【文章內(nèi)容簡介】 以色列從1995年起，我國成為全球鎂及鎂合金出口第一大國，出口的鎂合金及鎂粒、鎂粉等中間產(chǎn)品不斷增加，但出口主導產(chǎn)品仍屬初級原料鎂，深加工制品占比例較低。目前我國鎂的出口量占產(chǎn)量的85%。鎂出口歐盟、日本、美國占總出口量60%以上。近年我國鎂產(chǎn)品的出口結(jié)構(gòu)（%）口產(chǎn)品純鎂合金粉其它992002所占比例657511141118242003比例5322205近年我國鎂出口流向及所占比例（%）產(chǎn)品流向歐盟日本美國韓國加拿大占比例2031202516194657%。鎂的消費結(jié)構(gòu)主要為鋁合金、鑄件及煉鋼脫硫，它們所占比分別為40%、20%和15%。2007年我國國內(nèi)鎂消費量已猛增到12萬噸以上，主要是汽車、3C、航天航空以及民用工業(yè)對鎂合金的增加應(yīng)用，科學技術(shù)發(fā)展也為鎂合金消費開辟了更大更廣闊的市場。我國雖然已是全球鎂的生產(chǎn)大國和出口大國但還不是鎂工業(yè)強國。鎂合金及其加工材的生產(chǎn)工藝、技術(shù)、設(shè)備還比較落后，產(chǎn)品的品種、規(guī)格、質(zhì)量與發(fā)達國家比仍有差距。鎂合金在民用領(lǐng)域的應(yīng)用剛剛開始，消費尚少。鎂產(chǎn)業(yè)的集中度差，無論是治煉、加工還是制品，生產(chǎn)企業(yè)規(guī)模小而分散。龍頭企業(yè)、骨干廠家尚未真正形成。:鎂合金是本世紀最具發(fā)展和應(yīng)用潛力的綠色材料，鎂材的優(yōu)異特性決定了它的產(chǎn)業(yè)關(guān)聯(lián)度大，因此市場潛力亦大。鎂在地殼表層含量居第6位，%，而我國的鎂儲量占世界第一?！版V產(chǎn)業(yè)是在千年之內(nèi)不存在的資源枯竭威脅或出現(xiàn)危機的產(chǎn)業(yè)”。鎂合金生產(chǎn)過程的污染完全可治理并能達標。鎂制品用在交通運輸，可減重節(jié)能，減少廢氣的排放，有利環(huán)保。鎂的廢棄物可回收再生利用，而不是污染環(huán)境。鎂資源的開采年限可達1000年金屬可開采年限Fe50年A1250年Mg1000年資料來源：《鎂合金應(yīng)用現(xiàn)狀與發(fā)展均勢》金屬鎂生產(chǎn)中的皮江法煉鎂，投資成本相對較低，生產(chǎn)運營成本提亦低，廉價的資源、能源和人力，潛在的優(yōu)勢很大，并能不斷轉(zhuǎn)變?yōu)楝F(xiàn)實優(yōu)勢。特別是皮江法煉得的粗鎂相對質(zhì)純雜少，適宜直接精制合金熔體，有成本低的優(yōu)勢。我國正處在全面創(chuàng)新階段。有全新的商品意識、體制、機制、管理、研發(fā)作基礎(chǔ)，能持續(xù)發(fā)揮競爭優(yōu)勢。有中央到地方各級政府的支持?！版V合金應(yīng)用與開發(fā)”被列為國家計委和科技部聯(lián)合下發(fā)的“十五”、“十一五”國家科技發(fā)展規(guī)劃。國家發(fā)改委、國家科技部、科學院、工程院近年來為我國鎂工業(yè)的發(fā)展作了大量的工作。目前、全國鎂工業(yè)已有一定的產(chǎn)業(yè)化基礎(chǔ)，一批大專院校、設(shè)計及研究院所投入了大量的人力，從事鎂及鎂合金生產(chǎn)及應(yīng)用的研發(fā)。中國有色金屬工業(yè)協(xié)會為促進XXXX發(fā)展，專門成立了XXXX分會，并成為國際XXXX協(xié)會的會員。:總體戰(zhàn)略是：以全面創(chuàng)新為前提，堅持科學發(fā)展觀，全面、協(xié)調(diào)、可持續(xù)發(fā)展。積極推動鎂冶煉產(chǎn)業(yè)的提升，開展中國式的熱法和電解法煉鎂，以環(huán)保達標，穩(wěn)定質(zhì)量、降低成本為目標，持續(xù)提高原鎂生產(chǎn)的國際競爭力。大力促進鎂合金、加工材及應(yīng)用的研發(fā)，并加快其產(chǎn)業(yè)化、商品化，使我國各行業(yè)快用鎂、多用鎂，力爭到2020年，使我國成為全球的鎂工業(yè)強國，成為全球鎂及鎂制品的供應(yīng)基地。加快改擴建和新建鎂合金及其加工廠、鎂制品生產(chǎn)廠。利用新工藝、新技術(shù)、新設(shè)備及新的檢測手段，上水平、上規(guī)模、創(chuàng)品牌。據(jù)了解，近二十年我國鎂的市場價格如同其它有色金屬一樣，波動起伏較大。曾經(jīng)有過三到四次大漲大跌。價格走低時，鎂合金價格明顯表現(xiàn)出想對較為穩(wěn)定。近年來，由于中國的低成本原鎂和加工產(chǎn)品不斷沖擊國際市場，美國西北合金公司、法國普基鎂廠、加拿大諾蘭達曼格諾拉鎂廠、澳大利亞XXXX公司先后停產(chǎn)、破產(chǎn)，使得西方國寶產(chǎn)能減少，另一方面，隨著科技的發(fā)展，鎂及合金的需求量又在不斷加大，使鎂的價格不斷攀升。2006年3月份以來，國內(nèi)鎂及合金價逐漸走強，到9月份，%。特別是2007年5月以后，國內(nèi)外鎂錠價格瘋狂上漲，鎂合金接近4萬元，且勢頭不減，需求旺盛。根據(jù)歷史經(jīng)驗，希望鎂的價格長期走高也不太現(xiàn)實。鎂及合金的價格究竟長期會穩(wěn)定在多高線上，業(yè)內(nèi)人士也是見仁見智、莫衷一是。當前科學的發(fā)展觀決定了必須走綜合利用、節(jié)能環(huán)保、降低消耗、設(shè)備工藝升級換代和深加工建廠道路，才是鎂工業(yè)的長遠發(fā)展方向。在最近召開的有關(guān)專家會議上，專家們認為：鎂的應(yīng)用與發(fā)展，是“世界潮流，中國機遇”，我們都應(yīng)當清醒地看到鎂及鎂合金發(fā)展這一趨勢。在這個領(lǐng)域，我國起點不比國外差。中國是最大的生產(chǎn)國、消費國，消費量占世界30%，特別是近3年，消費量是以50%70%的速度增長。同時看到鎂仍是處于發(fā)展中的金屬，成熟應(yīng)用的平臺尚未到來，煉鎂的新工藝、新技術(shù)、新設(shè)備正在突破，“節(jié)能減排，提質(zhì)降耗”仍需我們繼續(xù)努力。第四章 冶金工藝:金屬鎂是當今世界發(fā)展應(yīng)用最快的輕金屬，密度小、比強度和比剛度高，導電導熱性良好，而且兼有良好的陰尼減震和電磁屏蔽性能，良好的加工工藝性能，特別是夠壓鑄成型，便于回收利用，已廣泛應(yīng)用于不同領(lǐng)域，被材料專家譽為21世紀最具開發(fā)和應(yīng)用潛力的綠色工程材料。金屬鎂的生產(chǎn)工藝方法主要有兩種：一種是電解法，二是熱法。電解法煉鎂是西方世界鎂生產(chǎn)工業(yè)的主要方法，由于建設(shè)投資大、電耗高、成本大，受礦的類別等諸多條件的限制，在我國僅有個別廠家采用。如民和鎂廠、撫順鋁廠等。近年來，世界電解法煉鎂的產(chǎn)量和產(chǎn)能呈現(xiàn)逐漸萎縮的趨勢，熱法生產(chǎn)工藝中的皮江法（即外熱式硅熱法）占世界產(chǎn)能、產(chǎn)量的主導地位，碳化物熱還原法和炭熱法在工業(yè)上較少采用。硅熱法又分為外熱法和內(nèi)熱法。內(nèi)熱法在國外仍有應(yīng)用，國內(nèi)技術(shù)尚不成熟，或者說仍有待于研究開發(fā)。中國的外熱硅還原法（皮江法）煉鎂技術(shù)已發(fā)展二十余年，產(chǎn)量已占世界鎂產(chǎn)量的百分之七十以上，中國已成為名副其實的世界皮江法煉鎂生產(chǎn)大國。皮江法工藝在我國是一種多年采用的成熟的生產(chǎn)工藝方法。它以煅燒后的白云石（即煅白）為原料，以硅鐵為還原劑。螢石粉為礦化劑，經(jīng)配料混合合制球后在還原爐內(nèi)的還原罐中，以外熱、內(nèi)真空條件還原得到結(jié)晶鎂（粗鎂），然后在精煉爐內(nèi)洗渣提純得到精鎂或添加元素得到高鎂合金。皮江法生產(chǎn)的鎂，因為是通過蒸餾冷凝（升華）結(jié)晶工藝得到粗鎂，所以產(chǎn)品純度高，不含較多的有害雜質(zhì)，是較為理想的合金鎂基料。采用皮江法煉鎂工藝還具有建設(shè)投資少、速度快，工藝流程短、晚掌握操作，生產(chǎn)成本低、礦石易得、不受規(guī)模限制等優(yōu)點，廣泛地應(yīng)用到我國中小型鎂廠。因此本設(shè)計采用皮江法煉鎂工藝生產(chǎn)金屬鎂。采用的生產(chǎn)流程如下：原料煅燒工段→破磨制球工段→還原工段→精煉合金工段。根據(jù)國內(nèi)外有關(guān)資料，以及該地的具體情況，確定各種物料消耗如下： 年產(chǎn)10000t金屬鎂錠消耗物料 單位：t物料種類單耗小時耗量日耗量年耗量備注白云石153621087421530煅白18856546硅鐵381144775硅鐵螢石粉2150≤200目球團23068900粗鎂3510600熔劑51500煤16048000還原罐51500平罐還原爐注：以年工作天數(shù)300d，產(chǎn)金屬鎂10000t計。:白云石化學成分礦物結(jié)構(gòu)化學組成%Mg0Ca0Si02Fe203Al203K20Na20Zn0Mn微晶結(jié)構(gòu)19213033＜1＜＜＜＜＜＜白云石在礦山經(jīng)鄂式破碎機進行中碎、篩分為1530mm規(guī)格料運至廠區(qū)原料堆場，由鏟車陸續(xù)鏟入白云石料斗經(jīng)皮帶輸送機送入白云石料倉，入倉前經(jīng)溜篩去除灰渣。倉中白云石經(jīng)電磁振動給料機加入回轉(zhuǎn)窯煅燒，回轉(zhuǎn)窯煅燒用煤氣和煤粉作燃料?？刂旗褵郎囟?1001200℃，使白云石加熱分解生成氧化鎂和氧化鈣，即煅白。當煅白活性度達到3034%，%時為最佳。煅燒好的白云石在出窯后被冷卻簡冷卻，經(jīng)鏈斗機送入斗式提升機運至煅白料倉暫存。礦石過篩后篩下的細碎白云石渣在倉內(nèi)積存，可用汽車運出，經(jīng)球磨機磨粉，以白云石粉出售。：在皮江法煉鎂中，煅白的質(zhì)量直接影響鎂的產(chǎn)出率和粗鎂質(zhì)量。而不同的設(shè)備所獲得煅白的質(zhì)量不同，煅燒設(shè)備的選擇對煅燒白云石的質(zhì)量具有決定性影響。用回轉(zhuǎn)窯煅燒白云石，生產(chǎn)能力大，機械化自動化程度高，維護操作簡單，煅白活性高，灼減低，煅白合格率可達100%，為當前企業(yè)改造，新建企業(yè)之首選。根據(jù)物料平衡計算和回轉(zhuǎn)窯技術(shù)性能參數(shù)，以及在建設(shè)和生產(chǎn)中能達到機動性、可靠性，設(shè)備選用：45m回轉(zhuǎn)窯 二臺18m冷卻筒 一臺技術(shù)性能：形式：中空干法回轉(zhuǎn)窯規(guī)格：45m斜度：%產(chǎn)量：5t/h轉(zhuǎn)速： 支座數(shù)：3個標稱功率：55kw、螢石粉質(zhì)量成分皮江法煉鎂使用的還原劑為含75%Si的硅鐵合金，其金相組成為：Si（游）、FeSiFeSi、Fe3Si2四種合金相。我國GB227287硅鐵的化學組成版號化學成分%SiAlCaMnCrPSC范圍不大于（＜）7480FeSi75A 7480FeSi75A 7480FeSi75A 8490皮江法煉鎂用的螢石粉必須細磨至200目（）或選用浮選后的產(chǎn)物螢石粉（），螢石中CaF2含量為9498%，應(yīng)少含Si0Fe20Ai203等雜質(zhì)。外購的硅鐵卸入硅鐵間，由鏟車送入溜斗經(jīng)破碎機破碎至40mm以下，再經(jīng)皮帶機送入細碎機碎至5mm以下，進斗式提升機裝入硅鐵料倉；外購袋裝螢石粉入螢石間，破袋后經(jīng)斗式提升機裝入螢石粉倉；加上煅白倉的煅白共三種物料由電子配料稱按指令比例在三個倉下經(jīng)皮帶機加入球磨機磨成混合料粉，混合料粉經(jīng)提升機入混合料倉，由倉下FU輸送機加入壓球斗入機制球。制成的混合料球由小車或電瓶車送入還原工段。壓球機篩余的碎、粉料經(jīng)機下FU輸運機收集于斗攝影機回混合料倉重新制球。 物料平衡表 表41名 稱處 理 表T/日T/年%鍛燒白云石礦363108742100鍛 白1885654652損 失1755219648破磨制球鍛 白18856546100制 球1855543798損 失311092螢 石2150100制 球212999損 失211硅 鐵11447100制 球1133499損 失1131還原球 團68900100粗 鎂10600損 失58300精練粗 鎂10600100鎂 錠1000094損 失26006 年回收10000T尾礦金屬鎂主要設(shè)備明細表 表42序號設(shè)備名稱規(guī)格型號單位數(shù)量備注一原料煅燒工段1大傾角擋邊皮帶機DJ50030m N=臺12電振機GZ4臺23皮帶輸送機TDYD=500 N=12KW臺14回轉(zhuǎn)窯45 N=55KW臺25冷卻機18m N=15KW臺26鏈斗輸送機400型 N=臺17斗式提升機NE100H=25m N=臺18風掃磨機3m N=180KW臺19斗式提升機NE30 H=15m N=4KW臺110雙管細旋給煤機N=臺211高壓風機臺212斗式提升機NE50 H=10m N=4KW臺113鄂式細碎破石機PEX250750 N=30KW臺114雙輥破碎機2PC750700 N=37KW臺115大傾角擋邊皮帶輸送機DJ50015m N=臺116斗式提升機NE50 H=20m N=臺217除塵風機N=50KW臺118多管除塵器XZTD15型臺1二配磨制球工段1脈沖式袋收塵器HMC96 臺12電子配料系統(tǒng)MHS靜枋懸掛工 10KW臺13皮帶輸送機TDYD=650 N=15KW臺14球磨機 N=120KW臺25NE提升機NE30 H=20m N=4KW臺26鏈輸送機FU270 L=20 N=臺17壓球機 N=臺4備一臺 年回收10000T尾礦金屬鎂主要設(shè)備明細表 表42序號設(shè)備名稱規(guī)格型號單位數(shù)量備注8鏈式輸送機FU200 L=25 N=臺19氣箱式脈沖袋收塵器PPCS324 N=臺310排風機N=50KW臺111鏈式輸送機FU200 L=20 N=