المغنيسيوم
المغنيسيوم هو معدن ترابي قلوي ذو لون أبيض فضي لامع، رمزه Mg وعدده الذري 12.
تعد صناعة المغنيسيوم مجالًا رائعًا ينمو بسرعة على مر السنين. *الإنتاج العالمي* للمغنيسيوم الأولي تهيمن عليه الصين، والتي تستخدم عملية بيدجون، وهي طريقة كثيفة الاستخدام للطاقة والعمالة. هذه العملية مناسبة تمامًا للصين نظرًا لمواردها الوفيرة وتكاليف العمالة المنخفضة. ومع ذلك، مع زيادة معدلات العمالة وتكاليف الطاقة، من المرجح أن ترتفع تكاليف إنتاج المغنيسيوم، مما يجعل الأمر أكثر صعوبة بالنسبة للصين للحفاظ على هيمنتها في السوق.
موارد المغنيسيوم وفيرة ويمكن العثور عليها في أشكال مختلفة، بما في ذلك مياه البحر والمحاليل الملحية والمعادن مثل المغنسيت والدولوميت. توجد أكبر موارد المغنيسيوم في الصين وروسيا وكوريا، حيث تمثل الصين 21٪ من إجمالي موارد المغنسيت في العالم. الدولة التي تمتلك ثاني أكبر موارد المغنسيت هي روسيا، تليها كوريا.
يعد إنتاج المغنيسيوم عملية معقدة تتضمن عدة خطوات، بما في ذلك استخلاص المغنيسيوم من المواد الخام، والتكرير، والصب ³. الطريقتان الرئيسيتان لإنتاج المغنيسيوم هما عملية بيدجون وعملية التحليل الكهربائي. تتضمن عملية بيدجون تسخين خام الدولوميت في فرن لإنتاج مزيج من أكاسيد المغنيسيوم والكالسيوم، والتي يتم بعد ذلك اختزالها إلى المغنيسيوم باستخدام السيليكون الحديدي. من ناحية أخرى، تتضمن عملية التحليل الكهربائي التحليل الكهربائي لكلوريد المغنيسيوم المنصهر لإنتاج المغنيسيوم.
تتنوع تطبيقات المغنيسيوم وتشمل إنتاج السبائك التي تستخدم في صناعات مختلفة مثل الطيران والسيارات والإلكترونيات ³. تشتهر سبائك المغنيسيوم بنسبة قوتها إلى وزنها العالية، مما يجعلها مادة مثالية للتطبيقات التي يكون فيها تقليل الوزن أمرًا بالغ الأهمية ³.
تشمل التحديات التي تواجه صناعة المغنيسيوم تكاليف الطاقة المرتفعة المرتبطة بإنتاج المغنيسيوم، بالإضافة إلى المخاوف البيئية المتعلقة بعملية بيدجون. ومع ذلك، يعمل الباحثون على تطوير تقنيات جديدة يمكنها تقليل التأثير البيئي لإنتاج المغنيسيوم وجعله أكثر استدامة.
صناعات المغنيسيوم
المغنيسيوم معدن متعدد الاستخدامات وله نطاق واسع من التطبيقات في مختلف الصناعات. فيما يلي بعض أهم استخدامات المغنيسيوم في الصناعات المختلفة:
صناعة الطيران
- تُستخدم سبائك المغنيسيوم في الطائرات والمركبات الفضائية بسبب نسبة قوتها إلى وزنها العالية، ومقاومتها للتآكل، وقدرتها على تحمل درجات الحرارة القصوى.
- يستخدم المغنيسيوم في مكونات المحرك، مثل علبة المرافق، وكتل الأسطوانات، وعلب التروس.
- يتم استخدامه أيضًا في المكونات الهيكلية، مثل إطارات جسم الطائرة، وجلود الأجنحة، وأسطح التحكم.
صناعة السيارات
- تستخدم سبائك المغنيسيوم في أجزاء السيارة، مثل كتل المحرك، ورؤوس الأسطوانات، وعلب التروس، وذلك بسبب خفة وزنها وخصائصها العالية القوة.
- يستخدم المغنيسيوم في إنتاج مقاعد السيارات وأعمدة التوجيه والمكونات الداخلية الأخرى.
- كما يستخدم في صناعة العجلات ومكونات الفرامل وأنظمة التعليق.
صناعة الإلكترونيات
- يستخدم المغنيسيوم في إنتاج المكونات الإلكترونية، مثل حافظات أجهزة الكمبيوتر المحمول، وحافظات الهواتف الذكية، وغيرها من أغلفة الأجهزة المحمولة.
- تستخدم سبائك المغنيسيوم في صناعة الموصلات والمفاتيح والمكونات الإلكترونية الأخرى بسبب موصليتها الكهربائية العالية ومقاومتها للتآكل.
- كما يتم استخدامه في إنتاج مصابيح LED، وأجهزة التلفاز ذات الشاشات المسطحة، وغيرها من الأجهزة الإلكترونية.
الصناعة الطبية
- يستخدم المغنيسيوم في إنتاج الغرسات الطبية، مثل بدائل الورك والركبة، وذلك بسبب توافقه الحيوي ومقاومته للتآكل.
- تستخدم سبائك المغنيسيوم في صناعة الأدوات الجراحية، مثل الملقط، والمشارط، وغيرها من الأدوات الطبية.
- يستخدم أيضًا في إنتاج الأجهزة الطبية، مثل أجهزة التصوير بالرنين المغناطيسي وغيرها من معدات التشخيص.
صناعة تخزين الطاقة
- يستخدم المغنيسيوم في إنتاج البطاريات، بما في ذلك بطاريات أيون المغنيسيوم، والتي لديها القدرة على استبدال بطاريات الليثيوم أيون في المستقبل.
- تستخدم سبائك المغنيسيوم في صناعة خلايا الوقود، والتي تستخدم لتوليد الكهرباء في محطات توليد الطاقة والتطبيقات الصناعية الأخرى.
صناعة البناء
- يستخدم المغنيسيوم في إنتاج الأسمنت والخرسانة ومواد البناء الأخرى نظراً لقدرته على تحسين القوة والمتانة.
- تستخدم سبائك المغنيسيوم في صناعة العناصر المعمارية، مثل إطارات الأبواب والنوافذ، وغيرها من المكونات الزخرفية.
صناعة الدفاع
- يستخدم المغنيسيوم في إنتاج المعدات العسكرية، مثل مكونات الطائرات والصواريخ، بسبب نسبة قوته إلى الوزن العالية ومقاومته للتآكل.
- تُستخدم سبائك المغنيسيوم في صناعة طلاء الدروع، وأغلفة القنابل، والتطبيقات العسكرية الأخرى.
صناعة الطباعة ثلاثية الأبعاد
- يستخدم المغنيسيوم في إنتاج مواد الطباعة ثلاثية الأبعاد، مثل المساحيق والشعيرات، وذلك بسبب نسبة القوة إلى الوزن العالية ومقاومته للتآكل.
- تستخدم سبائك المغنيسيوم في صناعة مكونات الطباعة ثلاثية الأبعاد، مثل أجزاء الطابعة وملحقاتها.
صناعة المعدات الرياضية
- يستخدم المغنيسيوم في إنتاج المعدات الرياضية، مثل إطارات الدراجات، ومضارب الغولف، وغيرها من المكونات خفيفة الوزن.
- تستخدم سبائك المغنسيوم في صناعة الأحذية الرياضية، نظراً لنسبة قوتها إلى وزنها العالية وخصائصها في امتصاص الصدمات.
صناعات أخرى
- يستخدم المغنيسيوم في إنتاج الآلات الموسيقية، مثل الجيتار والكمان، وذلك بسبب نسبة القوة إلى الوزن العالية وخصائصه الصوتية.
- تستخدم سبائك المغنيسيوم في صناعة مكونات الكاميرا، مثل حوامل العدسات وأجسام الكاميرا.
- كما يستخدم في إنتاج الأدوات الآلية مثل المخارط وآلات الطحن.