【正文】 22 2021～ 2021 年中國鎂產(chǎn)品出口量變化 表 23 近年中國鎂產(chǎn)品出口量 單位；萬噸 年 份 項 目 2021 2021 2021 2021 2021 2021 2021 2021 2021/2006 同比增長 % 原鎂（錠） 鎂合金 鎂屑、粉、粒 鎂合金加工材 鎂合金制品 合計 近年鎂及鎂合金消費結(jié)構(gòu)變化 由于鎂的密度小，強度高，并能與鋁、銅、鋅等金屬構(gòu)成高強度合金，因此鎂是重要的合金元素。近年中國鎂產(chǎn)品出口量變化見表 13 及圖 12。 2021 年，由鎂業(yè)分會統(tǒng)計 84 家鎂企業(yè)產(chǎn)能為 萬噸，同比增長 %；原鎂產(chǎn)量 65. 93 萬噸，同比增長 %，在市場拉動下，鎂合金產(chǎn)量 22. 62萬噸 ，同比增長 %，見表 22。中國鎂產(chǎn)量及占全球產(chǎn)量的比例見表 21 及圖 21。 中國原鎂及鎂合金產(chǎn)量現(xiàn)狀 中國是世界上鎂資源最豐富的國家，儲量居世界首位。 鎂合金的 市場正處于快速發(fā)展時期，并受到我國政府的極力支持。目前用作各種犧牲陽極的鎂合金每年為 5萬 t／ a左右，并以 5％左右的速率增長。 鎂的化學性質(zhì)活潑，可作為犧牲陽極對陰極材料進行保護。另外，鎂被加入鋅的壓鑄合金中，提高其強度和改善尺寸穩(wěn)定性。鋁鎂合金既輕又硬，抗蝕性能好，可焊，可表面處理，是制造飛機、火箭、快艇、車輛等的重要材料。在冶煉鈦、鋯、鈹、鈾、鉿等過程中，可用鎂作還原劑。鎂也被廣泛用作鋼的脫硫劑。我國的殲擊機、轟炸機、直升機、運輸機、民用機、機載雷達、導彈、運載火箭、人造衛(wèi)星、飛船上均選用了鎂合金構(gòu)件：一個型號的飛機最多選用了 300400項鎂合金構(gòu)件；一個零件的重量最重接近 300kg；一個構(gòu)件的最大尺寸達 2m多。目前其應(yīng)用領(lǐng)域包括各民用、軍用飛機的發(fā)動機零部件、螺旋槳、齒輪箱、支架結(jié)構(gòu)以及火箭、導彈、衛(wèi)星的一些零部件。正因為如此，早在 20世紀 40年代開始，鎂合金首先在航空航天部門得到了應(yīng)用。航空材料減重帶來的經(jīng)濟效益和性能的改善十分顯著，商用飛機與汽車減重相同質(zhì)量帶來的燃油費用節(jié)省，前者是后者的近100倍。筆記本電腦、手機、數(shù)碼產(chǎn)品采用鎂合金外殼的比重呈逐年遞增態(tài)勢。鎂合金所具有的優(yōu)異的薄壁鑄造性能及良好的比強度、比剛度和抗撞能力，能充分滿足 3C產(chǎn)品高度集成化、輕薄化、微型化、抗摔撞及電磁屏蔽、散熱和環(huán)保要求，在信息產(chǎn)業(yè)中得到了廣泛應(yīng)用。眾所周知，電子工業(yè)是當今發(fā)展最為迅速的行業(yè)，數(shù)字化技術(shù)的發(fā)展導致各類數(shù)字化電子產(chǎn)品的不斷涌現(xiàn)。汽車工業(yè)已成為鎂合金應(yīng)用增長的 主要驅(qū)動力。 2021年全球壓鑄鎂合金零件產(chǎn)量約 20多萬噸，其用于汽車零部件的比重高達 74%。由于鎂合金是工業(yè)應(yīng)用最輕的金屬材料并擁有良好的阻尼減震性能，可減輕汽車質(zhì)量以降低油耗和污染，提高安全性能，鎂合金材料在汽車工業(yè)中的應(yīng)用與日俱增。 14 2 市場分析 鎂合金應(yīng)用前景 （ 1）鎂合金在汽車工業(yè)中的應(yīng)用 20世紀末，能源危機日趨嚴重，環(huán)保法規(guī)日益嚴格，使現(xiàn)代汽車減重節(jié)能的需求不斷高漲，輕量化已成為汽車選材的主要發(fā)展方向。 主要經(jīng)濟技術(shù)指標表 表 11 主要經(jīng)濟技術(shù)指標表 序號 指 標 名 稱 單位 數(shù)量 備注 1 建設(shè)規(guī)模 建設(shè)規(guī)模 t/a 100000 2 設(shè)計規(guī)模 鎂合金 t/a 100000 蘭炭 t/a 1202100 3 噸鎂 合金 消耗指標 白云石 t/t 硅鐵 t/t 熔劑 t/t 螢石 t/t 還原罐 只 /t 半焦煤氣 Nm3/t 鋁錠 t/t 鋅錠 t/t 鋁錳合金 t/t 合金熔劑 t/t 新水 m3/t 20 交流電 kwh/t 1800 12 其中 kwh/t 合金生產(chǎn)及 制罐用電 kwh/t 220 鍋爐房用電 硅鐵 交流電 耗 kwh/t 9000 硅鐵生產(chǎn)用電 4 主要原燃材料年耗 白云石 t/a 1021520 硅鐵 t/a 108280 螢石 t/a 15160 還原罐 只 /a 20210 熔劑 t/a 15830 鋁錠 t/a 4460 鋅錠 t/a 1120 鋁錳合金 t/a 5580 煤 t/a 628848 蘭碳用煤 可行性研究結(jié)論 通過大量的調(diào)查研究與分析，對 鎂業(yè)有限公司年產(chǎn)十萬噸鎂合金綜合利用項目的綜合評價如下： ① 鎂業(yè)有 限公司年產(chǎn)十萬噸鎂合金綜合利用項目具有較好的發(fā)展背景和市場機遇； ② 該項目的建設(shè)，充分利用了當?shù)刎S富的白云石資源，便利的交通條件，原料、燃料、水及電供應(yīng)充足，價格具有一定優(yōu)勢。項目分兩年建設(shè)，第一年投資 40%，第二年投資 60%。 燃料：本項目燃料以年產(chǎn) 120 萬噸蘭碳生產(chǎn)線的副產(chǎn)半焦化煤氣做燃料，正好滿足鎂及鎂合金生產(chǎn)的燃料供應(yīng)，以進一步降低生產(chǎn)成本。 本項目所用白云石主要來 經(jīng)濟開發(fā)區(qū)境內(nèi)青龍山白云巖礦區(qū)，礦石品質(zhì)較好，經(jīng) 冶金設(shè)計院檢測分析，符合生產(chǎn)高品質(zhì)原鎂的質(zhì)量要求，礦區(qū)白云巖儲 量豐富、質(zhì)量優(yōu)良，可確保長期供應(yīng)。青龍山冶鎂白云巖礦區(qū)：： 7個主要礦層， B2平均厚度 ，C1 平均厚度 ，其他平均厚度均小于 2 米； ％， SiO2 ％，詳查探獲資源量為（ 111b）＋（ 112b）＋（ 333）資源量 萬噸。 氣象資料： 多年平均氣溫 ℃ 極端最高氣溫 ℃ 極端最低 氣溫 ℃ 多年平均降雨量 最大日降雨量 雨季起止日期 6 月 9 月 年最大蒸發(fā)量 1974mm 年日照時數(shù) 2833 小時 10 年均相對濕度 59% 歷年最大積雪厚度 12mm 最大土壤凍結(jié)深度 年平均風速 歷年最大風速 主導風向 ENW 主要原材料及燃料的供應(yīng) 白云石： 石灣溝冶鎂白云巖礦區(qū)： 9 個主要工業(yè)礦層，單層厚度－ ， ％， SiO2 ％，詳查探獲資源量為（ 112b） 萬噸，（ 333） 萬噸，（ 112b）＋（ 333）資源量 萬噸，估算（ 334）資源量 萬噸。 能源狀況： 周邊煤礦很多，有電煤、焦煤，可為鎂合金生產(chǎn)提供清潔能源。 供電： 電力設(shè)施齊全， 能滿足本項目用電要求。 計劃用地 9613 畝，一期項目計劃征用位于開發(fā)區(qū)安慶大道與南環(huán)路交叉口東側(cè)約 2021 畝用地，符合當?shù)匾?guī) 劃要求，已得到土地規(guī)劃局同意。由于缺水，植物成長條件較差，幾乎無植物存在，土壤已呈沙化狀，園區(qū)不占用耕地，搬遷量較小 ,因此土地條件適宜作為工業(yè)用地，并有著廣闊發(fā)展的空間，土地使用條件良好。 園區(qū)地處大陸腹地，遠 9 離海洋，屬中溫帶大陸性干旱氣候區(qū)，其特點表現(xiàn)為冬長夏短，降水量小，春秋多風沙，蒸發(fā)量大，日照時數(shù)長 。 年產(chǎn) 100 萬噸水泥粉磨站二期進行設(shè)計建設(shè)。鎂合金廠設(shè)計規(guī)模為年產(chǎn) 10 萬噸鎂合金，年產(chǎn) 120萬噸蘭碳生產(chǎn)線，副產(chǎn)半品焦化煤氣正好滿足鎂及鎂合金生產(chǎn)的燃料 8 供應(yīng)；年產(chǎn) 10 萬噸硅鐵全部供應(yīng)給鎂冶煉生產(chǎn)，用作鎂冶煉還原劑；還原罐回收再生生產(chǎn)線可使還原罐從生產(chǎn)消耗到回收再生實現(xiàn)內(nèi)部循環(huán)；年產(chǎn) 100 萬噸水泥粉磨站可全部利用鎂冶煉還原渣。 設(shè)計規(guī)模 根據(jù) 鎂業(yè)有限公司的可行性研究委托書，設(shè)計規(guī)模為 10 萬t/a 鎂合金；產(chǎn)品方案：鎂合金錠 5 萬 t/a、鎂合金壓鑄件 萬 t/a和鎂合金型材 萬 t/a。 硅鐵是鎂冶煉生產(chǎn)的還原劑，本項目建設(shè)硅鐵合金生產(chǎn)線，可為鎂冶煉原料供應(yīng)提供充分的保障，同時，硅鐵生產(chǎn)在原料供應(yīng)上又可充分利用本項目生產(chǎn)的蘭碳。 蘭碳生產(chǎn)線在生產(chǎn)蘭碳的同時，為鎂產(chǎn)業(yè)提供了優(yōu)質(zhì)清潔的煤氣燃料。 鎂及鎂合金生產(chǎn)采用的熱工爐窯均采用余熱回收率高、燃料消耗低的先進爐窯，生產(chǎn)總?cè)剂舷谋葌鹘y(tǒng)普通爐窯可降低 30%。 鎂業(yè)有限公司鎂合金循環(huán)經(jīng)濟產(chǎn)業(yè)鏈框架以轉(zhuǎn)變企業(yè)增長 7 方式為目標，以提高資源轉(zhuǎn)化率、廢棄物綜合利用、節(jié)能減排、降低消耗為手段，通過實施技術(shù)升級改造，形成以鎂合金工業(yè)為核心，煉鎂工業(yè)原料產(chǎn)品、金屬鎂冶煉、鎂合金熔煉、鎂還原渣水泥產(chǎn)品多層次延伸、橫向擴張、多路閉合的一體化產(chǎn)業(yè)鏈，實現(xiàn)清潔生產(chǎn)，單位銷售收入能耗 下降，土地節(jié)約利用，工業(yè)區(qū)內(nèi)各種資源共享，工業(yè)固體廢棄物資源化，有害氣體達標排放，工業(yè)廢水“零”排放。 設(shè)計原則 根據(jù)國內(nèi)現(xiàn)有生產(chǎn)技術(shù)與設(shè)計技術(shù)，本研究按以下原則進行： ① 在保證生產(chǎn)設(shè)施完善、保證產(chǎn)能的前提下，盡量減少投資； ② 采用國內(nèi)最先進的生產(chǎn)裝備配置； ③ 建設(shè)高 效率的余熱回收設(shè)施，做到節(jié)能降耗； ④ 引入產(chǎn)業(yè)鏈體系設(shè)計理念。 本項目建成后較現(xiàn)有鎂合金生產(chǎn)企業(yè)在節(jié)能、環(huán)保和機械化生產(chǎn)方面具有較大的綜合優(yōu)勢。生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的大量鎂渣可作為很好的水泥原料用于后續(xù)的水泥廠，此循環(huán)經(jīng)濟模式不僅使企業(yè)作到零廢渣排放，又可產(chǎn)生可觀的經(jīng)濟效益。 綜上所述，本項目充分利用當?shù)氐馁Y源與能源優(yōu)勢，注重環(huán)保與節(jié)能及循環(huán)經(jīng)濟的建立，采用冶金短流程工藝，即鎂液直接生產(chǎn)鎂合金，省去鎂錠重熔工序，不僅減少了能源的浪費，同 時減少了重熔鎂 6 液損失及 CO SO2等有害氣體的排放，經(jīng)濟與環(huán)境效益顯著。 ㈥、設(shè)計完善的自動控制系統(tǒng) 提高鎂還原率，減少硅鐵消耗。 ㈤、鎂合金爐采用大型密閉設(shè)備 綜合借鑒國內(nèi)外各鎂合金生產(chǎn)企業(yè)的先 進技術(shù)及成熟經(jīng)驗，采用大型密閉設(shè)備、機械化流水線作業(yè)和自動控制。 ㈣、采用新型蓄熱式鎂還原爐 蓄熱式鎂還原爐可以充分回收煙氣余熱 ,大幅度節(jié)能降耗，減少污染排放，提高爐窯產(chǎn)量。該技術(shù)所帶來的社會效益與經(jīng)濟利益是不言而喻的 ㈡、回轉(zhuǎn)窯的節(jié)能 回轉(zhuǎn)窯采用新型節(jié)能回轉(zhuǎn)窯，新型節(jié)能型回轉(zhuǎn)