hay muchos elementos que mejoran las aleaciones de magnesio, aumentan su resistencia al calor y su ductilidad, y hacerlos más resistentes a la oxidación. Estos son litio, berilio, calcio, cerio, cadmio, titanio y otros.
El cohete de magnesio no despegará, pero...
Pero, lamentablemente, también hay "enemigos": hierro, silicio, níquel; empeoran las propiedades mecánicas de las aleaciones y reducen su resistencia a la corrosión.
Las aleaciones de magnesio se utilizan ampliamente. Tecnología aeronáutica y a reacción, reactores nucleares, piezas de motores, tanques de gasolina y aceite, instrumentos, carrocerías, autobuses, automóviles, ruedas, bombas de aceite, martillos neumáticos, taladros neumáticos, cámaras fotográficas y cinematográficas, binoculares: eso no es todo. Lista llenaÁreas de aplicación de aleaciones de magnesio.
El magnesio juega un papel importante en la metalurgia. Se utiliza como agente reductor en la producción de algunos metales valiosos: vanadio, cromo, titanio y circonio. El magnesio introducido en el hierro fundido lo modifica, es decir, mejora su estructura y aumenta sus propiedades mecánicas. Las piezas fundidas de hierro modificadas reemplazan con éxito las piezas forjadas de acero. Además, los metalúrgicos utilizan magnesio para desoxidar acero y aleaciones.
La propiedad del magnesio (en forma de polvo, alambre o cinta), de arder con una llama blanca y deslumbrante, se usa ampliamente en equipos militares para la fabricación de bengalas y bengalas, balas y proyectiles trazadores y bombas incendiarias. Los fotógrafos conocen bien el magnesio: “¡Cálmate! ¡Estoy filmando! - y un brillante destello de magnesio te ciega por un momento. Sin embargo, el magnesio desempeña cada vez menos este papel: el "bombardeo" de lámparas eléctricas lo ha reemplazado en casi todas partes.
Aplicaciones del magnesio
Y el magnesio participa en otra obra grandiosa: la acumulación de energía solar. Forma parte de la clorofila, que absorbe la energía solar y, con su ayuda, convierte el dióxido de carbono y el agua en sustancias orgánicas complejas (azúcar, almidón, etc.) necesarias para la nutrición de humanos y animales. Sin clorofila no habría vida y sin magnesio no habría clorofila: contiene un 2% de este elemento. ¿Es esto demasiado? Juzgue usted mismo: ¡la cantidad total de magnesio en la clorofila de todas las plantas de la Tierra es de unos 100 mil millones de toneladas! El elemento número 12 también se encuentra en casi todos los organismos vivos.
Si pesas 60 kg, aproximadamente 25 g de ellos son magnesio. Los servicios del magnesio son ampliamente utilizados por la medicina: todo el mundo conoce la “sal de Epsom” MgSO 4 -7H 2 O. Cuando se toma por vía oral, sirve como un laxante fiable y de acción rápida, y cuando se administra por vía intramuscular o infusiones intravenosas alivia la condición convulsiva, reduce los espasmos vasculares. El óxido de magnesio puro (magnesia quemada) se utiliza para aumentar la acidez del jugo gástrico, la acidez de estómago y la intoxicación por ácido. El peróxido de magnesio sirve como desinfectante para los trastornos estomacales.
Pero la medicina no se limita a los campos de aplicación de los compuestos de magnesio. Así, el óxido de magnesio se utiliza en la producción de cementos, ladrillos refractarios y en la industria del caucho. El peróxido de magnesio (“Novozon”) se utiliza para blanquear telas. El sulfato de magnesio se utiliza en las industrias textil y papelera como mordiente para teñir, y una solución acuosa de cloruro de magnesio se utiliza para la preparación de cemento de magnesio, xilolita y otros materiales sintéticos. El carbonato de magnesio MgCO 3 se utiliza en la producción de materiales de aislamiento térmico.
Y finalmente, otro amplio campo de actividad del magnesio es química Orgánica. El magnesio en polvo se utiliza para deshidratar sustancias orgánicas importantes como el alcohol y la anilina. Los compuestos de organomagnesio se utilizan ampliamente en la síntesis de muchas sustancias orgánicas.
Entonces, la actividad del magnesio en la naturaleza y economía nacional muy multifacético. Pero quienes piensan: “ya ha hecho todo lo que pudo” no tienen razón. Hay muchas razones para creer que el mejor papel del magnesio aún está por llegar.
Productos que contienen magnesio - MATERIAS PRIMAS SOBRE EL PAVIMENTO. Si se desea, el magnesio se puede extraer incluso de... simples adoquines: después de todo, cada kilogramo de piedra utilizada para pavimentar carreteras contiene aproximadamente 20 g de magnesio. Sin embargo, este proceso todavía no es necesario: el magnesio de la piedra de la carretera sería demasiado caro.
- MAGNESIO, SEGUNDA Y ERA. ¿Cuánto magnesio hay en el océano? Imaginemos que desde los primeros días de nuestra era, la gente comenzó a extraer magnesio de manera uniforme e intensiva del agua de mar y hoy ha agotado todas las reservas hídricas de este elemento. ¿Cuál cree que debería ser la “intensidad” de la minería? Resulta que cada segundo durante casi 2000 años sería necesario minar. millones de toneladas! Pero incluso durante la Segunda Guerra Mundial, cuando la producción de este metal estaba en su punto máximo, sólo se obtenían anualmente 80 mil toneladas de magnesio del agua de mar (!).
- MEDICAMENTOS SABROSOS. Las estadísticas muestran que los residentes de zonas con climas más cálidos experimentan calambres vasos sanguineos ocurren con menos frecuencia que entre los norteños. La medicina lo explica por las características nutricionales de ambos. Después de todo, se sabe que las infusiones intravenosas e intramusculares de soluciones de ciertas sales de magnesio alivian los espasmos y calambres. Las frutas y verduras ayudan a acumular el aporte necesario de estas sales en el organismo. Los albaricoques, los melocotones y la coliflor son especialmente ricos en magnesio. También se encuentra en el repollo, las patatas y los tomates.
- PRECAUCIÓN NO DAÑAR. Trabajar con aleaciones de magnesio a veces causa muchos problemas: el magnesio se oxida fácilmente. La fusión y fundición de estas aleaciones debe realizarse bajo una capa de escoria; de lo contrario, el metal fundido podría incendiarse al entrar en contacto con el aire.
Al pulir o pulir productos de magnesio, se debe instalar un dispositivo de succión de polvo encima de la máquina, porque las pequeñas partículas de magnesio dispersas en el aire crean una mezcla explosiva.
Sin embargo, esto no significa que cualquier trabajo con magnesio presente peligro de incendio o explosión. Es posible prender fuego al magnesio solo derritiéndolo, y esto no es tan fácil de hacer en condiciones normales: la alta conductividad térmica de la aleación no permitirá que una cerilla o incluso un soplete convierta los productos fundidos en polvo de óxido blanco. Pero las virutas o la cinta calefactora de magnesio deben manipularse con mucho cuidado.
- NO TENDRÁS QUE ESPERAR. Los tubos de radio convencionales empiezan a funcionar normalmente sólo después de que sus rejillas se calientan a 800°C. Cada vez que enciendes la radio o la televisión, debes esperar un rato antes de que la música comience a fluir o la pantalla azul parpadee. Para eliminar este inconveniente de los tubos de radio, los científicos polacos del Departamento de Ingeniería Eléctrica de la Universidad Tecnológica de Wroclaw propusieron recubrir los cátodos de las lámparas con óxido de magnesio: dichas lámparas comienzan a funcionar inmediatamente después de encenderlas.
- PROBLEMA DE LA CÁSCARA DE HUEVO. Hace varios años, los científicos de la Universidad de Minnesota en EE.UU. eligieron investigación científica cáscaras de huevo. Pudieron establecer que cuanto más magnesio contiene, más fuerte es la cáscara. Esto significa que al cambiar la composición del alimento para gallinas ponedoras, se puede aumentar la resistencia del caparazón. La importancia de esta conclusión para la agricultura se puede juzgar por las siguientes cifras: sólo en Minnesota, las pérdidas anuales por la lucha contra los huevos superan el millón de dólares. Nadie aquí dirá que este trabajo de los científicos “no vale la pena”.
- MAGNESIO Y... ATAQUE AL CORAZÓN. Los experimentos realizados por científicos húngaros con animales demostraron que la falta de magnesio en el cuerpo aumenta la susceptibilidad a sufrir ataques cardíacos. A algunos perros se les dio comida rica en sales de este elemento, a otros, pobre. Al final del experimento, los perros cuya dieta era baja en magnesio sufrieron un infarto de miocardio.
- ¡CUIDA EL MAGNESIO! Los biólogos franceses creen que el magnesio ayudará a los médicos en la lucha contra una enfermedad tan grave del siglo XX como el exceso de trabajo. Los estudios muestran que la sangre de las personas cansadas contiene menos magnesio que la de las personas sanas, e incluso las desviaciones más insignificantes de la “sangre de magnesio” de la norma no pasan sin dejar rastro.
Es importante recordar que en los casos en que una persona a menudo se irrita por cualquier motivo, el magnesio contenido en el cuerpo se "quema". Es por eso que en personas nerviosas y fácilmente excitables, se observan con mucha más frecuencia alteraciones en el funcionamiento de los músculos del corazón.
- MAGNESIO CARBÓNICO Y OXÍGENO LÍQUIDO. Los recipientes grandes para almacenar oxígeno líquido suelen tener forma de cilindro o bola para reducir la pérdida de calor. Pero una forma de almacenamiento bien elegida no lo es todo. Se necesita un aislamiento térmico confiable. Para estos fines, se puede utilizar un vacío profundo (como en un matraz Dewar), se puede utilizar lana mineral, pero a menudo se vierte polvo de carbonato de magnesio suelto entre las paredes interior y exterior de la instalación de almacenamiento. Este aislamiento térmico es económico y fiable.
El nombre magnesia se encuentra en el papiro de Leiden, que data del siglo III. Davy en 1808 obtuvo una pequeña cantidad de magnesio metálico impuro electrolizando magnesia blanca. Este metal no fue obtenido en forma pura hasta 1829 por Bussy.
La principal aplicación del magnesio es el uso del metal como material estructural ligero. Las aleaciones de este elemento se utilizan cada vez más en la industria del automóvil, la imprenta y la industria textil. Estas aleaciones se pueden utilizar en la producción de carcasas de motores de automóviles, trenes de aterrizaje y fuselajes de aviones. El magnesio no sólo se utiliza en la aviación; también se utiliza en la fabricación de escaleras, plataformas de carga, pasarelas para muelles, ascensores y transportadores, y en la producción de equipos ópticos y fotográficos.
El magnesio juega un papel muy importante en la metalurgia. Se utiliza como agente reductor en la producción de algunos metales raros y valiosos: titanio, vanadio, circonio y cromo. Las fuentes de corriente eléctrica creadas a base de magnesio se distinguen por una característica de energía específica bastante alta y altos voltajes de descarga.
El magnesio, como macroelemento, juega un papel muy importante en la vida, que se manifiesta en el hecho de que el elemento actúa como un regulador universal de los procesos fisiológicos y bioquímicos en un organismo vivo. Al formar enlaces reversibles con una gran cantidad de sustancias orgánicas, el magnesio proporciona la capacidad de metabolizar aproximadamente trescientas enzimas, a saber, fosfofructoquinasa, creatina quinasa, adenilato ciclasa, enzimas de síntesis de proteínas, K-Na-ATPasa, Ca-ATPasa, transporte de iones transmembrana, glucólisis y otros. El magnesio también es necesario para mantener la estructura de los ácidos nucleicos, algunas proteínas y ribosomas. El microelemento participa en la síntesis de proteínas, en reacciones de fosforilación oxidativa, en la formación de fosfatos ricos en energía y en el metabolismo de ácidos nucleicos y lípidos.
Propiedades biológicas
Como sabes, las hojas verdes de las plantas contienen clorofilas. No son más que complejos de porfirina que contienen magnesio implicados en la fotosíntesis.
El magnesio, entre otras cosas, también participa muy estrechamente en los procesos bioquímicos de los organismos animales. Para iniciar las enzimas se necesitan iones de magnesio, que son responsables de la conversión de fosfatos, así como del metabolismo de los carbohidratos y de la transmisión de los impulsos nerviosos. Además, también participan en el proceso de contracción muscular, que es iniciado por iones de calcio.
El magnesio, como macroelemento, juega un papel muy importante en la vida, que se manifiesta en el hecho de que el elemento actúa como un regulador universal de los procesos fisiológicos y bioquímicos en un organismo vivo. Al formar enlaces reversibles con una gran cantidad de sustancias orgánicas, el magnesio proporciona la capacidad de metabolizar aproximadamente trescientas enzimas, a saber, fosfofructoquinasa, creatina quinasa, adenilato ciclasa, enzimas de síntesis de proteínas, K-Na-ATPasa, Ca-ATPasa, transporte de iones transmembrana, glucólisis y otros. El magnesio también es necesario para mantener la estructura de los ácidos nucleicos, algunas proteínas y ribosomas. El microelemento participa en la síntesis de proteínas, en reacciones de fosforilación oxidativa, en la formación de fosfatos ricos en energía y en el metabolismo de ácidos nucleicos y lípidos.
El magnesio interviene en el control del funcionamiento normal de los miocardiocitos. El oligoelemento tiene gran valor Regulación de la función contráctil del miocardio. El magnesio es de particular importancia en el funcionamiento del sistema de conducción del corazón y del sistema nervioso. Un aporte suficiente de magnesio en el organismo contribuye a una fácil tolerancia. situaciones estresantes, además de suprimir la depresión. El magnesio también es muy importante para el metabolismo del sodio, calcio, fósforo, vitamina C y potasio. El magnesio interactúa bien con la vitamina A. Como puede ver, el magnesio controla el funcionamiento normal no solo de las células individuales, sino también de todas las partes del corazón: los ventrículos y las aurículas.
Una cantidad bastante significativa de magnesio se encuentra en los cultivos de cereales (harina integral, salvado de trigo) y en nueces, albaricoques, orejones, dátiles, cacao (en polvo) y ciruelas (ciruelas pasas). El pescado (especialmente el salmón), el pan de salvado, la soja, las nueces, el chocolate, las sandías y las frutas frescas (en particular los plátanos) también son ricos en magnesio. El magnesio se encuentra en los cereales (trigo sarraceno, avena, mijo), legumbres (guisantes, judías), algas, calamares, huevos, carne, pan (especialmente centeno integral), verduras (espinacas, perejil, lechuga, eneldo), limones, pomelos. almendras, nueces, halva (girasol y tahini), manzanas.
Un adulto sano contiene aproximadamente 140 g de magnesio (equivalente al 0,2% del peso corporal). La norma aceptada para la ingesta de magnesio en adultos es de 4 mg/kg. En promedio, esto es 350 mg/día para los hombres y 280 mg/día para las mujeres. El requerimiento diario de magnesio del cuerpo humano es de aproximadamente 280-500 mg. La deficiencia de magnesio en el cuerpo será causada por el consumo de alcohol, la hipertermia y la toma de diuréticos.
El magnesio no es tóxico. Dosis desenlace fatal no definido para humanos. Como resultado de una sobredosis excesiva de compuestos de magnesio (por ejemplo, antiácidos), existe riesgo de intoxicación. Cuando las concentraciones de magnesio en la sangre alcanzan el 15-18% mg, se produce la anestesia.
Si lo desea, puede extraer magnesio incluso de adoquines comunes: por cada kilogramo de piedra que se utiliza para pavimentar carreteras, el contenido de magnesio es de aproximadamente 20 gramos. Pero tal producción, sin embargo, todavía no es necesaria, porque El magnesio extraído de las piedras de las carreteras sería demasiado caro.
En uno metro cúbico El agua de mar contiene aproximadamente 4 kilogramos de magnesio. En general, más de 6,10 16 toneladas de este elemento químico se encuentran disueltas en las aguas de los océanos del mundo.
En aproximadamente el 90% de los pacientes que han sufrido un infarto de miocardio se detecta deficiencia de magnesio, que empeora en el período más agudo de la enfermedad.
En actividad física La necesidad de magnesio del cuerpo humano aumenta significativamente, por ejemplo, entre los atletas durante entrenamientos intensos y prolongados, durante competiciones deportivas importantes y cuando surgen situaciones estresantes. La pérdida de magnesio por parte del cuerpo humano en tales situaciones es comparable al grado de estrés físico o emocional.
Para prender fuego al magnesio, basta con acercarle una cerilla encendida en una atmósfera de cloro, el magnesio comienza a calentarse incluso manteniendo la temperatura ambiente; Cuando el magnesio se quema, comienza a liberarse una gran cantidad de calor y rayos ultravioleta: cuatro gramos de este "combustible" son suficientes para hervir un vaso de agua helada.
Los experimentos realizados por científicos húngaros con animales proporcionaron la siguiente información. La falta de magnesio en un organismo vivo aumenta la susceptibilidad de la criatura a sufrir ataques cardíacos. A algunos perros se les dio comida rica en sales de un elemento determinado, mientras que a otros se les dio comida pobre. Al final del experimento, los perros que tenían muy poco magnesio en su dieta sufrieron un infarto de miocardio.
El magnesio se encarga de proteger al organismo de los procesos asociados al envejecimiento y las enfermedades.
En experimentos con cultivos de trigo, se observó que la influencia de los psíquicos contribuyó a un aumento en la cantidad de magnesio en las semillas.
Cuanto mayor sea la cantidad de magnesio contenida en la dieta, menor será la probabilidad de sufrir cáncer de colon y recto. Los científicos creen que este microelemento puede influir en las células intestinales, evitando al mismo tiempo su crecimiento y degeneración.
La proporción de hombres y mujeres que sufren de deficiencia de magnesio es de 1:3.
Las investigaciones realizadas por científicos han demostrado que la ingesta diaria de magnesio en una cantidad de 500 a 700 miligramos reduce el nivel de triglicéridos y colesterol en la sangre. El fármaco más digerible en esta zona es el glicinato de magnesio, su absorción no depende de la acidez del estómago, el fármaco no provoca diarrea e irrita los intestinos.
En caso de deficiencia de magnesio, el cuerpo "toma" el microelemento de los huesos, por lo que después de una deficiencia prolongada de magnesio se produce un fuerte depósito de sales de calcio en las paredes de los vasos arteriales, en los riñones y en el músculo cardíaco.
Historia
El nombre magnesia se encuentra en el papiro de Leiden, que data del siglo III. El nombre probablemente proviene del nombre de una ciudad en el paisaje montañoso de Tesalia, de la ciudad de Magnisia. En la antigüedad, el óxido de hierro magnético se llamaba piedra de magnesio y el imán se llamaba magnés. Estos nombres finalmente se convirtieron latín y otros idiomas.
Lo más probable es que la similitud externa de la pirolusita (dióxido de manganeso) con el óxido de hierro magnético llevó al hecho de que piedra de magnesia, magnetis y magne se convirtieron en los nombres de minerales y menas de color marrón oscuro y oscuro, y posteriormente otros minerales comenzaron a llamarse así. .
La palabra Magnes (lat. Magnes) en la literatura alquímica significaba no una, sino muchas sustancias, por ejemplo, la piedra de Heraclia, el mercurio y la piedra de Etiopía. Los minerales que contienen magnesio también se conocen desde la antigüedad (jade, talco, dolomita, amianto y otros) y ya en aquella época eran muy utilizados.
Pero no se los consideraba sustancias individuales; se creía que eran simplemente modificaciones de otros minerales mucho más conocidos, generalmente la cal. Los estudios del agua mineral en Epsom Spring en Inglaterra, que fue descubierta en 1618, ayudaron a establecer el hecho de que una base metálica especial está presente en los minerales que contienen magnesio, así como en sales.
En 1695, Grew aisló sal sólida del agua de Epsom, que tenía un sabor amargo, y señaló que esta sal era de naturaleza significativamente diferente de todas las demás sales. En el siglo XVIII, muchos químicos analíticos destacados estudiaron la sal de Epsom, entre ellos Black, Bergman, Neumann y otros. Después de que se descubrieron fuentes de agua similares a Epsom en Europa continental, estos estudios comenzaron a extenderse aún más.
Lo más probable es que fue Neumann el primero en proponer llamar a la sal de Epsom (y era carbonato de magnesio) no negra (pirolusita), sino magnesia blanca. En la lista aparecía la tierra de magnesia blanca (la Tierra era una sustancia sólida en aquella época) (o "Magnesia alba"), que tenía el nombre de magnesia. cuerpos simples Lavoisier, mientras que Lavoisier consideraba que la “base de sal de Epsom” (o “base de sel d"Epsom”) era sinónimo de esta tierra. En la literatura rusa, la primera mitad del siglo XIX Durante siglos, a la magnesia a veces se la llamaba tierra amarga.
Davy en 1808 obtuvo una pequeña cantidad de magnesio metálico impuro electrolizando magnesia blanca. Este metal no fue obtenido en forma pura hasta 1829 por Bussy. Al principio, Davy propuso llamar magnesio al nuevo elemento y al nuevo metal (en latín Magnium), pero en ningún caso magnesia, que en aquellos días significaba la base metálica de la pirolusita (en latín Magnesium).
Sin embargo, después de que el nombre de magnesia negra cambiara con el tiempo, Davy decidió volver a llamar al metal magnesio. Me gustaría señalar el hecho de que inicialmente el nombre "magnesio" sobrevivió sólo en el idioma ruso, esto fue gracias al libro de texto de Hess; Científicos principios del XIX siglos ofrecieron varios más varias opciones nombres, por ejemplo, magnesio, gorkozemium (Shcheglov), magnesio (Strakhov).
Estar en la naturaleza
La corteza terrestre es bastante rica en magnesio; su contenido en magnesio es superior al 2,1% en peso. Solo 6 elementos tabla periódica elementos químicos Dmitry Ivanovich Mendeleev se encuentran en nuestro planeta con más frecuencia que el magnesio. El magnesio se encuentra en unos doscientos minerales. Pero en la mayoría de los casos sólo se obtiene de tres: carnalita, magnesita y dolomita.
El magnesio está presente en rocas cristalinas en forma de carbonato o sulfato insoluble, además (pero en mucho menos forma accesible) en forma de silicatos. La estimación del contenido total de magnesio depende en gran medida del modelo geoquímico utilizado en la práctica y, específicamente, de la relación de peso de las rocas sedimentarias y volcánicas. En este momento utilizar valores del 2%-13,3%. Lo más probable es que el valor más aceptable sea el 2,76%, porque sitúa al magnesio en el sexto lugar en abundancia después del calcio (4,66%) y antes del potasio (1,84%) y el sodio (2,27%).
La Federación de Rusia tiene los depósitos de magnesita más ricos, que se encuentran en la región de Orenburg (Khalilovskoye) y en los Urales medios (depósito de Satkinskoye). En la región de Solikamsk se está desarrollando el depósito más grande del mundo de uno de los minerales de magnesio más importantes: la carnalita. La dolomita se considera el mineral que contiene magnesio más común; se encuentra con mayor frecuencia en las regiones de Moscú y Leningrado, en Donbass y en muchos otros lugares.
Grandes extensiones de tierra, como las Dolomitas en lo que hoy es Italia, están compuestas en gran parte por un mineral llamado dolomita MgCa(CO3)2. En estos lugares también se pueden encontrar minerales sedimentarios de magnesio: carnalita K2MgCl4 · 6H2O, magnesita MgCO3, langbeinita K2Mg2(SO4)3, epsomita MgSO4 · 7H2O.
Hay enormes reservas de magnesio en el agua de los océanos y mares, así como en las salmueras naturales. En algunos países, estas aguas son la materia prima más importante para la producción de magnesio. Entre todos elementos metalicos En términos de contenido en agua de mar y océano, el magnesio ocupa el segundo lugar después del sodio. Un metro cúbico de agua de mar contiene aproximadamente cuatro kilogramos de magnesio. El magnesio también está presente en el agua dulce, junto con el calcio, provocando su dureza.
Los tipos más importantes de materias primas de magnesio son:
- - agua de mar - (Mg 0,12-0,13%)
- - bischofita - MgCl2. 6H2O (Mg 11,9%)
- - carnalita - MgCl2 KCl 6H2O (Mg 8,7%)
- - brucita - Mg(OH)2 (Mg 41,6%).
- - epsomita - MgSO4 · 7H2O (Mg 16,3%)
- - kieserita - MgSO4 H2O (Mg 17,6%)
- - kainita - KCl MgSO4 · 3H2O (Mg 9,8%)
- - dolomita - CaCO3 MgCO3 (Mg 13,1%)
- - magnesita - MgCO3 (Mg 28,7%)
Las sales de magnesio se encuentran en grandes cantidades entre los depósitos de sal de los lagos que se sedimentan espontáneamente. En muchos países se conocen depósitos de carnalita, sales sedimentarias fósiles.
La magnesita se forma predominantemente en condiciones hidrotermales y se clasifica como un depósito hidrotermal de temperatura intermedia. La dolomita es también una materia prima de magnesio muy importante. Los depósitos de dolomita son comunes y sus reservas son enormes. A menudo están asociados con secuencias de carbonatos, la mayoría de las cuales son de edad Pérmica o Precámbrica. Los depósitos de dolomita se forman por sedimentación, pero también pueden surgir cuando la piedra caliza se expone a soluciones hidrotermales, así como a aguas superficiales o subterráneas.
Tipos de depósitos de magnesio
- - Agua de mar
- - Yacimientos de minerales fósiles (sales de potasio-magnesio y magnesio)
- - Carbonatos naturales (magnesita y dolomita)
- - Salmueras (salmuera de lagos salados)
Solicitud
El magnesio es el material estructural más ligero utilizado a escala industrial. La densidad del magnesio (1,7 g/cm3) es menos de dos tercios de la densidad del aluminio. Las aleaciones de magnesio pesan cuatro veces menos que el acero. Entre otras cosas, el magnesio es altamente procesable y también se puede fundir o modificar utilizando cualquiera de los métodos estándar de trabajo de metales (estampado, laminado, trefilado, forjado, remachado, soldadura, soldadura fuerte). Es por ello que la principal aplicación del magnesio es el uso del metal como material estructural ligero.
Las aleaciones más utilizadas son el magnesio con manganeso, el aluminio y el zinc. Cada componente estas series contribuye a las propiedades generales de la aleación: el zinc y el aluminio pueden hacer que la aleación sea más duradera, el manganeso aumenta las propiedades anticorrosión de la aleación. El magnesio hace que la aleación sea liviana; las piezas fabricadas con aleación de magnesio son entre un 20% y un 30% más livianas que el aluminio y entre un 50% y un 75% más livianas que las piezas de hierro fundido y acero. Las aleaciones de este elemento se utilizan cada vez más en la industria del automóvil, la imprenta y la industria textil.
Las aleaciones a base de magnesio suelen contener más del 90% de magnesio, además de entre un 2% y un 9% de aluminio, entre un 1% y un 3% de zinc y entre un 0,2% y un 1% de manganeso. A altas temperaturas (hasta aproximadamente 450 °C), la resistencia de la aleación mejora notablemente durante la aleación con metales de tierras raras (por ejemplo, neodimio y praseodimio) o torio. Estas aleaciones se pueden utilizar en la producción de carcasas de motores de automóviles, trenes de aterrizaje y fuselajes de aviones. El magnesio no sólo se utiliza en la aviación; también se utiliza en la fabricación de escaleras, plataformas de carga, pasarelas para muelles, ascensores y transportadores, y en la producción de equipos ópticos y fotográficos.
Las aleaciones de magnesio se utilizan ampliamente en la construcción de aviones. En 1935, en la Unión Soviética se diseñó el avión Sergo Ordzhonikidze, que estaba compuesto casi en un 80% por aleaciones de magnesio. Este avión pasó con éxito todas las pruebas, por mucho tiempo operado en duras condiciones. Reactores nucleares, cohetes, piezas de motores, tanques de aceite y gasolina, carrocerías, vagones, autobuses, ruedas, martillos neumáticos, bombas de aceite, taladros neumáticos, cámaras fotográficas y de película, binoculares: toda esta es una breve lista de piezas, instrumentos y conjuntos utilizados. en su fabricación se utilizan aleaciones de magnesio.
El magnesio juega un papel muy importante en la metalurgia. Se utiliza como agente reductor en la producción de algunos metales raros y valiosos: titanio, vanadio, circonio y cromo. Si se introduce magnesio en hierro fundido, el hierro fundido se modifica inmediatamente, es decir, su estructura mejora y aumentan las propiedades mecánicas. Se pueden fabricar piezas fundidas a partir de este tipo de hierro fundido modificado, que puede reemplazar con éxito las piezas forjadas de acero. En metalurgia, el magnesio se utiliza para desoxidar aleaciones y acero.
También se utilizan ampliamente muchos compuestos de magnesio, especialmente su óxido, sulfato y carbonato.
Magnesio en forma de metal puro y sus compuestos químicos(perclorato, bromuro) se utilizan en la producción de baterías eléctricas de respaldo muy potentes (por ejemplo, celda de azufre y magnesio, celda de perclorato de magnesio, celda de cloruro de cobre y magnesio, celda de magnesio y vanadio, celda de cloruro de plomo y magnesio, celda de plata y magnesio). celda de cloruro, etc.), así como elementos secos (elemento bismuto-magnesio, elemento manganeso-magnesio, etc.). Las fuentes de corriente eléctrica creadas a base de magnesio se distinguen por una característica de energía específica bastante alta y altos voltajes de descarga. Recientemente, en varios países, el problema de crear una batería con una larga vida útil se ha agudizado, porque Los datos empíricos nos permitieron afirmar que existen enormes perspectivas para su uso generalizado (disponibilidad de materias primas, energia alta, respeto al medio ambiente) proporciona magnesio.
Producción
El magnesio metálico se produce de dos formas: electrolítica y electrotérmica (o metalotérmica). Como sugieren los nombres de los métodos, ambos procesos implican una corriente eléctrica. Pero en el segundo caso, el papel de la electricidad se reduce únicamente a calentar el aparato de reacción, mientras que el óxido de magnesio, que se obtiene a partir de minerales, se reduce mediante uno de los agentes reductores, por ejemplo, aluminio, carbón, silicio. Este método es bastante prometedor y en los últimos años se ha utilizado cada vez más. Sin embargo, el principal método industrial para obtener magnesio sigue siendo el primero, es decir. electrolítico.
El magnesio se produce en grandes cantidades mediante electrólisis de mezclas fundidas de cloruros de magnesio, sodio y potasio o mediante reducción térmica del silicio. El proceso electrolítico utiliza cloruro de magnesio anhidro fundido MgCl2 (a una temperatura de 750 °C) o (a una temperatura más baja) cloruro de magnesio parcialmente hidratado y separado del agua de mar. El porcentaje de cloruro de magnesio en esta masa fundida es de aproximadamente 5-8%. Junto con una disminución de la concentración, la producción de magnesio por corriente eléctrica también disminuye; con un aumento de la concentración, aumenta el consumo de electricidad consumida; El proceso se lleva a cabo en baños electrolizadores especialmente preparados. El magnesio fundido flota hasta la superficie del baño, de donde se saca de vez en cuando con una cuchara de vacío y luego se vierte el magnesio en moldes.
Después de todo esto, el magnesio se purifica mediante refundición con fundentes, así como mediante fusión zonal o sublimación al vacío. El magnesio se puede producir de dos formas: por sublimación al vacío o por refundición y fundentes. El significado del último método es bien conocido: flujos, es decir Los aditivos especiales interactúan con las impurezas y, como resultado, las transforman en compuestos que se pueden separar fácilmente mecánicamente del metal. En una sublimación al vacío, es decir. El primer método requiere equipos mucho más avanzados, pero con este método se puede obtener magnesio mucho más puro.
La sublimación se realiza en dispositivos especiales al vacío, que son retortas cilíndricas de acero. “Borrador”, es decir el metal que ha sido sometido a un procesamiento primario se coloca en el fondo de dicha retorta, luego se cierra y luego se bombea el aire. Después de esto, se calienta la parte inferior de la retorta, mientras que la parte superior se enfría durante todo el tiempo utilizando aire exterior. El efecto de las altas temperaturas afecta el hecho de que el magnesio comienza a sublimar, es decir, transición a un estado gaseoso, mientras que la sustancia pasa por el estado líquido. El vapor de magnesio asciende y comienza a condensarse en las paredes frías de la parte superior de la retorta. Este método permite obtener magnesio metálico especialmente puro, cuyo contenido en magnesio supera el 99,99%.
Los métodos térmicos para producir magnesio requieren dolomita o magnesita como materia prima, a partir de las cuales se obtiene óxido de MgO mediante calcinación. En hornos rotatorios o de retorta con calentadores de carbón o grafito, este óxido se reduce mediante silicio a metal (con el método silicotérmico) o a Ca2 (con el método carbidotérmico) a una temperatura de 1280-1300 °C, o con carbono (con el método carbotérmico) a temperaturas superiores a 2100°C. En el último método carbotérmico (MgO + C = Mg + CO), se forma una mezcla de monóxido de carbono y vapor de magnesio, que se enfría rápidamente con un gas inerte cuando sale del horno para evitar que el magnesio reaccione con el carbono. monóxido (CO).
Propiedades físicas
El magnesio es un metal blanco plateado brillante, dúctil y maleable, y relativamente blando. La resistencia y dureza del magnesio para las muestras fundidas tienen una prevalencia mínima, siendo mayor para las muestras prensadas. El magnesio es casi cinco veces más ligero que el cobre y cuatro veces y media más ligero que el hierro. Incluso el metal "alado", como se le llama, el aluminio, es una vez y media más pesado que el magnesio.
El punto de fusión del magnesio no es tan alto como el de algunos otros metales y es de solo 650 ° C, sin embargo, es bastante difícil fundir el magnesio en condiciones normales: cuando se calienta en una atmósfera de aire a una temperatura de 550 ° C, el magnesio Se enciende e inmediatamente arde con una llama cegadora muy brillante (esta propiedad del magnesio se usa muy ampliamente en la fabricación de pirotecnia). Para encender este metal, basta con acercarle una cerilla encendida; en una atmósfera de cloro, el magnesio comienza a calentarse incluso manteniendo la temperatura ambiente. Cuando el magnesio se quema, comienza a liberarse una gran cantidad de calor y rayos ultravioleta: cuatro gramos de este "combustible" son suficientes para hervir un vaso de agua helada.
El magnesio metálico tiene una red cristalina hexagonal. El punto de ebullición del magnesio es de 1105°C, la densidad del metal es de 1,74 g/cm3 (por lo tanto, el magnesio es un metal muy ligero, más ligero que el calcio y los metales alcalinos). El magnesio tiene un potencial de electrodo estándar de Mg/Mg2+ -2,37 V. Entre una serie de potenciales estándar, se encuentra delante del aluminio y detrás del sodio. El radio atómico del magnesio es 1,60 Å y el radio iónico es Mg2+ 0,74 Å.
La superficie del magnesio siempre está cubierta por una densa película de óxido de MgO, que en condiciones normales protege el metal de la destrucción. Sólo cuando se calienta a temperaturas superiores a 600°C comienza a arder en el aire. El magnesio se quema emitiendo una luz brillante, que en su composición espectral se acerca a la del sol. Esta es la razón por la que los fotógrafos con poca luz solían disparar a la luz de una cinta de magnesio encendida.
La conductividad térmica del metal a temperatura ambiente de 20 °C es de 156 W/(mK). El magnesio de alta pureza es dúctil, se puede prensar bien y el metal se presta bien para cortar y laminar. La capacidad calorífica específica del metal (a temperatura ambiente de 20 °C) es 1,04 103 J/(kg K), o 0,248 cal/(g °C).
Para el magnesio, el coeficiente térmico de expansión lineal (rango de 0 a 550 °C) está determinado por la ecuación 25,0 · 10-6 + 0,0188 t. El metal tiene una resistencia eléctrica específica (a temperatura ambiente de 20 °C) igual a 4,5·10-8 ohm·m (4,5 μΩ·cm). El magnesio es un metal paramagnético, su susceptibilidad magnética específica es +0,5·10-6.
El magnesio es un metal relativamente dúctil y blando; las propiedades mecánicas del magnesio dependen en gran medida del método de procesamiento de este metal. Por ejemplo, a una temperatura ambiente de 20 °C, las propiedades del magnesio deformado y fundido se pueden caracterizar mediante los siguientes indicadores: dureza Brinell 35,32 107 n/m2 (30 y 36 kgf/mm2) y 29,43 107, límite elástico 8,83 107 n /m2 (2,5 y 9,0 kgf/mm2) y 2,45 ·107, resistencia a la tracción 19,62 ·107 n/m2 (11,5 y 20,0 kgf/mm2) y 11,28 ·107, alargamiento relativo 11,5% y 8,0.
La presión de vapor del magnesio (en mmHg) es:
- - 0,1 (a temperatura 510°C)
- - 1 (a 602°C)
- - 10 (a una temperatura de 723°C)
- - 100 (a una temperatura de 892°C)
- - 0,983 (a 25°C)
- - 1,6 (a una temperatura de 100°C)
- - 1,31 (a temperatura 650°C)
La entalpía de formación estándar es ΔH (298 K, kJ/mol): 0 (t), y la energía de formación de Gibbs estándar es ΔG (298 K, kJ/mol): 0 (t). La entropía estándar S de formación tiene el valor (298 K, J/mol·K): 32,7 (t), mientras que la capacidad calorífica molar estándar del magnesio Cp (298 K, J/mol·K) es 23,9 (t). La entalpía de fusión del metal ΔHmelt (kJ/mol) es igual a 9,2, y la entalpía de ebullición ΔHboil (kJ/mol) es igual a 131,8.
Propiedades químicas
La superficie del magnesio siempre está cubierta por una densa película de óxido de MgO, que en condiciones normales protege el metal de la destrucción. Sólo cuando se calienta a temperaturas superiores a 600°C comienza a arder en el aire. El magnesio se quema emitiendo una luz brillante, que en su composición espectral se acerca a la del sol. Esta es la razón por la que los fotógrafos con poca luz solían disparar a la luz de una cinta de magnesio encendida. Durante la combustión de magnesio en el aire, comienza a formarse un polvo suelto y blanco de óxido de MgO:- 2Mg + O2 = 2MgO.
- 3Mg + N2 = Mg3N2.
- Mg + 2H2O = Mg(OH)2 + H2.
- 2Mg + CO2 = 2MgO + C.
La capacidad del magnesio para seguir ardiendo tanto en una atmósfera de dióxido de carbono como en agua complica enormemente los intentos de extinguir incendios en los que comienzan a arder estructuras hechas de magnesio o sus aleaciones.
MgO - óxido de magnesio, es un polvo blanco suelto que no reacciona con el agua. Alguna vez se le llamó magnesia quemada o simplemente magnesia. Este óxido tiene las propiedades más importantes; reacciona con una variedad de ácidos, por ejemplo:
- MgO + 2HNO3 = Mg(NO3)2 + H2O.
- 2NaOH + MgSO4 = Mg(OH)2 + Na2SO4.
Porque El óxido de magnesio en interacción con el agua no forma álcalis y la base Mg(OH)2 no tiene propiedades alcalinas; el magnesio no es un metal alcalinotérreo, a diferencia de los elementos de su grupo, como el calcio, el estroncio y el bario.
El magnesio metálico reacciona con halógenos a temperatura ambiente, por ejemplo con bromo:
- Mg + Br2 = MgBr2.
- Mg + S = MgS.
- Mg2C3 + 4H2O = 2Mg(OH)2 + C3H4.
Es por eso que al Mg2C3 a menudo se le llama propilenuro de magnesio.
El comportamiento del magnesio tiene características similares al comportamiento de un metal alcalino como el litio (por ejemplo, la similitud diagonal de los elementos en la tabla de Dmitry Ivanovich Mendeleev). Tanto el magnesio como el litio reaccionan con el nitrógeno (el magnesio reacciona con el nitrógeno después de calentarlo) y el resultado es la formación de nitruro de magnesio:
- 3Mg + N2= Mg3N2.
- Mg3N2 + 6H2O = 3Mg(OH)2 + 2NH3.
En el magnesio, la similitud con el litio también se manifiesta en el hecho de que el carbonato de magnesio MgCO3 y el fosfato de magnesio Mg3(PO4)2 son poco solubles en agua, al igual que las sales de litio correspondientes a estos compuestos.
El magnesio es similar al calcio en que la presencia de bicarbonatos solubles de estos elementos en el agua afecta la dureza del agua. La dureza causada por el Mg(HCO3)2 - bicarbonato de magnesio es temporal. Durante el proceso de ebullición, el bicarbonato de magnesio se descompone, como resultado de lo cual precipita su carbonato principal, (MgOH)2CO3, hidroxicarbonato de magnesio:
- 2Mg(HCO3)2 = (MgOH)2CO3 + 3CO2 + H2O