خصائص وخصائص وتطبيقات المغنيسيوم

المغنيسيوم هو الأخف من بين جميع العناصر المعدنية ويستخدم بشكل أساسي في البناء سبائك نظرا لخفة وزنها وقوتها ومقاومتها تآكل.

هناك أكثر من 60 من المعادن المختلفة المعروفة بمحتوى المغنيسيوم بنسبة 20 ٪ أو أكثر ، مما يجعلها العنصر الثامن الأكثر وفرة في القشرة الأرضية. ولكن عندما يتم حساب المسطحات المائية ، يصبح المغنيسيوم العنصر الأكثر وفرة على سطح الأرض. وذلك بسبب محتوى المغنيسيوم الكبير في المياه المالحة ، والذي يبلغ متوسطه حوالي 1290 جزءًا في المليون (جزء في المليون). ومع ذلك ، على الرغم من وفرته ، يبلغ إنتاج المغنيسيوم العالمي حوالي 757000 طن فقط في السنة.

• الرمز الذري: ملغ
• العدد الذري: 12
• عنصر الفئة: معدن قلوي
• الكثافة: 1.738 غم / سم³ (20 درجة مئوية)
• نقطة الانصهار: 1202 درجة فهرنهايت (650 درجة مئوية)
• نقطة الغليان: 1994 درجة فهرنهايت (1090 درجة مئوية)
• صلابة محمد: 2.5

خصائص المغنيسيوم مماثلة للمعادن الشقيقة الألومنيوم. ليس لديها فقط أقل كثافة من جميع العناصر المعدنية ، مما يجعلها أخف وزنا ، ولكنها قوية جدا ، ومقاومة للغاية للتآكل ويمكن تشكيلها بسهولة.

تم اكتشاف المغنيسيوم كعنصر فريد في عام 1808 بواسطة السير همفري ديفي ولكن لم يتم إنتاجه في المعدن تشكل حتى عام 1831 عندما صنع أنطوان بوسي المغنيسيوم أثناء تجربة المغنيسيوم المجفف كلوريد.

بدأ الإنتاج التجاري للمغنيسيوم الكهربائي في ألمانيا عام 1886. ظلت البلاد المنتج الوحيد حتى عام 1916 ، عندما أدى الطلب العسكري على المغنيسيوم (للمشاعل والرصاص الراسم) إلى الإنتاج في الولايات المتحدة وبريطانيا العظمى وفرنسا وكندا وروسيا.

انخفض إنتاج المغنيسيوم العالمي بين الحروب ، على الرغم من أن الإنتاج الألماني استمر في دعم التوسع العسكري النازي. زاد إنتاج ألمانيا إلى 20000 طن بحلول عام 1938 ، وهو ما يمثل 60 ٪ من الإنتاج العالمي.

من أجل اللحاق بالركب ، دعمت الولايات المتحدة 15 منشأة جديدة لإنتاج المغنيسيوم ، وبحلول عام 1943 ، تباهت بقدرة إنتاجية تزيد عن 265000 طن من المغنيسيوم.

بعد الحرب العالمية الثانية ، انخفض إنتاج المغنيسيوم مرة أخرى حيث كافح المنتجون لإيجاد طرق اقتصادية لاستخراج المعدن لجعل سعره منافسًا لتكلفة الألمنيوم.

اعتمادًا على موقع ونوع المورد المستخدم ، يمكن استخدام مجموعة متنوعة من طرق الإنتاج لتحسين معدن المغنيسيوم. هذا يرجع إلى حقيقة أن المغنيسيوم وفير للغاية ، مما يجعل الإنتاج في العديد من المواقع ممكنًا والقاصر تعتبر تطبيقات الاستخدام النهائي للمعادن حساسة للغاية بالنسبة للسعر لتشجيع المشترين على البحث باستمرار عن أدنى تكلفة ممكنة مصدر.

تقليديا يتم إنتاج المغنيسيوم من خام الدولوميت والمغنيسيوم ، وكذلك كلوريد المغنيسيوم الذي يحتوي على محلول ملحي (رواسب ملح تحدث بشكل طبيعي).

بسبب تشابهه مع الألومنيوم ، يمكن استخدام المغنيسيوم كبديل للعديد من تطبيقات الألومنيوم ، إن لم يكن معظمها. ومع ذلك ، لا يزال المغنيسيوم محدودًا بتكاليف الاستخراج ، مما يجعل المعدن أغلى بنحو 20 ٪ من الألمنيوم. نظرًا لتعريفات الاستيراد على المغنيسيوم المنتج في الصين ، يمكن أن تكون أسعار المغنيسيوم الأمريكية تقريبًا ضعف أسعار الألومنيوم.

يتم استخدام أكثر من نصف جميع المغنيسيوم في سبائك مع الألومنيوم ، والتي يتم تقييمها لقوتها وخفتها ومقاومتها للشرارة ، وتستخدم على نطاق واسع في قطع غيار السيارات. في الواقع ، يستخدم العديد من مصنعي السيارات سبائك المغنيسيوم والألومنيوم (Mg-Al) لإنتاج عجلات القيادة ، أعمدة التوجيه ، وأقواس الدعم ، ولوحات العدادات ، والدواسات ، ومبيتات مدخل متعددة ، من بين العديد من الأعمدة الأخرى القطع. تُستخدم مصبوبات Mg-Al أيضًا في تصنيع علب النقل والقابض.

تعتبر القوة العالية ومقاومة التآكل أمرًا بالغ الأهمية لسبائك الفضاء ، وكذلك علب التروس للمروحيات وسيارات السباق ، والتي يعتمد الكثير منها على سبائك المغنيسيوم.

لا تحتوي علب البيرة والصودا على نفس متطلبات سبائك الفضاء ، ولكن يتم استخدام كمية صغيرة من المغنيسيوم في سبائك الألومنيوم التي تشكل هذه العلب. على الرغم من استخدام كمية صغيرة فقط من المغنيسيوم لكل علبة ، فإن هذه الصناعة لا تزال أكبر مستهلك للمعدن.

تُستخدم سبائك المغنيسيوم أيضًا في الصناعات الأخرى حيث توجد تطبيقات سبائك خفيفة الوزن وقوية حاسمة ، كما هو الحال في المناشير وقطع غيار الآلات ، والسلع الرياضية مثل مضارب البيسبول وصيد الأسماك بكرات.

وحده ، يمكن استخدام معدن المغنيسيوم كمزيل للمزيلات حديد و إنتاج الصلب، كمزيل للأكسدة في الخفض الحراري لل التيتانيوموالزركونيوم والهافنيوم وكعقيدات في إنتاج الحديد الزهر العقدي.

الاستخدامات الأخرى للمغنيسيوم هي بمثابة أنود للحماية الكاثودية في خزانات التخزين الكيميائية وخطوط الأنابيب والسفن ، وفي إنتاج قنابل مضيئة وقنابل حارقة وألعاب نارية.

_مصادر:

_{للحصول على تاريخ شامل للمغنيسيوم ، يرجى الاطلاع على تاريخ بوب براون للمغنيسيوم ، المتاح على Magnesium.com. http://www.magnesium.com}

_{USGS. ملخصات السلع المعدنية: المغنيسيوم (2011).}

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

_{جمعية المغنيسيوم الدولية. www.intlmag.org}