為什麼中國使用的煉鎂技術是皮江法(Pidgeon Process)?

講師(英國人)介紹煉鎂技術,美國使用的是電解氯化鎂,使用皮江法的主要是中國。而且提到中國鎂儲存量十分豐富,且產量佔世界50%。目前中國有大量的對新型鎂合金的研究。但是皮江法作為舊式方法高能耗,高污染。既然鎂及鎂合金在國內未來地位很重要,是什麼因素導致了中國煉鎂技術上的落後?謝謝。


1、數據

https://en.wikipedia.org/wiki/Magnesium#Production

其中美國的US magnesium背靠Great Salt Lake(GSL), Israel的Dead Sea Magnesium(DSM)背靠Dead Sea,電解法需要的MgCl2需要大量高濃度海水,或鹽水,此外,高濃度的海水需要高強度的日光蒸髮結晶,以便和NaCl 、KCl分離。GSL的Mg濃度經過日光蒸發後能到普通海水濃度的3-4倍,DSM的就更不用說了,每年都在縮減的面積加上超高的鹽濃度,工廠是直接建在海邊抽取海水的。

返回來說中國,中國有哪些地方能進行Mg海鹽富集的?察爾汗鹽湖,青海去年成立聯合體,結合Mg和鹽湖研究。青海成立鎂產業技術創新戰略聯盟 整合業內科技資源

澳洲昆士蘭有露天菱鎂礦,用鹽酸浸出可以獲得氯化鎂。

以上是電解法的基礎。

再說為何當初我們選擇了皮江法。中國的大範圍工業產Mg大概在1990年。冷戰結束後,俄國和中國的鎂進入西方市場,由於俄國人和我們都對Mg的市場化不熟悉,加之中間的應用很少,自己不消化原鎂,於是用價格壓力強行介入。1990年的時候,Dow 還佔有世界市場的30%,是世界上最大的單個供應商,並對20世紀最後十年Mg增長2-3%抱有充足的信心。然而,到1998年的時候,Dow關閉了自己的唯一一個Rolling Mill,宣布退出鎂市場。短短八年時間,從信心滿滿到黯然退出,過渡真是快了點兒。從而也說明了一個簡單的論點,搶佔市場靠什麼?無他,唯低成本。

高成本主要在三個方面,原料和能源,人力。之前的答案沒考慮人力成本,錯。

一、原料說過了,電解法對應的原料中國並不富裕。不要說25年前跑去青海搞建設,就是現在,也只是產業尋求新增長點、低端市場飽以及國家建設規劃多方作用才有的結果。這和Mg儲量50%形成對比。

二、能源,電解需要電。90年代的時候,基礎工業根本就沒有電力分配給當時還沒找到市場門路的Mg,即便現在,Mg的大範圍應用都還只是研究方和用戶麻桿打狼兩頭害怕的程度,在農村照明都成問題的情況下,不可能把電能分配過去。這點和美國沒得比。此外,無論哪種方法,對能源的依賴都會把原料,能源,方法綁定在一起,比如挪威的Norsk Hydro,依靠的是強大的水利發電能源才在Mg電解上立得住腳。

那為何中國選擇了皮江?因為中國不缺白雲石和菱鎂礦,同時也不缺少另外一種重要原材料,硅鐵。90年代的時候,中國自己的硅鐵極為便宜;至於能源,中國的煤礦在山西遍地開花,且在早年幾乎沒有監管。這也是為什麼大中國80萬噸的年產量主要集中在山西河南寧夏幾個地方。

三,人工成本。

便宜。皮江法的用工需求是電解法的十倍左右,且勞動強度大,工作環境惡劣。三十年前的人工成本,大家應該能夠想見,加之主要生產地在西北內陸。能夠有穩定的工作就不錯了,工資自然是能多低就多低。甚至有人認為中國生產這東西純粹為了提供就業。考慮到該產品當時的國際價格,以及國內狀況,這說法很可能是對的。即便不是政府主導,也至少順應了政府想法。

除了三個主要因素,還有一個在當時很重要,但現在可能不明顯的問題。皮江法的開工門檻比電解法低了不只兩個數量級。基本上只要有煤,有幾乎全世界都有分布的鎂礦,有低成本硅鐵,有個能容納幾十公斤的坩鍋,搭上真空機,三五人三班倒,就可以開工了。更大規模的生產,以上設備按比例增加即可。一句話,家庭作坊都能搞起來。相比而言,電解有更多設備門檻,技術門檻,安全規範等限制。據說,中國方面當時的年產量連中國政府自己心裡都沒數兒。因為太分散了,幾十上百個小廠商都在搞。

也就是這種搞法,1916年開始生產鎂的美國傳奇企業Dow 硬被擠黃了!讀一本介紹這個公司和鎂這個產品歷史的書時,不禁唏噓不已。

一旦歷史形成,技術便會縮在一個小區域,等待這種技術不再有優勢的時候才能被其他方法替代。這種優勢可能是技術層面的,也可能是立法層面的,還可能是國家規劃層面。

說落後,我們真的落後嗎?也許技術上是的,但經濟考量上,中國商人從來都不傻。

為何我們技術上這麼落後?牆角的灰,我們習慣在來客人的時候才去掃,因為其他時候,有其他事情不得不做。


這個問題很好,我理解的幾個原因。

1.資源問題,皮江法所需要的資源國內是富有的。

2.國內鎂合金的,目前都是民營企業,所以首先考慮的是成本收益。電解法目前的成本明顯高於皮江法。

3.歷史問題。鎂合金價格上漲的應該是在蘇聯解體後,後來隨著加入WTO繼續,在這個過程中,越來越多的民企加入。到現在國內佔了90%左右的原鎂產量。

當然,國內對皮江法做了優化,目前能耗下降了一些。

4. 產量問題。 目前鎂的用量全球最大也就100萬噸,主要用在鋁合金的添加劑,壓鑄件,鋼中的還原劑等,用於產品的除了壓鑄外量很小的;而一個鋁合金擠壓廠,忠旺之類較大的已經達到70-80萬噸了。和鋼鐵對比的話,寶鋼之類的都是千萬噸級別的,數量級差別太大了。

5. 除了壓鑄外,變形鎂合金產品目前沒有量大應用領域;而壓鑄件,主要是汽車的裝飾件,這些對性能其實是沒啥要求的。 擠壓產品除了熱水器陽極之外,也就微軟surface pro 平板電腦外殼現在算是比較大一個量,一年一萬噸左右吧。鎂合金的應用領域,並沒開發出來。這些從應用端就沒啥需求,再反饋到原鎂上,自然沒啥新的要求了,皮江法現在就足夠了。


這個問題很好


礦石類型決定的


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