中国专用氧化镁开发现状及其发展建议

民经济建设需求的镁化合物产品多达几百种，其中需要量最大，品种最多的是氧化镁系列产品：冶金、耐火材料及建材行业需要大量的轻烧粉、重烧粉、电熔氧化镁；橡胶、陶瓷等行业需要工业氧化镁，以上属于大宗传统产品；氯丁橡胶、氟橡胶及胶黏剂和密封材料需要各种活性氧化镁，电加热器需要的电工级氧化镁，炼制钢板需要的硅钢级氧化镁，电子工业、国防工业和航空工业需要高纯氧化镁，制药需要的医药级氧化镁，分析上需要试剂级氧化镁，特殊行业如薄膜材料、复合导电材料、耐高温催化剂等需要专用氧化镁如氧化镁晶须、过氧化镁、纳米级氧化镁等。中国是镁化合物生产大国，历年均有大量出口，但仍需进口镁化合物，1999～2003年，年均单位进口价格是同类产品出口价格2.5～6倍。
    1 几种专用氧化镁开发与生产现状
    1.1活性氧化镁
活性氧化镁根据吸碘值分为高活性(超轻质)、中活性(中轻质)、低活性(轻质)三种。这三种每克MgO的吸碘值分别为120～180mg、50～80mg、19～43mg。
    活性氧化镁主要作为氯丁橡胶及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。
    随着胶黏剂和密封材料的发展，不同活性的氧化镁需求量日益增加，在辽宁、浙江、广东等省市年需求量在千吨以上的企业相继出现，高性能活性氧化镁需求越来越大，各大专院校、科研单位、部分镁盐生产企业投入人力、物力研发活性氧化镁，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，但在建立工业装置上还不尽人意。有的企业利用原厢式炉生产活性氧化镁，产品质量不稳定，生产能力小，满足不了市场需求。丹东玉龙镁业有限公司在利用菱镁矿碳化法制取轻质碳酸镁基础上采用新型设备进行中试，成功地制取活性氧化镁，每克MgO的吸碘值在80～180mg，可根据用户需要调节活性大小。河北科技大学根据白云石碳化法提出不同规模制取活性氧化镁工程设计，并在河北、辽宁、河南等省准备建设工业化装置。
    白云石碳化法生产活性氧化镁新工艺系采用气烧立窑煅烧白云石、桨叶式槽式消化、新型组合式碳化塔碳化，厢式全自动压榨式压滤机固液分离、二次碳化新工艺、连续管式热解器热解、双螺旋串盘式二级干燥超细含镁碳酸钙、带式串闪蒸二级干燥轻质碳酸镁、旋流动态煅烧炉制取活性氧化镁等国内领先的新工艺及设备。
    1.2 电工级氧化镁
中国电工级氧化镁生产起于20世纪60年代，随着出口电热器的增长，对作为绝缘材料的氧化镁的需求也不断增长。目前中国辽宁省电热用(电工级)电熔氧化镁生产已成为支柱产业。全国现有生产厂家200余家，总产量25kt/a，其中上海实业振泰化工有限公司生产10kt/a，其他各厂生产15kt/a；国内市场需求约35 kt/a。从美国、日本等国家进口电工级氧化镁10kt/a.
    电工级氧化镁作为在电热电器上应用，在诸多种类的电熔氧化镁中具有特殊要求，包括化学性质、粒子形状、粒径分布、结晶形状等。因电工级氧化镁直接关系到电热管的使用温度和使用寿命，所以要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。目前国内不同品种的电工级氧化镁化学成分。
    由于该产品容易受空气中湿气影响，在其表面形成Mg(OH)2结晶，使其电性能大幅度下降；也由于其形态不同，电性能时好时坏，这些问题的解决是该产品质量高低的重主要标志。目前国内采用有机硅聚合物对电工级氧化镁表面进行处理，有效提高了其耐水化性能，防潮性能赶上了发达国家水平。在耐高温方面采取加无机物添加剂如层状硅酸盐类、硼和铝的氧化物、稀土金属氧化物、氧化铁等，再经过热处理，制得高质量的电热用电熔氧化镁砂，以提高其电学性能，使其能适合于高温区间使用，从而提高了电工级氧化镁原料的利用率。
    1.3硅钢级氧化镁
    硅钢级氧化镁的取名实际上指明了它的用途，即适用于制造取向硅钢片的氧化镁，它必须具有特殊的品质：其一，有高的化学纯度，一般要求MgO≥98%；其二，在水中有良好的悬浮性能，方便涂布；其三，具有低的水化率，减少退火时间、排水时间及生成铁的氧化物，该项指标是衡量硅钢级氧化镁的重要指标；其四，具有一定的活性；其五，与硅钢片黏结性要强等。它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。
    中国硅钢级氧化镁由华东师范大学于1988年研制成功，并同上海实业振泰化工有限公司合作实现工业化生产，长期应用于武钢取向硅钢片生产，替代了日本进口产品，其氧化镁含量及水化率等指标优于日本产品，解决了武钢引进1.7m轧机的重大化工原料长期依赖进口的局面。1999年又成功开发出第二代硅钢氧化镁，满足了武钢取向硅钢片生产向薄型系列发展的需求，为改善电磁性能，提高硅钢性能牌号，现正开发第三代硅钢氧化镁。目前
国内鞍钢、宝钢准备新建硅钢生产线，将对硅钢级氧化镁的需求量日益增加，已引起业内人士的重视。
    1.4 高纯氧化镁
    高纯氧化镁一般指纯度MgO≥98%的产品，国内工业级氧化镁的纯度不小于95%。因产品纯度的提高，应用领域扩大，应用于相应行业的产品质量如冶金、橡胶、电力、电子、通讯等行业产品质量也相应提升。因此高纯氧化镁开发及实现工业化，将对电子、国防、航天及高级陶瓷等行业的发展起到极大的促进作用。据近期网上资料报道，中国高纯氧化镁市场需求量近100kt，而国内产量仅10kt左右，缺口相当大。李道、陈彩常利用蛇纹岩化学湿法生产高纯氧化镁的开发研究于2000年6月一次试产成功，2001年开始正式生产，从此结束了中国人不能工业生产MgO纯度≥99%的历史。他们研制生产99.2%～99.68%高纯工业氧化镁已超过许多国家如以色列(99.4%)、原南斯拉夫(99.3%)、墨西哥(99.01%)的水平。与他们相比，具有低CaO、Cl、B2O3的优势，这说明中国高纯氧化镁的开发与生产达到世界领先水平，将在世界镁盐生产上占有一席之地。
目前李道、陈彩常除利用蛇纹石为原料外，还利用沿海制盐后卤水、青海水氯镁石、东北水镁石、菱苦土等原料制取高纯氧化镁产品，经检测均达到99%以上，为中国高纯氧化镁生产打下了坚实技术基础。
    2 中国专用氧化镁发展建议
    2.1 发展专用氧化镁优势
    (1)中国有丰富镁资源，不仅有海水、盐卤、井卤等液体资源，还有十分丰富的菱镁矿、白云石、水镁石、蛇纹石等天然矿物资源，为发展专用氧化镁产品提供了坚实的资源优势。
    (2)中国能源较丰富，价格低，为生产专用氧化镁提供了能源保证。
    (3)中国具有多种原料路线生产氧化镁企业。近十几年来，白云石碳化法得到长足发展，在工艺、设备等方面具有中国特色，科技成果不断出现并运用于生产实践中，含镁碳酸钙成功制成并得到应用，解决了白云石碳化法废渣污染，保护了环境，提高了经济效益，在世界上处于领先水平。菱镁矿碳化法成功应用，大大降低了氧化镁生产成本。传统的以卤水制氧化镁正向高纯、高附加值、专用化、功能化产品发展。
    (4)专用氧化镁产品发展迅速，各种活性氧化镁、过氧化镁、专用氧化镁(电熔、硅钢、电子、高纯等)、医药及食品级氧化镁等相继投放市场。
    2.2 建立万吨级骨干企业，阔步走向国际市场
    目前氧化镁生产规模小，质量不稳定，市场适应能力低，不能满足外商数量及质量要求，建议具备生产氧化镁条件企业及具备经济实力的有识之士，介入氧化镁行业，建立万吨级氧化镁生产企业，改变规模小、厂家分散、自控差、生产率低等被动局面。建立自控水平较高、产品质量稳定的氧化镁骨干企业，将氧化镁生产行业推向新水平、新高度，促进该行业发展，满足国民经济发展的需求。
    2.3 扬长避短，发挥原料及生产方法优势
    中国氧化镁生产起源于沿海城市大连、天津等以苦卤为原料生产氧化镁，因能耗较大，发展缓慢。后来白云石碳化法开发成功，因其成本低，又靠近能源产地，得到了较快的发展。氧化镁的生产逐渐转向河北、山西、湖南、四川等白云石储量丰富的内地山区。但由于白云石碳化法存在钙含量较高，生产高纯产品受到限制。近期在辽宁丹东利用低品位菱镁矿碳化法生产氧化镁获得成功，开创了低成本、低钙含量的氧化镁产品新路线；而以苦卤、盐卤生产高纯氧化镁近期又得到新发展。故多种原料路线、多种工艺方法生产氧化镁局面在中国初步形成，这是中国发展各类专用氧化镁优势之一。作者认为应充分发挥这些优势，利用苦卤、盐卤发展高纯及其相关产品；利用白云石发展轻质、活性氧化镁；利用菱镁矿生产轻质氧化镁和高纯低钙氧化镁等。
    2.4 采用先进设备，提升装备及自控水平
    目前绝大部分现有生产厂初期均属乡镇企业，由于资金有限，设备水平低，提高产量及质量受到限制。近几年国内有关设备制造业发展很快，价格合理、性能优良的设备不断出现，在本行业及相关行业使用效果较好，应积极引入及推广。提高装备水平，也便于规模大型化、产品功能化。例如直燃式立窑、回转、悬浮、旋流动态等煅烧设备代替混料式立窑煅烧菱镁矿、白云石煅烧工艺及设备；连续碳化设备代替间歇鼓泡碳化设备；全自动带式过滤机代替厢式压滤机、板框压滤机；桨式串盘式、带式或桨式串闪蒸二级干燥设备代替炕式或隧道窑干燥工艺及设备；旋流动态代替厢式煅烧炉制造活性氧化镁工艺及设备等；在控制方面实现自动控制、微机集散式中央控制等。
    2.5 提高专用氧化镁水平
    氧化镁产品因用途不同，对其物化指标要求各异，价位相差悬殊。目前国内氧化镁生产企业产品单一、经济效益差，要改变这种被动局面，除上述各点之外，还应开发新品种，满足不同用户需求，提高产品专用化率。使产品系列化，如低、中、高档活性氧化镁、医药级氧化镁、食品级氧化镁；电子、电熔、硅钢等功能化氧化镁；氧化镁晶须、纳米氧化镁等超细产品。氧化镁产品系列化、功能化、微细化，不仅能满足各类用户的需求，同时也大大提高本行业经济效益。如普通轻质氧化镁市场价7000～8 000元/吨，而医药氧化镁价格可达38000元/吨，价格是前者的5倍左右，而成本提高不到1倍。
    3 结 语
    专用氧化镁在镁盐生产中占有重要位置，它标志着一个国家镁盐生产水平；其专用化率高低，也反映企业经济效益好坏，大力开发与生产专用氧化镁是镁盐发展必经之路。目前国内有关专用氧化镁的品种，就其技术开发上已取得长足发展，有些技术难关已攻破，如低钙、低氯、低硼的高纯氧化镁、高活性氧化镁、电工级氧化镁及特种硅钢级氧化镁等。氧化镁产品向系列化、专用化、功能化、材料化、超细化方向发展，是今后的发展趋势。