镁课堂:(一)说说镁的身世

2015年01月14日 10:45 8443次浏览 来源:   分类: 镁应用   作者:

  镁是一种银白色的轻金属,元素符号Mg,在元素周期表中属ⅡA族,原子序数12,原子量24.305,化合价为+2,密集六方晶体,密度1.74g/cm3,约为铝密度的64.4%,铁密度的22.1%。由于它的密度小,故把它列为有色轻金属。有色轻金属共有7种,按密度大小排列如下:钡(Ba)3.5g/cm3,铝(Al)2.7g/cm3,锶(Sr)2.6g/cm3,镁(Mg)1.74g/cm3,钙(Ca)1.54g/cm3,纳(Na)0.97g/cm3,钾(K)0.86g/cm3。此外,还有4种稀有轻金属:铯(Cs)1.87g/cm3,铍(Be)1.848g/cm3,铷(Rb)1.53g/cm3,锂(Li)0.534g/cm3。
  由于镁的密度小,又可以与铝、锌、锰、锆、锂、钍、银、稀土等形成一系列的有工业使用价值的镁基合金,故镁又获得最轻的结构金属材料美誉,虽然还有一些金属的密度比镁的小,但它们不能形成有实用价值的结构材料或广为应用的功能性能。由于镁及镁合金密度小,用它们取代钢、铸铁、铝等制造交通运输装备零部件可大幅度减轻其自身质量,节能减排效果卓著,不过提取镁的能耗不比提取铝的低。镁还有21世纪绿色金属的美称,用途会越来越广,大有用武之地。
  镁还有具有许许多多优秀的化学性能和冶炼性质,因此它在各种非结构应用中也有着广泛的使用,扮演着重要的角色。
  镁是一种非常活泼的金属,尚未在自然界中发现有纯净的镁存在,但它是自然界分布很广的重要有色金属,属二价碱土金属,约占地壳总质量的2.45%,可见镁资源的丰富,使它成为第八种丰富的化学元素和第六种丰富的金属元素。镁是地壳中储量多的第三种结构金属,仅次于铝和铁。
  镁现身人间已有206个年头,1808年英国化学家戴维(Humphry Davy)找到了镁,宣布镁的诞生。那一年,他确定一种白色的氧化物是一种从未发现的新的金属的化合物,那就是氟化镁。他在实验室使用钾蒸汽通过热的氧化镁,并用汞提取被还原的镁,获得镁汞齐,他还用汞作阴极电解了硫酸镁,也制得了一种汞齐形式的镁,这是人们首次制得金属镁,他所用的氧化镁产自希腊的Mognesia(马格尼西亚)州,于是将这种新发现的命名为Magnesia,以后根据元素的拉丁文统一命名法改为拉丁文Magnesium,中国则根据ma的谐音给它取了个悦耳动听的名字“镁”。不过戴维制得的镁不是相当纯净的,肯定含有一定量的种种杂质。
  20年后的法国科学家比西(A.A.B.Bussy)于1928年用钾还原熔融氯化镁制得镁。1833年,当时的英国大化学家法拉第(M.Faraday)又用电解熔融氯化镁法制得少量的镁,但在当时镁仍是实验室的奇珍异宝,比黄金贵不知多少倍。1852年德国化学家本生(Robeet Bunsen)在世界上建立了第一座用于电解无水氯化镁的电解槽(池)。1886年德国格里诗姆-伊利可创公司(Griesheim Elektron)在斯塔斯福特(Stassfurt)建成了世界首家商业化生产的镁厂,采用由菲希尔(Fisher)和格利特奇尔(Greatzel)发明的本生电解槽,以从光卤石矿中提取钾时副产物氯化镁盐卤为原料。后来,该厂迁到德国的比特费德(Bitterfeid),其员工皮斯托(Pistor)和莫斯舍尔(Moschel)发明一种高效连续生产无水氯化镁的新工艺,镁的生产成本因而一路下滑。
  1860年,英国人马瑟(Johnson Matthey)与曼彻斯特(Coin Mna-Chester)开始用用类似的工艺制取镁。1896年,英国切米斯克-法布里克格里舍-伊利可创(Chemische-Fabrik Griesheim-Elektron)公司和铝镁法布里克公司联合收购电解制镁工艺,直到1914~1915年,它仍是全球制取镁的最主要的生产企业。1916年美国道屋(DOW)化学公司建立起了自己的第一家电解氯化镁生产镁的世界最大工厂,从此道屋公司执世界镁生产牛耳。
  在此需指出,许多人在镁之前冠以“金属”二字,笔者建议中国不要用金属镁一词,因为“镁”带有金字旁,就说明它是一种金属,这是汉字的绝妙之处。但在翻成英文时又应说成“Metal Magnesium”,这是他们的习惯,同时从“Magnesium”也看不出来它是金属还是非金属,因而在前面加metal顺理成章。

责任编辑:淮金

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