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我市具有豐富的菱鎂礦資源，相關(guān)鎂質(zhì)產(chǎn)品在環(huán)保產(chǎn)業(yè)中具有巨大的應(yīng)用潛力，鎂質(zhì)產(chǎn)品在三大環(huán)境保衛(wèi)戰(zhàn)中，可應(yīng)用于藍天保衛(wèi)戰(zhàn)進行煙氣脫硫，碧水保衛(wèi)戰(zhàn)用于污水處理和水質(zhì)改良，凈土保衛(wèi)戰(zhàn)用于土壤修復(fù)。未來發(fā)展具有美好的前景。
一、鎂質(zhì)材料在煙氣脫硫中的應(yīng)用
(一)國外鎂質(zhì)材料在煙氣脫硫行業(yè)中的應(yīng)用
采用鎂劑進行煙氣脫硫工藝起源于日本，這項技術(shù)于1975年以后由不同公司相繼開發(fā),并逐步取代了燒堿法和石灰法,所用脫硫劑為料漿狀氫氧化鎂,按濕法作業(yè)進行脫硫。在美國,煙氣脫硫是氫氧化鎂的消耗領(lǐng)域之一,美國Zimmor熱電廠是用鎂劑脫硫比較成功的電廠,裝置已運行多年,其特點是鎂劑經(jīng)回收循環(huán)使用。韓國在鎂劑脫硫工藝中著重研究了各種氣—液吸收裝置的功能特性,在一種被稱為環(huán)式雙流塔板吸收器中的脫硫率在95%以上。波蘭華沙工業(yè)大學(xué)開發(fā)的鎂劑濕法煙氣脫硫工藝獲得成功,并在火電廠中廣泛應(yīng)用。
(二)國內(nèi)鎂質(zhì)材料在煙氣脫硫行業(yè)中的應(yīng)用
目前我國煙氣治理技術(shù)90%以上為鈣法。原料為石灰石，石灰各地都有，使用方便，價格便宜，但鈣法設(shè)備龐大、腐蝕嚴重，副產(chǎn)物商業(yè)難度高易產(chǎn)生二次污染。隨著環(huán)保要求的不斷提高，我國鎂法脫硫技術(shù)發(fā)展迅速，已在電廠燃煤鍋爐排煙脫硫脫硝等領(lǐng)域開始實施，均取得良好效果。據(jù)數(shù)據(jù)顯示，截止2015年中國實際投產(chǎn)運行的鎂法煙氣脫硫裝置已達40套，其中投產(chǎn)運行的不僅僅是傳統(tǒng)的發(fā)電廠、電站，并且應(yīng)用在了小型或大型的金屬冶煉行業(yè)，對于脫硫副產(chǎn)物的利用問題已逐步深入尋找多元化的利用途徑，其中氧化鎂再生法和硫酸鎂回收法是目前的主流技術(shù)手段。
(三)鎂法煙氣脫硫
濕法鎂劑脫硫比濕法鈣劑脫硫具有顯著的優(yōu)越性,不僅可以在中小型電廠和化工廠應(yīng)用,在大型電廠中的應(yīng)用前景也很樂觀。我國遼寧、山東等省有豐富的鎂質(zhì)礦物資源,如菱鎂礦及其加工產(chǎn)品輕燒氧化鎂,水鎂石(天然氫氧化鎂),為實施鎂劑脫硫提供了豐富的吸收劑來源。根據(jù)國家《關(guān)于火電廠煙氣脫硫關(guān)鍵技術(shù)和設(shè)備國產(chǎn)化規(guī)劃要點》總體安排,我國當(dāng)前和今后的開發(fā)重點是濕法脫硫,除已廣泛應(yīng)用的鈣法已積累相當(dāng)經(jīng)驗外,在已知的濕法技術(shù)中,鎂劑脫硫從資源、技術(shù)、副產(chǎn)物出路等方面較適合我國國情,加之國內(nèi)有多年鈣法運行經(jīng)驗可資借鑒,有利于鎂法的實施。
濕法鎂劑脫硫?qū)ξ覈痣娦袠I(yè)和化工行業(yè)來說是一項實施可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略、保護環(huán)境、綜合利用資源的新課題,也是一項技術(shù)含量高、具有一定難度又頗具發(fā)展?jié)摿蛻?yīng)用前景的課題。根據(jù)鎂劑脫硫在國外特別是日本的研發(fā)歷程和應(yīng)用狀況,鎂劑脫硫在我國將有著廣闊的發(fā)展前景。
在鎂法脫硫副產(chǎn)物制備硫酸鎂及其應(yīng)用領(lǐng)域，2017年中國生產(chǎn)硫酸鎂企業(yè)有50家左右，產(chǎn)量接近150萬t，其中接近一半的產(chǎn)量出口國外，說明硫酸鎂產(chǎn)品在國內(nèi)外都有廣闊的市場前景。硫酸鎂一般在無機化工領(lǐng)域具有較大的應(yīng)用需求，其中主要集中在建材與輕工業(yè)，例如鎂質(zhì)膠凝材料。另外在紡織、醫(yī)藥、造紙等行業(yè)也有較大的應(yīng)用。
二、鎂質(zhì)材料在污水處理與水質(zhì)改良中的應(yīng)用
氫氧化鎂是一種弱堿物質(zhì)，與較強堿性物料(如石灰、燒堿、純堿等)相比，具有緩沖性能好、活性大、吸附能力強、不具腐蝕性、安全可靠、無毒無害等優(yōu)點。氫氧化鎂在國外被廣泛用于環(huán)保領(lǐng)域，可作為工業(yè)含酸廢水的中和劑、工礦企業(yè)排放物中重金屬的脫除劑、印染廢水脫色劑、排煙脫硫劑、土地酸雨處理調(diào)節(jié)劑和水質(zhì)、底質(zhì)改良劑。氫氧化鎂作為水質(zhì)、底質(zhì)改良劑應(yīng)用于水環(huán)境的治理，國外已進行了多年的探討研究，不論在海水、淡水養(yǎng)殖水體，還是水華防控、赤潮防控和廢水處理方面都有眾多效果顯著的應(yīng)用研究實例。
三、鎂質(zhì)材料在土壤修復(fù)中的應(yīng)用
由于酸雨、偏施化肥，土壤淋溶現(xiàn)象導(dǎo)致鈣鎂流失，土壤酸化在我國越來越嚴重，所以目前土壤pH值調(diào)節(jié)主要是指土壤酸化治理。經(jīng)作區(qū)土地流轉(zhuǎn)速度比大田作物區(qū)快得多，恰好經(jīng)作區(qū)的化肥用量相當(dāng)大，土壤酸化尤其嚴重。隨著氮、磷、鉀等化肥的施用，作物產(chǎn)量的不斷提高，土壤中的鎂消耗多，補充少，作物缺鎂現(xiàn)象在各地陸續(xù)出現(xiàn)。據(jù)有關(guān)資料介紹，目前全國約有54%的土壤需不同程度的補充鎂肥。
目前鎂肥的種類有：水溶性固體鎂肥的品種主要有硫鎂礬、瀉鹽、無水硫酸鎂、硫酸鉀鎂、鉀鹽鎂礬等，其中以瀉鹽、硫鎂礬應(yīng)用最廣泛。微溶性固體鎂肥品種主要有菱鎂礦、方鎂石、水鎂石、白云石、磷酸銨鎂、蛇紋石等，其中以白云石應(yīng)用最為廣泛，而菱鎂礦、輕燒氧化鎂也有應(yīng)用。液態(tài)鎂肥在本質(zhì)上似水溶性鎂肥，是用于無土栽培和葉面施肥的品種，主要是瀉鹽和硝酸鎂的不同濃度的水溶液。低含量氧化鎂可用于直接撒在土地中使用，高純度氧化鎂可用于復(fù)合肥料中作為添加劑使用。
四、我市鎂質(zhì)環(huán)保產(chǎn)業(yè)基本情況
我市目前具有環(huán)保相關(guān)企業(yè)100余家，其中具有環(huán)保工程甲級乙級資質(zhì)企業(yè)三家：遼寧冶金設(shè)計研究院有限公司，環(huán)境工程(大氣污染防治)專項設(shè)計甲級;中冶北方(鞍山)工程技術(shù)有限公司，環(huán)境工程(大氣污染防治、水污染防治工程、固體廢物處理處置工程)專項甲級資質(zhì);鞍鋼集團工程技術(shù)有限公司，環(huán)保工程(大氣污染防治、固體廢物處理處置工程)專項乙級。
全市共有年銷售收入500萬元以上建材企業(yè)77戶(規(guī)上企業(yè)29戶)，其中水泥生產(chǎn)企業(yè)13戶，混凝土生產(chǎn)企業(yè)15戶，墻體材料生產(chǎn)企業(yè)30戶。鎂質(zhì)建材相關(guān)企業(yè)有：遼寧華宇鎂建材有限公司、集佳綠色建筑科技有限公司、海城精華礦產(chǎn)有限公司、鞍山森羽建材股份公司、海城市后英集團玻鎂板廠等。具備一定規(guī)模的肥料生產(chǎn)企業(yè)24家，其中鎂肥企業(yè)兩家：海城市德鎂環(huán)保科技有限公司、海城鎂肥實業(yè)有限公司;飼料生產(chǎn)企業(yè)30余家;鎂質(zhì)化工企業(yè)主要有海城精華礦產(chǎn)有限公司、海城鎂礦、遼寧麥格尼科技有限公司等。
目前存在產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)不完善、自主創(chuàng)新能力不足、生產(chǎn)經(jīng)營方式落后、產(chǎn)品同質(zhì)化、鎂法脫硫占有率低、產(chǎn)業(yè)鏈不完善等問題。
五、發(fā)展建議
(一)不斷完善產(chǎn)業(yè)鏈
菱鎂產(chǎn)業(yè)是一條巨大的產(chǎn)業(yè)鏈，從礦石的開采到初加工，再到深加工，制成輕燒粉、重?zé)邸㈦娙坻V砂、中檔鎂砂等等，進一步應(yīng)用于紙漿制造、鎂化合物、建筑化合物、特種水泥、鋼鐵冶金、煙氣脫硫、飼料等領(lǐng)域。
雖然我市目前在菱鎂礦深加工方面已經(jīng)取得了巨大成績，在市場上占據(jù)了不可動搖的地位，大型骨干企業(yè)在設(shè)備改造、工藝完善、科研投入、產(chǎn)品開發(fā)等方面不斷推進。但從全產(chǎn)業(yè)鏈來看，產(chǎn)業(yè)鏈中下游還未完善，一直以來，我市的菱鎂產(chǎn)品主要服務(wù)于鋼鐵產(chǎn)業(yè)作為耐火產(chǎn)品使用，除耐火相關(guān)制成品外，仍以原材料的生產(chǎn)為主供應(yīng)給國內(nèi)外中下游企業(yè)，而我市自身的菱鎂產(chǎn)業(yè)鏈下游產(chǎn)業(yè)尚存很多空白，尚留有巨大的產(chǎn)業(yè)空間，我市應(yīng)推進完善產(chǎn)業(yè)鏈，使鎂資源得到充分利用，通過下游企業(yè)需求帶動上游企業(yè)發(fā)展，通過上游企業(yè)的發(fā)展降低下游企業(yè)成本，最終增加全產(chǎn)業(yè)鏈的產(chǎn)業(yè)附加值并降低綜合成本。例如：推進鎂法脫硫的應(yīng)用，可增加產(chǎn)業(yè)鏈上游低品位菱鎂礦資源的利用，副產(chǎn)品硫酸鎂可供應(yīng)下游鎂建材產(chǎn)業(yè)、鎂化工產(chǎn)業(yè)等，降低上下游成本，提升菱鎂行業(yè)的競爭力。
(二)促進中小型菱鎂企業(yè)多方向發(fā)展
我市菱鎂企業(yè)除一些發(fā)展較好的骨干企業(yè)和少數(shù)通過開發(fā)菱鎂下游產(chǎn)品站穩(wěn)市場取得良好發(fā)展的中小企業(yè)外，我市的眾多的中小型菱鎂企業(yè)，存在著產(chǎn)品雷同、中低端為主、產(chǎn)能過剩、惡性競爭、經(jīng)營困難等問題，這類企業(yè)又多是鎂耐火企業(yè)。這些企業(yè)在設(shè)備改造、技術(shù)創(chuàng)新、研發(fā)投入等方面已無法與大型骨干企業(yè)相競爭，因此，我市應(yīng)引導(dǎo)這些中小企業(yè)向鎂質(zhì)環(huán)保產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型，開發(fā)新市場，拓展新應(yīng)用，研發(fā)新產(chǎn)品。聯(lián)合科研院所設(shè)立鎂質(zhì)材料應(yīng)用研發(fā)課題，發(fā)展產(chǎn)業(yè)鏈下游領(lǐng)域，非耐菱鎂產(chǎn)業(yè)，梳理完善我市菱鎂產(chǎn)業(yè)鏈，整體推動我市鎂質(zhì)環(huán)保產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新性發(fā)展。
(三)建立示范型工程
我市應(yīng)聯(lián)合菱鎂行業(yè)龍頭企業(yè)，打造示鎂質(zhì)環(huán)保產(chǎn)業(yè)范型工程，從低品位礦石利用，低純度氧化鎂(MgO，85%)鎂法脫硫項目建設(shè)，副產(chǎn)品深加工(鎂建材、鎂化工等)等，形成一條完整的產(chǎn)業(yè)鏈條，聯(lián)合上中下游企業(yè)，提升產(chǎn)業(yè)整體水平，增強產(chǎn)業(yè)鏈信心，增加菱鎂資源附加值。在政府層面上，應(yīng)有針對性的制定扶持政策，進一步增加相關(guān)企業(yè)轉(zhuǎn)型創(chuàng)新的信心和活力。
結(jié)語
針對鎂質(zhì)材料在環(huán)保領(lǐng)域可用于煙氣脫硫、污水處理和水質(zhì)改良、土壤修復(fù)等的優(yōu)良特性，可依托我市資源優(yōu)勢與產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)，以鎂質(zhì)環(huán)保產(chǎn)業(yè)作為菱鎂產(chǎn)業(yè)新的增長點之一，引導(dǎo)鎂質(zhì)生產(chǎn)企業(yè)轉(zhuǎn)型，完善我市菱鎂產(chǎn)業(yè)鏈條，推進鎂質(zhì)環(huán)保產(chǎn)業(yè)發(fā)展。
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