皮江炼镁法的历史、现状和未来-Liu-Wayne课件.ppt
皮江炼镁法的历史、现状和未来,Lloyd M.Pidgeon1903-1999,皮江前历史-焦点回放,1808年Davy使用电解法首次分离出金属镁1833年Faraday使用电解无水氯化镁获得镁金属 1896年德国出现世界上第一座镁厂(Griesheim-Elektron)一战期间(1915-18)世界镁产量达到3000吨/年 1933年第一座使用硅热还原法的镁厂在德国建成,皮江炼镁法历史-影响深远的发明,1941年发明于加拿大国家科学院 14篇美国/加拿大专利主要发明内容:矿料：焙烧白云石、氧化镁 还原剂：硅铁、碳化钙罐体：水平单口、水平双口、竖立/斜立、之字形、里外真空,皮江炼镁法历史-适者生存,使用硅热法在水平单口钢罐内还原焙烧白云石的炼镁法特点：降低了反应真空度(CaO提高了镁的分压)实现了高温装卸料(镁与硷金属的分离)经济有效的高温加热(相对较细的罐径),皮江炼镁法历史-初期发展,美国(6)、加拿大(1)、印度(？)、日本(2)、英国(？),皮江炼镁法历史-主要公司变迁,皮江炼镁法-工艺,白云石,MgO+CaO,焙烧,CO2,(Fe)Si,压球,还原,粗镁,精镁,CO2,CO2,CO2,CO2,皮江炼镁法-工艺参数,温度真空度料球密度硅铁纯度还原催化剂,皮江炼镁法-主要缺点,还原周期长还原罐寿命短能源消耗大环境污染严重人工成本高,皮江炼镁法现状-崛起的中国炼镁业,皮江炼镁法现状 衰退中的西方炼镁业,与中国炼镁业崛起的同时，西方主要炼镁厂由11座减少到3座。硕果仅存的有：US Magnesium,Utah,USA(4.3万吨)Dead Sea Magnesium,Israel(3.3万吨)Hydro Magnesium,Qubec,Canada(4.8万吨),皮江炼镁法现状-在中国普及的原因,技术简单投资成本低，适合我国民间中小企业的需求 劳动密集，充分发挥了我国人力成本低的优势污染环境，适时利用了我国环保标准宽松的时机激烈的竞争优化了皮江法工艺参数料镁比被从7-8降低到6.2 臧镜淳成功地引入了循环产业的概念使用焦炉煤气加热使用余热蒸汽射流泵利用残渣生产建筑材料,皮江炼镁法现状-潜伏中的危机,国内能源危机环保条例日趋严格工资成本增加国际反倾销（劳工权益，环保标准）环保壁垒（CO2排放）人民币升值压力,中国国务院发展和改革委员会主任马凯：“如继续大量消耗资源，(资源)匮缺只能每况愈下，将非常难以保持稳定和高速的(经济)增长，经济会面临严重衰退的危险。”“现在，我们正处在工业化和都市化进程中的关键阶段，如果我们不能改变我们经济的模式，我们将失去增长的能力。”,皮江炼镁法现状-潜伏中的危机,上海复旦大学经济研究中心主任，著名经济学家张军指出，在能源和钢材上，中国分别比印度多消耗3倍和15倍，但中国经济的发展规模只比印度大2倍，经济增长只比印度快10个百分点。“如果中国的发展模式不改变，那么在未来10年中，中国将会面临一个非常巨大的挑战。”“若是按照我们使用能源的方式，按照(我们现在利用)环境和劳工(的方式)，我们将快速走向局限。”,皮江炼镁法的现状-潜伏中的危机,皮江炼镁法的未来-避免危机的途径,人是生产力自然资源是生产力科学技术也是生产力,新皮江炼镁法-皮江法的未来,通过对传统皮江设备传热效率，结构设计和工艺控制方法的改进实现降低能耗增加产能的目的，使在皮江炼镁法基础上发展起来的中国镁冶炼业获得持续发展的动力。,中国专利：2004100426405,新皮江炼镁法 还原罐,改善传热效率,提高蠕变抗力,提高还原温度,延长使用寿命,缩短还原周期,降低料镁比,成本,产值,强化器,缩短装卸料时间,减轻劳动强度,可实现机械化,避免过/欠烧,改善生产质量管理,可实现自动化,重力装卸料,动态监测,回收,新皮江炼镁法 强化器传热效果,1250 C,12小时,3小时16分,新皮江炼镁法 强化器强化效果,t+,to,新皮江炼镁法 产量（产能）上升,新皮江炼镁法 投资成本下降,投资成本(Z)单罐投资成本(z)x 还原罐数量(N),新皮江炼镁法 生产成本下降,生产成本(S)能源成本(es)+还原罐成本(rs)+原料成本(ms)+人工成本(ws),新皮江炼镁法 污染程度下降,CO2,粉尘,新皮江炼镁法 能耗比较,275,354,264,电解法及传统皮江法数据引自:Ramakrishnan and Koltun(Magneisum Technology 2004,TMS,p.173),新皮江炼镁法 CO2排放比较,24,42,34,电解法及传统皮江法数据引自:Ramakrishnan and Koltun(Magneisum Technology 2004,TMS,p.173),明日金属材料 金属镁市场展望,38.7,60,750,总结 皮江法历史,皮江炼镁法由加拿大Pidgeon博士在40年代初发明.皮江炼镁法是一种在水平放置的真空还原罐内进行的硅热法氧化镁还原反应.皮江炼镁法主要解决了热罐装卸料问题.皮江炼镁法的主要缺点是能耗高、污染重、效率低、劳动强度大。,总结 皮江法现状,与中国国情相结合的皮江炼镁法是目前世界上最具商业竞争力的炼镁技术.借助于皮江炼镁技术，中国成为世界上最大的金属镁生产国，其原镁产量从1994年的5300吨迅速上升到2004年的40万吨但皮江炼镁法的主要缺点仍然存在并成为中国炼镁业持续发展的障碍,总结 皮江法的未来,汽车和电器产业对轻金属材料的不断追求将在不久的将来为金属镁提供一个年需求量达750万吨的巨大市场。如此大的产量如使用传统皮江法来生产将为我国造成一个无法承受的能源和环境负担。新皮江炼镁法克服了传统皮江法的主要缺点，具有还原周期短，还原罐寿命长，可实现对反应程度的连续监测，可实现对反应副产品碱金属的回收等优点使用新皮江炼镁法可以提高产量、减小成本、降低能耗、减轻污染。因而是中国炼镁业实现可持续发展的技术保证。,水平单口,水平双口,竖立/斜立,之字形,里外真空,温度,J.M.Toguri and L.M.PidgeonCJC,vol.40,1962,pp.1769-76,真空度,J.M.Toguri and L.M.PidgeonCJC,vol.40,1962,pp.1769-76,硅铁纯度,J.M.Toguri and L.M.PidgeonCJC,vol.40,1962,pp.1769-76,还原催化剂,J.M.Toguri and L.M.PidgeonCJC,vol.40,1962,pp.1769-76,料球密度,S.K.Barua and J.R.WyneyckyjCMQ,vol.20,1981,pp.295-06,
