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破解原鎂冶煉的“世界難題”

 

由于質(zhì)量輕，強度比高，鎂及鎂合金被譽為“未來最佳工程材料”。然而，鎂及鎂合金長期受到廣泛質(zhì)疑，鎂合金及其制品屬于低碳產(chǎn)品，但原鎂冶煉過程污染嚴重。消除原鎂冶煉過程中的嚴重污染已成為當(dāng)今科技界一個重大難題，一直困擾著鎂產(chǎn)業(yè)的發(fā)展壯大，制約著鎂及鎂合金的廣泛應(yīng)用。

 

2009年6月27日，以中科院院士過增元為首的專家組評審?fù)ㄟ^了太原市獨創(chuàng)的“鎂冶煉新工藝設(shè)備”。專家們一致認為，金屬鎂冶煉環(huán)境污染這一國際性難題已經(jīng)被太原的科技工作者攻克。這意味著，從煅燒、還原到精煉，太原自主創(chuàng)新研制的“鎂冶煉新工藝設(shè)備”填補了國內(nèi)、國際空白，鎂冶煉全套設(shè)備及零件全部實現(xiàn)了國產(chǎn)化。過去十幾年，太原原鎂冶煉一致處于高污染、高能耗、高物耗的粗放狀態(tài)，低水平重復(fù)建設(shè)嚴重。采用新工藝后，原鎂冶煉實現(xiàn)了“加熱燃料清潔化，熱能使用梯度化，節(jié)能降耗蓄熱化，熔體保護無害化，廢渣利用資源化，生產(chǎn)作業(yè)機械化和生產(chǎn)過程自動化”的生態(tài)冶煉。

 

此后，太原市在陽曲縣建立了新工藝裝備試驗基地，二次系統(tǒng)試驗結(jié)果達到了我市建設(shè)“世界鎂都”提出的技術(shù)要求。冶煉1噸原鎂，國家標(biāo)準(zhǔn)能耗為7噸標(biāo)準(zhǔn)煤，國際最先進的企業(yè)為5噸標(biāo)準(zhǔn)煤，我市降低到了3噸標(biāo)準(zhǔn)煤，僅相當(dāng)于國家標(biāo)準(zhǔn)的4成多。污染減少了，雜質(zhì)減少了，原鎂的品質(zhì)大大提高。用新工藝裝備生產(chǎn)的原鎂，各項指標(biāo)遠遠優(yōu)于傳統(tǒng)工藝。

 

1噸鎂6噸渣。原鎂冶煉會產(chǎn)生大量廢渣，如果這些廢渣得不到有效利用，仍然會成為最大的污染源。按照《太原市綠色標(biāo)準(zhǔn)》，鎂渣應(yīng)用在我市取得重大突破。目前，雙良水泥集團以鎂渣為原料生產(chǎn)的水泥達到了國家標(biāo)準(zhǔn)。最近，西安工大、倫敦一家科研機構(gòu)來并學(xué)習(xí)，該項技術(shù)有望得到更廣泛的推廣。

 

新的工藝技術(shù)裝備引起了國內(nèi)外的高度關(guān)注，國家工信部期待成果上報，韓國、美國等境外客商及科研機構(gòu)紛紛來并觀摩學(xué)習(xí)，希望與太原市進行進一步合作。市經(jīng)信委、鎂業(yè)局籌備組積極與國家工信部制定鎂業(yè)準(zhǔn)入條件。在中國鎂協(xié)等許多部門共同努力下，目前由太原制定的鎂業(yè)行業(yè)準(zhǔn)入條件已經(jīng)在國家工信部網(wǎng)站公示，不日將正式實施。

 

國家準(zhǔn)入條件的實施將為我市鎂產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供一個千載難逢的良好機遇。屆時，我市研發(fā)生產(chǎn)的新工藝設(shè)備將取代原有落后工藝，全國許多采用落后工藝裝備的企業(yè)將被淘汰出局，我市的產(chǎn)業(yè)龍頭地位將更加鞏固。掌握了原鎂冶煉最高端技術(shù)，攻克了原鎂冶煉嚴重污染的世界性難題，我市由以往的原料大市變成了產(chǎn)業(yè)強市。在建設(shè)“世界鎂都”的過程中，太原已站在了世界之巔。

 

打開技術(shù)應(yīng)用的瓶頸

 

鎂及鎂合金被譽為 “未來最佳工程材料”，在航空航天、交通工具、消費性電子等領(lǐng)域已得到十分廣泛的應(yīng)用。在歐美等發(fā)達國家，電動車、摩托車、自行車等交通工具上，鎂合金零部件已取代傳統(tǒng)的鋼鐵部件。一款鎂合金制作的自行車，盡管價格高達數(shù)千元、上萬元，相當(dāng)于普通自行車的數(shù)十倍，仍受到消費者的追捧，供不應(yīng)求。

 

盡管在經(jīng)濟危機蔓延的過程中，一些全球知名的企業(yè)為了降低成本，開始謹慎使用鎂合金等新型材料，原鎂出口大幅減少，但鎂合金應(yīng)用的研發(fā)一直沒有停止。我市抓住經(jīng)濟危機“洗牌”的機遇，集中力量研發(fā)，在鎂合金應(yīng)用方面取得了突破性進展。

 

作為最具節(jié)能減排潛力的未來工程材料，鎂合金的廣泛應(yīng)用受到了技術(shù)手段的制約。長期以來，鎂合金材料只能依靠鑄造獲取。小到富士康生產(chǎn)的手機外殼、電腦外殼，大到汽車、飛機零部件，都屬于金屬鑄件。在實際應(yīng)用中，板材、型材、異型材等很難依靠鑄造獲取。然而，金屬鎂的軋制、鍛造工藝仍然是一個世界性難題，盡管世界上許多國家都在進行相關(guān)研究。

 

目前，太原的金屬鎂生產(chǎn)企業(yè)成了明星。太鋼積極介入鎂合金軋制工藝研究，已取得重要進展。同翔鎂業(yè)、躍進鎂業(yè)已成為鎂合金型材生產(chǎn)的最大企業(yè)，銀河鎂業(yè)的棒材、管材、異型材生產(chǎn)線已開工建設(shè)。嘉美鎂業(yè)生產(chǎn)的電動車輪轂已打入國內(nèi)品牌電動車市場，雅迪電動車使用金屬鎂龍轂后反映良好。聯(lián)合鎂業(yè)與TCL集團簽訂了戰(zhàn)略合作協(xié)議，TCL集團將投入1．5億元介入鎂合金產(chǎn)業(yè)下游加工業(yè)。富士康與寶馬、奔馳等知名汽車制造企業(yè)的合作仍在繼續(xù)。中北大學(xué)的車輪鍛造工藝、金城公司的低壓鑄造工藝也正在緊鑼密鼓地進行……

 

按照金屬鎂產(chǎn)業(yè)振興規(guī)劃，太原近期還將實施太原恒特鎂公司3．5萬噸原鎂冶煉技術(shù)改造項目、華茂鎂制品萬噸鎂合金和稀土鎂合金改造項目；躍進鎂業(yè)2．4萬噸壓鑄件及擠壓件項目；加快嘉美電動車輪轂、滑板項目；啟動山西美光太陽能集熱板、銀河鎂業(yè)鎂合金深加工項目；培育壯大太原恒瑞美、山西龍鎂等一批鎂產(chǎn)業(yè)裝備制造企業(yè)。

 

一旦突破了對鑄造的單純依賴，鎂合金板材和型材可通過軋制、鍛造等技術(shù)獲得，鎂合金的應(yīng)用領(lǐng)域?qū)⒈煌耆蜷_，鎂合金美化我們生活將不再是一個遙遠的夢想。

 

市經(jīng)信委副主任劉元亮自豪地說，目前太原已經(jīng)掌握原鎂冶煉及鎂合金制造的核心技術(shù)，已經(jīng)站在了國際鎂產(chǎn)業(yè)的戰(zhàn)略制高點。在此意義上說，建設(shè)世界鎂都，我們已經(jīng)取得了階段性成果。目前鎂及鎂合金產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值已達到100多億元，如果規(guī)劃順利實施，到2015年全市鎂產(chǎn)業(yè)的銷售收入將達到600億元，成為拉動區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展和結(jié)構(gòu)優(yōu)化的重要力量。