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1、第五节 海水中镁的提取及镁盐的常见用途你知道吗海水中如何提取镁？自然界中的镁主要以化合态的形式存在于地壳和海水中。海水中镁的总储量约为1.81015t, 目前世界上60%的镁是从海水中提取的。目前大部分国家从海水中提取镁的方法是：将石灰乳加入海水沉淀池中，得到氢氧化镁沉淀，再将氢氧化镁与盐酸反应，蒸发结晶可获得六水合氯化镁晶体（MgCl26H2O）。将六水合氯化镁晶体在一定条件下加热生成无水氯化镁，电解熔融的氯化镁可以得到金属镁。（石灰乳可利用海边大量存在的贝壳煅烧成石灰制得。） 从海水中提取镁的流程成品：资料卡东京理工大学的Takashi Yabe博士指出，用上述方法提取镁的成本很高，能耗巨
2、大，生产1公斤的镁大致需要消耗10公斤的煤，同时还会产生不小的二氧化碳排放。为了改进这一流程，Yabe博士研发出了一种只利用可再生能源的工艺。他的方法是利用高强度太阳能产生激光，从而以极高的温度燃烧海水，从中提取出氧化镁，最终可制的镁。Yabe博士称，海水当中的镁的储量巨大，至少够全世界消耗30万年。他进一步解释称，利用太阳能产生激光是必须的，因为仅靠太阳能无法产生3700摄氏度的高温，而这个温度是提取海水中镁的必备条件。Yabe博士将这一方法命名为“镁注射循环”。纯净的镁可以作为一种燃料（其能量密度大约是氢气的10倍）。镁和水混合在一起会产生热量，将水加热为水蒸气，便可通过推动涡轮等方式供能
3、。反应还会产生氢气，燃烧后可以生成更多的能量。最终的产物是水和氧化镁，氧化镁可以通过激光再次转化为镁。当然，这一工艺也并非十全十美，主要问题集中在太阳能收集器通常非常巨大，并且造价不菲。除此之外，太阳能产生的激光通常功率比较低。Yabe博士采用的对策是使用较小的菲涅耳透镜，这是一种透明的、相对较薄的、由同心环棱镜构成的平面反光镜。这种镜子常被安装在灯塔之上，用以放大光线。他的另一个手段就是大幅提升激光材料掺钕钇铝石榴石的能量输出。这种物质普通情况下只能吸收入射光线中7%的能量，但涂上铬之后这一数字会飙升至67%。Yabe博士目前已经和三菱公司展开合作，在日本千岁地区建立了一个示范工厂。你知道吗
4、镁及其化合物有哪些用途？镁及其化合物在生产、生活及科研中应用广泛。镁合金是以镁为基加入其他元素组成的合金。其特点是：密度小（1.8g/cm3左右），比强度高，比弹性模量大，散热好，消震性好，承受冲击载荷能力比铝合金大，耐有机物和碱的腐蚀性能好。主要合金元素有铝、锌、锰、铈、钍以及少量锆或镉等。目前使用最广的是镁铝合金，其次是镁锰合金和镁锌锆合金。它是实用金属中的最轻的金属，镁的比重大约是铝的2/3，是铁的1/4。金属镁及镁合金以其在吸噪声、电磁屏蔽、防辐射、抗震减震等方面的特殊性能，成为机械制造、电子工业、航天航空、军工装备领域不可缺少的重要原材料。 得益于中国汽车工业和3C等行业的转型升级及
5、其中国经济地位的显著提升，镁合金行业令市场看好。其中，汽车行业的轻量化，环保化需求，尤其是新能源汽车的发展，以及镁合金研发技术和回收利用技术的不断进步，对促使镁合金的广泛应用将是利好消息。 预计，2015年，国内汽车用镁合金将达到68kg/辆，而同期我国汽车销量将突破2800万辆，乘用车销量将达到1960万辆，自主品牌汽车企业通过产业兼并、技术研发和市场渠道开拓等因素作用，销量将突破1000万辆。 与此同时，镁合金在医药化工和航空航天工业领域的应用也将得到成长。由于下游终端汽车消费市场的稳步增长，前瞻网预计2015年，全球镁合金市场为600万吨，年均复合增长率(CAGR)为20%-25%(其中
6、包含了交通工具、3C、航空航天和医药化工领域镁合金的应用)。 此外，作为有色金属合金行业的子行业，镁合金行业在中国制造工业的的升级过程中得到实惠。作为资金、材料密集型行业，原材料价格的稳定和较低水平、铸造件行业的整合集中、技术研发的进步等都将较为有利于镁合金行业的发展，市场较为看好。拓展视野氯化镁、碳酸镁、硫酸镁和镁硅酸盐类等是我国各部门使用的最主要的镁的化合物。氯化镁的用途非常广泛。在冶金行业中，氯化镁可用来制造耐火材料，冶炼金属镁。在化学工业中，氯化镁主要用于制作各种镁的化合物，如氧化镁、氢氧化镁，碳酸镁，也用作防冻剂的原料。在建筑行业中，氯化镁与菱苦土（MgO）制成坚硬的耐腐蚀的镁氧水泥
7、，还可制成人造大理石、地板、天花板、装饰板、大棚支架、隔墙板、菱镁井盖以及活动房屋等，是“以土代料”的好材料。在食品行业中，用卤水（氯化镁水溶液）点制的豆腐较石膏点制的豆腐，质嫩味鲜。在交通行业中，氯化镁用作道路化冰融雪剂，化冰速度快、对车辆腐蚀性小, 比氯化钠的效果好。在医药行业中，还可以用氯化镁制成“卤干”，作为泻药。在农业生产中，氯化镁可用做制镁肥和棉花脱叶剂。以上是对氯化镁用途的简单描述，随着现代科技的不断发展，氯化镁的用途将会得到最大程度的发挥。资料卡在食品添加剂使用标准中规定，氯化镁可作为稳定剂或凝固剂用于豆类制品中，但不允许用工业品代替食用级产品使用。目前，一些不法分子违规使用工
8、业氯化镁，具体表现为：一是用工业氯化镁代替食用氯化镁用于豆类制品生产中，以达到降低成本的目的；二是用工业氯化镁浸泡木耳，木耳经浸泡后菌朵很大，菌叶肥厚，感官较好，并且重量可增加23倍。食品添加剂氯化镁适量食用对人体不会造成什么伤害；但工业氯化镁因为它其中杂质较多，且含有硫酸盐及各种重金属等有害物质，因此，长期食用会造成急性中毒和慢性危害，可能引起尿毒症、胆结石、肾结石等疾病。拓展视野体操运动员在上单杠之前,在手上抹些“镁粉”，学名叫“碳酸镁”，人们通常称为的“镁粉”是错误的科学叫法。碳酸镁质量很轻，具有很强的吸湿作用。运动员在比赛时，手掌心常会冒汗，这对体操和举重运动员来说非常不利。因为湿滑的
9、掌心会使摩擦力减小，使得运动员握不住器械，不仅影响动作的质量，严重时还会使运动员从器械上跌落下来，造成失误，甚至受伤。碳酸镁能吸去掌心汗水，同时还会增加掌心与器械之间的摩擦力。这样，运动员就能握紧器械，有利于提高动作的质量。碳酸镁是一种重要的镁质无机化工产品，应用广泛。在医疗药品中，碳酸镁可用作医药中间体、解酸剂、护色剂、载体、抗结块剂等。在食品中，碳酸镁可用作添加剂、镁元素补偿剂等。在精细化工中，碳酸镁用于生产化学药剂，如氯化镁、硫酸镁等。在橡胶中，碳酸镁用作补强剂、填充剂等。碳酸镁还可用作绝热、耐高温的防火保温材料、电线电缆制造过程中重要的化学原料、颜料、油漆、日用化妆品、造船、锅炉制造等
10、，以及运动员比赛擦手用。另外碳酸镁的碱式盐碱式碳酸镁作为一种重要的无机化工产品用途也很广泛。碱式碳酸镁除用作制备高纯镁砂、镁盐系列产品的原料外,还可用作橡胶、药物、绝缘材料、牙科制剂、高级玻璃、食品及各种化工产品的添加剂和改良剂,应用前景十分广阔,所以,其产品的制备研究越来越受人们的关注。硫酸镁又称泻盐,有近三百年制取历史,是一种古老的盐类泻药。临床上内服用作导泻、利胆和十二指肠引流,外敷用作消炎、镇痛,注射用作镇静、止痉。资料卡硫酸镁在医药上用于调配防护药膏、泻剂、镇痛剂、解毒剂，可加工成抗惊厥药、麦白霉素、乙酰螺旋霉素、肌酐、三硅酸镁、灰黄霉素等。在微生物工业中，硫酸镁用作培养基成分、酿造
11、用添加剂、补充酿造用水中的镁、发酵时的营养源等。在轻工业中，硫酸镁用于生产味精、饮料、矿泉水、保健盐等。在化学工业中，硫酸镁用于制造硬脂酸镁、磷酸氢镁、氧化镁等。在印染工业中，硫酸镁用作抗碱剂、加重剂、填料剂等。在电镀工业中，硫酸镁用作导电盐，在镀镍镀液中加入后，能使镀液有较好的导电性能，使镀层白而柔软。硫酸镁还用于炸药、火柴、瓷器、玻璃等的制造，以及在环保上用于工业污水的处理。目前，80以上的硫酸镁产品用作农肥。据全国土壤普查数据表明，我国不少地区土壤缺镁状况比较严重，缺镁土壤面积达5.533104km2，约占全国耕地面积的6左右。随着农业种植对镁、硫等中量营养元素在提高作物产量和改善作物品
12、质方面的认识不断深入，近年来国内硫酸镁作为农业肥料在生产和应用方面均取得了一定的进展。预计今后几年，国内硫酸镁产品在农业肥料方面仍有巨大的潜在市场，其需求量将会将会呈逐年上升的趋势。总之，硫酸镁的发展具有广阔的前景！镁硅酸盐类的应用也非常广泛。众所周知，天然滑石原料是含水镁硅酸盐矿物，其化学式为3MgO4SiO2H2O。滑石在陶瓷工业中的应用范围较广，如制作具有高白度、高透明的滑石质日用瓷器，或用作建筑卫生陶瓷产品等。在长石质瓷坯料中加入少量滑石后，可以降低烧成温度，扩大烧成范围，减少瓷胎中游离石英的含量，提高制品的半透明度与热稳定性。我国北方瓷区某些高档日用瓷品种中都加入有一定比例的滑石原料
13、。在建陶产品的坯料中，以滑石取代长石，可以减少制品的吸湿膨胀后期开裂缺陷。如建筑卫生产品中的釉面砖、内墙砖中都引入有滑石料，以提高制品的外观与内在质量。滑石在建筑卫生陶瓷产品中的作用更为重要与广泛。它可以降低烧成中釉料的膨胀系数，防止釉面龟裂。由于滑石在釉中能够形成增强反光能力的棱柱状晶体物质，从而可以增强釉面的乳浊效果，且有利于提高釉面的白度。在彩釉墙地砖釉料中，滑石可以与磷灰石组成磷镁质乳浊剂与增白剂，且烧成温度低，范围宽，又可降低乳白釉产品成本。此外，还可以在高镁石灰釉内形成透辉石晶体类的乳白釉。这类不添加乳浊剂（锆英石）的乳白釉，可自身作用形成乳白效果。此外、滑石还可以增加釉料烧成温度
14、范围，避免釉面烟熏的烧成缺陷。在作为配方使用之前，天然滑石原料须经过1200左右温度的煅烧，以改善滑石的工艺性能。随着我国建筑卫生陶瓷工业的迅速与高质量地发展，以及对高新科技的采用，镁硅酸盐陶瓷原料将会显示更广泛的用途，也会在使用中不断提高原料的利用价值，取得更好的经济效益。堇青石属斜方晶系。化学式:镁铝硅酸盐(Mg2Al4Si5O18)。堇青石的颜色很像缅甸所产出的蓝宝石且又因为它常含有水，所以又称之为水蓝宝石，更因为它具有蓝宝石的颜色及光泽且价格又比蓝宝石便宜很多，因此更被戏称为穷人家的蓝宝石，堇青石的能量是相当稳定的且不能以加热的方式来改变它的颜色是一种货真价实的宝石。 堇青石依其种类也
15、细分为三种即: 铁堇青石 : 堇青石中的两个主要成份镁和铁可以做同像替代，当铁元素含量大于镁元素称之为铁堇青石。 堇青石 : 即镁含量高于铁含量时称为堇青石，较出名的是产于印度的富镁品种，常被用来做成宝石又称为印度石。 血点堇青石: 主要产地在斯里兰卡，主要特征为其内部的氧化铁澡片含量丰富且呈现特定方向排列使得堇青石带有色带时被称为血点堇青石。 堇青石的主要产地为巴西，印度，斯里兰卡，缅甸，马达加斯加，台湾的兰屿也有少量的发现，而堇青石的颜色有蓝色，浅蓝色，浅紫色，浅黄色，及淡褐色，说到颜色就不得不提一下堇青石最重要的一项特征也就是它的二色性，这也是大家用肉眼来区分堇青石与蓝宝石的最大不同点，
16、何谓二色性呢?用简单的话来描述就是同一颗宝石在不同的角度看上去呈现出两种不同的颜色(如图)，在它的多色性中最常出现的颜色为蓝色，紫色，淡黄色(或无色)，也因为这样堇青石又被称为二色石。拓展视野调查研究镁盐的种类繁多，用途广泛。请查阅有关资料，了解镁盐还有那些用途，并与同学交流。想一想我国是镁盐生产大国。菱镁矿资源我国居世界首位其中以辽宁省的大石桥菱镁矿储量最大。海水、盐湖水资源也很丰富，有发展镁盐产品的优越条件。虽然我国矿产资源丰富，品位高，但镁盐的生产仍处于粗制初级产品的生产阶段，远不能满足国民经济发展的需要。为开辟镁盐的新用途，要大力发展镁盐精细产品的生产，特别是开发各种不同用途的特种镁盐
17、、纤维状镁盐以及高纯度镁盐，以促进国民经济的全面发展。1、 自然界中镁的存在形式是 。2、 工业上如何从海水中提取得到镁单质？3、 镁合金的优点有 。4、氯化镁有哪些用途？5、运动员比赛时擦手用的“镁粉”的成分是 。6、硫酸镁又称 盐，常用于治疗便秘。7、镁硅酸盐类主要用于 工业中，可以降低该产品烧成温度，扩大烧成范围，减少瓷胎中游离石英的含量，提高制品的半透明度与热稳定性。知识链接1、钙和镁都是骨骼和牙齿健康所必需的。镁大约占人体重量的0.5%。其中60%储存在骨头里，28%可以在肝脏和包括心脏在内的肌肉软组织里发现。镁是人体第二丰富的细胞阳离子，涉及包括葡萄糖，脂肪和蛋白质在内的300多种
18、酶反应。2、身体缺镁的5个症状：（1）压力：如果一个人长期面临巨大压力，就会增加缺镁的风险。 （2）胆固醇高：缺乏镁会增加坏胆固醇和甘油三酸酯水平，另一方面会降低好胆固醇水平。 （3）高血压：这是缺镁最常见的一种症状。可以通过吃富含钾和镁的蔬菜及水果降低高血压。 （4）糖尿病：缺乏镁会对人体胰岛素抵抗产生影响。2型糖尿病也是镁水平低造成的影响之一。 （5）腹部肥胖：最容易发现的缺镁迹象是在腹部囤积过多脂肪。这个部位存在过多脂肪会影响心脏，肝脏和其他肌肉组织正常运作。知道缺镁的症状，并学会采取预防措施，可以帮助我们保持健康长寿。此外，还可以防止疏忽大意引起的重大疾病，甚至死亡。 3、镁含量高的食物： 镁最好的食物来源是绿叶蔬菜，其中包括菠菜、朝鲜蓟、豆子、蕃茄、花椰菜、豌豆、玉米、扁豆、黄秋葵、南瓜、壁球种子、大豆、马铃薯和甘薯等。大麦、燕麦麸、荞麦和小麦面粉等谷物也含有大量镁。要指出的是，精加工谷物含镁量很少，因为在加工过程中会把胚芽和糠清除掉，从而损失大量矿物质。朝鲜蓟、香蕉和无花果等水果的含镁量也较高。此外，杏仁，腰果和松子等坚果，以及奶和酸奶等奶制品也是很好的镁来源。如果喜欢吃鱼，吃比目鱼和金枪鱼也是补充镁的好方法。参考文献：1、2013-2017年中国镁合金行业市场前瞻与投资预测分析报告2、专家带你认识食品非法添加物工业氯化镁中国质量报【2011.9】
