Никеловата плоча е рафинирана, а не добита
Често срещан източник на объркване при обществените поръчки е изразът „добив на никелова плоча“. Никеловата плоча е валцуван или електроотложен полу{1}}завършен продукт и нито една мина не го произвежда. Това, което мината произвежда, е руда; това, което произвежда рафинерията, е катод, брикет или карбонил на прах; това, което произвежда валцовият цех, е плоча, лист и лента. Разбирането на междинните етапи има значение от търговска гледна точка, тъй като примесите и формата на междинния продукт определят кои степени на плочи могат да бъдат направени, на каква цена и с какво време за изпълнение.
Стъпка 1: Проучване и дефиниране на ресурси
Депозитите на никел попадат в две геоложки семейства. Латеритните отлагания са изветрели, почти-повърхностни оксидни руди, често срещани в тропическите пояси, обикновено със съдържание на около 1-2% никел със значително количество желязо, кобалт и влага. Сулфидните находища са по-дълбоки, по-твърди руди, често класирани под 3% никел, но носещи елементи от мед, кобалт и платинова група, които подобряват икономиката. Проучването съчетава геоложко картографиране, геофизични проучвания и сондиране, последвано от химически анализ и минералогична работа за установяване на тонажа, разпределението на съдържанието и твърдостта на рудата. Резултатът е ресурсен модел, който фиксира дизайна на яма или шахта, скоростта на добив и металургичния маршрут.
Стъпка 2: Добив - Открит рудник и подземен
Там, където рудното тяло е дебело и близо до повърхността, доминира открит{0}}добив. Горният почвен слой и скалните отпадъци се оголват, пейките се пробиват и взривяват, а рудата се товари с багер в камиони. Дизайнът на взрива е настроен според твърдостта на рудата, за да се ограничи свръх-раздробяването, което създава фини частици, които се отчитат като отпадъци при по-късна обработка. Сулфидни рудни тела, които се спускат стръмно или лежат на дълбочина, се обработват под земята, като се използват шахти, наклони и спирачки, като рудата се обработва от товарачи, рудни проходи и системи за повдигане. И в двата случая контролът на съдържанието и управлението на разреждането са ключовите оперативни дисциплини: всеки тон добита отпадъчна скала добавя разходи без добавяне на никел.
Стъпка 3: Обогатяване и концентрация
Сулфидната руда се натрошава и смила, след което се концентрира чрез пенна флотация, при която реагентите правят никел{0}}съдържащите сулфидни частици хидрофобни, така че да се прикрепят към мехурчетата и да се отчитат в концентрата. Флотацията подобрява захранването от приблизително 1-2% никел до концентрат от обикновено 8-20% никел, готов за топене. Латеритната руда не може да бъде обогатена чрез флотация по същия начин, така че обикновено се изсушава, пресява и смесва, преди да бъде подадена за пирометалургична или хидрометалургична обработка, където ротационна пещ и електрическа пещ или киселинно излугване под високо налягане се използват за възстановяване на никел и кобалт.
Стъпка 4: Топене и рафиниране до катод
Концентратът се топи до никелов мат, след което се преобразува и третира за отстраняване на желязо и сяра. Крайният етап на пречистване определя формата на продукта. Електрорефинирането разтваря замърсените никелови аноди в електролит и отстранява никелови катоди с висока-чистота при приблизително 99,9% и повече. Карбонилното рафиниране произвежда никелов прах или пелети с много висока чистота. Матово излугване, редукция на водород и електродобив осигуряват допълнителни пътища. В този момент материалът е сертифициран катод, брикет или прах - суровината за топене и леене.
Стъпка 5: Топене, отливане и валцуване на плоча
За да се направи плоча, рафинираният никел се разтопява в контролирана атмосфера, излива се на плочи, хомогенизира се, валцува се горещо, отгрява се и се ецва и накрая се валцува студено до поръчаната дебелина с междинно отгряване и кондициониране на ръба и повърхността. Класовете на плочата и допустимите отклонения за кован никел са посочени в стандарти като ASTM B162 за никелова плоча, листове и ленти, които покриват UNS N02200 никел с ниско-въглерод-свободен никел и ниско-въглероден клас UNS N02201, и двата с минимално съдържание на никел от 99,0%. Механичните свойства, размерът на зърното и допустимите отклонения на размерите се проверяват партида по партида и всяка плоча се доставя със сертификат за анализ и протокол от механично изпитване.
| Етап | Типичен изход | Ключово управление |
|---|---|---|
| Копаене | Руда-от-мина, 1-2% Ni | Контрол на степента, разреждане |
| Обогатяване | Сулфиден концентрат, 8-20% Ni | Размер на смилане, реагентен режим |
| Топене | Никелов мат или фероникел | Отстраняване на желязо и сяра |
| Рафиниране | Катод, брикет, прах, 99,9%+ | Чистота на електролита, плътност на тока |
| Топене и валцуване | Плоча и лист, 99,0% мин. Ni | Цикъл на отгряване, толеранс на дебелината |
Често задавани въпроси
Q:Добива ли се никелова плоча директно от находище?
О: Не. Мините произвеждат руда, обогатителните фабрики произвеждат концентрат, топилните и рафинериите произвеждат катод, брикети или прах, а валцовите мелници произвеждат плочи. Плочата е произведен продукт, а не вид руда.
Q:Кой тип руда се използва за производство на плочи?
О: Както латеритната, така и сулфидната руда могат да захранват веригата. Сулфидната руда се концентрира по-лесно и обикновено дава катод с висока-чистота чрез електрорафиниране, докато латеритната руда захранва фероникел и пътища за излугване.
Q:Каква чистота е нормална в търговската никелова плоча?
A: Кована никелова плоча, покрита от ASTM B162, например UNS N02200 и UNS N02201, определя минимум 99,0% никел с контролирани остатъци. Електролитен катод, използван за направата му, обикновено е 99,9% или по-висок.
Q:Защо се използва флотация за никелова сулфидна руда?
О: Флотацията селективно прикрепя никел-съдържащи сулфидни частици към въздушни мехурчета, повишавайки ниско{1}}качествената руда от около 1-2% никел до концентрат обикновено между 8% и 20% никел преди топене.
Q:Какви тестове се доставят с никелова плоча?
О: Обикновено химически сертификат за анализ, резултати от опън или твърдост, проверки на размерите и, когато е необходимо, размер на зърното и оценка на корозията, всички проследими до номер на топлина или партида.
Q:Дебелината на плочата влияе ли върху производствения път?
A: Да. По-тежката плоча изисква повече горещо валцуване и по-дълги цикли на отгряване, докато тънката плоча се нуждае от повече проходи на студено-валцуване с междинно отгряване за контролиране на размера на зърното и плоскостта.