Dalam produksi pengecoran magnesium, realisasi persyaratan perlindungan lingkungan perlu dijalankan melalui seluruh proses peleburan, pengecoran, dan pasca-pemrosesan, dan penanganan gas buang peleburan adalah mata rantai utama. Berikut adalah penjelasan dari dua aspek: sistem tindakan perlindungan lingkungan dan teknologi penanganan gas buang:
一. Tindakan perlindungan lingkungan untuk seluruh proses pengecoran magnesium produksi
1. Mata rantai peleburan: pengendalian polusi sumber dan optimalisasi energi
Teknologi peleburan rendah polusi
Gunakan peleburan pelindung gas inert (seperti campuran CO₂, SF₆) untuk menggantikan fluks garam fluorida tradisional dan mengurangi emisi gas beracun seperti hidrogen fluorida (HF) dan klorin (Cl₂). Misalnya, pabrik 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).
Mendorong penggunaan tungku peleburan induksi listrik untuk menggantikan tungku minyak, meningkatkan laju konversi daya menjadi 85% (tungku minyak sekitar 60%), dan mengurangi emisi NOx sebesar 40%-60%.
Pemulihan limbah dan pengendalian konsumsi energi
Buat 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. Pengecoran dan pasca-pemrosesan: inovasi proses untuk mengurangi polusi
Proses pemotongan yang lebih sedikit/tidak ada
nPengecoran die-casting bertekanan tinggi mencapai pembentukan hampir bersih dari pengecoran magnesium (toleransi dimensi ±0,1mm), mengurangi proses permesinan, mengurangi penggunaan cairan pemotongan sebesar 70%, dan mengurangi pembentukan limbah sebesar 50%.
Perawatan permukaan hijau
Gunakan pasivasi bebas kromium (seperti perawatan silana, film konversi tanah jarang) sebagai pengganti pelapisan elektrovalen kromium heksavalen, dan COD (kebutuhan oksigen kimia) air limbah dikurangi dari 500mg/L menjadi di bawah 100mg/L. Misalnya, cangkang baterai kendaraan energi baru menggunakan lapisan silana, yang memiliki uji semprotan garam selama 1.000 jam tanpa korosi, dan mengurangi biaya pengolahan air limbah sebesar 30%.
3. Pengelolaan limbah komprehensif
Pengolahan air limbah
Buat sistem pengolahan tiga tingkat: tangki pengatur (menetralkan nilai pH) → pengendapan kimia (menghilangkan ion logam berat) → filtrasi membran (tingkat penghilangan COD 90%), efluen 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 memulihkan logam magnesium , sisa terak digunakan untuk memproduksi bahan tahan api; agen pelepas limbah diregenerasi dengan distilasi, dan tingkat pemulihan mencapai 80%.
二. Teknologi inti untuk penanganan gas buang peleburan magnesium
1. Komposisi dan karakteristik gas buang
Polutan utama: debu MgO (menyumbang 60%-70%), fluorida (HF, MgF₂), uap logam jejak (seperti Zn, Pb) dan senyawa organik volatil (produk dekomposisi agen pelepas).
Karakteristik gas buang: suhu tinggi (300-500℃), ukuran partikel debu halus (0,1-10μm), dan fluorida yang sangat korosif.
2. Teknologi pengolahan utama dan kombinasi proses
(1) Teknologi pemurnian kering
Pembuangan debu kantong + adsorpsi karbon aktif
Prinsip: Gas buang pertama-tama didinginkan menjadi 120-150℃ oleh boiler limbah panas, kemudian dilewatkan melalui pengumpul debu kantong (bahan kantong filter adalah PTFE, efisiensi filtrasi ≥99,9%) untuk menghilangkan debu MgO, dan akhirnya melalui menara adsorpsi karbon aktif untuk menghilangkan fluorida dan polutan organik.
Kasus: Sebuah pabrik hub roda paduan magnesium mengadopsi proses ini, dan konsentrasi emisi debu adalah
Presipitator elektrostatik + defluorinasi kering<10mg>
Prinsip: Presipitator elektrostatik (ESP) menggunakan medan listrik tegangan tinggi untuk menangkap debu (efisiensi ≥99%), dan kemudian menghasilkan CaF₂ (efisiensi reaksi ≥95%) dengan menyemprotkan bubuk kalsium (CaO) dan HF, dan akhirnya produk ditangkap oleh pengumpul debu kantong.
Keuntungan: Cocok untuk skenario volume gas buang besar (>100.000 m³/jam), biaya bubuk kalsium rendah (sekitar 500 yuan/ton), tetapi perhatian harus diberikan pada pembuangan limbah padat CaF₂ yang sesuai.
(2) Teknologi pemurnian basah
Scrubber + Demisting + Perawatan netralisasi
Proses:
Gas buang melewati scrubber (penyemprotan larutan NaOH, pH=10-12) untuk menyerap HF dan bereaksi untuk menghasilkan NaF;
Demister (jaring kawat atau pelat siklon) menghilangkan uap air, kandungan tetesan
Setelah air limbah melewati tangki netralisasi (menambahkan H₂SO₄ untuk menyesuaikan pH menjadi 6-9), Mg (OH)₂ dan sedimen lainnya dihilangkan melalui tangki sedimentasi.<50mg>
Efisiensi: Tingkat penghilangan fluorida ≥98%, debu ≤5mg/m³, tetapi sistem pengolahan air limbah diperlukan, dan ada masalah "plume putih" gas buang (kondensasi uap air).
(3) Proses komposit terintegrasi
Kombinasi “Pemulihan limbah panas + pembuangan debu kering + defluorinasi basah”
Skenario aplikasi: lini produksi pengecoran magnesium kelas atas (seperti suku cadang dirgantara), yang membutuhkan emisi polutan ultra-rendah (debu ≤ 5mg/m³, fluorida ≤ 0,5mg/m³).
Poin teknis:
Boiler limbah panas memulihkan panas gas buang untuk memanaskan udara pembakaran, dengan tingkat penghematan energi sebesar 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 ramah lingkungan baru
Kembangkan fluks bebas fluor (seperti sistem MgO-CaO-Al₂O₃) untuk mengurangi emisi fluorida dari sumbernya. Fluks oksida komposit yang dikembangkan oleh perusahaan Jepang mengurangi konsentrasi fluorida gas buang menjadi di bawah 1mg/m³, dan terak dapat langsung digunakan sebagai bahan pengaspalan.
2. Sistem pemantauan gas buang cerdas
Terapkan instrumen pemantauan online (seperti monitor debu laser dan penganalisis fluorida inframerah) untuk menyesuaikan parameter peralatan pembuangan debu dan desulfurisasi secara real time. Sebuah pabrik die-casting paduan magnesium menggunakan sistem kontrol PLC untuk mengontrol fluktuasi konsumsi energi pengolahan gas buang dalam ±5%, 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 hijau dan memasang pembangkit listrik fotovoltaik. Misalnya, bengkel pengecoran magnesium pabrik Shanghai Tesla menggunakan listrik terbarukan 100%, dan emisi karbon dari sistem pengolahan gas buang 80% lebih rendah daripada proses tradisional.
Ringkasan: Dari "pengolahan akhir pipa" ke "manufaktur hijau"
Perlindungan lingkungan produksi pengecoran magnesium perlu didorong oleh "inovasi teknologi + optimalisasi manajemen": penanganan 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. Karena standar perlindungan lingkungan menjadi lebih ketat (seperti batas emisi khusus untuk industri magnesium yang direncanakan China untuk diterapkan pada tahun 2025), teknologi produksi pengecoran magnesium rendah polusi, rendah energi akan menjadi daya saing inti untuk akses industri.
Email：cast@ebcastings.com
Dalam produksi pengecoran magnesium, realisasi persyaratan perlindungan lingkungan perlu dijalankan melalui seluruh proses peleburan, pengecoran, dan pasca-pemrosesan, dan penanganan gas buang peleburan adalah mata rantai utama. Berikut adalah penjelasan dari dua aspek: sistem tindakan perlindungan lingkungan dan teknologi penanganan gas buang:
一. Tindakan perlindungan lingkungan untuk seluruh proses pengecoran magnesium produksi
1. Mata rantai peleburan: pengendalian polusi sumber dan optimalisasi energi
Teknologi peleburan rendah polusi
Gunakan peleburan pelindung gas inert (seperti campuran CO₂, SF₆) untuk menggantikan fluks garam fluorida tradisional dan mengurangi emisi gas beracun seperti hidrogen fluorida (HF) dan klorin (Cl₂). Misalnya, pabrik 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).
Mendorong penggunaan tungku peleburan induksi listrik untuk menggantikan tungku minyak, meningkatkan laju konversi daya menjadi 85% (tungku minyak sekitar 60%), dan mengurangi emisi NOx sebesar 40%-60%.
Pemulihan limbah dan pengendalian konsumsi energi
Buat 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. Pengecoran dan pasca-pemrosesan: inovasi proses untuk mengurangi polusi
Proses pemotongan yang lebih sedikit/tidak ada
nPengecoran die-casting bertekanan tinggi mencapai pembentukan hampir bersih dari pengecoran magnesium (toleransi dimensi ±0,1mm), mengurangi proses permesinan, mengurangi penggunaan cairan pemotongan sebesar 70%, dan mengurangi pembentukan limbah sebesar 50%.
Perawatan permukaan hijau
Gunakan pasivasi bebas kromium (seperti perawatan silana, film konversi tanah jarang) sebagai pengganti pelapisan elektrovalen kromium heksavalen, dan COD (kebutuhan oksigen kimia) air limbah dikurangi dari 500mg/L menjadi di bawah 100mg/L. Misalnya, cangkang baterai kendaraan energi baru menggunakan lapisan silana, yang memiliki uji semprotan garam selama 1.000 jam tanpa korosi, dan mengurangi biaya pengolahan air limbah sebesar 30%.
3. Pengelolaan limbah komprehensif
Pengolahan air limbah
Buat sistem pengolahan tiga tingkat: tangki pengatur (menetralkan nilai pH) → pengendapan kimia (menghilangkan ion logam berat) → filtrasi membran (tingkat penghilangan COD 90%), efluen 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 memulihkan logam magnesium , sisa terak digunakan untuk memproduksi bahan tahan api; agen pelepas limbah diregenerasi dengan distilasi, dan tingkat pemulihan mencapai 80%.
二. Teknologi inti untuk penanganan gas buang peleburan magnesium
1. Komposisi dan karakteristik gas buang
Polutan utama: debu MgO (menyumbang 60%-70%), fluorida (HF, MgF₂), uap logam jejak (seperti Zn, Pb) dan senyawa organik volatil (produk dekomposisi agen pelepas).
Karakteristik gas buang: suhu tinggi (300-500℃), ukuran partikel debu halus (0,1-10μm), dan fluorida yang sangat korosif.
2. Teknologi pengolahan utama dan kombinasi proses
(1) Teknologi pemurnian kering
Pembuangan debu kantong + adsorpsi karbon aktif
Prinsip: Gas buang pertama-tama didinginkan menjadi 120-150℃ oleh boiler limbah panas, kemudian dilewatkan melalui pengumpul debu kantong (bahan kantong filter adalah PTFE, efisiensi filtrasi ≥99,9%) untuk menghilangkan debu MgO, dan akhirnya melalui menara adsorpsi karbon aktif untuk menghilangkan fluorida dan polutan organik.
Kasus: Sebuah pabrik hub roda paduan magnesium mengadopsi proses ini, dan konsentrasi emisi debu adalah
Presipitator elektrostatik + defluorinasi kering<10mg>
Prinsip: Presipitator elektrostatik (ESP) menggunakan medan listrik tegangan tinggi untuk menangkap debu (efisiensi ≥99%), dan kemudian menghasilkan CaF₂ (efisiensi reaksi ≥95%) dengan menyemprotkan bubuk kalsium (CaO) dan HF, dan akhirnya produk ditangkap oleh pengumpul debu kantong.
Keuntungan: Cocok untuk skenario volume gas buang besar (>100.000 m³/jam), biaya bubuk kalsium rendah (sekitar 500 yuan/ton), tetapi perhatian harus diberikan pada pembuangan limbah padat CaF₂ yang sesuai.
(2) Teknologi pemurnian basah
Scrubber + Demisting + Perawatan netralisasi
Proses:
Gas buang melewati scrubber (penyemprotan larutan NaOH, pH=10-12) untuk menyerap HF dan bereaksi untuk menghasilkan NaF;
Demister (jaring kawat atau pelat siklon) menghilangkan uap air, kandungan tetesan
Setelah air limbah melewati tangki netralisasi (menambahkan H₂SO₄ untuk menyesuaikan pH menjadi 6-9), Mg (OH)₂ dan sedimen lainnya dihilangkan melalui tangki sedimentasi.<50mg>
Efisiensi: Tingkat penghilangan fluorida ≥98%, debu ≤5mg/m³, tetapi sistem pengolahan air limbah diperlukan, dan ada masalah "plume putih" gas buang (kondensasi uap air).
(3) Proses komposit terintegrasi
Kombinasi “Pemulihan limbah panas + pembuangan debu kering + defluorinasi basah”
Skenario aplikasi: lini produksi pengecoran magnesium kelas atas (seperti suku cadang dirgantara), yang membutuhkan emisi polutan ultra-rendah (debu ≤ 5mg/m³, fluorida ≤ 0,5mg/m³).
Poin teknis:
Boiler limbah panas memulihkan panas gas buang untuk memanaskan udara pembakaran, dengan tingkat penghematan energi sebesar 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 ramah lingkungan baru
Kembangkan fluks bebas fluor (seperti sistem MgO-CaO-Al₂O₃) untuk mengurangi emisi fluorida dari sumbernya. Fluks oksida komposit yang dikembangkan oleh perusahaan Jepang mengurangi konsentrasi fluorida gas buang menjadi di bawah 1mg/m³, dan terak dapat langsung digunakan sebagai bahan pengaspalan.
2. Sistem pemantauan gas buang cerdas
Terapkan instrumen pemantauan online (seperti monitor debu laser dan penganalisis fluorida inframerah) untuk menyesuaikan parameter peralatan pembuangan debu dan desulfurisasi secara real time. Sebuah pabrik die-casting paduan magnesium menggunakan sistem kontrol PLC untuk mengontrol fluktuasi konsumsi energi pengolahan gas buang dalam ±5%, 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 hijau dan memasang pembangkit listrik fotovoltaik. Misalnya, bengkel pengecoran magnesium pabrik Shanghai Tesla menggunakan listrik terbarukan 100%, dan emisi karbon dari sistem pengolahan gas buang 80% lebih rendah daripada proses tradisional.
Ringkasan: Dari "pengolahan akhir pipa" ke "manufaktur hijau"
Perlindungan lingkungan produksi pengecoran magnesium perlu didorong oleh "inovasi teknologi + optimalisasi manajemen": penanganan 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. Karena standar perlindungan lingkungan menjadi lebih ketat (seperti batas emisi khusus untuk industri magnesium yang direncanakan China untuk diterapkan pada tahun 2025), teknologi produksi pengecoran magnesium rendah polusi, rendah energi akan menjadi daya saing inti untuk akses industri.
Email：cast@ebcastings.com
