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Le magnésium est par importance le 7ème élément constituant l'écorce terrestre; celle-ci en contient 2,33 % jusqu'à une profondeur de 16 km. On rencontre le magnésium dans un grand nombre de minéraux, entre autres dans:
la bischoffite MgCl2.6H2O la boracite Mg3B7O13Cl la brucite Mg(OH)2 la carnallite KMgCl3.6H2O la dolomite CaMg(CO3)2 l'epsomite MgSO4.7H2O la kiesérite MgSO4.H2O la langbénite K2Mg2(SO4)3 la magnésite MgCO3 les micas {Na,K,Ca,Mg}{Al,Mg,Fe,Li}2-3{Si,Al}4O10{OH,F}2
la sellaïte MgF2 la serpentine (Mg,Fe+2,Ni)3Si2O5(OH)4 le spinelle MgAl2O4 la tachyhydrite CaMg2Cl6.12H2O le talc Mg3Si4O10(OH)2
Dans les mines de sels, on trouve le magnésium sous la forme de sels doubles de kaïnite (MgSO4. KCl.3H2O) et de carnallite (KCl.MgCl2.6H2O). L'eau de mer et l'eau des lacs salés contiennent également du magnésium. Lors de l'évaporation, on obtient entre autres les sels chlorure de magnésium (MgCl2) et de bromure de magnésium (MgBr2).
La chlorophylle est constituée d'un complexe de magnésium.
Les régions d'exploitation les plus importantes du magnésium - la plupart du temps sous la forme de minéraux, mais également dans l'eau de mer - se trouvent en Turquie, en Chine, aux Etats-Unis d'Amérique, en Corée du Nord, en Slovaquie, en Russie, au Kazakhstan, en Ukraine, en Autriche, en Grèce, en Inde, en Espagne, au Brésil, au Ruanda, dans la République démocratique du Congo, en Australie, au Canada, en France, en Italie, en Israël, en Jordanie et en Norvège.
Le nom magnésium provient de Magnesia, une partie de la province grecque de Thessalie, dans laquelle on a trouvé le minerai “magnésie" (oxyde de magnésium). Le mot néerlandais "magneet" (= aimant) provient également de Magnesia.
En 1755, J. Black a découvert cet élément, qui se distingue entre autres des substances connues, à savoir de la chaux, de l'hydroxyde de potassium et du gypse, dans la magnésie, le terme utilisé à cette époque pour oxyde de magnésium.
Sir H. Davy a séparé le magnésium en 1808 par électrolyse de sels de magnésium en fusion (entre autres le chlorure de magnésium anhydre).
Pour la préparation du magnésium, on utilise, soit des minéraux contenant du magnésium, par exemple la dolomite {MgCa(CO3)2}, à partir de laquelle on forme de l'oxyde de magnésium, soit de l'eau de mer contenant du magnésium. On y ajoute de la chaux, donnant lieu à la précipitation d'hydroxyde de magnésium que l'on transforme ultérieurement en chlorure ou en oxyde de magnésium.
On obtient le magnésium par réduction d'oxyde de magnésium dans un four électrique avec du silicium à une température de 1100° C ou par électrolyse de chlorure de magnésium en fusion à une température de 700° C. Pour obtenir du magnésium pur, on distille le magnésium brut sous vide ou sous atmosphère d'argon.
La production mondiale s'élève à environ 400.000 tonnes par an.
Balle traçante
On remplit des douilles de balles traçantes avec de la poudre de magnésium pur. Ce métal brûle alors à une température de 500 C avec une lumière aveuglante jusqu'à ce que l'on obtienne la fumée blanche de l'oxyde de magnésium. Comme oxydant, on ajoute du dioxyde de manganèse (MnO2), du chlorate de potassium (KClO3) ou du permanganate de potassium (KMnO4).
Jante
Dans l'industrie automobile, on ne cesse de rechercher des moyens pour économiser le poids, étant donné que des véhicules plus légers consomment moins de carburant. Pour les jantes, les portières, le radiateur, les systèmes de freinage et d'embrayage, ainsi que pour l'entrée d'air, on utilise par conséquent des alliages à base de magnésium, par exemple avec de l'aluminium (9 %) et du zinc (1 %) ou avec des métaux des terres rares (3,3 %) et du zirconium (0,7 %). On utilise ces alliages, non seulement pour les véhicules automobiles, mais également pour les roues de chaises roulantes.
Avion
Les alliages destinés à des pièces détachées d'avions contiennent la plupart du temps du magnésium. Celui-ci améliore les propriétés et est très léger. En fonction de l'utilisation, la teneur en magnésium varie. On fabrique des ailes d'avions à partir d'alliages constitués de Mg, de Al et de Zn. Ces alliages sont 20 % plus légers que l'aluminium pur et offrent une bonne résistance contre la corrosion. On fabrique également, avec un alliage de ce type, des pièces détachées du moteur, le fuselage, le train d'atterrissage et la passerelle.
Ces alliages sont constitués par du magnésium avec de l'aluminium (de 6 à 10 %), du zinc (de 1 à 3 %) et du manganèse (0,2 %) ou bien par du magnésium avec des métaux des terres rares à concurrence (3,3 %) et du zirconium (0,7 %).
Pour la fusée Saturne, qui a été utilisée lors des expéditions sur la lune, on a utilisé un alliage qui était constitué par de magnésium de lithium (14 %) et d'aluminium (1,25 %). La masse volumique de cet alliage s'élève à seulement 1350 kg/m3. L'alliage est ainsi 4 fois plus léger que l'acier. Le Intercontinental Ballistic Missile (ICBM) Titan contenait au total 1 tonne de magnésium.
Briques réfractaires
On peut utiliser de l'oxyde de magnésium (MgO) comme brique réfractaire grâce à son point de fusion élevé et grâce à sa stabilité thermique (même à température élevée). L'oxyde de magnésium manifeste également une aptitude peu élevée à la réduction, par exemple par le carbone. Cette matière est également utilisée comme isolant thermique.
Talc de gymnastique
Le talc de gymnastique, que l'on désigne également par l'expression "poudre de magnésium", est constitué par du carbonate de magnésium basique {Mg(OH)2.3MgCO3.3H2O}. Il est disponible dans le commerce sous forme de blocs et il est utilisé lors de la gymnastique pour rendre les mains rugueuses. Plus précisément, il absorbe l'humidité corporelle.
Matière de charge, pigment
On utilise l'oxyde de magnésium comme matière de charge, entre autres dans les matières synthétiques et le papier et sa couleur blanche permet également de l'utiliser comme pigment. Sa grande interface (grâce à sa structure en feuilles), sa résistance électrique élevée, sa capacité d'absorption de l'ultraviolet et sa bonne résistance aussi bien aux acides qu'aux bases sont des propriétés convenant à cet usage.
Le carbonate de magnésium (MgCO3) et le talc Mg3Si4O10(OH)2 sont utilisés comme matières de charge dans le papier et dans le savon. Le carbonate de magnésium basique {Mg(OH)2.3MgCO3.3H2O} est utilisé comme matière de charge dans le caoutchouc, dans le papier et dans les dentifrices.
Le silicate de magnésium (Mg2SiO4) est utilisé comme matière de charge pour les peintures et les détergents.
Applications sous forme d'une substance indécomposable (élément) et sous forme d'alliage:
véhicule automobile (moteur, boîte de vitesse, piston, carter, roue dentée) (4 % de Al, 0,3 % de Mn, 1 % de Si)
grenade incendiaire, torche, feu d'artifice
canettes métalliques (Al, Mg)
montures d'appareils photographiques, longues-vues, coffres, pièces détachées d'ordinateurs (6 - 10 % de Al, 1 - 3 % de Zn)
fil conducteur (Cu + 0,3 - 0,8 % de Mg)
foreuse à main, scie à moteur (Mg, Al, Zn, Mn)
protection métallique (contre la corrosion)
enveloppe d'élément fissile dans un réacteur nucléaire refroidi avec du CO2
désulfuration du fer brut et de l'acier brut (également en alliage avec de l’Al)
réducteur dans la fabrication des métaux (par exemple Ti, Zr et U)
coque de bateau (Al, Mg)
miroirs dans des appareils optiques
lance thermique (par exemple pour "couper" le béton)
motrices en unités multiples de trains, de trams et de bus (Al, Mg)
Applications sous forme d'une substance décomposable (composé):
agent s'opposant à la formation de grumeaux (entre autres pour le sel) MgHPO4 lentille antireflet MgO additif d'huile de chauffage domestique Mg(OH)2 MgO sel de bain MgSO4 production du magnésium MgCl2 lutte contre les maladies des végétaux MgSO4 fertilisation foliaire Mg(NO3)2 agent de blanchiment entre autres dans le dentifrice MgO2 dispositif de lutte contre l'incendie MgSO4 MgCl2 agent améliorant le sol Mg(OH)2 boue de forage (en cas d'exploitation de champs pétrolifères) MgCl2 ciment (additif) MgSO4 MgCl2 chromatographie (en couche mince) Mg2Si3O8 conservation de traverses en bois MgCl2 cosmétiques mica talc désinfectants MgO2 sel diététique citrate de Mg médicaments pour animaux lutte contre la tétanie d'herbage MgSO4
contre la maladie de "carré" MgO2 épuration de l'eau potable Mg(OH)2.MgSO4 dessiccateur MgCO3 électrolyte dans des batteries MgCl2
matière filtrante Mg2SiO4 médicament contre les allergies, les crampes et l'asthme gluconate de Mg
contre l'apathie, pour ouvrir l'appétit MgO2 contre l'excès d'acidité gastrique Mg(OH)2 4MgCO3.Mg(OH)2 .5H2O laxatif MgCl2 MgCO3 MgSO4 Mg(OH)2 MgNH4PO4 citrate de Mg activation d'enzymes div. comp. de Mg org. gériatrie div. comp. de Mg org. protection des façades MgSiF6 verre Mg2SiO4 MgO mica ou "effet argenté" mica protection du bois MgSiF6 isolation (thermique) MgCO3 mica calmant MgBr2 catalyseur dans le processus de craquage MgF2 céramique Mg2SiO4 MgO MgF2 MgHPO4 MgSO4 tannage MgSO4 additifs alimentaires (E580) gluconate de Mg MgHPO4 (E572) stéarate de Mg traitement pour obtenir une solidité des teintures dans les textiles MgSO4 engrais MgCO3 MgNH4PO4 MgO MgSO4 eau minérale MgCO3 neutralisation d'acides, entre autres de l'acide gastrique Mgo MgCO3 Mg(OH)2.3MgCO3.3H2O Mg(OH)2 agent de décongélation (de-icer) MgCl2 désulfuration des gaz Mg(OH)2 hublots de fours Mica poudre abrasive MgCO3 MgO maquillage MgCO3 lubrifiant stéarate de Mg stabilisateurs pour crèmes et onguents stéarate de Mg réduction des poussières dans les mines, carrières, … MgCl2 raffinage du sucre, adjuvants MgCl2 poudre dentaire MgCO3 MgO talc traitement des textiles (laine, coton) MgCl2 articles de toilettes talc additifs dans l’alimentation animale MgO MgSO4 fenêtre absorbant les UV et les IR MgF2 agent rendant ignifuge (entre autres dans le textile) MgSO4 retardateur de flammes (et matière de charge) dans les matières synthétiques Mg(OH)2 fondant pour le brasage de métaux légers MgF2 MgSiF6 épuration des eaux (floculant) Mg(OH)2 MgSO4 poudre vulnéraire MgCO3 MgO