鎂是所有金屬元素中最輕的,並且由於其輕質,強度和耐腐蝕性而主要用於結構合金。
物產
已知有60多種不同的礦物質,其鎂含量為20%或更高,使其成為地殼中第八大最豐富的元素。但是,當考慮海水時,鎂成為地球表面上最豐富的元素。這是因為海水中的鎂含量很高,平均含量約為百萬分之1290(ppm)。然而,儘管鎂含量很高,但全球每年的鎂產量僅為約757,000噸。
特點
原子符號:鎂原子序數:12元素類別:鹼性金屬密度:1.738 g / cm 3(20°C)熔點:650°C(1202°F)沸點:1994°F(1090°C)莫氏硬度:2.5鎂的特性類似於它的姊妹金屬鋁。它不僅具有密度小,而且還非常堅固,並且易於機械加工。
歷史
鎂由漢弗萊·戴維爵士(Sir Humphrey Davy)於1808年發現,是一種獨特的元素,但直到1831年安託萬·布西(Antoine Bussy)在脫水氯化鎂實驗中製得鎂時才以金屬形式產生。
電解鎂的商業化生產始於1886年的德國。該國一直是唯一的生產商,直到1916年,當時軍事需求的鎂(用於火炬和照明彈)在美國,英國,法國,加拿大和俄羅斯開始生產。
兩次戰爭之間,儘管德國支持納粹軍事擴張,但世界鎂生產卻下降了。到1938年,德國的產量增加到20,000噸,佔全球產量的60%。
為了趕上德國,美國支持了15個新的鎂生產設施,到1943年,其鎂生產能力已超過26.5萬噸。
第二次世界大戰後,由於生產商努力尋找經濟的方法提取金屬以使其價格與鋁的價格比較具有競爭力,鎂的產能再次下降。
生產
根據所用資源的位置和類型,可以使用多種生產方法來提煉鎂金屬。這是由於以下事實:鎂如此豐富,使得在許多地方都可以生產,而且由於鎂金屬的最終用途客戶對價格非常敏感,購買者不斷尋找可能的最低成本來源。
傳統上,鎂是由白雲石和菱鎂礦以及含氯化鎂的鹽水(天然存在的鹽礦)生產的。
應用領域
由於鎂與鋁的相似之處,因此鎂可以替代許多(即使不是大多數)鋁應用。然而,鎂仍然受到其生產成本的限制,這使金屬比鋁貴了約20%。由於對中國生產的鎂徵收進口關稅,美國鎂的價格幾乎是鋁的兩倍。
鎂的一半以上用於與鋁的合金中,這種鎂因其強度,輕便和抗火花性而受到重視,並廣泛用於汽車零件中。實際上,許多汽車製造商都使用鑄造鎂鋁(Mg-Al)合金來生產方向盤,轉向柱,支撐架,儀錶板,踏板和進氣歧管外殼等眾多零件。鎂鋁壓鑄件還用於製造變速箱和離合器殼體。
高強度和耐腐蝕性對於航空航天合金以及直升機和賽車齒輪箱至關重要,其中許多齒輪箱均依賴於鎂合金。
啤酒罐和汽水罐與航空航天合金的要求不同,但是在生產這些罐子的鋁合金中使用了少量的鎂。儘管每罐僅使用少量的鎂,但該行業仍是金屬的較大消費領域。
鎂合金還用於輕工業,堅固合金應用至關重要的其他行業,例如電鋸和機械零件,以及棒球棍和釣魚線輪等體育用品。
金屬鎂可以用作在鐵和鋼的生產,如在熱還原脫氧劑鈦,鋯和鉿,並作為在生產球墨鑄鐵的球化劑。
鎂的其他用途是用作化學儲存罐,管道和船舶中陰極保護的陽極,並用於生產火炬,炸彈,燃燒彈和煙花。