|  | ||||||
2,33 % van de aardkost (tot 16 km diepte) bestaat uit magnesium; het is het 7e element in rangorde van voorkomen. Men treft magnesium aan in vele mineralen, onder andere in:
bischofiet MgCl2.6H2O
boraciet Mg3B7O13Cl
bruciet Mg(OH)2
carnalliet KMgCl3.6H2O
dolomiet CaMg(CO3)2
epsomiet MgSO4.7H2O
kieseriet MgSO4.H2O
langbeiniet K2Mg2(SO4)3
magnesiet (of bitterspaat) MgCO3
mica {Na,K,Ca,Mg}{Al,Mg,Fe,Li}2-3{Si,Al}4O10{OH,F}2
sellaite MgF2
serpentijn (Mg,Fe+2,Ni)3Si2O5(OH)4
spinel MgAl2O4
tachyhydriet CaMg2Cl6.12H2O
talk of speksteen Mg3Si4O10(OH)2
In zoutmijnen vindt men magnesium als de dubbelzouten kainiet (MgSO4. KCl.3H2O) en carnalliet (KCl.MgCl2.6H2O). Ook zeewater en water van zoutmeren bevat magnesium. Bij indampen ontstaan onder andere de zouten magnesiumchloride (MgCl2) en magnesiumbromide (MgBr2).
Bladgroen (chlorofyl) bestaat uit een complex van magnesium.
De belangrijkste wingebieden van magnesium - meestal in de vorm van mineralen, maar ook uit zeewater - worden gevonden in Turkije, China, de Verenigde Staten van Amerika, Noordkorea, Slowakije, Rusland, Kazachstan, Oekraïne, Oostenrijk, Griekenland, India, Spanje, Brazilië, Rwanda, Democratische Republiek Congo, Australië, Canada, Frankrijk, Italië, Israël, Jordanië en Noorwegen.
Magnesium is genoemd naar Magnesia, een deel van de Griekse provincie Thessalië, waar het mineraal “bitteraarde” (magnesiumoxide) gevonden werd. Ook de naam magneet is afkomstig van Magnesia.
In 1755 ontdekte J. Black dit element, dat zich onder meer van de bekende stoffen kalk, kali en gips onderscheidde, in magnesia, de toenmalige term voor magnesiumoxide (bitteraarde).
Sir H. Davy scheidde magnesium in 1808 af door elektrolyse van gesmolten magnesiumzouten (onder andere watervrij magnesiumchloride).
Voor de bereiding van magnesium gebruikt men of magnesiummineralen, bijv. dolomiet {MgCa(CO3)2}, waaruit magnesiumoxide wordt gevormd, of magnesiumhoudend zeewater. Hieraan wordt kalk toegevoegd, waardoor magnesiumhydroxide neerslaat, dat vervolgens wordt omgezet in magnesiumchloride of -oxide.
Magnesium wordt verkregen door reductie van magnesiumoxide in een elektrische oven met silicium bij 1100 °C, of door elektrolyse van gesmolten magnesiumchloride bij 700 °C.
Om zuiver magnesium te verkrijgen wordt het ruwe magnesium gedestilleerd in vacuüm of in een atmosfeer van argon.
De wereldproductie bedraagt ongeveer 400.000 ton per jaar.
TOEPASSINGEN EN TOELICHTING
Lichtkogel
Lichtkogelfakkels worden met zuiver magnesiumpoeder gevuld. Dit metaal verbrandt dan bij 500 °C met een verblindend licht tot de witte rook van magnesiumoxide. Als oxidatiemiddel wordt mangaandioxide (MnO2), kaliumchloraat (KClO3) of kaliumpermanganaat (KMnO4) toegevoegd.
Velg
In de auto-industrie wordt gestreefd naar gewichtsbesparing, omdat lichtere auto’s minder brandstof gebruiken. Voor velgen, deuren, gril, rem- en koppelingssysteem en luchtinlaat worden daarom magnesiumlegeringen toegepast, bijvoorbeeld met aluminium en zink (resp. 9 % en 1 %) of zeldzame aardmetalen en zirkonium (resp. 3,3 % en 0,7 %). Niet alleen voor auto’s, maar voor de wielen van rolstoelen worden deze legeringen gebruikt.
Vliegtuig
Legeringen voor vliegtuigonderdelen bevatten veelal magnesium. Dit verbetert de eigenschappen en is zeer licht. Afhankelijk van de toepassing varieert het gehalte aan magnesium. Vliegtuigvleugels worden gemaakt van legeringen, bestaande uit Mg, Al en Zn. Deze legeringen zijn tot 20 % lichter dan puur aluminium en goed bestand tegen corrosie. Ook motoronderdelen, romp, landingsgestel en landingstrap worden van een dergelijke legering gemaakt.
Deze legeringen bestaan uit magnesium met 6 - 10 % aluminium, 1 - 3 % zink en 0,2 % mangaan of magnesium met 3,3 % zeldzame aardmetalen en 0,7 % zirkonium.
Voor de Saturnusraket, die werd gebruikt bij de maanexpedities, werd een legering gebruikt die bestond uit magnesium met 14 % lithium en 1,25 % aluminium. De dichtheid van deze legering is slechts 1350 kg/m3. De legering is hiermee 4 maal zo licht als staal.
De Titan Intercontinental Ballistic Missile (ICBM) bevatte in totaal 1 ton magnesium.
Vuurvaste steen
Magnesiumoxide (MgO) kan als vuurvaste steen gebruikt worden vanwege het hoge smeltpunt en de onontleedbaarheid (zelfs bij hoge temperatuur). Magnesiumoxide is ook moeilijk reduceerbaar door bijvoorbeeld koolstof.
Dit materiaal wordt tevens toegepast als warmte-isolator.
Turnpoeder
Turnpoeder, ook wel magnesiumpoeder genoemd, bestaat uit basisch magnesiumcarbonaat {Mg(OH)2.3MgCO3.3H2O}. Het wordt in blokken in de handel gebracht en bij het turnen e.d. gebruikt om handen stroef te maken. Het neemt namelijk lichaamsvocht op.
Vulstof, pigment
Magnesiumoxide wordt gebruikt als vulstof voor onder andere kunststoffen en papier en dient daarbij - vanwege de witte kleur - tevens als pigment. Het is hiervoor geschikt vanwege het grote grensvlak (ten gevolge van de blaadjesstructuur), de hoge elektrische weerstand, het UV-absorptievermogen, en een goede bestendigheid tegen zowel zuren als basen.
Magnesiumcarbonaat (MgCO3) en talk {Mg3Si4O10(OH)2, worden gebruikt als vulstof in papier en zeep. Basisch magnesiumcarbonaat {Mg(OH)2.3MgCO3.3H2O} wordt als vulstof gebruikt in rubber, papier en tandpasta.
Magnesiumsilicaat (Mg2SiO4) dient als vulstof voor verf en wasmiddelen.
Toepassingen als niet-ontleedbare stof (element)of als legering:
auto (motor, versnellingsbak, zuiger, carter, tandwiel) (4 % Al, 0,3 % Mn, 1 % Si)
brandbom, fakkel, vuurwerk
drankblikje (Al,Mg)
frame van fototoestel, kijker, koffer, computer onderdelen (6 - 10 % Al, 1 - 3 % Zn)
geleidingsdraad (Cu + 0,3 - 0,8 % Mg)
handboormachine, motorzaag (Mg, Al, Zn, Mn)
metaalbescherming (tegen corrosie)
omhulling van splijtstofelement in met CO2 gekoelde kernreactor
ontzwaveling van ruw ijzer en staal (ook in legering met Al)
reductor bij de bereiding van metalen (bijv. Ti , Zr en U)
scheepsromp (Al,Mg)
spiegels in optische apparatuur
thermische lans (bijvoorbeeld voor ‘snijden’ van beton)
treinstellen, trams en bussen (Al,Mg)
Toepassingen als ontleedbare stof (verbinding):
antiklonteringsmiddel (o.a. voor zout) MgHPO4 antireflexlens MgO additief huisbrandolie Mg(OH)2 MgO badzout MgSO4 bereiding van magnesium MgCl2 bestrijding van plantenziekten MgSO4 bladbemesting Mg(NO3)2 bleekmiddel, onder andere in tandpasta MgO2 blusmiddel MgSO4 MgCl2 bodemverbetering Mg(OH)2 boormodder (bij aardoliewinning) MgCl2 cement (toevoeging) MgSO4 MgCl2 chromatografie (dunne laag) Mg2Si3O8 conserveren van houten dwarsliggers MgCl2 cosmetica mica talk desinfectiemiddel MgO2 dieetzout Mg-citraat diergeneesmiddel bestrijding van kopziekte MgSO4 tegen ‘hondenziekte’ MgO2 drinkwaterzuivering Mg(OH)2.MgSO4 droogmiddel (o.a. voor zout) MgCO3 elektrolyt in batterij MgCl2 filtermateriaal Mg2SiO4 geneesmiddel tegen allergie, kramp en astma Mg-gluconaat tegen matheid, voor het opwekken van de eetlust MgO2 tegen overtollig maagzuur Mg(OH)2 4MgCO3.Mg(OH)2 MgO MgCO3 laxeermiddel MgCl2 MgCO3 MgSO4 Mg(OH)2 MgNH4PO4 Mg-citraat activeren van enzymen div. org. Mg-verb geriatrica div. org. Mg-verb gevelbescherming MgSiF6 glas Mg2SiO4 MgO glitter of ‘zilvereffect ‘ mica houtbescherming MgSiF6 isolatie (warmte) MgCO3 mica kalmerend middel MgBr2 katalysator bij het kraakproces MgF2 keramiek Mg2SiO4 MgO MgF2 MgHPO4 MgSO4 leerlooien MgSO4 levensmiddelentoevoeging (E 580) Mg-gluconaat MgHPO4 (E 572) Mg-stearaat lichtbestendig maken van kleuren in textiel MgSO4 meststof MgCO3 MgNH4PO4 MgO MgSO4 mineraalwater MgCO3 neutraliseren van zuren, onder andere maagzuur MgO MgCO3 Mg(OH)2.3MgCO3.3H2O Mg(OH)2 ontdooiingsmiddel (de-icer) MgCl2 ontzwavelen van gassen Mg(OH)2 ovenvensters mica polijstpoeder MgCO3 MgO schmink MgCO3 smeermiddel Mg-stearaat stabilisator voor crème en zalf Mg-stearaat stofreductie in mijnen e.d. MgCl2 suikerraffinage, hulpstof MgCl2 talkpoeder talk tandpoeder MgCO3 MgO talk textielbewerking (wol, katoen) MgCl2 toiletartikelen talk veevoederadditief MgO MgSO4 vensters voor UV en IR MgF2 vlamwerend middel (onder andere in textiel) MgSO4 vlamvertrager (en vulmiddel) in kunststof Mg(OH)2 vloeimiddel voor het solderen van lichte metalen MgF2 MgSiF6 waterzuivering (vlokmiddel) Mg(OH)2 MgSO4 wondpoeder MgCO3 MgO