Совсем не лёгкий магний

Магний – один из самых легких цветных металлов, обладающий довольно интересными характеристиками. По плотности (1,738 г/см3) он в 1,5 раза легче алюминия, в 2,5 раза легче титана и в 4,5 раза легче стали. Электрохимическая активность магния в чистом виде на воздухе ограничивается окислением с умеренной скоростью. Добавление же легирующих элементов и вовсе позволяет получить нормальный и очень легкий конструкционный металл. Конкуренцию магнию может составить только бериллий, который чуть тяжелее и стабильнее. Но он дорог и отличается крайне токсичной технологией производства и обработки.

Как и все легкие элементы, магний весьма распространен в земной коре – по разным оценкам, его среднее содержание составляет от 18,7 до 24 кг на тонну земной коры. Даже в кубометре морской воды есть 1,2–1,3 кг магния в виде солей. Добыча соединений магния оценивается в 29 млн тонн в год при резервах около 8,5 млрд тонн (без учета водных растворов).

Как обычно, лидирующие позиции занимает Китай, с добычей 19 млн тонн соединений магния и выпуском 800–900 тыс. тонн металлического магния. В рейтинге добывающих регионов с сильным отставанием на втором месте идет Турция (3,3–3,4 млн тонн), затем Бразилия (1,8–1,9 млн тонн) и далее Россия (1,5 млн тонн). Отметим сразу, что основные количества магния добываются совершенно не ради металлургической переработки – гораздо больше он востребован в виде соединений для производства огнеупоров, в строительстве, медицине, бумажной и химической промышленности.

Оценка рудных запасов, пригодных для переработки в металлический магний, особого смысла не имеет. К примеру, Геологическая служба США (USGS) ограничивается формулировкой «резервы достаточны для удовлетворения существующих и будущих потребностей».

В 2018 году мировое производство металлического магния из всех источников сырья составило примерно 1 млн тонн. По данным USGS, в производстве этого металла Россия более заметна, чем в добыче его соединений, и ежегодно выпускает по 40–60 тыс. тонн магния (второе место в мире), а далее следуют Израиль и Казахстан – 25 тыс. и 23 тыс. тонн в 2018 году соответственно. Сразу отметим, что наши оценки объемов российского производства магния заметно ниже, но позволяют России остаться на второй строке мирового рейтинга.

Информация по выпуску магния в США USGS не дает, ссылаясь на коммерческую тайну компании US Magnesium (бывшая Magcorp, переименованная после банкротства в 2002 году). По косвенным данным, загруженность мощностей компании, составляющая около 50 тыс. тонн в год, на 2015 год была близка к полной, но в 2016-м часть мощностей остановили по причине сокращения производства у главного потребителя магния – завода по выпуску титановой губки. Однако использование магния в технологии получения металлического титана сейчас находится на вторых-третьих ролях.

Основным применением металлического магния в мире является производство особо легких сплавов. Среди них как сплавы на основе магния, так и легированные магнием алюминиевые сплавы. Их в нарастающих объемах (до 50%) применяет автомобильная промышленость мира, перед которой остро стоит задача снижения массы автомобилей.

Все применения сплавов с магнием характеризуются заметными объемами рециклинга, благодаря чему объемы поставок вторичного магния на мировой рынок оцениваются Roskill в 200–250 тыс. тонн в год, из которых около 100 тыс. тонн приходится на американскую промышленность.