20 世紀初世界原鎂產(chǎn)量的 80%由電解法生產(chǎn)，20%由熱還原法生產(chǎn)。90 年代后熱還原 法原鎂產(chǎn)量迅速增長，加之電解法的生產(chǎn)成本較高，國內(nèi)外的電解法紛紛關閉。目前，世界 原鎂 80%由熱還原法生產(chǎn)，其中 90%以上由熱還原法中的皮江法生產(chǎn)。
【鎂冶煉技術發(fā)展歷程】
鎂冶煉行業(yè)是一個高能耗的能源密集型行業(yè)。生產(chǎn)鎂的過程中會產(chǎn)生大量三廢，其單位 金屬的溫室氣體排放量是鋼鐵行業(yè)的 5 倍。早在 08 年發(fā)改委就發(fā)布了《鎂冶煉企業(yè)單位產(chǎn)品 能源消耗限額》并且該能源消耗限額強制性國家標準逐漸嚴格。2011 年發(fā)改委在《產(chǎn)業(yè)結構 調(diào)整指導目錄》中將鎂冶煉列入限制類名單。隨著我國提出“碳達峰、碳中和”目標和相關 環(huán)保政策，高能耗、高污染的工藝現(xiàn)狀與日益收緊的節(jié)能、環(huán)保政策之間的矛盾越發(fā)凸顯， 我國鎂冶煉行業(yè)提出了諸多機遇和挑戰(zhàn)。 二十世紀九十年代初，得益于豐富易取的原材料、低廉的勞動力和早期粗放的環(huán)保要求， 技術門檻相對較低的皮江法真空硅熱煉鎂工藝在我國得到推廣。皮江法是利用硅鐵(Si>75%) 還原煅燒后的白云石生產(chǎn)鎂。雖然皮江法煉鎂技術在過去的 20-30 年間取得了很大的進步， 但皮江法鎂冶煉技術存在的問題及挑戰(zhàn)還有很多：“三廢”排放多、熱還原反應生成金屬鎂的廢渣，仍未得到較好的處理，環(huán)保壓力大；能耗高、成本高；自動化、智能化水平低； 不能實現(xiàn)連續(xù)化、規(guī)模化；資源綜合利用低。
鋁熱法
鋁熱法煉鎂作為一種高效、節(jié)能、環(huán)保的煉鎂技術，是在碳中和背景下真空熱法煉鎂的 發(fā)展方向之一。鋁熱法是采用鋁粉為還原劑的一種金屬熱還原法，鋁熱法煉鎂技術以氧化鎂 或白云石為原料以鋁粉為還原劑在真空條件下熱還原制取金屬鎂，同時副產(chǎn)輕質碳酸鈣和鎂 鋁尖晶石或鋁酸鈣水泥。生產(chǎn)過程中無廢渣、無廢水外排，環(huán)境友好。 鋁熱法解決了白云石煅燒尾氣排放問題；解決了鎂冶煉過程中還原渣的問題，實現(xiàn)了“廢 氣、廢渣”零排放。能減少鎂行業(yè) 50%土地的占用，還原物料總量減少 52％；實現(xiàn)了“廢氣、 廢渣”零排放；打造環(huán)保節(jié)能企業(yè)，清潔生產(chǎn)；有利于優(yōu)化金屬鎂產(chǎn)業(yè)結構和我國鎂行業(yè)可 持續(xù)發(fā)展。
相較于皮江法，鋁熱法一方面能耗更低，去除鎂鋁尖晶石及輕質碳酸鈣產(chǎn)品后，噸鎂能 耗 0.561tce/t；另一方面碳排放更低，在清潔生產(chǎn)上更進一步。
實際上由于改變生產(chǎn)方法需要新建生產(chǎn)線，年產(chǎn) 100kt 金屬鎂的生產(chǎn)線需建設投資 15 億 元，項目建設也需要 16~18 個月，并且需要鋪設輕質碳酸鈣和鎂鋁尖晶石的銷售渠道，鋁熱 法的使用規(guī)模暫不及皮江法。
真空碳熱還原法
真空碳熱還原煉鎂(VCTRM)工藝具有低成本、低能耗、低資源消耗、環(huán)保等優(yōu)點，被認 為是一種理想的鎂清潔生產(chǎn)工藝。 真空碳熱還原相比于皮江法和電解法能耗分別降低了 42.9%和 27.5%。并且相比于皮江 法，碳熱法可處理的原料更廣，菱鎂礦和硅鎂鎳礦都可作為提取金屬鎂的原料。
碳熱還原煉鎂在成本和能耗方面都要低于皮江法，生產(chǎn)過程中冷凝鎂易燃易爆的問題目 前得到一定程度的解決，但是鎂蒸汽與 CO 發(fā)生逆反應污染冷凝鎂的關鍵問題制約了其工業(yè) 化應用。
再生鎂技術
鎂及其合金是易于回收的金屬，目前使用的鎂合金均可以回收。報廢鎂合金產(chǎn)品回收處 理技術，不僅對于減少環(huán)境污染、節(jié)約能源、降低成本、延長使用周期具有重要意義，也有 利于緩解鎂供給受限和下游需求大的市場矛盾。各地大型鎂加工企業(yè)也開始投入資金和技術 開發(fā)回收技術，像重慶鎂業(yè)股份有限公司為了開發(fā)鎂資源專門成立了萬盛鎂廠，其中一個很 重要的職能就是對壓鑄生產(chǎn)過程中的廢件及毛邊料和失效報廢鎂合金零部件進行回爐提煉， 生產(chǎn)出合格的再生錠，其成本和質量遠遠優(yōu)于鎂礦產(chǎn)品。
天然氣替代煤炭作為鎂冶煉能源
天然氣較煤的利用效率更高,燃燒排放的 CO2、SO2、NOX 以及煙塵較少,可在節(jié)能減排 過程中發(fā)揮重要作用。噸鎂冶煉需約 1100m3 天然氣，1m3 天然氣與相應可替代的煤炭相比, 可節(jié)約能量 11%～73%,減排二氧化碳 47%～84%,氮氧化物 44%～95%,二氧化硫和煙塵近 100%。根據(jù)公司公告，云海金屬旗下五臺山云海、巢湖云海部分采用天然氣替代煤，有利于 降低能源成本。 總體看，雙碳背景下低碳技術及能源結構升級將加速推動鎂冶煉低碳環(huán)保工藝發(fā)展，具 有相應技術的企業(yè)將獲益于成本降低及得到更多市場機會。
來源：未來智庫
