《關于加快和推進我國菱鎂產業健康穩定和可持續發展的指導意見》課題研究報告
《加快和推進我國菱鎂產業健康穩定和可持續發展》課題研究總報告
劉文杰
【摘 要】本研究報告對我國菱鎂行業原材料、制品、裝備、標準體系建設、行業管理等產業現狀進行了分析；對菱鎂材料在節能、節材、環保、資源綜合利用和低碳經濟等方面與傳統材料做了比較；對促進菱鎂行業創新發展思路進行了探討；研究并提出了解決菱鎂行業存在問題的措施和建議。
【關鍵詞】菱鎂產業 現狀 存在問題 分析研究 創新發展 建議措施
前 言 《加快和推進我國菱鎂產業健康穩定和可持續發展》研究課題，是工業和信息化部干2010年以原材料函[2010]276號“關于委托編制((關于加快和推進我國菱鎂產業健康穩定和可持續發展的指導意見))”的形式，委托菱鎂行業協會(以下稱“菱鎂協會”)所進行的菱鎂行業調查研究項目。協會為此成立了由秘書處、業內專家、政府有關部門負責人、相關科研院所、骨干企業等組成的課題組承擔課題研究。經過調研、資料收集、整理和分析匯總，以及起草、論證等幾個階段。現已按要求完成((加快和推進我國菱鎂產業健康穩定和可持續發展))研究總報告(以下簡稱《研究報告》)及分課題研究報告。報告分別從原材料、制品、裝備、節能環保、行業管理、標準化體系建設、科技創新等幾個方面分別進行了研究和分析，并根據存在的主要問題提出了有針對性的措施建議。
《研究報告》分為：《前言》、《菱鎂產業概述》、《菱鎂原材料產業現狀及發展研究》、《菱鎂制品產業現狀及發展研究》、《我國菱鎂制品生產裝備現狀及發展方向》、《菱鎂產品節能、節材、節地，低碳經濟和綠色環保性能的研究》、《菱鎂產品技術創新研究基本思路》、《建立菱鎂行業標準化體系研究》、《菱鎂行業管理現狀及政策指導對行業發展的重要意義》、《促進菱鎂產業可持續發展的對策研究及建議》、《結論》共十一篇，共約6萬字。
本課題研究的目的，是在摸清行業發展現狀、存在問題的基礎上，從政策指導、資源保護、合理利用、應用領域、行業準入、標準體系建設、技術創新、人才培養等角度研究并提出促進我國菱鎂行業健康穩定和可持續發展的建議和措施。為政府有關部門制定推動菱鎂行業發展指導意見提供依據，從而更好地使我國菱鎂資源優勢得到充分發揮和利用。
第二篇 我國菱鎂原材料產業現狀及發展研究
【摘 要】本篇對我國菱鎂行業主要原材料的組成(輕燒氧化鎂、氯化鎂、改性添加劑、玻璃纖維布、填充材料等)、資源分布、產能等情況分別進行了研究；通過對原材料資源情況的分析，介紹了菱鎂產業在我國資源綜合利用、環保等方面所作的突出貢獻；對菱鎂產業在原材料的科學配比和使用方面所存在的誤區進行了分析；本篇重點分析了目前輕燒氧化鎂煅燒裝備存在的問題、對行業整體發展所產生的影響，提出了改進和升級輕燒氧化鎂煅燒裝備思路。
【關鍵詞】原材料 資源綜合利用 輕燒氧化鎂裝備的改進和升級
菱鎂行業的原材料主要包括：輕燒氧化鎂(MgO)、氯化鎂(MgCl2)、改性添加劑、增強材料等主要原材料，以及鋸末、工業廢渣(礦渣、爐渣、石粉、建筑垃圾、粉煤灰等)礦渣粉、秸桿纖維、稻殼纖維等填充材料。
章 輕燒氧化鎂
一、我國輕燒氧化鎂礦產資源擁有情況
輕燒氧化鎂是由含碳酸鎂(MgCO3)的菱鎂礦石以700～800℃煅燒出具有一定活性含量(可參與反應的部分)的粉末狀材料，在菱鎂產品的制作過程當中起膠凝材料的作用。
菱鎂礦石在我國具備豐富的資源條件，優質高品位礦石是金屬鎂(Mg)、鎂(Mg)化工、醫藥和耐火材料的原料，低品位和邊尾礦等礦石是菱鎂制品產業的主要原料來源。據部門統計，目前上已探明的儲量當中，我國的菱鎂礦總儲量為35.64億噸左右，占菱鎂礦資源124億噸的28.7％，無論從總儲量還是礦石品位來說，都位居。國內具有代表性的菱鎂礦位于遼寧省，儲量達30.5億噸，占儲量的85.6％，占儲量的24.6％，位居地區儲量。菱鎂礦儲量分布情況見表2－1。
菱鎂礦資源的特點是：分布集中，礦床巨大，品位高、埋藏淺、易開采。在已探明構27處菱鎂礦藏中，大型礦(儲量大于0.5億噸)11處，中型礦(儲量0.1－0.5億噸)5處。遼寧省目前經地質勘查確認的礦區有12個，主要分布在海城、大石橋、岫巖、鳳城、寬旬、撫順等地區，保有資源儲量30.5億噸，約占總儲量的85.6％，占總儲量的24.6％，預計礦山服務年限至少300年。而據新預測，遼寧省菱鎂礦的遠景儲量可達80億噸左右。
此外，白云石<Ca?Mg(CO3)2>在我國南方具有非常豐富的儲量，也可以用熱分解的方式制備輕燒氧化鎂，制備過程為：Ca?Mg(CO3)2==MgO+CaCO3+CO2↑CaCO3==CaO+CO2↑
在以上兩種生產輕燒氧化鎂的方式當中，以煅燒菱鎂石為主導。
我國的菱鎂礦藏除遼寧省外，西藏自治區、甘肅省、河北省、山東省等地也有分布。菱鎂礦儲量及分布見表2－2。
氧化鎂資源的新情況是，利用內陸豐富的鹽湖資源提取高活性、高純度氧化鎂的課題已由中科院青海鹽湖研究所完成理論實驗研究，進入產業化生產后，我國將可以生產出活性90％以上、純度100％的氧化鎂。此外，中科院青海鹽湖研究所等單位還承擔了利用氯化鎂提取部分高活性氧化鎂后，與保留的氯化鎂直接組成科學配比的菱鎂產品生產原料的級課題項目。據我們了解，這一課題已經進入結題階段。這一研究成果對我國菱鎂行業的跨越式發展無疑具有積極的促進作用。
二、生產輕燒氧化鎂企業數量、裝備、產能等情況的研究和分析
1．我國輕燒氧化鎂生產企業數量及產能
由于遼寧省是我國菱鎂礦的主產區，所以輕燒氧化鎂生產企業絕大多數集中于此，輕燒氧化鎂產品的供應量占85％以上，其它地區如山東、甘肅等地雖然也有部分企業在生產，但數量和產能都比較低，沒有代表性。因此，我們將調研和分析重點放在了遼寧省。
據數據，目前遼寧省有輕燒氧化鎂生產企業248家，窯口數量為1670座，平均每家企業7座窯口。按單窯年產6600噸計算，我國每年輕燒氧化鎂總產量約為1100萬噸，年產值約50億元。
2．輕燒氧化鎂煅燒裝備現狀
我國早期輕燒氧化鎂的生產普遍采用石灰窯煅燒工藝，生產出來的是一種低檔次的產品，俗稱“菱苦土”。由于這種輕燒氧化鎂活性低、雜質多，使得下游菱鎂產品質量難以保證。而且這種煅燒裝備能耗高，二氧化碳等廢氣和粉塵排放量大，對環境污染嚴重，現已基本淘汰。
經過近幾年的技術改造，現在普遍采用的是煤氣反射窯焙燒工藝生產輕燒氧化鎂，使用較清潔的水煤氣作為能源，改善了生產條件。這種裝備的優點是投資不高，生產的輕燒氧化鎂活性較高、雜質少，價格適中，下游制品企業基本可以接受。而且能耗與石灰窯煅燒工藝比較相對較低，粉塵易回收，二氧化碳等廢氣排放量小。
但這種裝備仍存在一定的缺陷，例如生產的輕燒氧化鎂質量不穩定；產量低，生產效率低；仍有較嚴重的粉塵污染；能耗仍然偏高等。
其中，質量不穩定的缺點比較突出。這是由于此種煅燒工藝仍然是采用大塊菱鎂石(17～30cm)入窯煅燒，塊料大小不同、窯體內存在溫度梯度，生料入窯后受熱不均，易形成過燒和欠燒，煅燒后生熟料混合在一起研磨，從而造成產品活性含量差異較大，甚至同一批次、不同包裝袋內產品的活性含量都有差異。并且產品質量也與操作工人的熟練程度有很大關系。雖然目前有少數較規范的企業建造了產品均化設備，在一定程度上緩解了這一問題，但大多數企業受條件限制沒有均化能力，這就給下游制品企業的質量控制造成了不小的困難。
使用煤氣反射窯生產輕燒氧化鎂在能耗方面也是整個菱鎂產業鏈當中高的一個環節，例如目前每生產一噸輕燒氧化鎂耗煤230kg～250kg(6000大卡)，耗電40kwh。造成能耗較高的主要原因，一是設備本身設計、工藝、產能等存在局限性；二是生產輕燒氧化鎂的企業基本各自為政，每個企業都自己建造簡易的煤氣發生爐，這樣不僅提高了建造成本，單位能耗也高。因此，在更新改造升級、降低能耗等方面，輕燒氧化鎂設備具有很大的挖掘潛力。
目前輕燒氧化鎂的另一種生產方式是回轉窯煅燒。其生產過是將機械粉碎后的菱鎂礦碎料放入滾筒式回轉窯體內煅燒(近似硅酸鹽水泥生產設備及工藝)。這種煅燒裝備的優點是機械化程度較反射窯生產裝備高，產能大，產品質量的控制較反射窯更精確、穩定，粉塵污染大大降低，可實現零排放。缺點是粉狀礦石原料不能利用。
3．現階段對改進和提升生產輕燒氧化鎂裝備，提高產能、降低能耗的探討
我國是菱鎂產業大國，其它或地區幾乎沒有生產輕燒氧化鎂的企業和裝備，也就是說我們沒有可借鑒的先進方案。但據我們了解，現在有的企業在業內專家的指導和幫助下，結合實際生產經驗，已經開始積極探索符合菱鎂材料特點的新型裝備的研制和試生產，并取得了一定的成果。
在新裝備的設計和應用探討方面，目前已經開始應用的煅燒氧化鎂的新裝備有：
動態煅燒方式。即預先將菱鎂石粉碎研磨至所要求的目數，將研磨后的干粉噴入煅燒區，瞬間實現快速傳熱，粉料在沉降過程中完成煅燒過程；
隧道窯煅燒方式。即將菱鎂石粉碎或礦山廢棄粉料經研磨、壓制成塊狀料碼放在物料車上，放入隧道窯內完成煅燒過程。這兩種裝備及工藝對利用礦山廢棄粉料具有一定優勢。
這兩種工藝的共同特點是熱效率高，適應性強，易于操作，綜合造價低、能耗低、產量高，降低粉塵污染，煅燒質量好，能煅燒出高質量活性氧化鎂。值得一提的是，耐火材料、化工、金屬鎂制品等行業對礦山開采后留存下來很多低品位邊尾礦，以及堆積如山的篩選后的廢棄碎料，已經成為治理環境污染的老大難問題。采用上述新裝備后，這些尾礦和碎料可以很好地加以利用，不僅為菱鎂行業提供了大量的優質生產原料，也解決了資源浪費和環境污染問題，是一舉兩得的措施。
新煅燒裝備的優點是：綜合能耗低，輕燒氧化鎂的質量穩定、活性高，產量大，粉塵可以回收。添加輔助設備后，還可以將CO2回收利用，因此對環境的污染程度也可以大大降低，做到零排放。
第二章 我國氯化鎂生產企業分布及產能情況的調研和分析
一、氯化鎂資源分布情況
作為菱鎂制品生產的促凝劑，氯化鎂(MgCl2)也是非常重要的基礎性原材料，它可以促進輕燒氧化鎂的水化膠凝，膠結其它物料(如填充材料)，使其成為堅固的石狀體，制成一定機械強度的物質。
菱鎂行業使用的氯化鎂主要是兩個品種：六水氯化鎂和無水氯化鎂，其中六水氯化鎂的使用量占總用量的90％以上，因此本課題研究對象以六水氯化鎂為主。
六水氯化鎂是因其分子式當中含六個結晶水而得名，即MgCl2?6H2O。目前菱鎂行業所用的氯化鎂原料，大部分來自沿海苦鹵化工生產廠家和內陸鹽湖生產廠家。從地域分布來看，生產企業主要分布于遼寧、河北、天津、山東、江蘇等沿海省市，以及青海格爾木內陸地區。
在沿海地區分布的氯化鎂生產企業中，所采用的原料主要來自海水。山東海化股份有限公司則采用地下鹵水做原料，海水與地下鹵水中含鹽成分相似，只是濃度不同。將海水或地下鹵水通過原鹽生產后，提取出大部分的氯化鈉，剩下的制鹽母液再經過自然蒸發，復曬濃縮成濃度較高的成品鹵水進入氯化鎂產品生產線，再經提溴、提鉀和硫酸鎂后作為生產氯化鎂的原料。沿海地區氯化鎂生產主要以山東?；煞萦邢薰?、天津長蘆海晶集團、南堡鹽場化工廠、天津長蘆漢沽鹽場有限責任公司等大型國有鹽化工企業為主。
青海格爾木市地處內陸柴達木盆地，有著地域廣闊的內陸鹽湖，常年降雨偏少，日照時間長，蒸發量大，具有得天獨厚的自然條件，僅青海察爾汗鹽湖中就有16億噸的氯化鎂儲量。利用鹽湖提取鉀鹽后形成大量的光鹵石母液，經過日曬蒸發，六水氯化鎂自然結晶出來，形成針狀晶體六水氯化鎂產品，經過脫水和提純處理后，可以作為生產菱鎂制品的原料，不需要什么工藝和能耗，可算是廉價的原料資源。但是由于受到內陸運輸條件限制，雖然生產成本低，但運費較高。
無水氯化鎂是鎂鈦生產企業的工業副產品，是含量達到99％的高純度的氯化鎂。無水氯化鎂加水配制溶液過程中發生水解反應生成六水氯化鎂，此時溶液溫度會迅速提升到80℃以上，生產過程中需要冷卻降溫，在氣溫低的季節生產比較容易控制，所以有些菱鎂企業在冬季以無水氯化鎂代替六水氯化鎂使用。
從企業生產的產品結構來說，氯化鎂(MgCl2)是鹽化工企業生產純堿(Na2CO3)、氯化鈉(NaCl)、硫酸鎂(MgSO4)等原鹽和化肥的副產品。例如，沿海各地的氯化鎂生產廠家，都是依托一個梧配套規模的原鹽生產企業，主要是為了對原鹽生產過程中產生的制鹽母液進行回收和再加工，從而將以往大量排入海洋的廢棄物進行資源綜合利用，既保護了海洋生態環境，也可以變廢為寶。
我國氯化鎂主要產區及產量分布情況如表2－3：
年產一萬噸以下的不計入內，不含無水氯化鎂數據。
二、氯化鎂在菱鎂行業的應用情況
氯化鎂產品在菱鎂行業的應用情況總體是好的，發展比較規范，這與大型國有骨干企業在其中所起到的重要作用是分不開的。與輕燒氧化鎂產品銷售情況不同的是，他們經過幾年的探索和調整，已經建立起恰當的協調和自律機制，步入良性競爭的軌道。在銷售環節上既有競爭也有合作，在裝備和技術的改進創新方面，既有企業自己的核心技術，也有相互間的幫扶和借鑒。這種競爭模式是市場經濟環境下的良性競爭模式，是我們菱鎂行業全體企業應該努力學習和達到的境界。
但是，我們在調研過程中也了解到，在沿海氯化鎂的主產區周邊地區長期以來存在著大量的小作坊式生產廠家。這些廠家沒有像樣的機械設備，大鍋熬制，提純設備簡陋。生產的氯化鎂質量差、價格低，產品中含有大量的雜質和超標的氯化鈉(NaCl)。有部分小規模的菱鎂制品企業為了降低成本，采購這樣的產品作為原材料生產菱鎂制品，其產品質量是不可能符合相關標準的。這種情況對菱鎂行業的健康發展是不利的。
第三章 改性添加劑在菱鎂行業的應用和分析
一、菱鎂膠凝材料改性添加劑的概念
菱鎂膠凝材料改性添加劑(以下簡稱：改性劑)是指能改善和提高菱鎂制品一種或多種性能的外加劑，是保障菱鎂產品質量的重要原材料。
二、菱鎂改性劑的發展過程
在1990年以前，各制品加工企業大多是根據多年的配料經驗添加一些化工原料，以達到改性的目的，沒有專業機構進行過系統性的研究。20世紀末期，我國陸續出現了商品改性劑，但是沒有廣泛應用，主要原因是受到價格和使用效果的影響。進入21世紀以來，隨著菱鎂制品產業化水平的不斷提高，菱鎂改性劑得到大范圍推廣應用，品種也日益豐富。
山東省建筑科學研究院是我國目前菱鎂改性劑的主要研究和生產單位，也是早進行菱鎂改性劑系統研究的科研單位之一。不僅具有深厚的理論基礎，在生產實踐當中也積累了豐富的經驗。為了適應國內菱鎂行業發展的需要，構建科學、合理的改性劑產品結構，該院于1999年承擔了“菱鎂膠凝材料改性劑試驗研究”項目，經過系統的研究，達到了預期目標。并于次年通過了山東省科技廳組織的技術鑒定，獲得山東省科技進步三等獎和山東省建筑業技術創新一等獎；2002年該院承擔了山東省科技廳攻關計劃項目“菱鎂膠凝材料低溫早強促凝劑”的研究項目，于2004年通過了山東省科技廳組織的技術鑒定，填補了國內空白，居國際同類技術水平。研制成功的系列菱鎂改性劑獲得三項發明，在國內二十多個省市的兩百多家菱鎂制品企業得到應用，經審查和工程應用，取得了良好的效果，技術經濟指標顯著。
三、常見菱鎂膠凝材料改性劑的種類和用途
常見的菱鎂膠凝材料改性劑按照其作用主要有：緩凝劑、抗返鹵劑、偶聯劑、發泡劑、消泡劑和低溫早強劑。
緩凝劑：能夠延緩菱鎂膠凝材料凝結時間的外加劑。
抗返鹵劑：能夠提高菱鎂復合材料制品的抗水性能并能夠在潮濕的環境中提高其表面抗吸潮返鹵能力的外加劑。
偶聯劑：能夠增加菱鎂復合材料制品中不同材料間的親合力，提高制品強度的外加劑。
發泡劑：能生成穩定的泡沫，并可加入菱鎂膠凝材料中制成輕質菱鎂制品的外加劑。
消泡劑：能夠減少菱鎂膠凝材料中氣泡和氣孔、提高制品密實度和強度的外加劑。
早強促凝劑：在0℃～10℃低溫下能縮短菱鎂膠凝材料凝結時間、提高制品早期強度的外加劑。
四、菱鎂改性劑在菱鎂制品生產中的重要作用
改性劑是菱鎂制品生產當中除輕燒氧化鎂、氯化鎂和水以外不可或缺的第四組分。早期由于受原材料特別是氧化鎂質量穩定性的影響，加上人們對制品詹期性能會發生變化的認識不足，很多制品出現了問題。主要表現在吸潮返鹵、變形、泛霜等方面，制品的耐水性也很差，使人們對菱鎂制品的認識回到了原點，甚至開始重新考慮菱鎂制品的存在價值。吸潮返鹵、變形等產品質量問題也成為一些地方行業主管部門特別是建設主管部門下文禁止使用的重要原因。但與此同時，已經有企業和科研單位開始借鑒硅酸鹽水泥的改性思路，探索向菱鎂膠凝材料當中添加一些其它物質以達到改變制品性能、克服缺陷的目的，實踐證明這一方法取得了很好的效果。改性后的菱鎂制品使人們看到了菱鎂行業的希望，也逐步在改變著人們對菱鎂制品的看法。因此，改性劑在菱鎂行業當中的重要性是不言而喻的。現在菱鎂制品生產過程中都需要使用不同的改性劑，以提高菱鎂制品質量，克服材料缺點，改善制品性能。
五、對菱鎂改性劑認識上存在的誤區
菱鎂改性劑雖然是菱鎂制品生產中不可缺少的組分，但如果對改性劑認識錯誤或使用不當，也會導致不良后果。目前行業內部分企業對改性劑的使用仍然存在著誤區，主要表現在以下幾個方面：
1．不使用菱鎂改性劑
通過電鏡分析知道，配比適合且采用高純度氧化鎂和氯化鎂制成的菱鎂水泥體主要是一些針桿狀結晶，在此網狀結構中存在大量熱力學不穩定的結晶接觸點，這些不穩定的點影響到制品的耐水性進而影響到耐久性。不同用途的改性劑，除了滿足料漿的操作要求外，主要追求改變硬化相的結晶外貌，使其變得更細小、致密，生成短棒狀或板塊狀晶體，提高熱力學穩定性。
曾經有很多企業在生產玻鎂平板、通風管道、隔墻板等制品時，不使用抗返鹵劑，而采用浸水去鹵法這一不可思議的工藝，不僅增加了勞動強度，降低了生產效率，而且浸水過程會破壞其結晶產物，降低制品強度，廢水排放時還會污染環境。為此，菱鎂行業協會在“(中菱鎂協字【2006】第20號)《菱鎂產業結構調整指導目錄》”中，已明確將水浸泡處理的菱鎂裝飾(防火)板與墻體材料列為淘汰類的產品。
2．夸大菱鎂改性劑的作用
菱鎂改性劑的加入，能夠解決菱鎂制品的很多問題，但是改性劑不是萬能的。不合格的原材料、不科學的配比、不當的操作、不適合的養護工藝所造成的制品缺陷，是改性劑不能完全克服的。目前尚有一些制品企業仍然輕信不良商人和技術騙子的夸大之詞，盲目相信改性劑的改良效果。
3．不正確使用改性劑
目前尚未出現萬能用途的菱鎂改性劑，制品企業必須根據自己要解決的問題來選擇適合的改性劑，如：低溫生產時，為提高生產效率、加快模具周轉，應選用早強促凝劑；高溫生產時，為防止凝結過快，應選用緩凝劑等。有的企業不知道自己究竟要達到什么目的，而盲目添加改性劑。更有甚者選用連供應商都說不清楚其用途的改性劑。
六、菱鎂改性劑的發展方向
改性劑較好地解決了菱鎂膠凝材料的一些通病，已經成為菱鎂制品生產當中的重要組成部分，其用途已經得到業內的高度認可。我們認為，為了克服上述錯誤認識，并且更好地滿足于菱鎂制品的生產需求，今后該產品應加強兩個方面的研究：一是研制多功能復合型產品。耐水、防吸潮返鹵、防變形、防泛霜是菱鎂制品必須注意避免的問題，功能性改性劑在滿足特定功能的同時，應一并予以解決材料的缺陷問題。二是不斷研制開發新品種，如：阻銹劑、抗老化劑等，以擴大菱鎂制品的應用范圍。
第四章 菱鎂制品增強材料資源及應用情況研究
一、增強材料的種類
目前菱鎂行業使用的增強材料主要分有機材料和無機材料兩大類。無機類主要包括：玻璃纖維布(以下稱“玻纖布”)、鋼筋等；有機類主要包括：竹材、蘆葦、有機合成纖維等。
二、增強材料在菱鎂制品中所起的作用
增強材料是用以加強菱鎂制品力學性能或其它性能的材料。就像樹木中的纖維，混凝土中的鋼筋一樣，是菱鎂復合材料的重要組成部分，起到非常重要的作用。增強材料的力學性能以及與菱鎂材料的相容性，決定了菱鎂制品的各項力學性能指標。由于菱鎂制品屬脆性材料，為了增加其抗拉、抗折強度，有的產品加竹篾增強，有的制品只能增加玻纖布或有機纖維布增強。玻纖布是防火板、通風管道、沼氣池、工藝品等菱鎂制品必用的增強材料。
三、增強材料在菱鎂制品中的應用以及資源情況
1．玻纖布在菱鎂產品生產當中的應用和資源情況
玻纖布是菱鎂行業使用量大的增強材料，幾乎每種菱鎂產品都要用到。而玻纖布行業是一個大的行業，產品規格和品種繁多，所以選用材性和價格適當的玻纖布非常重要。菱鎂材料的介質PH值為8～9，屬中性弱堿性材料，對中堿玻纖布沒有腐蝕性，綜合考慮成本因素，菱鎂企業絕大多數選用的是中堿玻纖布，形式上有表面氈、低捻薄布、網格布、無捻粗紗布、短切纖維等。
需要特別指出的是，由于高堿玻纖布的價格低，現在仍有部分企業出于降低成本的目的在使用高堿玻纖布。表觀上看高堿玻纖布和中堿玻纖布基本沒有太大的區別，但是抗拉強度及耐久性卻相差幾乎十倍之多。高堿玻纖布因為抗拉強度低、耐久性差，會嚴重影響菱鎂產品的質量，短則1～2個月長則半年菱鎂產品就會出現斷裂現象，毫無強度可言。所以高堿玻纖布是不允許應用在菱鎂制品中的，使用高堿玻纖布生產的制品必然是劣質產品。在發改委2007年3月份公布的((玻璃纖維行業準入條件》公告當中明確禁止陶土坩堝拉絲生產的高堿玻纖布，在菱鎂行業協會公布的《菱鎂產業結構調整指導目錄》(中菱鎂協字[2006]第20號)當中，將“使用陶土坩堝拉絲生產的高堿玻璃纖維增強的菱鎂制品”列入淘汰類產品。
據資料統計，我國2010年玻纖布產量為350萬噸左右，其中中堿玻纖布占60％，即210萬噸。近年來，隨著我國菱鎂行業的快速發展，玻纖布的用量也在快速增加。2006年中堿玻纖布的用量為16萬噸，此后以每年以15％左右的速度遞增。2010年菱鎂行業使用中堿玻纖布約28萬噸，約占當年中堿玻纖產量的13％，已經成為我國玻纖行業新的銷售領域和利潤增長點，引起了該行業的高度重視。
2．植物纖維(竹材、蘆葦等)等有機材料在菱鎂產品生產當中的應用和資源情況
竹材剛度好、強度大、含si成分高、耐腐蝕，具有優良的力學性能，是一種良好的工程結構材料。竹材的靜曲、抗拉強度、彈性模量及硬度等數值是一般木材(中軟闊葉林和針葉林)的兩倍左右，是菱鎂產品良好的增強材料。早期的菱鎂產品就是以竹材作為增強材料，現在在菱鎂檢查井蓋、溝渠蓋板，以及部分菱鎂砼包裝箱、農用蔬菜大棚等產品中仍有應用。竹材在使用前，有兩道主要工序必須注意，否則也會影響到菱鎂制品的質量，一是必須用機器打磨去掉竹青表面的蠟質，二是須將竹條每3～5股擰成麻花狀，以增加與菱鎂材料的握裹力。
我國是竹資源豐富的，被譽為“竹子王國”。竹子主要生長在我國東西南方向20多個省，即福建、湖南、江西、浙江、安徽、廣東、廣西、貴州、湖北、江蘇、四川等省(自治區)。其中福建、湖南、江西、浙江四省的毛竹林面積約占毛竹林面積的80％。據統計，我國竹林面積520多萬公頃，每年可砍伐的毛竹達5億～6億根，年產各類中徑、小徑竹材450多萬噸，為我國經濟建設的發展提供了大量的原材料。菱鎂行業可以使用的毛竹品種，生長面積約占竹林總面積的60％，竹林分布如圖2－1。
我國的蘆葦資源也非常豐富，現有面積約1300萬畝。主產區分布在長江以北(包括長江中下游地區)。東北的蘆葦(也稱“葦子”)主要生長在鹽堿地，桿矮、莖細、壁?。婚L江中下游地區的蘆葦(也稱“荻葦”)主要生長在河流及湖泊的灘涂之上，桿高、莖粗、壁厚、質硬；西北地區的蘆葦主要長在湖泊之中，較東北地區的蘆葦桿高、莖粗、壁厚。因此就菱鎂行業的增強材料使用來說，長江下游和西北地區生長的蘆葦要好于東北和內蒙地區。我國蘆葦資源分布情況如表2－4。
由此可見，竹材和蘆葦作為菱鎂產品的增強材料在我國大部分地區都可以獲得豐富的資源，而且是不斷再生的資源。
3．有機合成纖維增強材料在菱鎂制品生產當中的應用
丙綸纖維等有機合成纖維也可以用于菱鎂制品的增強材料。這種材料的相對密度為0.90～0.91，是目前合成纖維當中輕的。該類纖維強度高，耐腐蝕和耐化學藥品性好。
有機纖維由于受力狀態下延展率較高，在菱鎂材料制品中一般不作受力增強加入，而是以短切纖維(6～12mm)的形式加入，以增加菱鎂制品的抗裂性和抗沖擊性。
4．鋼筋在菱鎂制品生產當中的應用
一般情況下菱鎂制品不使用鋼筋作為增強材料，這是因為菱鎂產品即使不產生返鹵現象，也含有少量的氯離子(Cl-)，對未經防腐處理的鋼筋具有很強的腐蝕性(與海水對未經防腐處理的艦艇有腐蝕作用原理相同)。但在實際生產當中，為了對一些大型菱鎂構建進行增強，也可以使用鋼筋作為增強材料，例如大跨度的菱鎂復合保溫屋面板，對鋼筋進行特殊防腐防銹處理以后作為增強材料(就像給艦艇涂上防腐漆一樣)，取得了很好的效果。但這種做法工藝難度較大，成本也較高。
第五章 填充材料在菱鎂制品生產當中的應用和分析
菱鎂材料本身是一種優良的膠凝材料，對植物纖維和礦物質粉末(渣)等具有很好的粘結性和親和性，因此填充材料在菱鎂產品中的應用非常廣泛，不僅可以減輕菱鎂材料的自重，降低成本，提高保溫、隔熱性能和抗沖擊強度，減少變形等，實際上一些填充材料也充當了增強材料的角色。之所以把這些材料單獨作為一個子課題進行研究和分析，是因為填充材料的品種繁多，是菱鎂產品生產的重要組成部分。更重要的是很多填充材料的使用完全符合我國資源綜合利用、節材代木等經濟發展的要求，值得引起我們的重視。
經過調研，我們把填充材料大致分為三類：植物纖維、活性填充材料、非活性填充材料。
一、植物纖維填充材料
農作物秸稈、木材加工剩余物等植物纖維填充材料可以起到減輕菱鎂制品重量、提高保溫隔熱性能，增強其抗沖擊性等作用。
我國是農業大國，每年有大量的糧食、棉花等各類農作物秸稈剩余物。多年來一直在大力推廣農作物秸稈的綜合利用，如飼料加工、秸稈還田、厭氧發酵產沼氣處理等，但相對于平均每年6億噸的秸稈總量來說，綜合利用率還是很低的。另據資料顯示，糧食作物秸稈每年露天焚燒量平均為1億噸，排放的CO和CO2總量平均每年分別為1千萬噸和1.2億噸，不但浪費了資源而且造成嚴重的環境污染。工業化生產加工木材，也同樣產生了大量的木屑、枝丫材等邊角廢料。而植物纖維作為一種工業生產原料，在菱鎂產品當中的添加量可以達到20％～60％，主要用于菱鎂防火板、通風管道、家具板材、防火門芯板、包裝箱等產品。
二、活性填充材料
活性填充材料是指含有活性SiO2的工業固體廢棄物。主要包括：礦渣、爐渣、粉煤灰、硅灰、活化磷工業廢渣等。
以粉煤灰在菱鎂材料當中的應用為例：的火力發電占總發電量的80％以上，由火力發電產生的粉煤灰，已經成為我國工業固體污染物中大的單一污染源。據資料測算，2009年粉煤灰產量即達到了3.75億噸(4.24億立方米)的規模。粉煤灰的數量隨著火電裝機的增加還在繼續擴大。因此粉煤灰的回收利用成為我國環境綜合治理的重要內容之一，但到目前為止我國的粉煤灰回收利用率僅達到30％的水平。
粉煤灰含有活性SiO2，具有潛在水硬性，可以減少膠凝材料的使用量，減輕制品的重量，降低產品成本。此外，還可以提高膠凝材料后期強度和抑制堿骨料反應，對用玻纖布為增強材料的菱鎂產品來說是極為有利的。同時，添加粉煤灰后有助于改善其耐水性，提高材料的抗壓、抗拉強度，增加韌性，從而起到增強材料的作用。一般來講，粉煤灰在菱鎂材料當中的用量可以達到15％～30％甚至更高，主要用于隔墻板、防火板、通風管道、菱鎂包裝箱、道路檢查井蓋、農用大棚架、地面磚等產品。
三、非活性填充材料
非活性填充材料是指具有自身強度比較高，化學性和體積穩定性好，不參與菱鎂材料改變相結構功能的材料。這類材料的品種比較多，如圖2－2：
非活性混合材應用在菱鎂產品中，還可以改善材料的孔結構，增加防水抗滲性，減少材料的收縮變形和提高材料的保溫隔熱、隔聲效果。報廢的菱鎂制品和生產過程中產生的邊角碎料，也可以經打碎研磨后作為非活性填充材料。
第六章 原材料產品存在的問題
原材料是一個產業的根本，政策導向的實施，技術、裝備等方面的進步，都是建立在具備合格原材料基礎之上的。原材料的質量對下游產品制造乃至行業的整體發展都具有舉足輕重的影響。從這一點上來說，菱鎂行業的感觸尤甚，行業發展的幾起幾落都與原材料有著一定的關系。因此我們認為，推動我國菱鎂產業健康穩定和可持續發展，必須從原材料這一源頭入手，才能為后續工作建立良好的開端，起到事半功倍的效果。
菱鎂產業原材料存在問題的關鍵點在輕燒氧化鎂。如前所述，輕燒氧化鎂是菱鎂產業重要的原材料之一，但從調研情況可以明顯看出，目前我國輕燒氧化鎂的生產在企業規模、產能、裝備、節能環保等方面都比較落后。企業規模小而分散、產能低、裝備簡陋、能耗偏高。這種狀況與我國擁有上位的礦產資源，以及菱鎂產品生產大國的地位非常不符。隨著我國菱鎂行業制品企業數量的增加和技術的進步，對輕燒氧化鎂質量和產量的要求也越來越高。在我們的調研過程中，下游制品企業對輕燒氧化鎂產品質量問題反映尤其強烈，原因很簡單，只有穩定合格的原材料才能生產出合格的制品。
雖然現在一些輕燒氧化鎂生產企業在現有裝備條件下采取各種有效措施嚴把質量關，為制品企業提供了優質產品，可是由于企業數量多，規模小，輕燒氧化鎂供應市場的競爭非常激烈，甚至部分企業用摻假的辦法以保生存。這種惡性競爭的后果，不僅影響產品質量的提高，也使得企業利潤薄，資金積累不足，普遍無力進行技術改造和革新，致使裝備改造和升級停滯不前。
總體來講輕燒氧化鎂生產現狀已經落后于行業整體發展的要求，成為制約行業進步的主要因素之一。因此如何改進現有技術設備，發展新型節能、環保、高效的新煅燒裝備，進一步提高輕燒氧化鎂的質量穩定性、增加產量，進而從源頭上把握好菱鎂產業整體質量關，成為目前及今后需要重點考慮的問題。 (未完待續)
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