在化学的奇妙世界里,有这样一种物质,它看似普通,却在我们生活的方方面面发挥着至关重要的作用,它就是氧化镁。今天,就让我们一起走进氧化镁的世界,探索它的奥秘。
一、氧化镁的基本信息
氧化镁,化学式为 MgO,是镁的氧化物,属于离子化合物。它在自然界中以方镁石的形式存在,是提取镁的重要原料。常温下,氧化镁呈现为白色或灰白色粉末,无臭、无味且无毒。它拥有高度的耐火绝缘性能,熔点高达 2852℃,沸点为 3600℃,这一特性使得它在高温环境下依然能保持稳定,成为众多耐高温材料的理想选择。此外,氧化镁难溶于纯水,却能溶于酸和铵盐溶液,在二氧化碳存在的情况下,其在水中的溶解度会有所增加。
二、氧化镁从何而来
氧化镁的制备方法丰富多样,每种方法都有其独特的优势和适用场景。
菱镁矿煅烧法利用世界储量丰富的菱镁矿为原料(世界已探明的菱镁矿储量约为 130 亿吨),通过化学反应法(如酸浸法、铵浸法、碳化法等)或煅烧处理法来制备活性氧化镁。在该工艺中,煅烧温度、保温时间、升温速率、菱镁矿的粒径以及添加剂的加入等因素都会对最终产品的质量产生重要影响。
还有一种用废弃物制备高附加值产品氧化镁的工艺 —— 盐泥制取法。盐泥是氯碱工业产生的废弃物,其中含有氢氧化镁。借助二氧化碳与氢氧化镁的反应使得盐泥中的镁得以分离。经过氧化镁提取过程后的盐泥中含盐量很低,可直接用于建筑材料如制砖、水泥等的原料。这种方法简单、易操作,具备规模化生产的潜力。
三、氧化镁的 “七十二变”
根据密度的差异,氧化镁主要分为重质氧化镁和轻质氧化镁,此外,还有纳米氧化镁等新式产品。
轻质氧化镁
轻质氧化镁,又被称为工业氧化镁、活性氧化镁等。其主要特点是视比容大,质轻而疏松。在微观状态下,轻质氧化镁由很小的微晶组成而成,其结构为近似球形颗粒或片状晶体,平均粒径小于 2μm。
轻质氧化镁用途极为广泛。在建筑材料领域,它可用于制备氯氧镁水泥,作为新型土壤固化剂加入波特兰水泥中形成活性氧化镁水泥,还能提高红黏土抗剪强度,控制其收缩性;在环保领域,氧化镁溶于水形成的氢氧化镁胶体可吸附水中的重金属离子和有机染料、降低饮用水中的氟离子浓度和处理含铬废水中的 Cr⁶⁺等,达到净化水的目的,同时它还能中和酸性物质和处理酸性废气;在食品医药领域,轻质氧化镁可用于生产抗酸剂、缓泻剂,中和胃酸,在食品行业可用作食品添加剂、色泽稳定剂、pH 调节剂、保健品和食品中镁元素的添加成分等,在一些粉状食品中还可充当抗结块剂和抗酸剂;在化工生产中,它常用于高品质氯丁橡胶、丁基橡胶、丁腈橡胶和氟橡胶的促进剂和活化剂;在农业领域,种植业中可促进植物叶绿素合成,增强光合作用,提高作物产量和质量,养殖业中常被当作饲料添加剂,防止放牧牲畜产生低镁牧草眩晕症状;此外,它还可作为陶瓷原料,加入添加剂后能提高氧化镁陶瓷的抗热震性能。