زمان انتشار: ۱۷ دسامبر ۲۰۱۹
گروه پنگفی برای استفاده از کوره چرخان برای کلسیناسیون نیکل لاتریت توسعه یافت
گروه پنگفی توسعه یافته است تا از کوره چرخان برای کلسیناسیون نیکل لاتریت استفاده کند
در حال حاضر، فرآیند ذوب نیکل اساسا در وضعیتی قرار دارد که عمدتا بر نیکل الکترولیتی زندگی می کند. بنابراین، تحقیق و توسعه برای استفاده از فناوری های جدید جهت تولید فرونیکل از نیکل لاتریت ضروری است. استفاده از نیکل لاتریت برای تولید فرونیکل در صرفه جویی منطقی تر است، بنابراین نیازی به تولید نیکل الکترولیتی نیست. در سال های اخیر، برای اطمینان از پاسخگویی به نیازهای نیکل توسعه اقتصاد ملی، برخی شرکت های چینی استراتژی توسعه «خروج از نیکل» را اجرا کردند و در بهره برداری از منابع نیکل خارجی شرکت کردند که نقش مهمی در تأمین پایدار نیکل چینی ایفا کرد. اکسید نیکل در نزدیکی خط استوا به طور گسترده توزیع می شود، در حالی که فاصله حمل و نقل کوتاه است، بنابراین حمل و نقل دریایی بیشتر نیست. همراه با اتمام منابع سولفید نیکل، استفاده از نیکل اکسید (نیکل لاتریت) به سرعت در سراسر جهان توسعه یافته است.
۱. توصیف کلی فرآیند ذوب نیکل اکسید
در حال حاضر، فرآیند استفاده از نیکل اکسید به عنوان ماده خام برای تولید نیکل پروتوزوماتیک را می توان به پیرومتالورژی تقسیم کرد و متالورژی را فرآوری کرد. نیکل که از طریق پیرومتالورژی تولید می شود، هنوز در مکان اصلی قرار دارد. اما در سال های اخیر، فرآیند فرآوری متالورژی به سرعت توسعه یافته است، در حالی که کارخانه های جدیدی راه اندازی شده اند که از فرآیند شستشوی اسید HV برای تولید نیکل و کبالت استفاده می کنند. فرآیند متالورژی فرآیند مرطوب را می توان به دو نوع تقسیم کرد: یکی روش شستشوی آمونیاک است که به دلیل محدودیت مواد اولیه و هزینه، کارخانه جدیدی با این روش تأسیس نشده است؛ روش دیگر، روش اسیدی لیچینگ است که برای اکسید نیکل با محتوای منیزیم پایین مناسب است. فرآیند جدید پیرومتالورژی و کمیناسیون فرآیند مرطوب مزایای خود را نشان می دهد: این فرآیند برای هر نوع اکسید نیکل با هزینه کمتر مناسب است، اما مشکلات فنی قابل حل است؛ از نظر استفاده از منابع و صرفه جویی در انرژی، فرآیند شستشوی اسید HV مزایا و پتانسیل هایی دارد که به موضوع مهمی برای پژوهش تبدیل شده است. اما از نظر سرمایه گذاری، حوزه ساخت و فناوری بالغ، انتظار می رود مجموعه جدیدی از کارخانه ها با استفاده از فرآیند پیرومتالورژی نیکل تولید شود که محصول آن می تواند فرونیکل یا سولفید نیکل باشد.
۲. توصیف کلی فرآیند پیرومتالروژی
فرآیند پیرمتالورژی را می توان به دو دسته تقسیم کرد: کوره بلند (کوره BF به معنای کوره بلند) ذوب و کوره دوار - کوره سنگ معدن - کوره گردان (RKEF).
۲.۱ فرآیند ذوب کوره BF فرونیکل و کوره بلند:
از آنجا که در سال ۱۸۶۳ نیکل لاتریت کشف شد، آن ها شروع به استفاده از فرآیند BFI برای تصفیه این نوع نیکل اکسید سیلیکات منیزیایی قابل نفوذ کردند. به دلیل مصرف انرژی، حفاظت از محیط زیست، هزینه سرمایه گذاری و تولید و غیره، این نوع فرآیندها در جهان حذف شده اند، به جزچین
A.این نوع فرآیندها روش مؤثری برای حل مشکل آلودگی محیط زیست ندارند، علاوه بر عامل سنتی آلودگی کوره بلند، برای بهبود جریان سرباره و کاهش زباله بدنه کوره، باید فلوریت را به ماده اضافه کنند تا از آلودگی فلوراید جلوگیری شود، این کار ممنوع شده است. برای اکسید نیکل با A1:O بالاتر، درصد فلوریت بیشتر است، بنابراین مسئله سری های زیادی خواهد بود. از آنجا که استحکام آگلومراتی تولید شده با نیکل لاتریت ضعیف تر است، برای ذوب کوره بلند بزرگ مناسب نیست و معمولا برای تولید فرونیکل نیاز به کوره ذوب کوچک و دستگاه سینترینگ کوچک است. حجم کوره بلند که برای تولید فرو-نیکل استفاده می شود بین ۵۰ متر مکعب تا ۳۸۰ متر مکعب است (طبق گزارش ها، کوره های بلند کوچکتری وجود دارند که حجم آن ها عمدتا کمتر از ۱۵۰ متر مکعب است)، در حالی که حجم دستگاه سینترینگ ۱۸ متر مکعب است. با این حال، برخی کارخانه های فرونیکل فاقد اقدامات لازم برای حفاظت محیط زیست هستند؛ اکسید کربن، اکسید گوگرد، فلوراید و پودر محیط زیست همسایه را به شدت آلوده کرده اند. استفاده از تجهیزات حذف شده متالورژی سیاه برای تولید غیرآهنی غیرقابل قبول نیست.
B.درصد بازیابی نیکل پایین. درصد بازیابی سنگ معدن معمولا با این فرآیند تولید فرو-نیکل کمتر از ۹۰٪ است. برخی کارخانه ها در مرحله اولیه تولید فرونیکل خام متوقف می شوند و کارگاه دقیق ذوب آهن نیکل ندارند. بنابراین، این درصد بازیابی با درصد بازیابی مدارک خارجی متفاوت است.
C.مصرف برق بالاتر و ککاکولا با هزینه بالاتر. برای فرآیند سینترینگ، این روش بر اساس ویژگی های هدررفت توان کوره های بلند کوچک است و ضریب هدررفت توان با نسبت بازگشتی بالاتر سینتر را اضافه می کند. برای فرآیند کوره بلند، عامل مهم برای حذف کوره های بلند کوچک، هدررفت برق است اما اکنون مقدار زیادی سرباره در کارخانه اضافه می شود. گاز زغال سنگ و گرمای بیش از حد برخی کارخانه ها به اندازه کافی استفاده نشده و برق ارزشمند هدر رفته و در عین حال محیط زیست آلوده شده است.
D.اگر محصول تصفیه نشده باشد، درصد ناخالصی بالاتر است که با استانداردهای بین المللی تجارت محصولات نیکل مطابقت ندارد. ما درخواست درصد نیکل بالاتر در فرونیکل و درصد کمتر زغال سنگ، سیلیکون، گوگرد و فسفر را داریم. با این حال، فرو-نیکل تولید شده توسط کوره بلند درچین
E.سرمایه گذاری در تولید واحد نیکل بسیار زیاد است: سرمایه گذاری روی شمع مواد مکانیکی، دستگاه سینترینگ و کوره بلند بیشتر از فرآیند RKEF است. البته استفاده از تجهیزات کوچک حذف شده فعلی که توسط سیاست های صنعتی درخواست شده اند برای تولید فرونیکل می تواند سرمایه گذاری را کاهش دهد. این فرایند در شرایط نیکل لاتریت ارزان قیمت، نیکل بسیار بالاتر، اجرای ضعیف سیاست های زیست محیطی و سیاست های انرژی توسعه یافته است. ما معتقدیم قیمت نیکل لاتریت همچنان افزایش خواهد یافت، قیمت نیکل به قیمت معقول بازمی گردد و سیاست های ملی زیست محیطی و صرفه جویی انرژی به خوبی اجرا خواهند شد، بنابراین این فرآیند به طور خودکار از رقابت بازاریابی خارج خواهد شد.
۲.۲ فرآیند RKEF پیتومتالورژی
فرآیند RKEF در دهه ۵۰ قرن گذشته توسعه یافت و اکنون جایگزین کوره بلند برای تولید فرونیکل می شود. این فرآیند وضعیت جدیدی از تولید فرونیکل از طریق پیتومتالورژی ایجاد می کند. بر اساس آمار ناقص، در حال حاضر ۱۷ کارخانه در جهان از این فرآیند برای ذوب فرونیکل استفاده می کنند. فرآیند اصلی فرآیند عبارتند از: تصفیه و آماده سازی کلسیناسیون کاهشی - کوره دوار - بارگذاری شده در کوره سنگ معدن برای ذوب - فرو خشن - گوگردزدایی نیکل از کوره - سیلیکون، فسفر، زغال سنگ، گوگرد، منگنز و غیره. جذب ناخالصی - پالایش ریخته گری بلوک آبی فرو-نیکل و سایر موارد، نیاز به راه اندازی کارگاهی است که بتواند آهن و نیکل را در سرباره مبدل بازیابی و استفاده کند.
( 1 )سنگ معدن
پس از ورود سنگ معدن به توده مواد خام، آن ها خرد شده، مخلوط و متناسب با مواد کاهشی قرار می گیرند و به کوره دوار فرستاده می شوند. برخی کارخانه ها قبل از ورود ماده به کوره دوار، فرآیند پیش خشک شدن را انجام می دهند، برخی دیگر فرآیند دانه بندی ماده را اضافه می کنند. تناسب مواد بسیار مهم است که نقش تعیین کننده ای در جلوگیری از حلقه کوره دوار (ماده ای که داخل لاینر همبسته شده است)، کنترل رسانایی الکتریکی مواد، جدا کردن سرباره و فلز (نیکل و آهن) در کوره سنگ معدن است.
(۲) کلسیناسیون کوره چرخشی
ناحیه کاریکوره دوارمی توان آن را به سه بخش تقسیم کرد که شامل بخش خشک کن، بخش گرمایش و بخش کلسیم شدنی است. در داخل کوره چرخان، سنگ معدن برای جذب آب برشته می شود و وزن آن تا ۳۰٪ کاهش می یابد. در همین حال، اکسید نیکل و بخشی از آهن به صورت کاهنده در داخل کوره بازسازی می شوند. سمت تخلیه کوره چرخان به صورت دستگاه تخلیه مهر و موم شده نصب می شود و سرباره نیکل در سال ۶۰۰ به سیلو تأمین مواد کوره سنگ معدن منتقل می شود.～در مرحله عایق حرارتی، آن ها به طور یکنواخت در کوره سنگ معدن از طریق دستگاه توزیع لوله ای مهر و موم شده توزیع می شوند. بر اساس روش های مختلف تصفیه مواد،کوره دوارنسبت متفاوتی بین قطر و طول دارد. ساختار مشعلکوره دواربسیار مهم است که به طور مؤثر طول و سختی آتش را تنظیم کرده و دمای سه منطقه کاری را در محدوده فرآیند مورد نظر تضمین می کند. در موارد دیگر، باید به اندازه کافی استفاده از دود کوره چرخان برای خشک کردن مواد جهت صرفه جویی در انرژی را در نظر بگیرد.
( 3 )سنگ معدن
مواد تخلیه شده از کوره دوار پس از وزن کشی به کوره سنگ معدن فرستاده می شوند. سیستم تأمین مواد کوره سنگ معدن باید با نیازهای بارگذاری مواد داغ مطابقت داشته باشد. بارگذاری گرم بسیار مهم است که علاوه بر بازیابی نیروی حرارتی فیزیکی؛ باید اطمینان حاصل کند که در طول حمل و نقل، اکسید ثانویه وجود ندارد. برای حفاظت از محیط زیست، حفظ سلامت صنعتی، بازیابی پودر و گاز زغال سنگ، کوره سنگ معدن مهر و موم می شود. در داخل کوره سنگ معدن، مواد فرونیکل و سرباره کوره برق را از طریق ذوب قوسی جدا می کنند، در حالی که می توانند ۷۵٪ کاهش CO تولید کنند، پس از پاک سازی گاز، به عنوان سوخت استفاده می شود.کوره دوارکه ۳۰٪ از آن را اشغال می کندکوره دوارسوخت. بر اساس مواد اولیه مختلف، سنگ معدن یک تن مواد خام می تواند پس از کلسیناسیون کوره چرخان ۶۵۰ تا ۷۰۰ کیلوگرم سرباره نیکل بگیرد که پس از ذوب در کوره سنگ معدن ممکن است ۱۱۰ تا ۱۵۰ کیلوگرم فرونیکل خشن به دست آورد. محتوای نیکل در فرو-نیکل زبر معمولا بین ۱۰٪ تا ۱۸٪ است.
(۴) در فرآیند تولید آهن از کوره سنگ معدن به آهن مایع، خاکستر سودا اضافه کنید. در این مدت درصد باید ۵ تا ۱۵ کیلوگرم در هر تن نیکل-آهن مایع باشد، محتوای گوگرد در نیکل-آهن مایع می تواند به ۰.۰۱۵٪ تا ۰.۰۸٪ کاهش یابد. همچنین می تواند گرانولاتور منیزیا را به آهن مایع تخلیه کند که نیاز به بخارپز ویژه ای دارد تا گرانولاتور منیزیا را در عمق ۱.۰ متر آهن مایع تخلیه کند، این فرآیند می تواند محتوای گوگرد را به کمتر از ۰.۰۱۵٪ کاهش دهد.
ذرات روی سطح نیکل-آهن مایع زبر را حذف کنید، در مبدل اسید قرار دهید و با دمیدن سیلیکون-اکسیژن اکسید شوید. برای کنترل دمای حوضچه جوشکاری، ضایعات فلزی یا مواد زائد را با نیکل داخل کوره اضافه کنید.
نیکل-آهن مایع پس از جذب سیلیکون به مبدل پایه ارسال می شود و زغال سنگ، فسفر و بخشی از آهن از نیکل-آهن مایع حذف می شود. در فرآیند ذوب، سنگ آهک را به مبدل اضافه کنید. اگر نیکل به اندازه کافی ضایعات دارد، به جای سنگ آهک از آهک استفاده کنید. نیکل-آهن مایع تخلیه شده از مبدل پایه الزامات استاندارد نیکل-آهن کالایی را برآورده کرده است که می تواند به عنوان نیکل-آهن کالایی فروخته شود. روش دیگر دو مرحله ای تصفیه فرونیکل زبر، جایگزینی مبدل اسید با مبدل پایه است که از فرآیند جدید برای پیاده سازی جذب و گوگردزدایی سیلیکون در مبدل اول استفاده می کند. نیکل-آهن مایع تخلیه شده از مبدل اول به ۲ ارسال خواهد شدndمبدل پایه برای جذب فسفر و زغال سنگ. در فرآیند ذوب، آهک و سنگ آهک را به کوره اضافه کنید تا دمای ذوب مناسب تضمین شود. روش های دو مرحله ای می توانند نیکل-آهن مایع تصفیه شده واجد شرایط را به دست آورند.
۲.۳ فرآیند ذوب فولاد ضدزنگ مستقیما از فرونیکل خام (در حال توسعه)
طبق فرآیند ذوب دو مرحله ای، مبدل دوم را با مبدل پالایش با استفاده از آرگون و اکسیژن جایگزین کنید که می تواند مستقیما ۳۰۰ ایری فولاد ضدزنگ تولید کند. این فرآیند نیازی به راه اندازی کوره الکتریکی برای همجوشی فولاد هدررفته ندارد، به اندازه کافی از توان حرارتی ناشی از اکسیداسیون سیلیکون استفاده می کند، در سرمایه گذاری و انرژی صرفه جویی می کند و به طور کافی از فروم در فرونیکل خام استفاده می کند. این فناوری در زمینه جذابی قرار دارد اما در حال توسعه نیست.
۳. عواملی که هنگام راه اندازی کارخانه فرونیکل باید در نظر گرفته شوند
با هدف استراتژیک بهره برداری یکپارچه از منابع، توسعه بلندمدت و برنامه ریزی صنعت غیرآهنی، لازم است منطقه مناسبی برای ایجاد پایگاه تولید بزرگ فرونیکل در آن انتخاب شودچین
گروه پنگفی توسعه یافته است تا از کوره چرخان برای کلسیناسیون نیکل لاتریت استفاده کند
در حال حاضر، فرآیند ذوب نیکل اساسا در وضعیتی قرار دارد که عمدتا بر نیکل الکترولیتی زندگی می کند. بنابراین، تحقیق و توسعه برای استفاده از فناوری های جدید جهت تولید فرونیکل از نیکل لاتریت ضروری است. استفاده از نیکل لاتریت برای تولید فرونیکل در صرفه جویی منطقی تر است، بنابراین نیازی به تولید نیکل الکترولیتی نیست. در سال های اخیر، برای اطمینان از پاسخگویی به نیازهای نیکل توسعه اقتصاد ملی، برخی شرکت های چینی استراتژی توسعه «خروج از نیکل» را اجرا کردند و در بهره برداری از منابع نیکل خارجی شرکت کردند که نقش مهمی در تأمین پایدار نیکل چینی ایفا کرد. اکسید نیکل در نزدیکی خط استوا به طور گسترده توزیع می شود، در حالی که فاصله حمل و نقل کوتاه است، بنابراین حمل و نقل دریایی بیشتر نیست. همراه با اتمام منابع سولفید نیکل، استفاده از نیکل اکسید (نیکل لاتریت) به سرعت در سراسر جهان توسعه یافته است.
۱. توصیف کلی فرآیند ذوب نیکل اکسید
در حال حاضر، فرآیند استفاده از نیکل اکسید به عنوان ماده خام برای تولید نیکل پروتوزوماتیک را می توان به پیرومتالورژی تقسیم کرد و متالورژی را فرآوری کرد. نیکل که از طریق پیرومتالورژی تولید می شود، هنوز در مکان اصلی قرار دارد. اما در سال های اخیر، فرآیند فرآوری متالورژی به سرعت توسعه یافته است، در حالی که کارخانه های جدیدی راه اندازی شده اند که از فرآیند شستشوی اسید HV برای تولید نیکل و کبالت استفاده می کنند. فرآیند متالورژی فرآیند مرطوب را می توان به دو نوع تقسیم کرد: یکی روش شستشوی آمونیاک است که به دلیل محدودیت مواد اولیه و هزینه، کارخانه جدیدی با این روش تأسیس نشده است؛ روش دیگر، روش اسیدی لیچینگ است که برای اکسید نیکل با محتوای منیزیم پایین مناسب است. فرآیند جدید پیرومتالورژی و کمیناسیون فرآیند مرطوب مزایای خود را نشان می دهد: این فرآیند برای هر نوع اکسید نیکل با هزینه کمتر مناسب است، اما مشکلات فنی قابل حل است؛ از نظر استفاده از منابع و صرفه جویی در انرژی، فرآیند شستشوی اسید HV مزایا و پتانسیل هایی دارد که به موضوع مهمی برای پژوهش تبدیل شده است. اما از نظر سرمایه گذاری، حوزه ساخت و فناوری بالغ، انتظار می رود مجموعه جدیدی از کارخانه ها با استفاده از فرآیند پیرومتالورژی نیکل تولید شود که محصول آن می تواند فرونیکل یا سولفید نیکل باشد.
۲. توصیف کلی فرآیند پیرومتالروژی
فرآیند پیرمتالورژی را می توان به دو دسته تقسیم کرد: کوره بلند (کوره BF به معنای کوره بلند) ذوب و کوره دوار - کوره سنگ معدن - کوره گردان (RKEF).
۲.۱ فرآیند ذوب کوره BF فرونیکل و کوره بلند:
از آنجا که در سال ۱۸۶۳ نیکل لاتریت کشف شد، آن ها شروع به استفاده از فرآیند BFI برای تصفیه این نوع نیکل اکسید سیلیکات منیزیایی قابل نفوذ کردند. به دلیل مصرف انرژی، حفاظت از محیط زیست، هزینه سرمایه گذاری و تولید و غیره، این نوع فرآیندها در جهان حذف شده اند، به جز
A.این نوع فرآیندها روش مؤثری برای حل مشکل آلودگی محیط زیست ندارند، علاوه بر عامل سنتی آلودگی کوره بلند، برای بهبود جریان سرباره و کاهش زباله بدنه کوره، باید فلوریت را به ماده اضافه کنند تا از آلودگی فلوراید جلوگیری شود، این کار ممنوع شده است. برای اکسید نیکل با A1:O بالاتر، درصد فلوریت بیشتر است، بنابراین مسئله سری های زیادی خواهد بود. از آنجا که استحکام آگلومراتی تولید شده با نیکل لاتریت ضعیف تر است، برای ذوب کوره بلند بزرگ مناسب نیست و معمولا برای تولید فرونیکل نیاز به کوره ذوب کوچک و دستگاه سینترینگ کوچک است. حجم کوره بلند که برای تولید فرو-نیکل استفاده می شود بین ۵۰ متر مکعب تا ۳۸۰ متر مکعب است (طبق گزارش ها، کوره های بلند کوچکتری وجود دارند که حجم آن ها عمدتا کمتر از ۱۵۰ متر مکعب است)، در حالی که حجم دستگاه سینترینگ ۱۸ متر مکعب است. با این حال، برخی کارخانه های فرونیکل فاقد اقدامات لازم برای حفاظت محیط زیست هستند؛ اکسید کربن، اکسید گوگرد، فلوراید و پودر محیط زیست همسایه را به شدت آلوده کرده اند. استفاده از تجهیزات حذف شده متالورژی سیاه برای تولید غیرآهنی غیرقابل قبول نیست.
B.درصد بازیابی نیکل پایین. درصد بازیابی سنگ معدن معمولا با این فرآیند تولید فرو-نیکل کمتر از ۹۰٪ است. برخی کارخانه ها در مرحله اولیه تولید فرونیکل خام متوقف می شوند و کارگاه دقیق ذوب آهن نیکل ندارند. بنابراین، این درصد بازیابی با درصد بازیابی مدارک خارجی متفاوت است.
C.مصرف برق بالاتر و ککاکولا با هزینه بالاتر. برای فرآیند سینترینگ، این روش بر اساس ویژگی های هدررفت توان کوره های بلند کوچک است و ضریب هدررفت توان با نسبت بازگشتی بالاتر سینتر را اضافه می کند. برای فرآیند کوره بلند، عامل مهم برای حذف کوره های بلند کوچک، هدررفت برق است اما اکنون مقدار زیادی سرباره در کارخانه اضافه می شود. گاز زغال سنگ و گرمای بیش از حد برخی کارخانه ها به اندازه کافی استفاده نشده و برق ارزشمند هدر رفته و در عین حال محیط زیست آلوده شده است.
D.اگر محصول تصفیه نشده باشد، درصد ناخالصی بالاتر است که با استانداردهای بین المللی تجارت محصولات نیکل مطابقت ندارد. ما درخواست درصد نیکل بالاتر در فرونیکل و درصد کمتر زغال سنگ، سیلیکون، گوگرد و فسفر را داریم. با این حال، فرو-نیکل تولید شده توسط کوره بلند در
E.سرمایه گذاری در تولید واحد نیکل بسیار زیاد است: سرمایه گذاری روی شمع مواد مکانیکی، دستگاه سینترینگ و کوره بلند بیشتر از فرآیند RKEF است. البته استفاده از تجهیزات کوچک حذف شده فعلی که توسط سیاست های صنعتی درخواست شده اند برای تولید فرونیکل می تواند سرمایه گذاری را کاهش دهد. این فرایند در شرایط نیکل لاتریت ارزان قیمت، نیکل بسیار بالاتر، اجرای ضعیف سیاست های زیست محیطی و سیاست های انرژی توسعه یافته است. ما معتقدیم قیمت نیکل لاتریت همچنان افزایش خواهد یافت، قیمت نیکل به قیمت معقول بازمی گردد و سیاست های ملی زیست محیطی و صرفه جویی انرژی به خوبی اجرا خواهند شد، بنابراین این فرآیند به طور خودکار از رقابت بازاریابی خارج خواهد شد.
۲.۲ فرآیند RKEF پیتومتالورژی
فرآیند RKEF در دهه ۵۰ قرن گذشته توسعه یافت و اکنون جایگزین کوره بلند برای تولید فرونیکل می شود. این فرآیند وضعیت جدیدی از تولید فرونیکل از طریق پیتومتالورژی ایجاد می کند. بر اساس آمار ناقص، در حال حاضر ۱۷ کارخانه در جهان از این فرآیند برای ذوب فرونیکل استفاده می کنند. فرآیند اصلی فرآیند عبارتند از: تصفیه و آماده سازی کلسیناسیون کاهشی - کوره دوار - بارگذاری شده در کوره سنگ معدن برای ذوب - فرو خشن - گوگردزدایی نیکل از کوره - سیلیکون، فسفر، زغال سنگ، گوگرد، منگنز و غیره. جذب ناخالصی - پالایش ریخته گری بلوک آبی فرو-نیکل و سایر موارد، نیاز به راه اندازی کارگاهی است که بتواند آهن و نیکل را در سرباره مبدل بازیابی و استفاده کند.
( 1 )
پس از ورود سنگ معدن به توده مواد خام، آن ها خرد شده، مخلوط و متناسب با مواد کاهشی قرار می گیرند و به کوره دوار فرستاده می شوند. برخی کارخانه ها قبل از ورود ماده به کوره دوار، فرآیند پیش خشک شدن را انجام می دهند، برخی دیگر فرآیند دانه بندی ماده را اضافه می کنند. تناسب مواد بسیار مهم است که نقش تعیین کننده ای در جلوگیری از حلقه کوره دوار (ماده ای که داخل لاینر همبسته شده است)، کنترل رسانایی الکتریکی مواد، جدا کردن سرباره و فلز (نیکل و آهن) در کوره سنگ معدن است.
(۲) کلسیناسیون کوره چرخشی
ناحیه کاریکوره دوارمی توان آن را به سه بخش تقسیم کرد که شامل بخش خشک کن، بخش گرمایش و بخش کلسیم شدنی است. در داخل کوره چرخان، سنگ معدن برای جذب آب برشته می شود و وزن آن تا ۳۰٪ کاهش می یابد. در همین حال، اکسید نیکل و بخشی از آهن به صورت کاهنده در داخل کوره بازسازی می شوند. سمت تخلیه کوره چرخان به صورت دستگاه تخلیه مهر و موم شده نصب می شود و سرباره نیکل در سال ۶۰۰ به سیلو تأمین مواد کوره سنگ معدن منتقل می شود.～در مرحله عایق حرارتی، آن ها به طور یکنواخت در کوره سنگ معدن از طریق دستگاه توزیع لوله ای مهر و موم شده توزیع می شوند. بر اساس روش های مختلف تصفیه مواد،کوره دوارنسبت متفاوتی بین قطر و طول دارد. ساختار مشعلکوره دواربسیار مهم است که به طور مؤثر طول و سختی آتش را تنظیم کرده و دمای سه منطقه کاری را در محدوده فرآیند مورد نظر تضمین می کند. در موارد دیگر، باید به اندازه کافی استفاده از دود کوره چرخان برای خشک کردن مواد جهت صرفه جویی در انرژی را در نظر بگیرد.
( 3 )
مواد تخلیه شده از کوره دوار پس از وزن کشی به کوره سنگ معدن فرستاده می شوند. سیستم تأمین مواد کوره سنگ معدن باید با نیازهای بارگذاری مواد داغ مطابقت داشته باشد. بارگذاری گرم بسیار مهم است که علاوه بر بازیابی نیروی حرارتی فیزیکی؛ باید اطمینان حاصل کند که در طول حمل و نقل، اکسید ثانویه وجود ندارد. برای حفاظت از محیط زیست، حفظ سلامت صنعتی، بازیابی پودر و گاز زغال سنگ، کوره سنگ معدن مهر و موم می شود. در داخل کوره سنگ معدن، مواد فرونیکل و سرباره کوره برق را از طریق ذوب قوسی جدا می کنند، در حالی که می توانند ۷۵٪ کاهش CO تولید کنند، پس از پاک سازی گاز، به عنوان سوخت استفاده می شود.کوره دوارکه ۳۰٪ از آن را اشغال می کندکوره دوارسوخت. بر اساس مواد اولیه مختلف، سنگ معدن یک تن مواد خام می تواند پس از کلسیناسیون کوره چرخان ۶۵۰ تا ۷۰۰ کیلوگرم سرباره نیکل بگیرد که پس از ذوب در کوره سنگ معدن ممکن است ۱۱۰ تا ۱۵۰ کیلوگرم فرونیکل خشن به دست آورد. محتوای نیکل در فرو-نیکل زبر معمولا بین ۱۰٪ تا ۱۸٪ است.
(۴) در فرآیند تولید آهن از کوره سنگ معدن به آهن مایع، خاکستر سودا اضافه کنید. در این مدت درصد باید ۵ تا ۱۵ کیلوگرم در هر تن نیکل-آهن مایع باشد، محتوای گوگرد در نیکل-آهن مایع می تواند به ۰.۰۱۵٪ تا ۰.۰۸٪ کاهش یابد. همچنین می تواند گرانولاتور منیزیا را به آهن مایع تخلیه کند که نیاز به بخارپز ویژه ای دارد تا گرانولاتور منیزیا را در عمق ۱.۰ متر آهن مایع تخلیه کند، این فرآیند می تواند محتوای گوگرد را به کمتر از ۰.۰۱۵٪ کاهش دهد.
ذرات روی سطح نیکل-آهن مایع زبر را حذف کنید، در مبدل اسید قرار دهید و با دمیدن سیلیکون-اکسیژن اکسید شوید. برای کنترل دمای حوضچه جوشکاری، ضایعات فلزی یا مواد زائد را با نیکل داخل کوره اضافه کنید.
نیکل-آهن مایع پس از جذب سیلیکون به مبدل پایه ارسال می شود و زغال سنگ، فسفر و بخشی از آهن از نیکل-آهن مایع حذف می شود. در فرآیند ذوب، سنگ آهک را به مبدل اضافه کنید. اگر نیکل به اندازه کافی ضایعات دارد، به جای سنگ آهک از آهک استفاده کنید. نیکل-آهن مایع تخلیه شده از مبدل پایه الزامات استاندارد نیکل-آهن کالایی را برآورده کرده است که می تواند به عنوان نیکل-آهن کالایی فروخته شود. روش دیگر دو مرحله ای تصفیه فرونیکل زبر، جایگزینی مبدل اسید با مبدل پایه است که از فرآیند جدید برای پیاده سازی جذب و گوگردزدایی سیلیکون در مبدل اول استفاده می کند. نیکل-آهن مایع تخلیه شده از مبدل اول به ۲ ارسال خواهد شدndمبدل پایه برای جذب فسفر و زغال سنگ. در فرآیند ذوب، آهک و سنگ آهک را به کوره اضافه کنید تا دمای ذوب مناسب تضمین شود. روش های دو مرحله ای می توانند نیکل-آهن مایع تصفیه شده واجد شرایط را به دست آورند.
۲.۳ فرآیند ذوب فولاد ضدزنگ مستقیما از فرونیکل خام (در حال توسعه)
طبق فرآیند ذوب دو مرحله ای، مبدل دوم را با مبدل پالایش با استفاده از آرگون و اکسیژن جایگزین کنید که می تواند مستقیما ۳۰۰ ایری فولاد ضدزنگ تولید کند. این فرآیند نیازی به راه اندازی کوره الکتریکی برای همجوشی فولاد هدررفته ندارد، به اندازه کافی از توان حرارتی ناشی از اکسیداسیون سیلیکون استفاده می کند، در سرمایه گذاری و انرژی صرفه جویی می کند و به طور کافی از فروم در فرونیکل خام استفاده می کند. این فناوری در زمینه جذابی قرار دارد اما در حال توسعه نیست.
۳. عواملی که هنگام راه اندازی کارخانه فرونیکل باید در نظر گرفته شوند
با هدف استراتژیک بهره برداری یکپارچه از منابع، توسعه بلندمدت و برنامه ریزی صنعت غیرآهنی، لازم است منطقه مناسبی برای ایجاد پایگاه تولید بزرگ فرونیکل در آن انتخاب شود
