化工矿产资源系列报道(5)
立足资源优势 做大做强我国镁质化工材料产业
□ 河北科技大学化学与制药工程学院 胡庆福
镁是地球上储量最丰富的轻金属之一,在地壳表层中占2.1%,作为工业金属仅次于铝和铁。镁的氯化物在海
水中的含量极为丰富,平均每800t海水含1t镁,若以每年开采1亿t计,开采100万年后海水中的镁含量也仅从
0.13%降到0.12%,可谓“取之不尽,用之不竭”。
我国镁资源储量丰富
我国镁资源储量丰富,品种齐全,用于镁质化工材料生产的镁资源可以分为3类:①固体资源,包括各种含镁
非金属矿物,如菱镁矿、白云石、水镁石、蛇纹石、水菱镁石、石棉尾矿、天然卤块等;②液体资源,包括海水、
海卤、盐卤等含MgCl2或MgSO4的溶液,我国青海察尔汗盐湖、山西运诚盐湖等地均含有大量此类镁资源;③工业
废料,各类化工生产过程中的产生的下脚料、废渣、废液中含有的镁化合物,如生产硼砂、硼酸产生的硼泥中MgO
含量可达40%左右。我国主要含镁非金属矿类别见表1。
白云石 白云石主要用于碳化法生产轻质碳酸镁、轻质氧化镁以及皮江法炼镁。我国白云石储量为40亿t,
主要分布在辽东半岛、冀东、内蒙古、山西、江苏、福建等地,湖北、湖南、广西、贵州等地也有较大矿床。
菱镁矿 我国菱镁矿储量达31亿t,居世界第一,主要用于生产镁质耐火材料和制品、金属镁、冶金溶剂以
及功能性建筑材料等产品。菱镁矿分布较为集中,我国、俄罗斯、朝鲜和土耳其几乎包揽了全部储量。我国菱镁矿
主要集中在辽宁和山东,其储量总和占我国总储量的98.65%。
水镁石 水镁石是迄今为止发现的含镁量最高的一种矿物,主要用于生产高镁耐火材料、轻质氧化镁、无机阻
燃剂、酸性废水中和剂等产品。我国水镁石储量在2500万t左右,陕西黑木林水镁石矿藏储量为780万t,是目
前世界上发现的最大的水镁石矿;辽宁宽甸和凤城、吉林吉安、河南西峡、青海祁连山、四川尖石包等地也有水镁
石矿床分布。
水菱镁石 水菱镁石是近年来在西藏班戈湖一带新发现的一种世界独有的含镁矿石,储量超过1亿t。水菱镁
石是生产镁质化工材料的优质原料,但受交通、能源、技术等因素制约,目前尚未得到开发利用。
资源型出口仍然存在
世界镁资源丰富,很难形成国家或地区性的资源垄断,但我国因含镁非金属矿储量和质量优势较大,长期以来
一直向西欧、俄罗斯、日本及美国大量出口镁质化工材料,同时我国每年也会进口一定数量的高价镁质化工材料。
我国的氯化镁、硫酸镁、碳酸镁3种初级镁产品虽然年出口量很大,但价格过低,其中硫酸镁产品的平均出口
单价仅为进口产品的1/50;氢氧化镁及过氧化镁产品进出口基本持平,但国内产品单价较低,不到进口产品的一
半;化学纯氧化镁每年需大量进口以满足国内需求,虽然国内也有少量产品出口,但价格仅为进口产品的1/3左右。
长期以来我国镁质化工材料生产一直处于初级阶段,低档次、原料性产品多,高档次、功能化产品少。阻燃级氢氧
化镁、过氧化镁、医药用氧化镁、医药用或食用碳酸镁、医药用氢氧化镁、活性氧化镁、白色氯化镁、医用硫酸镁、
医用六水氯化镁、无水氯化镁及各种镁质化工材料晶须等高附加值镁质化工产品受生产技术和产量制约,只能依赖
进口。近年来,镁质化工材料产品结构虽有一定调整,但整体局面仍未得到扭转。2005年我国出口原镁18.19万t,
虽然同比下降20.11%,但仍占出口总量的51.51%,且3/4的镁及初级产品为低价出口,资源型产品廉价出口仍然
存在。2005年我国主要镁质化工材料进出口价格对比见表2。
产业做大作强之路
1.走矿产分级利用之路
国内镁质化工材料产品的生产大多以矿产资源为原料,现有生产企业规模小、技术差、设备陈旧、主要产品回
收率低,既造成了能源、资源的浪费,还对环境造成了污染。镁质化工材料生产企业应充分考虑资源分级利用和化
工综合利用,以菱镁矿为例,建议将高品位矿用于生产电熔镁砂等耐火材料,中等品位矿用于生产镁质建筑材料,
低品位矿用于镁质化工材料的制备,通过合理分级和回收利用形成资源的高效利用。
2.走环境友好之路
镁质化工材料生产过程中的原料、中间产品、最终产品多是无毒、无害物质,做到环境友好主要针对二氧化碳
利用。每吨菱镁矿、石灰石、白云石煅烧时分别会产生0.52t、0.44t、0.48t二氧化碳,目前我国每年开采菱镁矿
2000万t、石灰石1.4亿t、白云石1000万t,这些每年可产生二氧化碳7680万t,约占我国二氧化碳总排放量
的5%。如何减少二氧化碳的排放并使之变废为宝,是我国镁质化工材料行业要面对的一个重大课题。
3.走规模经济之路
我国曾先后利用沿海苦卤、白云石、菱镁矿等多种原料进行过镁质化工材料的生产,加上多年来对水镁石、蛇
纹石、水菱镁石等矿物的研究和探索,目前我国已经初步形成了多种原料路线、多种工艺方法齐头并进的局面。充
分利用我国丰富的镁资源,利用苦卤、盐卤发展高纯产品;利用白云石发展轻质、活性镁质化工材料;利用菱镁矿
生产轻烧氧化镁和高纯低钙镁质化工材料;利用水镁石发展重质氢氧化镁,形成百花齐放、百家争鸣的局面。同时
应着力培养一批万吨级镁质化工材料生产企业,改变当前规模小、厂家分散、生产工艺落后的被动局面;鼓励引入
适合本行业发展的新兴设备,如直燃式立窑、回转、悬浮、旋流动态等煅烧设备代替混料式立窑煅烧菱镁矿、白云
石煅烧工艺及设备;用连续碳化设备代替间歇鼓泡碳化设备等。
4.走产品精细化之路
目前国内镁质化工材料生产的产品单一、经济效益差,积极开发新产品,提高产品精细化率是改变这种不利局
面的最佳选择。国内外对低、中、高档活性氧化镁、医药级镁质化工材料、食品级碳酸镁,电子、电熔、硅钢等功
能化氧化镁,氧化镁晶须、纳米氧化镁等产品市场均有较大需求,应引起行业多方关注。
表1 我国主要含镁非金属矿类别 %
矿物名称 主要成份 MgO含量 Mg含量
水镁石 Mg(OH)2 69.1 41.6
菱镁矿 MgCO3 47.8 28.8
镁橄榄石 Mg2SiO4 47.2 34.6
水菱镁石 3MgCO3·Mg(OH)2·3H2O 44.0 26.4
蛇纹石 3MgO·4SiO2·2H2O 43.6 26.3
滑石 3MgO·4SiO2·2H2O 31.8 19.2
凹凸棒石粘土 Mg5Si8O20(OH)2(OH)4 23.8 14.3
白云石 MgCO3·CaCO3 21.8 13.2
六水镁石 Mg(OH)2·6H2O 19.6 12.0
无水钾镁矾 2MgSO4·K2SO4 19.3 11.7
硫酸镁石 MgSO4·KCl·3H2O 16.2 9.8
光卤石 MgCl2·6H2O 14.2 8.8
表2 2005年我国主要镁质化工材料进出口价格对比 美元/t
产品名称 进口单价 进口量/t 出口单价 出口量/t
氢氧化镁及过氧化镁 1178.1 1648.9 571.6 1723.7
氯化镁 1414.9 471.7 111.7 89293.1
硫酸镁 3350.0 117.7 72.9 170404.1
碳酸镁 1795.6 617.0 637.8 3531.3
化学纯氧化镁 1370.4 2180.4 427.9 25.1
