提煉金屬鎂需要兩種原料,一個是含鎂的礦石,鎂礦石在中國分布很廣,儲量豐富。另外一個是還原劑,就是把鎂從礦石中置換出來,一般用硅、鋁或者硅鋁合金來充當,常用硅鐵、硅鋁鐵等等,需要用電提煉出來。所以金屬鎂冶煉過程需要消耗較高的能源,從這個意義上來說,金屬鎂本身也是高載能、高儲能的產(chǎn)品。但是,鎂合金生產(chǎn)出來后,由于質輕,使用過程可以節(jié)能,回收也很節(jié)能,并且沒有污染。
我國的電能一般都是燃煤發(fā)電生產(chǎn)的。在挖煤、燒煤發(fā)電過程中,會副產(chǎn)大量煤矸石和粉煤灰,是廢棄物,也是污染物。但是,對金屬鎂來說,粉煤灰和煤矸石可以作為煉制硅鋁還原劑的原料,可以實現(xiàn)廢物利用。
粉煤灰和煤矸石,在能源學家眼中,由于熱值很低甚至完全沒有燃燒發(fā)熱,價值很低,甚至是廢棄物,粉煤灰還需要花錢去處理。在建材學家眼中,粉煤灰價值也不過每噸幾十元,不會超過百元。而在冶金學者眼中,粉煤灰、煤矸石是硅和鋁兩種金屬的伴生礦,屬于城市礦山、再生資源,利用得好,可以成為每噸數(shù)萬元高值產(chǎn)品的原料,其價值達到近萬元。
粉煤灰、煤矸石可以用焦炭、煙煤等碳質還原劑在高溫冶金爐中還原出來,生成硅鋁合金。硅鋁合金在市場上需求不大,但用在煉鎂中,卻是優(yōu)良的金屬還原劑,能很好地將白云石等含鎂礦產(chǎn)中的鎂置換還原出來。
煉鎂會副產(chǎn)一些還原渣,但這些還原渣由于經(jīng)過了高溫處理,可以作為人工土壤基質使用,日本曾用煉鎂廢渣做化肥和人工土壤,效果很好。如果將之用于填補挖礦之后形成的坑,形成人工土壤,可以復墾用于農(nóng)業(yè)。
從產(chǎn)業(yè)鏈來看,煤炭采掘出來發(fā)電然后剩余煤矸石、粉煤灰,粉煤灰、煤矸石提煉成硅鋁合金,硅鋁合金將白云石還原成金屬鎂,剩余廢渣用作礦山人工土壤,這樣就形成了完整的循環(huán)經(jīng)濟。
經(jīng)濟學家普遍預測,企業(yè)的高成本時代已經(jīng)來臨,原材料的高成本首當其沖。逆向思維一下,加工制造環(huán)節(jié)承受的原材料高成本恰恰是原材料行業(yè)的高利潤。在全國加工制造行業(yè)3%左右利潤率的大勢下,原材料行業(yè)的平均利潤率會高得多。
所以,在煤炭、電力、白云石比較豐富的地區(qū),利用好粉煤、灰煤矸石,發(fā)展鎂合金的循環(huán)經(jīng)濟是多贏的產(chǎn)業(yè)選擇。如果投資280億元新建一個鎂制品的循環(huán)工業(yè)園區(qū),每年消納300萬噸粉煤灰、煤矸石,使用數(shù)百萬噸白云石等鎂礦,可以制得100萬噸鎂合金制品,副產(chǎn)100萬噸不銹鋼,年營業(yè)收入達到500億元,稅前利潤將超過150億元。實施這樣的循環(huán)工業(yè)園區(qū),鋼鐵企業(yè)具有非常優(yōu)越的條件。
煤炭產(chǎn)區(qū)的企業(yè)總感覺產(chǎn)業(yè)鏈不夠長、附加值不夠高,如果這樣打造鎂合金產(chǎn)業(yè),將煤炭的化石能源優(yōu)勢轉化為獨具中國特色的鎂產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢,實現(xiàn)原生礦產(chǎn)和城市礦產(chǎn)的高端利用,發(fā)展完整的煤電灰—硅鋁鐵—鎂材肥產(chǎn)業(yè)鏈,就可以實現(xiàn)從原來的“一煤獨大”變成“煤鎂雙美”。