宁夏白云岩冶镁史话

宁夏白云岩冶镁史话

镁是继钢铁、铝之后的第三大金属工程材料，具有许多优良的性能，应用前景极为广泛。工业用镁的纯度可达到99.9%，但是纯镁不能用作结构材料，在纯镁中加入铝、锌、锂、锰、锆和稀土等元素形成的镁合金具有较高的强度，可以作为结构材料广泛应用。镁铝合金是当今世界发展、应用最快的轻合金，其轻质、高强度和美观的特性，使其用途广泛、用量剧增，大到卫星、飞机、汽车，小到计算机、手机、相机，甚至一些小五金。

我国的镁资源储量居世界首位，是镁资源大国和镁生产大国。国内采用白云岩冶镁的工艺技术是皮江法：将白云石(CaCO3·MgCO3)加入还原炉，在温度1150 ℃～1200 ℃范围煅烧为氧化物(CaO·MgO)，同一起投入的硅铁(FeSi)发生反应，即2MgO·CaO(固)+FeSi(固)→2Mg(气)+Ca2SiO4+Fe，气相Mg沉淀为固相的粗镁，粗镁再经过精炼、铸锭得到成品镁。宁夏青龙山一带白云岩矿集区，是皮江法冶炼镁的优质原料来源。

1986年，宁夏地矿局地质研究所关注到宁夏以往发现的矿产地多属于冶金熔剂级的，不能满足冶镁要求。经查阅有关地质资料,发现青龙山一带蓟县系地层中部分样品含MgO、CaO较好。在对比分析有关国内外资料的基础上,了解到南京幕府山白云岩矿所属镁厂利用白云岩采用皮江法工艺提炼金属镁,其工业指标基本接近日本宇都镁厂冶镁白云岩指标要求(MgO/CaO摩尔比1～1.03，SiO2≤1%，Al2O3+Fe2O3≤0.5%，Na2O+K2O≤0.05%)，认为在该区寻找与日本宇都镁厂的工业指标接近的冶镁白云岩是可能的。经过调查工作,终于在青龙山地区蓟县系地层中找到了矿石质量好,层位稳定,各组分含量均达到工业要求的冶镁白云岩矿产地及可供玻璃和陶瓷工业利用的白云岩产地。此后，宁夏开始筹建镁厂，拉开冶镁的序幕。目前，宁夏已有10余家国内外著名的冶镁企业，初步形成了石嘴山、吴忠、中卫三市为主的镁产业基地。

国家科技部经过对全国镁厂的调研考察,认为宁夏具有发展镁产业的优势条件,科技部高新司批准在宁夏建立“高品质镁合金生产基地”。2001年科技部组织的“十五”科技攻关重大专项“镁合金开发应用及产业化”项目公开招标，宁夏鑫达镁业有限公司、惠冶镁业有限公司和郑州轻金属研究院，中标承担了“先进皮江法炼镁关键技术开发及产业化”子课题，沈阳工业大学、宁夏华源冶金实业有限公司、东风汽车集团公司和北京有色金属研究总院中标承担了“高性能镁合金及其挤压产品关键技术研究开发及产业化”子课题。

2008年国务院《关于进一步促进宁夏经济社会发展的若干意见》要求，“支持镁及镁合金等新材料生产企业开发新产品、延长产业链,将宁夏建成国内重要的镁硅及其深加工产品基地。”经过多年发展,宁夏镁产业建立了煤-煤气-金属镁-镁合金-镁材-镁渣-水泥产业链和煤-半焦兰炭-硅铁-金属镁产业链的循环经济模式。在全区金属镁生产企业大力推广蓄热式还原炉炼镁技术和窑尾余热回收利用技术,大幅降低了炼镁能源消耗。

2013年，宁夏回族自治区镁及镁合金研究设计院“DCS自控技术在还原炉上的应用”及“宁夏镁及镁合金服务技术检测平台建设”项目顺利通过宁夏自治区专家组验收。前一项目提高了金属镁冶炼还原过程中能源和资源综合利用率，降低了劳动强度，改善了作业现场环境，提高了安全生产水平，符合国家和地方产业政策，实现了还原燃烧系统的自动控制，优化了还原工艺，该项目首次在2万t/a镁冶炼生产线上应用，经济效益明显，具有推广应用前景。后一项目针对企业镁及镁合金检测的薄弱环节，检测镁及各类金属组分20多种，为企业提供了准确、快捷的产品质量检测服务，确保了产品质量。

在人们的印象之中，宁夏金属矿产不多，但金属镁矿却不少。目前，山西、河南、宁夏三省区，为我国镁业的前三强。

(西安地质调查中心 杨合群；宁夏地质调查院 艾宁，毛自力，武丹)