Magnija īpašības, īpašības un pielietojums

Vieglākais no visiem metāla elementiem un kā tas tiek izmantots

CSIRO/Wikimedia Commons/CC BY 3.0

Magnijs ir vieglākais no visiem metāla elementiem, un to galvenokārt izmanto konstrukcijās sakausējumi pateicoties tā vieglumam, izturībai un izturībai pretkorozija.

Ir zināms, ka ir vairāk nekā 60 dažādu minerālu, kuru magnija saturs ir 20% vai lielāks, padarot to par astoto visbiežāk sastopamo elementu zemes garozā. Bet, ja ņem vērā ūdenstilpes, magnijs kļūst par visizplatītāko elementu uz zemes virsmas. Tas ir saistīts ar ievērojamo magnija saturu sālsūdenī, kas vidēji ir aptuveni 1290 daļas uz miljonu (ppm). Tomēr, neskatoties uz tā pārpilnību, magnija ražošana pasaulē ir tikai aptuveni 757 000 tonnu gadā.

Īpašības

• Atomu simbols: Mg
• Atomu skaits: 12
• Elementa kategorija: Sārmu metāls
• Blīvums: 1,738 g/cm³(20°C)
• Kušanas temperatūra: 1202 °F (650 °C)
• Vārīšanās temperatūra: 1994 °F (1090 °C)
• Moha cietība: 2,5

Raksturlielumi

Magnija īpašības ir līdzīgas tā māsas metālam alumīnija . Tam ir ne tikai zemākais blīvums no visiem metāla elementiem, padarot to par vieglāko, bet arī ļoti izturīgs, ļoti izturīgs pret koroziju un viegli apstrādājams.

Vēsture

Magniju kā unikālu elementu 1808. gadā atklāja sers Hamfrijs Deivijs, taču tas tika ražots metāliskā formā tikai 1831. gadā, kad Antoine Bussy pagatavoja magniju eksperimenta laikā ar dehidrētu magnija hlorīdu.

Elektrolītiskā magnija komerciālā ražošana sākās Vācijā 1886. gadā. Valsts palika vienīgā ražotāja līdz 1916. gadam, kad militārais pieprasījums pēc magnija (raķetēm un marķierlodēm) izraisīja ražošanu ASV, Lielbritānijā, Francijā, Kanādā un Krievijā.

Pasaules magnija ražošana starp kariem samazinājās, lai gan Vācijas ražošana turpināja atbalstīt nacistu militāro ekspansiju. Vācijas produkcija līdz 1938. gadam pieauga līdz 20 000 tonnām, veidojot 60% no pasaules ražošanas apjoma.

Lai panāktu to, ASV atbalstīja 15 jaunas magnija ražotnes, un līdz 1943. gadam tās varēja ražot vairāk nekā 265 000 tonnu magnija.

Pēc Otrā pasaules kara magnija ražošana atkal samazinājās, jo ražotāji cīnījās, lai atrastu ekonomiskas metodes metāla ieguvei, lai padarītu tā cenu konkurētspējīgu ar alumīnija izmaksām.

Ražošana

Atkarībā no izmantotā resursa atrašanās vietas un veida, magnija metāla rafinēšanai var izmantot dažādas ražošanas metodes. Tas ir saistīts gan ar to, ka magnijs ir tik bagātīgs, padarot ražošanu daudzās vietās iespējamu, gan ar to, ka mazo metālu galapatēriņš ir tik jutīgs pret cenu, ka mudina pircējus pastāvīgi meklēt pēc iespējas zemāku izmaksu avotu.

Tradicionāli magniju ražo no dolomīta un magnezīta rūdas, kā arī no magnija hlorīdu saturošiem sāls sālījumiem (dabiski sastopamām sāļu nogulsnēm).

Lietojumprogrammas

Tā kā magnijs ir līdzīgs alumīnijam, to var izmantot kā daudzu, ja ne lielāko daļu alumīnija lietojumu aizstājēju. Tomēr magniju joprojām ierobežo tā ieguves izmaksas, kas padara metālu par aptuveni 20% dārgāku nekā alumīnijs. Ķīnas ražotā magnija importa tarifu dēļ ASV magnija cenas var būt gandrīz divas reizes augstākas nekā alumīnija cena.

Vairāk nekā puse no visa magnija tiek izmantota sakausējumos ar alumīniju, kas tiek novērtēti to stiprības, viegluma un izturības pret dzirksteļošanu dēļ, un tiek plaši izmantoti automašīnu detaļās. Faktiski dažādi automašīnu ražotāji izmanto magnija-alumīnija (Mg-Al) sakausējumus, lai ražotu stūres ratus, stūres statņus, atbalsta kronšteinus, instrumentu paneļus, pedāļus un ieplūdes kolektora korpusus, kā arī daudzas citas detaļas. Mg-Al preslējumus tālāk izmanto transmisijas un sajūga korpusu izgatavošanai.

Augsta izturība un izturība pret koroziju ir būtiska aviācijas un kosmosa sakausējumiem, kā arī helikopteru un sacīkšu automašīnu pārnesumkārbām, no kurām daudzas ir balstītas uz magnija sakausējumiem.

Alus un sodas kārbām nav tādas pašas prasības kā kosmosa sakausējumiem, tomēr neliels daudzums magnija tiek izmantots alumīnija sakausējumā, kas veido šīs kannas. Neskatoties uz to, ka vienā bundžā tiek izmantots tikai neliels magnija daudzums, šī nozare joprojām ir lielākais metāla patērētājs.

Magnija sakausējumi tiek izmantoti arī citās nozarēs, kur ļoti svarīgi ir viegli un izturīgi sakausējumi, piemēram, motorzāģos un mašīnu daļās, kā arī sporta precēs, piemēram, beisbola nūjās un makšķerēšanas spoles.

Magnija metālu atsevišķi var izmantot kā atsērošanas līdzekli dzelzs un tērauda ražošana , kā deoksidētājs termiskajā reducēšanā titāns , cirkonijs un hafnijs, kā arī kā mezglu veidotājs mezglainā čuguna ražošanā.

Citi magnija lietojumi ir kā anods katoda aizsardzībai ķīmisko vielu uzglabāšanas tvertnēs, cauruļvados un kuģos, kā arī lāpu, aizdedzes bumbu un uguņošanas ierīču ražošanā.

_Avoti:

_{Lai iegūtu detalizētu magnija vēsturi, lūdzu, skatiet Boba Brauna magnija vēsturi, kas pieejama vietnē Magnesium.com. http://www.magnesium.com}

_{USGS. Minerālu preču kopsavilkumi: magnijs (2011).}

_{Avots: http://minerals.usgs.gov/minerals/pubs/commodity/magnesium/}

_{Starptautiskā magnija asociācija. www.intlmag.org}