磷酸镁水泥（Magnesium phosphate cement， MPC）具有负温固化、凝结硬化快、强度高、粘结能力强、干缩率低和具有生物活性等特点，已在既有结构快速/紧急修复、核废料和重金属固化、骨修复和3D打印等领域引起广泛的关注。
低活性氧化镁是制备MPC的关键原材料。制备MPC的低活性氧化镁主要是在1500~1800℃烧结5~10h的死烧氧化镁。现行工艺生产死烧氧化镁的能耗高、设备周转效率低，导致制备MPC具有能耗高和成本高等缺点。而且，目前市售死烧氧化镁与磷酸盐溶液之间的酸碱反应速率较快，制备MPC时需要添加含B缓凝剂减缓浆体的凝固速率，以便获得足够的操作时间。但一方面含B缓凝剂降低MPC的早期性能，另一方面含B缓凝剂的价格昂贵，进一步增加MPC的成本，不利于推广应用。
针对这一科学问题，中科院青海盐湖研究所李颖副研究员团队利用盐湖中常见元素如B，Na、K和Cl的助烧结作用，在≤1200℃煅烧盐湖提锂镁渣、外掺B的轻烧镁粉和水氯镁石的热解产物制备低活性氧化镁。实验测量了低活性氧化镁的粒径、比表面积、孔隙率、化学组成、矿物组成和形貌等物理特征，以及低活性氧化镁制备MPC的凝结时间、水化产物、微观结构、抗压强度、体积稳定性等凝结硬化性能，并分析了烧结温度对低活性氧化镁的理化性能及MPC的凝结硬化性能的影响。相比现有技术，利用盐湖共存元素的助烧结作用可将氧化镁的烧结温度由1500~1800℃降低到1200℃以下，有利于实现低活性氧化镁及MPC的低能耗、低成本绿色制备，促进MPC的推广应用。详情请见《盐湖研究》2020年第2期化学专刊“研究亮点”：15-25。
图1 烧结氧化镁的形貌
图2 烧结氧化镁制备MPC的抗压强度