《加快和推进我国菱镁产业健康稳定和可持续发展》课题研究总报告2
《关于加快和推进我国菱镁产业健康稳定和可持续发展的指导意见》课题研究报告
《加快和推进我国菱镁产业健康稳定和可持续发展》课题研究总报告
刘文杰
【摘 要】本研究报告对我国菱镁行业原材料、制品、装备、标准体系建设、行业管理等产业现状进行了分析；对菱镁材料在节能、节材、环保、资源综合利用和低碳经济等方面与传统材料做了比较；对促进菱镁行业创新发展思路进行了探讨；研究并提出了解决菱镁行业存在问题的措施和建议。
【关键词】菱镁产业 现状 存在问题 分析研究 创新发展 建议措施
前 言 《加快和推进我国菱镁产业健康稳定和可持续发展》研究课题，是工业和信息化部干2010年以原材料函[2010]276号“关于委托编制((关于加快和推进我国菱镁产业健康稳定和可持续发展的指导意见))”的形式，委托菱镁行业协会(以下称“菱镁协会”)所进行的菱镁行业调查研究项目。协会为此成立了由秘书处、业内专家、政府有关部门负责人、相关科研院所、骨干企业等组成的课题组承担课题研究。经过调研、资料收集、整理和分析汇总，以及起草、论证等几个阶段。现已按要求完成((加快和推进我国菱镁产业健康稳定和可持续发展))研究总报告(以下简称《研究报告》)及分课题研究报告。报告分别从原材料、制品、装备、节能环保、行业管理、标准化体系建设、科技创新等几个方面分别进行了研究和分析，并根据存在的主要问题提出了有针对性的措施建议。
《研究报告》分为：《前言》、《菱镁产业概述》、《菱镁原材料产业现状及发展研究》、《菱镁制品产业现状及发展研究》、《我国菱镁制品生产装备现状及发展方向》、《菱镁产品节能、节材、节地，低碳经济和绿色环保性能的研究》、《菱镁产品技术创新研究基本思路》、《建立菱镁行业标准化体系研究》、《菱镁行业管理现状及政策指导对行业发展的重要意义》、《促进菱镁产业可持续发展的对策研究及建议》、《结论》共十一篇，共约6万字。
本课题研究的目的，是在摸清行业发展现状、存在问题的基础上，从政策指导、资源保护、合理利用、应用领域、行业准入、标准体系建设、技术创新、人才培养等角度研究并提出促进我国菱镁行业健康稳定和可持续发展的建议和措施。为政府有关部门制定推动菱镁行业发展指导意见提供依据，从而更好地使我国菱镁资源优势得到充分发挥和利用。
第二篇 我国菱镁原材料产业现状及发展研究
【摘 要】本篇对我国菱镁行业主要原材料的组成(轻烧氧化镁、氯化镁、改性添加剂、玻璃纤维布、填充材料等)、资源分布、产能等情况分别进行了研究；通过对原材料资源情况的分析，介绍了菱镁产业在我国资源综合利用、环保等方面所作的突出贡献；对菱镁产业在原材料的科学配比和使用方面所存在的误区进行了分析；本篇重点分析了目前轻烧氧化镁煅烧装备存在的问题、对行业整体发展所产生的影响，提出了改进和升级轻烧氧化镁煅烧装备思路。
【关键词】原材料 资源综合利用 轻烧氧化镁装备的改进和升级
菱镁行业的原材料主要包括：轻烧氧化镁(MgO)、氯化镁(MgCl2)、改性添加剂、增强材料等主要原材料，以及锯末、工业废渣(矿渣、炉渣、石粉、建筑垃圾、粉煤灰等)矿渣粉、秸杆纤维、稻壳纤维等填充材料。
章 轻烧氧化镁
一、我国轻烧氧化镁矿产资源拥有情况
轻烧氧化镁是由含碳酸镁(MgCO3)的菱镁矿石以700～800℃煅烧出具有一定活性含量(可参与反应的部分)的粉末状材料，在菱镁产品的制作过程当中起胶凝材料的作用。
菱镁矿石在我国具备丰富的资源条件，优质高品位矿石是金属镁(Mg)、镁(Mg)化工、医药和耐火材料的原料，低品位和边尾矿等矿石是菱镁制品产业的主要原料来源。据部门统计，目前上已探明的储量当中，我国的菱镁矿总储量为35.64亿吨左右，占菱镁矿资源124亿吨的28.7％，无论从总储量还是矿石品位来说，都位居。国内具有代表性的菱镁矿位于辽宁省，储量达30.5亿吨，占储量的85.6％，占储量的24.6％，位居地区储量。菱镁矿储量分布情况见表2－1。
菱镁矿资源的特点是：分布集中，矿床巨大，品位高、埋藏浅、易开采。在已探明构27处菱镁矿藏中，大型矿(储量大于0.5亿吨)11处，中型矿(储量0.1－0.5亿吨)5处。辽宁省目前经地质勘查确认的矿区有12个，主要分布在海城、大石桥、岫岩、凤城、宽旬、抚顺等地区，保有资源储量30.5亿吨，约占总储量的85.6％，占总储量的24.6％，预计矿山服务年限至少300年。而据新预测，辽宁省菱镁矿的远景储量可达80亿吨左右。
此外，白云石<Ca・Mg(CO3)2>在我国南方具有非常丰富的储量，也可以用热分解的方式制备轻烧氧化镁，制备过程为：Ca・Mg(CO3)2==MgO+CaCO3+CO2↑CaCO3==CaO+CO2↑
在以上两种生产轻烧氧化镁的方式当中，以煅烧菱镁石为主导。
我国的菱镁矿藏除辽宁省外，西藏自治区、甘肃省、河北省、山东省等地也有分布。菱镁矿储量及分布见表2－2。
氧化镁资源的新情况是，利用内陆丰富的盐湖资源提取高活性、高纯度氧化镁的课题已由中科院青海盐湖研究所完成理论实验研究，进入产业化生产后，我国将可以生产出活性90％以上、纯度100％的氧化镁。此外，中科院青海盐湖研究所等单位还承担了利用氯化镁提取部分高活性氧化镁后，与保留的氯化镁直接组成科学配比的菱镁产品生产原料的级课题项目。据我们了解，这一课题已经进入结题阶段。这一研究成果对我国菱镁行业的跨越式发展无疑具有积极的促进作用。
二、生产轻烧氧化镁企业数量、装备、产能等情况的研究和分析
1．我国轻烧氧化镁生产企业数量及产能
由于辽宁省是我国菱镁矿的主产区，所以轻烧氧化镁生产企业绝大多数集中于此，轻烧氧化镁产品的供应量占85％以上，其它地区如山东、甘肃等地虽然也有部分企业在生产，但数量和产能都比较低，没有代表性。因此，我们将调研和分析重点放在了辽宁省。
据数据，目前辽宁省有轻烧氧化镁生产企业248家，窑口数量为1670座，平均每家企业7座窑口。按单窑年产6600吨计算，我国每年轻烧氧化镁总产量约为1100万吨，年产值约50亿元。
2．轻烧氧化镁煅烧装备现状
我国早期轻烧氧化镁的生产普遍采用石灰窑煅烧工艺，生产出来的是一种低档次的产品，俗称“菱苦土”。由于这种轻烧氧化镁活性低、杂质多，使得下游菱镁产品质量难以保证。而且这种煅烧装备能耗高，二氧化碳等废气和粉尘排放量大，对环境污染严重，现已基本淘汰。
经过近几年的技术改造，现在普遍采用的是煤气反射窑焙烧工艺生产轻烧氧化镁，使用较清洁的水煤气作为能源，改善了生产条件。这种装备的优点是投资不高，生产的轻烧氧化镁活性较高、杂质少，价格适中，下游制品企业基本可以接受。而且能耗与石灰窑煅烧工艺比较相对较低，粉尘易回收，二氧化碳等废气排放量小。
但这种装备仍存在一定的缺陷，例如生产的轻烧氧化镁质量不稳定；产量低，生产效率低；仍有较严重的粉尘污染；能耗仍然偏高等。
其中，质量不稳定的缺点比较突出。这是由于此种煅烧工艺仍然是采用大块菱镁石(17～30cm)入窑煅烧，块料大小不同、窑体内存在温度梯度，生料入窑后受热不均，易形成过烧和欠烧，煅烧后生熟料混合在一起研磨，从而造成产品活性含量差异较大，甚至同一批次、不同包装袋内产品的活性含量都有差异。并且产品质量也与操作工人的熟练程度有很大关系。虽然目前有少数较规范的企业建造了产品均化设备，在一定程度上缓解了这一问题，但大多数企业受条件限制没有均化能力，这就给下游制品企业的质量控制造成了不小的困难。
使用煤气反射窑生产轻烧氧化镁在能耗方面也是整个菱镁产业链当中高的一个环节，例如目前每生产一吨轻烧氧化镁耗煤230kg～250kg(6000大卡)，耗电40kwh。造成能耗较高的主要原因，一是设备本身设计、工艺、产能等存在局限性；二是生产轻烧氧化镁的企业基本各自为政，每个企业都自己建造简易的煤气发生炉，这样不仅提高了建造成本，单位能耗也高。因此，在更新改造升级、降低能耗等方面，轻烧氧化镁设备具有很大的挖掘潜力。
目前轻烧氧化镁的另一种生产方式是回转窑煅烧。其生产过是将机械粉碎后的菱镁矿碎料放入滚筒式回转窑体内煅烧(近似硅酸盐水泥生产设备及工艺)。这种煅烧装备的优点是机械化程度较反射窑生产装备高，产能大，产品质量的控制较反射窑更精确、稳定，粉尘污染大大降低，可实现零排放。缺点是粉状矿石原料不能利用。
3．现阶段对改进和提升生产轻烧氧化镁装备，提高产能、降低能耗的探讨
我国是菱镁产业大国，其它或地区几乎没有生产轻烧氧化镁的企业和装备，也就是说我们没有可借鉴的先进方案。但据我们了解，现在有的企业在业内专家的指导和帮助下，结合实际生产经验，已经开始积极探索符合菱镁材料特点的新型装备的研制和试生产，并取得了一定的成果。
在新装备的设计和应用探讨方面，目前已经开始应用的煅烧氧化镁的新装备有：
动态煅烧方式。即预先将菱镁石粉碎研磨至所要求的目数，将研磨后的干粉喷入煅烧区，瞬间实现快速传热，粉料在沉降过程中完成煅烧过程；
隧道窑煅烧方式。即将菱镁石粉碎或矿山废弃粉料经研磨、压制成块状料码放在物料车上，放入隧道窑内完成煅烧过程。这两种装备及工艺对利用矿山废弃粉料具有一定优势。
这两种工艺的共同特点是热效率高，适应性强，易于操作，综合造价低、能耗低、产量高，降低粉尘污染，煅烧质量好，能煅烧出高质量活性氧化镁。值得一提的是，耐火材料、化工、金属镁制品等行业对矿山开采后留存下来很多低品位边尾矿，以及堆积如山的筛选后的废弃碎料，已经成为治理环境污染的老大难问题。采用上述新装备后，这些尾矿和碎料可以很好地加以利用，不仅为菱镁行业提供了大量的优质生产原料，也解决了资源浪费和环境污染问题，是一举两得的措施。
新煅烧装备的优点是：综合能耗低，轻烧氧化镁的质量稳定、活性高，产量大，粉尘可以回收。添加辅助设备后，还可以将CO2回收利用，因此对环境的污染程度也可以大大降低，做到零排放。
第二章 我国氯化镁生产企业分布及产能情况的调研和分析
一、氯化镁资源分布情况
作为菱镁制品生产的促凝剂，氯化镁(MgCl2)也是非常重要的基础性原材料，它可以促进轻烧氧化镁的水化胶凝，胶结其它物料(如填充材料)，使其成为坚固的石状体，制成一定机械强度的物质。
菱镁行业使用的氯化镁主要是两个品种：六水氯化镁和无水氯化镁，其中六水氯化镁的使用量占总用量的90％以上，因此本课题研究对象以六水氯化镁为主。
六水氯化镁是因其分子式当中含六个结晶水而得名，即MgCl2・6H2O。目前菱镁行业所用的氯化镁原料，大部分来自沿海苦卤化工生产厂家和内陆盐湖生产厂家。从地域分布来看，生产企业主要分布于辽宁、河北、天津、山东、江苏等沿海省市，以及青海格尔木内陆地区。
在沿海地区分布的氯化镁生产企业中，所采用的原料主要来自海水。山东海化股份有限公司则采用地下卤水做原料，海水与地下卤水中含盐成分相似，只是浓度不同。将海水或地下卤水通过原盐生产后，提取出大部分的氯化钠，剩下的制盐母液再经过自然蒸发，复晒浓缩成浓度较高的成品卤水进入氯化镁产品生产线，再经提溴、提钾和硫酸镁后作为生产氯化镁的原料。沿海地区氯化镁生产主要以山东海化股份有限公司、天津长芦海晶集团、南堡盐场化工厂、天津长芦汉沽盐场有限责任公司等大型国有盐化工企业为主。
青海格尔木市地处内陆柴达木盆地，有着地域广阔的内陆盐湖，常年降雨偏少，日照时间长，蒸发量大，具有得天独厚的自然条件，仅青海察尔汗盐湖中就有16亿吨的氯化镁储量。利用盐湖提取钾盐后形成大量的光卤石母液，经过日晒蒸发，六水氯化镁自然结晶出来，形成针状晶体六水氯化镁产品，经过脱水和提纯处理后，可以作为生产菱镁制品的原料，不需要什么工艺和能耗，可算是廉价的原料资源。但是由于受到内陆运输条件限制，虽然生产成本低，但运费较高。
无水氯化镁是镁钛生产企业的工业副产品，是含量达到99％的高纯度的氯化镁。无水氯化镁加水配制溶液过程中发生水解反应生成六水氯化镁，此时溶液温度会迅速提升到80℃以上，生产过程中需要冷却降温，在气温低的季节生产比较容易控制，所以有些菱镁企业在冬季以无水氯化镁代替六水氯化镁使用。
从企业生产的产品结构来说，氯化镁(MgCl2)是盐化工企业生产纯碱(Na2CO3)、氯化钠(NaCl)、硫酸镁(MgSO4)等原盐和化肥的副产品。例如，沿海各地的氯化镁生产厂家，都是依托一个梧配套规模的原盐生产企业，主要是为了对原盐生产过程中产生的制盐母液进行回收和再加工，从而将以往大量排入海洋的废弃物进行资源综合利用，既保护了海洋生态环境，也可以变废为宝。
我国氯化镁主要产区及产量分布情况如表2－3：
年产一万吨以下的不计入内，不含无水氯化镁数据。
二、氯化镁在菱镁行业的应用情况
氯化镁产品在菱镁行业的应用情况总体是好的，发展比较规范，这与大型国有骨干企业在其中所起到的重要作用是分不开的。与轻烧氧化镁产品销售情况不同的是，他们经过几年的探索和调整，已经建立起恰当的协调和自律机制，步入良性竞争的轨道。在销售环节上既有竞争也有合作，在装备和技术的改进创新方面，既有企业自己的核心技术，也有相互间的帮扶和借鉴。这种竞争模式是市场经济环境下的良性竞争模式，是我们菱镁行业全体企业应该努力学习和达到的境界。
但是，我们在调研过程中也了解到，在沿海氯化镁的主产区周边地区长期以来存在着大量的小作坊式生产厂家。这些厂家没有像样的机械设备，大锅熬制，提纯设备简陋。生产的氯化镁质量差、价格低，产品中含有大量的杂质和超标的氯化钠(NaCl)。有部分小规模的菱镁制品企业为了降低成本，采购这样的产品作为原材料生产菱镁制品，其产品质量是不可能符合相关标准的。这种情况对菱镁行业的健康发展是不利的。
第三章 改性添加剂在菱镁行业的应用和分析
一、菱镁胶凝材料改性添加剂的概念
菱镁胶凝材料改性添加剂(以下简称：改性剂)是指能改善和提高菱镁制品一种或多种性能的外加剂，是保障菱镁产品质量的重要原材料。
二、菱镁改性剂的发展过程
在1990年以前，各制品加工企业大多是根据多年的配料经验添加一些化工原料，以达到改性的目的，没有专业机构进行过系统性的研究。20世纪末期，我国陆续出现了商品改性剂，但是没有广泛应用，主要原因是受到价格和使用效果的影响。进入21世纪以来，随着菱镁制品产业化水平的不断提高，菱镁改性剂得到大范围推广应用，品种也日益丰富。
山东省建筑科学研究院是我国目前菱镁改性剂的主要研究和生产单位，也是早进行菱镁改性剂系统研究的科研单位之一。不仅具有深厚的理论基础，在生产实践当中也积累了丰富的经验。为了适应国内菱镁行业发展的需要，构建科学、合理的改性剂产品结构，该院于1999年承担了“菱镁胶凝材料改性剂试验研究”项目，经过系统的研究，达到了预期目标。并于次年通过了山东省科技厅组织的技术鉴定，获得山东省科技进步三等奖和山东省建筑业技术创新一等奖；2002年该院承担了山东省科技厅攻关计划项目“菱镁胶凝材料低温早强促凝剂”的研究项目，于2004年通过了山东省科技厅组织的技术鉴定，填补了国内空白，居国际同类技术水平。研制成功的系列菱镁改性剂获得三项发明，在国内二十多个省市的两百多家菱镁制品企业得到应用，经审查和工程应用，取得了良好的效果，技术经济指标显著。
三、常见菱镁胶凝材料改性剂的种类和用途
常见的菱镁胶凝材料改性剂按照其作用主要有：缓凝剂、抗返卤剂、偶联剂、发泡剂、消泡剂和低温早强剂。
缓凝剂：能够延缓菱镁胶凝材料凝结时间的外加剂。
抗返卤剂：能够提高菱镁复合材料制品的抗水性能并能够在潮湿的环境中提高其表面抗吸潮返卤能力的外加剂。
偶联剂：能够增加菱镁复合材料制品中不同材料间的亲合力，提高制品强度的外加剂。
发泡剂：能生成稳定的泡沫，并可加入菱镁胶凝材料中制成轻质菱镁制品的外加剂。
消泡剂：能够减少菱镁胶凝材料中气泡和气孔、提高制品密实度和强度的外加剂。
早强促凝剂：在0℃～10℃低温下能缩短菱镁胶凝材料凝结时间、提高制品早期强度的外加剂。
四、菱镁改性剂在菱镁制品生产中的重要作用
改性剂是菱镁制品生产当中除轻烧氧化镁、氯化镁和水以外不可或缺的第四组分。早期由于受原材料特别是氧化镁质量稳定性的影响，加上人们对制品詹期性能会发生变化的认识不足，很多制品出现了问题。主要表现在吸潮返卤、变形、泛霜等方面，制品的耐水性也很差，使人们对菱镁制品的认识回到了原点，甚至开始重新考虑菱镁制品的存在价值。吸潮返卤、变形等产品质量问题也成为一些地方行业主管部门特别是建设主管部门下文禁止使用的重要原因。但与此同时，已经有企业和科研单位开始借鉴硅酸盐水泥的改性思路，探索向菱镁胶凝材料当中添加一些其它物质以达到改变制品性能、克服缺陷的目的，实践证明这一方法取得了很好的效果。改性后的菱镁制品使人们看到了菱镁行业的希望，也逐步在改变着人们对菱镁制品的看法。因此，改性剂在菱镁行业当中的重要性是不言而喻的。现在菱镁制品生产过程中都需要使用不同的改性剂，以提高菱镁制品质量，克服材料缺点，改善制品性能。
五、对菱镁改性剂认识上存在的误区
菱镁改性剂虽然是菱镁制品生产中不可缺少的组分，但如果对改性剂认识错误或使用不当，也会导致不良后果。目前行业内部分企业对改性剂的使用仍然存在着误区，主要表现在以下几个方面：
1．不使用菱镁改性剂
通过电镜分析知道，配比适合且采用高纯度氧化镁和氯化镁制成的菱镁水泥体主要是一些针杆状结晶，在此网状结构中存在大量热力学不稳定的结晶接触点，这些不稳定的点影响到制品的耐水性进而影响到耐久性。不同用途的改性剂，除了满足料浆的操作要求外，主要追求改变硬化相的结晶外貌，使其变得更细小、致密，生成短棒状或板块状晶体，提高热力学稳定性。
曾经有很多企业在生产玻镁平板、通风管道、隔墙板等制品时，不使用抗返卤剂，而采用浸水去卤法这一不可思议的工艺，不仅增加了劳动强度，降低了生产效率，而且浸水过程会破坏其结晶产物，降低制品强度，废水排放时还会污染环境。为此，菱镁行业协会在“(中菱镁协字【2006】第20号)《菱镁产业结构调整指导目录》”中，已明确将水浸泡处理的菱镁装饰(防火)板与墙体材料列为淘汰类的产品。
2．夸大菱镁改性剂的作用
菱镁改性剂的加入，能够解决菱镁制品的很多问题，但是改性剂不是万能的。不合格的原材料、不科学的配比、不当的操作、不适合的养护工艺所造成的制品缺陷，是改性剂不能完全克服的。目前尚有一些制品企业仍然轻信不良商人和技术骗子的夸大之词，盲目相信改性剂的改良效果。
3．不正确使用改性剂
目前尚未出现万能用途的菱镁改性剂，制品企业必须根据自己要解决的问题来选择适合的改性剂，如：低温生产时，为提高生产效率、加快模具周转，应选用早强促凝剂；高温生产时，为防止凝结过快，应选用缓凝剂等。有的企业不知道自己究竟要达到什么目的，而盲目添加改性剂。更有甚者选用连供应商都说不清楚其用途的改性剂。
六、菱镁改性剂的发展方向
改性剂较好地解决了菱镁胶凝材料的一些通病，已经成为菱镁制品生产当中的重要组成部分，其用途已经得到业内的高度认可。我们认为，为了克服上述错误认识，并且更好地满足于菱镁制品的生产需求，今后该产品应加强两个方面的研究：一是研制多功能复合型产品。耐水、防吸潮返卤、防变形、防泛霜是菱镁制品必须注意避免的问题，功能性改性剂在满足特定功能的同时，应一并予以解决材料的缺陷问题。二是不断研制开发新品种，如：阻锈剂、抗老化剂等，以扩大菱镁制品的应用范围。
第四章 菱镁制品增强材料资源及应用情况研究
一、增强材料的种类
目前菱镁行业使用的增强材料主要分有机材料和无机材料两大类。无机类主要包括：玻璃纤维布(以下称“玻纤布”)、钢筋等；有机类主要包括：竹材、芦苇、有机合成纤维等。
二、增强材料在菱镁制品中所起的作用
增强材料是用以加强菱镁制品力学性能或其它性能的材料。就像树木中的纤维，混凝土中的钢筋一样，是菱镁复合材料的重要组成部分，起到非常重要的作用。增强材料的力学性能以及与菱镁材料的相容性，决定了菱镁制品的各项力学性能指标。由于菱镁制品属脆性材料，为了增加其抗拉、抗折强度，有的产品加竹篾增强，有的制品只能增加玻纤布或有机纤维布增强。玻纤布是防火板、通风管道、沼气池、工艺品等菱镁制品必用的增强材料。
三、增强材料在菱镁制品中的应用以及资源情况
1．玻纤布在菱镁产品生产当中的应用和资源情况
玻纤布是菱镁行业使用量大的增强材料，几乎每种菱镁产品都要用到。而玻纤布行业是一个大的行业，产品规格和品种繁多，所以选用材性和价格适当的玻纤布非常重要。菱镁材料的介质PH值为8～9，属中性弱碱性材料，对中碱玻纤布没有腐蚀性，综合考虑成本因素，菱镁企业绝大多数选用的是中碱玻纤布，形式上有表面毡、低捻薄布、网格布、无捻粗纱布、短切纤维等。
需要特别指出的是，由于高碱玻纤布的价格低，现在仍有部分企业出于降低成本的目的在使用高碱玻纤布。表观上看高碱玻纤布和中碱玻纤布基本没有太大的区别，但是抗拉强度及耐久性却相差几乎十倍之多。高碱玻纤布因为抗拉强度低、耐久性差，会严重影响菱镁产品的质量，短则1～2个月长则半年菱镁产品就会出现断裂现象，毫无强度可言。所以高碱玻纤布是不允许应用在菱镁制品中的，使用高碱玻纤布生产的制品必然是劣质产品。在发改委2007年3月份公布的((玻璃纤维行业准入条件》公告当中明确禁止陶土坩埚拉丝生产的高碱玻纤布，在菱镁行业协会公布的《菱镁产业结构调整指导目录》(中菱镁协字[2006]第20号)当中，将“使用陶土坩埚拉丝生产的高碱玻璃纤维增强的菱镁制品”列入淘汰类产品。
据资料统计，我国2010年玻纤布产量为350万吨左右，其中中碱玻纤布占60％，即210万吨。近年来，随着我国菱镁行业的快速发展，玻纤布的用量也在快速增加。2006年中碱玻纤布的用量为16万吨，此后以每年以15％左右的速度递增。2010年菱镁行业使用中碱玻纤布约28万吨，约占当年中碱玻纤产量的13％，已经成为我国玻纤行业新的销售领域和利润增长点，引起了该行业的高度重视。
2．植物纤维(竹材、芦苇等)等有机材料在菱镁产品生产当中的应用和资源情况
竹材刚度好、强度大、含si成分高、耐腐蚀，具有优良的力学性能，是一种良好的工程结构材料。竹材的静曲、抗拉强度、弹性模量及硬度等数值是一般木材(中软阔叶林和针叶林)的两倍左右，是菱镁产品良好的增强材料。早期的菱镁产品就是以竹材作为增强材料，现在在菱镁检查井盖、沟渠盖板，以及部分菱镁砼包装箱、农用蔬菜大棚等产品中仍有应用。竹材在使用前，有两道主要工序必须注意，否则也会影响到菱镁制品的质量，一是必须用机器打磨去掉竹青表面的蜡质，二是须将竹条每3～5股拧成麻花状，以增加与菱镁材料的握裹力。
我国是竹资源丰富的，被誉为“竹子王国”。竹子主要生长在我国东西南方向20多个省，即福建、湖南、江西、浙江、安徽、广东、广西、贵州、湖北、江苏、四川等省(自治区)。其中福建、湖南、江西、浙江四省的毛竹林面积约占毛竹林面积的80％。据统计，我国竹林面积520多万公顷，每年可砍伐的毛竹达5亿～6亿根，年产各类中径、小径竹材450多万吨，为我国经济建设的发展提供了大量的原材料。菱镁行业可以使用的毛竹品种，生长面积约占竹林总面积的60％，竹林分布如图2－1。
我国的芦苇资源也非常丰富，现有面积约1300万亩。主产区分布在长江以北(包括长江中下游地区)。东北的芦苇(也称“苇子”)主要生长在盐碱地，杆矮、茎细、壁薄；长江中下游地区的芦苇(也称“荻苇”)主要生长在河流及湖泊的滩涂之上，杆高、茎粗、壁厚、质硬；西北地区的芦苇主要长在湖泊之中，较东北地区的芦苇杆高、茎粗、壁厚。因此就菱镁行业的增强材料使用来说，长江下游和西北地区生长的芦苇要好于东北和内蒙地区。我国芦苇资源分布情况如表2－4。
由此可见，竹材和芦苇作为菱镁产品的增强材料在我国大部分地区都可以获得丰富的资源，而且是不断再生的资源。
3．有机合成纤维增强材料在菱镁制品生产当中的应用
丙纶纤维等有机合成纤维也可以用于菱镁制品的增强材料。这种材料的相对密度为0.90～0.91，是目前合成纤维当中轻的。该类纤维强度高，耐腐蚀和耐化学药品性好。
有机纤维由于受力状态下延展率较高，在菱镁材料制品中一般不作受力增强加入，而是以短切纤维(6～12mm)的形式加入，以增加菱镁制品的抗裂性和抗冲击性。
4．钢筋在菱镁制品生产当中的应用
一般情况下菱镁制品不使用钢筋作为增强材料，这是因为菱镁产品即使不产生返卤现象，也含有少量的氯离子(Cl-)，对未经防腐处理的钢筋具有很强的腐蚀性(与海水对未经防腐处理的舰艇有腐蚀作用原理相同)。但在实际生产当中，为了对一些大型菱镁构建进行增强，也可以使用钢筋作为增强材料，例如大跨度的菱镁复合保温屋面板，对钢筋进行特殊防腐防锈处理以后作为增强材料(就像给舰艇涂上防腐漆一样)，取得了很好的效果。但这种做法工艺难度较大，成本也较高。
第五章 填充材料在菱镁制品生产当中的应用和分析
菱镁材料本身是一种优良的胶凝材料，对植物纤维和矿物质粉末(渣)等具有很好的粘结性和亲和性，因此填充材料在菱镁产品中的应用非常广泛，不仅可以减轻菱镁材料的自重，降低成本，提高保温、隔热性能和抗冲击强度，减少变形等，实际上一些填充材料也充当了增强材料的角色。之所以把这些材料单独作为一个子课题进行研究和分析，是因为填充材料的品种繁多，是菱镁产品生产的重要组成部分。更重要的是很多填充材料的使用完全符合我国资源综合利用、节材代木等经济发展的要求，值得引起我们的重视。
经过调研，我们把填充材料大致分为三类：植物纤维、活性填充材料、非活性填充材料。
一、植物纤维填充材料
农作物秸秆、木材加工剩余物等植物纤维填充材料可以起到减轻菱镁制品重量、提高保温隔热性能，增强其抗冲击性等作用。
我国是农业大国，每年有大量的粮食、棉花等各类农作物秸秆剩余物。多年来一直在大力推广农作物秸秆的综合利用，如饲料加工、秸秆还田、厌氧发酵产沼气处理等，但相对于平均每年6亿吨的秸秆总量来说，综合利用率还是很低的。另据资料显示，粮食作物秸秆每年露天焚烧量平均为1亿吨，排放的CO和CO2总量平均每年分别为1千万吨和1.2亿吨，不但浪费了资源而且造成严重的环境污染。工业化生产加工木材，也同样产生了大量的木屑、枝丫材等边角废料。而植物纤维作为一种工业生产原料，在菱镁产品当中的添加量可以达到20％～60％，主要用于菱镁防火板、通风管道、家具板材、防火门芯板、包装箱等产品。
二、活性填充材料
活性填充材料是指含有活性SiO2的工业固体废弃物。主要包括：矿渣、炉渣、粉煤灰、硅灰、活化磷工业废渣等。
以粉煤灰在菱镁材料当中的应用为例：的火力发电占总发电量的80％以上，由火力发电产生的粉煤灰，已经成为我国工业固体污染物中大的单一污染源。据资料测算，2009年粉煤灰产量即达到了3.75亿吨(4.24亿立方米)的规模。粉煤灰的数量随着火电装机的增加还在继续扩大。因此粉煤灰的回收利用成为我国环境综合治理的重要内容之一，但到目前为止我国的粉煤灰回收利用率仅达到30％的水平。
粉煤灰含有活性SiO2，具有潜在水硬性，可以减少胶凝材料的使用量，减轻制品的重量，降低产品成本。此外，还可以提高胶凝材料后期强度和抑制碱骨料反应，对用玻纤布为增强材料的菱镁产品来说是极为有利的。同时，添加粉煤灰后有助于改善其耐水性，提高材料的抗压、抗拉强度，增加韧性，从而起到增强材料的作用。一般来讲，粉煤灰在菱镁材料当中的用量可以达到15％～30％甚至更高，主要用于隔墙板、防火板、通风管道、菱镁包装箱、道路检查井盖、农用大棚架、地面砖等产品。
三、非活性填充材料
非活性填充材料是指具有自身强度比较高，化学性和体积稳定性好，不参与菱镁材料改变相结构功能的材料。这类材料的品种比较多，如图2－2：
非活性混合材应用在菱镁产品中，还可以改善材料的孔结构，增加防水抗渗性，减少材料的收缩变形和提高材料的保温隔热、隔声效果。报废的菱镁制品和生产过程中产生的边角碎料，也可以经打碎研磨后作为非活性填充材料。
第六章 原材料产品存在的问题
原材料是一个产业的根本，政策导向的实施，技术、装备等方面的进步，都是建立在具备合格原材料基础之上的。原材料的质量对下游产品制造乃至行业的整体发展都具有举足轻重的影响。从这一点上来说，菱镁行业的感触尤甚，行业发展的几起几落都与原材料有着一定的关系。因此我们认为，推动我国菱镁产业健康稳定和可持续发展，必须从原材料这一源头入手，才能为后续工作建立良好的开端，起到事半功倍的效果。
菱镁产业原材料存在问题的关键点在轻烧氧化镁。如前所述，轻烧氧化镁是菱镁产业重要的原材料之一，但从调研情况可以明显看出，目前我国轻烧氧化镁的生产在企业规模、产能、装备、节能环保等方面都比较落后。企业规模小而分散、产能低、装备简陋、能耗偏高。这种状况与我国拥有上位的矿产资源，以及菱镁产品生产大国的地位非常不符。随着我国菱镁行业制品企业数量的增加和技术的进步，对轻烧氧化镁质量和产量的要求也越来越高。在我们的调研过程中，下游制品企业对轻烧氧化镁产品质量问题反映尤其强烈，原因很简单，只有稳定合格的原材料才能生产出合格的制品。
虽然现在一些轻烧氧化镁生产企业在现有装备条件下采取各种有效措施严把质量关，为制品企业提供了优质产品，可是由于企业数量多，规模小，轻烧氧化镁供应市场的竞争非常激烈，甚至部分企业用掺假的办法以保生存。这种恶性竞争的后果，不仅影响产品质量的提高，也使得企业利润薄，资金积累不足，普遍无力进行技术改造和革新，致使装备改造和升级停滞不前。
总体来讲轻烧氧化镁生产现状已经落后于行业整体发展的要求，成为制约行业进步的主要因素之一。因此如何改进现有技术设备，发展新型节能、环保、高效的新煅烧装备，进一步提高轻烧氧化镁的质量稳定性、增加产量，进而从源头上把握好菱镁产业整体质量关，成为目前及今后需要重点考虑的问题。 (未完待续)
