打破国外垄断 原电池法超高纯氧化镁技术有哪些新突破？

高纯沙坪坝氧化镁的应用

      高纯氧化镁是精细化工产品和高温耐火材料，具有优良的耐酸碱性和电绝缘性，良好的光透过性，高导热性，广泛用作高温耐热材料，大量用于航空航天电子等各个高端领域。

      随着工业的发展，高纯氧化镁在传统领域的应用规模日趋扩大，新的应用领域也在不断的探索与开拓，市场容量不断扩大。从发展趋势看，高纯氧化镁消费比重逐年上升。

      高纯氧化镁在陶瓷行业用作陶瓷坩锅、基板等原料；在电子、电器行业用作磁性装置填料、绝缘材料及各种载体。99%以上高纯氧化镁是当今世界上生产取向硅钢片最好的化工原料。此外，用高纯氧化镁作为原料，还可以生产电熔氧化镁单晶、高纯电熔氧化镁、纳米级氧化镁等专用特种氧化镁系列产品，这些产品在电子、电器、光学、仪表、冶金、国防与航空航天等领域中都有广泛的应用。

      1966～1971年冶金部辽镁公司、鞍山焦化耐火材料设计研究院、洛阳耐火材科研究院合作，利用青海盐湖水氯镁石为原料，采用喷雾法和热解法进行优质氧化镁的开发研究，取得了一定成效。

      1985年华东师范大学的孙国清教授对海水石灰法进行改进，研究出纯度99.5%的高纯低硼氧化镁，结束了我国不能自主研制生产高纯(超过99%)氧化镁的历史。但由于工程化技术等问题，未能实现工业化生产。

      2000年6月，由李通、陈彩常研究的蛇纹岩化学湿法生产高纯氧化镁一次性试产成功，2001年开始正式生产。该项目的成功投产结束了中国人不能批量生产99%以上高纯氧化镁的历史，并得到了国内外专家高度重视。

      我国每年进口高纯度海水镁砂约40万吨。在钢铁企业全面转型升级的环境下，预计中国整个钢铁行业对高纯镁砂的年需求量是140万吨至160万吨。

目前，国内外制备氧化镁生产工艺主要为矿石煅烧法和海水/卤水提纯法，矿石煅烧法氧化镁纯度最高仅有98.5%，已无法完全满足我国冶金等高端制造产业需求。

目前主要制备方法

      高纯氧化镁的生产一般是采用普通氧化镁的制备方法，并通过特殊的除杂工艺来实现的。

      目前国内主要运用第三种方法，即利用液体或固体矿为原料，先制备出纯度比较高的氢氧化镁，再在一定温度下煅烧氢氧化镁而得到高纯氧化镁。

      相比于之前获取氧化镁常用的菱镁矿煅烧法和海水/卤水合成法，使用我国自主研发的原电池法工艺可获取超高纯度氧化镁，纯度可达99.95%，并且成本更低，工艺路线更短，产品成品率更高，且生产过程伴随产生大量优质直流电。

      原电池法选用镁作为燃料电池的阳极金属材料，增加了燃料电池生产、运输、储存、加注环节等各个环节的安全性，在短时间内将镁转化为氧化镁，增值近50%；同时在获取超高纯度氧化镁的过程中可实现无工业三废排放。同时，原电池法突破性的使用了碳基非贵金属催化剂，较传统贵金属催化剂，降低了燃料电池制造成本、提升了性价比。碳基非贵金属催化剂在此领域的全球范围内处于领先地位。

      据了解，超高纯度氧化镁长期被日本、欧美等国家垄断；受产能和品质制约，我国每年需要从以色列、欧洲和日本等国大量进口高纯度氧化镁，缺口巨大。目前，原电池法超高纯氧化镁/电力联产项目已经正式进入产业化的初步阶段，预期在2022年实现千吨以上规模量产，2023至2025年实现产能20万吨至30万吨，将为钢铁、冶金、陶瓷、高温材料等重工业领域提供转型升级必须的基础材料。