اکسید منیزیم چیست؟

اکسید منیزیم و کاربردهای آن

اکسید منیزیم یا منیزیا با نماد شیمیایی MgO است. این ترکیب شیمیایی معدنی مانند سایر مشتقات فلز منیزیم همچون هیدروکسید منیزیم، کاربردهای بسیاری دارد. این ترکیب به صورت پودری سفید رنگ قابل سنتز است و تمایل بسیاری به جذب رطوبت محیط خود دارد. این ترکیب شیمیایی فواید بسیاری برای سلامت بدن انسان دارد که به عنوان منبعی برای تأمین منیزیم مورد نیاز بدن مورد استفاده قرار می گیرد.

ویژگی‌های اکسید منیزیم

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

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

پودر این ترکیب کاملا بدون بو بوده که سمی نیز نیست و در درجات خلوص بالا، نقطه ذوب بالایی را از خود نشان می دهد. این ترکیب به سبب داشتن خاصیت هدایت حرارتی بالا و مقاومت مناسبی که در برابر حرارت از خود نشان می دهد، به صورت گسترده‌ای در تهیه تجهیزات صنعتی نسوز کاربرد دارد.

فرآوری اکسید منیزیم

اکسید منیزیم پس از استخراج سنگ معدن منیزیت، طی عملیات های خالص سازی مختلف مانند خردایش، دانه بندی، شستشو، جداسازی توسط آهنربا و فلوتاسیون، فرآوری می‌گردد. پس از خالص سازی منیزیت، آن را کلسینه می کنند. کلسینه کردن در دماهای مختلف باعث تولید اکسید منیزیم با اکتیویته های (سرعت واکنش پذیری) متفاوت می شود. از همین رو اکسید منیزیم طبق دمای کلسینه به سه دسته اکسید منیزیم کلسینه، اکسید منیزیم زینتره و اکسید منیزیم فیوز تقسیم می شوند.

نحوه تهیه اکسید منیزیم در صنعت

به صورت کلی اکسید منیزیم از طریق سوزاندن منیزیم با اکسیژن خالص به دست می آید، ولی این روش بسیار هزینه‌بر است و از نظر اقتصادی به صرفه نیست. 

روش به صرفه‌تر برای تهیه این ترکیب، در معرض اکسیژن قرار دادن نمک‌های منیزیم موجود در رسوبات زیرزمینی، آب دریا و بستر های نمکی است. در این روش، کیفیت نمک های منیزیم تعیین‌کننده کیفیت فرآورده نهایی است، بنابراین باید در انتخاب منابع نمکی منیزیم دقت لازم به کار گرفته شود. 

به طور خلاصه با کلسیناسیون یا تکلیس ترکیباتی همچون کربنات منیزیم یا هیدروکسید منیزیم می توان به اکسید منیزیم دست یافت. 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.

فرآیند تکلیس در دماهای مختلف سبب تولید این ماده معدنی با واکنش‌پذیری‌های متفاوتی می شود. در دمای بالای ۱۵۰۰ تا ۲ هزار درجه سانتیگراد، سطح تماس واکنشگرها کاهش یافته و این موضوع سبب ایجاد منیزیا سوخته-مرده می شود که ترکیبی غیرفعال است و از آن به عنوان یک ترکیب نسوز استفاده می شود. با کاهش بیشتر دما، منیزیا گداخته و منیزیای سوزانده‌شده نیز تشکیل خواهند شد.

کاربردهای اکسید منیزیم 

اکسید منیزیم کاربردهای متفاوتی دارد که مهمترین آنها عبارتند از:

- تصفیه فاضلاب و آب های صنعتی

اکسید منیزیم یک بافر اسیدی خوب و با ظرفیت بالاست که دارای قابلیت پایدارکنندگی و تثبیت‌کنندگی گونه‌های فلزی محلول نیز است؛ به دلیل بهره مندی این ویژگی‌های شیمیایی، از اکسید منیزیم به صورت گسترده ای در حوزه تصفیه آب و فاضلاب، تصفیه پساب‌های صنعتی، تصفیه آب‌های زیرزمینی و… استفاده می‌کنند.

بسیاری از گونه‌های فلزی سنگین مثل سرب و کادمیم در آب‌هایی با میزان PH کمتر از ۶ و همچنین آب‌های با PH بالاتر از ۱۱ محلول هستند. انحلال این فلزات سنگین در آب، بر سیستم زیستی گونه های مختلف و کیفیت خاک تأثیرگذار است و حضور این مواد در آب در غلظت‌های مشخصی حتی برای بدن انسان نیز سمی و زیان‌آور است.

- کشاورزی

به دلیل خاصیت بافری اکسید منیزیم، از فرم گرانولی آن برای کاهش میزان انحلال‌پذیری فلزات سنگین مورد استفاده قرار می‌گیرد تا اثر مخرب این فلزات بر گونه‌های زیستی مختلف و کیفیت خاک کاهش یابد. از همین رو با اضافه کردن این ترکیب به خاک می توان آن را اصلاح کرد و از واکنش های احتمالی فلزات سنگین پیشگیری کرد.

- پزشکی

در پزشکی از اکسید منیزیم برای تسکین دل درد و سوءهاضمه، به‌ عنوان ملین و یک آنتی اسید کارآمد مورد استفاده قرار می گرفت، به همین دلیل نیز این ترکیب را در تهیه مکمل‌های غذایی و دارویی به کار می‌گرفتند تا مقدار منیزیم لازم برای بدن تأمین شده و بیماری‌های گوارشی نیز با مصرف آن بهبود یابند.

- صنایع غذایی

اکسید منیزیم در صنایع غذایی به عنوان یک ماده افزودنی کاربرد دارد، از این رو سازمان غذا و داروی آمریکا نیز به این ترکیب کد معتبر E530 را اطلاق کرده است. از جمله فرآورده‌های غذایی که تولیدکنندگان برای تهیه آنها از اکسید منیزیم استفاده می‌کنند، می‌توان به محصولات کاکائویی، فرآورده‌های کنسروی و همچنین دسرهای سرد و منجمد اشاره کرد.

- کاربرد در تهیه نسوز

کاربرد دیگر اکسید منیزیم برای تهیه مواد نسوز و عایق حرارتی جهت پوشش دادن جداره داخلی لوله های مورد استفاده در صنعت و کوره ها و بوته های ذوب است. این ترکیب به دلیل مقاومت و ظرفیت بالای خود در برابر حرارت، عایق بسیار مناسبی به شمار می رود، بنابراین از آن در ساخت دیوارهای پیش ساخته و سایر مصالح ساختمانی کاربرد دارد.

لازم به یادآوری است که استفاده از این ترکیب در فرآیند تولید سرامیک سبب می شود تا سرامیک تولیدشده سختی بالاتری داشته و مقاومت بیشتری در برابر ضربه از خود نشان دهد.