氧化鎂

氧化鎂俗稱苦土，也稱鎂氧，氧化鎂是鹼性氧化物,具有鹼性氧化物的通性，屬於膠凝材料。白色粉末（淡黃色為氮化鎂），無臭、無味、無毒，是典型的鹼土金屬氧化物，化學式MgO。白色粉末，熔點為2852℃，沸點為3600℃，相對密度為3.58(25℃)。溶於酸和銨鹽溶液，不溶於酒精。在水中溶解度為0.00062 g/100 mL (0 °C)

0.0086 g/100 mL (30 °C)。暴露在空氣中，容易吸收水分和二氧化碳而逐漸成為鹼式碳酸鎂，輕質品較重質品更快，與水結合在一定條件下生成氫氧化鎂，呈微鹼性反應，飽和水溶液的pH為10.3。溶於酸和銨鹽難溶於水，其溶液呈鹼性。不溶於乙醇。在可見和近紫外光範圍內有強折射性。菱鎂礦(MgCO3)、白雲石(MgCO3·CaCO3)和海水是生產氧化鎂的主要原料。熱分解菱鎂礦或白雲石得氧化鎂。用消石灰處理海水得氫氧化鎂沉澱，灼燒氫氧化鎂得氧化鎂。也可用海水綜合利用中得到的氯化鎂鹵塊或提溴后的滷水為原料，加氫氧化鈉或碳酸鈉等生成氫氧化鎂或鹼式碳酸鎂沉澱，再灼燒得氧化鎂。中國主要採用以菱鎂礦、白雲石、滷水或鹵塊為原料。

分類：分輕質氧化鎂和重質氧化鎂兩種。輕質體積疏鬆，為白色無定形粉末。無臭無味無毒。密度3．58g/cm3。難溶於純水及有機溶劑，在水中溶解度因二氧化碳的存在而增大。能溶於酸、銨鹽溶液。經高溫灼燒轉化為結晶體。遇空氣中的二氧化碳生成碳酸鎂復鹽。重質體積緊密，為白色或米黃色粉末。與水易化合，露置空氣中易吸收水分和二氧化碳。與氯化鎂溶液混合易膠凝硬化。

隨著產業化升級及高新技術功能材料市場的需求和發展，研發生產出一系列高新精細氧化鎂產品，主要用於高級潤滑油、高級鞣革提鹼級、食品級、醫藥、硅鋼級、高級電磁級、高純氧化鎂等近十個品種組成。

應用領域：主要用於菱鎂製品的生產。輕燒氧化鎂與氯化鎂水溶液以一定比例配合，可膠凝硬化成具有一定物理力學性能的硬化體，稱之為菱鎂水泥。菱鎂水泥作為一種新型水泥，具有輕質高強、防火隔熱、節能環保等優勢，可廣泛應用於建材、市政、農業、機械等領域。根據WB/T1019-2002《菱鎂製品用輕燒氧化鎂》的規定，輕燒氧化鎂的化學成分見表1。

表1 輕燒氧化鎂化學成分：

應用領域：主要用於高級潤滑油加工中的清潔劑、抑釩劑、脫硫劑，大大提高潤滑膜緻密性和流變性，降低灰分。脫鉛除汞減少潤滑油或燃油廢棄物對環境的污染，經表面處理的氧化鎂亦可做為煉油工藝中的絡合劑、螯合劑、載體，更有利於產品分餾提高產品的質量。尤其在重油燃燒時加入Mg0能消除重油中釩酸對爐膛的損傷。

應用領域：用於食品添加劑、色澤穩定劑、pH值調節劑作為保健品、食品的鎂元素的補充劑。用做砂糖精製時的脫色劑冰淇淋粉PH調節劑等。作為抗結塊劑和抗酸劑用於小麥粉、奶粉巧克力、可可粉、葡萄粉、糖粉等領域，也可用於製造陶瓷、搪瓷、玻璃、染料等領域。

應用領域：生物製藥領域可用醫用級氧化鎂作為抗酸劑、吸附劑、脫硫劑、脫鉛劑、絡合助濾劑、PH調節劑醫藥上用作抗酸劑與輕瀉劑，抑制和緩解胃酸過多，治療胃潰瘍和十二指腸潰瘍病。中和胃酸作用強且緩慢持久，不產生二氧化碳。

應用領域：硅鋼級氧化鎂具有良好的導磁性（即具有較大的正磁化率）和優秀的絕緣性能（即電導率能低到10-14us/cm緻密態）。可使硅鋼片表面形成良好的絕緣層和導磁介質，以抑制和克服變壓器中硅鋼鐵芯的渦流和集膚效應損失（簡稱鐵損）。提高硅鋼片的絕緣性能，用作高溫退火隔離劑。亦可用作陶瓷材料、電子材料、化工原料及粘結劑、添加劑等在硅鋼中應用於脫磷劑、脫硫劑、絕緣塗層生成劑。

應用領域：用於無線高頻順磁導磁材料，磁棒天線，調頻元件的磁芯等。代替鐵氧體。可用於複合超導磁材料的製作，亦應用於電子磁性行業。作“軟磁材料”。也是工業搪瓷和陶瓷的理想原料。

高純氧化鎂

應用領域：高純氧化鎂在高溫下具有優良的耐鹼性和電絕緣性。熱膨脹係數和導熱率高具有良好的光透過性。廣泛用作高溫耐熱材料。在陶瓷領域用作透光性陶瓷坩堝、基板等的原料在電氣材料、電氣領域用於磁性裝置填料、絕緣材料填料及各種載體。用作陶瓷基板比氧化鋁導熱率高2倍多，電解質的損失僅為氧化鋁的1/10。亦可作高純電熔鎂砂的原料，在化學上可作為“分析純”氧化鎂。

應用領域：納米級氧化鎂具有明顯的小尺寸效應、表面效應、量子尺寸效應和宏觀隧道效應，經改 性處理，無團聚現象，在光學、催化、磁性、力學、化工等方面具有許多特異功能及重要應用價值，前景非常廣闊，是21世紀重要新材料。納米氧化鎂在電子、催化、陶瓷、油品、塗料等領域有廣泛應用。用在不同產品中起到的作用也不同，在化纖、塑料行業用於阻燃劑；硅鋼片生產中高溫退水劑、高級陶瓷材料、電子工業材料、化工原料中的粘結劑和添加劑；無線電工業高頻磁棒天線、磁性裝置填料、絕緣材料填料及各種載體；耐火纖維和耐火材料、鎂鉻磚、耐熱塗料用填料、耐高溫、耐絕緣儀錶、電學、電纜、光學材料以及鍊鋼；電絕緣體材料、製造坩堝、熔爐、絕緣　導管（管狀元件）、電極棒材、電極薄板。

在紡織領域，隨著高性能阻燃纖維的需求越來越高，合成新型高性能阻燃劑就為發展功能面料提供了理想的材料。納米氧化鎂常用來與木屑、刨花一起製造質輕、 隔音、絕熱、耐火纖維板等耐火材料以及金屬陶瓷。與傳統的一些含磷或鹵素有機阻燃劑相比，納米氧化鎂無毒、無味、添加量小，是開發阻燃纖維的理想添加劑。 此外，納米氧化鎂用於燃油有很強的潔凈、抑制腐蝕能力，在塗料中有很好的應用前景。

在奶牛糧中每日加入50～90克氧化鎂或按精料量的0.5%添加，不但可補充日糧中鎂的不足防止鎂缺乏症的發生，而且是一種優良的瘤胃緩衝劑，調節瘤胃發酵，並能增加乳腺對乳汁合成前體物的吸收，提高產奶量和乳脂率。據國外有關報道，在奶牛精料補充料中添加0.5%的氧化鎂，平均可提高產奶量1.6公斤，提高乳脂率0.145個百分點，並有助於提高採食量。?奶牛日糧中添加氧化鎂可預防熱應激，鎂離子可以和鈉離子、鉀離子共同作用，保持細胞內外滲透壓的平衡，緩解奶牛對熱應激的反應，從而提高夏季奶牛的採食量，維持產奶量不下降。此外建議在熱應激的情況下，應當提高日糧中氧化鎂的用量以彌補體內的鎂損失，從而保證和維持正常的奶產量。奶牛和肉牛都有很好的平衡機理來處理過量的鎂離子，因此適當的增加氧化鎂的用量不會對牛造成不良影響。

奶牛鎂缺乏症的表現為：首先奶牛的食慾下降、行動遲緩、嗜睡、隨著病情的加重，奶牛變得步態僵硬，走步搖晃，而且，奶牛變得緊張和易怒，肌肉明顯顫抖，繼續下去，奶牛完全癱瘓和痙攣。如果不及時治療，會造成死亡。此外鎂的缺乏會降低營養物質的消化率並導致奶牛的產奶量下降。

在像牛和羊這些反芻類動物放牧時，一定要保證它們食物中含有足夠鎂元素，以防止它們由於缺乏鎂元素而導致發生抽搐。通常這種抽搐由於牛或羊在寒冷天氣吃了缺乏鎂元素牧草而導致。在牧畜飼料中增加鎂元素最常用方法有兩種：一將鎂粉同糖漿混合后加入到飼料中；另一種將輕燒鎂粉直加入到購買來飼料中。缺鎂症在肉牛及羊中的發生比奶牛更為普遍，這是因為奶牛日糧中精料的量比較多而肉牛及羊日糧中精料相對較少的緣故。

氧化鎂在反芻動物日糧中的添加量為0.5%～1.0%。

家禽

新生雛雞在飼餵完全缺乏鎂的日糧時只能存活幾天時間。飼餵低鎂日糧時，雛雞生長緩慢、嗜睡、氣喘、呼吸急促，受驚嚇後會表現短時間痙攣，最後導致暫時昏迷或死亡。據試驗飼餵含鎂200ppm的日糧與含鎂600ppm的日糧相比，肉雞的生長率降低80%。

對於蛋雞，缺鎂時產蛋量會迅速下降。低血鎂造成骨骼鎂的大量運用、雞蛋變小、蛋殼重量變輕、卵黃和蛋殼中的鎂濃度下降。研究證明，蛋殼越厚，蛋殼中鎂的濃度也越高，這表明，適當提高蛋雞日糧中鎂的濃度，可以改善蛋殼的質量，提高蛋重。

通常在生產中，根據年齡，品種和禽類的不同，常用的家禽飼料鎂濃度在0.15%～0.22%之間。

豬

由於豬品種的不斷改進，生產率的不斷提高，鎂的營養需要應該得到相應的提高。?日糧中鎂離子的缺乏會造成仔豬死亡率的大大提高。鎂的缺乏會造成豬的踏步症，表現為當豬站立時反覆提動后蹄好像在原地踏步一樣。對於母豬，氧化鎂被廣泛使用為輕瀉劑合用來防止圈養豬的過度敏感和咬尾等應激綜合症。?

最近的研究也表明在豬的日糧中添加氧化鎂或適當提高日糧中的鎂的濃度可以提高豬肉的品質。生長肥育豬飼餵添加氧化鎂的日糧，可以改進生長率和豬肉品質，包括豬肉的PH值、色澤，並減少PSE豬肉。?

根據生長階段、體重和生產目的的不同，飼料工業中常用的豬飼料鎂濃度為0.13%～0.27%。

淡水魚

淡水魚因水中溶解鎂的量不足，所以需要在飼料中適當補充鎂。

添加劑中瘤胃緩衝調控劑，如：碳酸氫鈉、氧化鎂等

單晶氧化鎂是指MgO含量在99.95%以上，具有極強的耐高低溫（高溫2500℃，低溫-270℃）抗腐蝕性、絕緣性和良好的導熱性和光學性能、無色透明的晶體。其主要參數如下：

晶格常數：a=4.212

分子量：40.311

密度（g/cm）：3.65 g/cm^3

熱膨脹係數（×10-7/℃）（25℃）：138

導熱率（cal/cm/sec/℃）（25℃）：0.06

比熱（cal/g.℃）：0.209

莫氏硬度：5.5

折射率：No=1.74（λ=0.633μ）

透光率：光波長200～2000透過率92%

光波長2.5～7微米時透過率大於92%

氧化鎂國內年產量在1200萬噸左右。

是測定煤中的硫和黃鐵礦及鋼中的硫和砷。用作白色顏料的標準。輕質氧化鎂主要用作製備陶瓷、搪瓷、耐火坩鍋和耐火磚的原料。也用作磨光劑粘合劑，塗料，和紙張的填料，氯丁橡膠和氟橡膠的促進劑和活化劑。與氯化鎂等溶液混合后，可製成氧化鎂水調。醫藥上用作抗酸劑和輕瀉劑，用於胃酸過多胃和十二指腸潰瘍病．化學工業中用作催化劑和製造鎂鹽的原料。也用於放璃、染粕、酚醛塑料等的製造。重質氧化鎂碾米工業中用於燒制粉磨和半滾筒。建築工業用於製造人造化學地板人造大理石防熱板隔音板塑料工業用作填充料。還可用於生產其他鎂鹽。

氧化鎂的主要用途之一是作為阻燃劑的使用，傳統阻燃材料，廣泛採用含鹵聚合物或含鹵阻燃劑組合而成的阻燃混合物。但是一旦發生火災，由於熱分解和燃燒，會產生大量的煙霧和有毒的腐蝕性氣體，從而妨礙救火和人員疏散、腐蝕儀器和設備。特別是人們發現火災中的死亡事故有80%以上是材料產生的濃煙和有毒氣體造成的，因而除了阻燃效率外，低煙低毒也是阻燃劑必不可少的指標。中國阻燃劑工業發展極不平衡，氯系阻燃劑所佔比例較重，為各阻燃劑之首，其中氯化石蠟占壟斷地位。但氯系阻燃劑作用時釋放出有毒氣體，這與現代生活所追求的無毒高效存在很大距離。因此為了順應世界阻燃劑低煙霧、低毒性和無公害的發展趨勢，氧化鎂阻燃劑的開發、生產和應用勢在必行。

為了提高氧化鎂的提取率，並降低產品能耗。提高產品質量，增加產品品種，雙減法碳化工藝主要是改變了碳化條件，減去了高能耗的生產過程。將凈化過的石灰乳液在特定條件下進行碳化反應，使80—90%的MgO被溶解，並生成含MgO 20～30克/升的碳酸輕鎂過飽和溶液。經快速壓濾，在特定條件下使碳酸輕鎂飽和溶液在20～30度下解析出鹼式碳酸鎂。此鹼式碳酸鎂濾餅含水分只有50—60%。經煅燒得輕質氧化鎂產品。

該工藝特點:（詳見工藝流程圖）

（1）氧化鎂的提取率增高了20—30%。

（2）減去了壓縮和熱解過程，降低了鹼式碳酸鎂濾餅水分含量25—30%。

因此每噸輕質氧化鎂產品煤耗降低75%，電耗降低65%。

將高純度金屬鎂和氧反應生成晶核，然後使顆粒繼續成長，製得高純度微粉氧化鎂。含氧化鎂80%（重量）以上的粗原料用無機酸（硫酸、鹽酸、硝酸）以摩爾比1：2的比例進行溶解，製成無機酸的鎂鹽。精製除去其中雜質，於氧氣氣氛下進行加壓加熱處理，再經水洗、脫水、乾燥，於1100℃加熱1h，製得高純度氧化鎂。

氫氧化鎂煅燒法 以除雜凈化的硫酸鎂溶液為原料，以純氨水為沉澱劑加入鎂液中沉澱出Mg(OH)2，經板框壓濾機進行固液分離，濾餅經洗滌得高純度Mg(OH)2，再經烘乾、煅燒製得高純氧化鎂。

煅燒法苦土粉經過水選，除去雜質后沉澱成鎂泥漿，然後通過消化、烘乾、煅燒，使氫氧化鎂脫水生成氧化鎂。其MgO+H2O→Mg(OH)2Mg(OH)2→MgO+H2O;

將菱鎂礦在950℃下於煅燒爐中進行煅燒，再經冷卻、篩分、粉碎，製得輕燒氧化鎂。

純鹼法先將苦鹵加水稀釋至20°Be左右加入反應器，在攪拌下徐徐加入20°Be左右的純鹼澄清溶液，於55℃左右進行反應，生成重質碳酸鎂，經漂洗、離心分離，在700～900℃進行焙燒，經粉碎、風選，製得輕質氧化鎂產品。其5Na2CO3+5MgCl2+6H2O→4MgCO3·Mg(OH)2·5H2O+10NaCl+CO2↑

4MgCO3·Mg(OH)2·5H2O→5MgO+4CO2↑+6H2O

白雲石經煅燒、消化、碳化后得到鹼式碳酸鎂，再經熱分解、煅燒、粉碎、風選，即得輕質氧化鎂。其MgCO3·CaCO3→MgO+CaO+2CO2↑

（MgO+CaO)+2H2O→Mg(OH)2+Ca(OH)2

Mg(OH)2+Ca(OH)2+3CO2→Mg(HCO3)2+CaCO3+H2O5

Mg(HCO3)2+H2O→4MgCO3·Mg(OH)2·5H2O+6CO2↑4MgCO3·

Mg(OH)2·5H2O→5MgO+4CO2↑+6H2O碳銨法將海水製鹽后的母液（鎂離子含量在50g/L左右）除去雜質后與碳酸氫銨按適宜的比例混合，進行沉澱反應，再經離心脫水、烘乾、煅燒、粉碎分級、包裝，即得輕質氧化鎂成品。其5MgCl2+10NH4HCO3+H2O→4MgCO3·Mg(OH)2·5H2O+10NH4CI+6CO2↑

4MgCO3·Mg(OH)2·5H2O→5MgO+4CO2+6H2O;

採用白雲石或菱鎂礦，經煅燒、加水消化、碳酸化、煅燒、粉碎，即可製得活性氧化鎂。滷水白雲石灰法以海水或滷水為原料與石灰或白雲灰發生沉澱反應，將得到的氫氧化鎂沉澱進行過濾、乾燥、煅燒，製得活性氧化鎂。苦土粉-硫酸-碳銨法將苦土粉等含鎂原料與硫酸反應，生成硫酸鎂溶液，其MgO+H2SO4→MgSO4+H2O硫酸鎂溶液與碳酸氫銨反應，生成碳酸鎂沉澱，其MgSO4+NH4HCO3+NH3→MgCO3↓+(NH4)2SO4然後沉澱物經過濾分離、洗滌、烘乾、煅燒、粉碎，製得活性氧化鎂。

以電熔鎂塊為原料。經選料、破碎、篩分后與一定比例的液態二氧化鈦進行充分混合，再經水洗、烘乾和燒結，篩選出粒徑為40～150目的，即為成品高溫電工級氧化鎂。

採用滷水與碳酸氫銨反應，生成鹼式碳酸鎂，然後進行陳化、洗滌、脫水、乾燥、煅燒，經粉碎后再凈化、熱處理，製得硅鋼級氧化鎂。

以高純氧化鎂為原料，經電熔製得成品。

將生產重質氧化鎂的下腳料送入反應器，加入鹽酸進行反應，生成六水氯化鎂，再加入碳酸鈉進行反應，生成鹼式碳酸鎂，用水洗滌，將鹼式碳酸鎂在高溫煅燒，冷卻后粉碎，製得磁性氧化鎂。其2MgO+4HCI+4H2O→2MgCl2·6H2O·5MgCl2+5Na2CO3+6H2O→4MgCO3·Mg(OH)2·5H2O+CO2↑+10NaCl4MgCO3·Mg(OH)2·5H2O

方法名稱：

氧化鎂的測定—中和滴定法

應用範圍：

該方法採用滴定法測定氧化鎂的含量。

該方法適用於氧化鎂。

方法原理：

供試品精密加硫酸滴定液（0.5mol/L）溶解后，加甲基橙指示液，用氫氧化鈉滴定液（1mol/L）滴定，讀出氫氧化鈉滴定液使用量，計算，即得。

試劑：

⒈ 水（新沸放置至室溫）

⒉ 氫氧化鈉滴定液（0.1mol/L）

⒊ 硫酸滴定液（0.5mol/L）

⒋甲基橙指示液

⒌基準鄰苯二甲酸氫鉀

儀器設備：

試樣製備：

⒈ 氫氧化鈉滴定液（0.1mol/L）

配製：取澄清的氫氧化鈉飽和溶液56mL，加新沸過的冷水使成1000mL。

標定：取在105℃乾燥至恆重的基準鄰苯二甲酸氫鉀約6.0g，精密稱定，加新沸過的冷水50mL，振搖，使其盡量溶解；加酚酞指示液2滴，用本液滴定，在接近終點時，應使鄰苯二甲酸氫鉀完全溶解，滴定至溶液顯粉紅色。每1mL氫氧化鈉滴定液（1mol/L）相當於204.2mg的鄰苯二甲酸氫鉀。根據本液的消耗量與鄰苯二甲酸氫鉀的取用量，算出本液的濃度。

貯藏：置聚乙烯塑料瓶中，密封保存；塞中有2孔，孔內各插入玻璃管1支，1管與鈉石灰管相連，1管供吸出本液使用。

⒉ 硫酸滴定液（0.5mol/L）

配製：取硫酸30mL，緩緩注入適量的水中，冷卻至室溫，加水稀釋至1000mL，搖勻。

標定：取在270～300℃乾燥恆重的基準無水碳酸鈉約1.5g，精密稱定，加水50mL使溶解，加甲基紅-溴甲酚綠混合指示液10滴，用本液滴定至溶液由綠色變為紫紅色時，煮沸2分鐘，冷卻至室溫，繼續滴定至溶液顏色有綠色變為暗紫色。每1mL硫酸滴定液（0.5mol/L）相當於53.00mg的無水碳酸鈉。根據本液消耗量與無水碳酸鈉的取用量，算出本液的濃度，即得。

⒊甲基橙指示液

取甲基橙0.1g，加水100mL使溶解，即得。

操作步驟：

精密稱取供試品0.5g，精密加硫酸滴定液（0.5mol/L）30mL溶解后，加甲基橙指示液1滴，用氫氧化鈉滴定液（1mol/L）滴定，讀出氫氧化鈉滴定液使用量，計算，每1mL硫酸滴定液（0.5 mol/L）相當於20.15mg的氧化鎂或28.04mg的氧化鈣。

注1：“精密稱取”系指稱取重量應準確至所稱取重量的千分之一，“精密量取”系指量取體積的準確度應符合國家標準中對該體積移液管的精度要求。

注2：“水分測定”用烘乾法，取供試品2～5g，平鋪於乾燥至恆重的扁形稱瓶中，厚度不超過5mm，疏鬆供試品不超過10mm，精密稱取，打開瓶蓋在100～105℃乾燥5小時，將瓶蓋蓋好，移置乾燥器中，冷卻30分鐘，精密稱定重量，再在上述溫度乾燥1小時，冷卻，稱重，至連續兩次稱重的差異不超過5mg為止。根據減失的重量，計算供試品中含水量（%）。