中國(guó)是目前是全世界最大的金屬鎂生產(chǎn)國(guó)，占全世界總產(chǎn)量的80-85%，總產(chǎn)量約為90萬(wàn)噸左右，這其中除了青海鹽湖鎂業(yè)10萬(wàn)噸/年電解規(guī)模外，其余均為白云石皮江法生產(chǎn)裝置，其中青海鹽湖鎂業(yè)也尚處于試產(chǎn)期間，還遠(yuǎn)未達(dá)到設(shè)計(jì)能力。

　　皮江法熱還原原料均為白云石，國(guó)內(nèi)還原劑也均采用75%的硅鐵做還原劑。

　　國(guó)內(nèi)皮江法煉鎂的白云石中Mgo基本在19.5-21%之間，平均為20%左右，其中白云石的灼減大約為0.47左右，白云石經(jīng)煅燒后生成煅白和CO2煙氣，每噸白云石煅燒后產(chǎn)生0.47噸的CO2，目前國(guó)內(nèi)生產(chǎn)水平基本為噸金屬鎂產(chǎn)品，需消耗10噸白云石，副產(chǎn)4.7噸CO2。

　　國(guó)內(nèi)皮江法煉鎂的燃料主要為弱粘性煉焦?fàn)t煙氣，高溫焦?fàn)t焦?fàn)t氣，弱粘性煤氣化煤氣以及無(wú)煙煤發(fā)生爐煤氣等氣體燃料?？偰芟木S持在噸鎂5T標(biāo)準(zhǔn)煤水平上。這些能消耗主要分布在金屬生產(chǎn)工藝中的白云石的焙燒，鎂的還原，粗鎂的精煉崗位中，其中還原崗位占總能耗在70-80%左右。

　　皮江法煉鎂工藝中，這些能耗水平在一般金屬冶煉過(guò)程中可能居首位。每噸鎂產(chǎn)品5噸標(biāo)煤燃燒后可產(chǎn)生大約15噸以上的純CO2氣體，加上白云石焙燒所產(chǎn)生的CO2氣體，加在一起估計(jì)應(yīng)超過(guò)20噸以上。

　　每噸金屬鎂20噸的CO2排量，對(duì)環(huán)境要造成極大的危害，如何應(yīng)對(duì)，需要我們認(rèn)真對(duì)待。

　　對(duì)于此問(wèn)題，提出一些不成熟的意見(jiàn)，僅供參效。

　　方法一：皮江法煉鎂的原料為白云石，經(jīng)過(guò)還原法冶煉，其中85%以上的Mgo被還原出來(lái)，渣的主要或份為硅酸鈣，利用CO2和渣中的Cao反應(yīng)生成碳酸鈣的原理制作碳化磚，雖然強(qiáng)度不是很高，但可用作砌墻等通用建筑材料，還可以考慮用CO2做發(fā)泡劑，用作碳化泡沫磚，可解決20-30%的CO2問(wèn)題。這一技術(shù)簡(jiǎn)單，投資省，可廣泛推廣。

　　方法二：采用北京鋼鐵研究總院郭培民教授的皮江法微波爐加熱還原爐的方法。郭教授采用微波爐加熱縮短還原時(shí)間，減少能耗方法，如果工業(yè)化微波爐出現(xiàn)，這一工藝也可解決降低50%左右的碳排放問(wèn)題，由于這一技術(shù)尚處于實(shí)驗(yàn)室階段，實(shí)用的工業(yè)化微波爐還要做大量實(shí)驗(yàn)工作，我們還要在這一技術(shù)攻關(guān)問(wèn)題上走一段路。

　　方法三：采用CO2加氫氣合成甲醇的方法。CO2和H2氣在壓力，溫度和催化劑的作用下合成甲醇，還可在甲醇的基礎(chǔ)上進(jìn)一步進(jìn)行脫水轉(zhuǎn)化為二甲醚，代替柴油用作燃料。此方案和技術(shù)國(guó)內(nèi)國(guó)外都已在大力推進(jìn)中，關(guān)鍵技術(shù)觸煤活性度的提高是進(jìn)一步降低成本的關(guān)鍵。

　　另外本方法是利用鎂生產(chǎn)工藝產(chǎn)生的CO2和H2進(jìn)行反應(yīng)制得甲醇。這種工藝?yán)冒自剖簾版V還原，精煉過(guò)程產(chǎn)生的燃燒煙氣為原料氣進(jìn)行化學(xué)法或物理法吸收提純制得較純的CO2氣。

　　H2氣的制得是根據(jù)當(dāng)?shù)刭Y源狀況而確定。

　　(1)利用焦?fàn)t煤氣為燃料的工廠可利用從焦?fàn)t氣中分離得到，高溫焦?fàn)t氣中H2含量一般達(dá)60%左右，是最好的條件。半焦生產(chǎn)焦?fàn)t氣中H2含量稍低，也可利用。

　　(2)對(duì)于水電、光伏、煤矸石發(fā)電等電力資源豐富的企業(yè)可利用電解水制氫得到H2，同時(shí)付產(chǎn)O2氣，付產(chǎn)氧氣可采用純氧或富氧燃燒用于還原，煤氣制造，精煉等崗位，可使煙氣中CO2濃度升高利于CO2的提取，同時(shí)降低了氮氧化物的產(chǎn)生，更利于環(huán)境保護(hù)。

　　在CO2和H2反應(yīng)生成的甲醇的反應(yīng)過(guò)程中及反應(yīng)的壓力可采用中壓或低壓合成，中壓為15mpa左右，低壓為5mpa左右。

　　合成反應(yīng)采用催化劑存在條件下進(jìn)行反應(yīng)。

　　合成反應(yīng)溫度在260—320℃之間。

　　甲醇產(chǎn)品可利于代替汽油，或制汽油的添加劑，甲基叔丁基醚還可用于制造柴油的酯化劑。甲醇經(jīng)過(guò)脫水可生成熱值更高的二甲醚，二甲醚可替代柴油直接用作動(dòng)力燃料油。

　　甲醇是一種清潔能源，目前市場(chǎng)售價(jià)一般為1800—2500元左右。

　　對(duì)于以上三種方法中的方法一，利用CO2和鎂還原渣生產(chǎn)碳化磚或者砌塊，由于渣中CaO的量的限定，僅能利用CO2總量的20%左右。

　　對(duì)于方法二，利用在微波還原爐中加熱，由于分子震動(dòng)產(chǎn)生熱，還原罐內(nèi)混合料加熱均勻，還原反應(yīng)總時(shí)間可以顯著縮短到3小時(shí)左右，大工業(yè)生產(chǎn)還原時(shí)間可能縮短60—70%之間，還原反應(yīng)約可節(jié)能2—3噸標(biāo)煤，也就可以減少CO2排放量30%左右。

　　對(duì)于方法三，利用CO2和H2反應(yīng)制甲醇，或再由甲醇生產(chǎn)二甲醚，它的前提是H2氣的來(lái)源及成本，如果H2的成本可以大輻度降低，采用此方法就是最佳CO2處理方法。

　　另外還有CO2精制CO2飲料，農(nóng)業(yè)用于水果、蔬菜、糧食貯存保鮮，以及農(nóng)用CO2氣體肥料的開(kāi)發(fā)利用，還有人工降雨等，這些利用可以提高其高附加值利用，但總利用量不會(huì)太大。提高工廠綠化程度也是一種有效利用。也是行之有效地經(jīng)濟(jì)化的利用。

　　以上僅為鎂生產(chǎn)過(guò)程中CO2減排工作上的一些不成熟的設(shè)想，為中國(guó)鎂業(yè)技術(shù)提升和提高環(huán)保水平的一些不成熟的拙見(jiàn)。希望各位專(zhuān)家指正，多謝了。

　　(作者：朱廣東；山西中城天朗環(huán)保工程有限公司郭建文；山西農(nóng)學(xué)院資源環(huán)境工程學(xué)院?jiǎn)躺?

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