【原创】菱镁矿法短流程制备微纳米镁化工材料及应用进展

中国粉体网讯 菱镁矿是一种以碳酸镁为主要成分的矿物，其应用价值主要是经其制取氧化镁含量很高的材料，这类材料具有很好的耐火性和黏结性，此外也是提炼金属镁的主要原料。菱镁矿用途非常广泛，主要应用于冶金、化工、建材、轻工和农牧业等领域。

1、菱镁矿资源概况

自然中含镁元素的矿物、岩石主要有菱镁矿、白云岩等。菱镁矿（MgCO₃）中MgO含量理论值为47.81%，白云岩（CaMg（CO₃）₂）中MgO含量理论值为21.86%。我国菱镁矿产资源丰富，全国已探明菱镁矿储量以及菱镁矿开采量均居世界首位，尤其是菱镁矿开采量约占全球的70%，是全球最主要的菱镁矿资源供给来源。

从区域分布看，我国菱镁矿资源主要分布在辽宁、河北、山东、安徽等地区，其中辽宁省的辽东地区（营口至大石桥至海城一带）是世界级菱镁矿资源集中区，储量占全国总量的80%左右，而且矿石品质优良。辽宁省菱镁矿资源主要分布在鞍山市和营口市，其中以鞍山海城市和营口大石桥市最为集中，海城以储量大、品级佳、开采易成为菱镁矿资源的主要产地。

2、菱镁矿产业链及镁材料应用

镁材料主要集中在镁耐火材料、镁建材、镁化工、镁合金等4大类产品，其中镁合金作为目前密度最小的金属结构材料之一，广泛应用于航空航天、军工、交通（包括汽车、飞机、摩托车、自行车等）、3C领域等。

菱镁矿上下游产业链和主要应用领域

3、镁化工材料应用案例

氧化镁光电材料：氧化镁在光电领域中的应用广泛。比如，在等离子体显示器（PDP）和等离子体光源中，它被用作电子发射材料；在无线通信中，它则被用作微波介质；在传感器中，它则常被用作栅极介电层；而在磁性随机存取存储器（MRAM）上，它也有着作为隧道结的用途。因此，氧化镁晶体的应用范围非常广泛，涉及了多个不同领域的科技产业。氧化镁应用在等离子体显示器件中作为抗击离子轰击的保护层材料，可以提高等离子体显示板性能。

氢氧化镁阻燃剂：氢氧化镁具有较强的阻燃性能，它的阻燃机理是通过吸收热量而发生分解，使温度下降，同时产生的水蒸气可作为抑烟剂。但它也有缺点，氢氧化镁对聚合物的兼容性不佳，对聚合物的处理效果有影响等。针对上述缺点，对表面性能、粒径、粒径的分配等因素进行调节，从而达到更好的分散效果。国内对氢氧化镁晶粒进行了较为全面的研究，将氢氧化镁晶体的表面改性，制备出了六边形的薄片状和纤维状的氢氧化镁晶体，使其在基体中分散均匀。

硅酸镁：硅酸镁是一种新型层状吸附材料，其原料来源广泛，化学性质稳定，具丰富的孔道结构，其表面富含大量的硅醇基团，因此其表面带有电荷，在污水处理领域具有广泛的应用前景。不过硅酸镁亲水性强和比表面积小等缺点也直接限制了其对含油废水的吸附移除性能和应用。王子潇等通过硅烷偶联剂辛基三甲氧基硅烷对硅酸镁进行表面疏水改性处理，制备了系列超疏水硅酸镁吸附材料。研究结果表明，不同改性温度、时间和添加量能有效调控辛基三甲氧基硅烷在硅酸镁表面的接枝程度，从而影响其形貌、比表面积、孔结构以及表面疏水性，并最终改善吸附能力。其中，当改性温度为50℃，改性时间为2h，辛基三甲氧基硅烷的加入质量是硅酸镁的60%时，所得超疏水硅酸镁最大水的接触角为164.9±1.5°，比表面积为307.8m²/g，对正十六烷的最大吸附量高达1.2483g/g。

2024年10月30日在上海跨国采购会展中心，由北京粉体技术协会与柏德英思展览(上海)有限公司联合主办“2024粉体分散、改性、包覆技术研讨会”。届时沈阳理工大学王余莲教授将作《菱镁矿法短流程制备微纳米镁化工材料及应用进展》报告，为参会嘉宾分享菱镁矿等含镁资源概况，讲解微纳米氧化镁、硅酸镁、碳酸镁等粉体短流程制备典型案例及应用研究进展等内容。

专家介绍

王余莲，女，1986年9月生，博士、教授，沈阳理工大学材料科学与工程学院副院长、硕士生导师，兼任中国菱镁行业协会科学技术委员会青年委员、中国硅酸盐学会矿物材料分会青年理事、辽宁省颗粒学会理事、《化工矿物与加工》《中国粉体技术》期刊编委等；主要从事矿物粉体材料制备及功能化研究，主持国家自然科学基金项目2项，辽宁省重点研发计划等省部级项目10项，千万元级别等企业合作项目10项；发表SCI、EI等论文60余篇，ESI高被引论文2篇；获授权发明专利10项，申请发明专利8项，出版著作3部；获中国有色金属工业学会科学技术奖一等奖、中国菱镁行业协会科学技术青年科技奖等10余项奖励;主持国家级、省级等教研项目10项。

参考文献

杨俊峰，我国菱镁矿业绿色高质量发展对策研究，中国电子信息产业发展研究院

关于“升级镁质产品与材料产业推进菱镁行业高质量发展”的调研报告，中国致公党中央委员会

何彩瑀，阻燃剂的研究及应用综述，沈阳理工大学

柳春，氧化镁的应用领域及市场前景初探，中国科技开发院广西分院

王子潇，硅酸镁的改性及其对含油废水处理性能研究，北京化工大学

颜文琴，镁矿、白云岩冶炼金属镁的现状及发展方向，中国建筑材料工业地质勘查中心湖南总队

 (中国粉体网编辑整理/昧光)

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