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O tratamento e a utilização de resíduos sólidos de metal de magnésio envolvem muitos campos, como equipamentos mecânicos, recursos e meio ambiente. Atualmente, a taxa de utilização abrangente de resíduos sólidos da indústria de metal de magnésio é baixa, especialmente para a taxa de utilização de escória de magnésio, que é inferior a 30%. O armazenamento a longo prazo e o tratamento retardado de resíduos sólidos não utilizados farão com que ele perca gradualmente sua atividade, levando a dificuldades de manuseio e ocupação de uma grande quantidade de terra, resultando em problemas de poluição ambiental. Em casos graves, pode causar poluição por metais pesados no solo e na água.
Portanto, a utilização abrangente de resíduos sólidos deProdutos de metal de magnésioÉ uma parte importante da indústria emergente estratégica de conservação de energia e proteção ambiental. Ele fornece uma maneira importante de garantir recursos para o desenvolvimento industrial que é bom e rápido, bem como uma solução fundamental para a poluição ambiental e os riscos de segurança causados pela eliminação e armazenamento inadequados de resíduos sólidos. A utilização abrangente de resíduos sólidos da indústria de metal de magnésio é uma medida importante para alcançar a transformação e modernização industrial, e uma política estratégica de longo prazo para garantir o desenvolvimento sustentável da indústria chinesa.
Para implementar o "Plano de Implementação de Pico de Carbono para a Indústria de Metais Não Ferrosos", a Associação da Indústria de Metais Não Ferrosos da China organizou a compilação do "Roteiro de Desenvolvimento de Tecnologia de Baixo Carbono para a Indústria de Metais Não Ferrosos". Foi lançado oficialmente em 3 de março de 2023. O roteiro define claramente os caminhos da tecnologia verde e de baixo carbono para a indústria de metais não ferrosos da China atingir um pico de carbono, incluindo tecnologia de processo, otimização de processos, utilização abrangente de recursos, equipamentos gerais, captura de carbono, etc. Também destaca três categorias e 38 tecnologias, com foco na promoção da aplicação de tecnologias verdes e de baixo carbono, Abordando tecnologias-chave comuns e tecnologias de ponta revolucionárias na indústria de metais não ferrosos. Entre eles, o processo de duas etapas para fundição de magnésio sem refino e o conjunto completo de tecnologia de equipamentos estão incluídos no roteiro.
Em 31 de janeiro de 2018, "Materiais de Gel à base de magnésio" oficialmente estabelecidos no site da China Industrial Solid Waste Network-a plataforma nacional de transferência de tecnologia para a utilização abrangente de resíduos sólidos industriais.
Os materiais de gel à base de magnésio são compostos de um sistema ternário de MgO-MgCl2(MgS04)-H2O. Na produção real, muitas vezes requer a adição de modificadores e outros materiais funcionais para se tornar um sistema quaternário, quinário ou mesmo senário. Materiais de parede feitos de materiais de gel à base de magnésio não são combustíveis e atingem o nível A1. A classificação de toxicidade e perigo de fumaça do material atinge o nível de segurança AQ, e seu limite de resistência ao fogo é em média superior a 1,5 horas, o que é muito maior do que outros materiais, como gesso, cimento, e silicato de cálcio.
Em comparação com os produtos de cimento à base de cálcio, a resistência dos materiais de parede de gel à base de magnésio pode chegar facilmente a 62,5mPa, a resistência ao impacto é aumentada quase 5 vezes, e a resistência à geada pode ser melhorada em mais de 3 vezes. A resistência ao fogo, resistência mecânica, processabilidade, economia de energia de produção e índice de compatibilidade de substrato de produtos de gel à base de magnésio feitos deBloco de metal de magnésioSão todos mais altos do que outros materiais da placa.
Os materiais de gel à base de magnésio podem se ligar bem às fibras vegetais e a alcalinidade é fraca, por isso não corroerá as fibras. É comumente usado para preparar polpa de madeira em gel à base de magnésio, que pode ser usada para fazer painéis à base de gel à base de magnésio à base de madeira para paredes, tetos e pisos internos. Também pode ser prensado em várias partes para uso como peitoris de janelas, caixilhos de portas e janelas e corrimãos de escadas.
Os materiais de gel à base de magnésio são aplicados no tratamento de resíduos sólidos, incluindo tratamento geral de resíduos sólidos, eliminação de resíduos sólidos, preparação de material de construção, preparação de artesanato e substituição de concreto de grande volume. No tratamento de resíduos perigosos, eles são usados principalmente para mim pesadoFixação tal, preparação de material de construção e aterro seguro. Na síntese de materiais funcionais, eles são usados para sintetizar adsorventes, materiais absorventes de som, materiais de isolamento, materiais à prova d'água e à prova de ar.
A produção de uma tonelada de magnésio produzirá 6-7 toneladas de escória de redução, 0, 1-0, 2 toneladas de escória de refino e 0, 2-0, 5 toneladas de escória de resíduos de forjamento. Com base nas estimativas atuais da produção de magnésio, a indústria de fundição de magnésio produz mais de 6,5 milhões de toneladas de escória residual de fundição a cada ano. No entanto, o problema da utilização abrangente da escória de magnésio persistiu por um longo tempo. Um número considerável de empresas carecem das condições objetivas para usar escória de magnésio como matéria-prima de cimento, bem como tecnologias avançadas e aplicáveis de tratamento inofensivo e utilização de recursos, e só podem ocupar terras para armazenamento, apresentando riscos significativos para o meio ambiente e a ecologia.
Em julho de 2021, a cidade de Yulin realizou uma reunião de revisão para o "Plano de Construção da Base de Utilização Abrangente de Resíduos Sólidos em Grande Escala da cidade de Yulin". O plano propôs construir a Zona de Utilização Abrangente de Resíduos Sólidos Industriais em Grande Escala Fugu no leste e oeste do Condado de Fugu e implantar e implementar projetos de enchimento e utilização de resíduos sólidos, como ganga de carvão. O plano visa contar com a Mina de Carvão Fengjiata no leste de Fugu, implantar projetos de enchimento de resíduos sólidos, como ganga de carvão, e apoiar a utilização abrangente de resíduos sólidos, como cinzas volantes, escória de gaseificação e escória de magnésio de empresas de fundição de carvão-eletricidade-produtos químicos, como a Usina do Rio Qingshui, Irradiando para outras áreas industriais das cidades Qingshui e Huangfu 2 no leste de Fugu. Também visa contar com a Mina de Carvão da Baía de Guojia, no oeste, implantar projetos de enchimento de resíduos sólidos, como ganga de carvão, e apoiar a utilização abrangente de resíduos sólidos, como a ganga da mina de carvão da Baía de Guojia, bem como cinzas volantes e gesso de dessulfuração da Usina Elétrica da Baía de Guojia, Irradiando para outras áreas industriais das cidades Xinmin, Sandaogou, Laogaochuan e Dachanghan 4 no oeste de Fugu. Atualmente, de acordo com os requisitos do "Sistema de Líder de Cadeia para as principais cadeias industriais da cidade de Yulin" (Carta Yuban [2021] n. ° 49), O Departamento de Meio Ambiente Ecológico da cidade lidera a promoção da cadeia industrial de utilização abrangente de resíduos sólidos em grande escala para promover ainda mais a construção de projetos de utilização abrangente de resíduos sólidos industriais existentes na cidade de Yulin.
Em 23 de fevereiro, o Departamento Provincial de Indústria e Tecnologia da Informação de Shaanxi, a Comissão Provincial de Desenvolvimento e Reforma de Shaanxi, e o Departamento Provincial de Ecologia e Meio Ambiente de Shaanxi emitiu o "Plano de Implementação para o Pico de Carbono no Setor Industrial da Província de Shaanxi".
O plano enfatiza o fortalecimento da reciclagem e utilização de recursos renováveis. Promove a gestão padronizada da indústria de reciclagem de resíduos de aço, metais não ferrosos, resíduos de papel, resíduos de plástico e sucata de pneus, incentiva as empresas que atendem às condições padrão a publicar sua pegada de carbono. Também amplia a cadeia industrial para o processamento profundo de recursos renováveis, promove a reciclagem e utilização eficiente de resíduos de metal, como aço, magnésio e cobre, bem como resíduos de papel, resíduos de plásticos e resíduos têxteis, o que levou a competitividadePreço de sucata de magnésio...
O aviso também mencionou que a utilização abrangente de resíduos sólidos industriais e inovação tecnológica deve ser acelerada, e a utilização de alto valor de resíduos sólidos industriais a granel, como resíduos de fundição, gesso dessulfurizado, sal cristalino diverso, escória de metal de magnésio, escória de carboneto, escória de gaseificação e rejeitos devem ser suportados.
A escória de magnésio é um resíduo sólido descarregado por fábricas de metal de magnésio durante o processo de fundição de magnésio. O processo de produção de magnésio metálico é aproximadamente o seguinte: calcinação de magnesita (MgCO3 · CaCO3) em um forno rotativo (a temperatura de calcinação é de 1,150-1,250 °C), em seguida, triturá-lo em pó e misturá-lo com pó de ferrossilício (contendo 75% de silício) e pó de fluorespigão (contendo 95% de fluoreto de cálcio) para fazer bolas (a pressão de produção de bola é de 9, 8-29, 4 MPa). As bolas são então alimentadas em um vaso de redução de aço resistente ao calor e reduzidas em um forno de redução a uma temperatura de 1,190-1,210 °C e sob condições de vácuo de 1,33-10 Pa para obter magnésio bruto... O magnésio bruto é então refinado por um flUx, fundido em lingotes e submetido a tratamento de superfície para obter lingotes de metal de magnésio, e o resíduo restante é escória de magnésio.
Um mineralizador feito de escória de magnésio é uma substância adicionada às matérias-primas que pode promover ou controlar a formação ou reação de compostos cristalinos. Na indústria de cimento, os mineralizadores que podem acelerar a formação de compostos cristalinos são uma pequena quantidade de aditivos para as matérias-primas que são fáceis de queimar. O mineralizador adicionado pode ativar a rede interagindo com os reagentes, aumentando assim a capacidade de reação e acelerando a reação em fase sólida.
O uso de escória de magnésio para produzir cimento de construção pode substituir parte da escória mineral usada na produção de materiais cimentícios misturados. O cimento produzido a partir da escória de magnésio tem qualidade relativamente estável, mas com um aumento na quantidade de escória de magnésio adicionada, há uma tendência para a resistência inicial do cimento diminuir e o tempo de fixação aumentar. Portanto, ao usar escória de magnésio como material de mistura para a produção de cimento, os requisitos técnicos relevantes das normas nacionais devem ser atendidos.
O uso de escória de magnésio como agente dessulfurante é significativo, pois a tecnologia de dessulfurização da caldeira de leito fluidizado circulante usa principalmente óxido de cálcio para dessulfuração, e a fração de massa de óxido de cálcio na escória de magnésio é de cerca de 50%. Estudos mostraram que com uma razão molar Ca/S de 3 para agente dessulfurante na dosagem de 25,5%, sob condições equivalentes (tamanho de partícula menor que 0,105mm, 900 °C, φ(O2) de 5%, φ(SO2) de 0,2%, N2 como gás de equilíbrio), a eficiência de dessulfuração esperada pode chegar a 76,5%. Os resultados da análise mostram que o efeito de dessulfuração está principalmente relacionado a fatores como tamanho de partícula, porosidade e temperatura de dessulfuração da escória de magnésio. A escória de magnésio com um tamanho de partícula menor e maior porosidade pode melhorar a eficiência de dessulfuração da escória de magnésio em um coeficiente de excesso de ar e temperatura apropriados.
CCUS e DAC são os caminhos necessários para alcançar a neutralidade de carbono.
O lado esquerdo da balança: redução de emissões de engenharia
Essencialmente, ele reduz as emissões de carbono ao converter energia antiga e nova, o que só pode diminuir a taxa de acúmulo de CO2 na atmosfera, mas não pode interromper seu aumento ou reduzir sua concentração. A neutralidade do carbono não pode ser alcançada apenas confiando no lado esquerdo da balança.
O lado direito da balança: Engenharia de sequestro de carbono/sumidouro de carbono
Por meio da captura, uso e armazenamento de engenharia de dióxido de carbono via CCUS e DAC, os níveis de CO2 atmosférico podem ser controlados, fornecendo uma "rede de segurança" para o lado esquerdo da balança. Juntos, eles podem gradualmente se mover em direção à neutralidade de carbono.
CCUS-captura, utilização e armazenamento de CO2. Envolve capturar dióxido de carbono do gás de combustão e utilizá-lo ou armazená-lo.
A tecnologia DAC - Direct Air Capture, que captura diretamente o CO2 do ar, é a única tecnologia de engenharia de "emissão negativa" que aborda diretamente as mudanças climáticas.
Plano CCU para sequestro de carbono de resíduos sólidos alcalinos:
Os resíduos sólidos alcalinos têm boas capacidades permanentes de sequestro de carbono e requerem apenas uma concentração baixa a média de CO2 não puro para atingir o sequestro de carbono e o sumidouro de carbono. Atualmente, as emissões concentradas de fontes centralizadas, como usinas termelétricas, podem ser utilizadas diretamente, tornando-o muito adequado para um modo de saída CCU distribuído.
Após o sequestro de carbono de resíduos sólidos alcalinos, ele pode ser posteriormente processado em materiais de construção de sequestro de carbono verde de valor agregado, como agregados de construção e aglutinantes compostos à base de resíduos sólidos, alcançar a utilização de recursos e alcançar os benefícios triplos do tratamento de resíduos, sumidouro de carbono e utilização de recursos.
Vantagens técnicas:
Ao utilizar o princípio da mineralização, o CO2 emitido pelo gás de combustão do forno de indústrias emissoras de carbono, como energia térmica, aço, química e cimento, pode ser utilizado diretamente. Isso não apenas reduz a categoria de resíduos sólidos alcalinos, como a escória de magnésio, mas também produz produtos de alto valor agregado. Ele alcança os benefícios triplos de reduzir emissões e carbono, reciclar recursos de resíduos sólidos e transformar resíduos em tesouros.
Desenvolvemos tecnologias únicas de utilização de carbono multiformas líderes mundiais, como tecnologia de ativador alcalino para resíduos sólidos alcalinos, materiais de construção de sequestro de carbono com base em resíduos sólidos, e aterro de mina de sequestro de carbono e tecnologia de restauração de minas. Ao formar uma série de vias sinérgicas de utilização de recursos de gases de combustão industriais e resíduos sólidos alcalinos, alcançamos um tratamento inofensivo e baseado em recursos de resíduos sólidos e, ao mesmo tempo, sequestramos CO2 permanentemente.
Do ponto de vista do montante e a jusante da cadeia de valor da indústria de tratamento de resíduos perigosos, a montante do tratamento de resíduos sólidos inclui principalmente a produção e fabricação de vários equipamentos de transporte e tratamento de resíduos sólidos. O midstream inclui o processamento de vários resíduos sólidos, que são classificados principalmente em três categorias: recuperação de recursos, incineração e tratamento de aterro, na China. A jusante do tratamento de resíduos sólidos é o mercado final de tratamento de resíduos sólidos, referindo-se principalmente ao tratamento de águas residuais e cinzas volantes geradas no processo de tratamento de resíduos sólidos.
No campo a montante, o fornecimento de equipamentos de tratamento de resíduos sólidos inclui principalmente equipamentos de transporte e tratamento. A indústria de fabricação de vários equipamentos de transporte de resíduos sólidos fornece condições básicas para o tratamento de resíduos sólidos. As empresas representativas de equipamentos de transporte incluem Dongfeng, Jiefang, Foton, Zhongqi, Qingling e Jiangling. As empresas representativas da fabricação de equipamentos de tratamento de resíduos sólidos incluem Huagong Technology, Anjule, Lvjing Environmental Protection, Bangguan Machinery, Shuitianlan Environmental Protection e Sansheng Environmental Protection.
No meio do campo de tratamento de resíduos sólidos, de acordo com os diferentes tipos de tratamento de resíduos sólidos, pode ser dividido em tratamento de resíduos sólidos industriais, tratamento de resíduos de cozinha e tratamento de resíduos perigosos. No campo do tratamento de resíduos sólidos industriais, as empresas representativas incluem Dongjiang Environmental Protection, Conch Venture, Yajule Environmental Protection, Xuelang Environment e assim por diante. No campo do tratamento de resíduos perigosos, as empresas representativas incluem a proteção ambiental Everbright, energia verde, ambiente de Xangai e assim por diante.
No mercado de descarte final a jusante, as empresas representativas do tratamento de solidificação de cinzas volantes incluem Wuxi Kerui, Zhongke Guorun, Fuercheng Environmental Protection e Ente Heavy Industry. As empresas representativas de tratamento de águas residuais incluem Tianze Environmental Protection, Ruimci, WoTong Environmental Protection e Hongchun Environmental Protection.
Para promover a redução das emissões de carbono em todo o processo, incluindo a utilização de energia, uso de matérias-primas, otimização de processos, renovação de equipamentos e métodos de transporte, aumentar a competitividade do mercado global da indústria de magnésio, avançar a produção limpa e desenvolvimento de produtos high-end de materiais de liga de magnésio, ainda temos um longo caminho a percorrer.
