辽宁菱镁矿资源现状及发展意见

赵海鑫

辽宁省镁资源保护办公室 辽宁沈阳11000l

1辽宁菱镁矿资源储量及开采现状

 

菱镁矿是世界上最重要的耐火原料之一。辽宁 菱镁矿石的储量、产量及镁质耐火材料生产量、出口 量均居世界首位。辽宁菱镁矿资源主要分布在海城、 大石桥、岫岩、凤城、宽甸、抚顺等地区，目前已经地质 勘查的矿区有12个，保有储量25.77亿t，约占全国 总储量的85%，约占世界总储量的20%。

辽宁菱镁矿品位高，杂质少，工业利用价值高。 在已探明的总保有储量中，LM一46、LM一45品级菱 镁矿储量占总储量的一半以上，其中，LM一46品级以 上的菱镁矿占总储量的40%左右。此外，辽宁省菱 镁矿资源集中，矿床巨大，如海城一大石桥菱镁矿带 的矿体长50 km，宽2—6 km，而且埋藏浅，极适合露 天大规模机械化开采;另外，矿带处于经济发达的辽 南地区的丘陵地带，公路、铁路运输十分方便。这些 有利条件使辽宁的菱镁矿采矿业迅速发展，并逐渐形 成中国乃至世界的菱镁矿石生产、供应基地。

辽宁现有矿山开采企业12l家，年开采量约 1 200万一l 500万t，全部供省内生产企业使用。目 前已开采的菱镁矿山中，大型菱镁矿山(储量≥5 000 万t)有4座，中型菱镁矿山(储量在1 000万~5 000 万t)有9座;从分布情况看，海城地区33座，大石桥 地区有27座，岫岩地区有22座，凤城地区有10座， 宽甸地区有10座，抚顺地区3座，其他地区零星分布 16座小矿山。

 

2辽宁镁质耐火原料主要产品及生产现状

 

辽宁菱镁矿石主要用于煅烧轻烧氧化镁、烧结镁 砂、电熔镁砂等耐火原料。辽宁现有各类用于生产耐 火原料的煅烧炉窑2 771座，其中轻烧窑1 367座，重 烧窑454座，电熔炉950座。2008年共生产轻烧氧化 镁395万t，其中出口15.8万t;生产烧结镁砂(含中 档镁砂、高纯镁砂)452万t，其中出口63.8万t;生产 电熔镁砂128万t，其中出口37.4万t;生产合成镁砂14万t，其中出口4万t。

 

2.1轻烧氧化镁

 

轻烧氧化镁是一种十分重要的基础镁质原料，所 有镁质深加工产品都必须以它为基础原料。根据其 化学成分及形状不同分别应用于：压球制造各种品位 的高纯镁砂和中档镁砂;与含Al：O，原料合成尖晶石 等复合材料;生产电熔镁砂(耐火级或电工级);作转 炉脱硫粉剂的基础原料;作深加工镁质制品的基础原 料，如轻质MgO、轻质MgCO。等;作镁肥和菱镁化工 产品的基础原料。传统的轻烧氧化镁是用原矿石在 反射炉中焙烧加工而成的。其生产工艺近几年来有 了较大的改进，主要包括：1)将原来直接烧烟煤改为 烧煤气发生炉产生的半煤气进行焙烧，解决了黑烟排 放对环境的污染，并提高了热效率;2)对窑型进行了 适当改造，增大了窑的容积，提高了产量，降低了燃料 单耗;3)对出窑热料的显热进行回收利用，提高了热 工效率，降低了煤耗。这一措施已在西洋集团进行了 初步试验，并取得了效果。

 

2.2烧结镁砂

 

烧结镁砂主要用于低档镁砖的生产以及作为补 炉料的主体原料。由于采用二、三级菱镁矿原石，并 用竖窑生产，产品的价位较低，有一定的市场。该产 品生产的主要问题是污染粉尘的排放。目前，辽宁正 在对烟尘污染等问题采取相应措施。

 

2.3中档镁砂

 

中档镁砂是含MgO约95%(质量分数)的烧结 镁砂，是采用轻烧氧化镁粉为原料湿法成球，以焦炭 为燃料在竖窑内烧结而成的。中档镁砂是镁质制品 中一个重要的的镁砂品种，主要应用于中档镁砖、直 接结合砖和镁尖晶石砖，以及一些镁质不定形耐火材 料中。近几年，辽宁中档镁砂在工艺上也做了很大改 进，主要有：

1)为提高纯度和减少灰分污染，采用低灰分的白 煤作燃料。这一措施已被广泛采用。

2)改造出窑机械，变原有间歇式出窑为机械连续 出料，稳定了热工制度，提高了产品质量。目前，后英 集团已改造试用成功，年内将全部推广。

3)采用油窑煅烧。为了进一步降低固体燃料灰 分对镁砂的污染，有几家企业试用燃油的竖窑煅烧中 档镁砂获得成功，并且燃料单耗低于过去所用的固体 燃料。目前，海城镁矿总厂用重油烧中档镁砂，已经 连续生产了4个月，生产成本下降明显，产品畅销;后 英集团与西洋集团也正在续建油烧中档镁砂窑。

 

2.4电熔镁砂

 

由于电熔镁砂结晶大、致密，是生产炼钢转炉、电 炉以及精炼钢包渣线用镁碳砖不可取代的最佳主体 原料，其中，低Fe2O3的大结晶电熔镁砂又是电器元 件中良好的填充绝缘材料。但由于生产电熔镁砂消 耗大量电能，属国家能源政策限制发展的产业，其发 展将受到实施分类电价政策的冲击。

电熔镁砂生产企业技术开发的重点是节能。采 取的主要技术措施包括：1)大功率，即更换大功率变 压器。2)合成精料。电熔炉所投原料由原来的单一 生矿变为部分轻烧熟料，并尽量提高其原料纯度。如 海城镁矿采用精矿粉与轻烧MgO粉的合成球为电熔 炉的主体原料后，电熔镁砂的电耗由2 900 kw·h降 到2 200 kw·h。而且由于采用精料原则，高品位电 熔镁砂的收获率也相应提高。3)使用低频电源。

 

2.5高纯镁砂

 

高纯镁砂主要用作生产高级直接结合镁砖、镁尖 晶石砖的主体原料，同时可取代部分电熔镁砂作为炼 钢用镁碳砖的原料以降低成本。根据生产实践，高纯 镁砂主要分为3个品种，分别为：特优级镁砂， 础(MgO)≥97.5%，m(CaO)/m(SiO2)≥2，体积密度 ≥3.3 g·cm-3;优级镁砂，ω(MgO)≥97.2%，体积密 度≥3.28 g·cm-3;普通镁砂，ω(MgO)=96.8%~ 97.2%，体积密度≥3.25 g·cm-3。

特优目前在市场上其实并没有稳定供应的产品， 在辽宁仅少数几家企业能生产供应，其价格每吨在 1 700～l 800元，且供不应求。大部分生产高纯砂的 企业，其产品基本上是普通砂，价格为每吨1 100~ 1 300元。高纯砂的市场状况基本属于供需平衡，但 优质砂属紧缺产品。据报道，ω(MgO)≥97.5%， m(CaO)/m(SiO2)≥2，体积密度≥3.4 g·cm-3。的特 优级镁砂，在国外十分受欢迎，需求量很大，且价格很高。但生产这种特优品，除了需高纯的轻烧Mgo粉 外，还需较特殊的生产工艺。

 

3 镁质耐火原料发展意见

 

3.1 进一步整合矿山资源，推广选矿技术

 

近年来，由于对镁质原料需求的迅猛增加，镁矿 的开发与初级原料的开发速度迅猛增加，使矿山开发 的合理性遭到破坏，矿石质量迅速下降，导致各级烧 结砂与电熔砂的MgO含量平均下降了0.5%(质量分 数)以上。现在，原来意义上的特级矿已十分罕见，一 级矿紧缺，特B级矿从10年前的每吨40—50元猛涨 到现在的300元左右。由于缺乏合适的选矿技术，许 多矿山仅开采优质矿石，很多在我国看来相对较差的 镁矿石都未能利用，造成了资源的极大浪费。为合理 有效地利用有限资源，今后辽宁的菱镁矿山还将进一 步整合，通过统一设计、统一开采以实现资源的综合 利用，有效地延长矿山的开采和使用年限，保证行业 的可持续发展。

优质初级原料的紧缺除了矿山不合理开采外，另 一主要原因是优质制品的开发对原料提出了更苛刻 的要求，特优级原料是不能从原矿直接生产出来的。 由于我国菱镁矿石资源相对较好，所以多年来对该类 矿石的选矿技术和理论研究较少。但随着镁矿资源 开采量的增加，优质资源的数量不断减少，而另一方 面，市场对高纯度的镁质材料需求却在迅速增加，仅 依靠原矿生产原料已不能维持优质原料的生产，只有 对原石进行选矿提纯才能生产出优质品位的初级原 料，才能保证原料生产的正常运行。

矿石提纯的方法有：1)浮选提纯生产精矿粉—— 现海城镁矿公司的模式;2)热选提纯，即在生产轻烧 MgO粉过程中进行提纯;3)轻烧MgO粉水浆提纯，即 将轻烧MgO粉制成水浆，利用高纯水浆中杂质矿相 的密度差进行提纯;4)化学与磁选提纯，它是生产电 工级镁砂时用来除铁的一种方法。

以上原料提纯方法，在几种同时使用时可以达到 更好的效果，但最基本的提纯方法还是浮选提纯法。 大规模的选矿厂是一般小企业所无力承担的。目前， 相关企业已逐渐认识到了矿石浮选提纯的重要性，继 海城镁矿总厂成功启动浮选生产系统后，奥鼎公司、 华宇集团也已开始启动浮选项目，其他企业也纷纷着 手准备工作。

 

3.2改进轻烧氧化镁生产工艺

 

轻烧氧化镁作为镁质基础原料，其重要地位不可替代，但其生产工艺还有待进一步改进。传统的反射 炉目前在辽宁广泛应用，虽然解决了用煤烧轻烧镁的 污染问题，但产品的活性仍然难以控制。我们正在引 导企业改用煤气站等方式进一步对现有窑炉进行改 造，并着重改进设备和改善工艺流程，以提高轻烧粉 活性，并进一步降低能耗。此外，用原石浮选后的精 矿粉在沸腾炉、多层炉或悬浮炉内焙烧，其活性也大 大优于反射炉焙烧制品，目前，奥鼎公司的多层炉、后 英集团的悬浮炉都已经开始试生产。同时，个别企 业也开始尝试用平窑生产轻烧氧化镁，如果成功，成 本降低将十分显著。相信这些尝试会为轻烧氧化镁 生产工艺的改进积累经验。因此，生产工艺的改进 不仅会提高产品质量，而且提高产量，以满足市场的 需求。

 

3.3控制烧结镁砂产量，调整生产工艺

 

烧结镁砂目前市场上总体来说供大于求，普通烧 结镁砂的市场竞争力较弱，部分品种正在被替代。同 时，生产工艺的调整也在逐渐进行，目前，普通焦烧镁 砂有被油烧中档砂取代的趋势。

 

3.4高纯镁砂技术成熟市场稳定

 

根据国家的能源政策，今后将实行分类电价，电 熔镁砂涨价已是必然，所以优质高纯镁砂将更为紧 缺。但保证高纯镁砂的质量，提高原料轻烧氧化镁的 质量是关键。华银集团用西藏镁矿煅烧轻烧氧化镁， 获得高质量的原料以生产镁砂可替代部分海水镁砂。 此外，高纯镁砂的油烧窑技术在我国已比较成熟，今 后对其原料工序的进一步技术开发是主要方向。

 

3.5 电熔镁砂生产技术设备改进是必然趋势

 

辽宁电熔镁砂极具竞争力的价格，导致西方海水 镁砂生产大量倒闭，超低的价格也让该产品的应用更 加广泛。目前，辽宁电熔镁砂的供给量占全球需求量 的90%，但该产品是耗能产品，因此电熔镁砂生产中 炉窑的大型化、自动化和采用变频技术等将有助于降 低能耗和控制质量，这是今后发展的趋势。

 

3.6合成镁砂应重点开发

 

近几年，国外高质量合成镁砂的产量显著减少并 逐渐被辽宁的重烧镁砂和电熔镁砂所替代，主要是因 为辽宁的重烧镁砂和电熔镁价格低得多，从经济上是 可以接受的，但合成镁砂的优越性能决定其仍然是今 后发展的方向。

 

3.7用后耐火材料再利用应加强质量控制

 

近几年，随着环保政策的贯彻实施，耐火材料市 场竞争的加剧，用后耐火材料的再利用逐步受到重视。据了解，有的钢厂把用后镁碳砖再贴补到转炉和 电炉衬上，以降低耐火材料的消耗;有的用用后镁碳 砖加工成颗粒作为电炉填充料;特别是有的耐火厂生 产镁碳砖和铝碳砖是加少量用后的镁碳砖和连铸铝 碳材料以降低成本。玻璃窑用AZS砖多数被耐火厂 回收，有的做成各种散状耐火材料，有的作为滑板的 原料，经济效益和社会效益都比较显著，但质量控制 仍是值得注意的问题。

 

4 结语

 

总的看来，西方镁砂生产商由于技术进步，能够 维持甚至提高镁砂产品的质量，在过去的15—20年 间，他们生产的镁砂质量一直保持稳定;而辽宁的镁 砂却相反，优质矿石减少，镁砂产品质量下降。由于 耐火材料行业采取适当措施弥补了辽宁镁砂的质量 下降，因此还未出现耐火材料产品性能下降的情况; 然而，在不久的将来，由于对镁砂质量的要求不断提 高，弥补镁砂质量下降的措施将会变得越来越困难。 主要是因为西方镁砂生产商已经接近他们的产能极 限，大量地提高产能只能通过新的投资来实现，但目 前工艺升级和产能提高的设计还十分有限。此外，由 于财政支出、二氧化碳排放等问题，在很多西方国家 进行新的投资变得很不现实。由于欧盟开始遵守《东 京议定书》，使得欧盟镁砂可能进一步减产。

优质资源的减少以及钢铁冶炼技术对耐火材料 要求的提高，未来用于制作高档耐火制品的原料将向 高纯度、系列、复合方向发展，体积密度>3.40 g·cm-3、ω(MgO)>97.5%的高纯镁砂，以及镁钙系 合成砂等原料实现工业化生产。设备更新换代步伐 加快，小容积的轻烧反射窑、燃焦炭竖窑等焙烧及煅 烧设备逐步被回转窑、悬浮炉、重油竖窑等取代;对传 统的交流电弧炉将逐步采取节能降耗及自动控制装 置，向大功率、直流电弧炉发展。总体上，生产设备向 大型化、自动化、采用清洁能源方向发展。

总之，在镁质耐火材料行业内，随着外资企业的 进入以及企业与国外先进企业的研究机构之间的直 接和间接交流不断增加，产业及技术差距将逐步缩 小。耐火原料出口量逐渐减少，高附加值的高档原料 及制品的出口比例增长明显，出口价格明显提高，企 业创新能力不断提升，国际竞争力不断加强。随着我 国经济的不断发展以及相关领域的技术进步，未来我 国的镁质材料行业将通过开发新产品、新技术和新工 艺，赶上甚至超过世界先进水平。

 

【中国镁质材料网 采编：ZY】