Η πλάκα νικελίου είναι εξευγενισμένη, δεν εξορύσσεται
Μια κοινή πηγή σύγχυσης στις προμήθειες είναι η φράση "εξόρυξη πλάκας νικελίου". Η πλάκα νικελίου είναι ένα ημικατεργασμένο προϊόν σε έλαση ή ηλεκτροεναπόθεση και κανένα ορυχείο δεν το παράγει. Αυτό που παράγει το ορυχείο είναι μετάλλευμα. Αυτό που παράγει το διυλιστήριο είναι κάθοδος, μπρικέτα ή σκόνη καρβονυλίου. αυτό που παράγει το ελασματουργείο είναι πλάκα, φύλλο και λωρίδα. Η κατανόηση των ενδιάμεσων βημάτων έχει σημασία εμπορικά, επειδή οι ακαθαρσίες και η μορφή του ενδιάμεσου καθορίζουν ποιες ποιότητες πλακών μπορούν να κατασκευαστούν, με ποιο κόστος και με ποιο χρόνο παράδοσης.
Βήμα 1: Εξερεύνηση και ορισμός πόρων
Τα κοιτάσματα νικελίου χωρίζονται σε δύο γεωλογικές οικογένειες. Τα αποθέματα λατερίτη είναι αποξηραμένα, κοντά σε-επιφανειακά ορυκτά οξειδίων που είναι κοινά στις τροπικές ζώνες, συνήθως με διαβάθμιση περίπου 1-2% νικελίου με σημαντικό σίδηρο, κοβάλτιο και υγρασία. Τα κοιτάσματα σουλφιδίου είναι βαθύτερα, σκληρότερα μεταλλεύματα, που συχνά ταξινομούνται κάτω από το 3% του νικελίου, αλλά φέρουν στοιχεία ομάδας χαλκού, κοβαλτίου και πλατίνας που βελτιώνουν την οικονομία. Η εξερεύνηση συνδυάζει γεωλογική χαρτογράφηση, γεωφυσικές έρευνες και γεωτρήσεις, ακολουθούμενες από χημική ανάλυση και ορυκτολογικές εργασίες για τον καθορισμό της χωρητικότητας, της κατανομής ποιότητας και της σκληρότητας του μεταλλεύματος. Η έξοδος είναι ένα μοντέλο πόρων που διορθώνει τη σχεδίαση λάκκου ή φρεατίου, το ρυθμό εξόρυξης και τη μεταλλουργική διαδρομή.
Βήμα 2: Εξόρυξη - Open Pit and Underground
Όπου το σώμα του μεταλλεύματος είναι παχύ και κοντά στην επιφάνεια, κυριαρχεί η εξόρυξη ανοιχτού-λάκκου. Το φυτόχωμα και τα απορρίμματα πετρωμάτων απογυμνώνονται, οι πάγκοι τρυπούνται και ανατινάζονται και το μετάλλευμα φορτώνεται με εκσκαφέα σε φορτηγά μεταφοράς. Η σχεδίαση Blast είναι προσαρμοσμένη στη σκληρότητα του μεταλλεύματος για να περιορίσει τον θρυμματισμό-που δημιουργεί πρόστιμο που αναφέρεται σε απόβλητα σε μεταγενέστερη επεξεργασία. Σώματα θειούχου μεταλλεύματος που βυθίζονται απότομα ή βρίσκονται σε βάθος επεξεργάζονται υπόγεια χρησιμοποιώντας άξονες, πτώσεις και στοπ, με το μετάλλευμα να γίνεται από φορτωτές, περάσματα μεταλλεύματος και συστήματα ανύψωσης. Και στις δύο περιπτώσεις, ο έλεγχος ποιότητας και η διαχείριση αραίωσης είναι οι βασικοί επιχειρησιακοί κλάδοι: κάθε τόνος απόβλητων πετρωμάτων που εξορύσσονται προσθέτει κόστος χωρίς προσθήκη νικελίου.
Βήμα 3: Ευεργετισμός και Συγκέντρωση
Το θειούχο μετάλλευμα συνθλίβεται και αλέθεται, στη συνέχεια συμπυκνώνεται με επίπλευση αφρού, κατά την οποία τα αντιδραστήρια καθιστούν τα σωματίδια θειούχου νικελίου-που φέρουν υδρόφοβα, έτσι προσκολλώνται σε φυσαλίδες και αναφέρονται στο συμπύκνωμα. Η επίπλευση αναβαθμίζει μια τροφοδοσία περίπου 1-2% νικελίου σε συμπύκνωμα τυπικά 8-20% νικελίου, έτοιμο για τήξη. Το μετάλλευμα του λατερίτη δεν μπορεί να αναβαθμιστεί με επίπλευση με τον ίδιο τρόπο, επομένως συνήθως ξηραίνεται, κοσκινίζεται και αναμειγνύεται πριν τροφοδοτηθεί σε πυρομεταλλουργική ή υδρομεταλλουργική επεξεργασία, όπου χρησιμοποιούνται δρόμοι περιστροφικού κλιβάνου και ηλεκτρικού κλιβάνου ή έκπλυσης οξέος υψηλής πίεσης για την ανάκτηση νικελίου και κοβαλτίου.
Βήμα 4: Τήξη και εξευγενισμός σε κάθοδο
Το συμπύκνωμα τήκεται σε νικέλιο ματ, στη συνέχεια μετατρέπεται και υποβάλλεται σε επεξεργασία για να αφαιρεθεί ο σίδηρος και το θείο. Το τελικό στάδιο καθαρισμού καθορίζει τη μορφή του προϊόντος. Η ηλεκτροδιύλιση διαλύει ακάθαρτα ανόδια νικελίου σε έναν ηλεκτρολύτη και εκτοξεύει την κάθοδο νικελίου υψηλής καθαρότητας σε ποσοστό περίπου 99,9% και άνω. Η διύλιση καρβονυλίου παράγει σκόνη ή σφαιρίδια νικελίου πολύ υψηλής καθαρότητας. Η ματ έκπλυση, η αναγωγή υδρογόνου και η ηλεκτροδότηση παρέχουν περαιτέρω διαδρομές. Σε αυτό το σημείο το υλικό είναι πιστοποιημένο με κάθοδο, μπρικέτα ή σκόνη - την πρώτη ύλη για τήξη και χύτευση.
Βήμα 5: Τήξη, χύτευση και έλαση στο πιάτο
Για την κατασκευή της πλάκας, το εξευγενισμένο νικέλιο τήκεται υπό ελεγχόμενη ατμόσφαιρα, χυτεύεται σε πλάκες, ομογενοποιείται, υφίσταται θερμή έλαση, ανόπτεται και παστώνεται και τέλος ελάσσεται ψυχρή στο διατεταγμένο πάχος με ενδιάμεση ανόπτηση και ρύθμιση άκρων και επιφανειών. Οι ποιότητες πλακών και οι ανοχές για το σφυρήλατο νικέλιο καθορίζονται σε πρότυπα όπως το ASTM B162 για πλάκες, φύλλα και λωρίδες νικελίου, το οποίο καλύπτει το UNS N02200 νικέλιο χαμηλής-χωρίς άνθρακα-και το χαμηλής-βαθμίδας άνθρακα UNS N02201, και τα δύο με ελάχιστη περιεκτικότητα νικελίου 990%. Οι μηχανικές ιδιότητες, το μέγεθος των κόκκων και οι ανοχές διαστάσεων επαληθεύονται παρτίδα προς παρτίδα και κάθε πλάκα παρέχεται με πιστοποιητικό ανάλυσης και έκθεση μηχανικής δοκιμής.
| Στάδιο | Τυπική έξοδος | Έλεγχος κλειδιού |
|---|---|---|
| Εξόρυξη | Εκτέλεση-του-μεταλλεύματος εξόρυξης, 1-2% Ni | Έλεγχος βαθμού, αραίωση |
| Ευεργέτηση | Συμπύκνωμα σουλφιδίου, 8-20% Ni | Μέγεθος άλεσης, καθεστώς αντιδραστηρίου |
| τήξη | Νικέλιο ματ ή σιδηρονικέλιο | Αφαίρεση σιδήρου και θείου |
| Διύλιση | Κάθοδος, μπρικέτα, σκόνη, 99,9%+ | Καθαρότητα ηλεκτρολυτών, πυκνότητα ρεύματος |
| Λιώσιμο και κύλιση | Πλάκα και φύλλο, 99,0% min Ni | Κύκλος ανόπτησης, ανοχή πάχους |
Συχνές Ερωτήσεις
Q:Εξορύσσεται η πλάκα νικελίου απευθείας από ένα κοίτασμα;
Α: Όχι. Τα ορυχεία παράγουν μετάλλευμα, οι συγκεντρωτές παράγουν συμπύκνωμα, τα χυτήρια και τα διυλιστήρια παράγουν κάθοδο, μπρικέτα ή σκόνη και τα ελασματουργεία παράγουν πλάκες. Η πλάκα είναι ένα βιομηχανοποιημένο προϊόν, όχι ένας τύπος μεταλλεύματος.
Q:Ποιος τύπος μεταλλεύματος χρησιμοποιείται για την παραγωγή πλακών;
Α: Τόσο το λατερίτη όσο και το θειούχο μετάλλευμα μπορούν να τροφοδοτήσουν την αλυσίδα. Το θειούχο μετάλλευμα συμπυκνώνεται πιο εύκολα και συνήθως παράγει κάθοδο υψηλής{{1}καθαρότητας μέσω ηλεκτροδιύλισης, ενώ το μετάλλευμα λατερίτη τροφοδοτεί το σιδηρονικέλιο και τις οδούς έκπλυσης.
Q:Ποια καθαρότητα είναι κανονική στην εμπορική πλάκα νικελίου;
Α: Η πλάκα από σφυρήλατο νικέλιο που καλύπτεται από το ASTM B162, για παράδειγμα UNS N02200 και UNS N02201, καθορίζει τουλάχιστον 99,0% νικέλιο με τα ελεγχόμενα υπολείμματα ισορροπίας. Η ηλεκτρολυτική κάθοδος που χρησιμοποιείται για την κατασκευή της είναι συνήθως 99,9% ή μεγαλύτερη.
Q:Γιατί χρησιμοποιείται η επίπλευση για μετάλλευμα θειούχου νικελίου;
Α: Η επίπλευση συνδέει επιλεκτικά σωματίδια θειούχου νικελίου-με φυσαλίδες αέρα, αναβαθμίζοντας ένα μετάλλευμα χαμηλής-ποιότητας περίπου 1-2% νικελίου σε συμπύκνωμα συνήθως μεταξύ 8% και 20% νικελίου πριν από την τήξη.
Q:Ποιες δοκιμές παρέχονται με την πλάκα νικελίου;
Α: Συνήθως ένα χημικό πιστοποιητικό ανάλυσης, αποτελέσματα τάσης ή σκληρότητας, έλεγχοι διαστάσεων και, όπου απαιτείται, εκτίμηση μεγέθους κόκκων και διάβρωσης, όλα ανιχνεύσιμα σε έναν αριθμό θερμότητας ή παρτίδας.
Q:Το πάχος της πλάκας επηρεάζει τη διαδρομή παραγωγής;
Α: Ναι. Η βαρύτερη πλάκα απαιτεί περισσότερη θερμή έλαση και μεγαλύτερους κύκλους ανόπτησης, ενώ η λεπτή πλάκα χρειάζεται περισσότερα κρύα-περάσματα έλασης με ενδιάμεση ανόπτηση για τον έλεγχο του μεγέθους και της επιπεδότητας κόκκων.