李鵬業(yè)(青海鹽湖鎂業(yè)有限公司， 青海 格爾木 816000)

熔鹽電解法取代皮江法生產(chǎn)金屬鎂的綜合技術(shù)分析

李鵬業(yè)(青海鹽湖鎂業(yè)有限公司， 青海 格爾木 816000)

20世紀90年代末，以浪費能源、資源和犧牲區(qū)域環(huán)境質(zhì)量為代價，依賴皮江法煉鎂技術(shù)，使中國發(fā)展成為世界上金屬鎂生產(chǎn)和出口的第一大國。現(xiàn)今中國社會和經(jīng)濟發(fā)展面臨的能源、資源和環(huán)境的挑戰(zhàn)，決定了必須對煉鎂技術(shù)改革，2009年，鹽湖集團結(jié)合國家對環(huán)境保護非常重視的趨勢下，結(jié)合自身資源及清潔能源的優(yōu)勢，從加拿大引進了目前世界公認的清潔金屬鎂的生產(chǎn)方法，熔鹽電解法。筆者對新老工藝方法進行綜合技術(shù)分析，以利為促進我國金屬鎂生產(chǎn)技術(shù)的升級換代提供參考。

熔鹽;電解法;硅熱法;比較

1 鹽湖熔鹽法電解與皮江法相關(guān)參數(shù)的對比

項目鹽湖電解法國內(nèi)皮江法原料及儲量氯化鎂溶液，察爾汗鹽湖氯化鎂儲量40.6億噸白云石(MgCO3·CaCO3)，國內(nèi)儲量40多億噸原料中鎂的實收率96% 71%綜合能耗3.63噸標煤/噸鎂4.5噸標煤/噸鎂CO2排放≤1噸/噸鎂13-15噸/噸鎂(不包含采礦及原料制備)工業(yè)廢渣＜0.06噸/噸鎂(綜合利用) 5.5噸/噸鎂(廢棄)廠外運輸量1.6噸/噸鎂20噸/噸鎂勞動生產(chǎn)率146噸/人·年20噸/人·年產(chǎn)品原鎂的純度99.90%～99.95%(主要用于鋁合金、普通鎂合金生產(chǎn))易受制約的關(guān)聯(lián)產(chǎn)業(yè)公司內(nèi)PVC廠煉焦行業(yè)和硅鐵行業(yè)副產(chǎn)品Cl2：2.9t/噸鎂(送往PVC廠)無99.94%～99.97%(主要用于海綿鈦、高品質(zhì)鎂合金生產(chǎn))

通過分析以上數(shù)據(jù)，皮江法生產(chǎn)金屬鎂存在環(huán)境污染重，在原料的制備及生產(chǎn)過程中其粉塵、廢渣排放量高達5.5噸/原鎂，溫室氣體的排放如果從源頭白云石巖礦的開采到金屬鎂的產(chǎn)出，溫室氣體CO2的排放量將高達42.1/噸鎂，同時還要排放大量的SO2等有害氣體，還存在能量消耗大，熱效率低的問題。而反觀鹽湖集團清潔法生產(chǎn)金屬鎂的方法——熔鹽電解法，原料中鎂的回收率能達到96%，工業(yè)廢渣僅為0.06噸/噸鎂，溫室氣體CO2的排放量可有效控制在1噸/噸鎂，可大大降低對環(huán)境的污染，讓世紀金屬真正做到綠色生產(chǎn)。

2 鹽湖熔鹽電解法金屬鎂質(zhì)量情況

鹽湖集團熔鹽電解法生產(chǎn)的粗鎂指標目前已遠遠高于設(shè)計指標，目前可以預(yù)測，鹽湖集團生產(chǎn)的粗鎂在進行連續(xù)精煉爐精煉后，金屬鎂的指標將在99.97%以上，完全能達到高純鎂的要求，可完全應(yīng)用于高端鎂合金的生產(chǎn)。

3 政府鎂業(yè)政策方向

皮江法方面將面臨更加嚴厲的環(huán)保要求——因皮江法生產(chǎn)金屬鎂存在高污染的特性以及京津冀及周邊地區(qū)霧霾嚴重的狀態(tài)，近日環(huán)保部組織制訂了《關(guān)于京津冀及周邊地區(qū)執(zhí)行大氣污染物特別排放限值的公告(征求意見稿)》。將在京津冀大氣污染傳輸通道城市的行政區(qū)域范圍內(nèi)全面執(zhí)行大氣污染物特別排放限值。目前已經(jīng)完成意見征集，預(yù)計很快將會正式發(fā)布實施。該區(qū)域中的山西太原、長治、晉城、陽泉等地區(qū)目前還有部分鎂礦山和皮江法冶煉企業(yè)。該政策一旦開始實施，區(qū)域內(nèi)的皮江法鎂工業(yè)將面臨更加嚴格的環(huán)保要求，該地區(qū)內(nèi)的皮江法煉鎂將會受到國家環(huán)保政策的制約。此項環(huán)保要求在不久的將來也會在國內(nèi)全面實施。

目前執(zhí)行的鎂、鈦企業(yè)大氣污染物排放濃度限值，來自《鎂、鈦工業(yè)污染物排放標準》(GB 25468-2010)。由國家環(huán)保部、國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗檢疫總局聯(lián)合發(fā)布，2010年10月1日實施。

即將執(zhí)行現(xiàn)有和新建企業(yè)邊界大氣污染物濃度限值 單位：mg/m3

序號污染物限值1二氧化硫0.5 2顆粒物1.0 3氯氣0.02 4氯化氫0.15

電解法方面，青海省自2017年6月17日至23日連續(xù)7天合計168小時內(nèi)，全部以清潔能源(水電、光伏、風(fēng)電)供應(yīng)全省用電，此舉在全國尚屬首次，對推動我國能源轉(zhuǎn)型、促進清潔能源持續(xù)健康發(fā)展和高效利用意義重大。清潔能源的利用也將會以青海省為例，向全國推廣。而鹽湖集團的金屬鎂生產(chǎn)方法主要能耗是“電”，本身就屬于綠色生產(chǎn)工藝，在加上青海省的清潔能源，鹽湖集團的電解法生產(chǎn)金屬鎂工藝將具備得天獨厚的優(yōu)勢和競爭力。

4 結(jié)語

鹽湖集團熔鹽電解法生產(chǎn)金屬鎂技術(shù)已經(jīng)成熟，具有資源利用率高、節(jié)能高、對環(huán)境實現(xiàn)零污染零排放，且可實現(xiàn)完全清潔生產(chǎn)的優(yōu)勢，而皮江法目前已經(jīng)遇到國家環(huán)境保護政策的制限。與皮江法相比，鹽湖集團熔鹽電解法將實現(xiàn)中國金屬鎂工業(yè)的清潔發(fā)展、節(jié)約發(fā)展和可持續(xù)發(fā)展。

[1]申明亮.電解法與皮江法煉鎂的效益比較及分析[J].有色冶金節(jié)能, 2009,10.

[2]何俊斌.淺談皮江法煉鎂項目環(huán)境影響評價中污染源分析及污染治理措施[J].科技情報開發(fā)與經(jīng)濟,2012,6.