Magnesium is het lichtste van alle metalen elementen en wordt voornamelijk gebruikt in structurele legeringen vanwege zijn lichtgewicht, sterkte en weerstand tegen corrosie.
Er zijn meer dan 60 verschillende mineralen bekend met een magnesiumgehalte van 20% of meer, waardoor het het achtste meest voorkomende element in de aardkorst is. Maar wanneer er rekening wordt gehouden met waterlichamen, wordt magnesium het meest voorkomende element op het aardoppervlak. Dat komt door het aanzienlijke magnesiumgehalte in zout water, dat gemiddeld ongeveer 1290 delen per miljoen (ppm) bedraagt. Ondanks de overvloed is de wereldwijde magnesiumproductie slechts ongeveer 757.000 ton per jaar.
Eigendommen
- Atoomsymbool: Mg
- Atoomnummer: 12
- Elementcategorie: Alkalisch metaal
- Dichtheid: 1,738 g / cm3 (20 ° C)
- Smeltpunt: 1202 ° F (650 ° C)
- Kookpunt: 1994 ° F (1090 ° C)
- Moh's hardheid: 2,5
Kenmerken
De eigenschappen van magnesium zijn vergelijkbaar met het zustermetaal aluminium. Het heeft niet alleen de laagste dichtheid van alle metalen elementen, waardoor het de lichtste is, maar het is ook zeer sterk, zeer goed bestand tegen corrosie en gemakkelijk te bewerken.
Geschiedenis
Magnesium werd in 1808 door Sir Humphrey Davy ontdekt als een uniek element, maar niet in metaal geproduceerd vorm tot 1831 toen Antoine Bussy magnesium maakte tijdens een experiment met gedehydrateerd magnesium chloride.
De commerciële productie van elektrolytisch magnesium begon in 1886 in Duitsland. Het land bleef de enige producent tot 1916, toen de militaire vraag naar magnesium (voor fakkels en tracer-kogels) leidde tot productie in de Verenigde Staten, Groot-Brittannië, Frankrijk, Canada en Rusland.
De wereldwijde magnesiumproductie daalde tussen de oorlogen, hoewel de Duitse productie bleef steunen ter ondersteuning van de nazi-militaire expansie. De productie van Duitsland steeg tegen 1938 tot 20.000 ton, goed voor 60% van de wereldwijde productie.
Om de achterstand in te halen ondersteunden de VS 15 nieuwe magnesiumproductiefaciliteiten en beschikten in 1943 over een productiecapaciteit van meer dan 265.000 ton magnesium.
Na de Tweede Wereldoorlog daalde de magnesiumproductie opnieuw, omdat producenten moeite hadden om economische methoden te vinden om het metaal te winnen om de prijs concurrerend te maken met de kosten van aluminium.
Productie
Afhankelijk van de locatie en het type bron dat wordt gebruikt, kan een grote verscheidenheid aan productiemethoden worden gebruikt om magnesiummetaal te verfijnen. Dit komt zowel door het feit dat magnesium zo overvloedig is, waardoor productie op veel locaties mogelijk is als door de minor de eindgebruiktoepassingen van metal zijn zo prijsgevoelig dat ze kopers aanmoedigen om constant op zoek te gaan naar de laagst mogelijke kosten bron.
Traditioneel wordt magnesium geproduceerd uit dolomiet en magnesieterts, evenals magnesiumchloride met zoutpekels (natuurlijk voorkomende zoutafzettingen).
Toepassingen
Vanwege de overeenkomsten met aluminium kan magnesium worden gebruikt als vervanging voor veel, zo niet de meeste, aluminiumtoepassingen. Magnesium wordt echter nog steeds beperkt door de extractiekosten, waardoor het metaal ongeveer 20% duurder is dan aluminium. Door importtarieven op in China geproduceerd magnesium kunnen de prijzen van Amerikaanse magnesium bijna het dubbele zijn van die van aluminium.
Meer dan de helft van al het magnesium wordt gebruikt in legeringen met aluminium, die gewaardeerd worden om hun sterkte, lichtheid en weerstand tegen vonkvorming, en worden veel gebruikt in auto-onderdelen. Verschillende autofabrikanten gebruiken zelfs gegoten magnesium-aluminium (Mg-Al) legeringen om stuurwielen te produceren, stuurkolommen, steunbeugels, instrumentenpanelen, pedalen en inlaatspruitstukbehuizingen, onder andere onderdelen. Mg-Al-gietstukken worden verder gebruikt om transmissie- en koppelingshuizen te maken.
Hoge sterkte en corrosiebestendigheid zijn van cruciaal belang voor ruimtevaartlegeringen, evenals voor versnellingsbakken van helikopters en raceauto's, waarvan vele afhankelijk zijn van magnesiumlegeringen.
Bier- en frisdrankblikjes hebben niet dezelfde eisen als legeringen voor de ruimtevaart, maar er wordt een kleine hoeveelheid magnesium gebruikt in de aluminiumlegering die deze blikjes vormt. Ondanks het gebruik van slechts een kleine hoeveelheid magnesium per blikje, is deze industrie nog steeds de grootste verbruiker van het metaal.
Magnesiumlegeringen worden ook gebruikt in andere industrieën waar lichtgewicht, stevige legeringstoepassingen zijn cruciaal, zoals in kettingzagen en machineonderdelen, en in sportartikelen zoals honkbalknuppels en vissen spoelen.
Alleen, magnesiummetaal kan worden gebruikt als desulpherizer in ijzer en staalproductie, als deoxidator bij de thermische reductie van titanium, zirkonium en hafnium, en als nodulair middel bij de productie van nodulair gietijzer.
Andere toepassingen voor magnesium zijn als anode voor kathodische bescherming in chemische opslagtanks, pijpleidingen en schepen, en bij de productie van fakkelbommen, brandbommen en vuurwerk.
Bronnen:
Zie voor een grondige geschiedenis van magnesium de geschiedenis van magnesium van Bob Brown, beschikbaar op Magnesium.com. http://www.magnesium.com
USGS. Mineral Commodity Summaries: Magnesium (2011).
Bron: http://minerals.usgs.gov/minerals/pubs/commodity/magnesium/
De International Magnesium Association. www.intlmag.org