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寻找“中国好粉材”之西部镁业高纯氢氧化镁

发表时间:2024-02-22 访问量:1838

粉体材料工业属于支撑国民经济发展的基础性产业和赢得国际竞争优势的关键领域,近些年,国内粉体材料工业转型升级成效显著,综合实力稳步增长,国际竞争力持续增强,一些企业长期专注于粉体材料领域、生产技术工艺国际领先、从而成为全球细分市场的典范,有效改善了国内高端粉材的紧缺局面,提升了核心工艺技术与装备的自主可控水平以及关键战略资源的保障能力。中国粉体网通过寻找“中国好粉材”这一活动,以期促进相关企业更好发挥示范作用,引领中国粉体工业的发展,并让“好粉材”发出它们更大的光彩。

01除“镁害”,变“镁好”

我国盐湖资源丰富,青海省的盐湖资源占有量巨大,其中的镁资源曾因为制约盐湖提钾而成为“镁害”。为解决青海盐湖镁资源过剩问题,近年来利用青海盐湖镁资源开展氢氧化镁、氧化镁、电熔镁砂、金属镁及合金等方面的研究,利用盐湖镁资源开展产业化的工程建设都在逐渐增加,氢氧化镁和氧化镁的制备是主要研究和产业化方向。

氢氧化镁不但是氧化镁的原料,还可以用于阻燃剂、生物领域荧光剂的制备,或用作热化学储能材料和吸附材料等;氧化镁可用于制备耐火材料、散热材料、抗菌剂、电学特性材料和吸附材料等。氨法是制备氢氧化镁的主要方法之一,其优点在于杂质离子引入少,且有利于资源循环利用。

位于青海德令哈的青海西部镁业有限公司(以下简称“西部镁业”)利用青海废弃盐湖资源水氯镁石(MgCl2·6H2O)为原料,采用“卤水—氨—石灰联合法”制备高纯氢氧化镁、氧化镁及相关镁系功能材料,为解决困扰青海多年镁资源利用问题提供了一条新的途径。

西部镁业产品涵盖高纯氢氧化镁(包括D50为1.5μm、2μm、5um等各种高纯超细氢氧化镁粉体)、高纯氧化镁(包括高纯重质氧化镁、高纯轻质氧化镁及高、中、低活性氧化镁等)、高纯烧结镁砂和高纯电熔镁砂等系列,多数产品。西部镁业是国内家也是一家生产规模达到15万吨以上的盐湖镁资源开发企业,产能名列世界第三。

目前,西部镁业高纯氢氧化镁产品,以纯度高、品质好、成本低等优势开始迅速占领国内市场,并远销到日本、美国、法国、德国等。其中,超细氢氧化镁系列产品远销法国。

西部镁业的高纯超细氢氧化镁是以高纯氢氧化镁原粉为原料,通过细磨分级加工得到平均粒径为1.5µm、5µm等不同规格的高纯氢氧化镁超细粉体,该超细粉体是制取各种绿色环保型无机氢氧化镁阻燃剂的原料,具有阻燃、抑烟、填充三重功能,受热分解时释放出结合水,并吸收大量的潜热,来降低它所填充的合成材料在火焰中的表面温度,具有抑制聚合物分解和对所产生的可燃气体进行冷却的作用,可广泛应用于工程塑料、环氧树脂、橡胶、电线电缆填充料、矿用电缆护套、电缆附件的阻燃,可代替氢氧化铝,具有优良的阻燃效果。此外,高纯超细氢氧化镁还是生产高纯氧化镁、硅钢级氧化镁以及各种活性氧化镁等的重要原料。

02解决难题,填补空白

西部镁业成立之初,以中南大学发明的专利技术为基础,在海西州锡铁山镇建设了盐湖镁资源研究开发实验基地,并建成了千吨级规模的氢氧化镁的工业试验装置,通过反复试验和不断优化,彻底解决了化学合成法制取高纯氢氧化镁的关键技术难题,填补了国内氢氧化镁高端产品的空白,为困扰青海多年的察尔汗盐湖水氯镁石废弃物资源的综合开发利用提供了新路子,受到科技部、青海省科技厅及地方政府的高度评价和肯定。

西部镁业10万吨/年高纯氢氧化镁项目解决了以下关键性技术难题:

(1)解决了规模化工业生产条件下,水氯镁石常温连续溶解制备卤水的工艺和技术,开发了高效节能的卤水制备装置,卤水质量和设备产能能够满足大规模工业化生产的要求。

(2)解决了卤水-氨连续反应制备高纯氢氧化镁的关键技术,掌握了反应过程中氢氧化镁成核及晶粒生长规律,并通过控制相关反应条件和参数,有效抑制反应过程中氢氧化镁的成核同时促进氢氧化镁晶粒的生长,很好地解决了氢氧化镁料浆的过滤性能,可使氢氧化镁滤饼含水率降到10%以下,产品纯度大于99%。开发了实现该技术关键的设备—氢氧化镁连续反应器组合生产装置,并解决了设备材质的选型,为大规模开发生产镁系列下游产品奠定了重要的技术基础。

(3)解决了氯化铵母液石灰蒸氨及氨气增压输送、氢氧化镁连续反应、料浆连续洗涤分离、湿料自动输送、闪蒸干燥余热利用、气流输送和产品包装的多系统、多装置的优化组合、工艺技术集成及自动控制,能够很好的满足高纯氢氧化镁规模化连续稳定生产的要求。

03国企担当,引领产业

近年来,西部镁业持续强化企业科技创新能力建设,战略聚焦镁资源开发应用,组建镁业公司技术中心,成立青海省盐湖镁资源技术开发工程研究中心,为非金属镁质新材料应用搭建科研平台。企业积极与科研院所及下游行业紧密合作,突破在食品、肥料、船舶等领域的市场应用推广,在沉钴剂项目和RA100、RA120活性氧化镁产品方面开展研发应用试验,开发新产品95氧化镁细粉和97沉钴氧化镁细粉。

2021年,青海省科技厅组织专家对青海西部镁业有限公司承担的企业研究转化与产业化专项项目“单晶氧化镁产品制备工艺技术的研究与开发”进行验收。结果表明,单晶氧化镁制备工艺技术研发的成功,标志着青海省在高端镁质非金属材料技术领域取得的又一项新的突破,将为实现盐湖镁资源开发多元化、高值化发展起到良好的引领示范作用,为建设盐湖产业基地提供重要技术支撑。

据悉,该项目针对单晶氧化镁制备过程关键技术,开展了电熔炉结构设计优化、炉内断面与空间温度分布规律、氧化镁熔体冷却结晶规律、熔炼过程中电气参数控制及杂质迁移规律等多方面研究,确定了单晶氧化镁生产的关键技术参数和技术指标。项目利用盐湖水氯镁石制备的高纯氢氧化镁为原料,采用轻烧、压球、超高温电弧炉熔炼等工艺技术生产高纯氧化镁晶体材料,填补了国内利用盐湖卤水镁资源制备单晶氧化镁材料的空白。

同时,为实现青海盐湖资源综合开发利用,延长盐湖产业链条,发展循环经济,提高资源利用效率,按照政府部署要求,西部镁业积极融入盐湖产业基地建设,建成年产2000吨镁基插层结构材料和年产20000吨镁基环境修复材料,解决盐湖资源循环利用中的关键技术问题,对今后盐湖镁钙等副产物大规模利用、变废为宝以及探索解决我国土壤重金属污染路径提供科技支撑。

2023年,国务院国资委发布了《创建世界示范企业和专精特新示范企业名单》,青海省国资委监管企业西部矿业集团所属西部镁业入围“创建世界专精特新示范企业”名单,系青海省入围的国有企业,为青海省中小企业高质量发展提供了发展样板,发挥了示范引领作用。


历经十几年技术攻关和产业应用研究,西部镁业为盐湖基地建设积累了经验,储备了技术,在盐湖镁资源综合开发利用上做到了国企担当,在非金属镁化合物产业起到了引领作用。





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