کاربردهای سولفات منیزیم

 

 

سولفات منیزیم یک منبع منیزیم نسبتاً محلول در آب و اسید است که برای مصارف سازگار با سولفاتها استفاده می شود. سولفات منیزیم به فرمول مولکولی MgSO4 اشاره دارد و از منیزیم ، گوگرد و اکسیژن تشکیل شده است و پودر سفید رنگ آن بسیار محلول در آب و بی بو است و درگروه نمک های فلزی طبقه بندي مي شود. همچنین به آن نمک تلخ، نمک اپسوم (هپتاهیدرات) و نمک انگلیسی نيز گفته میشود كه هم بصورت طبيعی در طبيعت و هم در آزمايشگاه توليد می شود.

 

 

فرمول و ساختار سولفات منیزیم

 

فرمول شیمیایی سولفات منیزیم MgSO4 و جرم مولی آن برابر با 36.166 گرم در مول است. معمولاً به عنوان فرم مونوهیدرات (با یک مولکول آب) وجود دارد که دارای فرمول شیمیایی MgSO4.H2O و جرم مولی 138.38 گرم در مول است. سولفات منیزیم نمکی است که از کاتیون منیزیم دو ظرفیتی و آنیون سولفات تشکیل شده است که در آن اتم گوگرد مرکزی از طریق دو پیوند منفرد و دو پیوند به چهار اتم اکسیژن متصل شده است. جامد MgSO4 ساختار بلوری اورتورومبیک را داراست اما حالت مولکول های آب بطور پیچیده با ساختار اپسومیت درگیر هستند. این در تغییر تقارن از اورتورومبیک در اپسومیت به مونوکلینیک در گزایدریت مشاهده می شود. 

 

نمک به شکل فیبری

 

 

محل پيدايش و وقوع زمين شناسی سولفات منیزیم

 

سولفات منیزیم در طبیعت به شکل هیدراته آن در مواد معدنی مختلف مشاهده می شود. این ماده معمولاً به عنوان ماده معدنی اپسومیت (MgSO4 • 7H2O) یا نمک اپسوم یافت می شود. همچنين در فرم منوهيدرات آن به عنوان كيستريت معدني (MgSO4 • H2O) مشاهده مي شود. این ماده معدنی به طور طبیعی در رسوبات عمیق و در درجه اول در آلمان یافت می شود. در هوای مرطوب ناپایدار است و به راحتی به اشکال آبرسان تبدیل می شود. شواهدی از كیسیتیت و دیگر هیدراتهای سولفات منیزیم در مریخ وجود دارد كه عده ای بر این باورند كه می توانند منبع بالقوه آب برای استخراج آب در آینده از اين سیاره باشد.

 

سولفات منیزیم هیدراته (MgSO4 • H2O) ،در ماده معدنی سولفات که در کانسارهای آنها تبخیر فراوان ، غالباً به صورت درشت با هالیت یا همراه با کارنالیت و سایر نمک های پتاسیم به صورت توده های فیبری تشكيل مي شود. مکان های پيدايش شامل موارد قابل توجه از اين نمك، اپسوم (از این رو نام آن اپسوم ناميده شده است) سوری در انگلیس؛ کوه وزوویوس، ایتالیا؛ استاسفورت، آلمان؛ هرول، فرانسه؛ کوه کروگر، اورویل، واشنگتن، در شهرستان آلبانی، وایومینگ، معدن ال تیرو، آریزونا و کارلسباد، نیومکزیکو، ایالات متحده؛ Ashcroft، بریتیش کلمبیا، کانادا و آفریقای جنوبی. در وزوویوس، ایتالیا، اپسومیت تخت های رسوبی بزرگی را تشکیل می دهد.

 

فرمول

 

 

روش تولید سولفات منیزیم

 

سولفات منیزیم هیدراته در طبیعت به عنوان مواد معدنی "kieserite" و "epsomite" تشكيل مي شود. اين نمک از این مواد معدنی و سایر مواد معدنی طبیعی که در مقیاس وسیع استخراج می شوند. اپسومیت به صورت شوره در روي سنگ ها و هم چنين در روي سطوح دیواره های غار های آهکی نياز تشكيل مي شود.

 

اين نمک هم چنين در آزمایشگاه به صورت مصنوعي با واکنش اسید سولفوریک بر روی اکسید منیزیم ، هیدروکسید با کربنات تهیه می شود و به دنبال آن تبخیر و تبلور:

 

MgO + H2SO4 MgSO4 + H2O

Mg (OH) 2 + H2SO4 ⇒ MgSO4 + 2H2O

MgCO3 + H2SO4 ⇒ 4 + CO2 + H2O

 

تبلور در دماهای بین 1.8 و 48 درجه سانتیگراد بازده هپتاهیدرات، MgSO4 • 7H2O است. در زیر 1.8 درجه سانتی گراد، یک دودکا هیدرات، MgSO4 • 12H2O متبلور می شود. بالاتر از 48 درجه سانتیگراد، یک کریستال هیدرات پایین تر شکل می گیرد. نمک بدون آب با گرم کردن هپتاهیدرات در حدود 500 درجه سانتیگراد یا کم آب شدن بیش از 150 درجه سانتیگراد در حضور اسید سولفوریک حاصل می شود. هپتاهیدرات، MgSO4 • 7H2O ، معمولاً نمک Epsom نامیده می شود.

 

بلورهای این نمک

 

 

مراحل تولید سولفات منیزیم که شامل مراحل زیر است:

 

الف) تشکیل یک سیستم تعلیق حاوی ماده سولفات آهن و حداقل یک ترکیب منیزیم که مي تواند از گروه متشکل از کربنات منیزیم، اکسید منیزیم یا هیدروکسید منیزیم انتخاب شده باشد، در يك محيط آبي منیزیم و سولفات آهن حاوی ماده جامد، ترکیب مي شوند.

 

ب) با مخلوط کردن CO2 به سیستم تعلیق در حالی که سیستم تعلیق را در دمای 0 تا 25 درجه سانتیگراد برای مدت زمان حداکثر 10 ساعت حفظ مي شود.

 

ج) گرم كردن سیستم تعلیق در مرحله (ب) تا دمای 80 تا 100 درجه سانتیگراد و در نتیجه رسوب و مایع رویی تشکیل می شود.

 

د) متعاقباً رسوب مذكور را كه در مرحله (ج) از مايع تشكيل مي شود جدا مي كنند.

 

ه) تبخیر آب از مایع رویی مرحله (د) و تولید سولفات منیزیم.

 

نمک اپسومیت

 

 

چگونه می توان از طریق فرآیند اسید سولفوریک سولفات منیزیم هفت آبه تولید کرد؟

 

هپتاهیدرات سولفات منیزیم هفت آبه توسط یک فرایند شیمیایی مستقیم تولید می شود و مواد اولیه: اکسید منیزیم یا هیدروکسید منیزیم یا کربنات منیزیم و اسید سولفوریک.

فرمول واکنش:

 

MgO + H2SO4 + 6H2O = MgSO4.7H2O

 

1. سنگ معدن اکسید منیزیم و اسید سولفوریک را به تناسب اندازه گیری مي كنند.

 

2. مقداری آب را در مخزن خنثی کننده اضافه می كنند، به آرامی اکسید منیزیم را اضافه کرده و به آن آغشته كرده، بعد از آن اسید سولفوریک اضافه مي كنند و PH را در 5، چگالی 1.370 گرم در متر مربع الی 1.384 گرم در متر مربع، درجه حرارت را در 80 نگه دار میكنند.

 

3. مخلوط را فیلتر کرده و در تبلور قرار مي دهند.

 

4. تا دمای 30 درجه خنک کرده و در دستگاه سانتریفیوژ قرار می دهند.

 

5. مخلوط را خشک مي كنند و سولفات منیزیم هفت آبه در دمای ℃50-55 بدست مي آيد.

 

فرمول سه بعدی آن

 

 

كاربرد سولفات منیزیم

 

در تولید مواد شیمیایی از سولفات منیزیم به عنوان ماده خام همه کاره برای تولید سایر ترکیبات منیزیم استفاده می شود. سولفات منیزیم در صنایع مختلفی از جمله کود، سیمان، نساجی، مواد شیمیایی، دارو، مراقبت های بهداشتی، کشاورزی، مواد افزودنی غذایی، صنعت و غيره مورد استفاده قرار مي گيرد. در صنعت سیمان از آن در ساخت سیمان اکسی سولفات استفاده می شود. در پزشکی، ضد درد است. در صنعت نساجی، سولفات منیزیم در ترکیب نهایی برای پنبه استفاده می شود. برای وزن و اندازه ابریشم، به عنوان یک ماده مفید برای ثابت کردن رنگهای اصلی روی پشم و ابريشم و در پارچه های نسوز همچنین یک جزء از انواع خاصی از آن در حمام های آبکاری الکترولیتی مورد استفاده قرار مي گيرد. در خوراک دام، منعقد کننده لاستیک و پلاستیک، در ساخت اسید سیتریک و چندین نمک منیزیم سولفات منیزیم استفاده می شود.

 

به عنوان كود

 

 

كشاورزی

 

افزایش جمعیت باعث افزایش مصرف سولفات منیزیم توسط کشاورزان به منظور بهبود کیفیت محصولات کشاورزی شده است. سولفات منیزیم یک عنصر اساسی است که در کودها برای اصلاح کمبود گوگرد یا منیزیم موجود در خاک، مورد استفاده قرار می گیرد. در صيفی جات از سولفات منیزیم برای اصلاح کمبود منیزیم در خاک استفاده می شود زیرا منیزیم یک عنصر اساسی در مولکول کلروفیل است. این كود منیزیم در محصولات مانند سیب زمینی، گوجه فرنگی، فلفل و گل سرخ استفاده می شود. مزیت استفاده سولفات منیزیم نسبت به سایر ترکیبات منیزیم (مانند سنگ آهک دولومیتی) حلالیت بالای آن است. از آنجا که در اکثر حلالهای آلی نامحلول است، افزودن آن هیدراتهایی را تشکیل می دهد که به راحتی از بین می روند.

 

استفاده از آن در داروسازی

 

 

پزشكی

 

سولفات منیزیم برای درمان اکلامپسی در دوران بارداری مورد استفاده قرار می گیرد. در کاربردهای پزشکی و خانگی مصرف زیادی دارد، از جمله در نمک های حمام، محصولات زیبایی، ضد تشنجها، شل کننده های عضلانی، منبع ملین و الکترولیت. نمک Epsom همچنین از آن برای تهیه پودر کف پا استفاده می شود که برای تسکین درد پا كاربرد دارد. هم چنين از سولفات منیزیم به عنوان ماده پاک کننده (ملین) استفاده می شود. تصور می شود که با جذب آب از محتویات روده ها عمل می کند، بنابراین باعث تحریک بیشتر حرکات روده می شود. همچنین از این ماده برای معالجه برخی از فلزات سنگین (بخصوص مسمومیت باریم که در همان خانواده جدول تناوبی قرار دارد) استفاده شده و با کمک آن بدن برای رهایی سریعتر محتویات دستگاه گوارش کار می کند. سولفات منیزیم برای درمان شرایط کم خون استفاده می شود. به دلیل حلالیت بیشتر و در نتیجه جذب سریعتر در بدن از دیگر ترکیبات حاوی منیزیم اثرش بيشتر است، براي همين از اين نمك استفاده می شود.

 

 

اثرات سلامتی و خطرات ایمنی مصرف پزشكی سولفات منیزیم

 

در دوزهای توصیه شده سولفات منیزیم سمی تلقی نمی شود و یک داروی مهم است. با این حال ، در هنگام مصرف در غلظت های زیاد، می تواند باعث بروز بیماری به نام هایپر منیزیمی و همچنین علائمی مانند درد شکم، اسهال و استفراغ شود. هنگام گرم شدن در تجزیه و دفع اکسیدهای گوگرد سمی و خاصيت خورنده ای را از خودش آزاد می کند.

 

در آزمايشگاه به عنوان ماده جذب كننده آب

 

 

در آزمايشگاه ها

 

کاربرد مهم سولفات منیزیم بی آب در آزمایشگاه شامل خشک کردن حلالهای آلی مورد نیاز برای سنتز و تجزیه و تحلیل GC است. یکی از بهترین مواد خشک کننده، سولفات منیزیم است. با داشتن هر یون منیزیم قادر به نگه داشتن هفت مولکول آب، از ظرفیت بالایی برای استخراج آب برخوردار است و به سرعت و مؤثر کار می کند. تنها مشکل بالقوه اين ماده این است که منیزیم یک اسید لوئیس قوی است و باعث می شود سولفات منیزیم با برخی ترکیبات آلی واکنش پذیر باشد.

 

 

بیوتکنولوژی

 

سولفات منیزیم بی آب ، نمک اپسوم، کلرید پتاسیم و سولفات پتاسیم به عنوان ریز مغذی ها در بیوتکنولوژی مورد استفاده قرار می گیرد. کاربرد آن عبارتند از: تولید مخمر و همچنین واکنش های تخمیر برای تولید پروتئین، آنزیم، اتانول، ویتامین ها و غیره است.

 

 

در صنعت توليد ترموپلاستیک

 

سولفات منیزیم بی آب و نمک اپسوم در تولید لوازم جانبی مقرون به صرفه استفاده می شود.منعقد کننده های بدون مشکل اين نمك در تولید ترموپلاستیک مانند پلاستیک ABS (اکریلونیتریل بوتادین استایرن) در سراسر جهان مورد استفاده قرار می گیرند و مزیت بزرگ اين نمك، میزان خوردگی کمتر در مقایسه با نمکهای دیگر است.

 

 

تصفيه آب

 

اکثر ترکیبات سولفات فلزی مثل سولفات منیزیم به راحتی برخلاف فلورایدها و اکسیدهای غیر محلول در آب برای مصارف مانند تصفیه آب قابل استفاده هستند.

 

كاربرد در همه صنايع

 

 

صنعت چرم

 

نمک سولفات منیزیم مخصوص برای حفظ و تهیه سنتی پوست گاو، گوساله و خوک و همچنین پوست گوسفند ایده آل است. آب اضافی با استفاده از اين نمک از پوست جدا می شود. اين نمک همچنین خاصیت ضد باکتریایی دارد و از پوست در برابر پوسیدگی محافظت می کند. هم از اين نمك به عنوان دستیار پردازش چرم نيز استفاده می شود، با افزودن سولفات منیزیم چرم نرم تر شده و کیفیت چرم را بهبود می بخشید.

 

 

در صنعت نفت و گاز طبيعی

 

نمک سولفات منیزیم صنعتی یک عنصر مهم در حفاری مایعات است که در اکتشاف و استخراج نفت خام و گاز طبیعی مورد استفاده قرار می گیرد. استفاده از نمک صنعتی برای تثبیت و همچنین روغن کاری و خنک کننده سر حفاری مناسب است. در فرآیند پالایش محصولات نفتی به عنوان مثال در فرآیند Merox نمک صنعتی در فیلتراسیون محصول نهایی اعمال می شود.

 

 

در توليد مواد شوینده و مواد تمیز کننده

 

به عنوان يك عنصر مواد شوینده های سنگین، سولفات منیزیم منجر به اثر فیبر و یک رفتار بی طرف نسبت به فاضلاب می شود. اين نمك و محلول کلرید منیزیم در صابون های مایع، مواد شوینده و مواد شستشو برای تنظیم ویسکوزیته استفاده می شوند. اين نمک صنعتی همچنين به عنوان ماده اصلی برای فرآوری مواد شوینده استفاده می شود.

 

كاربرد آن در توليد مواد غذايی

 

 

در صنعت توليد مواد غذايی

 

سولفات منیزیم به عنوان ماده مغذی منیزیم استفاده می شود. در درجه اول از اين نمك به عنوان تقویت کننده طعم در بطری های آب در ایالات متحده و به عنوان یک عامل چسبنده در تهیه کنسرو سویا در ژاپن استفاده می شود. در محصولات جایگزین کننده نمک، در مکمل ها، نوشابه های رژیمی گازدار، نوشیدنی های ورزشی و نوشیدنی های آب تقویت شده و به عنوان کمک کننده در فرآوری تخمیر و تولید نوشیدنی های آبجو و مالت مواد غذایی استفاده می شود.

 

 

ريون

 

سولفات منیزیم بی آب و نمک epsom در فرآیند ساختن الیاف ریون ضروری و لازم است. هم چنين به منظور افزایش انتخاب لیگنین سفید کننده اکسیژن اين نمك مورد استفاده قرار می گیرد و می تواند کیفیت سلولز را بهبود بخشد و در استفاده از مواد شیمیایی صرفه جویی شود. در صنعت کاغذ، چینی، رنگهای چاپی، صنعت باتری اسید سرب نيز كاربرد دارد.

 

شكل بلور آن

 

 

خواص فيزيكي سولفات منیزیم

 

خصوصیات فيزيكی: سولفات منیزیم به عنوان جامد بلورین، بی بو و سفید با چگالی 2.66 گرم در میلی لیتر و نقطه ذوب 1،124 درجه سانتیگراد است. فرم مونوهیدرات سولفات منیزیم چگالی 2.45 گرم در میلی لیتر و نقطه ذوب 200 درجه سانتیگراد است. توزیع اندازه دانه همگن دارد.خرد كردن آن آسان است. رنگ آن ممكن است رنگ بی رنگ ، سفید با سایه های کمرنگ صورتی و سبز باشد. بلورها شفاف و درخشش در بلورهای بزرگ زجاجیه است. برش از یک جهت کامل و از دو جهت دیگر کاملاً مشخص است و شکستگی آن ناهموار و سختی 3.5 درجه است. وزن مخصوص تقریباً 2.6 است (متوسط برای مواد معدنی شفاف). در رگه های سفید همراه مواد معدنی وابسته شامل هالیت، پلی آمالیت، کارنالیت، سیلویت و سایر مواد معدنی کمیاب تبخیر و يافته می شود.

 

در زير ميكروسكوپ

 

خواص شیمیایی: MgSO4 سولفات منیزیم در آب بسیار محلول و در الكل حلاليت آن ناچيز است و همچنین بسیار ریزگرد آن رطوبت هوا را جذب می کند. این ماده می تواند مقادیر زیادی از آب را شکل بدون آب آن (خشک و بدون هیچ مولکول آب) جذب کند و یک ماده خشک کن آزمایشگاهی مهم است. در شرایط عادی پایدار است و هنگامی که در دمای بالا گرم می شود ، بخار سمی اکسیدهای گوگرد تجزیه می شود. فلزات سنگین آن کم و انعطاف پذیری در فرمول را ارائه می دهد.سیستم کریستالی مونوکلینیک و به طور عمده به صورت کریستالی شامل توده های دانه ای است و بلورهای فردی نادر است. تقارن اپسومیت قابل توجه است و یکی از معدود مواد معدنی است که در کلاس دی اسفنوئید Orthorhombic تبلور می یابد. تقارن این کلاس فقط دارای سه محور چرخشی 2 برابر در زاویه های راست به یکدیگر است. هیچ عملیات متقارن دیگری وجود ندارد. و براي همين epsomite به طور معمول کریستال هایش به خوبی شکل نمی گیرد برای همين تقارن غیر معمول را نشان می دهد.

 

بهترین شاخص های میدانی سولفات منیزیم عبارتند از: نحوه تشكيل کریستالی ، تراکم کم ، حلالیت در آب و طعم.

 

 

درجه خلوص سولفات منیزیم

 

سولفات منیزیم بی آب (حاصل از احتراق) حاوی درجه خلوص کمتر از 99.0٪ است. اشکال بسیار با خلوص بالا زیر میکرون و نانو پودر در نظر گرفته می شود. بسته به محدودیتی که از ماده اولیه سرچشمه می گیرد. شامل فلزات مختلفی مانند، روی، سلنیوم، آرسنیک، آهن، سرب، کلرید و همچنین حاوی غلظت کمی از اسیدهای دیگر و مواد قلیایی مانند سولفیتها و اکسیدها است.

 

با درجه خلوص بالا

 

 

کارخانه های تولید کننده سولفات منیزیم

 

سولفات منیزیم از نظر تجاری به صورت هفت آبه، تک آبه، بی آب یا خشک موجود است. سولفات منیزیم با یک (مونو هیدرات) ، هفت (هپتاهیدرات) یا هیچ مولکول (بی آب) وجود دارد. فرم خشک شده سولفات منیزیم ، که حاوی 62 الی 70 درصد MgSO4 داراست.

 

صادرکنندگان برتر سولفات منیزیم عبارتند از چین (120 میلیون دلار) ، آلمان (98.4 میلیون دلار) ، ایرلند (14.2 میلیون دلار) ، هند (14.1 میلیون دلار) و ژاپن (8.19 میلیون دلار) و واردکنندگان برتر اندونزی (22.7 میلیون دلار) ، فنلاند (19.8 میلیون دلار) ، هلند (15.9 میلیون دلار) ، مالزی (15.9 میلیون دلار) و ایالات متحده (15.7 میلیون دلار) هستند.

 

چين عمده ترين صادركننده اين نمك

 

علاوه بر این ، آسیا منطقه ای است که از نظر منیزیم بسیار غنی است و چین با تولید حدود 18 میلیون تن منیزیت تولید جهانی منیزیم را اداره می کند.

 

توليد آن در ايران

 

 

قیمت سولفات منیزیم

 

در سالهای اخیر، قیمت مواد اولیه شاهد نوسانات شدید به همراه هزینه های انرژی بوده است که به نوبه خود بر کل هزینه های ترکیبات سولفات منیزیم تاثیر گذاشته است. آسیا با در نظر گرفتن تولید منیزیم یکی از مناطق مهم است. چین تولید کننده برتر ترکیبات منیزیم است و تغییرات سیاست در چین بر قیمت و در دسترس بودن منیزیم در بازار جهانی سولفات منیزیم تاثیر گذاشته است. قیمت منیزیم نیز در سال 2017 افزایش یافته و از آن زمان تاکنون در این حد بالاتر از حد طبیعی اش باقی مانده است. تعطيل شدن كارخانه هاي منیزیم در چین به دلیل نگرانی های زیست محیطی بر قیمت و عرضه منیزیم تأثیر گذاشته است علاوه بر این، دولت چین استفاده از مواد منفجره و سایر تجهیزات در معادن منیزیت را که منجر به کمبود مواد اولیه شده بود، ممنوع اعلام کرده است. علاوه بر این، قیمت منیزیم با درجه خلوص بالا در چین نیز شاهد افزایش شدید بوده است زیرا تقاضا با محدود بودن منابع، افزایش داشته است. مسائل زیست محیطی در چین به طور مداوم بر تولید و قیمت های خلوص بالا اين نمك تاثیر می گذارد. بنابراین، نوسانات قیمت ها و در دسترس بودن باعث افزایش عرضه سولفات منیزیم در سطح جهان می شود. علاوه بر این، طبق گزارشی از سازمان زمین شناسی ایالات متحده، 2019، تولید جهانی معدن منیزیت نیز در حدود 2017-2018 حدود 0.3٪ کاهش یافته است.

 

در ایران تولیدات کشور چین، ایران و آلمان موجود می باشد. قیمت سولفات منیزیم در ایران، بسته به کشور سازنده، نوع كاربرد آن و درصد خلوص آن قیمت های متفاوتی در بازار دارد.

 

 

برای اطلاع از قیمت سولفات منیزیم شرکت آترین فرازان آوین می توانید به وب سایت این شرکت مراجعه و یا با کارشناسان مربوطه تماس گرفته و از قیمت محصول مطلع شوید.

 

 

برای ورو به صفحه خرید سولفات منیزیم روی لینک زیر کلیک کنید.

 

خرید سولفات منیزیم