镁产业发展历程

一、引言镁属轻金属元素，其比重只有 1.74g/cm3，仅为铁的1/5、铝的2/3，与塑料相近。

镁的储藏量极为丰富，占地壳含量的2.8%，海水含量的0.13%，在工程金属中仅次于铝、铁而居第三位。

镁合金是在纯镁中加入铝、锌、锰和稀土等元素形成的，具有许多优良性能，在交通、计算机、通讯、消费类电子、国防军工等诸多领域具有极为广泛的应用前景。

由于受技术和价格等因素的限制，长期以来镁合金只少量应用于航空、航天等军事工业。

二十世纪七、八十年代以来，随着全球节能和环保法规的日趋严格，对汽车减重节能降耗的要求不断高涨，轻量化已成为汽车选材的主要发展方向。

镁合金作为工业应用最轻的金属工程材料，具备阻尼减震等优良性能，成为汽车轻量化的首选材料。

此外，镁合金由于具有比强度高，导热导电性、电磁屏蔽性以及环境相容性好等优良性能，可代替塑料壳体满足3C（计算机、通讯、消费类电子）产品轻、薄、小型化、高集成化以及严格的环保要求，在信息产业中得到了广泛的应用。

但镁及镁合金作为一种轻金属材料，其应用潜力尚未充分挖掘出来，生产加工及应用技术还远不如钢铁、铜、铝等金属材料成熟。

因此，在许多传统金属矿产资源趋于枯竭、环境污染日益严重的今天，加速镁及其合金的应用开发和产业化，已成为当今世界各国和地区所普遍关注的战略问题。

基于上述原因，上个世纪九十年代以来，全球掀起了镁合金开发应用热潮，世界各工业发达国家从战略高度纷纷出台大型研究计划推动镁合金在交通、计算机、通讯、消费类电子、国防军工等诸多领域的应用。

随着技术和价格两大瓶颈的突破，全球镁合金用量急剧增长，应用范围不断扩大，正在成为继钢铁、铝之后的第三大金属工程材料，被誉为“21世纪绿色工程材料”。

我国镁资源储量、生产量和出口量世界第一。

上世纪九十年代以来，随着我国镁冶炼技术的不断完善和在劳动力方面的优势逐渐显现，中国造原镁在国际市场上的竞争力越来越强。

1990年～2001年我国原镁产量增长了40倍，从镁进口国一跃成为全球最大的镁生产国和出口国。

目前我国原镁已占全球产能的3/4，产量的1/2。

但与国外相比，我国镁合金应用开发严重滞后，80%以上的原镁作为初级原料低价出口，属典型的以牺牲资源和环境为代价的原料出口型工业，已连续几次被欧盟和北镁反倾销，原镁生产企业面临严重压力，与我国作为镁生产和出口大国的地位极不相称。

为改变这种局面，“十五”计划期间，国家科技部启动了“十五”国家科技攻关计划重大项目“镁合金应用开发与产业化”，其最终目标是建立镁合金技术创新体系，加强应用开发，培育具有国际竞争力的镁合金及相关高新技术产业群，将我国的镁资源优势转化为经济优势。

同时，国家“863”高技术研究计划新材料领域、国家中小企业创新基金等计划也启动了对镁合金研发及产业化的支持工作，国家发改委也将镁合金产业化列为高技术产业化示范项目。

此外，有关地方政府配合国家项目也对镁合金的技术研发与产业化工作给予了支持。

在国家政策引导和市场驱动下，通过产学研联合攻关，目前在北到长春、沈阳，南到珠江三角洲，西到宁夏、青海，东到胶东半岛、长江三角洲以及西南的重庆、四川等辽阔的中国土地上，已经形成从高品质镁及镁合金、镁合金关键装备与工艺、镁合金应用产品开发生产到产业化示范基地建设的一条完整的镁合金技术创新产业链，初步形成了我国镁合金高新技术产业，有力地促进了我国镁产业的结构调整和整体水平的提升。

本文将对我国镁产业发展历程进行回顾，对技术在镁产业发展过程中的变迁与影响力进行分析，证明技术在推动镁产业发展和升级方面起到了决定性作用。

二、我国镁产业发展历程回顾我国是世界上镁矿资源最丰富的国家，矿石种类齐全、分布广，总储量居世界第一,在我国发展镁产业具有明显的资源优势。

我国菱镁矿储量占世界的60%，已探明储量达到31.45亿吨，占世界的24.2％，白云石资源遍及我国的各省区，特别是山西、宁夏、河南等省区，现已探明白云石储量40亿吨以上。

我国所特有的四大盐湖区（内蒙古、新疆、青海、西藏）镁盐矿产资源的远景储量数十亿吨，特别是青海湖区的柴达木盆地，镁盐资源居全国之冠。

我国镁盐资源总量估计达65亿吨，其中氯化镁和硫酸镁储量分别达到了31.43亿吨和16.73亿吨，而海水储镁量更是无法估量。

我国的镁产业起步于20世纪50年代末，其发展经历了如下几个阶段：1.20世纪50年代末至70年代末——镁产业形成初期20世纪50年代末，正值我国全面实行计划经济的时代。

根据当时军工生产的需要，国家直接投资从前苏联引进了菱镁矿氯化电解镁工艺，于1957年在抚顺铝厂建成了我国第一个镁生产厂，从此拉开了我国镁产业的序曲。

与此同时，为满足国防军工对镁加工材的需求，1958年国家在东北轻合金加工厂建设了镁合金熔炼和镁材表面处理车间，利用该厂生产铝加工材的设备生产镁合金加工材，60年代初又在洛阳铜加工厂投资建设了镁板生产车间。

我国镁压铸业也起步于50年代后期，当时西北地区一家军工企业用一台小冷室压铸机成功地生产了镁合金压铸件，揭开了我国镁压铸工业的序幕。

60年代初，陕西渭南西北林业机械厂开始生产镁压铸件，主要产品有链锯、汽油发动机等，成为我国最早批量生产镁压铸件的工厂。

其后，江西宜春风动工具厂、成都飞机发动机公司、南京飞机公司也开始生产镁合金铸件，但主要都是满足军工生产的需要，规模都不大。

从50年代末到70年代末，我国原镁及镁合金产品生产主要是为满足军事需求，特别是航空工业对镁合金板材、挤压材和锻造产品的需求，应用非常有限；在民用领域，只在生产铝合金、金属还原和钢铁脱硫等方面有少量应用，需求量小而且需求增长缓慢。

在此阶段，我国只有一家电解法原镁生产厂和几家镁合金产品生产厂，生产企业少、镁产业整体规模小。

2.20世纪80年代初至90年代末——镁产业形成后期此阶段我国开始进入改革开放并由计划经济向市场经济过渡的阶段。

电解法炼镁在国家支持下继续得到发展。

1987年11月，青海民和镁厂建成投产，采用钾光卤石脱水—电解镁工艺，产能为4000吨/年，1992年完成二期扩建后形成7000吨/年的生产能力，成为我国最大的电解法炼镁生产企业。

在此期间，我国又先后建有4家电解镁生产企业，后因成本原因停产。

我国的皮江法生产起步于70年代末。

皮江法是以白云石、硅铁和氟石为原料，先将白云石煅烧成煅白（MgCO3.CaCO3MgO.CaO+2CO2）然后把煅白、硅铁和氟石制成粉末，再将粉末混合后压制成球团，并在1150～1200℃高温、1～5帕高真空的还原罐中还原，在大约500℃结晶器中冷凝，得到冠状结晶镁（粗镁）。

1978年我国在郑州铝厂、兰州炭素厂、南京白云石矿进行过皮江法炼镁的工业性试验，后因成本比电解法还高而中止。

1988年5月，沈阳铝镁设计研究院在总结国内试验的基础上，结合日本皮江法镁厂的实际情况，设计建成了我国第一家工业化规模的皮江法镁厂——湖北省通山县金属镁厂，设计产能500吨/年。

此后，中国皮江法炼镁工业得到了迅速发展。

进入90年代，在国际市场的拉动下，我国原镁产量从1990年的0.58万吨迅速跃升到1999年的15.7万吨，成为全球最大的原镁生产大国，使全球原镁的战略格局发生重大改变，形成了我国以皮江法原镁生产和出口为主导的镁产业格局。

而在镁产业形成初期的电解法炼镁企业则因成本问题逐步退出市场。

3.21世纪初至2005年——镁产业成长期进入21世纪，随着国家有关镁的科研与产业化计划的实施，我国镁产业技术水平得以提升，生产规模继续稳步扩大。

2005年我国的原镁产量及镁产品出口量达到46.76万吨和35.7万吨，继续保持全球原镁生产与出口的领先地位，同时镁产业结构也由原来的以原镁出口为主的初级原料出口工业向包括深加工、装备和应用在内的多元化高级工业转移。

图1为1990～2005年中国原镁产量变化情况。

从国内镁产业发展看，2000年以前，我国的原镁基本以出口为主，国内消费很少，从2001年后国内消费开始增长，2004年镁的总体消费量为7.05万吨，2005年则达到了11万吨，消费量同比增长已达到59％。

图2是2000年～2005年我国镁出口量与国内消费量的情况，图3是国内消费量的增长率情况。

由图可知，2002年以后我国国内镁消费增长较快，2004和2005年增速分别达到了37.7％和56％。

随着国内消费的增加，2005年的出口下降了7.5%。

在中国镁产业中，铝合金和铸件用镁量是镁消费市场的主要领域，其用镁量占到中国镁消费总量的53％，其中平均发展速度最快的是铸件用镁领域。

相对于原镁和镁合金生产企业，我国的镁压铸业则从90年代末才真正起步，当时只有为桑塔纳轿车变速箱壳体提供配套的上海乾通镁合金压铸厂是规模化生产企业，年压铸量3000多吨。

随着香港、台湾地区的嘉瑞、富士康及黄江精城等厂商在广东等地陆续设厂生产镁合金3C产品零部件，我国的镁合金压铸业才开始进入发展期。

2001年以来，在国家科技部“十五”科技攻关重大项目的推动下，一批新兴的股份制镁合金产品的生产加工企业、设备厂商以及相关机构应运而生，同时，国内的一些汽车生产商也加入到镁合金压铸件的研发与生产行列，从1999年至今，铸件用镁量已经增长了8.5倍，2005年达到2.59万吨，我国的镁压铸产业已初具规模。

在此期间，原镁生产企业产业集中度进一步增加，镁冶炼企业开始向大型化转变。

截至2005年底，我国产能大于1万吨规模的企业已经增加到27家，产量大于1万吨规模的企业9家，规模最大的原镁生产企业的年产量已达7.6万吨。

2005年年产量前10位的企业总产量为2.47万吨，已超过全国原镁总产量的一半，产业集中度C10为52.8％。

2005年中国原镁产量前10位的企业见表2。

从区域分布来看，原镁冶炼企业主要集中在山西和宁夏，区域集中度较高。

在此阶段，随着我国大陆镁产业的崛起及产业链的完善，台湾各大笔记本电脑生产厂及镁合金压铸件配套生产企业纷纷赴大陆设厂，使我国大陆成为全球最大的笔记本电脑与镁合金电脑外壳生产基地。

目前，台湾地区主要的镁合金压铸厂已基本完成向大陆转移产能，主要集聚在长三角、珠三角地区和山西省，使这些区域成为全球镁合金3C产品的主要生产基地，市场份额超过全球的80％。

从总体看，目前我国已经在全球形成镁及镁合金、镁合金压铸两条价值链主线，整体产业水平得到提升。

三、我国镁产业发展各阶段的技术影响力分析1.镁产业形成初期的技术影响力分析50年代末至70年代末，从全球镁产业技术发展趋势看，用电解法和热还原法生产原镁以及镁合金冶炼技术已趋于成熟，压铸和变形加工技术也开始进入应用开发阶段。

为推动我国镁产业的形成与发展，满足军工生产需要，我国政府直接投资从前苏联引进了先进的电解镁生产工艺技术和变形镁加工技术，通过政府主导，高端切入，使我国在当时迅速具备了电解法炼镁、镁合金冶炼、形变加工等相对完整的配套生产技术，为解决当时军工生产的急需起到了重要作用。