En la producción depiezas fundidas de magnesio, la realización de los requisitos de protección del medio ambiente debe realizarse a través de todo el proceso de fundición, fundición y posprocesamiento, y el tratamiento de gases de combustión de fundición es un vínculo clave.La siguiente es una explicación de dos aspectos: sistema de medidas de protección del medio ambiente y tecnología de tratamiento de gases de combustión:
一- medidas de protección del medio ambiente para todo el proceso defundición de magnesioProducción
1Enlace de fusión: control de la contaminación de origen y optimización energética
Tecnología de fundición de baja contaminación
Utilice la fusión de protección de gases inertes (como el gas mezclado CO2, SF6) para reemplazar el flujo de sal de fluoruro tradicional y reducir la emisión de gases tóxicos como el fluoruro de hidrógeno (HF) y el cloro (Cl2).Por ejemplo:, una fábrica alemana utiliza protección SF6 de CO2 + 0,1% y la concentración de fluoruro en el gas de combustión se reduce de 50 mg/m3 a menos de 5 mg/m3 (la norma de emisiones de la UE es de 10 mg/m3).
Promover el uso de hornos eléctricos de fusión por inducción para sustituir a los hornos de aceite, aumentar la tasa de conversión de energía al 85% (los hornos de aceite son aproximadamente del 60%) y reducir las emisiones de NOx en un 40%-60%.
Recuperación de residuos y control del consumo de energía
Establecer un sistema de circulación cerrado para procesar las virutas de magnesio, los materiales de compuerta y otros materiales de desecho mediante trituración, cribado y refundición, con una tasa de recuperación superior al 95%.Una empresa doméstica reduce las emisiones de residuos sólidos en 2El consumo de energía se incrementará en un 12% cada año gracias a la tecnología de reciclado directo de residuos.
2- fundición y posprocesamiento: innovación de procesos para reducir la contaminación
Menos/ningún proceso de corte
La fundición a presión alcanza una formación casi neta depiezas fundidas de magnesio(tolerancia dimensional ± 0,1 mm), reduce los procesos de mecanizado, reduce el uso de fluido de corte en un 70% y reduce la generación de residuos en un 50%.
Tratamiento de superficies verdes
utilizar pasivación libre de cromo (como tratamiento con silano, película de conversión de tierras raras) en lugar de galvanoplastia hexavalente de cromo,y la COD (demanda de oxígeno químico) de las aguas residuales se reduce de 500 mg/l a menos de 100 mg/lPor ejemplo, una nueva batería de vehículos de energía utiliza un revestimiento de silano, que tiene una prueba de salpullido de 1.000 horas sin corrosión y reduce los costes de tratamiento de aguas residuales en un 30%.
3Gestión integral de los residuos
Tratamiento de aguas residuales
Establecer un sistema de tratamiento de tres niveles: tanque de regulación (valor de pH neutralizador) → precipitación química (eliminación de iones de metales pesados) → filtración por membrana (tasa de eliminación de COD 90%),el efluente puede reutilizarse en el sistema de refrigeración, y la tasa de reutilización del agua alcanza el 85%.
Clasificación y eliminación de los residuos sólidos
Después de que la escoria de fusión se separa magnéticamente para recuperarMagnesioEl material de liberación de residuos se regenera mediante destilación y la tasa de recuperación alcanza el 80%.
二Tecnología de base paraMagnesiotratamiento de gases de fusión
1Composición y características de los gases de combustión
Principales contaminantes: polvo de MgO (entre el 60% y el 70%), fluoruro (HF, MgF2), vapor de metales trazables (como Zn, Pb) y volátiles orgánicos (productos de descomposición del agente de liberación).
Características de los gases de combustión: alta temperatura (300-500°C), tamaño de partículas de polvo fino (0,1-10μm) y fluoruro altamente corrosivo.
2- Tecnologías de tratamiento y combinaciones de procesos
(1) Tecnología de purificación en seco
Eliminación de polvo de bolsa + adsorción de carbón activado
Principio: el gas de combustión se enfría primero a 120-150 °C por la caldera de calor residual, luego pasa a través de un colector de polvo en bolsa (el material de la bolsa de filtro es PTFE, eficiencia de filtración ≥ 99,9%) para eliminar el polvo MgO,y finalmente a través de una torre de adsorción de carbono activado para eliminar el flúor y los contaminantes orgánicos.
Caso: una fábrica de cubo de rueda de aleación de magnesio adopta este proceso y la concentración de emisión de polvo es < 10 mg/m3, y el fluoruro es < 1 mg/m3,que cumple los valores límite de emisión especiales de la "Norma de emisiones de contaminantes atmosféricos de los hornos industriales" de China (GB 9078-1996).
Precipitador electrostático + desfluoración seca
Principio: El precipitador electrostático (ESP) utiliza un campo eléctrico de alto voltaje para capturar el polvo (eficiencia ≥99%),y luego genera CaF2 (eficiencia de reacción ≥95%) pulverizando calcio en polvo (CaO) y HF, y por último el producto es capturado por un saco colector de polvo.
Ventajas: adecuado para escenarios de gran volumen de gases de combustión (>100.000 m3/h), bajo coste del polvo de calcio (aproximadamente 500 yuanes/tonelada), pero debe prestarse atención a la eliminación conforme de los residuos sólidos de CaF2.
(2) Tecnología de depuración húmeda
La limpieza + Desnevadura + tratamiento de neutralización
Proceso:
El gas de combustión pasa a través del depurador (spraying NaOH solution, pH=10-12) para absorber HF y reaccionar para generar NaF;
Demister (mallas de alambre o placa de ciclón) elimina el vapor de agua con un contenido de gotas < 50 mg/m3;
Después de que las aguas residuales pasen por el tanque de neutralización (añadiendo H2SO4 para ajustar el pH a 6-9), se elimina Mg (OH) 2 y otros sedimentos a través del tanque de sedimentación.
Eficiencia: tasa de eliminación de fluoruro ≥98%, polvo ≤5mg/m3, pero se requiere un sistema de tratamiento de aguas residuales y existe un problema de "pluma blanca" de gases de combustión (condensación de vapor de agua).
(3) Proceso compuesto integrado
Recuperación de calor residual + eliminación de polvo seco + desfluoración húmeda combinación
Escenario de aplicación: línea de producción de fundición de magnesio de gama alta (como piezas aeroespaciales), que requiere emisiones de contaminantes muy bajas (polvo ≤ 5 mg/m3, fluoruro ≤ 0,5 mg/m3).
Puntos técnicos:
La caldera de calor residual recupera el calor de los gases de combustión para precalentar el aire de combustión, con una tasa de ahorro de energía del 15% al 20%;
En la sección seca se utiliza un colector de polvo de bolsa de pulso (acuridad de bolsa de filtro 0,2 μm);
La sección húmeda utiliza un depurador de dos etapas (solución NaOH+Na2S) para garantizar la eliminación profunda de los fluoruros.
三Innovación y tendencias en tecnología de protección del medio ambiente
1- Desarrollo de nuevos flujos ecológicos
Desarrollar flujos libres de flúor (como el sistema MgO-CaO-Al2O3) para reducir las emisiones de flúor de la fuente.Un flujo de óxido compuesto desarrollado por una empresa japonesa reduce la concentración de fluoruro en los gases de combustión a menos de 1 mg/m3, y la escoria puede utilizarse directamente como material de pavimento.
2Sistema inteligente de vigilancia de los gases de combustión
Implementar instrumentos de monitorización en línea (como los monitores de polvo láser y los analizadores de fluoruro infrarrojo) para ajustar los parámetros de los equipos de eliminación de polvo y desulfuración en tiempo real.Una planta de fundición a presión de aleación de magnesio utiliza un sistema de control PLC para controlar la fluctuación del consumo de energía del tratamiento de gases de combustión dentro de ± 5%., ahorrando 100.000 kWh de electricidad al año.
3Gestión de la huella de carbono y neutralidad de carbono
Algunas empresas compensan las emisiones de carbono en el proceso de fundición mediante la compra de electricidad verde e instalación de centrales fotovoltaicas.el taller de fundición de magnesio de la fábrica de Tesla en Shanghai utiliza 100% de electricidad renovable, y las emisiones de carbono del sistema de tratamiento de gases de combustión son un 80% menores que las de los procesos tradicionales.
Resumen: Del "tratamiento del extremo del tubo" a la "fabricación ecológica"
La protección del medio ambiente de la producción de fundición de magnesio debe estar impulsada por la "innovación tecnológica + optimización de la gestión":necesidad de tratamiento de gases de combustión de fusión para seleccionar procesos secos/húmedos/compuestos de acuerdo con la capacidad de producción y los requisitos de emisiones, y la producción limpia (como la fundición libre de flúor y el reciclado de residuos) deben implementarse durante todo el proceso.A medida que las normas de protección del medio ambiente se vuelven más estrictas (como los límites especiales de emisión para la industria del magnesio que China planea implementar en 2025), la tecnología de producción de fundición de magnesio de baja contaminación y baja energía se convertirá en la competitividad central para el acceso de la industria.
Correo electrónico:cast@ebcastings.com
En la producción depiezas fundidas de magnesio, la realización de los requisitos de protección del medio ambiente debe realizarse a través de todo el proceso de fundición, fundición y posprocesamiento, y el tratamiento de gases de combustión de fundición es un vínculo clave.La siguiente es una explicación de dos aspectos: sistema de medidas de protección del medio ambiente y tecnología de tratamiento de gases de combustión:
一- medidas de protección del medio ambiente para todo el proceso defundición de magnesioProducción
1Enlace de fusión: control de la contaminación de origen y optimización energética
Tecnología de fundición de baja contaminación
Utilice la fusión de protección de gases inertes (como el gas mezclado CO2, SF6) para reemplazar el flujo de sal de fluoruro tradicional y reducir la emisión de gases tóxicos como el fluoruro de hidrógeno (HF) y el cloro (Cl2).Por ejemplo:, una fábrica alemana utiliza protección SF6 de CO2 + 0,1% y la concentración de fluoruro en el gas de combustión se reduce de 50 mg/m3 a menos de 5 mg/m3 (la norma de emisiones de la UE es de 10 mg/m3).
Promover el uso de hornos eléctricos de fusión por inducción para sustituir a los hornos de aceite, aumentar la tasa de conversión de energía al 85% (los hornos de aceite son aproximadamente del 60%) y reducir las emisiones de NOx en un 40%-60%.
Recuperación de residuos y control del consumo de energía
Establecer un sistema de circulación cerrado para procesar las virutas de magnesio, los materiales de compuerta y otros materiales de desecho mediante trituración, cribado y refundición, con una tasa de recuperación superior al 95%.Una empresa doméstica reduce las emisiones de residuos sólidos en 2El consumo de energía se incrementará en un 12% cada año gracias a la tecnología de reciclado directo de residuos.
2- fundición y posprocesamiento: innovación de procesos para reducir la contaminación
Menos/ningún proceso de corte
La fundición a presión alcanza una formación casi neta depiezas fundidas de magnesio(tolerancia dimensional ± 0,1 mm), reduce los procesos de mecanizado, reduce el uso de fluido de corte en un 70% y reduce la generación de residuos en un 50%.
Tratamiento de superficies verdes
utilizar pasivación libre de cromo (como tratamiento con silano, película de conversión de tierras raras) en lugar de galvanoplastia hexavalente de cromo,y la COD (demanda de oxígeno químico) de las aguas residuales se reduce de 500 mg/l a menos de 100 mg/lPor ejemplo, una nueva batería de vehículos de energía utiliza un revestimiento de silano, que tiene una prueba de salpullido de 1.000 horas sin corrosión y reduce los costes de tratamiento de aguas residuales en un 30%.
3Gestión integral de los residuos
Tratamiento de aguas residuales
Establecer un sistema de tratamiento de tres niveles: tanque de regulación (valor de pH neutralizador) → precipitación química (eliminación de iones de metales pesados) → filtración por membrana (tasa de eliminación de COD 90%),el efluente puede reutilizarse en el sistema de refrigeración, y la tasa de reutilización del agua alcanza el 85%.
Clasificación y eliminación de los residuos sólidos
Después de que la escoria de fusión se separa magnéticamente para recuperarMagnesioEl material de liberación de residuos se regenera mediante destilación y la tasa de recuperación alcanza el 80%.
二Tecnología de base paraMagnesiotratamiento de gases de fusión
1Composición y características de los gases de combustión
Principales contaminantes: polvo de MgO (entre el 60% y el 70%), fluoruro (HF, MgF2), vapor de metales trazables (como Zn, Pb) y volátiles orgánicos (productos de descomposición del agente de liberación).
Características de los gases de combustión: alta temperatura (300-500°C), tamaño de partículas de polvo fino (0,1-10μm) y fluoruro altamente corrosivo.
2- Tecnologías de tratamiento y combinaciones de procesos
(1) Tecnología de purificación en seco
Eliminación de polvo de bolsa + adsorción de carbón activado
Principio: el gas de combustión se enfría primero a 120-150 °C por la caldera de calor residual, luego pasa a través de un colector de polvo en bolsa (el material de la bolsa de filtro es PTFE, eficiencia de filtración ≥ 99,9%) para eliminar el polvo MgO,y finalmente a través de una torre de adsorción de carbono activado para eliminar el flúor y los contaminantes orgánicos.
Caso: una fábrica de cubo de rueda de aleación de magnesio adopta este proceso y la concentración de emisión de polvo es < 10 mg/m3, y el fluoruro es < 1 mg/m3,que cumple los valores límite de emisión especiales de la "Norma de emisiones de contaminantes atmosféricos de los hornos industriales" de China (GB 9078-1996).
Precipitador electrostático + desfluoración seca
Principio: El precipitador electrostático (ESP) utiliza un campo eléctrico de alto voltaje para capturar el polvo (eficiencia ≥99%),y luego genera CaF2 (eficiencia de reacción ≥95%) pulverizando calcio en polvo (CaO) y HF, y por último el producto es capturado por un saco colector de polvo.
Ventajas: adecuado para escenarios de gran volumen de gases de combustión (>100.000 m3/h), bajo coste del polvo de calcio (aproximadamente 500 yuanes/tonelada), pero debe prestarse atención a la eliminación conforme de los residuos sólidos de CaF2.
(2) Tecnología de depuración húmeda
La limpieza + Desnevadura + tratamiento de neutralización
Proceso:
El gas de combustión pasa a través del depurador (spraying NaOH solution, pH=10-12) para absorber HF y reaccionar para generar NaF;
Demister (mallas de alambre o placa de ciclón) elimina el vapor de agua con un contenido de gotas < 50 mg/m3;
Después de que las aguas residuales pasen por el tanque de neutralización (añadiendo H2SO4 para ajustar el pH a 6-9), se elimina Mg (OH) 2 y otros sedimentos a través del tanque de sedimentación.
Eficiencia: tasa de eliminación de fluoruro ≥98%, polvo ≤5mg/m3, pero se requiere un sistema de tratamiento de aguas residuales y existe un problema de "pluma blanca" de gases de combustión (condensación de vapor de agua).
(3) Proceso compuesto integrado
Recuperación de calor residual + eliminación de polvo seco + desfluoración húmeda combinación
Escenario de aplicación: línea de producción de fundición de magnesio de gama alta (como piezas aeroespaciales), que requiere emisiones de contaminantes muy bajas (polvo ≤ 5 mg/m3, fluoruro ≤ 0,5 mg/m3).
Puntos técnicos:
La caldera de calor residual recupera el calor de los gases de combustión para precalentar el aire de combustión, con una tasa de ahorro de energía del 15% al 20%;
En la sección seca se utiliza un colector de polvo de bolsa de pulso (acuridad de bolsa de filtro 0,2 μm);
La sección húmeda utiliza un depurador de dos etapas (solución NaOH+Na2S) para garantizar la eliminación profunda de los fluoruros.
三Innovación y tendencias en tecnología de protección del medio ambiente
1- Desarrollo de nuevos flujos ecológicos
Desarrollar flujos libres de flúor (como el sistema MgO-CaO-Al2O3) para reducir las emisiones de flúor de la fuente.Un flujo de óxido compuesto desarrollado por una empresa japonesa reduce la concentración de fluoruro en los gases de combustión a menos de 1 mg/m3, y la escoria puede utilizarse directamente como material de pavimento.
2Sistema inteligente de vigilancia de los gases de combustión
Implementar instrumentos de monitorización en línea (como los monitores de polvo láser y los analizadores de fluoruro infrarrojo) para ajustar los parámetros de los equipos de eliminación de polvo y desulfuración en tiempo real.Una planta de fundición a presión de aleación de magnesio utiliza un sistema de control PLC para controlar la fluctuación del consumo de energía del tratamiento de gases de combustión dentro de ± 5%., ahorrando 100.000 kWh de electricidad al año.
3Gestión de la huella de carbono y neutralidad de carbono
Algunas empresas compensan las emisiones de carbono en el proceso de fundición mediante la compra de electricidad verde e instalación de centrales fotovoltaicas.el taller de fundición de magnesio de la fábrica de Tesla en Shanghai utiliza 100% de electricidad renovable, y las emisiones de carbono del sistema de tratamiento de gases de combustión son un 80% menores que las de los procesos tradicionales.
Resumen: Del "tratamiento del extremo del tubo" a la "fabricación ecológica"
La protección del medio ambiente de la producción de fundición de magnesio debe estar impulsada por la "innovación tecnológica + optimización de la gestión":necesidad de tratamiento de gases de combustión de fusión para seleccionar procesos secos/húmedos/compuestos de acuerdo con la capacidad de producción y los requisitos de emisiones, y la producción limpia (como la fundición libre de flúor y el reciclado de residuos) deben implementarse durante todo el proceso.A medida que las normas de protección del medio ambiente se vuelven más estrictas (como los límites especiales de emisión para la industria del magnesio que China planea implementar en 2025), la tecnología de producción de fundición de magnesio de baja contaminación y baja energía se convertirá en la competitividad central para el acceso de la industria.
Correo electrónico:cast@ebcastings.com
