Производство и применение оксида магния в Российской Федерации
Е.В. Пояркова, А.С. Махновская
Оренбургский государственный университет, г. Оренбург, Российская Федерация
Горная Промышленность №3 / 2024 стр. 135-138
Резюме: В настоящей статье представлены современные, дополняющие сведения из проведенных мировыми аналитическими компаниями маркетинговых обзоров отраслевого рынка производства и применения оксида магния. Показан наблюдаемый на протяжении десятилетия устойчивый рост мирового спроса на MgO, обусловленный не только традиционными отраслями применения, но и появлением новых инновационных сфер. Мировые тенденции указывают на увеличение производства оксида магния и развитие новых технологий его извлечения. Это направление обеспечивает возможность улучшения качества продукции, повышения эффективности производства и расширения рыночных возможностей в связи с активным развитием высокотехнологичных отраслей экономики. На основании маркетинговых анализов выявляется растущая конкуренция как на мировом рынке оксида магния в целом, так и в Российской Федерации в частности, что стимулирует производителей к разработке инновационных продуктов и стратегий маркетинга для удержания и расширения своей доли на рынке. Вместе с тем в отрасли производства магнезии выявлена проявляющаяся у некоторых мировых лидеров потенциальная нестабильность из-за новых экологических требований, обусловливающих ограничения в производстве, что может повлечь за собой проблемы в поставках по всему миру.
Ключевые слова: оксид магния, магнезия, производство оксида магния, промышленное применение оксида магния, области потребления оксида магния, спрос оксида магния, мировой рынок оксида магния
Для цитирования: Пояркова Е.В., Махновская А.С. Производство и применение оксида магния в Российской Федерации. Горная промышленность. 2024;(3):135–138. https://doi.org/10.30686/1609-9192-2024-3-135-138
Информация о статье
Поступила в редакцию: 10.04.2024
Поступила после рецензирования: 13.05.2024
Принята к публикации: 19.05.2024
Информация об авторах
Пояркова Екатерина Васильевна – доктор технических наук, доцент, заведующий кафедрой механики материалов, конструкций и машин, Оренбургский государственный университет, г. Оренбург, Российская Федерация; https://orcid.org/0000-0001-9170-5636; e-mail: Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.
Махновская Ангелина Сергеевна – аспирант кафедры механики материалов, конструкций и машин, Оренбургский государственный университет, г. Оренбург, Российская Федерация; e-mail: Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.
Введение
Среди всех соединений магния оксид магния (MgO) выделяется как наиболее востребованный. Он существует в различных видах, каждый из которых обладает уникальными характеристиками и промышленным применением, обусловленным двумя основными факторами: режимом термической активации исходного сырья и процентным содержанием MgO.
Требования, предъявляемые к товарному оксиду магния на мировом рынке, связаны с областями его применения, такими как: огнеупорные материалы (28%), резинотехнические изделия (24%), строительные материалы (15%), буровые растворы (10%), металлургия (8%), химическая отрасль (7%), пищевая медицина (5%) и прочее (3%).
Мировые тенденции производства оксида магния
В настоящее время наибольшие объемы магнезии потребляет огнеупорная промышленность [1–3]. Также известны области применения соединений магния в качестве нетрадиционного сырья для изготовления различных строительных материалов, в том числе строительной облицовочной керамики, тепло- и звукоизоляционных материалов, пигментов [4]. Но с активным развитием высокотехнологичных отраслей экономики – авиа-, ракето-, судостроения, автомобильной и нефтяной промышленности, мировой спрос на оксид магния будет постоянно расти. Так, в 2019 г. объем продаж на рынке MgO составлял 4757,7 млн долл. с ежегодным ростом на 6,5%, а к 2022 г. продажи увеличились на 990 млн долл., что свидетельствует о росте спроса на оксид магния как продукта потребления.
Выручка от продаж на мировом рынке магния в 2024 г. составит 5121,2 млн долл., при этом годовой темп роста производства соединений магния в период с 2024 по 2031 г. может варьироваться следующим образом: в Северной Америке – в пределах 3,8%, в Южной Америке – 5,0%, в Европе – 4,1%, в Азиатско-Тихоокеанском регионе – 7,6%, на Ближнем Востоке и в Африке – 5,3%1.
Согласно маркетинговому обзору отраслевого рынка, выполненному компанией Мordorintelligence 2, на мировом рынке нанопорошков оксида магния спрос тоже будет возрастать с предполагаемым среднегодовым темпом роста более 8% в течение прогнозируемого периода (до 2028 г.). Основными факторами такого роста являются увеличение мирового спроса на топливные присадки и спрос из сегмента электроники. Вместе с тем более высокая стоимость производства эффективных топливных присадок, вероятно, будет препятствовать росту рынка, но постоянно растущий спрос на огнеупорные материалы, напротив, способствует росту рынка в ближайшие годы. Ожидается, что Азиатско-Тихоокеанский регион проявит доминирование на рынке производства и потребления порошков из MgO, и в ближайшее время будет наблюдаться самый высокий совокупный среднегодовой темп роста.
Лидирующий производитель на мировом рынке магнезии – Китай, который к тому же выполняет функции основного экспортера во многие страны. На втором месте по объемам производства MgO находится Российская Федерация, однако по сравнению с Китаем в ней получают практически в 10 раз меньше магнезии. Замыкает тройку лидеров Турция, в которой производят оксида магния в 17,3 раз меньше, чем в Китае, и в 1,59 раз меньше, чем в России. На четвертом месте стоит Бразилия, где в отличие от стран-лидеров имеются также возможность и опыт производить MgO из жидкого магнезиального сырья.
Достаточно большую долю мирового производства MgO занимает его получение из морской воды и рассолов и составляет более 15% общего объема в мире.
США находятся на 6-й позиции в мировом рейтинге производителей MgO, где в качестве исходного материала используют только каустическую и мертво- обожженную магнезию, полученную из морской воды, при мощности производства 434 тыс. т/год. По оценке Геологической службы США на долю Японии, Нидерландов и США в настоящее время приходится 56% мирового производства магнезиальных порошков из морской воды [5].
В ближайшее время мировое лидерство в отрасли производства магнезии может измениться. Складывающаяся ситуация связана с новыми экологическими требованиями в мире в целом и в Китае в частности. К примеру, осенью 2021 г. власти ряда провинций Китая вынужденно перешли на сокращение потребления электроэнергии, чтобы соответствовать необходимым показателям. Последствием экологической политики стали продолжительные отключения электричества, приводящие к перебоям в работе предприятий, связанных с добычей и производством магния. Поскольку Китай производит около 90% мирового объема MgO, то любое ограничение его получения скажется на всей цепочке поставок и в весомой степени отразится на Европейском союзе, где бóльшую долю используемого магния страны получают из Китая.
В 2018 г. мировой рынок оксида магния оценивался примерно в 4,14 млрд долл. США, в 2020 г. – в 4,6 млрд долл. США, а в 2022 г. уже в 5,13 млрд долл. США. По прогнозам, к 2025 г. его мировая рыночная стоимость вырастет примерно до 5,98 млрд долл. США, а к 2030 г. достигнет 7,55 млрд долл. США. Между тем в 2022 г. объем рынка оксида магния составил около 15,18 млн метрических тонн 3.
Данные также свидетельствуют о текущих тенденциях роста производства и потребления продуктов из магнийсодержащего сырья не только на уровне стран, но и ключевых регионов 4. Так, по мнению старшего аналитика Manoj Phagare компании Cognitive Market Research: «В 2023 г. сегмент магнезита занимал заметную долю мирового рынка магния и, по прогнозам, в ближайшем будущем он будет значительно расти. Некоторые из ключевых компаний Nippon Kinzoku Co Ltd. (Япония), Alliance Magnesium Inc (Канада) и другие сосредоточены на своей модели построения стратегии для укрепления своего портфеля продуктов и расширения своего бизнеса на мировом рынке» 5.
Наращиванию выпуска оксидов магния в России способствовал возросший спрос со стороны иностранных потребителей. Так, только за 2019 г. экспортеры вывезли за пределы РФ на 10 тыс. т оксидов магния больше, чем в 2018 г., доведя значение экспорта до 155 тыс. т, что поставило Россию в пятерку мировых лидеров по объемам поставок, при этом ежегодно объем экспорта возрастает.
Производство магнезии в Российской Федерации
Практическая значимость магнезиальных пород и продуктов их переработки определяется широким использованием в различных отраслях промышленности [4]. Основными производителями и поставщиками MgO в Российской Федерации являются следующие организации:
– ООО «Вязьма-брусит» (Смоленская область) занимается разработкой единственного в РФ месторождения брусита, с запасами около 8 млн т при годовой добыче более 450 тыс. т и производстве готовой продукции более 310 тыс. т/год;
– АО «Боровичский комбинат огнеупоров» (Новгородская область) не имел своих месторождений. Однако в апреле 2022 г. информационное агентство АО «Интерфакс-Поволжье» опубликовало сведения, что Боровичский комбинат огнеупоров приобрел 50% акций АО «Литосфера» (Оренбургская область), занимающегося разработкой серпентинито-магнезитового месторождения с добычей магнезита более 40 тыс. т/год и продажей соответствующей продукции;
– ООО «Группа «Магнезит»» имеет две промышленные площадки – Саткинское (Челябинская область) и Красноярское (Красноярский край) производства. Группа «Магнезит» разрабатывает Ельничное месторождение в Сатке (Челябинская область), где за 2021 и 2022 гг. было добыто порядка 338 тыс. т магнезита. Общий объем добычи сырого магнезита компании достигает 1,6 млн т/год 6;
– АО «НикоМаг» (Волгоградская область) ведёт разработку месторождения методом скважинного выщелачивания. Компанией организовано современное производство оксида и гидроксида магния мощностью 30 и 25 тыс. т/год соответственно из бишофита с объемом добычи исходного сырья более 60 тыс. т/год;
– ООО «Михайловский завод химических реактивов» (Алтайский край) производит выпуск товарного химически осажденного оксида магния, при этом в качестве сырья используется покупная магнезитная руда [2]. Производственные мощности предприятия по суспензии гидроксида магния составляют 150 т/мес. или около 1,8 тыс. т/год;
– Богдановичское ОАО «Огнеупоры» (Свердловская область). В наименования выпускаемой продукции предприятия входят магнезиальные неформованные огнеупорные материалы, которых за первые 6 месяцев 2023 г. было выпущено 1503 т (при 1526 т в 2022 г. за аналогичный период) 7.
Согласно статистике внешней торговли РФ объём импорта прочих оксидов магния, с примесями или без примесей, в Россию за 2020 г. составил 61,83 млн долл. при массе груза 82,14 тыс. т. РФ импортирует MgO с мирового рынка с выраженной (30,11%) сезонностью. До 2022 г. максимум ввоза приходился на январь, минимум – на сентябрь 8.
Распределение импорта среди крупнейших стран-поставщиков прочих оксидов магния в РФ за 2020 г. было следующим: Китай (доля по стоимости – 68,28%, доля по массе – 67,04%), Словакия (9,00% стоимости, 18,18% массы), Нидерланды (7,99% стоимости, 7,05% массы) 9.
По данным таможенной выписки, лидирующими областями промышленности, потребляющими импортный MgO, остаются огнеупорная и металлургическая промышленности 10. Огнеупорные компании используют материал устойчивый к Н2О и СО2; с этой целью оксид магния обжигают до полного спекания и перехода к другой модификации. Именно такой мертво- обожженный MgO в бóльшем объеме и поставляется из-за рубежа (около 79%).
Необходимо отметить, что растущее потребление MgO сталкивается с ограниченными возможностями добычи природного магнезитового сырья. В связи с этим возникла острая необходимость использовать альтернативные техногенные источники сырья, однако такое извлечение MgO сопряжено с рядом проблем [6; 7]. Низкое содержание MgO и его химическая связь с другими соединениями по сравнению с природными источниками приводят к низкой степени извлечения, что делает такие технологии нерентабельными. Поэтому, оценивая возможность организации производства по получению MgO, необходимо учитывать все параметры, влияющие на рентабельность и экономический эффект, такие как: стоимость исходного сырья; выход готового продукта и его качество; тепловые и энергетические затраты; доступность сырья; продолжительность процесса и другие [7]. Стало быть, разработка экономически эффективных и экологически безопасных методов извлечения оксида магния из различных видов сырья останется актуальной задачей для промышленности в ближайшем времени.
Выводы
Мировое использование оксида магния играет ключевую роль в промышленных процессах различных отраслей, а его извлечение из сырья представляет собой важный этап в промышленном цикле. Готовый продукт MgO находит широкое применение в металлургии, строительстве, химической промышленности, сельском хозяйстве, фармацевтике и косметологии.
Статистика потребления MgO в промышленности зависит от различных факторов, а наибольший спрос наблюдается на крупных рынках, таких как Китай, Россия, Бразилия, США, Индия и Европейский союз.
Уникальные свойства и характеристики MgO позволяют не только расширить традиционные области применения, но и открывают новые перспективы для развития и улучшения различных промышленных процессов.
Список литературы
1. Масалимов А.В., Смирнов А.Н., Орехова Н.Н., Гришин И.А. Состояние сырьевой базы для обнаружения перспективных источников получения оксида магния в процессах обогащения. Вестник Забайкальского государственного университета. 2021;27(3):16–25. https://doi.org/10.21209/2227-9245-2021-27-3-16-25 Masalimov А.V., Smirnov A.N., Orekhova N.N., Grishin I.A. The raw material base for the discovery of magnesium oxide production promising sources in the beneficiation processes. Transbaikal State University Journal. 2021;27(3):16–25. (In Russ.) https://doi.org/10.21209/2227-9245-2021-27-3-16-25
2. Осадченко И.М., Лябин М.П., Романовскова А.Д. Оксид магния: свойства, методы получения и применения (аналитический обзор). Природные системы и ресурсы. 2018;8(3):5–14. https://doi.org/10.15688/nsr.jvolsu.2018.3.1 Osadchenko I.M., Lyabin M.P., Romanovskova A.D. Magnesium oxide: Properties, methods of preparation and application (analytical review). Natural Systems and Resources. 2018;8(3):5–14. (In Russ.) https://doi.org/10.15688/nsr.jvolsu.2018.3.1
3. Щербакова Т.А., Шевелев А.И. Сырьевая база магнезита России и перспективы её развития. Георесурсы. 2016;18(1):75–78. https://doi.org/10.18599/grs.18.1.14 Scherbakova Т.А., Shevelev А.I. Magnesite raw material base of Russia and prospects of its development. Georesursy. 2016;18(1):75–78. (In Russ.) https://doi.org/10.18599/grs.18.1.14
4. Климовская Е.Е., Фролов П.В., Ильина В.П., Иванов А.А. Оценка минерально-сырьевого потенциала магнезиальных пород республики Карелия. Труды Карельского научного центра Российской академии наук. 2020;(6):36–57. https://doi.org/10.17076/them1260 Klimovskaya E.E., Frolov P.V., Ilyina V.P., Ivanov A.A. Assessment of the mineral resource potential of high-magnesian rocks of the republic of Karelia. Transactions of the Karelian Research Centre of the Russian Academy of Sciences. 2020;(6):36–57. (In Russ.) https://doi.org/10.17076/them1260
5. Пальгова А.Ю. Обзор мировых запасов магнезиального сырья. Молодой ученый. 2015;(3):193–196. Режим доступа: https://moluch.ru/archive/83/15216/ (дата обращения: 19.03.2024). Palgova A.Yu. Review of world reserves of magnesia raw. Molodoy ucheniy. 2015;(3):193–196. Available at: https://moluch.ru/archive/83/15216/ (accessed: 19.03.2024).
6. Смирнов А.Н., Великанов В.С., Гришин И.А., Масалимов А.В. Изучение возможности переработки отходов обогащения магнезита с получением высокоактивной магнезии. Горная промышленность. 2018;(6):83–85. https://doi.org/10.30686/1609-9192-2018-6-142-83-85 Smirnov A.N., Velikano V.S., Grishin I.A., Masalimov A.V. Studying the opportunities of reprocessing of magnesite processing wastes with the recovery of high potent magnesia. Russian Mining Industry. 2018;(6):83–85. (In Russ.) https://doi.org/10.30686/1609-9192-2018-6-142-83-85
7. Аяшева А.С., Пояркова Е.В. Извлечение оксида магния при выщелачивании магнезиального сырья с использованием угольной кислоты. Башкирский химический журнал. 2023;30(2):89–96. https://doi.org/10.17122/bcj-2023-2-89-96 Ayasheva A.S., Poyarkova E.V. Extraction of magnesium oxide during the leaching of magnesian raw with the use of carbonic acid. Bashkir Chemistry Journal. 2023;30(2):89–96. (In Russ.) https://doi.org/10.17122/bcj-2023-2-89-96
