مقدمه
مواد نسوز موادی هستند كه نسبت به دماهای بالا از نظر خوردگی، سایش و سایر عوامل مخرب مقاومت داشته باشند.مواد نسوز به عنوان محافظ محیط‌هایی كه در آن واكنش در دمای بالا انجام می‌شود استفاده می‌شوند از این رو این مواد عمدتا در صنایع آهن و فولاد، تولید فلزات غیرآهنی، تولید شیشه و سرامیک، سیمان و گچ، مبدل‌های حرارتی، نیروگاه‌ها و واحدهای مرتبط با پالایش نفت و مشتقات آن و حتی واحدهای تولید قند و شکر مصرف می‌شوند. با این توصیف مواد نسوز در زمینه تولید مواد استراتژیک نیز نقش اساسی به عهده دارند. تکنولوژی ساخت مواد نسوز با كیفیت بالا در سال‌های اخیر به سرعت پیشرفت كرده است به طوری كه این مسئله باعث كاهش میزان مصرف مواد نسوز و كاهش ضرایب مصرف آن نسبت به تولید محصول شده است.
احتمالا اولین نسوزها توسط فینیقی‌ها یا چینی‌ها با پختن خاک‌های رس حاوی ماسه سیلیسی در فضای آزاد ساخته شد. این نسوزها قرن‌ها برای كوره‌های ذوب فلز یا شیشه که آن زمان، محصول اندكی داشتند كفایت می‌كرد. تنها در آغاز قرن نوزدهم بود كه تولیدكنندگان شروع به افزودن مواد غیر چسبنده مخصوصا، خاک‌های پخته شده معروف به شاموت، به خاک‌های چسبنده كه نقاط نرم شدن بالاتری داشتند، نمودند تا انقباض آجرها را در حین پخت كم كنند و آن‌ها را بدون ترک از كوره خارج سازند. از آن زمان تکنولوژی نسوز از آجر معمولی جدا شد و كارخانه‌هایی برای تولید فرآورده‌های نسوز خارج از كوره پزی‌ها به‌وجود آمد. در ضمن این پیشرفت‌ها، خواص آجر با شرایط حاكم بر كوره‌های خاص بیشتر تطبیق داده شد و این به میزان وسیعی در تولید محصول به نحو صحیح و ارتقاء كیفیت آن موثر افتاده است.
در ادامه خلاصه‌‌ای از مطالعات امکان‌سنجی (طرح توجیهی) تولید اکسید منیزیم ارائه شده است.
معرفی محصول
منیزیم (Magnesium) فلزی است به رنگ سفید یا نقره‌ای با نشان شیمیایی Mg و عدد اتمی ۱۲. ساختار بلور آن شش‌گوش یا هگزاگونال متراکم است. هشتمین عنصر فراوان در پوسته زمین، سومین عنصر فراوان و محلول در آب دریا و یازدهمین عنصر فراوان در بدن انسان است. منیزیم در گروه دو (IIA) جدول تناوبی به عنوان فلز قلیایی خاکی قرار دارد.
اکسید منیزیم (MGO) از نظر تاریخی به عنوان magnesia alba شناخته می‌شد، تا آن را از magnesia negra، ماده معدنی سیاه حاوی آنچه امروزه به عنوان منگنز شناخته می‌شود، متمایز کند.
اکسید منیزیم یا منیزیا ماده‌ای است با كاربردهای فراوان در زمینه‌هایی همچون نسوز، تولید فلز، غذایی و دارویی و ... .
این ماده به صورت خالص در طبیعت یافت نمی‌شود و از منابعی همچون منیزیت آب دریا و دولومیت استحصال می‌گردد.
اکسید منیزیم به عنوان ماده نسوز به‌کار می‌رود، یعنی ماده‌ای که از نظر فیزیکی و شیمیایی در دماهای بالا پایدار است. دو ویژگی مفید هدایت حرارتی بالا و هدایت الکتریکی کم را داراست. تاکنون بزرگترین مصرف‌کننده منیزیم در سراسر جهان صنعت نسوز بوده است.
معرفی کد آیسیک و کد تعرفه گمرکی محصول
کد آیسیک محصول 2411512501 (و کد 8 رقمی 24111521) از گروه ساخت مواد و محصولات شیمیایی (24) و زیر گروه‌های ساخت مواد شیمیایی اساسی به جز انواع كود و تركیبات ازت (2411)، اکسیدها (2411312499) و اکسیدهای غیر نانو ( 2411412500) می‌باشد.
كد تعرفه گمركی جدید اكسید منیزیم 28051900 است؛ اما اطلاعات واردات و صادرات اكسید منیزیم با كد تعرفه سابق یعنی 25199090 نیز بررسی گشته است.
اكسید منیزیم تحت زیرفصل‌های تعرفه 2805 مقررات گمركی ایران با عنوان سایر با زیرتعرفه 28051900 وارد و خارج می‌شود. شرایط ورود اكسید منیزیم داشتن اجازه از وزارت بازرگانی و وزارت صنعت، معدن و تجارت، پرداخت 5 درصدی حقوق ورودی در سال 1399 (حقوق گمركی 4% و سود بازرگانی 1%) می‌باشد.
واحد تولیدکننده محصول
این محصول تا انتهای سال 1398، 6 واحد فعال داشته است. استان خراسان جنوبی دارای بیشترین واحد تولیدکننده این محصول می‌باشد. برای مشاهده جزئیات دقیق واحدهای فعال و واحدهای در حال احداث تولید محصول بر روی لینک زیر کلیک کنید.
* مشاهده واحدهای فعال و واحدهای در حال احداث محصول
همچنین با کلیک بر روی کد تعرفه زیر میزان صادرات و واردات صورت گرفته با این کد، کشورهای وارد کننده، صادر کننده و... قابل مشاهده است.
* مشاهده واردات و صادرات محصول با کد تعرفه 28051900
کاربردهای محصول
اكسید منیزیم، بیشتر به عنوان مواد دیرگداز در كوره‌های تولید آهن و فولاد، فلزات غیرآهن، شیشه و سیمان، مورد استفاده قرار می‌گیرد. اكسید منیزیم و سایر تركیباتش در صنایع عمرانی، شیمیایی و كشاورزی نیز به كار می‌روند. عمده كاربرد منیزیم به صورت یک افزودنی آلیاژ ساز به آلومینیوم است كه از این آلیاژ، بیشتر در قوطی‌های مواد آشامیدنی استفاده می‌گردد. همچنین آلیاژهای منیزیم، اجزای ساختاری اتومبیل‌ها و ماشین‌آلات را تشکیل می‌دهند. كاربرد دیگر این فلز، كمک به جداسازی گوگرد از آهن و فولاد است. همان‌طور كه در بالا به آن اشاره شد، اكسید منیزیم به صورت یک ماده دیرگداز است كه در لعاب‌های با درجه حرارت پایین باعث ایجاد ماتی و كدری بیشتری می‌شود. با اضافه كردن آن به لعاب‌های با درجه حرارت بالا، اكسید منیزیم مانند فلاكس عمل كرده و موجب ایجاد سطحی نرم، كره مانند و لطیف می‌شود. رنگ‌های آبی كبالتی در لعاب‌های منیزیم دار به رنگ بنفش و صورتی تبدیل می‌شود.
اکسید منیزیم ماده‌ای است که در زمینه مواد نسوز، تولید فلز منیزیم، مصرف در صنایع غذایی و دارویی کاربرد فراوان دارد.
بازار محصول
امروزه مواد نسوز نقشی كلیدی در تولید فولاد، سیمان، فلزات غیرآهنی، پتروشیمی و دیگر محصولات پایه داشته و لذا حوزه كاربردی وسیعی برای آن‌ها محقق است. از آنجایی كه صنعت نسوز یکی از معدود صنایع كشور با تقریبا یک درصد سهم جهانی است، بدیهی است كه این صنعت ضرورتا می‌بایست حفظ و ارتقاء یابد، لذا شناسایی و معرفی دقیق آخرین دستاوردهای جهانی، نه تنها در جهت كمک به ارتقاء صنعت دیرگداز از نقطه نظر تولید می‌باشد، بلکه باعث بهبود و كاهش هزینههای تولید در صنایع مادری همچون آهن، فولاد، سیمان و ...از نقطه نظر مصرف خواهد شد، كه تاكیدی بر حفظ و ارتقاء سایر صنایع كشور خواهد بود. در این ارتباط می‌بایست توجه داشت كه صنعت موجود نسوز در كشور اگرچه دارای فرصت‌های خوبی است اما تحت فشارهای جدی از طرف تولیدكنندگان خارجی و مخصوصا چین نیز می‌باشد.
از طرف دیگر، امروزه در كشور بیش از 100 هزار تن انواع نسوزهای قلیایی بر پایه منیزیا تولید می‌شود كه از اركان اصلی تولید فولاد، سیمان و فلزات غیر آهنی به ویژه مس می‌باشد، كه با توجه به برنامه‌های توسعه صنایع فولاد، پتروشیمی، مس و سیمان در سال‌های آتی، نیاز به این مواد دیرگداز دو برابر می‌شود، اما با توجه به واردات تمامی منیزیای مصرفی در ساخت این نسوزها به ویژه از چین از یک طرف و از طرف دیگر با توجه به سیر دائمی صعودی قیمت مواد اولیه وارداتی، مشکلات خرید خارجی، عمر انبارداری كوتاه این مواد و...، همواره تهیه ماده اولیه این نسوزها از معضلات صنعت نسوز كشور بوده و در آینده مطمئنا بیشتر نیز خواهد شد ضمن اینکه هزینههای تحمیلی این امر، معمولا تولیدكنندگان نسوز داخلی را از چرخه رقابت جهانی خارج می‌سازد.
بررسی‌ها نشان می‌دهند كه در ایران تولید اکسید منیزیم از پتانسیل بسیار بالایی جهت كاربرد در صنایع نسوز برخوردار است. همچنین با اجرای این طرح كه امکان تامین مقادیر قابل توجهی از مواد اولیه نسوز را در كشور فراهم می‌سازد، تولیدكنندگان نسوز به جای خرید مواد اولیه نسوزهای پایه منیزیتی از چین با قیمتی همواره صعودی، می‌توانند از منابع مطمئن داخلی استفاده نمایند.
روش تولید
جهت انحلال منیزیم موجود در سنگ دولومیت در فاز آبی به كمک كربناسیون و جداسازی آن از سایر ناخالصی‌ها باید كربنات منیزیم موجود در سنگ دولومیت به شکل اكسید منیزیم تبدیل شود. برای این تبدیل سنگ دولومیت تحت عملیات تجزیه حرارتی یا كلسیناسیون قرار می‌گیرد.قدرت واكنش‌دهندگی اكسید منیزیم حاصل در مراحل بعدی فرآیند به خواص فیزیکی و شیمیایی آن مانند مساحت سطح مخصوص، حجم روزنه‌ها، توزیع اندازه روزنه‌ها و توزیع میکرو ذرات بستگی دارد كه این خواص به مقدار زیادی به فرآیند تجزیه حرارتی وابسته است. به عنوان مثال مقدار زیادی از سطح مخصوص اكسید كلسیم و منیزیم در حال تولید در فرآیند تجزیه حرارتی به علت پدیده بسته شدن از بین می‌رود. پدیده بسته شدن را می‌توان مکانیسمی در نظر گرفت كه در آن ذرات خیلی كوچک جامد، به علت قرار گرفتن در دمای نزدیک به نقطه ذوب خود به یکدیگر می‌چسبند.
مقدار كاهش وزن تئوری مربوط به تجزیه كربنات منیزیم (سنگ دولومیت با عیار بالا از كربنات منیزیم) در حدود 22% است كه با توجه به پیش‌روی جبهه واكنش، امکان تجزیه كربنات منیزیم بدون تجزیه كربنات كلسیم وجود ندارد. ولی انتخاب شرایطی كه با حداقل تجزیه كربنات كلسیم همراه باشد امکان‌پذیر است.
در ادامه جهت جداسازی منیزیم به شکل بیكربنات از سایر ناخالصی‌ها به ویژه سیلیس و كلسیم، سنگ دولومیت كه به صورت جزئی تجزیه شده بود پودر شده و در ادامه یک محلول از پودر تهیه شده و به راكتور منتقل می‌گردد.
در این ضمن جریان آب سرد یا گرم از داخل مارپیچ حرارتی راكتور تنظیم شده و در طول واكنش درجه حرارت و فشار كنترل می‌گردد. ضمن اینکه در طول واكنش نیز با نمونه‌برداری از راكتور، غلظت آنیون‌ها و كاتیون‌ها اندازه‌گیری می‌شود.
بعد از اتمام واكنش كربناسیون، ابتدا گاز اضافی از راكتور خارج شده و سپس دوغاب از ظرف خارج می‌شود؛ این دوغاب كه در فاز جامد حاوی كربنات كلسیم، اكسیدهای آهن، آلومینیم و سیلیس و در فاز مایع حاوی بیكربنات منیزیم است بعد از فیلتراسیون و خشک كردن آب خود را از دست داده و به كیکی تبدیل می‌گردد؛ در آن منیزیم به شکل كربنات منیزیم بازیک می‌باشد.
در مرحله بعدی این كیک پودر شده و حرارت می‌بینند.
بعد از همزدن كامل دوغاب در راكتور جریان گاز دی‌اكسید كربن از سیلندر به طرف راكتور برقرار شده و جریان گاز به داخل راكتور تا رسیدن به فشار مناسب ادامه می‌یابد.
سرمایه گذاری طرح
| شرح | هزینه مورد نیاز (میلیون ریال) | معادل دلاری |
| سرمایه ثابت | 2,102,448 | 7,508,743 |
| سرمایه در گردش | 23,504 | 83,943 |
| کل سرمایه گذاری | 2,125,952 | 7,592,686 |
زمین مورد نیاز برای تولید 20,000 تن در سال اکسید منیزیم، 12,000 مترمربع می‌باشد.
* هر دلار معادل 280,000 ریال درنظر گرفته شده است.
هزینههای تولید طرح
هزینههای تولید بر اساس پيش‌بيني توليد در ۱۰۰ درصد ظرفيت اسمی محاسبه می‌گردد و براي سال‌هاي قبل از دستيابي به ۱۰۰% ظرفيت با توجه به ميزان توليد و هزينه‌هاي ثابت و متغير، تعديلات لازم اعمال می‌گردد. كل هزينه‌هاي توليد اين طرح كه شامل هزينه‌هاي عملياتي و غيرعملياتي توليد می‌باشد و معادل 587,629 میلیون ریال می‌باشد.
شاخص های اقتصادی طرح
شاخص های اقتصادی طرح تولید اکسید منیزیم توسط نرم افزار کامفار محاسبه شده و به شرح زیر است.
| شرح | مقدار | واحد |
| ارزش فعلی خالص (NPV) | 1,571,356.85 | میلیون ریال |
| نرخ بازده داخلی (IRR) | 34.99 | درصد |
| دوره بازگشت سرمایه (PBP) | 3 | سال |
| تسهیلات پیشنهادی | 1,261,000 | میلیون ریال |