12月12日,在府谷县众鑫有限责任公司厂区内,工人正通过行车将原料加入垂直的还原罐中冶炼,这道工序完成后,即可直接还原出原镁,而且纯度不低于国家标准。
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金属镁是榆林市的特色产业,通过近20年的发展,榆林镁产业已经在全国、全球金属镁行业中占据了重要地位,自2012年以来,镁产量连续8年稳居全国、全球区域产量第一,榆林镁以兰炭产业为基础,以兰炭生产副产的荒煤气作为燃料炼镁,形成了煤-兰炭-硅铁-金属镁-镁合金材料-镁合金型材和镁合金压铸件的资源综合利用循环产业链,大大降低了榆林镁冶炼成本,相比较山西等金属镁产地有较强的竞争优势。但是,原有冶炼工艺也有明显的短板,制约了镁冶炼产业的可持续发展和镁合金的扩大应用,主要短板是工艺流程长、机械化程度低、生产效率低、环境影响较大等。
榆林市镁及镁合金科技创新有限公司董事长邱瑞敏介绍:“过去,采用通用皮江法原镁冶炼工艺生产的熔剂精炼原镁的纯度一般只有99.8%,最高只有99.95%,并且含有氯化物熔剂残留,难以满足高端镁合金的原料要求。同时,现有横罐原镁生产工艺流程长、机械化程度低、生产效率低、烟气和还原渣余热不能充分有效利用、熔剂精炼工段产生有毒有害气体和废渣污染,严重制约镁合金应用乃至镁工业发展。”
为更好地推进镁铝产业发展,榆林市在2018年编制了《榆林镁铝产业规划》,并成立了榆林市千亿级镁铝产业领导小组,力图在5年内实现镁铝产业千亿级的突破,将镁铝产业打造为榆林工业产业的另一个增长极。经过市千亿级镁铝产业领导小组的大力推动,2019年1月,榆林市镁及镁合金科技创新有限公司与郑州大学签订了《高品质镁“两步法”绿色冶炼工艺技术及产业化项目合作合同书》,计划用2至3年时间,研发并新建一台年产1000吨高品质镁新型冶炼技术还原炉单元模块及其配套系统,作为产业化示范平台,进行相关工艺验证及工业化生产示范。榆林市镁及镁合金科技创新有限公司也应运而生,致力于更好地实现榆林金属镁冶炼工艺的转型升级。
由何季麟院士领衔、张少军教授具体负责的郑州大学“镁基技术与材料”研发团队,在深入研究镁冶炼物理化学、热力学和动力学问题的基础上,找出并解决了国内外镁冶炼工艺存在的共性及关键技术问题,提出“高品质、短流程、绿色节能冶炼”技术路线,将目前主流镁冶炼工艺由“煅烧+还原+精炼”的“三步法”缩短为“煅烧+还原”的“两步法”,不用精炼即可产出原镁纯度不低于国家标准《原生镁锭》中Mg9995B质量水平的原镁,可直接用于镁合金生产,省去了现有工艺中的重要污染源——精炼工序,显著缩短冶炼工艺流程的同时简化合金化工艺,并且高效利用烟气和还原渣高温余热,实现了高品质镁低成本、短流程、绿色节能冶炼。
郑大项目即“高品质镁‘两步法’绿色冶炼工艺技术及产业化”项目,2020年10月,该项目完成基础设施建设和设备安装,并于2020年12月迎来了首次试生产。公司技术部负责人李玉碧介绍:“2021年4月,我们针对第一次试验中存在的问题,进行整改提升,新的设备于6月运到项目现场,安装调试后于2021年7月开始了第二次试生产,顺利产出金属镁21吨,且品质较去年有了大幅提升,超出预期效果。2021年10月开始第三次试生产,本次试生产旨在彻底解决各项生产问题,有望实现年产1000吨高品质镁的最终目标。截至目前已连续生产两个多月,设备运行正常,各项数据合理,产品质量稳步提升。从生产过程和试验数据表明,新型冶炼技术的生产规模、资源利用率、产品质量都有了较大提升,污染物排放量明显降低。”
邱瑞敏分析,榆林市金属镁产业需要依托兰炭产业发展,是紧靠兰炭厂廉价荒煤气,以低成本优势逐渐占领市场,成为世界最大的原镁产地,所以兰炭厂的规模直接制约着镁厂的产能。在不增加兰炭厂规模的情况下,建设年产2万吨规模的竖罐冶炼项目是较为合理的选择,可以降低投资,减轻镁厂的资金压力,而且不增加产能,在当前双碳背景下容易获得行政许可。
邱瑞敏坦言:“本项目的成功运用极大地促进金属镁行业发展,同时还降低了能耗和碳排放,促进榆林镁产业绿色转型升级,降低榆林金属镁产业能耗压力和环保压力,对于稳定市场行情起到积极意义。下一步,公司计划建设年产2万吨金属镁的工业化试生产项目,彻底摸清摸透竖罐冶炼技术存在的问题,解决从实验室到工业化的不确定性,为下一步大范围推广做好技术保障。”
内容来源:榆林发布 榆镁科创
本篇文章来源于微信公众号: 尚镁网