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【背景及概述】[1][2][3]
堿式碳酸鎂亦稱“輕質碳酸鎂”。化學式 xMgCO3·yMg(OH)2·zH2O(x=3～5，y=1，z=3～7)。典型的分子式為 3MgCO3·Mg(OH)2·3H2O，分子量 365.31。白色晶體或無定形輕而疏松的粉末。比重2.16。不溶于水、乙醇，易溶于酸，同時放出二氧化碳。加熱分解；放出二氧化碳和水，700℃轉變成氧化鎂。由氫氧化鎂乳濁液與二氧化碳反應或可溶性鎂鹽與碳酸鈉以一定濃度混合反應而得。
水合堿式碳酸鎂在空氣中穩定存在，化學組成因制備方法和條件不同而稍有差異，其相對密度小，可用作橡膠、塑料制品的添加劑，同時具有不燃燒的特點，受熱分解后可用于制備氧化鎂，食品級堿式碳酸鎂可用做面粉改良劑。堿式碳酸鎂可作為為橡膠制品的優良填充劑、增強劑和作絕熱、 耐高溫的防火保溫材料。也用于制鎂鹽、氧化鎂、防火涂料、印刷油墨、陶瓷、玻璃、化妝品、牙膏、醫藥及顏料等。對于一些特殊用途的堿式碳 酸鎂，根據其用途的不同，對所含雜質的要求也不同。如用作制取耐火材料-高純氧化鎂的原料時，要求氧化鈣和硼類雜質的含量很低，因為產品中的 B2O3與 CaO、SiO2 等雜質在高溫條件下會形成各種低共熔化合物，從而使耐火材料的高溫性能下降。 故堿式碳酸鎂在用作制取高純氧化鎂 的原料時，CaO、的含量是評定產品優劣的重要指標之一，其含量越少越好。而對于電子級堿式碳酸鎂，它不僅要具有很高的純度，也要具有特殊的物理性質。因此，在生產堿式碳酸鎂時，要根據產品具體的用途來決定其產品具體的標準。但是，總體說來產品的純度決定著產品的應用范圍。
【制備】[2]
當前，我國堿式碳酸鎂的生產方法主要有：南水純堿法、硫酸鎂碳銨法、白云石碳化法 、輕燒粉碳化法等。
1、 南水純堿法
鹵水純堿法是最古老的一種生產堿式碳酸鎂的方法，在我國已經有六七十年的生產歷史。盡管生產方法古老，目前它依然是我國堿式碳酸鎂產量最大、產品等級最高的一種生產方法。該方法是利用沿海曬過鹽的南水，經過除雜除鐵等一系列工序以后，配制成一定的波美度，與溶解并經過除雜的純堿溶液在一定的溫度下進行反應，生成堿式碳酸鎂。經過離心或者壓濾以后，用去離子水反復進行洗滌，直至氯離子達到要求。濾餅進行烘干，即得到堿式碳酸鎂產品；濾餅直接進行煅燒，則得到氧化鎂產品。控制反應溫度和反應物濃度，可以得到不同堆密度的產品，即可以獲得重質碳酸鎂或者輕質碳酸鎂。據了解現在國內大概只有山東壽光有兩三家企業采用該方法進行生產，其中兩家以生產輕質氧化鎂為主， 一 家以生產重質碳酸鎂為主 D 兩家生產輕質氧化鎂的企業年產輕質氧化鎂均不超過兩千噸，主要是因為該方法生產成本較高，與其產品相對應的市場需求量不大。而生產重質碳酸鎂的企業幾乎是作坊式生產，一年的產量只有幾百噸。
2 、 硫酸鎂碳銨法
用凈化過的硫酸鎂溶液與碳銨溶液進行反應，即可制得堿式碳酸鎂。調整反應物濃度和反應溫度，可以獲得不同堆密度的堿式碳酸鎂。對反應產物反復進行洗滌、過濾，以使產品達到質量要求。目前國內使用該方法生產堿式碳酸鎂的企業很少，據了解可能僅有一家在進行生產 。產品可以作為堿式碳酸鎂產品進行銷售，也可以把堿式碳酸鎂煅燒成氧化鎂進行銷售。這是生產醫藥級和食品級碳酸鎂、氧化鎂的主要方法。但是產量很少，一年僅有百余噸 、頂多幾百噸的產銷量。
3 、 白云石碳化法
白云石碳化法是將白云石煅燒以后，把所得到的白云灰（主要成分為氧化鈣和氧化鎂 ）進行水化，得到氫氧化鎂和氫氧化鈣混合液。煅燒白云石的尾氣經過凈化，其二氧38化碳含量在 30%左右，經過壓縮以后，在碳化塔里面與白云灰水化液進行反應，得到碳酸鈣沉淀和碳酸氫鎂溶液。反應液經過沉淀過濾之后，碳酸氫鎂溶液送去熱解，得到堿式碳酸鎂。熱解液過濾、洗滌以后，得到堿式碳酸鎂濾餅。濾餅烘干，得到堿式碳酸鎂產品 ；濾餅煅燒，則得到輕質氧化鎂產品。這是所有生產堿式碳酸鎂方法中能耗最高、工藝路線最長的一種生產方法，國內大概只有兩到三家企業采用這種工藝進行生產。按照氧化鎂計有的企業年產量達到千噸，有的還達不到千噸，產品質量參差不齊。這種方法生產出的碳酸鎂、氧化鎂視比容比較大，是制作大視比容的碳酸鎂、輕質氧化鎂、活性氧化鎂的主要方法。有的企業把得到的堿式碳酸鎂濾餅成型、烘干，加工成體操鎂塊在國內外銷售，具有比較高的附加值。
4 、 輕燒粉碳化法
輕燒粉又叫輕燒氧化鎂。輕燒粉碳化法其實原理上與白云石碳化法差不多。對菱鎂礦進行煅燒，控制煅燒溫度在一定的范圍內，可以得到輕燒氧化鎂。輕燒氧化鎂加水水化，得到氫氧化鎂漿液。把煅燒菱鎂礦石以后的尾氣經過凈化，壓縮以后送到碳化塔，與輕燒粉水化漿液進行反應，得到碳酸氫鎂溶液，進一步沉淀過濾以后，碳酸氫鎂溶液送去熱解，得到堿式碳酸鎂，再經過過濾洗滌，即得到堿式碳酸鎂濾餅。國內現在大概有一到兩家企業采用這種方法生產堿式碳酸鎂或者氧化鎂，年產量大概在一兩千噸。我國遼寧曾經有幾家企業，在菱鎂礦附近建廠，生產堿式碳酸鎂。盡管有原燃料優勢，但是由于市場較小，最后都不得不停產。
【鑒定】[1]
下圖為樣品的XRD譜。
【應用】[3]
堿式碳酸鎂根據其用途大致可分為三個方面。(1)用于食品及各種化工產品的添加劑和改良劑；(2) 用于制取鎂系列化工產品的原料；(3)用于制藥及醫學上的輔助治療藥物。據報道，將堿式碳酸鎂制成鋁碳酸鎂復鹽與雷尼替丁膠囊、阿莫西林膠囊、甲硝唑片等一起服用，可大大提高老年消化性潰瘍的治愈率。鋁碳酸鎂在治療潰瘍方面也有重要的作用。它可提高胃的 pH 值、促進組織再生修復。由于老年人潰瘍組織再生修復較幔，服用鋁碳酸鎂可使其直接作用于潰瘍面，促進組織再生，提高潰瘍愈合率。高純堿式碳酸鎂無毒、無味、無害于人體健康，并且鎂對人體的心臟功能有增強作用，其本身又具有較好的流動性，所以，將其加入面粉中作輔助成分，既可提高面粉的分散性和流動性，又可補充人體對無機鹽類等電解質的需求，添加量一般為 10％～15％。在化工冶金中堿式碳酸鎂也可作為添加劑添加在一些合金中以改變合金的力學性能。
堿式碳酸鎂也可用作橡膠制品的優 良填充劑和增強劑，能提高橡膠制品的產量與質量。精制透明的堿式碳酸鎂還可用于透明或是淺色橡膠制品中，它和橡膠混 煉后，幾乎不改變橡膠本身的折光率，且能增強橡膠的耐磨性，抗曲折性和抗拉強度。由于堿式碳酸鎂具有不燃燒和質地輕、松的特點，也可用作絕熱，耐高溫的防火保溫材料，石棉輕質碳酸鎂是優良絕緣材料，用于造船、鍋爐制造等部門。另外，它還可以做油漆，油墨和涂料等工業。
【市場展望】[2]
作為直接產品，我國堿式碳酸鎂市場的年需求量也就一兩千噸，這包括了所有輕質、重質堿式碳酸鎂產品。堿式碳酸鎂的最大用途還是進一步煅燒以后，作為氧化鎂產品進行銷售。近幾年，我國青海的幾家大型鎂鹽企業生產出質量高、成本低的氫氧化鎂產品，其產量以數十萬噸計。這些氫氧化鎂主要加工成了氧化鎂產品在市場上銷售，對堿式碳酸鎂生產的氧化鎂形成了很強的競爭。在這樣的競爭之下，近幾年不少堿式碳酸鎂生產企業關停了，而現有生產著的堿式碳酸鎂生產企業也步履維艱，大部分處于半負荷生產狀態 。由于低成本、高品質的氫氧化鎂仍在強勢進行競爭，預計今后幾年堿式碳酸鎂企業的日子也不會好過，相信仍會有企業會倒閉關停。
【主要參考資料】
[1]常睿璇,丁珂,孫曉君,李會杰,黃娜娜,仇龍,高恩軍,劉云義,李雪.熱解法制備不同形貌堿式碳酸鎂[J].硅酸鹽學報,2018,46(07):922-928.
[2]張世潔. 我國堿式碳酸鎂生產與展望[A]. 中國無機鹽工業協會鎂化合物分會.2016年鎂化合物分會年會暨鎂化合物行業發展論壇專輯[C].中國無機鹽工業協會鎂化合物分會:中國無機鹽工業協會鈣、鎂鹽分會,2016:2.
[3] 袁春華, and 李海民. "堿式碳酸鎂的應用及合成方法."鹽湖研究13.2 (2005): 40-44.