隨著今年煤炭、硅鐵原材料全面上漲,金屬鎂生產(chǎn)成本上升近萬元。以我國(guó)聞喜地區(qū)鎂錠現(xiàn)貨價(jià)格為例,鎂價(jià)從年初的15700元/噸暴漲至如今的30250元/噸,價(jià)格上漲14550元/噸,漲幅接近93%!那么漲勢(shì)如此強(qiáng)勢(shì)的鎂,它來自何處?它的用途是什么?本期SMM鎂視界將向大家簡(jiǎn)單介紹一下金屬鎂的基本情況。
鎂,是一種銀白色、質(zhì)量極輕的金屬,具有良好的延展性,鎂是自然界中分布最廣的元素之一。
自1755年首次被人類發(fā)現(xiàn),到1808年被確認(rèn)有使用價(jià)值,全球金屬鎂發(fā)展至今已有近300年的歷史。由于化學(xué)活性很高,鎂在自然界中只能以化合物形式存在,其液體礦有海水、地下鹵水、鹽湖鹵水;固體礦有菱鎂礦、白云石礦、蛇紋石礦、滑石、水鎂石及少量其他沉積礦等,鎂可謂是取之不盡。
中國(guó)鹽湖資源極為豐富,我國(guó)的鹽湖鎂鹽主要分布于西藏自治區(qū)的北部和青海省柴達(dá)木盆地,柴達(dá)木盆地內(nèi)的鎂鹽儲(chǔ)量占全國(guó)已查明鎂鹽總量的99%,居全國(guó)第一位。盆地內(nèi)的鎂鹽主要分布在察爾汗、一里坪、東、西臺(tái)吉乃爾湖、大浪灘、昆特依、馬海等鹽湖。察爾汗、一里坪、東、西臺(tái)吉乃爾湖為氯化鎂,大浪灘、昆特依、馬海、大柴旦等礦區(qū)氯化鎂、硫酸鎂均有,兩種類型的鎂儲(chǔ)量基本相當(dāng),其中:氯化鎂累計(jì)查明資源儲(chǔ)量42.81億噸,其中基礎(chǔ)儲(chǔ)量19.08億噸;保有資源儲(chǔ)量40.70億噸,其中基礎(chǔ)儲(chǔ)量17.98億噸。硫酸鎂累計(jì)查明資源儲(chǔ)量17.22億噸,其中基礎(chǔ)儲(chǔ)量12.29億噸。青海察爾汗鹽湖戰(zhàn)地5856平方公里,可供煉鎂的氯化鎂儲(chǔ)量為31.90億噸(僅次于死海),位居世界第二。
固體礦方面,據(jù)公開數(shù)據(jù)顯示,全球菱鎂礦主要分布在俄羅斯、中國(guó)、韓國(guó),這三個(gè)國(guó)家的菱鎂礦占世界總量的67%。
而我國(guó)的菱鎂礦資源,絕大部分在遼寧,占全國(guó)總量的86%。除此以外,山東、西藏、新疆、甘肅也有分布。中國(guó)菱鎂礦大多為露天開采,菱鎂礦主要用于生產(chǎn)作為耐火材料原料的重?zé)趸V,其次是用于生產(chǎn)凝膠材料的輕燒氧化鎂,而我們的金屬鎂,幾乎100%來自另一種原料----白云石礦。
目前,我國(guó)白云石礦已探明儲(chǔ)量在40億噸以上,主要分布在山西、寧夏、河南、吉林、青海、貴州等省份,其中山西白云石儲(chǔ)量較為集中,已探明儲(chǔ)量約為4.5億噸左右,約占全國(guó)已探明儲(chǔ)量的11.25%。通過皮江法,來生產(chǎn)鎂錠,也就是鎂的最主要冶煉產(chǎn)品。
從1954年,國(guó)家批準(zhǔn)引進(jìn)蘇聯(lián)菱鎂礦氯化電解法煉鎂技術(shù),在撫順鋁廠建設(shè)年產(chǎn)3000噸電解鎂項(xiàng)目,中國(guó)鎂冶煉工業(yè)經(jīng)過近70年的發(fā)展,逐步形成以陜西地區(qū)為主要生產(chǎn)基地的產(chǎn)業(yè)格局。由于陜西省府谷縣當(dāng)?shù)劓V廠創(chuàng)造性將“低階煤高溫?zé)峤饣蛑械蜏責(zé)峤狻焙笊a(chǎn)的煤氣作為燃料生產(chǎn)金屬鎂,不僅實(shí)現(xiàn)了煤氣回收,極大地節(jié)省了燃料成本,還建立了原煤→煤炭熱解→發(fā)電→硅鐵→鎂冶煉等相關(guān)循環(huán)產(chǎn)業(yè)鏈,使陜西省府谷縣成為了我國(guó)重要的鎂冶煉基地,是我國(guó)也是全球最大的鎂冶煉企業(yè)產(chǎn)業(yè)集群,被業(yè)內(nèi)評(píng)價(jià)為“世界鎂業(yè)在中國(guó),中國(guó)鎂業(yè)看府谷”。目前當(dāng)?shù)毓灿?0多家鎂錠生產(chǎn)企業(yè),區(qū)域產(chǎn)量始終穩(wěn)居全國(guó)第一。
據(jù)SMM統(tǒng)計(jì),2020年,我國(guó)鎂錠產(chǎn)量72萬噸,同比減少15%?;仡櫧陙淼漠a(chǎn)量變化情況,我們發(fā)現(xiàn),受去年新冠疫情影響,2020年鎂錠產(chǎn)量下降較為嚴(yán)重。一方面疫情初期國(guó)內(nèi)交通受阻,企業(yè)原料采購(gòu)困難,產(chǎn)品出售受限,生產(chǎn)節(jié)奏被打亂。一方面海外疫情發(fā)酵,港口陸續(xù)關(guān)閉,外貿(mào)訂單陸續(xù)取消,需求大幅下降,鎂廠無奈選擇減產(chǎn)保價(jià),致使2020年產(chǎn)量整體下滑。考慮今年國(guó)內(nèi)疫情控制得當(dāng),海外需求較去年有所恢復(fù),預(yù)計(jì)今年鎂錠產(chǎn)量有望回歸往年水平。
目前,我國(guó)鎂錠下游產(chǎn)品主要是鎂合金、鋁合金、海綿鈦還原劑和鋼鐵脫硫劑。以2020年情況來看,鎂合金對(duì)鎂錠的消費(fèi)量最大,占36%。鋁合金消費(fèi)占29%,海綿鈦還原劑消費(fèi)量占18%,鋼鐵脫硫劑占10%。
在合金應(yīng)用中,尤其是鎂合金方面,憑借著其重量輕、電磁屏蔽能力強(qiáng)等特性,鎂合金被廣泛應(yīng)用在汽車、3C、航空航天等領(lǐng)域,是交通、電子通訊、核動(dòng)力裝置等產(chǎn)品外殼的理想材料。
資料顯示,汽車所用燃料的60%消耗于汽車自重,汽車質(zhì)量每降低100kg,每百功率油耗可減0.7L。CO2排放可減少約500g;汽車自重每降低10%,燃油效率可提高6%-8%。
鎂合金在汽車上的應(yīng)用,主要取代鑄鐵、鋼制沖壓焊裝結(jié)構(gòu)件和鋁合金鑄件,多以鑄件形式應(yīng)用,并以壓鑄為主。其大致分為兩類:①非承重零件,主要應(yīng)用在封裝部件,無大的承重要求。②承重零件,要求承受一定的載荷,抑制斷裂。汽車用非承重鎂合金零件材料一般 采 用AZ91D,主要包括:動(dòng)箱、變速箱、離合器箱、電動(dòng)機(jī)/交流發(fā)電機(jī)殼、發(fā)動(dòng)機(jī)殼體、進(jìn)氣歧管、油盤等。承重鎂合金零件一般采用韌塑性較高的AM60B 和 AM50B,主要包括:踏板托架、方向盤、車梁、座椅、油箱、剎車系統(tǒng)、輪轂等。
目前,行業(yè)內(nèi)已開發(fā)出了上百個(gè)汽車用鎂合金零部件,其中大部分已投入在不同的車型上并已規(guī)?;a(chǎn),若將其相加,總質(zhì)量可以達(dá)到100kg以上。
根據(jù)我國(guó)節(jié)能與新能源汽車發(fā)展戰(zhàn)略咨詢委員會(huì)發(fā)布的節(jié)能與新能源汽車技術(shù)路線圖中預(yù)計(jì),我國(guó)新能源汽車單車使用鎂合金量2030年將達(dá)到45kg。在此基礎(chǔ)上,根據(jù)據(jù)中汽協(xié)數(shù)據(jù),2020年我國(guó)汽車產(chǎn)銷數(shù)據(jù),全年銷量2531.1萬輛,新能源車銷量136.7萬輛,新能源新車銷量占總體新車銷量的5.4%,若要達(dá)到2021年國(guó)務(wù)院辦公廳印發(fā)的《新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》中要求的,我國(guó)到2025年,新能源汽車新車銷售量達(dá)到汽車新車銷售總量的20%的標(biāo)準(zhǔn),2025年,我國(guó)新能源汽車的鎂合金需求量就要在23萬噸以上。在碳達(dá)峰和碳中和的目標(biāo)下,國(guó)內(nèi)汽車產(chǎn)業(yè)對(duì)汽車輕量化也提出了更高要求,而鎂合金作為非常優(yōu)秀的輕量化材料,在減重中的重要性將日益凸顯,相信在未來會(huì)有更廣闊的應(yīng)用。