利用菱镁资源优势开发镁质化工产品

    据英国Lan Wilson介绍，世界已探明菱镁矿储量124亿吨。其中中国储量33.19万吨，占世界总储量27%。中国储量主要在辽宁大石桥海城岫岩储量29.69亿吨。目前镁资源开发，主要为镁质耐火材料，镁质金属材料和镁质化工材料三大方面。在菱镁矿储量中，适应加工镁质耐火材料的MgO≥47%的特级矿石和MgO≥46%的一级品矿石占储量的37.6%，由于我市近九十年开采，目前特级和Ⅰ级矿石趋于紧张，而大量的占总储量63%的MgO≥45%的Ⅱ级品，MgO≥43%的Ⅲ级品和MgO≥41%的Ⅳ级品。需要通过矿物加工技术选矿提高MgO含量品位可加工耐火材料，这部分矿石最适应开发镁质化工材料。目前我国开发镁质化工材料品种上百种，广泛应用于国民经济各个领域。我市镁质化工材料生产虽有发展，但生产量小，初级产品多，尚没有形成生产规模。分析我市开发镁质化工材料优势，一是镁资源丰富，占储量45%的Ⅱ－Ⅳ级品矿石在闲置。矿石价格低廉，每吨在40元人民币以下。二是镁质化工材料包括氧化镁、碳酸镁、氢氧化镁、硫酸镁、氯化镁等系列产品，广泛应用于国经济中各个领域、军工、航天、国防等，市场广阔。三是化工产品项目投资少，见效快。

    为充分利用我市镁资源，推广开发镁质化工材料产品，现介绍目前我国已研发的部分镁质化工产品。供开发者参考。

一、部分利用菱镁矿开发镁质化工的产品

（一）氧化镁系列

氧化镁系列产品主要用于橡胶、医药、涂料、高级绝热材料、食品级饲料添加剂、水处理剂、催化剂载体、特种气体的吸附材料、陶瓷、瓷釉及玻璃生产过程的添加剂、电视机工业需要的磁性氧化镁、特种硅钢需要的硅钢级氧化镁等等。

1、轻质氧化镁

轻质氧化镁体现低钙和低氯于一身，非常适合于橡胶及精细产品行业。生产工艺由菱镁矿煅烧为轻烧镁粉，放入反应缸加水、加温进行搅拌，加入添加剂，脱除氧化钙。

2、高纯轻质氧化镁

大石桥坤桥化建有限公司研发采用菱镁矿渣生产高纯轻质氧化镁的真空煅烧新技术，回收纯净的二氧化碳。整个生产过程中无废水、废气、废料和粉尘排放。所生产的高纯轻质氧化镁、轻质氧化镁、轻质碳酸镁、二氧化碳等各项指标处于国际领先水平，可与国外高价同类产品相媲美。

3、重质气化镁

普通重质氧化镁在碾米工业用来烧制砂辊筒、砂砻；建材工业用于人造无缝地板，人造大理石、防热板和隔音板；用于化工和橡胶、塑料、钢球抛光行业作填充剂及磨料；塑胶工业制品的填充剂、化工生产中的中和剂、镁盐生产的基本原料，还可作耐火材料，镁氧水泥和氧化镁陶瓷、搪瓷、玻璃、染料、酚醛塑料等行业的原辅材料。

技术特点：菱镁矿经预处理、除杂质后，粉碎到一定粒度经煅烧设备煅烧后制取不同活性的重质氧化镁产品。

4、活性氧化镁

主要作为氯丁橡胶和氟橡胶的促进剂与活化剂，用于黏合剂、塑料、油漆和纸张的填料；医药上用作抗酸剂和缓泻剂；用于胃酸过多和十二指肠溃疡病；也可作为陶瓷、玻璃、高级保温材料及氧化镁水泥等原料。

生产工艺：菱镁矿、白云石矿碳化法制取轻质碳酸镁基础上，制取活性氧化镁。利用轻质碳酸镁、氢氧化镁等制取高活性氧化镁的技术已被攻破。

5、电工级氧化镁

主要在电热电器上应用，随着家用电器广泛应用，出口热电器的增长，对作为绝缘材料的氧化镁的需求也不断增长。目前国内电工级氧化镁根据电热管制造工艺选择不同性能和级别的电工级氧化镁。

有普通电工级氧化镁；低温防潮电工级氧化镁；中温防潮电工级氧化镁；高温防潮电工级氧化镁。

6、硅钢级氧化镁

适用制造取向硅钢片的氧化镁，是硅钢片制造过程中的高温退火隔离剂，绝缘涂层生成剂，钢中的脱磷剂、脱硫剂，还可用于高级密封陶瓷、耐火坩埚、特殊抛光剂等。硅钢级氧化镁，现正开发第三产品代需求量日益增加。

7、高纯氧化镁

一般是指纯度MgO≥98%的产品，主要应用冶金、橡胶、电力、电子、通讯等，国内高纯氧化镁市场需求近10万吨，而国内产量仅万吨左右，缺口相当大，主要靠进口。太原隆和镁业有限公司研制生产99.2%—99.68%高纯工业氧化镁已超过世界先进国家以色列94.4%水平。

生产工艺：用水镁石与氯化氨溶液进行复分解浸出得到氯化镁，与回收的氨进行沉镁反应行到氢氧化镁，在900℃高温下煅烧制取。

菱镁矿煅烧为轻烧镁，经消化、碳酸化制行碳酸氢镁溶液，用活性碳为吸附剂除钙、铁等杂质，再热解，煅烧制行高纯氧化镁。

8、过氧化镁

由于过氧化镁分解时首先生成高活性氧原子，具有较强的氧化作用，具有消毒、漂白等作用，同时具有一定的碱性和防发酵作用，因此在医学上常被用作解酸剂防发酵作用，治疗消化不良、胃酸过多、便秘、腹胀、肠内异常发酵等疾病，也可用于化妆品及水的消毒剂、漂白剂等，和其它过氧化物的功能相近。

9、工业轻质氧化镁

生产方法：由碱式碳酸镁经高温煅烧而制得。

用途：用于橡胶、塑料、电缆、染料、油脂、玻璃、陶瓷、胶粘剂、特种涂料、软磁材料，B104、B106、Z301、Z403、J105、J106等各种催化剂，浓硝酸生产中的脱水剂。

10、轻质活性氧化镁

生产方法：控制煅烧碱式碳酸镁的生产工艺而制得高化学活性氧化镁。

用途：用于氯丁橡胶填充、补强和做催化剂。

11、软磁铁氧化用氧化镁

生产方法：用工业氧化镁与盐酸反应再与碳酸钠反应经煅烧、冷却、粉碎而制得。

用途：用于无线电高频磁棒天线代替铁氧体，亦可制造耐火材料和耐火纤维及镁锌铁氧体磁芯。

12、化学试剂氧化镁

生产方法：用白云石碳化沉淀法，经提纯、煅烧，精选而成。

用途：作分析化验用。

13、纳米氧化镁

纳米氧化镁与高聚物或其他材料复合后，具有良好的微波吸收系数，它不仅可用作化妆品、香粉、油漆的填充材料，出可做橡胶的填充材料，脂及分解或药品的擦光剂等。

用白云石碳化法制备纳米氧化镁。

（二）氢氧化镁系列产品

用作高聚物阻燃和含酸废水、废气的中和剂，是一种绿色、安全、环境友好的化工产品，受到国内外广泛关注。目前已广泛应用电缆、塑料等高聚物基复合材料的阻燃。

主要制作有两种：一是用优质水镁石经超细粉碎加工而得；二是通过化学方法制取，用卤水、镁盐及白云石等。

1、湿法生产优质氢氧化镁阻燃剂

主要用于塑料、塑胶、电缆等行业做阻燃剂。具有无毒、无烟、阻燃、阻滴、填充等重要功能作用。广泛用于陶瓷材料、环保、医药等领域。

技术特点：天燃水镁石经选矿、预处理、破碎、打浆、超细研磨，湿法改性、过滤、干燥、包装。

2、干法生产重质氢氧化镁阻燃剂

主要用于塑料制品的阻燃剂，还可以做排烟脱硫剂、酸性废水中合剂；陶瓷工业原料、制取活性好的MgO，用做冶炼金属镁，镁质保温材料镁质耐火材料和镁质化工材料的原料。

技术要点：水镁石经选矿，预处理、破碎、超细粉碎，表面活性处理，分级包装。

3、以白云石为原料生产阻燃剂氢氧化镁新工艺

产品用途：阻燃剂氢氧化镁具有无毒、无烟、阻燃、阻滴、填充等多重性能。广泛用于热塑性的聚丙烯、聚乙烯、聚氯乙烯、橡胶、电缆、电线以及不饱和聚脂等高分子材料作阻燃、消烟之用，并具有很好的填充补强作用。与氢氧化铝相比，具有高的热稳定性，高效促基材成炭作用和强除酸能力。

主要原料：（1）白云石（MgO≥21%）；（2）氨水≥20%；（3）活化剂。

技术特点：采用立窑煅烧，化灰槽消化、连续碳化、厢式压滤、釜式连续氨化、表面处理、带式串闪蒸二级干燥等工艺生产阻燃剂氢氧化镁和超细含镁碳酸钙。

4、菱镁矿水合法制取阻燃级氢氧化镁新工艺（含中和级和脱硫级）

产品用途：广泛用于聚丙烯、聚乙烯、聚氯乙烯、橡胶、电缆、电线，以及不饱和聚脂等高分子材料耐高温加工的工程塑料之阻燃、消烟等。具有很好的填充补强作用，无毒、无烟、阻燃、阻滴、填充等多重性能。

技术特点：菱镁矿经气烧窑煅烧、在添加剂的作用下直接水化、精制、表面处理、过滤、干燥、打散、分级包装制取HG/T3607－2000质量要求或国内外有关质量要求的阻燃级氢氧化镁。

5、纳米级氢氧化镁

是更高级的阻燃剂，同时能有效改善基体材料的机械力学性能。

技术特点：菱镁矿为原料，经煅烽（MgO≥90%）先与盐酸反应生成氧化镁溶液，然后与氢氧化钠通过化学反应合成纳米级氢氧化镁。

（三）碳酸镁系列产品

用作橡胶、塑料、纸品等制品的优良填充剂和补强剂、油漆、颜料、牙膏等工业的填充剂，还可用作绝热、耐高温材料、食品、与医疗工业助剂等。

1、轻质碳酸镁

最主要的无机盐原料，广泛应用于橡胶、塑料、电子、造纸、医药等行业。

技术特点：用菱镁矿的轻烧窑尾气直接碳化轻烧粉，得到重镁水，在常温下热解，得到碳酸续。

2、医用重质碳酸镁

主要用于医药工业，作为生产中和胃酸药品，适用于胃及十二脂肠溃疡。

主要原料：菱苦土（MgO≥85%）；纯碱（Ma2CO3≥98%）硫酸（工业品H2SO4≥98%）。

技术特点：采用酸解、精制、复分解、压滤、旋转闪蒸干燥生产医用重质碳酸镁，产品质量达到中国药典（二部）标准。

3、透明碳酸镁

除用于油漆、涂料、油墨作添加剂和牙膏、医药、化妆品等外，主要用作透明或浅色橡胶制品的填充补强剂，此时，既能不改变橡胶的折光率，又可以较大幅度地增加橡胶制品的耐磨性、抗曲挠性和抗拉强度。由于其性能优异，因而广泛受到用户的青睐和重视。

技术特点：以白云石为原料，经煅烧、快速消化、净化除杂和碳化处理，制行纯净的重镁水，继而经热分解、水热处理等过程即制成透明碳酸镁。

4、针形碳酸镁

主要用于橡胶填充剂和补强剂。因其晶形为针形，易与橡胶结合，如果其粒径及长径比控制适宜，其折光率与橡胶接近，其补强性及透明性良好，可以改善橡胶的刚性，提高曲挠性。另外，在食品、化妆品及医药方面也可应用。

生产方法包括：白云石碳化法、菱镁矿碳化法、卤水一石灰（或白云石）碳化法、石棉尾矿碳化法等，除热解工艺条件不同，其它工艺过程均同轻质碳酸镁的生产工艺，有关情况详见（1）轻质碳酸镁生产方法与生产原理。

5、工业水合碱式碳酸镁（轻质碳酸镁）

生产方法：用白云石碳化法而制得。

用途：主要用于橡胶、塑料、保温材料、颜料、搪瓷釉料等工业中作填充剂、补强剂。

6、食品添加剂碱式碳酸镁

生产方法：用白云石碳化沉淀法制得。

用途：在食品加工中作碱性剂、抗结剂、疏松剂。

（四）硫酸镁系列

硫酸镁是一种重要肥料和化工原料。

1、一水硫酸镁

硫镁肥（一水硫酸镁），是利用菱镁石硫酸生产的农业肥料，产品质量稳定，广泛应用于农业、林业生产当中，是缺镁农作物及土壤的最佳补镁肥料，具有易吸收、不破坏土壤PH值的特点。

产品既可作为生产复合肥的补镁添加剂，也可作为补镁肥料与其它肥料混合使用，还可以单独使用。

2、七水硫酸镁

七水硫酸镁，广泛应用于医药、食品、化工、农业、畜牧业等行业。

（五）氯化镁系列

广泛用于冶金、化工、建材、农业等各种行业，作为黏结剂、原料、镁氧水泥及人造理石、棉花脱叶剂等。

1、无水氯化镁是电解法炼金属镁的原料

制取无水氯化镁方法很多，结合我地矿产，以菱镁石、水镁石为原料，经煅烧后，加碳氯反应，得无水氯化镁。

（六）其他镁化工新产品

1、氟硅酸镁

用途：主要用于建筑工业作为防水剂、硬化剂和建筑物表面的氟化处理。此外，也用于陶瓷等工业。其用途国内外不断在开发、在应用。

主要原材料：氢氟酸、氧化镁、硅砂。

技术特点：将硅砂加入到氢氟酸制取氟硅酸，反应中冷却降温，并进行精制，同氧化镁中和反应至一定PH时，冷却结晶、离心分离、干燥、包装制取氟硅酸镁产品。

2、硬脂酸镁

硬反映酸镁用作药片的脱模剂、化妆品配料，也可与钙皂和锌皂配合用作聚氯乙烯的稳定剂。

主要原材料：七水硫酸镁、片碱、硬脂酸。

技术特点：首先将硬脂酸溶解于热水中，加NaOH进行皂化，将硬脂酸钠溶液加入到碳酸镁溶液中，在搅拌下进行复分解反应，反应液经过滤、干燥、包装制取硬脂酸镁产品。

3、氟化镁

用途：氟化镁常用于制造陶瓷、玻璃、冶炼镁金属的助熔剂、电解铝的添加剂、光学仪器中镜头及滤光器的涂层。用做阴极射线屏的荧光材料、光学透镜的反射剂及焊接剂，以及钛涂料的涂着剂等。

主要原材料：轻质碳酸镁、氟化氢。

技术特点：碳酸镁法将过量40%的HF溶液经计量后放入肥应器中，在搅拌下逐渐加入菱镁矿粉，于363～368K下进行反应，待反应生成氟化镁白色沉淀后， 继续加入菱镁矿粉，直到溶液达到一定的PH值，继续搅拌一段时间，待氟化镁沉淀完毕后，用泵将物料送至板框压滤机压滤，滤出的氟化镁晶体，经洗涤后于378K左右进行干燥，再经粉碎后即得产品。滤液返回作配制母液用。

还有些有机镁化合物度精细化工产品，例如水构酸镁是高档润滑油中的一种重要添加剂。醋酸镁是一种重要的化工添加剂，良好的鱼饲料添加剂。

目前镁盐晶顺在塑料工业、陶瓷工业、涂料工业、金属行业、化工行业、航空航天先进复合材料等领域都获得广泛研究和利用。目前常见硼酸镁晶须，碱式硫酸镁晶须，氧化镁晶须。还有碱式氯化镁晶须，硅酸钙镁晶须。

总之，镁质化工产品众多，目前国内已开发上千种，有广阔的开发潜力。

二．分析国内镁质化产品售价，看产品效益

轻质碳酸镁（符合HG2959－2000标准）     4000～4200元/t

工业氧化镁（符合HG2577－1994标准）     9000～11000元/t

活性氧化镁（活性不同，价格各异）         12000～18000元/t

氢氧化镁（合成法）                        8000～10000元/t

重质氢氧化镁（根据目数不同，价格各异）   

一水硫酸镁（饲料级）                      1600～1170元/t

无水硫酸镁（干燥级）                      4600～4800元/t

食品级硫酸镁                              440～500元/t

二水硫酸镁                                2200～2400元/t

七水硫酸镁                                400元/t

农用一水硫酸镁（40%）                     150～200元/t

农用一水硫酸镁（60%）                     260～300元/t

农用一水硫酸镁（60%干燥）                 480～500元/t

六水氯化镁（96%～98%片状）（规格不同，价格各异） 550～1170元/t

六水氯化镁（96%～98%白色精制）             1000～1400元/t

无水氯化镁（99%）                          4500元/t

无水氯化镁（99.8%）                         11000元/t

三、充分利用菱镁资源，大力开发镁质化工材料

在目前镁质耐火材料市场供大于求，利润率下降和菱镁矿Ⅱ至Ⅳ级矿石闲置情况下，充分利用闲置的菱镁资源，开发镁质化工材料，创造更高的价值。