Магнези — минерал и огнеупорный материал¶

Магнези (магнезит) — минерал класса карбонатов с химической формулой MgCO₃, а также собирательное название группы магнезиальных материалов и продуктов, получаемых при обжиге природного магнезита. В технике и промышленности под этим термином чаще всего понимают огнеупорные порошки и изделия на основе оксида магния (периклаза), применяемые в металлургии, цементной и стекольной отраслях. Название происходит от греческого топонима Магнисия (область в Фессалии), откуда в древности добывали магнезиальные руды.

¶Минерал магнезит

Природный магнезит — это карбонат магния, кристаллизующийся в тригональной сингонии. Твёрдость по шкале Мооса составляет 3,5–4,5, плотность — около 2,9–3,1 г/см³. Цвет варьируется от белого и сероватого до желтоватого, бурого и чёрного в зависимости от примесей железа, кальция, кремния и марганца. Минерал хрупок, имеет стеклянный или матовый блеск, растворяется в соляной кислоте с выделением углекислого газа.

Различают два основных типа месторождений:

• Кристаллический (крупнокристаллический) магнезит — образуется при метаморфизме доломитов и магнезиальных пород; отличается высокой плотностью и чистотой, ценится как сырьё для высококачественных огнеупоров.
• Скрытокристаллический (аморфный) магнезит — формируется при выветривании серпентинитов и в осадочных толщах; менее плотный, содержит больше примесей.

Крупные месторождения известны в Китае, КНДР, России (Саткинское на Урале), Австрии, Греции, Турции, Австралии и Бразилии. Китай занимает ведущее положение по добыче и экспорту магнезитового сырья.

¶Получение и виды магнезиальных продуктов

При нагревании магнезита происходит разложение карбоната с выделением углекислого газа и образованием оксида магния. В зависимости от температуры обжига получают разные продукты:

Плавленый периклаз получают в электродуговых печах; он отличается наибольшей плотностью и термостойкостью и используется в наиболее ответственных узлах металлургических агрегатов.

¶Применение

Основной потребитель магнезиальных материалов — чёрная и цветная металлургия. Из периклазовых порошков изготавливают кирпичи, набивные и литые огнеупоры для футеровки конвертеров, электродуговых печей, сталеразливочных ковшей и печей цементной промышленности. Огнеупоры на основе MgO устойчивы к воздействию основных шлаков и высоких температур (до 2000 °C и выше).

Другие направления использования:

• Магнезиальные вяжущие (каустический магнезит с раствором хлорида или сульфата магния) — для производства магнезиального цемента, ксилолитовых полов, строительных плит и искусственного камня.
• Сельское хозяйство — оксид и карбонат магния применяют для известкования кислых почв и как магниевое удобрение.
• Химическая промышленность — сырьё для получения металлического магния, сульфата магния, фармацевтических препаратов.
• Экология — MgO используют для нейтрализации кислых стоков и очистки дымовых газов.
• Пищевая и медицинская сфера — карбонат и оксид магния применяются как пищевые добавки (E504) и антацидные средства.

¶Магнезиальный цемент

Магнезиальный (магнезитовый) цемент — вяжущее вещество, получаемое затворением каустического магнезита растворами солей магния. Он отличается быстрым схватыванием и твердением, высокой прочностью и способностью хорошо сцепляться с древесными и минеральными заполнителями. Основные области применения — ксилолит (смесь с опилками), магнезиальные полы, декоративные плиты, абразивные круги. К недостаткам относят гигроскопичность и возможность коррозии металлической арматуры, поэтому в несущих конструкциях материал используется ограниченно.

¶Магний в организме и медицине

Хотя термин «магнези» в быту иногда связывают с лекарствами, корректнее говорить о препаратах магния. Магний — один из важнейших макроэлементов человека, участвующий в работе ферментов, передаче нервных импульсов, сокращении мышц и формировании костной ткани. Суточная потребность взрослого человека составляет примерно 300–400 мг. Недостаток магния проявляется судорогами, повышенной утомляемостью, нарушениями сердечного ритма. В медицине применяют сульфат магния, оксид и карбонат магния, а также органические соли (цитрат, малат, глицинат) с лучшей биодоступностью.

¶Экономические и экологические аспекты

Производство магнезиальных материалов энергоёмко: обжиг и особенно электроплавление требуют значительных затрат электроэнергии и топлива. Добыча магнезита связана с образованием пыли и отходов, а высокотемпературный обжиг сопровождается выбросами углекислого газа. В связи с этим развиваются технологии рециклинга отработанных огнеупоров и поиск менее энергозатратных способов получения периклаза. Рынок магнезита чувствителен к конъюнктуре металлургии и к экспортной политике ведущих стран-производителей.

¶Схожие термины

Термин «магнези» не следует путать с близкими понятиями: магнезия — устаревшее и медицинское название оксида и сульфата магния; магнетит — железная руда Fe₃O₄, обладающая магнитными свойствами; магний — химический элемент Mg. Разграничение этих терминов важно при чтении технической и медицинской литературы, поскольку в разных языках и исторических источниках они употреблялись нестрого.