镁
（来源：《国外矿产资源》）
镁金属是重要的轻金属，具有优良的机械性能，可用于铝基合金以及铸造和锻压件、钢铁脱硫、有金属生产的还原剂、阴极保护等领域。1994年美国镁金属的消费构成为铝基合金46％，铸造和锻压镁产品22％，钢铁脱硫12％，有金属还原剂9％，阴极保护5％，其他用途6％。镁金属生产分原生镁金属生产和再生镁金属生产。原生镁金属主要是从菱镁矿(MgC09)和富镁卤水和海水中制得，部分从白云石(CaCO，·MgCO。)和水镁石(Mg(OH)：)等中制得。再生镁金属主要从废弃的含镁产品中回收。在原生镁金属生产方面，由于资源类型分布不同，各国生产的原料来源有所不同。菱镁矿资源丰富的国家，如中国、前苏联，基本上是从菱镁矿中制取，菱镁矿资源不足的国家，如美国等许多西方工业化国家大部分从富镁卤水和海水中制取。菱镁矿通过锻烧产生苛性氧化镁，苛性氧化镁再通过硅热法直接还原制得镁金属。富镁卤水和海水含丰富的氯化镁，氯化镁通过电解制得镁金属。世界镁金属产量中大约25％来自菱镁矿，70％来自富镁卤水和海水，其余来自白云石、水镁石等。镁的化合物种类较多，其中以氧化镁(MgO)最为重要。氧化镁也主要从菱镁矿、富镁卤水和海水中制得，很少一部分来自白云石、水镁石等。世界氧化镁产量大约75％来自菱镁矿，25％来自富镁卤水和海水，来自白云石、水镁石的不到1％。从产品类型看，氧化镁主要有苛性氧化镁(也称轻烧镁)和僵烧氧化镁(也称耐火氧化镁)。在世界氧化镁产量中，苛性氧化镁占20％，僵烧氧化镁占80％‘2”。苛性氧化镁和僵烧氧化镁均可以从菱镁矿、富 镁卤水和海水以及白云石、水镁石等中制取。苛性氧化镁是在相对低的锻烧温度(500—1000~C)下制成的，应用范围广泛。在农业上作为肥料和动物饲料；在建筑上作为氧化镁水泥、轻型绝缘板材；在工业上，低晶级苛性氧化镁可作为冶金熔剂、水污染处理剂、磨擦砂轮粘合剂等，高品级苛性氧化镁可进一步制取僵烧氧化镁、熔融氧化镁、金属镁，以及燃料和润滑油添加剂、橡胶填料、电炉钢涂料、阻燃剂、药品、镁化学制品等。僵烧氧化镁是在相对高的锻烧温度(1450—1800℃)下制成的，主要用于制造耐火材料和电熔氧化镁。其他镁的化合物有镁的碳酸盐(MgCO，)、硫酸盐(MgSO，)、氢氧化物(Mg(OH)z)、氯化物(MgClD等，主要应用于橡胶、肥料、糖、医药、化工、纺织和造纸等工业中。
一、世界镁和氧化镁产量下降
世界原生镁金属生产主要集中在北美和欧洲。主要生产国家有美国、前苏联(俄罗斯、哈萨克斯坦、乌克兰)、挪威、加拿大，它们通常占世界产量的85％以上，其中美国占40％．左右。其他生产国有法国、日本、巴西、意大利、前南斯拉夫和中国。世界再牛镁金属牛产国有美国、日本、前苏联、巴西、英国。美国和日本为主要生产国，两国产量分别占世界产量的门》6和20X。世界再生镁金属量占所有镁金属产量的20％左右。世界原生镁金属产量在80年代有所增长，从1980年的3L9l万吨增加到1992年的35．46万p；＼。年均增长率1．1％。进入90年代后，世界原生镁金属产量明显下降，1993年下降到29；的万吨，降至70年代末的水平。美国、前苏联等主要生产国都有不同程度下降，中国是
唯—咋陆续保持产量增长的国家(表1)。世界再生镁金属产量也有所下降。世界再生镁金属产抽1990年达8，8万吨，创历史最高记录，1992年下降到?，9万吨。90年代初以来，世界镁金属产量下降的主要原因：一是由于铝基合金生产和消费不旺，价格疲软，导致镁金属在这一最大消费领域中的使用量在下降；二是前苏联为更多地获取外汇，向西欧和北美市场大量供应镁金属，使镁金属供应进一步过剩、价格下跌，西欧和北美主要原生镁金属生产公司不得不削减产量。1993年世界原生镁金属生产能力利用率仅为55．79《。1994年初以来，随着世界经济的复苏，铝基合金工业和其他镁金属应用部门的发展，镁金属的生产、消费有所回升，价格开始上涨。
在氧化镁生产方面，从菱镁矿中制取氧化镁的国家主要有中国、前苏联、朝鲜，三国的产量通常占世界产量的60％以上，其他生产国有捷克和斯洛伐克、奥地利、土耳其、巴西、印度、希腊、澳大利亚等。从富镁卤水和海水中制取氧化镁的国家主要有美国和日本，两国的产量通常占世界产量的65％左右，其他生产国有英国、爱尔兰、荷兰、意大利、以列、韩国等，法国和墨西哥由于市场不景气已关闭了所有氧化镁生产工厂。世界氧化镁产量在80年代有所增长，1990年达到830万吨，其中650万吨来自菱镁矿，180万吨来自富镁卤水和海水，供应基本平衡。1990年以后，由于氧化镁需求减少，价格疲软，氧化镁产量明显下降。1993年从菱镁矿中生产的氧化镁产量509万吨，从富镁卤水和海水中生产的氧化镁产量估计不足130万吨。近年来各国特别是西欧国家氧化镁生产公司面对不太景气的氧化镁市场都在作各种调整，有的被合并，有的被关闭，有的作产品结构调整。西欧四大海水(卤水)氧化镁生产公司都转向高晶级氧化镁市场。爱尔兰普雷米尔佩里克拉斯(PremierPericlase)公司生产大结晶体氧化镁，荷兰比利顿(Billiton)耐火材料公司生产高密度氧化镁，意大利沙达马格(Sardamag)公司生产高密度、大结晶体氧化镁，雷德兰得(Redland)氧化镁公司(原英国斯泰特利(Steetly)公司)生产尖晶石族、共烧结和化学品级的苛性氧化镁和氢氧化镁。在僵烧氧化镁方面，由于高强度电炉制钢技术的发展和钢铁业竞争加剧，炼钢工业对僵烧氧化镁的需求量在下降，而对其质量要求越来越高。一级品以上僵烧氧化镁需求量有所增加，而低品级僵烧氧化镁需求量在下降‘29)。在一级品以上僵烧氧化镁生产中，来自菱镁矿的氧化镁比例增大，从富镁卤水和海水中生产的氧化镁的比例下降。苛性氧化镁需求下降没有僵烧氧化镁明显，在环境保护、阻燃剂、电炉钢涂层等领域有所增长。在环境保护方面，苛
性氧化镁的应用范围很广，包括工业废酸的中和、废水中重金属除去、城市污水中氨和磷除去、城市水供应处理、固体废物焚化、酸雨处理、土壤处理等。由于镁金属和氧化镁产量下降，世界菱镁矿产量大幅度减少。世界菱镁矿产量1990年为1941．4万吨，1993年减少到1470万吨，减少24％(表2)。前苏联、中国产量减少最多，其他生产国家多数有不同程度减少。
二、世界镁资源丰富，菱镁矿富镁卤水和，海水为主要来源
世界镁资源丰富，分布广泛，来源多样。镁广泛赋存于卤水和海水中，以及菱镁矿、白云石、水镁石、光卤石、橄榄石、蛇纹石、滑石等60多种含镁物中；而具有商业意义的镁主要来自菱镁矿、富镁卤水和海水，少量来自白云石和水镁石，其他含镁矿物由于生产成本高，一般极少用于提炼镁或镁化合物。富镁卤水通常产于封闭的流域盆地的盐湖中，由于这些地区高温干燥，水的蒸发量大于降水量，盐湖中卤水的氯化镁含量很高。重要的富镁卤水盐湖有以列的死海和美国的大盐湖。死海中镁的含量达4．1％，估计氯化镁储量为220亿吨，美国犹他州大盐湖镁含量低于3．8％，氯化镁储量约6．3亿吨。海水中镁含量平均为o．13％，是溶解在海水中含量最丰富的元素之一，仅决于钠和氯；因此，可以说海水是镁取之不尽的原料来源。镁在海水中呈各种镁盐，如氯化镁、硫酸镁、溴化镁，其中，氯化镁含量最高。由于地貌、气候、季节和水位不同，各地镁含量不同。海水镁或镁化合物工厂都位于盐度较高的地区，美国从海水中提取的镁平均含量为o．13％一o．22％。美国、西欧、日本等菱镁矿资源不足的国家都从海水中提取镁。·白云石分布广泛，但高纯白云石产出不多，目前世界上只有少数国家用于提炼镁或镁化合物。水镁石是天然的镁氢氧化物，含镁量高达69％，但分布很少，主要产于美国和中国，前苏联和朝鲜有一定分布。目前世界上水镁石资源量有数百万吨。菱镁矿是天然的镁碳酸盐，是镁和氧化镁的主要来源。世界菱镁矿资源丰富，分布广泛。据美国矿业局统计，1994年世界菱镁矿储量25亿吨镁，储量基础34亿吨镁，查明资源量120亿吨镁(表3)。中国、俄罗斯、朝鲜菱镁矿资源最丰
富。
菱镁矿矿床地质产出类型主要有三种；
1．沉积或变质镁质碳酸盐岩中的晶质菱镁矿矿床
许多大型和特大型菱镁矿矿床属于这种类型。矿床主要产于白云石大理岩、白云岩或灰岩中，矿体呈
带状分布，可长达10一100公里，宽达数公里。矿体分布有固定的层位，多呈层状、似层状或透镜状。菱镁矿主要是通过海水蒸发沉积，或是含镁矿物水解后在含镁溶液与水界面上沉淀，或是碳酸盐由于镁离子的供给变质交代形成的。从区域上看，世界大多数菱镁矿矿床产于前寒武纪一寒武纪变质沉积岩系中的白云质岩层内，所以菱镁矿矿床主要分布于陆台区古老岩层的出露区，或在褶皱带内部的前寒武纪一寒武纪地块中。世界上菱镁矿矿床主要分布区域是：①中朝古陆地区，矿床产于前寒武世白云石大理岩层中，其中有中国海城一大石桥菱镁矿矿床和朝鲜的菱镁矿矿床；②俄罗斯南乌拉尔西坡矿床，产于晚寒武世白云岩层中，如萨特金特大型菱镁矿矿床；③东阿尔卑斯地区，矿床产于石炭纪白云岩中，矿带断续延长400公里，奥地利和斯洛伐克的许多矿床产在此区。
2．产在超铁镁质岩内或与超铁镁质岩中有关的隐晶质菱镁矿矿床
这类矿床主要是由于超铁镁质岩(纯橄榄岩、榄橄岩、辉石岩)的蛇纹石化而形成的，因此，大多数隐晶质菱镁矿矿床产于蛇纹石化的超铁镁质岩带中。矿床产出时代不限，分布比较广。矿床通常形成于近地表或地下不深的部位。蛇纹石化主要由热液作用和风化作用引起的，因此，可进一步分为热液型矿床和风化型矿床。热液型矿床多沿断裂带分布，一般呈透镜状、脉状和网脉状。菱镁矿呈隐晶质、致密块状。著名矿床有希腊优卑亚岛的矿床。风化型矿床往往产在超铁镁质岩风化壳下部，深度一般不超过l—15米。矿体呈脉状、网脉状或透镜状，多不规则。著名矿床有前南斯拉夫的马拉拉伊、舒马迪亚等矿床。
3．湖相沉积隐晶质菱镁矿矿床
这类矿床有澳大利亚昆士兰州80年代发现的贡瓦拉拉、杨巴、马尔博罗和梅里马尔等几个大型矿床。这些矿床形成于近地表，形成时代为第三纪，属次生沉积。矿床规模大，估计这4个矿床可采菱镁矿矿石储量5亿吨以上，矿石含铁量低，是迄今西方世界发现的埋藏浅可进行低成本开采的最大矿床。这些矿床的发现也为寻这种湖相次生沉积隐晶质菱镁矿矿床开拓了新的前景。据研究，这种矿床的成因模式为：
(1)原生的含网状菱镁矿的蛇纹岩强烈风化和剥蚀；
(2)已剥蚀的菱镁矿一蛇纹石物质由水搬运到盆地或泻湖中，发生分解并呈富碳酸镁和水化碳酸镁的淤泥沉积下来；
(3)湖盆滨岸带的菱镁矿淤泥受湖面升降的影响，新的或已聚积的半干淤泥物质，通过吸人大气中的C02结晶成隐晶质菱镁矿结核和团块；金属粘合剂
(4)在结晶期间，周期性波浪运动或水的流动将SiO：、FezO，、A120，、CaO等未结晶的杂质冲刷掉或携带至新形成的菱镁矿结核或团块上；．
(5)在深湖中，被冲刷的未结晶的杂质沉积在更深的湖盆区；(6)在浅湖中，被冲刷的、未结晶的杂质沉
积在菱镁矿结核的四周，或沉积在团块的空洞或孔隙中。砂一粘土层与菱镁矿结核和团块以及白云质菱镁矿和砂岩层呈互层；(7)浅湖盆内新形成的菱镁矿层上覆着土壤，而且在其本身和表土盖层的重量下发生压实作用。
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