镁具有比重小、比强度和比刚度高、减振性号、电磁屏蔽性能优异、机械加工性能好等特质,被誉为21世纪的“时代金属”和“绿色工程材料”。我县在镁产业发展中占据得天独厚的优势,下一步,如何在循环经济的大背景下,不断提升延长镁产业链,推进产业转型升级,将成为神木县镁产业发展的关键。
一、我国镁产业发展现状
近年来,国内金属镁消费呈逐年递增态势。从消费结构看,金属镁除稳定用于生产铝合金、炼钢脱硫、金属还原、生产球墨铸铁等领域外,用于镁合金的金属镁量同样逐年较快增长,2012年已达到近10万吨,同比增长12%,占总量的31.7%,成为金属镁消费的第一大领域,这表明镁合金材料生产及应用取得可喜进展。从原镁生产来看,主要呈现以下几个特点:一是产地聚集度高。陕西、山西、宁夏三地的镁产量占据全国总产量大半江山,陕西省更是稳居鳌头,产能和产量分别占全国的47.55%和44.39%,镁生产规模在10000t/a以上的企业也主要分布在上述三省。二是镁工业生产一体化程度不高。镁冶炼能力过剩,深加工能力不足,大部分作为初级原料低价出口,造成资源严重浪费,属于典型的以牺牲资源和环境为代价的原料出口型工业。镁企业的生产主要以满足出口需要为主,呈资源型出口,内需开发不足,影响中国镁工业整体效益。三是镁企业运营和技术水平不高。大部分镁企业生产规模小、实力不强,尤其缺乏对专利、商标、文化和品牌等无形资产的规划,不注重企业形象及品牌战略的推行;技术含量低、生产装备落后、产品质量不稳定。目前,我国镁生产企业多采用皮江法,而这种方法炼镁工艺落后,机械化、自动化程度低,难以保证产品质量,产品的品种、规格、质量与发达国家相比仍有较大差距。四是对环保重视不够,环保治理投入不足。采用皮江法炼镁的企业仍以煤炭为主要能源,控制SO2等有害气体的排放及废渣处理等问题都亟待解决。
二、神木发展镁产业的优势和短板
神木的镁产业主要集中在原镁冶炼,近年来发展迅速,原镁冶炼企业从2007年的5户增至目前的13户,产能达32万吨,2012年的产量达8.9万吨,2013年受经济下行影响,产量仍达到了6.3万吨。
(一)准确把握神木发展镁产业的优势。在经济转型背景下,神木镁产业在生产模式和原料供应上优势明显。业界评价“世界镁业在中国,中国镁业在神府”。一方面,是源于“焦一镁”联产的循环模式。神木原镁冶炼产业的迅速发展主要得益于“焦一镁”联产的循环经济模式。神木兰炭(半焦)工业发达,生产中可产生大量的荒煤气。过去,大部分荒煤气并未得到有效利用,大多直接烧掉,不仅浪费能源,而且造成环境污染。在政府相关部门的引导下,神木原镁冶炼业自2007年开始使用荒煤气作为炼镁的主要燃料,将兰炭煤化工与镁冶炼生产有机结合,使荒煤气变废为宝,既实现了节能降耗,又大大降低了镁冶炼的燃料成本。有些企业采用循环经济模式,利用自产兰炭生产硅铁和电石,自给自足了镁冶炼生产所需的硅铁和燃料两大要素,大幅降低了生产成本和对外依赖风险,吨镁生产成本较国内平均水平低1500至2500元,推动神木原镁产业迅速崛起。目前,全县兰炭生产能力在1560万吨/年左右,若按照每生产60万吨兰炭产生约3.5亿标立方荒煤气,每年将产生约91亿标立方荒煤气(热值约为1700一2000 kcal/标立方),相当于221一260万吨标准煤。如通过“焦一镁”联产模式产镁,每年可生产原镁36至50万吨。另一方面,在于原料丰富、成本低廉。皮江法炼镁的主要原材料为白云石和硅铁,按照工信部2011年出台的《镁行业准入条件》要求,每生产1吨原镁,消耗10.5一11.5吨白云石和1.04一1.1吨硅铁,约占原镁生产成本的55%以上。目前,我县境内尚未探明有适合炼镁的白云石储藏,但距离神木不远的山西五台县和兴县却有着极为丰富、而且品质很高的白云石资源可供使用。五台县距神木约320公里,白云石矿储量达3亿吨,可供100万吨级的原镁生产使用近30年。兴县距神木约80公里,白云石远景储量在10亿吨以上,可供100万吨级的原镁生产使用近100年。每天,神木都有大量的煤炭运输车辆进入山西,而其回程多为空车,如能利用好这些返空车运输白云石,运费较低,具有一定的成本优势。此外,我县及周边地区硅石资源丰富,具备较好的硅铁生产条件。距神木县80公里左右的府谷县和距神木县约200公里的鄂尔多斯有数十万吨的硅铁产能,供应充足、且采购价格也低于国内市场平均价格。如能实现硅铁自产自用,成本方面又能进一步降低。
(二)清醒认识神木镁产业发展的短板。 一是专业型技术人才严重缺乏。目前,神木县及周边地区还没有相关的研发机构,导致新技术、新工艺的开发和引进严重滞后,阻碍了镁产业的进一步发展。由于缺乏专业机构的培养和带动,专业技术人员数量少、成长慢,仅有少数人通过积累经验成长为技术人员和管理人员,但兼具扎实专业知识和技术创新能力的高级专业技术人员实属凤毛麟角。二是上下游产业结构不合理。神木县地处秦晋蒙接壤地带,区域内煤炭、天然气及其它矿产资源丰富,产业结构以能源工业、化工工业等为主体,而镁及镁合金下游的制造业(汽车、3C产品、手持工具等)、铝合金和钢铁冶金等产业却不发达,离终端市场较远,直接制约了镁产业链的延伸和发展。三是产业链条短、产品附加值低。目前,神木的镁产业仍停留在原镁冶炼生产上,绝大部分产品为粗镁或者纯镁锭,仅有少量的镁合金(锭)产品,且品质偏低,在初加工和深加工产品(如变形材、压铸件)领域更是空白。总体来看,产品附加值低、产业链短,难以形成循环经济发展态势,远未达到社会效益、经济效益、生态效益最大化目标。四是“焦一镁”联产模式存在隐患。如前所述,神木镁产业最大的特色和优势在于以“焦一镁”联产为核心的循环经济模式,但需要警惕的是,目前市场上兰炭生产和金属镁生产并未形成一体化,必须考虑由于兰炭生产受阻后对金属镁生产的影响。五是生产经营模式粗放。神木原镁冶炼业虽然是以“焦一镁”联产为核心的循环经济模式,但由于起步晚、技术落后等原因,导致生产经营依然属于粗放型,“高耗能、高污染、低效益、低质量”的“两高两低”问题在不同程度上依然存在。
三、促进神木镁产业提质增效的路径
(一)制定独具产业特色的发展规划。根据全国镁产业的现状及发展趋势,结合神木镁产业发展的优劣势,建议神木镁产业应优先发展金属镁冶炼和镁合金(锭)生产,寻找和创造条件逐步发展镁合金初、深加工和下游产业,逐渐形成特色产业群。
近期:着力打造稳定供货和高品质特征的镁及镁合金原料生产基地,把握两个重点:一是通过技术和管理进步,做强原镁冶炼生产,提高产品品质,同时大力发展镁渣回收再利用等相关产业;二是重点发展现代化的高品质镁合金(锭)生产,使产品链向下延伸一步,不仅增加产品附加值,而且为下一步发展镁合金深加工产品打下基础。中期:融入呼包银榆经济圈和华北经济圈,重点发展有市场竞争力的初、深加工产品生产。具体来讲:一是与周边的电解铝生产企业结合,生产含镁铝合金锭及其深加工产品;二是面向周边及全国的钢铁行业,生产炼钢脱硫用镁粉镁粒;三是针对周边及国内的汽车、机械电子等目标市场,选择性地发展镁合金变形材或者铸件生产。远期:根据市场情况,着力发展高附加值的镁制品生产和特色下游应用产业。可以从以下几方面入手:一是与本地或者周边的优势产业结合,打造具有地方特色镁合金深加工产品生产基地,比如,与陕西的航空航天、仪器仪表工业结合,发展高精尖的航空航天镁合金产品、仪器仪表精密镁合金产品生产;二是以具有稳定供货和高品质优势的镁合金原料生产供应基地,吸引更多的下游企业与本地企业联合发展,打造特色产业集群;三是以集团化、园区化、循环化的创新型发展路径为主线,“政、产、学、研、用”有机结合,促进技术进步和产业发展,构建“煤炭一发电一兰炭硅铁一还原罐一金属镁一镁合金深加工一煤焦油深加工一镁渣免烧砖和镁渣水泥”完整的循环经济产业链。
(二)强化拓展循环经济模式。首先,要牢牢抓住并强化“焦一镁”联产循环模式优势,使半焦生产和镁冶炼生产更加紧密结合,进一步降低生产成本。从技术上,需要对荒煤气的净化、安全储存和传输、特色高效燃烧技术进行研究和开发,使荒煤气的利用更加高效、更加符合金属镁生产的需求。其次,在遵循市场导向前提下,进一步深化循环经济研究,对炼镁废渣进行回收再利用,生产免烧砖、特种水泥等建材,变废为宝;继续发展“兰炭一自备电厂”硅铁自产,提高企业的硅铁自产率,降低原料成本,使循环经济模式从链式向网状发展,更加显现综合成本优势,降低对外依存度和运行风险。
(三)实施专业人才培养计划。在镁产业发展进程中,应始终把科技进步和人才培养放在重要地位。一方面,广泛开展产学研交流合作,通过与国内外知名研发机构联合技术攻关,聚集国内外镁专业科研力量和研究成果,实现镁产业跨越式发展;另一方面,根据企业发展需求,有针对性地引进高端人才、培养本地领军人才,并逐渐建立本地化的研发机构和教育培训机构,使产业发展在科技和人才方面具有自我造血功能。
(四)学习引进最新行业技术。当前来看,神木乃至全国在镁产业发展方面技术相对落后。以镁冶炼生产为例,传统卧罐式皮江法炼镁生产效率低、能耗及排放高,难以适应现代大规模生产的需求。目前,一些新的节能、高效生产技术正在研究和开发阶段,如竖罐还原、碳热还原等,建议我县原镁企业密切关注这些新技术、新工艺,一旦成熟并具备工业应用价值,就应果断引进,强力推动我县镁产业发展占领前沿技术制高点。