菱镁矿变身高端材料的发展方向

我国菱镁矿储量丰富，贮藏量达31亿吨，约占世界已探明储量的四分之一，主要分布在辽宁和山东地区。长期以来，我国主要将菱镁矿作为低附加值原料，出口高品位资源，而高档镁质产品却依赖进口。大量低品位菱镁矿尾矿堆积，既占用土地，又破坏环境。如何高效、高附加值利用菱镁矿，成为行业关注的焦点。

制备高致密烧结镁砂

烧结镁砂是钢铁、水泥等高温行业不可或缺的耐火原料。直接煅烧菱镁矿得到的镁砂纯度低、性能差。为了攻克这一难题，技术人员开发出了轻烧-水化新工艺：先将菱镁矿轻烧得到活性高的氧化镁，然后再水化成氢氧化镁，最后高温烧结成镁砂。这道水化工序能有效破坏菱镁矿原有的假晶结构，大大提高了烧结后的致密性。在此基础上，对中间产物进行两道细磨，添加适量的CaO或Y2O3等添加剂，可以促进产物烧结，制备出体积密度高于每立方厘米3.40克、氧化镁含量超过97.5%的高品质镁砂。

镁质晶须打开材料“增强密码”

晶须是一种高性能短纤维材料，具有高强度、高模量等优异性能，开发镁质晶须，充分利用菱镁矿中的镁元素，是镁质资源高附加值利用的重要发展方向。以菱镁矿为原料，可制备出碳酸镁、氧化镁和碱式硫酸镁等多种晶须。

碳酸镁晶须可作为橡胶、塑料的优质填料和补强剂，是制备其他高纯镁盐的“前驱体”，通过控制反应温度并添加乙醇、柠檬酸等辅助剂，可以得到表面光滑、长径比大的优质晶须。

氧化镁晶须具有优异的耐热性，常用采用间接法生产，先合成出碳酸镁或碱式碳酸镁晶须，再经过煅烧，复制出氧化镁晶须。这种方法可制得长度达80μm、长径比值为20的晶须，符合国家优等品标准，可增强材料抗热震性。

碱式硫酸镁晶须与塑料、树脂复合时，因折射率接近，对产品着色影响小，还能提升抗折弯、抗冲击性能。此外，碱式硫酸镁晶须与塑料等基体相容性佳，几乎不影响产品色泽，还具备良好的电绝缘性，广泛应用于电器外壳、汽车零部件等。通过水热合成法，在特定条件下可制得平均直径仅269nm、长径比值高达100的超细晶须，添加到聚丙烯中能使拉伸强度提高18.4%、抗冲击性能提升60.7%。

低成本纳米氧化镁应用领域广

纳米氧化镁性能良好，广泛应用于耐火材料、抗菌材料、吸附剂、催化剂等领域，以往多采用化学试剂生产，成本高昂。为降低成本，技术人员开发出了草酸沉淀、溶液燃烧、凝胶-燃烧等多种工艺，成功制备出粒径在20nm~100nm之间的高纯纳米氧化镁。利用菱镁矿成功制备纳米氧化镁，不仅降低了生产成本，还有利于工业化，实现了从天然矿石到高端纳米材料的跨越。

尾矿利用、工业化转化成重点

尽管我国在菱镁矿高值化利用方面已取得显著进展，但仍存在尾矿利用率低、高端产品产业化不足等问题，要想真正实现产业升级，未来还应从以下几个方面努力：

一是尾矿难题攻坚。如何高效、经济地利用堆积如山的低品位尾矿，是资源综合利用和环境保护的关键。

二是推动技术落地。将实验室的研究成果尽快应用于大规模工业化生产，打破国外对高端产品的垄断。

三是深耕纳米材料。继续开发低成本、高性能的纳米氧化镁制备技术，开拓其在新材料、新能源等前沿领域的应用。

三类先进镁质材料的制备及研究，为菱镁矿高值化利用提供了参考路线，对提高我国镁资源综合利用率有借鉴意义。坚持菱镁资源有效、合理、高附加值利用，不仅关乎经济利益，还关乎我国的生态文明建设。随着我国材料科学技术的不断进步，中国菱镁矿产业必将完成从卖原料到卖产品和卖技术的华丽蜕变。（中国冶金报）