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向更環保、更高效前行,鎂質耐火原料發展展望

April 01,2017/974
向更環保、更高效前行,鎂質耐火原料發展展望

菱鎂礦作為一種不可再生、不可缺少的戰略資源,限制并減少對其開采、提高其資源利用率,是今后所有相關工作的重點。因此,可以鼓勵有礦山資源、有條件的企業進行大規模的技術改造和設備更新,或原料分散開采,集中建設若干大型原料基地。


加強菱鎂礦供礦基地建設


鎂質耐火原料行業是典型的資源型產業。20世紀80年代,中國改革開放以來,由于鎂質原料需求的迅猛增加,初級原料加工準入門檻低,導致菱鎂礦的合理開發遭到嚴重破壞。由于經濟原因,菱鎂石特級礦售價約為三級礦的5倍。礦山開采粗放,采富棄貧現象嚴重,造成資源的極大浪費,且更為嚴重的是采剝失調。筆者曾于2005年參加對遼寧12座重點菱鎂礦山“點調”,估算當時剝巖欠賬達1億噸以上,以后情況并未根本改變,造成現在一些優質礦石開采困難。近年來,原來意義上的特級礦已十分罕見,一級礦緊缺,礦石質量滑坡導致鎂砂平均MgO含量下降0.5%以上。


因此,為合理有效地利用有限資源,必須認真執行相關的法律法規等,應進一步整合年開采量30萬噸以上的菱鎂礦山和老礦山,實施規模開采,集約經營;做好現有礦區詳查,按采礦設計開采,重點礦山彌補剝巖欠賬,延長礦山使用壽命;推廣選礦技術,綜合利用中低品位礦石。當前,相關企業已逐漸認識到僅依靠原礦生產原料,已不能維持優質原料的生產;只有對原礦石進行選礦提純,才能生產出優質品位的初級原料,保證原料生產的正常進行。繼海城鎂礦總廠成功啟動浮選系統后,多家企業已建成浮選項目,其他企業也紛紛著手準備,同時浮選尾礦的綜合利用也在研究之中。


今后3年到5年之內,菱鎂礦浮選技術的推廣、利用西藏隱晶質鎂礦和青海“鹽湖提鎂”生產的高純Mg(OH)2后續加工,將為中國鎂砂生產提供優質原料供應保障。


生產優質輕燒氧化鎂


根據對外交流資料,全球輕燒氧化鎂(CCM)年用量約1000萬噸,中國是世界輕燒氧化鎂第一大生產國,年產量為350萬~400萬噸。日本、美國等國家將輕燒氧化鎂用于燒結鎂砂與非耐火材料的比例在20世紀90年代為80:20,以后逐漸變為70:30,現在大致為65:35。在國外建設的大型輕燒廠產品品種多,用途廣泛。因此,不僅應注重輕燒氧化鎂(CCM)用途開發,應用于耐火材料,還應大力培育鎂化工、鎂建材等菱鎂新型材料產業,以調整輕燒氧化鎂產品結構。只有建立大型輕燒氧化鎂集中生產基地,形成規模效應,才能有合理投入,從而采用先進焙燒技術和爐窯,從源頭上解決節能減排、發展低碳經濟和CO2回收等問題。


中國遼南地區為配合采用“二步煅燒”工藝生產高純鎂砂,不僅采用傳統反射爐輕燒菱鎂石塊礦,還引進了國外懸浮爐輕燒菱鎂石浮選出的精礦粉,對菱鎂石碎礦先后用回轉窯、沸騰爐、新型懸浮爐輕燒。如某企業多層爐(MHK)的投產以及借鑒有色金屬工業焙燒Al(OH)3的大型氣流懸浮爐和水泥工業窯外分解爐,都為輕燒氧化鎂窯爐選擇提供了有利條件。


開發低成本高品位鎂砂


一般認為,全球高端耐火材料市場對高品位鎂砂要求MgO含量98%,燒結鎂砂體積密度3.40克/立方厘米,電熔鎂砂體積密度3.50克/立方厘米。全球鋼鐵、水泥等高溫工業部門對高品位鎂砂的年用量約100萬噸。


中國燒結鎂砂年總產量約為400萬噸。1980年前后,廉價的中國天然鎂砂出口量猛增,一直占據著國際中低端鎂砂市場。總體來說,目前市場上中低端鎂砂供大于求,應控制這部分燒結鎂砂的產量,尤其應逐步減少重燒鎂砂生產。由于礦石品位的下降和燃料、人工價格的上漲,中檔鎂砂高純鎂砂的質量明顯下降。今后中檔、高純鎂砂的市場需求會增多,因為中檔砂向下替代重燒砂、高純砂向上取代部分電熔砂的趨勢已很明顯。


經過30多年的無序開采,優質菱鎂礦石減少、鎂砂質量下降已是不爭事實。當前相關企業逐漸認識到礦石浮選提純的重要性,推廣選礦技術已是必然趨勢。從選礦入手提高礦石品位,以節能高效的輕燒設備生產高活性輕燒氧化鎂,通過干法高壓干球和清潔燃料高溫煅燒等生產手段,提高高純砂質量。更要探索鎂砂生產新工藝、新流程,以求低成本生產MgO含量98%、體積密度3.40克/立方厘米的高品位燒結鎂砂。建設集選礦和生產高純鎂砂為一體的大型生產廠符合今后的發展方向。


改進電熔鎂砂技術設備


由于中國電熔鎂砂價格極具競爭力,西方海水鎂砂生產企業大量倒閉。目前在MgO含量>98.5%的電熔鎂砂的世界市場上,中國占據其90%,應用也更加廣泛。但該產品能耗高,需用優級原料,因此在電熔鎂砂行業全面推廣改進技術裝備措施將有助于降低能耗和控制質量,這是今后發展的必然趨勢。


重點開發合成原料


目前,遼寧以氧化鎂為基礎的合成原料主要有電熔鎂鉻砂、燒結鎂鈣砂、燒結鎂鋁尖晶石砂、燒結鎂鋁鐵砂等,年產量超過20萬噸。鎂鈣質耐火材料具有優異的使用性能,但是由于CaO水化問題,其應用受到限制,所以應著重研究鎂鈣質耐火材料防水化問題。應當指出的是,鎂鈣系耐火材料由于有CaO存在,在煉鋼中才有脫除硫、磷雜質作用;而CaO存在,不水化是不可能,只有防其水化。


隨著環保力度的加大,含鉻耐火材料將退出市場,替代產品的研究和生產勢在必行,因此應針對不同用途進一步開發生產MgO-Al2O3、MgO-CaO、MgO-ZrO2、MgO-SiO2、MgO-Fe2O3、MgO-CaO-Fe2O3、MgO-Al2O3-ZrO2、MgO-CaO-ZrO2、MgO-Al2O3-Fe2O3(FeO)等優質合成鎂質原料。


總體來說,菱鎂礦作為一種不可再生、不可缺少的戰略資源,限制并減少對其開采、提高其資源利用率,是今后所有相關工作的重點。因此,國家應大幅度減少出口鎂砂配額,限制低附加值的原料和普通鎂質制品出口。


同時,鼓勵有礦山資源、有條件的企業進行大規模的技術改造和設備更新,或原料分散開采,集中建設若干大型原料基地。礦山剝巖,低品位礦石的提純,大型輕燒、煅燒設備的建設,新的制砂工藝產業化,需要大量資金和新技術支持,并且有一定風險,希望國家有關部門給予政策、資金、科技等方面的扶植。


只有建立大型原料基地,采用系統先進技術,形成規模效益,在國家強有力的政策、法規引導下,才有可能按市場經濟原則,淘汰污染嚴重的原料生產企業,實現淘汰落后。中國作為世界上最大的鎂質耐火原料生產基地,只有堅持菱鎂礦資源有效、合理利用,堅持低碳、低能耗、低排放、低污染,經濟效益和資源、環保相統一的經營理念,堅持科技創新,調整產品結構,才能實現長期、穩定、可持續發展。

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