الكريات المحتوية على الكربون مع خام النيكل اللاحق
الكريات المحتوية على الكربون مع خام النيكل اللاحق
النيكل ، كمواد معدنية إستراتيجية مهمة ، له مزايا مختلفة مثل مقاومة التآكل ، مقاومة الأكسدة ، مقاومة درجات الحرارة العالية ، القوة العالية والليونة الجيدة ، ويستخدم على نطاق واسع في الصناعة الحديثة. يستخدم النيكل بشكل رئيسي في إنتاج الفولاذ المقاوم للصدأ. يستخدم 65٪ من إجمالي استهلاك النيكل في العالم لإنتاج الفولاذ المقاوم للصدأ و 12٪ يستخدم لإنتاج سبائك مقاومة للحرارة وسبائك معادن غير حديدية. إنه معدن لا غنى عنه وهام. في الوقت الحاضر ، يبلغ احتياطي النيكل المعروف في العالم حوالي 160 مليون طن ، يمثل خام كبريتيد النيكل منها حوالي 30٪ وخام نيكل اللاتريت حوالي 70٪. نظرًا لانخفاض محتوى النيكل في خام نيكل اللاتريت ، وصعوبة الاسترداد والفوائد الاقتصادية الضعيفة ، فإن النيكل المنتج من خام نيكل اللاتريت يمثل 42 ٪ فقط من إنتاج النيكل في العالم. ومع ذلك ، على المدى الطويل ، سيكون خام نيكل اللاتريت هو المصدر الرئيسي للنيكل في المستقبل. لذلك ، فإن تسريع البحث في عملية صهر خام النيكل اللاتريت قد أصبح أحد المشكلات المعدنية الدولية الرئيسية ويرتبط بالمشكلة العالمية المتمثلة في الإمداد المستقر للنيكل.
يحتوي خام نيكل اللاتريت الموجود في الجزء العلوي من الرواسب على نسبة عالية من الحديد والكوبالت ومحتويات منخفضة من النيكل والسيليكون والمغنيسيوم ، وهو مناسب للمعالجة بالميتالورجية. يحتوي خام النيكل لاتيرايت المغنيسيوم والسيليكون منخفض الحديد الموجود في الجزء السفلي من الرواسب على محتويات عالية من النيكل والسيليكون والمغنيسيوم ومحتويات منخفضة من الحديد والكوبالت ، وهي مناسبة للمعالجة بالمعادن الحرارية. يمكن معالجة خام النيكل الموجود في منتصف طبقة الركاز عن طريق المعالجة المعدنية الحرارية أو المعالجة الرطبة. في الوقت الحاضر ، 40٪ من موارد خام نيكل اللاتريت المُثبتة هي من نوع التربة منخفضة الحديد الدبال ، وخام نيكل اللاتريت من نوع السيليكون والمغنيسيوم المناسب للمعالجة المعدنية الحرارية.
استنادًا إلى عملية الاختزال المباشر القائمة على الفحم ، يتم تحضير الكريات المحتوية على الكربون بطريقة الحبيبات الباردة ، باستخدام خام نيكل اللاتريت كمادة خام رئيسية ، والفحم المسحوق كعامل اختزال و CaO النقي كتدفق.
المواد الخام التجريبية والمخططات
الشكل 1: نمط XRD لخام نيكل اللاتريت الشكل 2: توزيع حجم خام نيكل اللاتريت
1. المواد الخام التجريبية
(1) خام النيكل اللاحق. مسحوق الخام المستخدم في هذه التجربة هو خام نيكل اللاتريت الإندونيسي. يحتوي خام نيكل اللاتريت على نسبة عالية من السيليكون والمغنيسيوم ومحتويات منخفضة من الحديد والكوبالت. إنه ينتمي إلى خام نيكل اللاتريت السيليكوني والمغنيسيوم وهو بريدوتيت متحول نموذجي ، وهو مناسب لصهر المعادن بالحرارة. المكونات الرئيسية لخام نيكل اللاتريت هي clinochrysotile (Mg3Si2O5 (OH) 4) ، النيكل الكريسوتيل (Ni3Si2O5 (OH) 4) ، الجيوثايت (FeO (OH)) ، الهيماتيت (Fe2O3) ، إلخ. يتم توزيع النيكل بشكل أساسي في معادن السيليكات والجيوثايت. يحل النيكل بشكل أساسي محل المغنيسيوم في معادن السيليكات والحديد في الجيوثايت. يتوزع الحديد بشكل رئيسي في معادن الجيوثايت والهيماتيت والسيليكات. معادن الغانغ والكاولين كلاهما من معادن السيليكات المائية ، بينما يحتوي الجيوثايت على ماء بلوري ،
يتم تجفيف خام نيكل اللاتريت في فرن تجفيف بدرجة حرارة ثابتة ، ويتم سحقه وطحنه لاستخدامه في ضغط الكرة. يتم تحليل حجم الجسيمات من مسحوق خام نيكل اللاتريت بواسطة جهاز اختبار توزيع حجم الجسيمات بالليزر LMS-30. كما هو مبين في الشكل 2 ، يمكن أن نرى من النتائج أن نطاق حجم الجسيمات لمسحوق خام اللاتريت هو 3-300 ميكرون ، ويتركز بشكل أساسي بين 20-160 ميكرون ، منها أقل من 200 حساب مسحوق خام شبكي لحوالي 60٪ من الكتلة الكلية لمسحوق الخام.
(2) عامل الاختزال. هناك نوعان من عوامل الاختزال المستخدمة في التجربة ، فحم Yangquan anthracite و Shenmu البيتوميني على التوالي. قبل خلط الفحم المسحوق بمسحوق اللاتريت المعدني ، يتم تجفيفه في فرن تجفيف بدرجة حرارة ثابتة لإزالة المياه الخالية منه ، ثم يتم سحقه وطحنه إلى حجم الجسيمات المحدد.
(3) الجريان. نظرًا لأن المسحوق المعدني يحتوي على بعض الكبريت ، عند إضافة الفحم المسحوق ، سيتم أيضًا إحضار بعض الكبريت. من أجل تنفيذ عملية إزالة الكبريت بسلاسة في العملية اللاحقة وتعديل متطلبات تكوين الخبث ، يلزم قدر معين من التدفق إلى تضاف. هنا نختار CaO كتدفق.
(4) بيندر. من أجل جعل عملية ضغط الكرة تسير بسلاسة وتحسين قوة الكريات ، من الضروري عادةً إضافة كمية معينة من المادة الرابطة إلى الخليط. اخترنا البنتونيت كمواد رابطة.
2. مخطط تجريبي
يتم تجفيف خام نيكل اللاتريت في فرن تجفيف بدرجة حرارة ثابتة ، ويتم إزالة الماء الحر الموجود في خام نيكل اللاتريت بالكامل ، ويتم سحق خام نيكل اللاتريت وطحنه إلى حجم جسيم مناسب. بعد تجفيف المادة المختزلة ، يتم سحقها بواسطة نموذج أولي مختوم ويتم غربلتها بواسطة مناخل بأحجام جزيئات مختلفة للحصول على الفحم المسحوق بأحجام جسيمات تتراوح بين 37.5-75 ميكرون ، 75-150 ميكرومتر و 150-300 ميكرومتر على التوالي. وفقًا للمخطط المحدد مسبقًا ، يتم وزن كمية معينة من خام نيكل اللاتريت وعامل الاختزال والتدفق والمادة الرابطة والماء على التوالي ، وإضافتها إلى مطحنة الخلط. بعد الخلط الكامل بالتساوي ، يتم تغذية خام نيكل اللاتريت في آلة ضغط الكرة ذات الأسطوانة العكسية ويتم ضغطه في كريات بيضاوية بحجم 40 مم × 25 مم × 20 مم. تم اختبار قوة الانضغاط وقوة السقوط للكريات. يتمثل اكتشاف قوة السقوط في وضع الحبيبات على ارتفاع 1.0 متر بحيث يمكن أن تسقط بحرية على لوح فولاذي بسمك 10 مم ، وقياس أوقات السقوط عند كسر الحبيبات ، وقياس 10 كريات على التوالي ، والحصول على متوسط قيمة القطرة مرات مثل انخفاض قوة الكريات. الكشف عن قوة الانضغاط هو وضع الكريات على آلة اختبار الضغط ، والضغط عليها ببطء ، وقياس قيمة الضغط عند كسر الكريات ، وقياس 10 كريات على التوالي ، والحصول على متوسط قيمة الضغط كقوة ضغط.
