攻坚核心技术推动钢铁业进入超洁净时代

日前，原电池法超高纯氧化镁千吨生产线正式在河北唐山启动。启动仪式发布会上，北京理工大学机械与车辆学院教授董明明表示，原电池法超高纯氧化镁技术已经正式步入产业化的初级阶段，项目预计今年年底将完成千吨氧化镁生产线的建设，从明年年初开始试生产，计划明年年底前完成千吨高纯度氧化镁的生产任务。“这将从根本上解决我国高纯度钢材料和超高纯度氧化镁进口被国外‘卡脖子’的问题，力争实现高纯度钢材料及超高纯度氧化镁的自给自足、重振大国工业脊梁。”董明明进一步说。

据介绍，原电池法超高纯氧化镁技术的工作原理是通过将镁作为燃料参与燃料电池反应过程，使每个镁原子失去两个电子形成一个镁离子，并与水中的氢氧根结合生成氢氧化镁的沉淀。该电池组由24个单体电池组成，每块电池的功率在65w-70w之间，整个电池组的功率基本在1.5KW以上，这一功率对应的氧化镁年产能大约为150吨，与此同时，通过该技术每年大概还可生成优质电能38万-45万度。

北京理工大学机械与车辆学院院长助理刘长猛说，2020年5月，北京理工大学机械与车辆学院转化研究中心在唐山市海港区的大力支持下成功创建，重点聚焦新材料、新能源、车辆工程、机械工程、无人机核心零部件、物联网应用等行业，并成功研发出了原电池法超高纯氧化镁技术，打破了我国超高纯氧化镁长期依赖进口的格局。

专家认为，超高纯氧化镁千吨生产线落地后，不仅把国内氧化镁原有纯度提高了一个百分点，更将推动我国的钢铁行业进入超洁净时代。

近年来，我国的特钢质量有明显进步，但不仅产量远低于德、日，在大型夹杂物的控制等方面仍与国际先进水平存在较大差距，但想要减少夹杂物的引入，就需要依赖耐火原料的高纯度。据介绍，“原电池法超高纯氧化镁技术”可以制备出最高纯度达99.95%的超高纯氧化镁，极大填补了我国冶金工业中高纯度氧化镁的缺口。同时，高纯度氧化镁作为耐火材料，可广泛应用于生产精炼钢用功能材料，不仅能直接推动钢材洁净度的提升，更加缩短了我国与发达国家在高温合金技术领域的差距，促进了我国特种钢质量的进步，对推动钢铁行业的产业链再造和价值链提升具有重大意义。

研究数据还显示，采用原电池法制备一吨高纯度氧化镁的过程中，可以产生2500-3000度的优质直流电，而且可实现无工业三废排放。因此这项技术也被公认为是一种绿色、高效、稳定、成本低的高纯度氧化镁制备方式。

同时，以高纯度氧化镁作为耐火材料的电炉吨钢释放二氧化碳量仅为高炉的23.2%。专家认为，这意味着通过大量增加电弧炉钢的比例，可以快速实现钢铁行业的节能减排。而钢铁行业作为工业部门第一大碳排放来源，其降碳工作将对我国是否能顺利实现碳达峰、碳中和目标将产生重要影响。

唐山海港经济开发区—北京理工大学机械与车辆学院转化研究中心副主任梁靓研究发现，镁是一种绝佳的储能材料，具有运输安全、绿色环保、放电过程可控等优点。由于镁和氧化镁之间的转换是可逆的，所以它可以作为能量载体，替代碳循环成为长期能源储存资源。以无污染的镁循环来代替碳循环能源，有利于实现节能减排和能源储备的国家战略。