Bagaimana memenuhi persyaratan perlindungan lingkungan dalam proses produksi casting magnesium?

Dalam produksi coran magnesium, realisasi persyaratan perlindungan lingkungan perlu dijalankan melalui seluruh proses peleburan, pengecoran, dan pasca-pemrosesan, dan pengolahan gas buang peleburan adalah salah satu penghubung utamanya. Berikut penjelasan dari dua aspek: sistem tindakan perlindungan lingkungan dan teknologi pengolahan gas buang:

一. Langkah-langkah perlindungan lingkungan untuk seluruh proses produksi pengecoran magnesium
1. Tautan peleburan: pengendalian polusi sumber dan optimalisasi energi
Teknologi peleburan dengan polusi rendah
Gunakan peleburan pelindung gas inert (seperti gas campuran CO₂, SF₆) untuk menggantikan fluks garam fluorida tradisional dan mengurangi emisi gas beracun seperti hidrogen fluorida (HF) dan klorin (Cl₂). Misalnya, sebuah pabrik di Jerman menggunakan perlindungan CO₂+0,1% SF₆, dan konsentrasi fluorida dalam gas buang dikurangi dari 50mg/m³ menjadi di bawah 5mg/m³ (standar emisi UE adalah 10mg/m³).
Mempromosikan penggunaan tungku peleburan induksi listrik untuk menggantikan tungku minyak, meningkatkan tingkat konversi daya hingga 85% (tungku minyak sekitar 60%), dan mengurangi emisi NOx sebesar 40%-60%.
Pemulihan limbah dan pengendalian konsumsi energi
Membangun sistem sirkulasi tertutup untuk memproses serpihan magnesium, bahan gerbang, dan bahan limbah lainnya melalui penghancuran-penyaringan-peleburan kembali, dengan tingkat pemulihan lebih dari 95%. Sebuah perusahaan domestik mengurangi emisi limbah padat sebesar 2.000 ton dan konsumsi energi sebesar 12% setiap tahun melalui teknologi peleburan kembali limbah langsung.

2. Casting dan post-processing: inovasi proses untuk mengurangi polusi
Kurang/tidak ada proses pemotongan
Die casting bertekanan tinggi mencapai pembentukan coran magnesium yang hampir bersih (toleransi dimensi ±0,1 mm), mengurangi proses pemesinan, mengurangi penggunaan cairan pemotongan sebesar 70%, dan mengurangi timbulan limbah sebesar 50%.
Perawatan permukaan hijau
Gunakan pasivasi bebas kromium (seperti pengolahan silan, film konversi tanah jarang) sebagai pengganti pelapisan listrik kromium heksavalen, dan COD air limbah (kebutuhan oksigen kimia) berkurang dari 500mg/L menjadi di bawah 100mg/L. Misalnya, cangkang baterai kendaraan energi baru menggunakan lapisan silan, yang memiliki uji semprotan garam 1.000 jam tanpa korosi, dan mengurangi biaya pengolahan air limbah sebesar 30%.

3. Pengelolaan sampah secara menyeluruh
Pengolahan air limbah
Membangun sistem pengolahan tiga tingkat: tangki pengatur (menetralkan nilai pH) → pengendapan kimia (menghilangkan ion logam berat) → filtrasi membran (laju penghilangan COD 90%), limbah dapat digunakan kembali dalam sistem pendingin, dan tingkat penggunaan kembali air mencapai 85%.
Klasifikasi dan pembuangan limbah padat
Setelah terak peleburan dipisahkan secara magnetis untuk memperoleh kembali logam magnesium, sisa terak digunakan untuk memproduksi bahan tahan api; zat pelepas limbah dibuat ulang melalui distilasi, dan tingkat pemulihan mencapai 80%.

二. Teknologi inti untuk pengolahan gas buang peleburan magnesium
1. Komposisi dan karakteristik gas buang
Polutan utama: debu MgO (terhitung 60%-70%), fluorida (HF, MgF₂), jejak uap logam (seperti Zn, Pb) dan zat volatil organik (produk penguraian zat pelepas).
Karakteristik gas buang: suhu tinggi (300-500℃), ukuran partikel debu halus (0,1-10μm), dan fluorida yang sangat korosif.

2. Mengarusutamakan teknologi pengolahan dan kombinasi proses
(1) Teknologi pemurnian kering
Penghapusan debu kantong + adsorpsi karbon aktif
Prinsip: Gas buang pertama-tama didinginkan hingga 120-150℃ oleh boiler panas limbah, kemudian melewati pengumpul debu kantong (bahan kantong filter adalah PTFE, efisiensi filtrasi ≥99,9%) untuk menghilangkan debu MgO, dan terakhir melalui menara adsorpsi karbon aktif untuk menghilangkan fluorida dan polutan organik.
Kasus: Pabrik hub velg magnesium mengadopsi proses ini, dan konsentrasi emisi debu <10mg/m³, dan fluorida <1mg/m³, yang memenuhi nilai batas emisi khusus "Standar Emisi Polutan Udara Tungku Industri" Tiongkok (GB 9078-1996).

Precipitator elektrostatis + defluorinasi kering
Prinsip: Electrostatic precipitator (ESP) menggunakan medan listrik tegangan tinggi untuk menangkap debu (efisiensi ≥99%), kemudian menghasilkan CaF₂ (efisiensi reaksi ≥95%) dengan menyemprotkan bubuk kalsium (CaO) dan HF, dan terakhir produk ditangkap oleh kantong pengumpul debu.

Keuntungan: Cocok untuk skenario volume gas buang yang besar (>100.000 m³/jam), biaya bubuk kalsium yang rendah (sekitar 500 yuan/ton), namun perhatian harus diberikan pada kepatuhan pembuangan limbah padat CaF₂.
(2) Teknologi pemurnian basah
Scrubber + Demisting + Perawatan Netralisasi
Proses:
Gas buang melewati scrubber (menyemprotkan larutan NaOH, pH=10-12) untuk menyerap HF dan bereaksi menghasilkan NaF;
Demister (wire mesh atau cyclone plate) menghilangkan uap air, kandungan tetesan <50mg/m³;
Setelah air limbah melewati tangki netralisasi (menambahkan H₂SO₄ untuk mengatur pH menjadi 6-9), Mg(OH)₂ dan sedimen lainnya dikeluarkan melalui tangki sedimentasi.
Efisiensi: Tingkat penghilangan fluorida ≥98%, debu ≤5mg/m³, tetapi diperlukan sistem pengolahan air limbah, dan terdapat masalah gas buang "bulu putih" (kondensasi uap air).
(3) Proses komposit terintegrasi
Kombinasi “pemulihan panas limbah + penghilangan debu kering + defluorinasi basah”.
Skenario aplikasi: lini produksi pengecoran magnesium kelas atas (seperti suku cadang dirgantara), yang memerlukan emisi polutan sangat rendah (debu ≤ 5mg/m³, fluorida ≤ 0,5mg/m³).
Poin teknis:
Ketel panas limbah memanfaatkan panas gas buang untuk memanaskan udara pembakaran, dengan tingkat penghematan energi 15%-20%;
Bagian kering menggunakan pengumpul debu kantong pulsa (akurasi kantong filter 0,2μm);
Bagian basah menggunakan scrubber dua tahap (larutan NaOH+Na2S) untuk memastikan penghilangan fluorida secara mendalam.

三. Inovasi dan tren teknologi perlindungan lingkungan
1. Pengembangan fluks baru yang ramah lingkungan
Mengembangkan fluks bebas fluor (seperti sistem MgO-CaO-Al₂O₃) untuk mengurangi emisi fluorida dari sumbernya. Fluks oksida komposit yang dikembangkan oleh perusahaan Jepang mengurangi konsentrasi gas buang fluorida hingga di bawah 1mg/m³, dan terak dapat langsung digunakan sebagai bahan pengerasan jalan.

2. Sistem pemantauan gas buang yang cerdas
Gunakan instrumen pemantauan online (seperti monitor debu laser dan penganalisis fluorida inframerah) untuk menyesuaikan parameter peralatan penghilangan debu dan desulfurisasi secara real-time. Pabrik die-casting paduan magnesium menggunakan sistem kontrol PLC untuk mengontrol fluktuasi konsumsi energi pengolahan gas buang dalam ±5%, sehingga menghemat 100.000 kWh listrik per tahun.

3. Pengelolaan jejak karbon dan netralitas karbon
Beberapa perusahaan mengimbangi emisi karbon dalam proses peleburan dengan membeli listrik ramah lingkungan dan memasang pembangkit listrik fotovoltaik. Misalnya, bengkel pengecoran magnesium di pabrik Tesla di Shanghai menggunakan 100% listrik terbarukan, dan emisi karbon dari sistem pengolahan gas buang 80% lebih rendah dibandingkan proses tradisional.

Ringkasan: Dari "pengolahan ujung pipa" menjadi "manufaktur ramah lingkungan"
Perlindungan lingkungan dari produksi pengecoran magnesium perlu didorong oleh "inovasi teknologi + optimalisasi manajemen": pengolahan gas buang peleburan perlu memilih proses kering/basah/komposit sesuai dengan kapasitas produksi dan persyaratan emisi, dan produksi bersih (seperti peleburan bebas fluor dan daur ulang limbah) harus diterapkan di seluruh proses. Ketika standar perlindungan lingkungan menjadi lebih ketat (seperti batas emisi khusus untuk industri magnesium yang rencananya akan diterapkan Tiongkok pada tahun 2025), teknologi produksi pengecoran magnesium yang rendah polusi dan berenergi akan menjadi daya saing inti untuk akses industri.

Email：cast@ebcastings.com