اکسید منیزیم و مصارف آن در صنعت

اکسید منیزیم چیست و چه مصارفی دارد؟
اکسید منیزیم یا منیزیا که با نماد شیمیایی MgO نمایش داده می شود، همانند سایر مشتقات فلز منیزیم همچون هیدروکسید منیزیم کاربرد های زیادی در دنیای زیستی دارد. این ترکیب به شکل پودری سفید رنگ قابل سنتز بوده و تمایل زیادی به جذب رطوبت محیط خود دارد.

این ترکیب شیمیایی فواید زیادی برای سلامت بدن انسان داشته و می تواند به عنوان منبعی برای تأمین منیزیم مورد نیاز بدن به مصرف برسد. مصرف این ترکیب در قالب دارویی به رفع یبوست، کنترل افسردگی، درمان میگرن و… کمک شایانی می کند.

آشنایی با ویژگی های اکسید منیزیم:
اکسید منیزیم یک ترکیب یونی و در حقیقت شبکه ای از یون های منیزیم و اکسیژن بوده که در ترکیب با آب، هیدروکسید منیزیم را تشکیل می دهد. برای وارونه کردن این واکنش و تشکیل اکسید منیزیم می توان هیدروکسید منیزیم را حرارت داد تا رطوبت موجود در آن تبخیر گردد.

این ترکیب شیمیایی به صورت طبیعی در ترکیبی چون آجر منیزیتی موجود بوده و یک منبع غنی جهت استخراج فلز منیزیم به شمار می آید. از جمله سایر انواع ترکیبات منیزیم و اکسیژن می توان به پراکسید منیزیم (MgO2) و همچنین Mg3O2 اشاره کرد؛ البته ترکیب این دو عنصر به صورت MgO پایدارترین حالت ممکن را دارد.

پودر این ترکیب کاملاً بدون بو بوده و سمی نمی باشد و در درجات خلوص بالا نقطه ذوب بالایی را از خود نشان می دهد. این ترکیب به علت داشتن خاصیت هدایت حرارتی بالا و مقاومت مناسبی که در برابر حرارت از خود بروز می دهد، به طور گسترده ای در تهیه تجهیزات صنعتی نسوز مورد استفاده قرار می گیرد.

چگونگی تهیه اکسید منیزیم در صنعت:
به طور کلی اکسید منیزیم از طریق سوزاندن منیزیم با اکسیژن خالص به دست می آید؛ اما این روش بسیار هزینه بر بوده و از نظر اقتصادی به صرفه نمی باشد.

روش ارزان تر برای تهیه این ترکیب، در معرض اکسیژن قرار دادن نمک های منیزیم موجود در رسوبات زیرزمینی، آب دریا و بستر های نمکی می باشد. در این روش، کیفیت نمک های منیزیم تعیین کننده کیفیت فرآورده نهایی خواهد بود و بنابراین باید در انتخاب منابع نمکی منیزیم دقت شود.

روش صنعتی تهیه این ترکیب شیمیایی معدنی:
به طور خلاصه می توان گفت با کلسیناسیون یا تکلیس ترکیباتی همچون کربنات منیزیم یا هیدروکسید منیزیم می توان به اکسید منیزیم دست یافت. که البته در مورد دوم، هیدروکسید منیزیم را می توان با تصفیه محلول های حاوی کلرید منیزیم مثل آب دریا با آب آهک یا شیر آهک به دست آورد.
(+Mg2+ + Ca(OH)2 → Mg(OH)2 + Ca2)

فرآیند تکلیس در دماهای مختلف باعث تولید اکسید منیزیم با واکنش پذیری های متفاوتی می شود. در دمای بالای 1500-2000 درجه سانتیگراد، سطح تماس واکنشگر ها کاهش یافته و این موضوع باعث ایجاد منیزیا سوخته-مرده می شود که ترکیبی غیر فعال بوده و از آن به عنوان یک ترکیب نسوز استفاده می شود. با کاهش بیشتر دما، منیزیا گداخته و منیزیای سوزانده شده نیز تشکیل خواهند شد.

تصفیه فاضلاب و آب های صنعتی:
اکسید منیزیم یک بافر اسیدی خوب و با ظرفیت بالا بوده که دارای قابلیت پایدار کنندگی و تثبیت کنندگی گونه های فلزی محلول نیز می باشد. به دلیل بهره مندی این ترکیب از این ویژگی های شیمیایی گفته شده، از اکسید منیزیم به طور گسترده ای در حوزه تصفیه آب و فاضلاب، تصفیه پساب های صنعتی، تصفیه آب های زیر زمینی و… استفاده می شود.

بسیاری از گونه های فلزی سنگین مثل سرب و کادمیم در آب هایی با میزان PH کمتر از 6 و همچنین آب های با PH بالاتر از 11 محلول می باشند. انحلال این فلزات سنگین در آب بر سیستم زیستی گونه های مختلف و کیفیت خاک تأثیر گذار بوده و حضور آن ها در آب در غلظت های مشخصی حتی برای بدن انسان نیز سمی و زیان آورد است.

کشاورزی:
به جهت خاصیت بافری اکسید منیزیم، از فرم گرانولی آن برای کاهش میزان انحلال پذیری فلزات سنگین استفاده می شود تا تأثیر مخرب این فلزات بر گونه های زیستی مختلف و کیفیت خاک کاهش یابد. بنابراین با اضافه کردن این ترکیب به خاک می توان آن را اصلاح نمود و از واکنش های احتمالی فلزات سنگین جلوگیری کرد.

پزشکی:
در دنیای پزشکی از اکسید منیزیم برای تسکین دل درد، سوءهاضمه، به عنوان ملین و یک آنتی اسید کارآمد استفاده می شود. به همین دلیل نیز این ترکیب را در تهیه مکمل های غذایی و دارویی به کار می برند تا مقدار منیزیم لازم برای بدن تأمین شده و بیماری های گوارشی نیز با مصرف آن بهبود یابند.

صنایع غذایی:
اکسید منیزیم در صنایع غذایی به عنوان یک ماده افزودنی مورد استفاده قرار می گیرد و سازمان غذا و داروی آمریکا یا همان FDA نیز به این ترکیب کد معتبر E530 را اطلاق نموده. از جمله فرآورده های غذایی که تولیدکنندگان برای تهیه آن ها از اکسید منیزیم استفاده می کنند می توان به محصولات کاکائویی، فرآورده های کنسروی و همچنین دسر های سرد و منجمد شده اشاره نمود.

سایر کاربرد ها:
از جمله سایر کاربرد های اکسید منیزیم می توان به تهیه مواد نسوز و عایق حرارتی جهت پوشش دادن جداره داخلی لوله های مورد استفاده در صنعت و کوره ها و بوته های ذوب اشاره کرد. این ترکیب به دلیل مقاومت و ظرفیت بالای خود در برابر حرارت، عایق بسیار مناسبی بوده و بنابراین از آن در ساخت دیوار های پیش ساخته و سایر مصالح ساختمانی نیز استفاده می گردد.

جالب است بدانید استفاده از این ترکیب در فرآیند تولید سرامیک باعث می شود تا سرامیک تولید شده سختی بالاتری داشته باشد و مقاومت بیشتری در برابر ضربه از خود نشان دهد.