镁合金及其加工材生产技术
第一部分 镁的资源分布及市场
镁的资源分布
镁为地壳中第六个分布广的元素，约占地壳重量的2.35%。已知含镁矿物有60余种，其中有工业价值的为菱镁矿（MgCO3），含镁28.8%；白云石（MgCO3 ?CaCO3），含镁13.2%；光卤石（KCl ?MgCl2 ?6H2O），含镁8.8%等，其中以白云石分布最广。另外，世界各地还有很多含镁的盐湖、地下卤水和盐矿床。海水是取之不尽的镁资源，据估算，1km海水中含有130万吨的镁。我国的镁资源居世界首位，其中辽宁、山东产菱镁矿，各省都有白云石矿，青海有盐湖卤水和光卤石，沿海盐场的副产品卤水，均可作为炼镁的原料。
原镁生产能力
从1986?1990年间,由于一些新建镁厂的投产，国外镁产量一直在增加，1990年西方镁产量为26.08万吨，但从1990年以后，为经济利益，西方国家用减产来提高镁价，因此，从1990年?1994年，镁产量持续下降，1994年，西方国家实际镁产量只有22.41万吨。
1994年以来，以美国为首的西方国家经济复苏，小汽车产量增加11.1%，因而需要大量的镁。在西方的镁产量还没有提上来时，中国的镁填补了这个空白。1994年我国出口镁1.5万吨，1995年1?11月份出口量已达3.5万吨，保证了世界镁市场的需求。在1997年发运的33.37万吨原镁中，巴西、加拿大、法国、挪威和美国产的为24.42万吨，独联体和中国大陆出口的估计为8.03万吨,动用库存0.92万吨。在1998年，全球镁的生产能力为54.6万吨，实际产量为43.81万吨。其中包括了美国得克萨斯州Dow公司Freeport镁厂大约4.5万吨的产量（该厂已于1998年12月底关闭）。目前世界上有12个国家在生产镁，总生产能力为53.6万吨，1999年全球镁的生产量实际达到45.82万吨。
美国的Dow化学公司在Freeport的镁厂生产能力为6.5万吨/年，1998年9月遭飓风袭击造成严重破坏，经努力难以再恢复生产，不得不于当年年底关闭。Dow公司是世界上最老的镁生产厂家，它从1916年开始生产镁，一直到1998年12月，先是在密执安州用卤水，后在得克萨斯州用海水生产镁金属。现在Dow公司卖掉了耐用消费品的生产，关闭了原镁生产，完全退出了镁行业。
表1 1998-1999年世界原镁产量分布（吨） 地区 年代 1998 1999 *估计数
公司
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中国 美国及加拿大 其它西方国家 独联体 合计 120000 160000 183200 151100 88900 101100 46000 46000* 438100 458200 表2 1998年全球原镁生产能力及产量（吨） 所在国 98年生产能力 98年产量 1
Norsk Hydro Timminco Magcorp Northwest Dow Pechiney Dead sea Brasmag Solikamsk Avisma Kalash Ust Kamencgoisk Bela Stena 合计 挪威及加拿大 加拿大 美国 美国 美国 法国 以色列 巴西 俄罗斯 俄罗斯 乌克兰 哈萨克斯坦 塞尔维亚 印度 中国 90000 7000 41000 38000 65000 18000 27500 12000 20000 35000 5000 4500 5000 2000 160000 546000 85000 7000 83000 18000 25000 9000 46000 3000 1500 120000 438100 注：由于美国的Dow化学公司在Freeport的镁厂98年遭飓风袭击，所以产量下降。 1. 在建与拟建的镁工程
目前，全世界有20多个大的镁工程在议论着建设与扩建，或在做立项前的准备工作，或在做可行性研究。如果这些工程都能预期完成，那么2001年全球原镁的生产能力可达76.65万吨，几乎相当于目前生产能力的2.5倍；2002年的生产能力可达93.1万吨；2005年的生产能力可高达143.2万吨，为目前生产能力的3.7倍。须指出的是，在这些产能中还不全包括中国的成百个小镁厂的生产能力。全球拟建、在
建的与估测生产能力或产量见表3。
表3 目前及未来的产量(万吨)
地区或国家 刚果（布拉柴维尔） 加拿大 美国 巴西 以色列 约旦 阿拉伯联合酋长国 中国 印度 澳大利亚 法国 挪威 荷兰 前苏联（FSU） 冰岛 阿尔巴尼亚 塞尔维亚(Serbia) 总计
1998年产量 0 5.5 8.3 0.9 2.5 0 0 10 0.15 0 1.8 5.2 0 4.6 0 0 0.3 38.25 2
未来的估测产量 2002年：5.8 2001年：13.8 2002年：9.0 2001年：1.8 2005年：3.5 2005年：2.5 2005年：2.0 2002年：20 2002年：0.3 2001年：26.6 2005年：53.4 2002年：2.2 2002年：6.0 2005年：4.0 2001年：8.5 2005年：4.5 2005年：2.5 2002年：0.6
1.1 刚果共和国（布拉柴维尔）
刚果目前的原镁产量为0，2002年估计可产5.8万吨。刚果的镁合金公司（MAC-Magnesium Alloy Corporation）与加拿大蒙特利尔(Montreal)的SNC lavailn公司签署了一项在库尹路 (Kouilou) 地区建设一座水电站的意向书(LOI)，现正在作可行性研究。一旦通过可行性报告，SNC lavailn公司将帮助水电站建设融资和建设，并利用水电站的廉价电力建一个镁厂。可行性研究分两部进行，第一步工作已于1999年3月完成。
参与镁厂建设的有德国的SAB公司（Salzgitter Anlagenbau GmbH）与KBB公司 (Kavernen Bau-und Betriebs)、俄罗斯的航空材料研究院（VAMI）、乌克兰的钛研究所（Ukrainian State Titanium Institute）。后两个研究院所负责炼镁工艺的设计与提供部分装备，以及全部技术工作。它们曾参与：以色列死海镁厂、苏联的贝莱兹尼基镁厂、索利卡姆斯克镁、卡芦什镁厂等的设计与建设。
可行性研究报告称，镁合金公司原镁的生产成本相当低，产品具有强的国际市场竟争力。工厂分两期建成，一期的生产能力为5.8万吨，二期的生产能力为1.6万吨，计划于1999年试生产，2001年可正式投产。 1.2 加拿大
1998年加拿大生产了5.5万吨镁，2001年估计产量可达13.8万吨。目前，正在建设的主要镁工程是诺兰达镁业公司（Noranda Magnesium）的马格诺那冶金（Magnola Metallurgy）厂，位于魁北克省的阿斯贝斯拖斯镇（Asbestos）,总投资7.33亿加元。该厂建设前作了10余年的工艺研究，一个生产能力为250吨的中试厂于1986年投产。该厂采用石棉尾矿以专利技术生产无水氯化镁，然后通过电解工艺获得镁，即采用加拿大铝业公司开发的电解工艺，生产能力为6.3万吨。积存的尾矿可生产250兆吨以上的炼镁原料。这是目前全世界正在建设的镁工程，并计划在今后适当时候进行扩建，使生产能力翻一番。截止1999年第一季度，设计与工程工作已完成约75%，建设工作已完成30%左右。该厂建设工作在按计划进行，2000年中期进行试生产，正式投产定于2001年3月。
诺斯克.海德鲁（加拿大）公司（Norsk Hydro Canada Inc.）是全世界最大的原镁生产者，所属的魁北克省贝坎科（Becancour）镁厂的生产能力为4.3万吨。目前正在扩建，产能将扩大到8.6万吨。分两期进行，第一期工作已开始，可于2001年投产。该厂进口菱镁矿，采用专利技术生产无水氯化镁，并用取得专利的电流强度大于400KA的电解槽电解（根据法拉第定律，电解槽的电流越大，生产的镁就越多）。工厂在扩建的同时，还要对现有的某些生产线进行现代化技术改造，以适应扩建的需要。例如脱水装置与建新的电力设施，以扩大电力容量与降低能耗。海德鲁公司在加拿大还有一个生产能力为1万吨的重熔镁厂。 1.3 美国
美国目前的镁产量为8.3万吨，2001年的产量估计可达9万吨。美国犹他州罗利市（Rowley）美国镁业公司(Magnesium Corporation of America—Magcorp)正在进行一项强有力的成本管理计划，拟制定与投资4.6千万美元，对新的镁电解工艺进行中间试验，并建设一条新的半连续铸造生产线，以降低成本，提高产量。这一新项目建成后，镁的产量可提高到4.1万吨，可用低的成本铸造各种尺寸、不同形状与重量的镁锭。
美国铝业公司（Alcoa）西北合金公司(Northwest Alloys)对华盛顿州爱迪市（Addy）的爱迪镁厂的热法炼镁工艺在不断地改进与完善，该厂高纯镁的生产能力为4.1万吨，所产镁锭供美国铝业公司配制
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铝合金。最近，对该厂进行了投资，增建了一条压铸合金生产线。爱迪镁厂于70年代初投产，但冶炼工艺有了很大改进。原有9台炼镁炉，每炉的生产能力为0.4万吨。近年来，工厂的产量提高了，但炉子的数目却减少了。 1.4 巴西
1998年巴西产镁0.9万吨，估计2002年的产量可达1.8万吨。巴西在米拉斯.格维斯市（Minas Gervais）有一个炼镁厂，采用改进的拉维里（Ravelli）硅热法生产镁。该厂拟投资扩大镁产量，但未公布工程进度日期。另外，巴西铝工业及汽车工业对镁的需求在不断上升。 1.5 以色列
以色列1998年的镁产量为2.5万吨，2001年的产量估计可达3.5万吨，死海镁厂(Dead Sea Magnesium)于1998年达产。死海镁厂（DSM）由以色列化学工业公司（Israeli Chemical Limited）控股，将投资5千万美元，以解决生产的“瓶颈”问题。据称，现有的辅助设施仅满足2.7万吨的产能要求。该厂希望再扩建3.5万吨的生产能力。有报告称，总部设在萨斯克特契旺（Saskatchewan）的钾碱公司（Potash Corporation）正在谈判收购镁厂大部分股权事宜，该公司控制以色列化学工业公司52%的股权，总金额达3.5亿美元。另外，德国大众汽车公司在死海镁厂有投资。 1.6 约旦
约旦1998年的镁产量为零，2005年的产量可达到2.5万吨。约旦氧化镁公司（Jordan Magnesia Cornpany）投资7千万美元于1998年末建成了一个氧化镁厂，其高纯氧化镁的生产能力为5万吨，其它产品的生产能力为1万吨，所用原料为死海海水。
近东集团公司（Near East Group）正在与阿拉伯钾碱公司（Arab Potash Company）讨论建一个利用死海海水生产镁的工程的有关事宜，工厂生产能力为2.5万吨。阿拉伯钾碱公司已与俄罗斯、乌克兰签署协议，采用他们开发的工艺生产镁。阿拉伯钾碱公司将是镁厂的主要投资者。 1.7 阿拉伯联合酋长国
1998年阿拉伯联合酋长国不生产镁，估计2005年的产量可达2.5万吨。据称，将投资2亿美元在山贾斯.黑姆利亚自由区（Shar jah’s Hmriyah Free Zone）建一个镁冶炼厂。该厂由阿部.大比的萨哈利集团（Sahari Group of Abu Dhabi）与阿尔巴尼亚的诺马斯公司（Normans of Albania）投资兴建，各占50%股份，现正招引欧洲与海湾地区的投资者。这个镁厂初期的生产能力为2万吨，投产24个月后将再建4万吨的生产能力。炼镁所需的原料由阿尔巴尼亚提供，估计其储量超过400兆吨，其产品销往日本、美国与欧洲。 1.8 印度
目前的产量为0.15万吨，2002年的产量估计为0.3万吨。印度在运转的镁厂有两个，均为小厂，采用硅热法生产镁。南方镁业公司（Southern Magnesium）计划扩大生产能力，即由目前的0.1万吨扩大到0.2万吨。印度曾拟建一个从海水提取镁的生产能力为0.8万吨的小厂，由于镁价不振，暂停建设。如果价格合理，这样的小镁厂会很快建起来。建设小镁厂镁价应达到2150美元/吨才有利可图。
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1.9 澳大利亚
1998年澳大利亚的镁产量为零，2001年的产量估计可达26.6万吨，2005年的产量可能达到53.4万吨。目前，澳大利亚有一批在建与拟建的镁工程，在全部6个州中都有镁项目，而塔斯玛尼亚州（Tasmania）就有两个大项目。首个大工程为昆士兰金属公司（Queensland Metals)的昆士兰镁厂，利用洛克哈姆普顿(Rockhampton)以北的库瓦拉拉(Kumwararn)的高纯菱镁矿，储量巨大。为生产此地的镁组建了澳大利亚镁业公司(AMC-Ausralian Magnesium Corporation)。
昆士兰金属公司与诺马迪矿业公司（Normandy Mining）各持50%的股份。美国福特汽车公司曾资助澳大利亚镁业公司4千万美元进行中间试验，该公司的设计生产能力为9万吨，总投资7.8亿澳元。中试厂的能力为0.15万吨，试验工作于1999年底结束，建厂工作于2002年中期完成，2002年底投入商业运行，采用加拿大铝业公司的电解槽电解无水氯化镁。伏特汽车公司已与澳大利亚镁业公司签定协议，将购买后者所产镁的一半。有报告称，中试时的煅烧工序还要作一些改进，但除水与电解工序完全正常。试验时采用全尺寸的加拿大铝业公司的电解槽。该公司生产的镁的直接生产成本约为143澳元/公斤。
克莱斯特镁业公司（Crest Magnesium）是塔斯玛尼亚州发展与建设进程最快的工程项目，以争取尽快将镁投放市场。该公司已与澳大利亚一家大的工程建设公司—默尔迪普莱克斯公司（Multiplex）签定协议，组建一个建设镁厂的公司，建设资金全部由默尔迪普莱克斯公司筹措，其中60%作为投资，2000年开始建设，2002年9月开始生产，生产能力为8万吨，总投资10亿澳元。工程的建设与经营管理全部由默尔迪普莱克斯公司负责，以确保工程进度与质量。 1.10 法国
1998年法国的镁产量为1.8万吨，2002年的估计产量为2.2万吨。法国是世界上生产镁的最早国家之一，普基公司早在60年代就在马基纳克（Marginac）建了一个采用镁热法生产镁的工厂，其生产能力为1.8万吨。由于电价较高，普基公司在很长时间内都无意扩大镁生产。近来，由于引进美国西北合金公司的新技术，能源效率有所提高，拟将生产能力略扩大一些，使其达到2.2万吨。 1.11 挪威
挪威1998年产镁5.2万吨，估计2002年的产量可达6万吨。诺斯克.海德鲁公司（Norsk Hydro）经营着挪威唯一的皮尔格鲁（Porsgrunn）镁厂。据称，在加拿大建设诺斯克.海德鲁镁厂的同时，将扩大皮尔格鲁镁厂的生产能力，使其达到6万吨。 1.12 荷兰
目前，荷兰没有镁厂，估计2005年的产量可达4万吨。为了发展镁生产，荷兰拟在其北部建一个镁厂，筹建工作由荷兰德尔夫兹吉尔镁发展项目中心负责，其负责人为雷德.莱特马（Reinder Rentema）。工厂的生产能力为4?6万吨/年，概算总投资4亿美元。由加拿大魁北克的哈奇联合会所提出的可行性研究报告指出，由于作为炼镁原料的卤水纯度很高，因此，镁的生产成本比世界上其它地方的都低一些，故产品有相当强的市场竞争力。 1.13 前苏联
1998年的镁产量为4.6万吨，2001年的估计产量为8.5万吨。俄罗斯的索利卡姆斯克镁厂（Solikamsk
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