氧化镁 （镁的氧化物，冶镁的原料）

自然分布

氧化镁的主要自然来源之一是菱镁矿。菱镁矿是一种含镁的碳酸盐矿物，主要成分为MgCO₃、MgO等，其主要脉石矿物包括滑石、石英和白云石。中国是全球菱镁矿消费量最多的国家，消费总量占全球总消费量的66％～70％。

白云石矿也是氧化镁的来源矿产之一，常存在于裸露的高地，有利于大规模开采。白云石矿的主要成分为MgO、CaO、SiO2、Fe2O3，其中MgO平均含量占比21.29%、CaO占比30.42%，属储量大、品质好的矿产资源，潜在价值巨大。

蛇纹石[Mg₆Si₄O₁₀(OH)₈]因其富含镁的特点也被用于作为氧化镁的来源矿产。蛇纹石是辉石和橄榄石在热液变质过程中的典型蚀变产物，镁含量占比一般为43.6%。

物质结构

氧化镁晶体

氧化镁的化学式为MgO，属于离子化合物，属于立方晶系，晶体结构如图所示。MgO晶体结构属于NaCl型，空间群为Fm̅3m，晶格常数为4.212 Å，禁带宽度为7.8 eV。该晶胞共含有4个 Mg²⁺离子和4个O²⁻离子，其中每个Mg²⁺离子与相邻的六个O²⁻离子组成一个八面体结构，O²⁻离子位于晶胞的顶点和面心处。主要晶面取向为（111）、（200）、（220）。

温度对氧化镁的晶体结构的影响

随着煅烧温度的升高，氧化镁的结构会被改变。开始时，氧化镁由大小不均匀的球状结构变为规则的立方结构。随着温度越来越高，扩散、传质等作用增大导致了小颗粒聚集成大颗粒。等到1500℃后，氧化镁颗粒大小趋于一致且表面显得非常致密光滑。

理化性质

物理性质

氧化镁是碱性氧化物的一种，拥有常规碱性氧化物的共同性质。氧化镁为固体白色粉末，无臭无味无毒。氧化镁分子式为MgO，摩尔质量为40.304 g/mol，密度为3.58 g/cm³，熔点为2800 °C，沸点为3600 °C，蒸气压约为0 mm Hg。氧化镁难溶于纯水，但是由于CO₂的存在，水中的溶解度增大到9 mg/100 mL(30 °C)，能溶于酸和铵盐溶液。

化学性质

氧化镁与水缓慢作用生成氢氧化镁。

老卤——碳铵法

老卤——碳铵法制备氧化镁的方法与传统工艺相比，具有过程易于控制、产品质量稳定、纯度高、高镁低钙低氯的显著优点。其中，老卤为生产硫酸钾的卤水，主要成分是MgCl₂和MgSO₄，还含有少量的KCl、NaCl等杂质。

该方法的反应方程式如下：

菱镁矿煅烧法

世界已探明的菱镁矿储量约为130亿吨，因此菱镁矿煅烧法制备氧化镁拥有非常充裕的原料。利用菱镁矿为原料制备活性氧化镁的方法目前主要有两大类：化学反应法（包括酸浸法、铵浸法、碳化法等）和煅烧处理法。而煅烧是菱镁矿深加工的必需步骤，直接影响氧化镁的活性。

菱镁矿煅烧法制备氧化镁的工艺中，影响工艺的主要因素分别是煅烧温度、保温时间、升温速率、菱镁矿的粒径、添加剂的加入等。

用盐泥制取轻质氧化镁

盐泥是氯碱工业产生的废弃物，如何对其合理利用是氯碱行业中重要的问题之一。由于盐泥中含有氢氧化镁，可以借助二氧化碳与氢氧化镁的反应使得盐泥中的镁得以分离。由于经过氧化镁提取过程后的盐泥中含盐量很低，可直接用于建筑材料如制砖、水泥等的原料。这种用废弃物制备高附加值产品氧化镁的工艺方法简单、易操作，可实现规模化生产。

氯化镁热解法

在低于240 ℃条件下主要为六水氯化镁的脱水反应。在高于240 ℃条件下为热分解反应，氯化镁开始分解，生成氧化镁。六水氯化镁脱水分解的温度一般为95～900 ℃，工业上一般控制范围为600～800 ℃。

氯化镁热解法总反应式如下：

重质氧化镁

重质氧化镁常温下呈现为白色或米黄色粉末。一般地，重质氧化镁的表观密度应大于0.5 g/mL。由于重质氧化镁拥有较小的比表面积（约35 m²/g），通常活性较低。HG/T 2679-2006工业重质氧化镁规定了重质氧化镁的质量标准。

重质氧化镁应用范围较轻质氧化镁较小，但由于价格低廉而发展较快，已经在铁氧体软磁性材料、饲料、玻璃、陶瓷、工业催化剂、环保等方面被广泛应用。

（1）耐火材料：

重质氧化镁作为镁铬耐火材料的添加剂，能增强镁铬耐火材料的烧结性能和致密化程度。

（2）催化剂

重质氧化镁在化工生产行业中作为一种固体碱催化剂经常被使用，它的优点包括选择性高，催化活性高，使反应工艺过程连续化，提高设备的生产能力等。

（3）其他

在磁性材料行业中，重质氧化镁可用于制作彩色电视机的偏转线圈和其他铁氧体磁性材料。在钢球抛光行业中，氧化镁可充当抛光剂，在电器行业也作为酚醛树脂的原料。

纳米氧化镁

纳米氧化镁是一种新型功能无机材料，应用前景广阔，尤其是抗菌材料领域。纳米氧化镁释放的活性氧（ROS）能破坏细菌细胞膜壁蛋白肽链，其表面存在的大量晶格局限羟基、游离羟基以及离子空穴等多种活性位点也可以对微生物造成机械损伤。因此纳米氧化镁具有持久和广谱的抗菌活性，具有成本低、稳定性好、生物毒性低的优势，是一种安全无毒、环境友好、应用潜力巨大的抗菌材料。

此外，纳米氧化镁的优点还包括：高热导率、优良的热稳定性、抑制空间电荷积聚等。因此其被广泛地用于提高环氧树脂的热导率及耐电痕化性能。

纳米氧化镁作为膨胀剂能有效控制混凝土结构的收缩和变形。纳米氧化镁在生产水泥的过程中可以继续水合产生氢氧化镁，从而能提高高性能混凝土的结构紧凑度和强度。

其他种类

随着产业化升级及高新技术功能材料市场的需求和科技发展，具有不同结构和功能的氧化镁不断被开发出来，如高纯氧化镁——可用于节能灯及等离子体显示、多孔氧化镁——用于催化和生物基因修复、氧化镁单晶——用于低温光学器件、高温超导器件等。

安全事宜

消防相关

氧化镁熔点为2800 °C，沸点为3600 °C，为不可燃固体，但是会与强酸剧烈反应。因此氯化镁禁止与强酸存放在一起。如果周围发生火灾：允许使用包括雾状水灭火器、泡沫灭火器、粉末灭火器、二氧化碳灭火器在内的所有灭火剂。

健康相关

毒性及症状

允许暴露限值：15 mg/m³。

立即危及生命或健康的限值：750 mg/m³。

氧化镁可能导致金属烟雾病并刺激眼部及呼吸系统，导致咳嗽、胸痛、流感样发热等症状。

暴露途径及和人防护处理方法

吸入：导致咳嗽；建议使用局部排气装置和呼吸保护装置（如佩戴微粒过滤式呼吸器以防止氧化镁的吸入），将溢出的氧化镁扫入有盖的容器中，润湿空气以防止氧化镁产生扬尘，并且到空气清新的区域休息。

皮肤：及时佩戴防护手套、脱掉被氧化镁污染的衣服。用水和肥皂清洗皮肤。

眼睛：眼睛会受氧化镁刺激变红；应佩戴护目镜和呼吸防护装置，用大量水冲洗眼睛。

摄入：在含有氧化镁的环境中工作期间不要进食、吸烟或漱口。