Магниевые минералы. Магний – мощнейший минерал релаксации, известный человеку

Дефицит магния вдвое увеличивает риск преждевременной смерти. А восполнение дефицита этого важного минерала в организме помогает вылечить множество болезней. К сожалению, многие люди годами могут не догадываться о дефиците магния в организме. Поэтому сайт расскажет о важности магния для здоровья, опишет основные симптомы нехватки магния в организме и растолкует, где можно добыть недостающие организму количества магния.

Магний известен своей способностью улучшать паттерны сна, он представляет собой антидот стресса и является самым мощным минералом релаксации, известным человеку.

Данный минерал широко используется в традиционной медицине, хотя на сегодняшний день исследованы не все механизмы его воздействия. Приведем некоторые примеры использования магния в медицине:

  • беременным женщинам, которые сталкиваются с проблемой преждевременных родов, припадков, гипертензии (преэклампсии), магний в больших дозах вводят внутривенно;
  • в случае запоров или в части подготовки к колоноскопии пациенту дают гидроксид магния или жидкий цитрат магния;
  • магний также вводят внутривенно при опасной для жизни аритмии.

Минерал магний крайне важен для здоровья сердца. Однако не обязательно дожидаться предсмертного состояния, чтобы получить дозу магния.

Минерал релаксации

Магний часто называют минералом релаксации (расслабления). Этот минерал находится во всех тканях организма, преимущественно в мозге, мышцах и костях. Магний принимает участие в более чем 300 ферментативных реакциях. Он помогает мышцам расслабиться, организму - вырабатывать энергию, а химическим процессам - протекать в нормальном режиме.

Перечень проблем со здоровьем, связанных с дефицитом магния, довольно большой. Несмотря на это, минерал магний, который часто оказывается более эффективным, чем лекарства, упорно игнорируют.

Симптомы дефицита магния и связанные с ним болезни

  • проблемы с глотанием;
  • высокое кровяное давление;
  • менструальные боли;
  • ожирение;
  • рефлюкс;
  • остеопороз;
  • синдром раздраженного кишечника;
  • раздраженный мочевой пузырь;
  • раздражительность;
  • синдром дефицита внимания;
  • учащенное сердцебиение;
  • аутизм;
  • бессонница;
  • чувствительность к громким звукам;
  • тревожность;
  • астма;
  • стенокардия;
  • хроническая усталость;
  • спазмы анального сфинктера;
  • фибромиалгия;
  • запоры;
  • диабет;
  • камни в почках.

Помимо этого, нехватка магния в организме связана с воспалительными процессами в организме и повышенными уровнями С-реактивного белка.

Что приводит к дефициту магния в организме человека?

Первой и основной причиной дефицита магния в организме является недостаточное употребление продуктов, содержащих магний. Однако существуют и иные факторы, которые способствуют снижению уровня магния в организме:

Еще одной проблемой, связанной с нехваткой минерала магния в организме, является тот факт, что магний плохо абсорбируется и в то же время быстро выводится из организма. Поэтому для поддержания уровня магния в организме необходимо, чтобы он поступал в больших количествах.

Что делать, чтобы восполнить дефицит магния в организме?

  1. Остановите потерю магния:
  • если Вы принимаете какие-либо лекарства, проконсультируйтесь с врачом, чтобы узнать, не являются ли они причиной усиленного выведения магния из организма;
  • научитесь практиковать активное расслабление;
  • ограничьте употребление алкоголя, соли, сахара, колы и кофе.
  1. Ешьте продукты, богатые магнием .
  2. Принимайте магний в виде добавок. Минимальное количество магния, нужного человеку в день, составляет около 300 мг. В зависимости от состояния здоровья, некоторым людям требуется большее количество данного минерала (400 - 1000 мг/день). Формами магния, которые лучше всего абсорбируются в организме, являются глицинат, таурат, аспарат и цитрат магния.
  3. Принимайте ванны с английской солью .

сайт напоминает, что людям с серьезными заболеваниями сердца или почек необходимо проконсультироваться по поводу приема магния с врачом и действовать в соответствии с его рекомендациями.


Минералы Mg во многих случаях относятся к числу широко распространенных породо- и рудообразующих (табл. 59). Общее их число на 1988 г. составило 364; преобладают силикаты - 161, затем идут бораты и гидробораты - 39, фосфаты и гидрофосфаты - 36, сульфаты и гидросульфаты - 33, карбонаты и гидрокарбонаты - 30, арсенаты и гидроарсенаты - 13, хлориды и гидрохлориды - 8, фториды и гидрофториды - 3, сульфиды - 3, ванадаты и органические соединения-по 2, нитрат 1. Среди силикатов больше всего минералов Mg в цепочечных, ленточных, слюдах, хлоритах и им подобных, а также в ортосиликатах, т. е. во всем диапазоне O/Si - от 2,5 до 4; неизвестны минералы Mg среди каркасных силикатов (О:Si = 2) и мало их среди диортосиликатов (О:Si = 3,5). В цепочечных и ленточных силикатах, слюдах и хлоритах наиболее часто Mg совмещен с Al, (Al, Fe) и Fe часто к ним прибавляются Ca, К, Na, иногда Mn; для многих минералов, особенно для диортосиликатов, типична ассоциация MgCa. Для гидроксидов обычна ассоциация MgFe (10 минералов) и MgAl (7 минералов), для карбонатов и гидрокарбонатов MgCa и MgNa (по 4 минерала), для гидроарсенатов MgCa (4 минерала). Многие силикаты и алюмосиликаты Mg (особенно вторичные серпантин, тальк и др.) обогащены H2O.
Экспериментально доказан широкий изоморфизм Mg2+⇔Fe2+ (оливины, пироксены, слюды, шпинели, людвигиты и др.); по Е.С. Макарову, изоморфизм Mg2+⇔Ca2+ ограничен (карбонаты, пироксены и др.); маловероятным или весьма ограниченным он считает изоморфизм Mg2+⇔Al3+ (мелилит) и Mg2+⇔Mn3+, поскольку в этой системе образуются промежуточные стехиометрические фазы. Широкий ряд твердых растворов в слюдах, амфиболах, гранатах характерен для Mg2+⇔Li+.

К наиболее широко распространенным породо- и рудообразующим минералам Mg относятся: эндогенные - оливин (форстерит), серпентин, пироксены, амфиболы, шпинели, флогопит, биотит, хлорит; экзогенно-эндогенные - доломит, магнезит, брусит, бишофит и др. (см. табл. 59).
Наиболее легко растворимы бишофит (1670 г/л) и эпсомит (710 г/л), легко растворимы каинит и карналлит, медленно растворяется кизерит (см. табл. 58). Kp элементов-примесей в магнезиальных темноцветных минералах-оливинах, пироксенах и амфиболах из основных пород высокие (≥1), характерны для многих d-металлов, причем в амфиболах и клинопироксенах они обычно выше, чем в ортопироксенах. Для клинопироксенов Kp группы тяжелых редкоземельных элементов (Sm, Eu, Dy, Yb), а также Sc, Hf могут подниматься до 1,2-1,3 и более. Еще выше Kp для амфиболов и клинопироксенов дацитовых и риолитовых пород.
В галогенных процессах поведение Mg и соотношения Mg - Fe и Mg-Al зависят от составов оливинов и пироксенов, амфиболов, слюд. Mg-оливин - форстерит Fo (100-90% Fo) и Mg-Fe разновидности оливина - хризолит (90-70% Fo) и гиалосидерит (70-50% Fo), более магнезиальные из которых типичны для наиболее глубинных и метаморфизованных пород, содержат относительно повышенные количества Ni, Co и меньшие (по сравнению с Fe-фаялитами) количества Ti и Sc; содержания Cr в основном меньшие, но иногда и более высокие.
Систематическое изучение оливинов из ультрабазитов Сибирской платформы, проведенное Ю.Р. Васильевым, А.В. Соболевым и другими исследователями, показало, что содержание Ti и Al в них не превышает 0,04-0,07%, а других элементов изменяются в широких пределах (%); Mn 0,05-0,49 (х = 0,2±0,06); CaO 0,01-0,79 (0,36±0,15); Ni 0,0-0,46 (0,22±0,05); Cr2O3 0,0-0,18 (0,04±0,03). Выделено две группы оливинов: 1) из дунитов, меймечитов, пикритов, коматиитов, кимберлитов, в которых перечисленные элементы коррелируются с FeO и между собой и 2) из оливинитовых массивов щелочно-ультраосновных пород без значимых связей с FeO и другими, кроме MgO. Д. Ягуц с соавторами при изучении оливинов из различных нодулей и архейских коматиитов установлена обогащенность последних Ni, Cr, Sc и равномерное распределение Co, Zn, Mn.
Образующийся по оливину серпентин, по Д. С. Штейнбергу и другим исследователям, состоит из двух минералов - H4Mg3Si2O9 и H4Mg2Fe2в3+ Si2O9; количество последнего (молекулярная доля) меняется от 16 до 75% при вариации степени серпентинизации от 25 до 90%; снижается и железистость брусита - от 25 до 10%.
Н. Моримото (1988 г.), рассматривая пироксены в тройной диаграмме Mg2Si2O6 (En) - Fe2Si2O6 (Fs) - Ca2Si2O6 (Dy), выделяет среди них магниево-железистые - энстатит (Mg2Si2O6), клиноэнстатит (Mg, Fe)2Si2О6, пижонит (Mg, Fe, Ca)2Si2О6, авгит (Ca, Mg, Fe)7Si2О6, диопсид (Ca, Mg)Si2O6, а также маложелезистые (≤50Fs) и малокальциевые (≤50 Dy) разности. Аналитические данные по составу минералов этой группы приведены в работах В.В. Ляховича, А.Ф. Ефимова и других исследователей. Более поздние данные по пироксенам в целом приведены в табл. 60 для разных типов пород; при этом видна значительная разница для пироксенов из габброидов, гранитоидов и щелочных пород практически по всем элементам-примесям. Количество одних элементов в данном ряду увеличивается (Li, Zr, TR, Nb, Ta, Be, V, Cr), других - снижается (Rb, Sc, В, Ni, Co, Cu); распределение Sr и Pb неопределенно. Различаются по содержанию элементов-примесей пироксены, выделенные по структурно-генетическому признаку, клинопироксены от ортопироксенов. В первых, с учетом типа пород, меньше Ni, Co, Zn и больше V, Cr, Sn, Sc, Hf, La, Zr. Данные табл. 61, содержащей материалы Л.Ф. Борисенко по Уралу и Ю.А. Мартынова по Нижнему Амуру, подтверждают эти выводы по всем элементам, только Sn оказалось больше в орто-, чем в клинопироксене. Для пироксенов из метаморфических комплексов М. Рейс установил, что с ростом температуры и увеличением количества Al упорядоченность в распределении Fe2+-Mg снижается.
Сравнение поведения элементов-примесей в пироксенах различной магнезиальности - энстатите и диопсиде - проведено по включениям в щелочных базальтоидах Сихотэ-Алиня (табл. 62). Видна большая или меньшая разница в содержании этих элементов, связанная с различием в содержаниях Mg. Энстатит содержит больше Ni, Co, Zn, меньше Zr, Cr, V, Ti, Ag; количество Sn, Cu, Pb и Ca близко в обоих минералах. Для образцов Mg-пироксена из ультрабазитов интрузии Рум Лаурид, незначительно отличающихся по степени железистости, также установлено некоторое различие. Менее магнезиальные (Fe≥5%) по сравнению с магнезиальными несколько обеднены (г/т) Cr (3700 и 4975±800), Ir (0,0004 и 0,0021), Sc (88,7 и 97±2,4), Yb (1,1 и 1,4) и обогащены Co (38,5 и 33±1,5); для Eu разница оценок оказалась статистически незначимой.
Наиболее полное исследование состава пироксенов и амфиболов метаморфических пород выполнено М.Д. Крыловой с соавторами. Данные по содержаниям некоторых элементов-примесей свидетельствуют о том, что наиболее информативным элементом во всех случаях является Ti, а для пироксенов - Ni, Co, Cr и V (табл. 63, 64).

Во многих случаях в литературе приводятся высокие содержания того или иного элемента в пироксенах, что обычно связано с наличием микровключений минералов этого элемента. Например, К. Вагнер (1988 г.) в Fe-клинопироксенах (Маруроа, Полинезия) установил от 4 до 10% ZrO2, до 10% Nb2O5, до 1,2% ZnO, но микрозондовые исследования показали, что пироксен обогащен микровключениями ильменорутила, титаномагнетита, магнетита и др.
Амфиболы сходны с пироксенами, достаточно изучены по составу и номенклатуре, но на элементы-примеси исследованы только в целом (табл. 65, 66) независимо от их магнезиальности. Выделяются Mg-Fe разности - от преимущественно Mg антофиллита (Mg, Fe)7Si8О22 (OH)2, более железистого (Mg, Fe)6(Al, Fe)(Si, Al)8O22(OH)2 (ромбические ортоамфиболы), Fe-Mg кумингтонита (Fe, MO)7Si8О22 (OH)2 до грюнерита Fe7Si8O22(OH)2 (моноклинные), а также Ca-Mg разности - обогащенный Mg тремолит CaMg5Si8O22(OH)2 и более бедный им актинолит Ca2 (Mg, Fe)5SisО22 (OH)2; известны и Na-Ca, и Na-Mg-глаукофан Mg3Na2Al2Si8O22(OH)2, и Na-Fe (рибекит) и Mg - холмквистит Mg3Li2Al2Si8O22(OH)2 - амфиболы. Между амфиболами и пироксенами сходного состава имеется структурное сходство: антофиллит - энстатит, тремолит - диопсид (и т. д.), но амфиболы характеризуются удвоенной величиной параметра b0. В группе амфиболов всего приводится 67 минеральных разновидностей.

Среди элементов, наиболее часто встречающихся в роговых обманках в высоких концентрациях (n-0, n%), кроме минералообразующих элементов отмечались Mn, Ti, К, F. Остальные элементы обычно присутствуют в более низких количествах (0,0 n% и менее - см. табл. 65). Более магниевые амфиболы характерны для глубинных и метаморфических пород, в ультрабазитах они относительно обогащены Cr (среднее 0,238%) и Sr (0,019%), в метаморфитах и габброидах - V, в щелочных породах - Nb (0,015%) и др. (см. табл. 65, 66). В щелочных роговых обманках из щелочных гранитов содержание Li, Rb, Zn, Mo гораздо выше, чем в тех же минералах из известковощелочных гранитов, а Sn - ниже (табл. 67); для Монголии гораздо выше содержание (г/т) Zn (1468), Pb (48), Nb (219), Zr (1223), Li (741), F (1,1%), а также Sn (76) и ниже Sr (49), Ba (741), Rb (16).

Наиболее полно состав актинолита в сравнении с рибекитом и другими минералами изучен Е.В. Румянцевым, С.Т. Лапшиным в щелочно-амфиболовых метасоматических пропилитах (Онежский прогиб). Все изученные элементы-примеси, кроме Mn, содержатся в рибеките в больших количествах, чем в актинолите. Детальное исследование состава амфиболов с учетом /о провела А.А. Стрижкова для позднемеловых гранитоидов Центрального Сихотэ-Алиня (см. табл. 66). По мере уменьшения магнезиальности (увеличения f0) содержание большинства элементов-примесей увеличивается, за исключением Cr и Ni; неясно поведение V. Изучение корреляционных взаимоотношений Mg в амфиболах показало наличие близких к 1 отрицательных связей с. Ti, Al(Vi), F, а в породах - с SiO2, K2O и положительных с CaO.

Распределение элементов-примесей в амфиболах из пород разной степени метаморфизма сходно с таковым в пироксенах (табл. 68).
Наряду с отмеченными факторами, на состав минералов влияют условия их образования, определяющие структурные особенности этих минералов, в частности удельную плотность. А.И. Белковским (1978 г.) отмечалась роль высоких давлений в увеличении магнезиальности гранатов (альмандин) при процессах деэклогитизации в диафторитах. Для Сибирской платформы Э.Б. Наливкиной (1978 г.) установлено, что нижняя часть разреза докембрия представлена более высокомагнезиальными (с меньшей ячейкой) темноцветными минералами.
Из других эндогенных минералов Mg отметим шпинель и магнезит MgCO3, состав которых изучен в основном в отношении минералообразующих компонентов. Для магнезита наиболее часто выявляется примесь FeO (до 7,5%), вероятно, за счет ограниченного изоморфизма MgCO3⇔FeCO3.
Для магнетита (магномагнетита) из ультраосновных пород среднее содержание MgO составляет 6,27%.
Изучение А. Неевой химических превращений при воздействии гранитного массива на хлоритовые филлиты и перехода хлорита в биотит выявило общее увеличение содержания таких элементов, как Si, Ti, Mn, К, F, W, NB, Li, Sn, Ba, Rb, Cs и понижение содержания Al, Fe2+(Fe3+ + Fe2+), Mg, H2O+ (H2O+ + Cl + F), Cr, V, Zn, Ni, Co, Sc, Er, Ni, Co в последовательности: хлорит → биотитизированный хлорит → биотит.
Из элементов-примесей для некоторых магниевых минералов из солевых отложений, по Т.Ф. Бойко, наиболее характерны Sr и В: среднее содержание (г/т) Sr в ашарите 1650, кизерите 10-70; В в кизерите 465-1000 и более, в эпсомите 93; нередки примеси (г/т) Ca (карналлит 80-790, кизерит 1410-4000), иногда Tl (карналлит до 1), часто Rb, Cs (за счет К). Остальные изученные элементы для этих минералов не типичны (г/т): Li, Be, Cd≤5, TR≤10, Ge, Nb, Ta, Sc≤1, Zr, Ga, Se, Te, Re≤0,5, In≤0,01.
Многие минералы Mg (как эндогенные, так и особенно экзогенные) обогащены H2O и ОН. Б. М. Чиковым с соавторами (1989 г.) установлено, что серпентин (хризотил и лизардит) образуется при относительно низких температурах (400-450° С) и давлениях (500 МПа), а также в морской воде по продуктам смектитовой фации. Детально изучены условия образования доломита и магнезита.
Существенно магниевыми являются минералы типа асбеста - водные силикаты Mg, Fe, Ca, Na, отличающиеся тонковолокнистым строением, определяющим их практическое значение в качестве огнестойких материалов и наполнителей (пластмассы, асбоцементы и т. д.). Различаются хризотил-асбест Mg6 [(OH)8Si4O10] - тонковолокнистый минерал группы серпентина и амфибол-асбеста - тонковолокнистые крокидолит, антофиллит, амозит, родусит, тремолит, актинолит и др.

При гидротермальных процессах происходит изменение первичных магнезиальных силикатов изверженных пород. В этом случае имеет место гидратация, приводящая к образованию серпентина и талька. За счет магнезиальных пироксенов формируется тальк, а за счет диопсида - серпентин и тальк, иногда - тремолит.
При выветривании все породообразующие темноцветные минералы Mg находятся в самом начале ряда увеличивающейся устойчивости. Наименее устойчив к химическому выветриванию, по П. Райхе и Ф. Афнену, оливин и особенно Mg-член ряда форстерит (первый в ряду), далее идут волластонит, энстатит, диопсид, тремолит, авгит и амфиболы, затем тальк, эпидот, биотит. Роговая обманка и пироксены имеют также низкую гидроаэродинамическую устойчивость - следуют за кварцем, полевыми шпатами и турмалином. Тальк, кроме того, обладает самой низкой физико-механической устойчивостью.
При химическом выветривании магнийсодержащих минералов возникают новые минералы и совершается вынос Mg. Первым продуктом выветривания оливина является серпентин, а пироксена - тальк. При дальнейшем выветривании из силикатных минералов под воздействием углекислых растворов освобождается ион Mg. При осаждении его карбонатным ионом образуются магнезиты, а в присутствии кальция - доломиты. Значительные количества оливинсодержащих коренных пород превращаются в магнезиты.

К основным видам промышленного сырья для производства магния можно отнести , карналлит и хлорид магния, содержащийся в морской воде соляных озерах и отходах калийной промышленности.

Представляет собой природный карбонат магния, загрязненный соединениями кремния, железа, алюминия, кальция и марганца. В бывшем СССР месторождения высококачественного магнезита имеются на Урале и в Сибири. , используемый в производстве магния, почти не должен содержать примесей. К числу наиболее вредных примесей следует отнести SiO 2 и Fe 2 O 3 . С целью снижения содержания примесей магнезит подвергают обогащению в тяжелых суспензиях. Иногда магнезит предварительно обжигают при 700- 800 °С для получения оксида магния. Затем сырой или обожженный магнезит в смеси с восстановителем подвергают хлорированию для получения безводного хлорида магния. В настоящее время основное количество добываемого магнезита идет на производство огнеупоров.

Рис. 69. Технологическая схема получения искусственного карналлита

Двойной карбонат магния и кальция, в котором содержание оксида магния примерно в полтора раза меньше, чем оксида кальция. Использовать его для непосредственного получения электролитического магния нецелесообразно, так как при хлорировании получили бы расплав с низким содержанием MgCl 2 . Обожженный используется для осаждения гидрооксида магния из хлормагниевых щелоков:

MgCl 2 + CaO·MgO + 2Н 2 O = 2Mg(OH) 2 + СаСl 2 .

Полученный гидрооксид магния в смеси с восстановителем подвергается хлорированию для получения безводного хлорида магния. В бывшем СССР имеются месторождения доломита, имеющие промышленное значение.

Практически неисчерпаемым источником магниевых солей является морская и соляных озер: в 1 м 3 морской воды содержится приблизительно 1 кг магния; концентрация солей магния в воде соляных озер еще более высока. В некоторых странах хлорид магния получают из морской и озерной воды. В нашей стране много соляных озер, но они используются для получения солей магния незначительно.

Бишофит - шестиводный хлорид магния MgCl 2 ·6H 2 O. В бывшем СССР открыто месторождение бишофита вблизи г. Волгограда. В будущем волгоградский бишофит, в котором содержится около 12% Mg, может служить превосходным сырьем для его получения.

Карналлит - минерал, отвечающий по составу шести-водной двойной соли хлорида магния и калия MgCl 2 ХКСl·6Н 2 O. Карналлит находится в природе в виде залежей, состоящих из смеси различных минералов, в число которых обычно входит (NaCl), (CaSO 4) и (КCl). Наша страна располагает большими залежами карналлитовых руд. Средний химический состав одного из промышленных месторождений, % (по массе): 24 MgCl 2 ; 19 КСl; 24 NaCl; 30 Н 2 O и 3 нерастворимый остаток. Только в Советском Союзе для производства магния в качестве исходного сырья используется карналлит.

При получении магния электролизом расплавленных солей предъявляются высокие требования к чистоте электролита и постоянству его состава. Поэтому природную карналлитовую руду после дробления и отделения пустой породы направляют на производство так называемого искусственного карналлита.

Основным промышленным способом получения искусственного карналлита является галлургический способ, основанный на различной совместной растворимости MgCl 2 , КСl и NaCl в воде в зависимости от температуры. С повышением концентрации MgCl 2 в растворе КСl и NaCl понижается, с повышением температуры NaCl уменьшается сильнее, чем КСl. При 110-120°С в растворе, насыщенном хлоридами магния и калия, почти не будет растворяться. После отделения NaCl из раствора при охлаждении будет происходить кристаллизация шестиводного карналлита, точно соответствующего формуле MgCl 2 ·КСl·6Н 2 O.

Принципиальная технологическая схема получения искусственного карналлита приведена на рис. 69.

Дробленая карналлито-вая руда поступает в вертикальные растворители вместе с горячим маточным раствором, содержащим

32% MgCl 2 и около 2% KCl + NaCl, и интенсивно перемешивается при нагревании до 110-115°С. В основном в раствор переходят MgCl 2 и КCl, a NaCl и другие нерастворившиеся примеси отфильтровываются. Фильтрат поступает на кристаллизацию, которую ведут в две стадии. Сначала в вакуум-кристаллизаторах раствор охлаждают до 60 °С, где начинают выпадать кристаллы карналлита, а затем в вертикальных кристаллизаторах, охлаждаемых водой. Температуру пульпы снижают до + 20 °С; после декантации и сгущения ее фильтруют на центрифугах.

Полученный таким способом искусственный (обогащенный) карналлит обладает высокой чистотой и постоянной концентрацией основных компонентов и имеет примерно следующий состав, % (по массе): MgCl 2 31-32,5; КО 25-26; NaCl 5-6; Н 2 O 34-36. На производство 1 т искусственного карналлита расходуется 1,5 т природного карналлита, 5 м 3 воды, 0,25 т пара и 10 кВт-ч. электроэнергии.

Используют также синтетический карналлит, получаемый конверсией хлормагниевого щелока (отходы химического производства) с отработанным электролитом и техническим хлоридом калия. В синтетическом карналлите содержание хлорида магния на 3-5% ниже» чем в искусственном.

Теоретические основы получения безводных магниевых солей

При производстве магния в электролизер периодически вводят хлорид магния или карналлит, которые должны быть предварительно тщательно обезвожены. Хлорид магния, получаемый из водных растворов, образует в зависимости от температуры ряд гидратов с различным числом молекул кристаллизационной воды.

На рис. 70 показана диаграмма состояния системы MgCl 2 -Н 2 O. Каждый гидрат существует только в указанных на диаграмме интервалах температур. Точка перегиба на диаграмме соответствует температурам перехода одной гидратной формы в другую.

MgCl 2 ·12H 2 O→MgO2·SH 2 O — 19,4°С; MgCl2·8H2O→ MgCl2·6H 2 O — 9,4°С; MgO 2 ·6H2O → MgO2·4H 2 O + + 117°С; MgO 2 ·4H 2 O → MgO 2 ·2H 2 O + 184,0°C .

Общепризнано также существование одноводного хлорида магния при температуре выше 184 °С.

Для каждой температуры имеется только одно определенное давление водяного пара, при котором может существовать тот или иной гидрат хлорида магния.

Рис. 70.

Скорость обезвоживания гидратов хлорида магния будет определяться величиной разности между равновесным давлением водяного пара над данным гидратом и парциальным давлением паров воды в окружающей атмосфере. Процесс обезвоживания ускоряется нагревом гидратов хлорида магния. Однако путем постепенного нагревания не удается полностью удалить влагу, так как процесс дегидратации сопровождается гидролизом хлорида магния. Уже при температуре свыше 184 °С наблюдается разложение двухводного гидрата с образованием гидрооксихлорида магния с выделением хлористого водорода и паров воды: MgCl 2 ·2Н 2 O⇄ MgOHCl + HCl + H 2 O. В интервале температур 300÷ 550°С гидролиз хлорида магния определяется равновесной реакцией MgCl 2 + H 2 O ⇄ MgOHCl + HCl с константой равновесия К 1 = P HCl /P H2O . При температуре выше 550° происходит распад гидрооксихлорида магния MgOHCl ⇄ MgO + HCl, а при еще более высоких температурах равновесие определяется реакцией MgCl 2 + +H 2 O ⇄ MgO+2HCl с константой равновесия K 2 = P 2 HCl /P H2O . Следовательно, полного обезвоживания MgCl 2 простым нагреванием на воздухе достичь невозможно.

Для предотвращения гидролиза MgCl 2 необходимо, чтобы равновесие приведенных выше реакций было смещено влево. Этого можно достичь, если в газовой фазе над гидратом хлорида магния отношение парциального давления НС1 к парциальному давлению водяного пара Н 2 O будет больше константы равновесия реакции при данной температуре, т. е. P HCl /P H2O > K 1 и P 2 HCl /P H2O >К 2 . Но и в этом случае полностью устра нить гидролиз моногидрата хлорида магния не удается. Это объясняется тем, что в системе MgCl 2 -Н 2 O образуется твердый раствор гидрооксихлорида магния в хлориде магния. При температурах 300 °С и выше гидро-оксихлорид магния в действительности находится в равновесии не с чистым MgCl 2 , а со своим насыщенным раствором в MgCl 2 , что и не дает возможности довести процесс обезвоживания гидрата хлорида магния до конца без его частичного разложения.

При наличии больших количеств НСl в газовой фазе резко снижается степень гидролиза хлорида магния. Степенью гидролиза называется отношение (по массе) количества MgCl 2 , подвергнувшегося гидролизу, к количеству MgCl 2 , содержащемуся в исходном продукте. Степень гидролиза можно рассчитать по формуле Г = 2,36-MgO 100/(MgCl 2 +2,36 MgO), где Г - степень гидролиза, %; MgCl 2 и MgO - соответственно содержание хлорида магния и оксида магния в обезвоженном продукте, % (по массе); 2,36 - отношение молекулярных масс MgCl 2 и MgO.

Степень обезвоживания - это отношение общего количества воды, содержащейся в конечном обезвоженном продукте (хлориде магния или карналлите), к количеству воды в исходном продукте. Обезвоживание бишо-фита во избежание его интенсивного гидролиза обычно ведут в две стадии: 1) нагревают MgCl 2 ·6H 2 O в атмосфере воздуха при 170-200°С до получения продукта, содержащего примерно 1,5 моля воды на 1 моль MgCl 2 ; 2) полученный продукт нагревают до более высокой температуры при высокой концентрации НС1 в газовой фазе для получения почти безводного хлорида магния.

Избыток НСl в газовой фазе можно получить, проводя обезвоживание гидратов хлорида магния в присутствии NH 4 Cl, который при нагреве диссоциирует на аммиак и хлорид водорода. Этот способ обычно применяют для получения небольших количеств безводного хлорида магния, практически не содержащего продуктов гидролиза.

Обезвоживание карналлита также идет в две стадии, но для карналлита этот процесс проходит легче и с меньшей степенью гидролиза, чем для бишофита: 1) MgCl 2 ·KCl·6H 2 O = MgCl 2 ·KCl·2H 2 O + 4H 2 O; 2) MgCl 2 X XKCl·2H 2 O = MgCl 2 ·KCl + 2H 2 O. Переход шестиводного карналлита в двухводный (1-я стадия) идет при температуре 90 °С, переход двухводного карналлита в безвод ный (2-я стадия) начинается при 150 °С и заканчивается при 200 °С.

Двухводный карналлит плавится при 263,8 °С без разложения. При медленном нагревании карналлита в твердом состоянии в газовой фазе содержатся пары Н 2 0 и НС1. Это свидетельствует о том, что одновременно с реакцией дегидратации протекает и реакция гидролиза карналлита, в результате которой, кроме НСl, образуется гидролизованный карналлит - основная соль типа KMgCl 2-x ·(ОН) x и гидрооксихлориды магния переменного состава MgCb 2-x ·(ОН) x . Эти соединения при дальнейшем нагревании термически разлагаются с выделением MgO, так что суммарную реакцию гидролиза карналлита можно представить так: MgCl 2 ·KCl·6H 2 O = KCl + MgO + 2HCl + 5H 2 O.

Степень гидролиза при превращении двухводного карналлита в безводный зависит от температуры нагрева и составляет несколько процентов. Хлорид магния при обезвоживании больше подвержен гидролизу, чем карналлит, поскольку активность MgCl 2 в карналлите меньше. Так, равновесная концентрация НСl в газовой фазе при обезвоживании карналлита составляет около 51% (объемн.), а для чистого хлорида магния 90% (объемн.) при 700 °С.

Производство безводного хлорида магния

До настоящего времени не разработаны промышленные методы прямого обезвоживания гидратов хлорида магния из-за возникновения сложных технических проблем: сильной коррозии аппаратуры, больших потерь MgCl 2 за счет гидролиза, получения Сl 2 низкой концентрации и др. Особенно сложно технически осуществить конечную стадию обезвоживания - удаление последней молекулы воды. Это препятствует широкому использованию таких распространенных и доступных источников магниевого сырья, как озерная рапа, морская и вторичные хлормагниевые растворы.

В полузаводских масштабах применяют различные способы получения чистого гидратированного хлорида магния из его растворов. Для получения концентрированных растворов, содержащих до 35-40% MgCl 2 , а в некоторых случаях даже и выше, применяют выпарные аппараты с погружными горелками. На рис. 71 изображен схематический разрез выпарного аппарата

с погружной горелкой. Горелку располагают в выпарном аппарате таким образом, чтобы камера горения была ниже уровня раствора. Горелку зажигают специальной электрической свечой. Горячие газы, выходящие из камеры горения, сильно перемешивают раствор, одновременно отдавая ему тепло и насыщаясь парами воды.

Рис. 71. Выпарной аппарат с погружной горелкой: 1 - электрическая свеча; 2- горелка; 3- раствор

Но глубокого обезвоживания в данных аппаратах достичь невозможно из-за сильного гидролиза хлорида магния. При обезвоживании бишофита в трехка-мерной печи КС можно получить продукт с — 2 молекулами Н 2 O со степенью гидролиза 3,5-6,5%. При дальнейшем обезвоживании степень гидролиза резко увеличивается; так, при содержании воды около 1-1,1 молекулы степень гидролиза достигает 32-38%.

Низшие кристаллогидраты из растворов хлорида магния можно получать в распылительных сушилках. Сущность этого способа сводится к распылению горячими газами в смеси с воздухом растворов хлорида магния, удалению избыточной влаги и получению продукта, содержащего примерно две молекулы воды. Недостатком способа является получение тонкодисперсного продукта, сильно гигроскопичного, который требуется гранулировать.

Положительные результаты обезвоживания бишофита были получены на аппарате РКС (распылительная сушилка кипящего слоя (рис. 72). Особенностью аппарата является совмещение в одном агрегате двух процессов: сушки во взвешенном состоянии и грануляции с досушкой в кипящем слое. Исходный раствор хлорида магния насосом подается в бак 1, откуда через питающий контур, состоящий из насоса 3 и напорного бачка 2 сифоном направляется в распылитель 4. Струя раствора распыляется непосредственно топочными газами,

нагретыми до 800-850°С в топке 5. Влажные частицы кристаллогидратов, просушенные до остаточной влаги, обеспечивающей грануляцию, проходя через запыленную среду над поверхностью кипящего слоя, попадают в кипящий слой, где происходит их грануляция и дальнейшее обезвоживание. Из кипящего слоя низшие кристаллогидраты с 1-2 молекулами воды выходят через течку 8, расположенную на уровне решетки кипящего слоя. Газы, пройдя систему очистки 9, выбрасываются

вентилятором 10 в атмосферу. Уловленный в циклоне 9 продукт инжектором вдувается в верхнюю часть кипящего слоя для создания пылевой завесы. Вдуваемая пыль и частицы, поступающие из распылительной сушилки, являются центрами кристаллизации.

Рис. 72.

Горячие топочные газы из топки 7, разбавленные до заданной температуры воздухом, подаваемым воздуходувкой 6, поступают под решетку кипящего слоя. При получении MgCl·2H 2 О температура кипящего слоя должна быть 135-140°С, степень гидролиза при этом составляет 4÷5%. При обезвоживании до MgCl 2 (l,2÷ 1,5)Н 2 О температуру следует повысить до 150-160°С. При этом степень гидролиза возрастает до 15-20%.

В аппарате РКС сравнительно легко удается получить продукт заданного гранулометрического состава. Полученные низшие кристаллогидраты хлорида магния, содержащие 1,3-1,5 молекулы воды, можно использовать для электролиза магния, загружая их в анодное пространство электролизера. Расход электроэнергии на 1 т получаемого магния при использовании такого сырья повышается. Следовательно, недообезвоженное сырье целесообразно применять при электролизе магния там, где имеется дешевая электроэнергия. Применение недообезвоженного сырья, кроме повышенного расхода электроэнергии, влечет за собой снижение содержания хлора в отходящих газах, увеличенный расход анодов и более интенсивное накопление шлама. Обычно обезвоженный MgCl 2 , загружаемый в магниевый электролизер, должен содержать не более 0,1-0,2% воды.

Окончательного обезвоживания низших кристаллогидратов хлорида магния можно достичь в токе хлорида водорода или с помощью хлорида аммония. Имеются многочисленные патенты, которые предлагают различные технологические схемы обезвоживания с применением НСl. Все эти предложения технически сложны для промышленной реализации, хотя и позволяют получить безводный хлорид магния.

В процессе обезвоживания растворов хлорида магния в присутствии хлорида аммония обеспечиваются хорошие условия для дегидратации хлорида магния за счет хлорида водорода, выделяющегося при нагреве хлорида аммония. Обычно этим методом предусматривается получение шестиводной соли NH 4 Cl·MgCl 2 ·6H 2 О с последующим ееобезвоживанием и разложением. Выделяющийся при разложении соли хлорид аммония улавливается и снова может быть возвращен в процесс для получения новых порций сложной соли. Так как данная соль не плавится в кристаллизационной воде, это позволяет вести процесс обезвоживания при относительно высоких температурах.

Были проведены исследования по получению безводного хлорида магния с применением хлорида аммония в аппаратах РКС и в печах КС. Данный способ получения безводного MgCl 2 был испытан в полузаводском масштабе. Испытания полученного продукта в качестве сырья для магниевых электролизеров дали положительные результаты.

Безводный хлорид магния получается как чистый продукт при производстве титана магниетермическим способом. Обычно он используется в качестве сырья в тех магниевых электролизерах, металл из которых поступает на получение титана. Химический состав возвратного MgCl 2 , % (по массе): MgCl 2 97-99; MgO 0,5-1,0; (KCl + NaCl) 0,5-1,0. Концентрация титана, который находится в хлориде магния в виде мелкодисперсных частиц и низших хлоридов, обычно не превышает 0,005%.

Статья на тему

Минерал Карналлит KMgCl3х6H2О. Назван в честь прусского горного инженера Р. Карналля. Химический состав: Mg - 8,7%, К - 14,1%, Сl...


Магний - один из самых распространенных элементов, встречающихся в природе, принимающий активное участие в развитии организма, являющийся неотъемлемой частью множества процессов.

Полезные свойства магния трудно переоценить, данный минерал применяется при лечении таких тяжелых заболеваний как инфаркт миокарда, лейкемия, рак, склероз и пр., препятствует накоплению холестерина и холестериновых бляшек в сосудах, а также способствует усвоению организмом калия, натрия, фосфора.

Магний также участвует в формировании ферментов и биологически активных веществ, синтезе белка, выработке энергии и передаче нервных импульсов, уменьшает свертываемость крови, повышая устойчивость эритроцитов, что в свою очередь улучшает доставку кислорода в ткани организма.

Именно магний регулирует усвоение организмом кальция. Эти два элемента неразрывно связаны, поэтому при недостатке магния, возрастает уровень кальция, который откладывается в мышечной ткани и почках, что ведет к возникновению мочекаменной болезни.

Магний в природе

Магний - уникальный элемент, который содержится практически в любом продукте, не подверженном тепловой обработке. При этом его доля в разных продуктах неодинакова. Основные источники магния: бобы, соя, орехи, фасоль, горох, неочищенное зерно, крабы, креветки, устрицы, моллюски, овощная зелень, яичный желток (сырой), сыр, сметана, кислое молоко, свекла и капуста. В процессе кулинарной обработки большая часть магния теряется, так что это необходимо учитывать при подсчетах. Стоит отметить, что при варке, значительное количество магния остается в отваре, который желательно употребить в пищу.

В человеческом организме содержание магния совсем невелико (20-25мг) и поддерживать эту норму вовсе несложно. Но стоит помнить, что магний усваивается всего на 30-40%, остальное количество покидает организм вместе с продуктами пищеварения. Поэтому употреблять данный минерал стоит в чуть большем количестве, чем рекомендовано.

Недостаток магния в организме

Чтобы понять, нуждается ли ваш организм в магнии, стоит обратить внимание на симптомы, напрямую связанные с недостатком этого элемента:

  • судороги в мышцах, особенно икроножных;
  • подергивание века;
  • потеря равновесия и беспричинное головокружение;
  • выпадение волос и ломкость ногтей;
  • бессонница;
  • снижение стрессоустойчивости;
  • частая головная боль, снижение концентрации внимания;
  • спазматическая боль в желудке и мышцах;
  • тяжесть в теле и быстрая утомляемость;
  • нарушение кровяного давления;
  • снижение аппетита;
  • аритмия и боль в груди.

Все эти неприятные симптомы вполне устраняются с помощью лекарств, но кардинально улучшить самочувствие можно, изменив питание, которое позволит восстановить минеральный баланс в организме, в том числе, и восполнить запасы магния.

«Враги» магния

Случается, что магний в организм поступает систематически и в нужной пропорции, но при этом плохо усваивается. На это есть несколько причин:

  • Употребление в пищу волокнистой, жирной или сладкой пищи, а также алкоголя и кофеина.
  • Избыток железа или недостаток витамина Е.

Необходимое количество магния в сутки

В организм взрослого человека ежедневно должно поступать 400 мг магния (для мужчин) и 300 мг магния (для женщин). Во время беременности, во избежание многих осложнений, необходимо увеличить дозу до 350 мг. Детям и подросткам до полового созревания рекомендуется употреблять 10-30 мг в сутки на 1 килограмм веса, далее эта цифра снижается до 6 мг на 1 килограмм веса в сутки.

Магний и похудение

Магний, точнее сульфат магния, широко используют в программах для похудения. Применять его нужно не во время диеты, а как подготовительный этап к процессу очищения. Сульфат магния действует как легкое слабительное. Процесс послабления наступает не сразу, а через 4-5 часов после приема препарата. Приобрести сульфат магния можно в аптеках, но перед использованием необходимо проконсультироваться с врачом на предмет противопоказаний или индивидуальной непереносимости.

Магний - один из самых необходимых организму элементов, но не стоит забывать и об остальных микро- и макроэлементах, а также витаминах, каждый из которых является звеном одной цепи.

Пусть ваше питание будет максимально разнообразным и сбалансированным, тогда никаких проблем со здоровьем не возникнет!

Поделиться: