【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 列從1995年起，我國(guó)成為全球鎂及鎂合金出口第一大國(guó)，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(dǎo)產(chǎn)品仍屬初級(jí)原料鎂，深加工制品占比例較低。目前我國(guó)鎂的出口量占產(chǎn)量的85%。鎂出口歐盟、日本、美國(guó)占總出口量60%以上。近年我國(guó)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(guó)鎂出口流向及所占比例（%）產(chǎn)品流向歐盟日本美國(guó)韓國(guó)加拿大占比例2031202516194657%。鎂的消費(fèi)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(guó)國(guó)內(nèi)鎂消費(fèi)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(duì)鎂合金的增加應(yīng)用，科學(xué)技術(shù)發(fā)展也為鎂合金消費(fèi)開辟了更大更廣闊的市場(chǎng)。我國(guó)雖然已是全球鎂的生產(chǎn)大國(guó)和出口大國(guó)但還不是鎂工業(yè)強(qiáng)國(guó)。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(dá)國(guó)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(fèi)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(jì)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(chǎng)潛力亦大。鎂在地殼表層含量居第6位，%，而我國(guó)的鎂儲(chǔ)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(jī)的產(chǎn)業(yè)”。鎂合金生產(chǎn)過程的污染完全可治理并能達(dá)標(biāo)。鎂制品用在交通運(yùn)輸，可減重節(jié)能，減少?gòu)U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(dá)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(shì)》金屬鎂生產(chǎn)中的皮江法煉鎂，投資成本相對(duì)較低，生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)成本提亦低，廉價(jià)的資源、能源和人力，潛在的優(yōu)勢(shì)很大，并能不斷轉(zhuǎn)變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)優(yōu)勢(shì)。特別是皮江法煉得的粗鎂相對(duì)質(zhì)純雜少，適宜直接精制合金熔體，有成本低的優(yōu)勢(shì)。我國(guó)正處在全面創(chuàng)新階段。有全新的商品意識(shí)、體制、機(jī)制、管理、研發(fā)作基礎(chǔ)，能持續(xù)發(fā)揮競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。有中央到地方各級(jí)政府的支持?！版V合金應(yīng)用與開發(fā)”被列為國(guó)家計(jì)委和科技部聯(lián)合下發(fā)的“十五”、“十一五”國(guó)家科技發(fā)展規(guī)劃。國(guó)家發(fā)改委、國(guó)家科技部、科學(xué)院、工程院近年來為我國(guó)鎂工業(yè)的發(fā)展作了大量的工作。目前、全國(guó)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(jì)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(guó)有色金屬工業(yè)協(xié)會(huì)為促進(jìn)XXXX發(fā)展，專門成立了XXXX分會(huì)，并成為國(guó)際XXXX協(xié)會(huì)的會(huì)員。:總體戰(zhàn)略是：以全面創(chuàng)新為前提，堅(jiān)持科學(xué)發(fā)展觀，全面、協(xié)調(diào)、可持續(xù)發(fā)展。積極推動(dòng)鎂冶煉產(chǎn)業(yè)的提升，開展中國(guó)式的熱法和電解法煉鎂，以環(huán)保達(dá)標(biāo)，穩(wěn)定質(zhì)量、降低成本為目標(biāo)，持續(xù)提高原鎂生產(chǎn)的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力。大力促進(jìn)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(guó)各行業(yè)快用鎂、多用鎂，力爭(zhēng)到2020年，使我國(guó)成為全球的鎂工業(yè)強(qiáng)國(guó)，成為全球鎂及鎂制品的供應(yīng)基地。加快改擴(kuò)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(cè)手段，上水平、上規(guī)模、創(chuàng)品牌。據(jù)了解，近二十年我國(guó)鎂的市場(chǎng)價(jià)格如同其它有色金屬一樣，波動(dòng)起伏較大。曾經(jīng)有過三到四次大漲大跌。價(jià)格走低時(shí)，鎂合金價(jià)格明顯表現(xiàn)出想對(duì)較為穩(wěn)定。近年來，由于中國(guó)的低成本原鎂和加工產(chǎn)品不斷沖擊國(guó)際市場(chǎng)，美國(guó)西北合金公司、法國(guó)普基鎂廠、加拿大諾蘭達(dá)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(guó)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(jià)格不斷攀升。2006年3月份以來，國(guó)內(nèi)鎂及合金價(jià)逐漸走強(qiáng)，到9月份，%。特別是2007年5月以后，國(guó)內(nèi)外鎂錠價(jià)格瘋狂上漲，鎂合金接近4萬元，且勢(shì)頭不減，需求旺盛。根據(jù)歷史經(jīng)驗(yàn)，希望鎂的價(jià)格長(zhǎng)期走高也不太現(xiàn)實(shí)。鎂及合金的價(jià)格究竟長(zhǎng)期會(huì)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(dāng)前科學(xué)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(jí)換代和深加工建廠道路，才是鎂工業(yè)的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展方向。在最近召開的有關(guān)專家會(huì)議上，專家們認(rèn)為：鎂的應(yīng)用與發(fā)展，是“世界潮流，中國(guó)機(jī)遇”，我們都應(yīng)當(dāng)清醒地看到鎂及鎂合金發(fā)展這一趨勢(shì)。在這個(gè)領(lǐng)域，我國(guó)起點(diǎn)不比國(guó)外差。中國(guó)是最大的生產(chǎn)國(guó)、消費(fèi)國(guó)，消費(fèi)量占世界30%，特別是近3年，消費(fèi)量是以50%70%的速度增長(zhǎng)。同時(shí)看到鎂仍是處于發(fā)展中的金屬，成熟應(yīng)用的平臺(tái)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(dāng)今世界發(fā)展應(yīng)用最快的輕金屬，密度小、比強(qiáng)度和比剛度高，導(dǎo)電導(dǎo)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(yù)為21世紀(jì)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(guó)僅有個(gè)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(shì)，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(dǎo)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(guó)外仍有應(yīng)用，國(guó)內(nèi)技術(shù)尚不成熟，或者說仍有待于研究開發(fā)。中國(guó)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(guó)已成為名副其實(shí)的世界皮江法煉鎂生產(chǎn)大國(guó)。皮江法工藝在我國(guó)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?yàn)槭峭ㄟ^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(diǎn)，廣泛地應(yīng)用到我國(guó)中小型鎂廠。因此本設(shè)計(jì)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(guó)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(shí)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(tuán)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(jì)。:白云石化學(xué)成分礦物結(jié)構(gòu)化學(xué)組成%Mg0Ca0Si02Fe203Al203K20Na20Zn0Mn微晶結(jié)構(gòu)19213033＜1＜＜＜＜＜＜白云石在礦山經(jīng)鄂式破碎機(jī)進(jìn)行中碎、篩分為1530mm規(guī)格料運(yùn)至廠區(qū)原料堆場(chǎng)，由鏟車陸續(xù)鏟入白云石料斗經(jīng)皮帶輸送機(jī)送入白云石料倉(cāng)，入倉(cāng)前經(jīng)溜篩去除灰渣。倉(cāng)中白云石經(jīng)電磁振動(dòng)給料機(jī)加入回轉(zhuǎn)窯煅燒，回轉(zhuǎn)窯煅燒用煤氣和煤粉作燃料。控制煅燒溫度11001200℃，使白云石加熱分解生成氧化鎂和氧化鈣，即煅白。當(dāng)煅白活性度達(dá)到3034%，%時(shí)為最佳。煅燒好的白云石在出窯后被冷卻簡(jiǎn)冷卻，經(jīng)鏈斗機(jī)送入斗式提升機(jī)運(yùn)至煅白料倉(cāng)暫存。礦石過篩后篩下的細(xì)碎白云石渣在倉(cāng)內(nèi)積存，可用汽車運(yùn)出，經(jīng)球磨機(jī)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(duì)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(jī)械化自動(dòng)化程度高，維護(hù)操作簡(jiǎn)單，煅白活性高，灼減低，煅白合格率可達(dá)100%，為當(dāng)前企業(yè)改造，新建企業(yè)之首選。根據(jù)物料平衡計(jì)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(dá)到機(jī)動(dòng)性、可靠性，設(shè)備選用：45m回轉(zhuǎn)窯 二臺(tái)18m冷卻筒 一臺(tái)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(gè)標(biāo)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(guó)GB227287硅鐵的化學(xué)組成版號(hào)化學(xué)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(xì)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(gòu)的硅鐵卸入硅鐵間，由鏟車送入溜斗經(jīng)破碎機(jī)破碎至40mm以下，再經(jīng)皮帶機(jī)送入細(xì)碎機(jī)碎至5mm以下，進(jìn)斗式提升機(jī)裝入硅鐵料倉(cāng)；外購(gòu)袋裝螢石粉入螢石間，破袋后經(jīng)斗式提升機(jī)裝入螢石粉倉(cāng)；加上煅白倉(cāng)的煅白共三種物料由電子配料稱按指令比例在三個(gè)倉(cāng)下經(jīng)皮帶機(jī)加入球磨機(jī)磨成混合料粉，混合料粉經(jīng)提升機(jī)入混合料倉(cāng)，由倉(cāng)下FU輸送機(jī)加入壓球斗入機(jī)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(jī)篩余的碎、粉料經(jīng)機(jī)下FU輸運(yùn)機(jī)收集于斗攝影機(jī)回混合料倉(cāng)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(tuán)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(xì)表 表42序號(hào)設(shè)備名稱規(guī)格型號(hào)單位數(shù)量備注一原料煅燒工段1大傾角擋邊皮帶機(jī)DJ50030m N=臺(tái)12電振機(jī)GZ4臺(tái)23皮帶輸送機(jī)TDYD=500 N=12KW臺(tái)14回轉(zhuǎn)窯45 N=55KW臺(tái)25冷卻機(jī)18m N=15KW臺(tái)26鏈斗輸送機(jī)400型 N=臺(tái)17斗式提升機(jī)NE100H=25m N=臺(tái)18風(fēng)掃磨機(jī)3m N=180KW臺(tái)19斗式提升機(jī)NE30 H=15m N=4KW臺(tái)110雙管細(xì)旋給煤機(jī)N=臺(tái)211高壓風(fēng)機(jī)臺(tái)212斗式提升機(jī)NE50 H=10m N=4KW臺(tái)113鄂式細(xì)碎破石機(jī)PEX250750 N=30KW臺(tái)114雙輥破碎機(jī)2PC750700 N=37KW臺(tái)115大傾角擋邊皮帶輸送機(jī)DJ50015m N=臺(tái)116斗式提升機(jī)NE50 H=20m N=臺(tái)217除塵風(fēng)機(jī)N=50KW臺(tái)118多管除塵器XZTD15型臺(tái)1二配磨制球工段1脈沖式袋收塵器HMC96 臺(tái)12電子配料系統(tǒng)MHS靜枋懸掛工 10KW臺(tái)13皮帶輸送機(jī)TDYD=650 N=15KW臺(tái)14球磨機(jī) N=120KW臺(tái)25NE提升機(jī)NE30 H=20m N=4KW臺(tái)26鏈輸送機(jī)FU270 L=20 N=臺(tái)17壓球機(jī) N=臺(tái)4備一臺(tái) 年回收10000T尾礦金屬鎂主要設(shè)備明細(xì)表 表42序號(hào)設(shè)備名稱規(guī)格型號(hào)單位數(shù)量備注8鏈?zhǔn)捷斔蜋C(jī)FU200 L=25 N=臺(tái)19氣箱式脈沖袋收塵器PPCS324 N=臺(tái)310排風(fēng)機(jī)N=50KW臺(tái)111鏈?zhǔn)捷斔蜋C(jī)FU200 L=20 N=