Como alcançar os requisitos de proteção ambiental no processo de produção de peças fundidas de magnésio?

Na produção de fundições de magnésio, a realização dos requisitos de proteção ambiental deve decorrer de todo o processo de fundição, fundição e pós-processamento,e tratamento de gases de combustão é um elo chaveA seguir, uma explicação a partir de dois aspectos: sistema de medidas de protecção do ambiente e tecnologia de tratamento dos gases de combustão:

一- Medidas de protecção do ambiente para todo o processo de produção de fundição de magnésio
1Ligação de fusão: controlo da fonte de poluição e otimização energética
Tecnologia de fusão de baixa poluição
Usar a fusão de proteção de gases inertes (como o gás misturado CO2, SF6) para substituir o fluxo de sal de flúor tradicional e reduzir a emissão de gases tóxicos como o flúor de hidrogénio (HF) e o cloro (Cl2).Por exemplo:, uma fábrica alemã utiliza proteção SF6 de CO2+0,1% e a concentração de flúor nos gases de combustão é reduzida de 50mg/m3 para menos de 5mg/m3 (a norma de emissões da UE é de 10mg/m3).
Promover a utilização de fornos de fusão por indução elétrica para substituir os fornos a óleo, aumentar a taxa de conversão de energia para 85% (os fornos a óleo são cerca de 60%) e reduzir as emissões de NOx em 40% a 60%.
Recuperação de resíduos e controlo do consumo de energia
Estabelecer um sistema de circulação fechada para processar as fichas de magnésio, os materiais de porta e outros resíduos por meio de trituração, filtragem e refogamento, com uma taxa de recuperação superior a 95%.Uma empresa doméstica reduz as emissões de resíduos sólidos em 2O consumo energético aumentou em 12% por ano através da tecnologia de reciclagem direta de resíduos.

2- Fusão e pós-processamento: inovação de processos para reduzir a poluição
Menos/nenhum processo de corte
A fundição por impressão a óleo sob alta pressão permite uma formação quase líquida de fundições de magnésio (tolerância dimensional ± 0,1 mm), reduz os processos de usinagem, reduz o uso de fluido de corte em 70%,e reduz a produção de resíduos em 50%.
Tratamento de superfícies verdes
Em vez de galvanização hexavalente com cromo, utilizar passivação sem cromo (como tratamento com silano, filme de conversão de terras raras),e a DCO das águas residuais (demanda de oxigénio químico) é reduzida de 500 mg/l para menos de 100 mg/lPor exemplo, uma casca de bateria de um veículo de energia nova utiliza revestimento de silano, que tem um teste de salinagem de 1.000 horas sem corrosão e reduz os custos de tratamento de águas residuais em 30%.

3Gestão global dos resíduos
Tratamento de águas residuais
Estabelecer um sistema de tratamento de três níveis: tanque regulador (valor de pH neutralizador) → precipitação química (eliminação de íons de metais pesados) → filtragem por membrana (taxa de eliminação de COD 90%),O efluente pode ser reutilizado no sistema de arrefecimento, e a taxa de reutilização da água atinge 85%.
Classificação e eliminação dos resíduos sólidos
Após a separação magnética da escória de fusão para recuperar o magnésio, a escória restante é utilizada para produzir materiais refratários; o agente de libertação de resíduos é regenerado por destilação,e a taxa de recuperação atinge 80%.

二Tecnologia de base para o tratamento de gases de combustão de fundição de magnésio
1Composição e características dos gases de combustão
Principais poluentes: poeira de MgO (60-70%), flúor (HF, MgF2), vapores de metais em traços (como Zn, Pb) e voláteis orgânicos (produtos de decomposição do agente de libertação).
Características dos gases de combustão: alta temperatura (300-500°C), tamanho das partículas de poeira fina (0,1-10μm) e fluoreto altamente corrosivos.

2Tecnologias de tratamento e combinações de processos convencionais
(1) Tecnologia de purificação a seco
Eliminação da poeira dos sacos + adsorção de carbono ativado
Princípio: O gás de combustão é primeiro arrefecido a 120-150 °C pela caldeira de calor residual, depois passado através de um coletor de poeira em saco (material de saco de filtro é PTFE, eficiência de filtragem ≥ 99,9%) para remover a poeira MgO,e finalmente através de uma torre de adsorção de carbono ativado para remover o flúor e poluentes orgânicos.
Caso: Uma fábrica de tubos de rodas de liga de magnésio adota este processo e a concentração de emissão de poeira é < 10 mg/m3, e o flúor é < 1 mg/m3,que cumpre os valores-limite especiais de emissão da "Norma de Emissão de poluentes atmosféricos dos fornos industriais" da China (GB 9078-1996).

Precipitador eletrostático + desfluorização seca
Princípio: O precipitador eletrostático (ESP) utiliza um campo elétrico de alta tensão para capturar poeira (eficiência ≥99%),e, em seguida, gera CaF2 (eficiência de reação ≥ 95%) pulverizando cálcio em pó (CaO) e HF, e, finalmente, o produto é capturado por um coletor de pó de saco.

Vantagens: adequado para cenários de grande volume de gases de combustão (> 100 000 m3/h), baixo custo de pó de cálcio (cerca de 500 yuans/tonelada), mas deve ser prestada atenção à eliminação de resíduos sólidos de CaF2 em conformidade.
(2) Tecnologia de depuração húmida
Limpeza + Desnecessário + Tratamento de Neutralização
Processo:
Os gases de combustão passam através do depurador (pulverização de NaOH, pH=10-12) para absorver HF e reagir para gerar NaF;
Demister (malha de arame ou placa de ciclone) remove o vapor de água com teor de gotículas < 50 mg/m3;
Após a passagem das águas residuais pelo reservatório de neutralização (adição de H2SO4 para ajustar o pH para 6-9), o Mg (OH) 2 e outros sedimentos são removidos através do reservatório de sedimentação.
Eficiência: taxa de eliminação de flúor ≥ 98%, poeira ≤ 5 mg/m3, mas é necessário um sistema de tratamento de águas residuais e há um problema de "coroa branca" de gases de combustão (condensação de vapor de água).
(3) Processo integrado de composição
“Recuperação de calor residual + remoção de poeira seca + desfluorização húmida” combinação
Scenário de aplicação: linha de produção de fundição de magnésio de ponta (como peças aeroespaciais), que exige emissões de poluentes ultra-baixas (polvo ≤ 5 mg/m3, flúor ≤ 0,5 mg/m3).
Pontos técnicos:
A caldeira de calor residual recupera o calor dos gases de combustão para pré-aquecimento do ar de combustão, com uma taxa de economia de energia de 15% a 20%;
A secção seca utiliza um coletor de poeira em saco de pulso (precisão de saco de filtro 0,2 μm);
A secção úmida utiliza um depurador de dois estágios (solução NaOH+Na2S) para assegurar a remoção profunda de flúor.

三- Tecnologia de protecção do ambiente inovação e tendências
1Desenvolvimento de novos fluxos ecológicos
Desenvolver fluxos sem flúor (como o sistema MgO-CaO-Al2O3) para reduzir as emissões de flúor da fonte.Um fluxo de óxido composto desenvolvido por uma empresa japonesa reduz a concentração de flúor nos gases de combustão para menos de 1 mg/m3, e a escória pode ser directamente utilizada como material de pavimentação.

2Sistema inteligente de monitorização dos gases de combustão
Implementar instrumentos de monitorização em linha (como monitores de poeira a laser e analisadores de flúor infravermelho) para ajustar os parâmetros dos equipamentos de remoção de poeira e dessulfuração em tempo real.Uma instalação de fundição por impressão de ligas de magnésio utiliza um sistema de controlo PLC para controlar a flutuação do consumo de energia do tratamento dos gases de combustão no limite de ± 5%., poupando 100.000 kWh de eletricidade por ano.

3Gerenciamento da pegada de carbono e neutralidade de carbono
Algumas empresas compensam as emissões de carbono no processo de fusão através da aquisição de electricidade verde e da instalação de centrais fotovoltaicas.A oficina de fundição de magnésio da fábrica da Tesla em Xangai usa 100% de eletricidade renovável, e as emissões de carbono do sistema de tratamento de gases de combustão são 80% inferiores às dos processos tradicionais.

Resumo: Do "tratamento final do tubo" à "fabricação ecológica"
A protecção do ambiente da produção de fundição de magnésio deve ser impulsionada pela "inovação tecnológica + otimização da gestão":Tratamento de gases de combustão de fusão necessários para selecionar processos secos/ húmidos/compostos de acordo com a capacidade de produção e os requisitos de emissões, e a produção limpa (como a fusão sem flúor e a reciclagem de resíduos) devem ser implementadas durante todo o processo.À medida que as normas de proteção ambiental se tornam mais rigorosas (como os limites especiais de emissão para a indústria de magnésio que a China planeia implementar em 2025), a tecnologia de produção de fundição de magnésio de baixa poluição e baixa energia tornar-se-á a competitividade central para o acesso da indústria.

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