镁合金废料的回收与再生分析

张翼+李有新+朵兴茂

摘 要：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。

关键词：镁合金；废料回收；再生镁合金；再生技术

中图分类号：TG146.22 文献标识码：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.15.126

文章编号：2095-6835（2015）15-0126-02

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。

参考文献

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[2]杨明波，胡红军，代兵，等.镁合金废料回收技术的现状及进展[J].铸造，2005（5）：420-424.

[3]邹钢.镁合金废料的回收及熔炼技术的研究[G]//全国镁开发应用工作会议暨产业发展研讨会重庆地区论文集.重庆：中国工程机械学会，2003.

〔编辑：白洁〕