高純響水鎮(zhèn)氧化鎂的應(yīng)用

      高純氧化鎂是精細(xì)化工產(chǎn)品和高溫耐火材料，具有優(yōu)良的耐酸堿性和電絕緣性，良好的光透過(guò)性，高導(dǎo)熱性，廣泛用作高溫耐熱材料，大量用于航空航天電子等各個(gè)高端領(lǐng)域。

      隨著工業(yè)的發(fā)展，高純氧化鎂在傳統(tǒng)領(lǐng)域的應(yīng)用規(guī)模日趨擴(kuò)大，新的應(yīng)用領(lǐng)域也在不斷的探索與開(kāi)拓，市場(chǎng)容量不斷擴(kuò)大。從發(fā)展趨勢(shì)看，高純氧化鎂消費(fèi)比重逐年上升。

      高純氧化鎂在陶瓷行業(yè)用作陶瓷坩鍋、基板等原料；在電子、電器行業(yè)用作磁性裝置填料、絕緣材料及各種載體。99%以上高純氧化鎂是當(dāng)今世界上生產(chǎn)取向硅鋼片最好的化工原料。此外，用高純氧化鎂作為原料，還可以生產(chǎn)電熔氧化鎂單晶、高純電熔氧化鎂、納米級(jí)氧化鎂等專(zhuān)用特種氧化鎂系列產(chǎn)品，這些產(chǎn)品在電子、電器、光學(xué)、儀表、冶金、國(guó)防與航空航天等領(lǐng)域中都有廣泛的應(yīng)用。

      1966～1971年冶金部遼鎂公司、鞍山焦化耐火材料設(shè)計(jì)研究院、洛陽(yáng)耐火材科研究院合作，利用青海鹽湖水氯鎂石為原料，采用噴霧法和熱解法進(jìn)行優(yōu)質(zhì)氧化鎂的開(kāi)發(fā)研究，取得了一定成效。

      1985年華東師范大學(xué)的孫國(guó)清教授對(duì)海水石灰法進(jìn)行改進(jìn)，研究出純度99.5%的高純低硼氧化鎂，結(jié)束了我國(guó)不能自主研制生產(chǎn)高純(超過(guò)99%)氧化鎂的歷史。但由于工程化技術(shù)等問(wèn)題，未能實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)。

      2000年6月，由李通、陳彩常研究的蛇紋巖化學(xué)濕法生產(chǎn)高純氧化鎂一次性試產(chǎn)成功，2001年開(kāi)始正式生產(chǎn)。該項(xiàng)目的成功投產(chǎn)結(jié)束了中國(guó)人不能批量生產(chǎn)99%以上高純氧化鎂的歷史，并得到了國(guó)內(nèi)外專(zhuān)家高度重視。

      我國(guó)每年進(jìn)口高純度海水鎂砂約40萬(wàn)噸。在鋼鐵企業(yè)全面轉(zhuǎn)型升級(jí)的環(huán)境下，預(yù)計(jì)中國(guó)整個(gè)鋼鐵行業(yè)對(duì)高純鎂砂的年需求量是140萬(wàn)噸至160萬(wàn)噸。

目前，國(guó)內(nèi)外制備氧化鎂生產(chǎn)工藝主要為礦石煅燒法和海水/鹵水提純法，礦石煅燒法氧化鎂純度最高僅有98.5%，已無(wú)法完全滿(mǎn)足我國(guó)冶金等高端制造產(chǎn)業(yè)需求。

目前主要制備方法

      高純氧化鎂的生產(chǎn)一般是采用普通氧化鎂的制備方法，并通過(guò)特殊的除雜工藝來(lái)實(shí)現(xiàn)的。

      目前國(guó)內(nèi)主要運(yùn)用第三種方法，即利用液體或固體礦為原料，先制備出純度比較高的氫氧化鎂，再在一定溫度下煅燒氫氧化鎂而得到高純氧化鎂。

      相比于之前獲取氧化鎂常用的菱鎂礦煅燒法和海水/鹵水合成法，使用我國(guó)自主研發(fā)的原電池法工藝可獲取超高純度氧化鎂，純度可達(dá)99.95%，并且成本更低，工藝路線更短，產(chǎn)品成品率更高，且生產(chǎn)過(guò)程伴隨產(chǎn)生大量?jī)?yōu)質(zhì)直流電。

      原電池法選用鎂作為燃料電池的陽(yáng)極金屬材料，增加了燃料電池生產(chǎn)、運(yùn)輸、儲(chǔ)存、加注環(huán)節(jié)等各個(gè)環(huán)節(jié)的安全性，在短時(shí)間內(nèi)將鎂轉(zhuǎn)化為氧化鎂，增值近50%；同時(shí)在獲取超高純度氧化鎂的過(guò)程中可實(shí)現(xiàn)無(wú)工業(yè)三廢排放。同時(shí)，原電池法突破性的使用了碳基非貴金屬催化劑，較傳統(tǒng)貴金屬催化劑，降低了燃料電池制造成本、提升了性?xún)r(jià)比。碳基非貴金屬催化劑在此領(lǐng)域的全球范圍內(nèi)處于領(lǐng)先地位。

      據(jù)了解，超高純度氧化鎂長(zhǎng)期被日本、歐美等國(guó)家壟斷；受產(chǎn)能和品質(zhì)制約，我國(guó)每年需要從以色列、歐洲和日本等國(guó)大量進(jìn)口高純度氧化鎂，缺口巨大。目前，原電池法超高純氧化鎂/電力聯(lián)產(chǎn)項(xiàng)目已經(jīng)正式進(jìn)入產(chǎn)業(yè)化的初步階段，預(yù)期在2022年實(shí)現(xiàn)千噸以上規(guī)模量產(chǎn)，2023至2025年實(shí)現(xiàn)產(chǎn)能20萬(wàn)噸至30萬(wàn)噸，將為鋼鐵、冶金、陶瓷、高溫材料等重工業(yè)領(lǐng)域提供轉(zhuǎn)型升級(jí)必須的基礎(chǔ)材料。