青海盐湖镁资源大规模开发面临发展机遇


来源:新华网

青海盐湖拥有全国储量最大的镁盐资源,但一直没有实现大规模开发利用,随着国内皮江法炼镁和菱镁矿生产镁砂在能源、资源及环境等方面面临巨大的压力,以及盐湖镁资源大规模开发关键技术的突破,给开发盐湖镁资源带来了难得的发展机遇。专家建议,镁资源产业可以通过与PVC产业、电石产业和纯碱产业的综合开发,建立封闭的循环经济产业链条,实现低能耗、高产出、循环经济的发展之路。


    ——青海盐湖镁资源大规模开发时机已到


    镁主要来自海水、天然盐湖水、白云岩、菱镁矿和水镁石等,镁及其合金是迄今在工程中应用的最轻的金属结构材料,具有重量轻、密度小、强度高、降低噪音、电磁屏蔽性、减震性好,以及优良的铸造性能和机械加工性能,在航空航天、国防军工、交通工具、电子通讯等诸多行业有巨大的和潜在的应用空间。


    从长远来看,镁产品的需求将会呈现上升趋势。因为汽车产业一直致力于开发轻型汽车,必将增加镁的需求;重金属冶炼带来的环境污染以及有毒气体排放,铝合金及金属还原对镁的需求持续增加等诸多因素,都有利于发展性能优越、可循环利用的轻金属镁。统计表明,近年来西方镁合金应用的年市场增长率达到了15%以上,全球镁合金的应用年均增长达到10%左右。欧洲、美洲、中国、日本、以色列等地区及国家,都在加大镁的研发投入和力度,未来镁会在更广泛的领域推广应用。


    我国作为镁资源大国、生产大国和出口大国,在全球镁工业中占有举足轻重的地位。2007年,我国原镁产量达65.93万吨,同比增长25.44%,占全世界产量的85%以上,镁出口量40.8万吨,消费量26.3万吨,均居世界第一位。


    目前,我国镁资源开发以固体镁矿为主,主要产能集中在山西、河南、陕西、宁夏4省,共占全国总产量的97%左右,盐湖等液体镁矿的开发相对滞后。素有“聚宝盆”之称的柴达木盆地,盐湖镁资源十分丰富,储量位居全国首位,但是长期以来,因为技术经济等问题无法投入大规模工业化生产,采钾过程中排除的大量镁盐至今仍没有大规模的商业开发利用,甚至造成了盐湖成分变化而成“镁害”。


    中南大学教授徐辉表示,青海察尔汗盐湖、团结湖的水氯镁石资源无论在国内,还是与国外镁资源相比,都是最好的资源,再加上察尔汗地区自然气候条件得天独厚,特别是目前我国皮江法炼镁和菱镁矿生产镁砂在能源、资源及环境等方面正面临巨大的压力,给开发盐湖镁资源提供了十分难得的发展机遇。


    目前,青海已攻破了老卤中制取高纯镁砂、氢氧化镁阻燃剂等镁系列产品的产业化关键技术,特别是利用提钾后的老卤制取水氯镁石,以及水氯镁石脱水制成无水氯化镁的技术,为大规模开发镁盐湖资源以及生产镁系列产品奠定了基础。


    10月15日,国务院总理温家宝主持召开国务院常务会议,研究部署了支持青海、四川、云南、甘肃省经济社会发展工作,会上明确指出要加快柴达木优势资源综合开发利用和循环经济试验区建设,青海将在国家西部大开发政策的基础上,获得更进一步的支持,无疑柴达木盆地资源开发已进入历史上最好的发展时期。        


    ——盐湖镁资源大规模开发需要综合利用


    由于金属铝和镁存在一定的相互替代作用,而目前铝的价格相比镁要低得多,这也影响了镁产业的发展,盐湖镁资源要有好的发展,必须将成本控制在与铝接近。但是由于技术等因素约束,单独开发镁资源难以降低成本,这就需要通过大规模综合开发利用以分摊成本。


    青海盐湖是一个高氯镁型盐湖,在采钾的过程中每年要排出3000万吨左右的六水氯化镁,折纯氯化镁约1500万吨,其中,含镁375万吨,含氯1125万吨。因此,要大规模开发镁资源应考虑同时综合利用氯资源。


    浙江海虹控股集团有限公司董事长陈海贤表示,只有大市场才能带动大开发,目前镁资源开发的重点产品应确定在金属镁和高纯镁砂两个品种上,对氯资源利用的最好产品是PVC(聚氯乙烯)。对于PVC,每吨产品耗氯近0.6吨,吨产品的载氯量大。而且,PVC市场容量大,目前全国约有1200万吨的市场总需求,全球有2000多万吨的市场需求,并且这一市场还在扩大。


    陈海贤表示,由于青海省的电价相对较低,可以将镁资源开发过程中产生的氯气和盐酸全部转化为氯化氢,再采用电石乙炔法制成PVC。目前,电熔镁砂生产过程中产生的稀盐酸脱析制氯化氢工艺已在盐湖海虹十万吨联二脲项目大规模应用。另外,可与氯酸盐产业结合,利用氯酸盐副产品氢气与电解法制金属镁副产的氯气合成氯化氢。根据以上分析,可以分别确立生产高纯镁砂和金属镁的综合开发利用产业集群方案。


    方案一:建设一个年产10万吨的高纯镁砂厂,同时建设一个30万吨的PVC厂和48万吨的电石厂,通过石灰石烧制过程中释放的二氧化碳和生产PVC排放的石灰渣联产一个50万吨的纯碱厂,共消耗28.8万吨焦炭、80万吨石灰石、20亿度电,形成40亿左右的销售产值。


    方案二:建设一个年产10万吨的金属镁厂,同时建设一个50万吨的PVC厂和一个15万吨的氯酸盐厂,匹配一个80万吨的电石厂,用副产的二氧化碳和石灰渣联产一个80万吨的纯碱厂,共消耗48万吨焦炭、128万吨石灰石,耗电70亿度,形成90亿的产值。


    以上两个方案均是完全封闭的循环经济链条,可以大大降低镁资源的开发成本。方案可根据实际按比例缩减或放大,也可以相互组合,但总的来说,镁资源开发产业需与PVC产业、电石产业和纯碱产业综合开发利用,才能实现最大成本竞争力,从而走出一条低能耗、高产出、循环经济的开发之路。


    ——镁资源大规模开发的难点及对策


    盐湖镁资源大规模开发的关键在于控制成本。陈海贤建议,盐湖镁资源按照以上路径实现大规模开发利用,以下因素不容忽视。


    首先,电是重中之重,无论是金属镁、电熔镁砂还是电石均是高电能产品,根据以上提出的方案,每度电升或降一分钱,项目效益将减少或增加2000万元,所以电价高低至关重要。目前,青海电价低于全国平均水平,具有一定的成本优势。但是,如单一项目用电量巨大,可以考虑自建燃煤热电厂或水电站,进一步降低成本。


    另外,需大规模调入煤炭。电石生产要煤炭和焦炭,如自建大规模热电厂,更需要大量煤炭。目前青海的煤炭资源支撑整个盐湖化工包括镁资源的开发已经是捉襟见肘,因此,青海需要大规模调入煤炭,而近邻新疆拥有丰富的煤炭资源,尽快开通青海与新疆间的格库铁路、格敦铁路有望解决煤炭难题。


    第三,柴达木盆地内幅员辽阔,产业还不够集聚,分工不够精细,企业往往需要考虑尽可能多的自我配套,这就导致了项目投资额度过大和建设周期、投资回收期较长,单个企业难以负担。因此,青海应充分发挥盐湖集团、西部矿业、中信国安等龙头企业的带动作用,围绕龙头企业滚动开发形成集聚产业带,只有进一步的集聚才能降低生产成本。同时,需要在达木循环经济开发区内建设更发达的铁路公路网和水资源调节网,加强集聚的效果。


    第四,引进成熟技术,可以大大缩短工业化进程。中国有色金属工业协会镁业分会常务副会长孟树昆表示,盐湖提镁技术上仍存在瓶颈,如何生产出高质量的、满足电解镁产业化的氯化镁有待进一步攻关。但是,仅仅依靠自主研发,费时费力,可能会错失目前镁资源大规模开发的机遇,企业完全可以通过引进、复制、消化、扩产的手段,尽早投入生产。今年,由青海盐湖集团投资,将从加拿大引进一套年产5万吨的电解金属镁生产装置,作为青海盐湖100万吨钾肥综合利用项目的三期工程,从而在大规模开发盐湖镁资源的道路上迈出实质一步。


    中科院盐湖研究所研究员吴志坚表示,目前国内金属镁、氧化镁、镁制耐火材料和建筑材料的生产研发较强,而精细镁盐产品的生产和研发较弱,青海可以充分利用盐湖镁资源储量大、品位高、易开采的先天和持久优势,着力建设高纯优质镁原料供应地,与以固体矿为原料制备的产品错开,充分考虑比较竞争优势,考虑菱镁矿日趋贫乏可能带来的高纯镁材料或镁产品缺口,优先研发投资规模适中的中高端产品。
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