中国目前是全世界最大的金属镁生产国和出口国，中国的金属镁全都为皮江热还原法。最近中国青海盐湖集团10万吨电解法开工以后，这种现象才发生了改变。

皮江法炼镁的原料是白云石，还原剂为硅铁。白云石中灼减约为47%左右。白云石在焙烧中47%都分解为CO₂气体进入大气，还不包括白云石焙烧加热产生的CO₂。

皮江法炼镁过程中除了产生噪声、余热。还要向环境排放固体、液体和气体废弃物。

第一部分皮江法生产中的废弃物

一、固体废渣

由于白云石中一吨白云石中含纯金属镁仅为130Kg左右，所以每生产一吨金属镁要消耗10吨以上的白云石，而且每生产一吨金属镁还要消耗1-1.05吨的硅铁，在生产中这些硅铁也完全转化为固体废弃物被排放。实际生产中一吨镁要产生6-7吨的还原渣。要产生1-2吨的燃煤废渣。在精炼过程中，精炼熔剂及镁在精炼过程中粗镁的氧化物、碳化物、氮化物，精炼过程中所加入的萤石粉以及镁在精炼过程中烧损产生的镁的氧化物全都进入精炼熔剂渣中，一般情况生产一吨精镁约产生0.15~0.25吨精炼熔剂渣。

白云石在焙烧过程中还要产生少量的含有燃料颗粒和白云石颗粒的烟尘，这部分各个生产厂家控制状态不同，一般一吨金属镁产生约为0.01~0.05吨左右烟尘颗粒。再则焙烧后的白云石发生生烧、吸潮后废弃煅白及研磨过程中产生的粉尘，这部分估计约为0.01吨左右。

还有一种固体废弃物是白云石原料在选料、粉碎过程产生的粉尘、石末，这部分各家进料状况不同，差别较大。

另外一种固体废弃物是在白云石焙烧设备、还原炉及精炼炉在检修过程中所排放的废弃物，这部分固体废弃物主要有烧结，高温粘结的耐火材料、保温材料、粘土转水泥渣及烟尘、还原罐氧化皮等，一般还原炉检修还原罐时间由于各厂家状况不等，各家都有很大的区别。

最后要强调的是金属镁生产中所用的燃料绝大部分是用煤作燃料由此而产生的煤气炉渣和工艺过程所用蒸汽而产生的锅炉炉渣。一般要求一吨镁耗标准煤4.5-5吨左右，实际生产中，各家所购煤热值不等，实际消耗均大于此数值。加之部分厂采用流化床焙烧煤矸石生产蒸汽这种废渣数量更大，超出我们的考虑范围。

以上为皮江法炼镁过程中所产生的固体废弃物。整理上述，每吨金属镁所排放的固体废弃物约为:

金属镁还原渣 6.5吨

煤气炉煅炉燃煤渣 1-2吨

精炼熔剂渣 0.1-0.2吨

煅白废弃物渣 0.2-0.5吨

二、气体废弃物

1、白云石焙烧所产生的CO₂，

前已述及，每吨白云石焙烧后一般要产生0.45-0.47吨的纯CO₂,这里还不包括白云石焙烧加热燃煤所产生的CO₂,按吨镁所需10吨计标，就白云石本身就要产生4.5-4.7吨的纯CO₂。

2、白云石焙烧燃煤及还原加热过程中还有精炼燃料所产生的CO₂显得更为重要,金属镁生产全部用煤按实物煤消耗一般为6吨左右其中固定碳按70%计标，可折纯碳4.2T,完全燃烧后实际转化为纯CO₂为15.3吨左右。

把白云石焙烧后分解所产生的CO₂和燃煤过程中产生的CO₂相加，每吨金属镁生产约产生19.8吨左右的CO₂。这样的CO₂排放量在所有有色冶金行业中可能是最高的。

三、液体废弃物

对于皮江法炼镁你生产过程中主要液体废弃物为:

1、煤气发生炉产生的煤气洗涤水，煤气洗涤水中主要有煤灰尘还有煤焦油及含有少量的挥发酚的洗涤水。

2、粗镁锭在酸洗过程中产生的镁锭酸洗废液、镁锭酸洗废液主要含部分游离硫酸和硫酸镁溶解液。

3、金属镁精炼铸锭过程废气洗涤液，主要含有亚硫酸钠和氯化钠及残余氢氧化钠。

4、真空泵废弃真空油水，主要含有水和灰尘及真空油。

5、锅炉水软化或无离子化过程的排水，主要含有氯化钠、碳酸镁等或氢氧化钠及盐酸，由于各生产厂家水处理方案不同而各异，这部分主要对于有自备电厂厂家显得极为重要。

综合以上情况，金属镁生产过程中要产生相当量的固体、气体和液体废弃物，对环境要造成极大的危害，针对这些对环境造成的危害因素，如何处置是制约当前金属镁行业生存和发展的首要问题。处理的效果一般要达到三点，一是实现废弃物的无害化，二是达到废弃物的减量化，三是达到废弃物的资源化回收利用。第三点极为重要，因为科学技术水平的发展，资源的匮乏把废弃物资源化是我们今后发展的重要渠道。

还原渣和CO₂排放是皮江法金属镁冶炼过程最大的两项废弃物，也是急需解决的大问题。

第二部分废弃物质的处理措施

固体废弃物的处理

1、皮江法炼镁还原渣的处理方法

皮江法炼镁还原渣在金属镁冶炼过程中排放6.5-7吨渣，皮江法炼镁还原渣中主要成分为氧化钙、二氧化硅、还有氧化铁、氟化钙，其中还有一部分未还原的氧化镁。对于硅酸盐水泥产品成分来讲，除了氧化镁，其他成分均为有益成分。所以目前一部分金属镁厂把还原渣用作水泥原料添加剂或水泥熟料的混合材加入水泥熟料中，因为还原渣中氧化镁的存在，所以添加还原渣量一般都低于15%以下。原因是氧化镁在水泥产品的水化过程中生产容易转晶的硅酸镁，硅酸镁转晶过程发生粉化而使混凝土产品造成标号降低，另一个原因是由于锻白焙烧，混合料还原过程中加之原料中锻白的颗粒较大，又都处于过烧的高温状态，故其中大部分氧化钙、氧化镁都处于过烧状态，用作水泥原料时这些氧化钙和氧化镁水化时间远比水泥产品长得多，有时可达一个月以上，故容易造成水泥的不安定性，严重时发生重大事故。特别是在监管不严的情况下，一部分混凝土搅拌站不法企业主贪图利益，随意加大还原渣加入量，给建筑工程造成重大安全隐患。故还原渣在应用时应加强监管力度，严禁超量使用。

由于还原渣主要成分接近水泥成分，也类似石灰产品，把其用于质量要求不严格的墙体材料的砌筑灰浆中，利用其中的氧化钙和空气中二氧化碳发生碳化反应产生胶接力，或是利用渣的比较低的胶凝力用于普通建筑中，由于其性能较差，市场范围有限。但还是可消费一部分还原渣。

由于还原渣中主要成分是氧化钙，水化后呈现较强的碱性。加上皮江法炼镁过程要产生大量的二氧化碳气体废弃物，把这两大废弃物结合起来处置，生产碳化砖，用于普通建筑物，如一般墙体，护坡用花格砖，一般地坪、草坪用花格砖以及养殖业中的畜、禽棚墙中。采用此法，既可消费一大部分还原渣，还可同时消费一部分产生温室效应的二氧化碳废气。

因为还原渣中主要成分为氧化钙，和其他对水泥产品有益成分二氧化硅、氧化铁和氟化钙，而其中的氧化镁是唯一的有害成分。而氧化镁和重碳酸容易发生反应生成易溶于水的重碳酸盐。利用其特殊反应，同时利用金属镁生产过程中排放的大量二氧化碳，采用特定的工艺条件，把还原渣中的残存氧化镁提出，使渣中氧化镁含量大大降低到水泥原料要求，或者高于水泥原料对氧化镁的要求，制出高档水泥原料而生产高档水泥产品。此方法对无有水泥原料或低质高镁石灰资源生产水泥的地区更显得意义重大。同时简化工艺，降低能耗，降低生产成本。不足之处是对水资源和总投资方面要求严格。

由于还原渣的成分符合或者接近铸石、某些保温材料成分的要求，可考虑还原渣在这些方面的应用。市场前景也是可观的，我们目前正在深入做这方面的工作，预计不久将会拿到样品。

另外我们正在做另外一项工作。在金属铝行业中的原料是氧化铝，而氧化铝的原料又是铝矾土，铝矾土原料中含有大量二氧化硅及氧化铁，特别是国内铝矾土属于高硅高铁低铝贫矿，铝矾土制氧化铝过程中要加碱和生石灰。中国目前是世界第一铝生产大国，氧化铝生产需要大量的生石灰，需要大量石灰石，石灰石焙烧又需要消耗大量煤炭。同时又产生大量二氧化碳。利用金属铝做金属镁生产的还原剂，还原渣为铝酸三钙，利用这样的铝酸钙代替生石灰加入铝矾土原料中，既解决了氧化钙的来源，又增加了制氧化铝过程中原料中氧化铝的含量，对于金属镁行业来讲，无有了还原渣的排放，又增加了一种新的产品，彻底根除了还原渣对环境造成的极大危害，可以取得明显的社会和经济效益，我们目前正在深入做这方面的工作，主要考虑到经济上的可行性问题。

2、金属镁精炼及镁合金熔剂废渣的处理方法

金属镁精炼渣是金属镁行业第二大固体废弃物，金属镁精炼及镁合金废渣中主要含有氯化物、氧化镁和氟化钙。镁精炼及镁合金熔剂渣是镁行业对环境影响最大，特别是对我们生活饮用水和对我们身体健康危害最大的污染物质。因为镁精炼渣或镁合金熔剂废渣中氯化物占30-40%，氯化物是极易溶于水的，镁精炼渣及镁合金熔剂渣随意排放后，渣中氯化物就会溶入自身吸潮后吸收的水中或者跟随雨水渗入地下水，而后进入我们的生活饮用水中，这些氯化物饮用后，进入血液中使血液粘稠度增加，氯化物中的氯化钡进入血液容易导致人类的大脑诱发脑膜炎或其他大脑疾病的发生。镁及镁合金废渣的治理至关重要。利用渣中氯化物的水溶性从渣中提出重新制成熔剂用于镁及镁合金的生产。然后再提出渣中氧化镁，制成各种化工产品，最后再提出渣中氟化钙，用于镁还原的混合料配料中。

3、皮江法炼镁过程中废耐火材料的处理方法

皮江法炼镁属于金属的火法冶炼，白云石的焙烧。还原过程中的加热，精炼过程的加热都需要消耗耐火材料。在实际生产中，锻白焙烧炉衬的更换，长期高于1300℃的高温炉中耐火材料的软化烧结。一个2万吨的金属镁厂一年要更换数百吨至上千吨的耐火材料。如果不利用，随意排放要占用大量的空间。这些耐火材料中主要成分为氧化铝要消耗大量的铝矾土。中国目前金属铝厂产量约为2800-3000万吨左右，要消耗大量的铝矾土资源，每年也要从国外进口大量铝矿石，中国铝矾土资源绝大部分为高硅、高铁、低铝的资源，而金属镁生产耐火材料绝大部分又是优质铝矾土，把这些氧化铝高达75%的废耐火材料回收利用意义重大。简单的利用是经过高温的废耐火材料经破碎分级制取耐火浇注料重新用于工业窖炉施工。另外部分含铁低的和废硅酸铝耐火纤维，用于金属镁生产中的保温材料。既降低了污染，又降低了能耗。

对于金属镁生产的废白云石粉以及过烧、久烧锻白都可利用回转窑煅烧、水化而后生产轻质碳酸钙等化工产品，用于橡胶、塑料、造纸化妆品及日用化工，既消除了危害，又创造了财富。

气体废弃物的处理

1、废二氧化碳的处理

金属镁冶炼过程所产生数量最大的是二氧化碳废气。前已述及每生产一吨金属镁约排放19.5吨左右的二氧化碳气体。这大量的二氧化碳气体利用是困难的，有效的方法是加强周边的绿化工作，植物生长是靠植物在光合作用，水和二氧化碳气体发生的光合作用，生成纤维素、糖类等碳水化合物。而采用发展绿化是解决大量二氧化碳的有效方法。

另外利用锻白焙烧过程中产生的较高浓度的二氧化碳气体进行回收制取纯度较高的二氧化碳气体，用于机械工业焊接、本厂的部分岗位的气体保护、水果蔬菜的保鲜、中草药的超临界CO₂提取、干冰制冷等。

结合本厂大量废还原渣制取碳化砖也不失为大量消耗CO₂的一个较好的措施。

在优质石灰石资源匮乏的地区，利用CO₂做提取剂，提出废还原渣中的氧化镁，制取优质水泥原料也是较好的CO₂治理办法。

2、金属镁精炼过程中SO₂气体的治理

金属镁是一种活泼金属，极易氧化燃烧。最佳保护气体为四氟化硫，但是这种气体对大气层的臭氧破坏严重，所以在全世界范围禁止使用。SO₂是金属镁表面氧化保护的一种较好气体，但SO₂和水反应生成亚硫酸，对大气污染严重，对人类危害较大。在企业周边有氧气生产或者有空分装置的地方或许有合成氨生产装置，生产过程中付产驰放气经变压吸附制取氩气用于金属镁保护都是极好的。

对于无有以上条件，采用硫磺燃烧生成SO₂用于镁精炼保护也是一种补救方法，但必须防止SO₂气体的跑冒滴漏。同时要注意的是SO₂废气的吸收液的选择和废吸收液的处理。目前一般采用氢氧化钠做吸收剂，由于在镁精炼和镁合金生产中所用的氯化镁在高温过程发生水解，废气中还要产生一定量的氯化氢，吸收剂吸收后付产物为亚硫酸钠和氯化钠的混合物，单纯的亚硫酸钠为还原剂，可用于化工产品，而吸收液是亚硫酸钠和氯化氢的混合物，难以处理，将吸收剂改为氢氧化钾或本厂丰富的镁的废渣，付产成为钾或镁的亚硫酸盐，可用作肥料、用于本厂的花草、蔬菜和绿化工作，解决了排放上困难。

对于金属镁加热过程，特别是还原罐加热过程，在高温下空气中的氮气和氧气会发生反应，生成氮氧化物，这种氮氧化物遇水生酸性的氮氧化物等，它的吸收剂采用氨、氢氧化钾和本厂回收的废氧化镁等，废吸收液也同样用作本厂绿化，附近农民的化肥。

液体废弃物的处理

金属镁生产中液体废弃物为煤气发生炉煤气洗涤废水。废水中主要含有煤尘、焦油和挥发酚。煤尘经沉淀捞出脱水用作红砖生产或内加煤制成生活煤球。焦油应加强电捕焦的能力及焦油与水的分离，废水中挥发酚一般高浓度时采用氢氧化钠制取酚钠盐提取，低浓度时采用焚烧酚水处理，这种方法酚水中含酚较低，酚烧过程中加热了大量水，使大量水吸收热量变成蒸汽，能耗十分高，处理成本难以接受，可否采取一下措施一方面加强处理场地的保温，采用生化处理，使工作温度处于微生物最活泼条件下，提高生化处理的效果，这一点对我国镁厂大部分地处我国北方寒冷地域更显得重要。再一个是否采用加强密封的条件下，采用多次循环吸收，提高废液中酚的含量，加入氢氧化钠，制成钠盐进行提取进行处理。

以上是金属镁冶炼过程中固体、气体、液体废弃物进行处理方法的设想。其中还原剂制取碳化砖项目已于2005年国家知识产权局授予发明专利权;还原渣制取保温材料发明技术专利申请已受理。还原渣中氧化镁CO₂提取方法的发明技术专利也已经授权。另外金属镁精炼和镁合金熔剂废渣回收利用技术的2项发明专利和1项实用新型专利已授权还有金属镁精炼及镁合金废渣中提取稀土和锰的发明专利申请已受理。

另外金属镁冶炼过程中还有一大部分环保、生产技术难题还未有破解，还需要进行大量的工作，希望同行同仁能够共同协作努力探讨，为中国的金属镁业的健康发展，共创美好的明天。以上仅为我们所做的一部分工作，由于水平有限，还望各位专家、学者、同仁给予指正，并希望合作，感谢了。