اکسید منیزیم سنتزی یک اکسید فلز قلیایی خاکی است. عمده تولید اکسید منیزیم، از کلسیناسیون مواد معدنی طبیعی بدست می آید. منیزیت، MgCO 3، رایج ترین نوع از اکسید منیزیم می باشد.
از آب دریا، رسوبات زیرزمینی آب نمک و بسترهای عمیق نمکی می توان به عنوان منابع مهم اکسید منیزیم یاد کرد که در آنها هیدروکسید منیزیم [Mg(OH) 2 ] پردازش می شود. منیزیم هشتمین عنصر در جدول عناصر است و حدود دو درصد از پوسته زمین و معمولاً 0.12 درصد از آب دریا را تشکیل می دهد.
تولید اکسید منیزیم
برای تولید اکسید منیزیم باید کربنات منیزیم را کلسینه نمایید. بدین منظور میزان دمای مورد استفاده، تاثیر زیادی در حصول نتیجه مطلوب دارد. دقت نمایید که هر چه دمای کلسینه کردن کمتر باشد؛ موجب افزایش واکنش پذیری می شود.
کاربردهای اکسید منیزیم
MgCO 3 و Mg(OH) 2 با کلسینه کردن به MgO (اکسید منیزیم) تبدیل می شوند.
منیزیای کاستیک با کلسینه نمودن در محدوده 700 تا 1000 درجه سانتیگراد تولید میگردد. با کلسینه کردن اکسید منیزیم در محدوده 1000 تا 1500 درجه سانتیگراد از اکسید منیزیم در بخش هایی که فعالیت شیمیایی کمتری مانند کود و خوراک دام دارند؛ استفاده می گردد.
منیزیای ددبرن (اکسید منیزیم سوخته-مرده) که در کوره های شفت و دوار در دمای بالای 1500 درجه سانتیگراد تولید می شوند، ترکیبی غیر فعال بوده و بنابراین برای کاربردهای نسوز مناسب تر است. منیزیای ذوبی برای انواع کاربردهای نسوز و دیرگداز و همچنین کاربردهای الکتریکال مورد استفاده قرار میگیرد. این نوع منیزیا در کوره قوس الکتریکی از منیزیم های کلسینه سوز آور در دمای بیش از 2650 درجه سانتیگراد تولید می گردد.
منیزیای ددبرن (اکسید منیزیم سوخته-مرده) که در کوره های شفت و دوار در دمای بالای 1500 درجه سانتیگراد تولید می شوند.
ویژگی های اکسید منیزیم
اکسید منیزیم از یون های منیزیم و اکسیژن ترکیب MgO را می سازند. طیف وسیعی از کاربردهای نسوز و الکتریکی وجود دارد که در آن منیزیم نقش مهمی را ایفا می کند که عبارت اند از:
- مقاومت برای نسوز بودن
- نسوزها
- بوته های مگنزیا
- سیمان ها
- عناصر گرمایشی
- لوله های ترموکوپل
- لنت ترمز
- صفحه نمایش پلاسما
- تصفیه فاضلاب
- کشاورزی
- سلامتی
مقاومت برای نسوز بودن
مقاومت خوب در برابر خوردگی یکی از ویژگی های این ترکیب است. به عنوان مثال می توان برای سرباره های پایه فولادسازی، هیدروکسید سدیم، آهن، نیکل اشاره کرد. همچنین در موارد زیر نیز می تواند به شما کمک نماید.
- رسانایی حرارتی بالا
- رسانایی الکتریکی پایین
- شفافیت به مادون قرمز
- برنامه های کاربردی
کاربرد اکسید منیزیم در نسوزها
منیزیا در صنعت فولاد به عنوان آجر نسوز به طور گسترده ای استفاده می شود. اغلب با کربن (قطر، زمین، گرافیت) آغشته می شود تا بهترین خواص را برای مقاومت در برابر خوردگی در محیط های سرباره های اساسی، به ویژه در کوره های BOF یا خطوط سرباره ملاقه های تصفیه ایجاد کند.
آجر منیزیا اغلب در ترکیب با اسپینل یا کروم نیز در صنایع فروآلیاژ، غیرآهنی، شیشه و سیمان استفاده می شود. مواد ریخته گری و اسپری بر پایه منیزیم به طور گسترده برای پوشش های نسوز اساسی برای کاربردهای انتقال فولاد استفاده می گردد. نسبت آهک به سیلیس موجود در منیزیا تأثیر عمده ای بر خواص آن دارد.
نام دیگر منیزیوم اکساید « مگنزیا » یا « پریکلس » می باشد که ماده ای با خلوص بسیار بالا است. منیزیم اکسید به دلیل نقطه ذوب 2800 درجه سانتی گراد در صنایع آجرکاری کوره های دما بالا مورد استفاده قرار میگیرد. مگنزیا در سه نوع مختلف DBM، CCM و FM می باشد که مقدار منیزیم اکسید موجود در آن در بازه 55 الی 98 % است.
بوته های مگنزیا
بوته های مگنزیا در صنایع سوپرآلیاژ، صنایع هسته ای و صنایع شیمیایی که مقاومت در برابر خوردگی مورد نیاز است؛ کاربرد پیدا کرده اند. انواع درجه خلوص به صورت تجاری در دسترس هستند. از مواد افزودنی برای ترویج پخت یا محدود کردن رشد کریستال استفاده می شود. بسته به کاربرد از خاک رس تا ایتریا و آلومینا متغیر است. بوته هایی با پایداری 2400 درجه سانتیگراد در هوا، 1700 درجه سانتیگراد در اتمسفر کاهنده، 1600 درجه سانتیگراد در خلاء و 1400 درجه سانتیگراد در هیدروژن در مقالات گزارش شده است.
کاربرد اکسید منیزیم در سیمان ها
سیمان منیزیا (Sorel) یک چسب نسوز بر اساس فرمول اکسی کلرید منیزیم است که به سرعت سخت می شود و دارای تعدادی کاربرد نسوز و تعمیر عمومی است. منیزیا همچنین به عنوان یک عامل پخت در دمای اتاق برای سیمان های فسفاته استفاده می شود.
يمان منيزيتي حفاری (مگنست) :به عنوان ماده اصلي جهت تهيه دوغاب سيمان منيزيتي حفاري به كار مي رود.
انواع سيمان منيزيتی حفاری
بر اساس دمای كاربردی و زمان بندش به دو نوع درجه بندی می شود:
سيمان منيزيتی حفاري دمای پايين (مگنست معمولي): كاربرد اين نوع سيمان در دمای پايين تر از 200 درجه فارنهايت می باشد.
سيمان منيزيتی حفاری دمای بالا (مگنست ريتارد شده): كاربرد اين نوع سيمان در دمای بالاتر از 200 درجه فارنهايت می باشد.
کاربرد اکسید منیزیم در گل حفاری
در حین حفاری چاه‌های نفت گاهی اوقات مته حفاری از لایه‌های با تخلخل ریز و درشت عبور می‌کند و باعث خارج شدن گل حفاری از این گونه منافذ و به هدر رفتن آن می شود .
و با توجه به قیمت بالای گل حفاری نیاز است که از ماده ای به عنوان مسدود کننده اینگونه منافذ استفاده شود، چند نوع ماده در دنیا وجود دارند که در این صنعت استفاده می‌شوند، اغلب این مواد اساساً منافذ و خلل و فرج حفره های لایه های حاوی نفت چاه را برای همیشه مسدود می کنند.
استفاده از این مسدود کننده ها برای عملیات حفاری چاه نفت حیاتی است اما در ناحیه بهره‌برداری (Production Zone) كه ضروري است نفت مورد استخراج قرار گيرد و نهایتاً از همین حفره‌ها به لوله‌های خروج راه مییابد، استفاده از این گل مسدود کننده ها بر بازده ی چاه اثر منفی دارد.
جهت جلوگیری از کاهش بهره برداری نفت ضرورت دارد که برای جلوگیری از هرزروی گل حفاری از مواد مسدود کننده ای استفاده کرد که بعد از اتمام عملیات حفاری، آن را از حفره های مذکور خارج کنیم. تا حفره به حالت طبیعی اولیه برگردد. برای این منظور از سیمان خاصی به نام سیمان منیزیتی حفاری استفاده می‌شود.
پودر اکسید منیزیم قلیایی با محلول كلرور منیزیم و نیز سولفات منیزیوم در غلظت های مناسب واکنش می دهد و دو نوع سیمان منیزیتی را ایجاد می‌کند. سیمان منیزیتی اكسی كلرور و اکسی سولفات که هر دو سیمان هایی سخت با ویژگی‌های مفید هستند.
کاربرد اکسید منیزیم در عناصر گرمایشی
پودر منیزیا به طور گسترده ای به عنوان پرکننده برای عناصر گرمایش الکتریکی در تماس با هوا یا مایعات استفاده می شود.
منیزیای ذوبی ترکیب ایده آلی از مقاومت الکتریکی و هدایت حرارتی را شامل می شود. MgO یک لایه بین عنصر و غلاف بیرونی تشکیل می دهد. همچنین به عنوان عایق معدنی در کابل ها استفاده می شود.
لنت ترمز
اکسید منیزیم به دلیل خواص ترمومکانیکی در لنت های ترمز مورد استفاده قرار میگیرد. سختی متوسط آن در حالی که حرارت را از سطوح تماس اصطکاک هدایت می کند، به اندازه کافی سایش فلز را کم می کند.
نمایش پلاسما
اکسید منیزیم به عنوان یک فیلم محافظ برای صفحه نمایش پلاسما استفاده می شود.
تصفیه فاضلاب
اکسید منیزیم به دلیل آن که به عنوان اسیدی قوی نیز شناخته می شود؛ می تواند به عنوان تصفیه کننده آب و فاصلاب نیز مورد استفاده قرار گیرد.
به دلیل قابلیت پایدار کنندگی و تثبیت کنندگی اکسید منیزیم و دارا بودن این ویژگی می توان از این محلول در تصفیه فاضلاب و آب های صنعتی استفاده کرد یکی از راه های گسترده تصفیه آب و پساب های صنعتی و آبهای زیرزمینی، استفاده از این محلول می باشد. با علم بر اینکه گونه‌های فلزات در PH های کمتر از ۶ و PH های بالاتر از ۱۱ محلول هستند و از آنجایی که اکسید منیزیم خاصیت بافری دارد این ترکیب با تنظیم ph آب و توانایی تشکیل پیوند با یون های فلزی در تصفیه آبهای صنعتی و فاضلاب ها و آبهای زیرزمینی موثر می باشد.
کاربرد اکسید منیزیم در کشاورزی
به دلیل خاصیت بافری منیزیا در کاهش انحلال پذیری فلزات نقش به سزایی را می تواند ایفا نماید. اگر در بخش کشاورزی، اکسید منیزیم را به خاک اضافه نمایید، موجب تقویت خاک شده و از واکنش فلزات جلوگیری می نماید.به دلیل دارا بودن خاصیت بافری محلول اکسید منیزیم از فرم گرانولی این محلول برای کاهش میزان انحلال پذیری فلزات سنگین استفاده می شود که باعث می شود تاثیر مخرب آن بر روی گونه های مختلف زیستی و کیفیت خاک، کاهش یابد. از این بابت با اضافه کردن اکسید منیزیم به خاک می توانیم کیفیت آن را اصلاح نماییم و از واکنش های احتمالی فلزات جلوگیری کنیم. اکسید منیزیم باعث جلوگیری از انحلال گونه‌های فلزی در خاک و عدم ایجاد سمیت برای گیاهان می شود همچنین از کودهای حاوی اکسید منیزیم برای افزایش کیفیت و غنی سازی خاک استفاده می شود.
کاربرد اکسید منیزیم در سلامتی
یکی از پر کاربردترین موضوعات برای استفاده از این ترکیب برای حفظ و یا بهبود سلامتی می باشد. از منیزیا می توان برای گرفتگی عضلات، مشکلات قلبی، درمان افسردگی، بیخوابی، خستگی و… استفاده کرد. یکی از داروهای تسکین درد دل و سوءهاضمه اکسید منیزیم می‌باشد از این محلول به عنوان یک آنتی اسید و ملین کارآمد استفاده می‌شود از این بابت این ترکیب را در تهیه مکمل های دارویی و غذایی استفاده می کنند تا مقدار منیزیم لازم بدن را تامین کند و بیماری های گوارشی با مصرف این دارو بهبود یابند. البته برای آن که استفاده از این ترکیب قواعد خاص خود را دارد؛ حتما با افراد متخصص و با پزشک مشورت نمایید تا دچار بروز عارضه و مشکل نشوید.
خواص اکسید منیزیم
یکی از فواید و خواص اکسید منیزیم، استفاده برای دام ها می باشد که موجب افزایش درصد چربی شیر می شود. همچنین از ایجاد اسیدوز جلوگیری می نماید. علاوه بر آن می توان برای تبدیل قند به انرژی نیز مورد استفاده قرار گیرد.
کلام اخر
در این مقاله به اکسید منیزیم و خواص و ویژگی های آن اشاره کردیم تا بتوانید با استفاده صحیح از این ترکیب معجزه آسا، موجب سهولت در اموز صنعتی و حتی سلامتی خود شوید. اما یکی از کاربردهای شگفت انگیز منیزیا، در صنعت نسوز است که به صورت مختصر در این مقاله به آن پرداختیم. اگر نیاز به کسب اطلاعات بیشتر دارید؛ می توانید با ما تماس بگیرید تا شما را در این مسیر یاری نماییم.