高純氧化鎂一般指純度大于98.5%的氧化鎂產品,具有超高的熔點、良好的導磁性和的絕緣性能等優異物理性能及特定的化學性能,其開發及實現工業化,對支撐電子、國防、航天及陶瓷等行業的發展起到極為關鍵的作用。例如:
高純氧化鎂在陶瓷行業用作陶瓷坩鍋、基板等原料;在電子、電器行業用作磁性裝置填料、絕緣材料及各種載體;99%以上高純氧化鎂是當今世界上生產取向硅鋼片更好的化工原料。此外,用高純氧化鎂作為原料,還可以生產電熔氧化鎂單晶、高純電熔氧化鎂、納米級氧化鎂等專用特種氧化鎂系列產品,這些產品在電子、電器、光學、儀表、冶金、國防與航空航天等領域中都有廣泛的應用。
目前,中國已是世界鎂資源大國,鎂產量大國,氧化鎂產量大國,但令人痛心的是,我國在相對高端領域極為重要的高純氧化鎂方面整體實力仍較弱,很大份額仍依賴于進口。
資源儲量、產量連續多年全球
“氫氦鋰鈹硼,碳氮氧氟氖,鈉鎂鋁硅磷,硫氯氬鉀鈣……”這是許多人學生時代都曾背過的化學元素口訣,其中,就出現了鎂元素。
鎂是地球上儲量最豐富的輕金屬元素之一,在地殼中的含量達到2.1%-2.7%,在所有元素中排第六位,是僅次于鋁、鐵、鈣居第四位的金屬元素。
含鎂礦物主要來自白云巖、菱鎂礦、水鎂礦和橄欖石等。海水、天然鹽湖水也是含鎂豐富的資源。
我國是世界上鎂資源最為豐富的之一,鎂資源礦石類型全,分布廣,總儲量占世界的22.5%,居世界。
其中,菱鎂礦儲量居世界首位,已探明菱鎂礦儲量34億噸,占世界菱鎂礦總儲量的28.3%;我國含鎂白云石礦豐富,白云石資源遍及我國各省區,特別是山西、寧夏、河南、吉林、青海、貴州等省區,現已探明儲量40億噸以上;我國4大鹽湖區鎂鹽礦產資源的遠景儲量達數十億噸,其中,柴達木盆地內大小不等的33個鹵水湖、半干涸鹽湖和干涸鹽湖,蘊藏著儲量占全國位的鎂鹽資源;我國海域水中的鎂合金達到0.13%。
產量方面,全球鎂錠產量較為穩定,每年產量在100萬噸左右,而中國是全球鎂錠主產國,從2016年至今中國鎂錠產量市占率均保持在80%以上。據中國有色金屬工業協會鎂業分會數據:2023年全球原鎂產能163萬噸,全球原鎂產量100萬噸,中國原鎂產量82.24萬噸,占比達82.24%。
全球鎂市場對中國非常依賴,在幾年前,《金融時報》曾稱:由于中國的減產,整個歐洲的鎂儲量正處于一個“危險的低水平”。歐洲鋁業(European Aluminum)、歐洲金屬協會(Eurometaux)、全球產業總工會(IndustriALL)等歐洲行業組織曾發布共同聲明,強調“從2021年9月開始,中國鎂的供應要么停止,要么大幅減少,導致了前所未有的國際供應危機。”聲明稱,歐洲各國政府和歐盟委員會應當“立即與中國合作伙伴采取緊急行動,緩解短期的嚴重短缺問題,以及對歐洲工業的長期供應影響。”
可見,中國在全球鎂相關產業中占據了極為重要的地位,無論資源總儲量還是總產量均為世界。
此外,中國還是全球更大的氧化鎂生產國,年生產總量占全球總產量的75%以上,但低端氧化鎂產品占據主要市場份額。
高純方面仍得看歐美日臉色
相比高純氧化鋁、高純石英砂等動輒4N(99.99%)、5N(99.999%)的純度,純度98.5%的氧化鎂便可稱為高純氧化鎂,有時98%純度的氧化鎂也被列入“高純”行列,由此可見其難得之處。
我國氧化鎂生產起源于沿海地區大連、天津等地,以苦鹵為原料,采用純堿法生產氧化鎂。但該方法能耗和成本高,發展緩慢。后來白云石碳化法(國外稱為Patterson法)開發成功,因生產成本較低,得到了較快的發展,生產能力逐漸轉向河北、山西、湖南、四川等白云石儲量豐富的地區。但由于白云石碳化法得到的氧化鎂中鈣含量較高,生產高純產品受到限制。
目前市場上對于高純氧化鎂的需求量巨大,2022年我國高純氧化鎂需求量為99094噸,2015年以來我國高純氧化鎂需求復合增速為7.87%,當前處于供不應求的狀況。從經濟角度來分析,以純度為99.5%的高純氧化鎂為例,其價格是一般工業級氧化鎂價格的十倍左右,而生產成本只是工業級氧化鎂的一倍,具有很高的附加值。
在國外,大多數生產高純氧化鎂和高純鎂砂的生產廠均以鹵(海) 水為原料,如荷蘭畢立頓耐火材料公司和以色列死海方鎂石公司是以苦鹵和咸水作鎂源,日本、美國大多以海水為原料,只有希臘的費密斯可公司是以天然菱鎂礦做原料。上述各公司生產的鎂砂特征是MgO含量高,為98%~99%;B2O3的含量低,在0.07%以下。
日本生產的海水鎂砂純度更高可達99.9%,在海水生產高純鎂產品技術方面處于地位。此外,日本由于富產優質石灰石,因此在日本企業采用白云石/石灰石法生產的部分高純氧化鎂含量高達99.5%。
而現階段我國高純氧化鎂采用的主要是工藝簡單、成本較高的純堿法和資源利用率低、對于環境產生巨大威脅的氨法,且生產企業普遍規模較小,產能較低,已無法完全滿足我國冶金等高端制造產業需求,不得不從歐美日等地區和進口高價產品。
小結
目前來看,盡管我國鎂資源儲量、鎂及普通氧化鎂產量都高居全球,但在高純氧化鎂方面我國發展水平仍弱于國外,部分需求仍依賴于歐美日等和地區。但可以看到的是,我國的高純氧化鎂生產水平也取得了顯著的進步,誕生了一批具備一定實力的生產企業,考慮到目前的供需狀態與市場格局,今后將有廣闊的國產替代空間在等著他們。
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