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向更环保、更高效前行,镁质耐火原料发展展望

April 01,2017/718
向更环保、更高效前行,镁质耐火原料发展展望

菱镁矿作为一种不可再生、不可缺少的战略资源,限制并减少对其开采、提高其资源利用率,是今后所有相关工作的重点。因此,可以鼓励有矿山资源、有条件的企业进行大规模的技术改造和设备更新,或原料分散开采,集中建设若干大型原料基地。


加强菱镁矿供矿基地建设


镁质耐火原料行业是典型的资源型产业。20世纪80年代,中国改革开放以来,由于镁质原料需求的迅猛增加,初级原料加工准入门槛低,导致菱镁矿的合理开发遭到严重破坏。由于经济原因,菱镁石特级矿售价约为三级矿的5倍。矿山开采粗放,采富弃贫现象严重,造成资源的极大浪费,且更为严重的是采剥失调。笔者曾于2005年参加对辽宁12座重点菱镁矿山“点调”,估算当时剥岩欠账达1亿吨以上,以后情况并未根本改变,造成现在一些优质矿石开采困难。近年来,原来意义上的特级矿已十分罕见,一级矿紧缺,矿石质量滑坡导致镁砂平均MgO含量下降0.5%以上。


因此,为合理有效地利用有限资源,必须认真执行相关的法律法规等,应进一步整合年开采量30万吨以上的菱镁矿山和老矿山,实施规模开采,集约经营;做好现有矿区详查,按采矿设计开采,重点矿山弥补剥岩欠账,延长矿山使用寿命;推广选矿技术,综合利用中低品位矿石。当前,相关企业已逐渐认识到仅依靠原矿生产原料,已不能维持优质原料的生产;只有对原矿石进行选矿提纯,才能生产出优质品位的初级原料,保证原料生产的正常进行。继海城镁矿总厂成功启动浮选系统后,多家企业已建成浮选项目,其他企业也纷纷着手准备,同时浮选尾矿的综合利用也在研究之中。


今后3年到5年之内,菱镁矿浮选技术的推广、利用西藏隐晶质镁矿和青海“盐湖提镁”生产的高纯Mg(OH)2后续加工,将为中国镁砂生产提供优质原料供应保障。


生产优质轻烧氧化镁


根据对外交流资料,全球轻烧氧化镁(CCM)年用量约1000万吨,中国是世界轻烧氧化镁第一大生产国,年产量为350万~400万吨。日本、美国等国家将轻烧氧化镁用于烧结镁砂与非耐火材料的比例在20世纪90年代为80:20,以后逐渐变为70:30,现在大致为65:35。在国外建设的大型轻烧厂产品品种多,用途广泛。因此,不仅应注重轻烧氧化镁(CCM)用途开发,应用于耐火材料,还应大力培育镁化工、镁建材等菱镁新型材料产业,以调整轻烧氧化镁产品结构。只有建立大型轻烧氧化镁集中生产基地,形成规模效应,才能有合理投入,从而采用先进焙烧技术和炉窑,从源头上解决节能减排、发展低碳经济和CO2回收等问题。


中国辽南地区为配合采用“二步煅烧”工艺生产高纯镁砂,不仅采用传统反射炉轻烧菱镁石块矿,还引进了国外悬浮炉轻烧菱镁石浮选出的精矿粉,对菱镁石碎矿先后用回转窑、沸腾炉、新型悬浮炉轻烧。如某企业多层炉(MHK)的投产以及借鉴有色金属工业焙烧Al(OH)3的大型气流悬浮炉和水泥工业窑外分解炉,都为轻烧氧化镁窑炉选择提供了有利条件。


开发低成本高品位镁砂


一般认为,全球高端耐火材料市场对高品位镁砂要求MgO含量98%,烧结镁砂体积密度3.40克/立方厘米,电熔镁砂体积密度3.50克/立方厘米。全球钢铁、水泥等高温工业部门对高品位镁砂的年用量约100万吨。


中国烧结镁砂年总产量约为400万吨。1980年前后,廉价的中国天然镁砂出口量猛增,一直占据着国际中低端镁砂市场。总体来说,目前市场上中低端镁砂供大于求,应控制这部分烧结镁砂的产量,尤其应逐步减少重烧镁砂生产。由于矿石品位的下降和燃料、人工价格的上涨,中档镁砂高纯镁砂的质量明显下降。今后中档、高纯镁砂的市场需求会增多,因为中档砂向下替代重烧砂、高纯砂向上取代部分电熔砂的趋势已很明显。


经过30多年的无序开采,优质菱镁矿石减少、镁砂质量下降已是不争事实。当前相关企业逐渐认识到矿石浮选提纯的重要性,推广选矿技术已是必然趋势。从选矿入手提高矿石品位,以节能高效的轻烧设备生产高活性轻烧氧化镁,通过干法高压干球和清洁燃料高温煅烧等生产手段,提高高纯砂质量。更要探索镁砂生产新工艺、新流程,以求低成本生产MgO含量98%、体积密度3.40克/立方厘米的高品位烧结镁砂。建设集选矿和生产高纯镁砂为一体的大型生产厂符合今后的发展方向。


改进电熔镁砂技术设备


由于中国电熔镁砂价格极具竞争力,西方海水镁砂生产企业大量倒闭。目前在MgO含量>98.5%的电熔镁砂的世界市场上,中国占据其90%,应用也更加广泛。但该产品能耗高,需用优级原料,因此在电熔镁砂行业全面推广改进技术装备措施将有助于降低能耗和控制质量,这是今后发展的必然趋势。


重点开发合成原料


目前,辽宁以氧化镁为基础的合成原料主要有电熔镁铬砂、烧结镁钙砂、烧结镁铝尖晶石砂、烧结镁铝铁砂等,年产量超过20万吨。镁钙质耐火材料具有优异的使用性能,但是由于CaO水化问题,其应用受到限制,所以应着重研究镁钙质耐火材料防水化问题。应当指出的是,镁钙系耐火材料由于有CaO存在,在炼钢中才有脱除硫、磷杂质作用;而CaO存在,不水化是不可能,只有防其水化。


随着环保力度的加大,含铬耐火材料将退出市场,替代产品的研究和生产势在必行,因此应针对不同用途进一步开发生产MgO-Al2O3、MgO-CaO、MgO-ZrO2、MgO-SiO2、MgO-Fe2O3、MgO-CaO-Fe2O3、MgO-Al2O3-ZrO2、MgO-CaO-ZrO2、MgO-Al2O3-Fe2O3(FeO)等优质合成镁质原料。


总体来说,菱镁矿作为一种不可再生、不可缺少的战略资源,限制并减少对其开采、提高其资源利用率,是今后所有相关工作的重点。因此,国家应大幅度减少出口镁砂配额,限制低附加值的原料和普通镁质制品出口。


同时,鼓励有矿山资源、有条件的企业进行大规模的技术改造和设备更新,或原料分散开采,集中建设若干大型原料基地。矿山剥岩,低品位矿石的提纯,大型轻烧、煅烧设备的建设,新的制砂工艺产业化,需要大量资金和新技术支持,并且有一定风险,希望国家有关部门给予政策、资金、科技等方面的扶植。


只有建立大型原料基地,采用系统先进技术,形成规模效益,在国家强有力的政策、法规引导下,才有可能按市场经济原则,淘汰污染严重的原料生产企业,实现淘汰落后。中国作为世界上最大的镁质耐火原料生产基地,只有坚持菱镁矿资源有效、合理利用,坚持低碳、低能耗、低排放、低污染,经济效益和资源、环保相统一的经营理念,坚持科技创新,调整产品结构,才能实现长期、稳定、可持续发展。

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