گلوله های حاوی کربن با سنگ نیکل لاتریت
گلوله های حاوی کربن با سنگ نیکل لاتریت
نیکل ، به عنوان یک ماده مهم فلزی استراتژیک ، دارای مزایای مختلفی مانند مقاومت در برابر خوردگی ، مقاومت در برابر اکسیداسیون ، مقاومت در برابر درجه حرارت بالا ، مقاومت بالا و شکل پذیری خوب است و به طور گسترده ای در صنعت مدرن مورد استفاده قرار می گیرد. نیکل عمدتا برای تولید فولاد ضد زنگ استفاده می شود. 65٪ از کل مصرف نیکل در جهان برای تولید فولاد ضد زنگ و 12٪ برای تولید آلیاژهای مقاوم در برابر حرارت و آلیاژهای فلزات غیر آهنی استفاده می شود. این یک فلز ضروری و مهم است. در حال حاضر ، ذخایر شناخته شده نیکل در جهان حدود 160 میلیون تن است که سنگ معدن سولفید نیکل حدود 30٪ و سنگ نیکل لاتریت حدود 70٪ را تشکیل می دهند. به دلیل محتوای کم نیکل در سنگ نیکل لاتریت ، بازیابی دشوار و منافع اقتصادی ضعیف ، نیکل تولید شده توسط سنگ نیکل لاتریت تنها 42٪ از تولید نیکل جهان را تشکیل می دهد. با این حال ، در طولانی مدت ، سنگ نیکل لاتریت منبع اصلی نیکل در آینده خواهد بود. بنابراین ، سرعت بخشیدن به تحقیق در مورد فرآیند ذوب سنگ نیکل لاتریت به یکی از مهمترین مشکلات بین المللی متالورژی تبدیل شده و مربوط به مشکل جهانی عرضه پایدار نیکل است.
سنگ معدن نیکل لاتریت که در قسمت بالایی کانسار قرار دارد دارای مقادیر زیادی آهن و کبالت و محتوای کم نیکل ، سیلیسیم و منیزیم است که برای درمان هیدرومتالورژی مناسب است. سنگ نیکل لاتریت هوموس آهن کم و سنگ نیکل لاتریت منیزیم سیلیکون واقع در قسمت تحتانی کانسار دارای مقادیر زیادی نیکل ، سیلیسیم و منیزیم و محتوای آهن و کبالت کم است که برای درمان با روش های متالورژی مناسب است. سنگ نیکل واقع در وسط بستر سنگ معدن را می توان با فرآیند پیرومتالورژی یا فرآیند مرطوب تصفیه کرد. در حال حاضر ، 40٪ از منابع اثبات شده سنگ نیکل لاتریت از نوع خاک خاک هوموس کم آهن و سنگ نیکل لاتریت از نوع منیزیم سیلیکون مناسب برای تیمارهای شیمیایی است.
بر اساس فرآیند احیای مستقیم ذغال سنگ ، گلوله های حاوی کربن با استفاده از روش پلت سرد تنظیم شده ، با استفاده از سنگ نیکل لاتریت به عنوان ماده اولیه اصلی ، ذغال پودر شده به عنوان عامل کاهنده و CaO خالص به عنوان شار تهیه می شوند.
مواد اولیه و طرح های آزمایشی
شکل 1: الگوی XRD سنگ معدن نیکل لاتریت شکل 2: توزیع اندازه سنگ معدن نیکل لاتریت
1. مواد اولیه تجربی
(1) سنگ معدن نیکل لاتریت. پودر سنگ معدن مورد استفاده در این آزمایش سنگ نیکل لاتریت اندونزی است. سنگ نیکل لاتریت دارای محتوای سیلیسیم و منیزیم و محتوای آهن و کبالت کم است. این ماده متعلق به سنگ نیکل لاتریت سیلیکون-منیزیم است و یک پریدوتیت دگرگونی معمولی است که برای ذوب پیرومتالورژی مناسب است. اجزای اصلی سنگ معدن نیکل لاتریت عبارتند از کلینو کریزوتیل (Mg3Si2O5 (OH) 4) ، کریزوتیل نیکل (Ni3Si2O5 (OH) 4) ، گوتیت (FeO (OH)) ، هماتیت (Fe2O3) و ... نیکل به طور عمده در مواد معدنی سیلیکات توزیع می شود و گوتیت نیکل عمدتا جایگزین منیزیم در مواد معدنی سیلیکات و آهن موجود در گوتیت می شود. آهن به طور عمده در مواد معدنی گوتیت ، هماتیت و سیلیکات توزیع می شود. مواد معدنی گانگو و کائولینیت هر دو ماده معدنی سیلیکات آبی هستند ، در حالی که گوتیت حاوی آب کریستال است ،
سنگ معدن نیکل لاتریت را در یک اجاق خشک کن با درجه حرارت ثابت خشک می کنند ، خرد می کنند و آسیاب می کنند تا برای فشار دادن توپ استفاده شود. اندازه ذرات پودر سنگ نیکل لاتریت توسط تست کننده توزیع اندازه ذرات لیزر LMS-30 تجزیه و تحلیل می شود. همانطور که در شکل 2 نشان داده شده است ، از نتایج می توان دریافت که محدوده اندازه ذرات پودر سنگ معدن لاتریت 3-300 میکرومتر است و عمدتا بین 20-160 میکرومتر متمرکز است که کمتر از 200 پودر سنگ معدن مش است برای حدود 60٪ از جرم کل پودر سنگ معدن.
(2) عامل کاهش دهنده. در آزمایش دو نوع عامل کاهش دهنده وجود دارد ، به ترتیب آنتراسیت Yangquan و ذغال سنگ قیر Shenmu. قبل از اینکه ذغال پودر شده با پودر معدنی لاتریت مخلوط شود ، آن را در یک اجاق خشک کن با درجه حرارت ثابت خشک می کنیم تا آب آزاد آن خارج شود و سپس خرد می شود و به اندازه ذرات مشخص شده خرد می شود.
(3) شار از آنجا که پودر مواد معدنی حاوی گوگرد خاصی است ، هنگام افزودن ذغال پودر شده ، مقداری گوگرد نیز به آن وارد می شود. به منظور انجام صاف فرآیند گوگردزدایی در فرآیند بعدی و تنظیم نیازهای ترکیب سرباره ، مقدار مشخصی از شار نیاز دارد تا اضافه شود در اینجا ما CaO را به عنوان شار انتخاب می کنیم.
(4) صحافی. برای اینکه روند فشار دادن توپ به نرمی پیش برود و مقاومت گلوله ها را بهبود بخشد ، معمولاً لازم است که مقدار مشخصی چسب به مخلوط اضافه شود. ما بنتونیت را به عنوان چسب انتخاب کردیم.
2. طرح آزمایشی
سنگ معدن نیکل لاتریت را در یک اجاق خشک کن با درجه حرارت ثابت خشک می کنند ، آب آزاد موجود در سنگ معدن نیکل لاتریت را کاملاً برداشته و سنگ نیکل لاتریت را خرد کرده و به اندازه ذرات مناسب آسیاب می کنند. پس از خشک شدن کاهنده ، توسط نمونه اولیه مهر و موم شده خرد و توسط غربالهایی با اندازه ذرات مختلف غربال می شود تا ذغال پودر شده با اندازه ذرات به ترتیب 37.5-75 میکرومتر ، 75-150 میکرومتر و 150-300 میکرومتر بدست آید. طبق طرح از پیش تعیین شده ، مقدار مشخصی از سنگ نیکل لاتریت ، عامل کاهنده ، شار ، چسب و آب به ترتیب توزین می شوند و به آسیاب مخلوط اضافه می شوند. پس از مخلوط شدن کاملاً یکنواخت ، سنگ معدن نیکل لاتریت در دستگاه پرس توپ غلتکی تغذیه می شود و به گلوله های بیضی شکل 40mmx25mmx20mm فشار می یابد. مقاومت فشاری و مقاومت در برابر افت گلوله ها مورد آزمایش قرار گرفت. تشخیص مقاومت قطره به این صورت است که گلوله را در ارتفاع 1.0 متر قرار دهید تا بتواند آزادانه روی یک ورق فولادی به ضخامت 10 میلی متر بیفتد ، زمان ریزش گلوله را اندازه گیری کند ، به ترتیب 10 گلوله را اندازه گیری کند و مقدار متوسط افت را بدست آورد بار به عنوان قدرت افت گلوله ها. تشخیص مقاومت فشاری قرار دادن گلوله ها بر روی دستگاه آزمایش فشار ، فشار آهسته روی آنها ، اندازه گیری مقدار فشار هنگام شکستن گلوله ها ، اندازه گیری 10 گلوله به ترتیب و بدست آوردن مقدار متوسط فشار به عنوان مقاومت فشاری است.
