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镁合金废料的回收与再生分析

作者:user 来源:  日期:2019-10-15 21:49

随着我国科学技术的发展,镁合金产品的使用越来越广泛。在镁合金的生产应用过程中,不可避免地会有废料产生。如何回收废料和镁合金报废零件,利用再生镁合金,在科学环保工作中受到了人们的高度重视。因此,必须采用科学的方法和手段,采取回收、开发镁合金的再生技术,实现镁合金工业的可持续发展。 
目前,镁合金已经被广泛应用于航空航天、汽车、计算机、通讯、通信和电子产品等方面,因为其所具有的特殊性质,所以,被称为绿色新材料。镁合金能作为金属工程结构材料使用是因为它具有以下优点:质地轻,但是,强度和刚度很高,抗噪减震能力强,同时,还具有压铸成型性能优良、能抵抗电磁辐射,并且能够回收再利用的特点。当前,镁合金主要应用于铸件压铸中,镁合金废料也主要是在产品的生产和加工过程中产生的。近几年,镁合金铸件以每年20%的年增长率快速发展,但是,成为产品的只占到了30%~40%左右,剩下的都作为废料处理,而另外一些零件因为检测不合格,成为了不能加工的废品。在一些工厂中,废料加废品能占到80%.所以,在镁合金零件使用率越来越高的今天,镁合金回收已经成为了一个具有现实意义的课题。镁合金再生技术不仅对镁合金的合理利用有很大的影响,还对降低镁合金铸件压铸成本、减少环境污染、增强企业的市场核心竞争力和建设资源节约型、环境友好型社会有重要的现实意义。 
  1 我国镁资源现状 
  我国是镁矿储量最丰富的国家之一,占世界总量的22.5%,我国地域辽阔,镁矿主要来源于菱镁矿、含镁白云岩、盐湖区镁盐和海水等。其中,菱镁矿已探明储量达到3.4×109 t,占世界探明总量的28.3%,含镁白云石达到4.0×109 t,这些镁资源无论是在储量上还是在质量上都位列前几位。近10年来,镁资源的使用率呈高速发展趋势。在2000—2007这8年的时间里,我国镁矿产量就增长了238%,以19%的年平均率飞速发展。随着开采水平的提高和镁合金金属消费的不断增长,在2010年,我国镁合金销量达2.320×105 t,比上年增长了34.88%.与此同时,随着各国经济的发展,国际社会对镁金属的需求量也越来越大,同时,对镁资源的再生技术和废料再利用需求也越来越迫切。 
  2 镁合金废料的分类和回收 
  2.1 废料的分类 
  只有对镁合金废料进行合理的分类,才能有效提高镁合金废料的利用率,实现节能环保,降低企业的生产成本,使企业实现经济效益最大化。在国内外,镁合金废料的整理归类方法和水平有一定的差异,但是,其目的都是一样的。根据合金号归类总结镁合金的废料,然后再按照形状、废料的清洁程度和化学成分的不同等级分类。只有好的分类才能提高废料的回收利用,所以说,科学、有效的分类是回收利用的前提和保证。 
  2.2 废料的回收方法 
  对于不需要添加熔化剂的双炉,适合回收利用清洁的镁合金废料;对于已经分好类,可以直接融化的清洁废料,可直接检测,进炉融化,再进行铸件加工。这类废料回收简单,利用率比较高。 
  对于运用熔剂的坩埚炉,这种方法主要是针对废料表面依附于油或润滑剂的切屑、粉末、薄板和表面被腐蚀、污染或处理过的。在使用这种方法时,先要在坩埚底部加入熔剂,将其加热直到熔剂融化,之后再加入镁合金废料,接着加入覆盖剂,使废料能够更好更快的融化。在废料熔化的过程中,要随时搅拌,使熔化剂充分稀释非金属物质。在此过程中,各个厂可以根据自身的实际情况增减熔剂的分量。 
  对于运用熔剂的盐浴槽,设备是由多个室组成的,各个分室又由带过滤网的小孔连接。镁合金液在经过各个室的净化后再被送到保温炉中进行化学反应。这种方法可以处理各类废料,尤其是对边角料处理更加显著,这样回收的镁合金与原生的镁合金在质量上不相上下。这种方法适合大规模连续镁合金废料的回收。 
  运用氩气底吹和熔体过滤的这2种也不需要熔剂,但是,它还不太完善,没有大量投入生产中,还处于试验阶段。氩气底吹是在炉底吹氩气,利用小气泡上浮的作用促进镁合金杂质的分离。熔体过滤运用离心过滤器把镁合金熔体中的杂质分离出来。 
  3 镁合金废料的再生 
  镁合金的回收方法有很多,可归结为厂内回收、厂外回收和卖给自由市场。这3种方式的结合有效实现了镁合金的再生。 
  根据镁中杂质蒸汽压的不同可以使用蒸馏法进行镁的提纯工作,虽然这种方法可以高纯度地提取镁,可以将镁合金废料几乎完全提取出来,但是,耗能比较大,具体操作起来也比较复杂,所以,蒸馏法不适合镁合金废料的回收工作。 
  利用镁和杂质的不同电极电位,电解发生时在阳极上选择出现和在阴极上选择放电来实现。电解提炼镁的方法不仅电能消耗比较大,并且在实际使用中的经济投入很大,所以,电解法也不实用。 
  在镁合金废料再生过程中,最常用的方式是溶解法。将废料熔化,目的是去除废料中的氧化物,实现除铁,调整化学成分完成除气,最后压铸铸件。根据镁合金废料处理的相关事宜,可以选择有熔剂和无溶剂2种方法。 
  4 总结 
  镁合金废料回收和再生是镁合金生产过程中必不可少的环节,在镁合金废料的回收过程中,国内外在方法和质量检测控制上都取得了很大的成绩。现在,镁合金废料主要是铸件压铸中产生的废品、浇道、浇口和飞边等。目前,在镁合金废料回收的过程中,还有一些问题需要不断完善和解决。虽然我国镁资源很丰富,但是,镁合金深加工的企业很少,规模还比较小,有的企业加工废料后不再当作高纯度的镁,只能降级使用,这样就造成了资源的浪费,增加了生产成本。所以,随着科技的发展,许多企业在不断研发新的镁资源回收和再生技术,同时,借鉴国外先进的研究成果,坚持科学、合理、高效地利用镁合金,对于社会和企业自身的发展有着深远的意义。 

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