（中国粉体技术网/班建伟）含镁材料分天然、合成两大类，前者资源丰富、分布广泛，是应用于环保领域的主要品种，包括菱镁矿及其加工产品———轻烧氧化镁、水镁石、水菱镁石和斜方云石；后者包含氢氧化镁、氧化镁和碱式硫酸镁，此类材料组成稳定、质地纯净，主要应用于一些要求较高的环保项目，诸如实施自动控制的大型镁法烟气脱硫作业。
众多的研发与应用实践表明，含镁材料在环保领域中应用具有资源易得、环境友好、性价比高的特点。与此同时，有弱碱性特征的含镁材料还具有缓冲性、吸附性、作业安全、产物无害等独特优势。因此，其在环保领域中应用的步伐日趋加快、扩展。
1.含镁材料环保应用
环境保护是CCM和氢氧化镁等含镁材料的主要应用领域，单以氢氧化镁计约占其总消耗量的58%。
含镁材料环保应用由来已久，鉴于含镁材料所具有的吸附性能，进而又被用来脱除各种液体排放中重金属离子和其他有害离子，以及诸多有机物和各种着色物质。近年，一些以含镁材料为基础的复合性吸附处理剂也应运而生。被称为“绿色安全中和剂”的各种含镁材料，在全球范围内获得广泛应用，一些潜在的应用领域也有待开拓扩展。
1.1 烟气脱硫
截止2012年11月，国内共有12套镁法脱硫装置建成投产，运行实践表明，用含镁材料（CCM，合成氢氧化镁）作脱硫剂进行烟气脱硫，具有技术成熟、脱硫率高(>95%)、投资省（比钙法降低20%~30%）、作业稳健（无石膏结疤）、副产物可回收利用（硫酸镁可作含硫镁肥）、镁资源丰富和价格低廉等特点。
在我国以钙法脱硫一统天下的今天，镁法脱硫更彰显其技术经济、环境和资源优势，其装置数仅次于目前已广泛应用的氨法技术。
目前，国内对镁法技术总的评价是：技术可行、经济合理、资源丰富，环境友好；作业稳健，安全可靠。还是基于这一理念，有关该领域的研发和工业实践活动日趋扩展并向纵深发展，诸如包括镁法在内的湿法技术经济比较〔与可行性分析，相关设备造型，大型高效脱硫塔的研发与应用，以及以水镁石为脱硫剂的镁法脱硫系统和镁法系统中硫酸镁热解回收氧化镁进而循环利用等。
总之，国内镁法技术目前正处于一个初期工业应用、稳健发展和逐步完善的阶段。在我国资源丰富的辽宁、山东两省发展镁法技术，更具有地域优势。日本是镁法脱硫技术较成熟的国家之一，其拥有的工业装置多达50套以上，年耗用脱硫剂-料浆状氢氧化镁（含固量33%~35%)在80万ｔ左右。
近年来镁法技术得到不断提升和完善，通过优化组合和先进的系统控制技术的应用，使过程更加适合大型化（吸收塔高10m，氧化塔高5m，液体循环量4500m3/h）发展的需要。
1.2 重金属离子污染治理
有很多场合重金属离子和其他有害离子的脱除，以及大量含有金属离子的酸性工业排放的处理，是环保领域的一项重要课题，涉及诸如工业废水处理、矿业生产排放物整治、污染土壤修复等众多领域。由于氧化镁、氢氧化镁比表面积大，具有良好的吸附性能，多数情况下符合等温吸附规律。
与其他碱类物质比较，以用含镁材料处理沉降速率最快、密实度最大， 其顺序为Mg(OH)2>NaOH>Ca (OH)2。利用这一特性处理各种含有重金属离子的酸性废水、不同产业部门排放的液体以及在其他方面的应用均取得较好效果，且不断扩展与深化。有关近期研究与应用情况汇集于表1。
表1 氧化镁、氢氧化镁脱除重金属离子的研究与应用
还可用水镁石和菱镁矿作处理剂，治理硫铁矿场废渣堆集坑及其排放的废水。在堆集坑施用水镁石或菱镁矿（1920mg/kg土壤）可提供足够的碱度，以中和AMD一类的酸性物质。
在治理被重金属污染的土壤方面，既可单独使用氧化镁、氢氧化镁和碳酸镁或是其中一种与磷酸盐的混合物如过磷酸钙或其他磷酸盐。后一种处理方式对被Zn､Pb污染的土壤十分有效。含镁材料的使用在于中和酸性浸出液，同时具有缓冲性能以维持稳定的pH值。磷酸盐则使重金属离子形成不溶性的磷酸铅、锌一类的沉淀物，从而防止金属离子的生成和向周边区域地下水渗透。
1.3 非金属离子与有机物脱除
利用不同的含镁材料还可脱除工业废水和各种排放液中的非金属离子与各种有机物。在脱除铵、氮、磷等非金属离子时，副产物多数以磷酸铵镁、少数以白磷镁石形式予以回收作为肥料。对多种有机物和由有机物引起的着色物质的脱除也相当有效。见表2。
表2 氧化镁、氢氧化镁脱除非金属离子的研究与应用
1.4 矿物型镁质阻燃剂
天然含镁矿物水菱镁石(3MgCO3Mg(OH)2·3H2O)、水菱镁石与斜方云石(3MgCO3 ·CaCO3)其生矿混合物作为环境友好型镁质阻燃剂近年来备受关注。由于是矿产资源，且质地纯净、加工简易、成本低廉、性价比高、阻燃效果显著，在经济方面远优于氢氧化镁。因此，在不同高聚物中获得了广泛的应用，且应用领域在不断扩展。
拥有此类资源的国家是土耳其、希腊、加拿大和中国。目前从事开采加工和生产的仅有前两者。在资金和技术方面参与此项目的则有英国Minelco，瑞士Incemin，德国Rhoinische Kalk-steinwerk和荷兰Ankerpoort等多家外国企业。
目前，包括阻燃剂、填充剂、中和处理剂在内的多种产品的总生产能力已突破80kt/a，其中以土耳其与英国合资的Likya-Minelco公司规模最大、品种最多，具有代表性。
中国地质大学（北京）杜高翔等人经过多年对使用水镁石矿通过超细粉碎和表面改性制备高档氢氧化镁阻燃剂进行了一系列的研究，成功的制备出可以满足PVC阻燃用的超细活性氢氧化镁阻燃剂。该产品可以单独用于阻燃PVC塑料，具有抑烟、抑制熔滴、环保等一系列优点。同时，该技术具有生产工艺先进、生产成本较国内同类成本低、质量高、生产过程中没有废水废渣产生和排放等优点。因此，该产品具有广阔的市场前景。
1.5 二氧化碳固定
由化石燃料燃烧和人类活动产生的CO2是造成大气污染、气候变暖的主要原因，因此，降低温室气体排放，固定封存CO2已引起社会的广泛关注。如今，“碳捕集与储存”已成为环保领域中一项重要议题。一些含镁材料如水镁石、镁橄榄石有可能用于这一目的。其主要优势是：①水镁石与CO2作用，再现了自然界中CO2被矿物吸收的过程，进而生成在热力学上更加稳定的碳酸盐矿，从而实现CO2的永久性固定；②除水镁石外，镁橄榄石、蛇纹石也可应用，此类矿物在自然界亦较丰富，可提供充足的资源；③可因地制宜在CO2排放源就地固定封存。因此，研究水镁石对CO2的固定封存的方法和技术，对实现CO2的减排和水镁石资源的深度利用具有重要意义。
2 镁质材料在环保领域的应用展望
在我国，目前可供普遍应用的主要品种为矿产品轻烧氧化镁和水镁石，且以前者为主。合成法氢氧化镁在纯度、活性、反应速率等物化参数以及为系统作业提供优化、稳健、顺畅的运行条件方面远优于轻烃氧化镁。不过，合成法氢氧化镁产量有限、成本高昂，用于一般性环保项目似有“细粮粗吃”之嫌。在我国，目前可提供大量合格轻烧氧化镁前提下，宜将氢氧化镁用于高端、高纯、高附加值功能化学品领域。
水菱镁石既可生产阻燃剂，又可用做填料和弱碱性中和剂，前者国外早已工业化。目前国内的工作是加强研发，储备技术。
多年来含镁材料在环保领域中的研发与应用实践表明，其充分显示了资源节约、环境友好、经济合理、作业安全等特点。随着研发工作的日益深入和应用领域的不断拓展，作为“绿色安全中和剂”的弱碱性含镁材料的优势日益彰显，其在环保领域及其他方面的应用也必将进一步扩展深化。
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