我国工程热化学新技术实现产业化 ——年40万吨级菱镁矿输送床闪速轻烧工程示范装置成功应用

作为“国防金属”的镁和“工业味精”的氧化镁，是国防安全和生产生活的重要战略金属和材料。沈阳化工大学的科研团队经过3年多科研攻关和示范项目建设，在提供国家“镁”需求量80%的菱镁矿资源煅烧领域，推进了“高温过程低温化、慢速过程快速化”的工程热化学技术变革，生产能耗较传统工艺降低25%左右，生产效率和产业放大规模大幅提高。

辽宁菱镁矿储藏量占全国总储量的90%、世界储量的25%。作为菱镁资源利用产业链的源头，菱镁矿石“轻烧”在我国一直沿用“反射炉”工艺，并持续“采富弃贫”的粗放式生产，导致超亿吨的低品位及小颗粒菱镁矿石未被利用，菱镁矿轻烧技术及装备的升级换代成为菱镁产业最有效的清洁低碳化重大关键技术。

2020年，“固废资源化”重点专项定向设置“菱镁固废化工材料高值利用技术与基地集成示范项目”，在辽宁省科技厅组织下，由沈阳化工大学牵头10家高校、中国科学院相关研究所以及相关企业联合实施技术攻关和工程化示范，以推动菱镁资源固废的化工和材料深度利用，减少资源浪费和环境污染，形成有效的产业创新技术及示范应用。其中，“年40万吨级菱镁矿输送床闪速轻烧工程”是该国家项目规模最大的示范工程，也是至今单套处理能力最高的菱镁矿轻烧产业化工程。

该项目首席专家、沈阳化工大学校长许光文介绍，传统“反射炉”轻烧工艺只能处理30—80毫米的块状菱镁矿原料，且轻烧过程的炉温高达1200℃以上，反应时间需要3—5小时，至今研发的其他细小颗粒原料快速煅烧技术又未能解决“过程低温化、热能循环利用”问题。矿石资源煅烧热化学反应过程等温化、低温化，生产能耗降低和过程低碳化，成为以菱镁矿代表的碳酸盐类矿石资源煅烧领域的重大技术创新需求。

今年9月，“年40万吨级菱镁矿输送床闪速轻烧工程”在辽宁海城菱镁新材料产业基地辽宁隆镁科技有限公司实现了全流程成功运行和试生产，原料处理量达到55吨/小时规模，并实现稳定连续运行，生产能力替代了25台菱镁矿轻烧“反射窑”。许光文介绍，示范工程煅烧粒径100微米级矿石原料，也可煅烧低劣难利用的浮选微细尾料，煅烧反应器温度由原来的1200℃降至900℃，反应时间仅为短短数秒，工程装置实现了全流程封闭运行且无粉尘外扬。

据悉，该示范工程总投资2亿元，由沈阳化工大学及研发团队以自主研发技术评价7000余万元，与投资者及当地企业合资创建了项目公司，从零开始，新建了该产业化示范工程，拓展了科技成果使用权赋权和成果转化应用的实施模式，也是“定向研发、定向转化、定向服务”科技创新与成果转化“三定向”机制的标志性应用成果。

目前，“年40万吨级菱镁矿输送床闪速轻烧示范工程”被列为辽宁省菱镁产业升级和技术改造重点示范项目，成功入选国家重大建设项目库，并获批国家发改委产业创新链整合项目，其推广应用将推动我国菱镁产业的关键技术迭代和变革性提升。