Una lezione da imparà da a guerra cummerciale US-Cina è i blocchi indotti da coronavirus chì causanu stravaganti in i mercati è colpisce duramente e prospettive di produzzione minera - hè chì l'America di u Nordu hà bisognu di stabilisce catene di fornitura domestica più robuste.

I Stati Uniti anu rispostu à a crisa di covid-19 chjudendu e so fruntiere è e cumpagnie anu rispostu limitendu a pruduzzione, postu chì l'operazioni in e mine in u mondu si fermanu.

L'arrestu di e piante di fabricazione in Cina chì puderianu taglià l'impurtazioni di e terre rare di i Stati Uniti anu brillatu nantu à u fattu chì a nazione dipende da a Cina per i so bisogni di e terre rare.

U guvernu di i Stati Uniti hà intensificatu i sforzi per assicurà u fornimentu di minerali critichi da fora di a Cina. In parte di queste iniziative, hà firmatu recentemente un memorandum d'intesa cù Groenlandia per fà un sondaghju iper-spettrale per cartografia a geologia di u paese.

A dumanda di magneti di terre rare hè guidata principarmenti da veiculi elettrici, generatori di ventu, dispositi medichi, telefoni intelligenti è applicazioni aerospaziali è di difesa.

U mercatu di i magneti di terre rare di $ 14 miliardi à l'annu hè più di u 60% cuntrullatu da a Cina chì, sottu Made in China 2025, usa sempre più magneti di terre rare in prudutti finiti è semifiniti, invece di esportà i magneti, dice USA. Rare Earth, u partenariu di finanziamentu è sviluppu di u prughjettu Round Top di terre rare è minerali critichi in u Texas Occidentale, è fonti di l'industria stimanu chì u mercatu di i magneti di terre rare quasi radduppierà da u 2027.

USA Rare Earth hè ancu cumprà l'equipaggiu necessariu per custruisce l'unicu stabilimentu di produzzione di magneti di terra rara in l'America.

L'unica miniera di terre rare attive in i Stati Uniti hè Mountain Pass in California. Dopu un periodu di mothball, hè tornatu in a pruduzzione - ma hè avà propiu di MP Materials, chì quasi un decimu di un investitore Chinese.

Quandu u US Geological Survey face u so rapportu annuale nantu à a produzzione minerale - i Stati Uniti sò tecnicamente pruducia zero ossidi di terra rara perchè ciò chì esce da Mountain Pass hè speditu in Cina, Dan McGroarty, membru di u Cunsigliu di Cunsigliu di Rare Earth USA, hà dettu à MINING.COM. .

Custruì una riserva di minerali critichi

McGroarty hà dettu in u 2014, l'amministrazione Obama hà designatu duie terre rare, terbium è disprosium, per esse in a lista di e terre rare per l'acquistu in a riserva di a Difesa Naziunale.

"Hè statu in un puntu induve ùn ci era micca produzzione di terbiu è disprosio in i Stati Uniti. Quessi sò i dui più grandi, per volume, terre rare chì avemu in Round Top. In questu rispettu, ci hè un allinamentu assai forte ", disse McGroarty.

"A decisione chì u presidente hà fattu l'estate scorsa, sottu à a Legge di Produzione di Difesa (DPA) ... per designà tutta a catena di supply per e terre rare cum'è "essenziale per a difesa naziunale" sottu a DPA, hè ciò chì permette u finanziamentu in u spaziu di e terre rare. - è ci hè più chì vene ", disse.

"Avemu un depositu assai unicu in parechji rispetti - avemu 16 di e 17 terre rare, cù assai in e categurie di terre rare chì parlanu à una quantità di applicazioni di difesa, è di fabricazione. Hè probabilmente u più grande depositu di terre rare pesante in u mondu fora di a Cina ", hà dettu Pini Althaus, CEO di USA Rare Earth.

"Avemu ancu una quantità significativa di litiu, seremu u 2u più grande pruduttore di i Stati Uniti da u 2023, cusì avemu un prughjettu assai diversificatu ... cù una infrastruttura maiò in locu".

USA Rare Earth prevede un annu 130 più a vita di a mina nantu à u prugettu, ma l'ecunumia PEA hè focu annantu à i primi 20 anni.

Althaus hà dettu ch'elli sò capaci di ammuccià u depositu, chì hè raru per a maiò parte di i dipositi di terre rare.

"Trà u nostru capex è l'opex sò bassu - simu capaci di cumpete cù a Cina nantu à i prezzi", Althaus hà dettu.

USA Rare Earth hà annunziatu in dicembre 2019 chì aprenu una pianta pilota in Wheat Ridge, Colorado, per u scopu di separà è purificà cumplettamente e terre rare è altri metalli tecnologichi è minerali critichi, lissiviati da u minerale da u prughjettu Round Top.

A pianta pilotu di u Colorado serà a prima facilità di trasfurmazioni fora di a Cina cù a capacità di separà a gamma completa di terre rare - lights, mids and heavies.

Althaus hà dettu chì a pianta serà trasferita in Texas, induve cumincianu a custruzzione di a miniera.

A pianta di Wheat Ridge hè a seconda parte di una catena di furnimentu di ossidi di terre rare basata à 100% in i Stati Uniti, basata nantu à a materia prima da Round Top.

A custruzzione di a stallazione di u Colorado hè cumpleta, è hè prevista per apre a settimana dopu, Althaus hà dettu.

A principiu d'aprile, a cumpagnia hà annunziatu chì hà acquistatu l'equipaggiu di fabricazione di magneti permanenti di neodimiu di ferru boru (NdFeB) chì prima era possedutu è operatu in North Carolina da Hitachi Metals America.

USA Rare Earth magazzinu l'equipaggiu in attesa di una decisione nantu à induve situà u novu funziunamentu di magnete, cù a priorità hè un bonu accessu à u prughjettu Round Top.

L'armata di i Stati Uniti hè trà i pussibuli investitori - è Round Top face parte di e dumande.

Ci sò stati duie richieste chì sò surtiti da u Dipartimentu di Difesa (DOD). U primu chjusu à a fine di u 2019 intornu à a trasfurmazioni è aspetta una risposta. U 2 di marzu, ci hè stata una altra dumanda intornu à e terre rare di luce.

Round Top hè stata parte di una cuncessione DOD, postu chì u DOD sceglie e terre rare chì vole processate è purificate.

USA Rare Earth hà annunziatu in marzu l'appuntamentu di u generale di l'armata ritirata Paul J. Kern à u so cunsigliu di direzzione.

General Kern hè un membru di u Cunsigliu di Scienze di Difesa, stabilitu da a lege federale in u 1956 per furnisce cunsiglii è cunsiglii indipendenti nantu à i prucessi scientifichi, tecnichi, di fabricazione, d'acquisizione è e pulitiche, è altre materie d'interessu per u Dipartimentu di Difesa.

USA Rare Earth hà u scopu di avè Round Top in pruduzzione in 30 mesi, ma McGroarty hà dettu chì s'ellu ponu accelerà a cronologia - seranu.

"A decisione chì u presidente hà fattu l'estate scorsa, sottu à a Legge di Produzione di Difesa (DPA) ... per designà una catena di supply chain per e terre rare cum'è materiale d'urgenza sottu a DPA, hè ciò chì permette u finanziamentu in u spaziu di e terre rare - è ci hè più venenu".

"Ci sarà un impattu significativu annantu à l'ecunumia. Parlemu di un impattu di $ 500 miliardi à $ 1 trilione, in [termi di] creazione di l'impieghi è a fabricazione ... tuttu à u settore di i veiculi elettrici ", disse Althaus.

"Da un puntu di vista praticu, unu di i motivi chì assai cumpagnie anu andatu offshore, i costi di u travagliu da parte, e materie prime è e capacità di trasfurmazioni sò in Cina", disse Althaus. "Hè un prublema di sicurezza naziunale, hè un prublema ecunomica, un prublema di fabricazione, a so creazione di l'impieghi, è i Stati Uniti ... stanu prova à purtà quellu in casa".

U mulinu autogenu hè un novu tipu d'attrezzatura di macinazione cù funzioni di triturazione è di macinazione. Utiliza u materiale di macinazione stessu cum'è u mediu, attraversu l'impattu mutuale è l'effettu di macinazione per ottene comminution. U mulinu semi-autogenu hè di aghjunghje un picculu numeru di palle d'acciaio in u mulinu autogenu, a so capacità di trasfurmazioni pò esse aumentata da 10% - 30%, u cunsumu d'energia per unità di pruduttu pò esse ridutta da 10% - 20%, ma l'usura di liner hè relativamente aumentata di 15%, è a finezza di u produttu hè più grossa. Cum'è una parte chjave di u mulinu semi-autogenu, i rivestimenti di cunchiglia di u corpu di u cilindru hè dannatu seriamente per l'impattu di a bola d'acciaio alzata da u fasciu di elevazione di u liner à l'altru finale durante l'operazione di u mulinu SAG.

In u 2009, dui novi mulini semi-autogenu cù un diametru di 7,53 × 4,27 sò stati custruiti in Panzhihua Iron and Steel Co., Ltd., cù una capacità di cuncepimentu annuale di 2 milioni di tunnellate / set. In u 2011, un novu mulinu semi-autogenu cù un diametru di 9,15 × 5,03 hè statu custruitu in Baima cuncentratore di Panzhihua Iron and Steel Co., Ltd., cù una capacità di disignu annuali di 5 milioni di tunnellate. Dapoi u funziunamentu di prucessu di u mulinu semi-autogenous cù un diametru di 9,15 × 5,03, i liners di cunchiglia è a piastra di griglia di u mulinu spessu rompe, è a tarifa di u funziunamentu hè solu 55%, chì affetta seriamente a produzzione è l'efficienza.

U mulinu semi-autogenu di 9,15 m in a miniera di Baima di Panzhihua Iron and Steel Group hà utilizatu u liner di cilindru pruduttu da parechji pruduttori. A vita di serviziu più longa hè menu di 3 mesi, è a vita più corta hè solu una settimana, chì porta à a bassa efficienza di u mulinu semi-autogenu è u costu di produzzione assai aumentatu. H&G Machinery Co.; Ltd  hè andatu in prufonda in u situ di 9,15 m di mulinu semi autogenu per l'investigazione è a prova cuntinua. Per mezu di l'ottimisazione di u materiale di casting, u prucessu di casting, è u prucessu di trattamentu termicu, a vita di serviziu di i rivestimenti di cunchiglia pruduciutu in a miniera Baima hà superatu 4 mesi, è l'effettu hè evidenti.

Analisi di a causa di a vita corta di i rivestimenti di cunchiglia di mulini SAG

I paràmetri è a struttura di φ 9,15 × 5,03 mulinu semi-autogenu in Baima cuncentratore. A tabella 1 hè a tabella di paràmetri:

Analisi di fallimentu di i vechji liners di cunchiglia di mulino SAG

Dapoi u commissioning di φ 9,15 × 5,03 mulinu semi-autogenous in Baima concentrator, u tassu funziunamentu hè solu circa 55% a causa di i danni irregulari è rimpiazzamentu di liners mulinu, chì affetta seriamente i benefici ecunòmichi. U modu di fallimentu principale di u liner di shell hè mostratu in Fig. 1 (a). Sicondu l'investigazione in u situ, i rivestimenti di cunchiglia di u mulinu SAG è a lattice plate sò i principali parti di fallimentu, chì sò coerenti cù a situazione in Fig. 2 (b). Escludemu altri fattori, solu da l'analisi di u liner stessu, i prublemi principali sò i seguenti:

1. A causa di a selezzione di materiale improperu, a piastra di u cilindru si deforma in u prucessu di usu, chì risultatu in l'extrusion mutuale di a piastra di liner, risultatu in frattura è scrap;

2. Cum'è a parte chjave di u cilindru di u cilindru, per via di a mancanza di resistenza à l'usura, quandu u grossu di u liner hè di circa 30 mm, a forza generale di u casting diminuisce, è l'impattu di a bola d'acciaio ùn pò micca esse resistitu, risultatu in frattura è scrapping;

3. Casting difetti di qualità, cum'è impurità in azzaru fusu, altu cuntenutu di gas, è struttura non-compact, riduce a forza è toughness di castings.

Novu disignu di materiale di i rivestimenti di cunchiglia di mulini SAG

U principiu di a selezzione di a cumpusizioni chimica hè di fà chì e proprietà meccaniche di u rivestimentu di a cunchiglia è a piastra di a griglia rispondenu à i seguenti requisiti:

1) Alta resistenza à l'usura. L'usura di u liner di cunchiglia è a griglia hè u fattore principalu chì porta à a diminuzione di a vita di serviziu di u liner di cunchiglia, è a resistenza à l'usura rapprisenta a vita di u serviziu di u liner di cunchiglia è a griglia.

2) Resistenza à l'impattu elevatu. A durezza di l'impattu hè una caratteristica chì pò ricuperà u statu originale dopu avè purtatu una certa forza esterna istantaneamente. Cusì chì u rivestimentu di a cunchiglia è a piastra di a griglia ùn cracke micca durante l'impattu di a bola d'acciaio.

Cumpusizioni chimica

1) U cuntenutu di carbone è C hè cuntrullatu trà 0,4% è 0,6% in diverse cundizioni di usura, in particulare a carica d'impattu;

2) I risultati mostranu chì u cuntenutu di Si è Si rinforza ferrite, aumentanu u rapportu di rendiment, riduce a durabilità è a plasticità, è anu a tendenza à cresce u brittleness temperatu, è u cuntenutu hè cuntrullatu trà 0,2-0,45%;

3) Mn cuntenutu, Mn elementu principarmenti ghjucà u rollu di suluzione rinforza, migliurà a forza, durezza è resistenza à l'usura, cresce u temperatu brittleness è coarsening struttura, è u cuntenutu hè cuntrullata trà 0,8-2,0%;

4) Chromium cuntenutu, elementu Cr, un elementu impurtante di azzaru wear-resistant, hà un grande effettu rinforza nant'à l 'azzaru è pò migliurà a forza, durezza è resistenza di usura di l 'azzaru, è u cuntenutu hè cuntrullata trà 1,4-3,0%;

5) cuntenutu Mo, elementu Mo hè unu di l 'elementi principali di azzaru wear-resistant, rinfurzà ferrite, raffinazione di granu, riducendu o eliminendu brittleness temper, migliurà a forza è durezza di azzaru, u cuntenutu hè cuntrullata trà 0,4-1,0%;

6) U cuntenutu di Ni hè cuntrullatu in 0.9-2.0%,

7) Quandu u cuntenutu di vanadiu hè chjucu, u granu di granu hè raffinatu è a durezza hè migliurata. U cuntenutu di vanadiu pò esse cuntrullatu in 0,03-0,08%;

8) I risultati mostranu chì l'effettu di desoxidazione è di raffinamentu di granu di titaniu sò evidenti, è u cuntenutu hè cuntrullatu trà 0,03% è 0,08%;

9) Re pò purificà l'acciaio fusu, raffinà a microstruttura, riduce u cuntenutu di gas, è altri elementi dannosi in l'azzaru. A forza, a plasticità è a resistenza à a fatigue di l'acciaio altu pò esse cuntrullati in 0,04-0,08%;

10) U cuntenutu di P è s deve esse cuntrullatu sottu à 0,03%.

Dunque, a cumpusizioni chimica di u novu design SAG mulini cunchiglia liners sò:

Tecnulugia di casting

Punti chjave di a tecnulugia di casting

1. A sabbia autoindurizante di silicatu di sodiu di diossidu di carbonu hè aduprata per cuntrullà strettamente u cuntenutu di umidità di a sabbia di moldura;
2. U revestimentu in polvere di zircone puru basatu in alcolu deve esse usatu, è i prudutti scaduti ùn anu micca esse usatu;
3. Utilizendu a scuma per fà a mostra solida sana, ogni filetta di casting deve esse purtata nantu à u corpu, esigendu a dimensione precisa è a struttura raghjone;
4. In u prucessu di mudificazione, a deformazione deve esse strettamente cuntrullata, è l'operatore deve mette a sabbia in modu uniforme, è a forma di sabbia deve esse abbastanza compacta è uniforme, è à u stessu tempu, a deformazione di a mostra vera deve esse evitata;
5. In u prucessu di mudificazione di u muffa, a dimensione deve esse strettamente verificata per assicurà a precisione dimensionale di u muffa di sabbia;
6. U moldu di sabbia deve esse seccu prima di chjude a scatula;
7. Verificate a dimensione di ogni core per evità un spessore di muru irregolare.

Prucessu di casting

A temperatura di pouring hè u fattore principale chì afecta a struttura interna di i castings. Sè a temperatura di pouring hè troppu altu, u calore overheated di azzaru fusu hè grande, u casting hè facile à pruduce porosità shrinkage è struttura grossa; se a temperatura di versamentu hè troppu bassu, u calore surriscaldatu di l'azzaru liquidu hè chjuca, è u pouring ùn hè micca abbastanza. A temperatura di versazione hè cuntrullata trà 1510 ℃ è 1520 ℃, chì pò assicurà una bona microstruttura è un riempimentu cumpletu. A velocità di versazione propria hè a chjave per a struttura compacta è senza cavità di scontri in u riser. Quandu a velocità di versamentu hè vicinu à a pusizione di a pipa di l'acqua di rinfrescante, u principiu di "lentu prima, dopu veloce, è dopu lento" deve esse seguitu. Hè per cumincià à versà pianu pianu. Quandu l'acciaio fusu entra in u corpu di casting, a vitezza di colata hè aumentata per fà chì l'azzaru fusu s'arrizzò rapidamente à u riser, è dopu u versamentu hè lento. Quandu l'azzaru fusu entra in 2 / 3 di l'altura di u riser, u riser hè utilizatu per fà u pouring finu à a fine di u pouring.

Trattamentu di calore

Alloying propiu di acciai strutturale mediu è bassu di carbone pò ritardà significativamente a trasfurmazioni di perlite è mette in risaltu a trasfurmazioni di bainite in modu chì a struttura duminata di bainite pò esse acquistata in una larga gamma di freccia di rinfrescante cuntinuu dopu austenitizing, chì hè chjamatu azzaru bainitic. azzaru Bainitic pò ottene più altu proprietà cumpleta cù un ritmu di rinfrescante più bassu, cusì simplifying u prucessu di trattamentu termicu è riducendu deformation.

Trattamentu isotermicu

Hè una grande riescita in u campu di a metallurgia di ferru è azzaru pè ottene materiali azzaru bainite da trattamentu isothermal, chì hè unu di i direzzione di u sviluppu di materiali azzaru super è nanu azzaru. In ogni casu, u prucessu di austempering è l'equipaggiu sò cumplessi, u cunsumu d'energia hè grande, u costu di u produttu hè altu, l'ambienti di a contaminazione media chìnching, u ciclu di produzzione longu è cusì.

Trattamentu di rinfrescante d'aria

Per superà i difetti di u trattamentu isotermicu, un tipu d'azzaru bainiticu hè statu preparatu per rinfriscà l'aria dopu a casting. In ogni casu, per ottene più bainite, u ramu, u molibdenu, u nichel è altri alliati preziosi deve esse aghjuntu, chì ùn hè micca solu un costu altu, ma ancu una povira durezza.

Trattamentu di rinfrescante cuntrullatu

U raffreddamentu cuntrullatu era urigginariamente un cuncettu in u prucessu di laminazione cuntrullata in acciaio. Nta l'ultimi anni, s'hè sviluppatu in un metudu di trattamentu termicu efficiente è di risparmiu d'energia. Durante u trattamentu termale, a microstruttura disignata pò esse ottenuta è e proprietà di l'azzaru ponu esse migliurate da un rinfrescante cuntrullatu. A ricerca nantu à laminazione cuntrullata è rinfrescante di l'azzaru mostra chì u rinfrescante cuntrullatu pò prumove a furmazione di bainite di carbone forte è duru quandu a cumpusizioni chimica di l'azzaru hè adatta. I metudi cumunimenti utilizati di rinfrescante cuntrullatu includenu u rinfrescante à jet di pressione, u rinfrescante laminare, u rinfrescante di cortina d'acqua, u cooling di l'atomizazione, u spray cooling, u turbulent cooling plate, u water-air spray cooling, and direct quenching, etc. .

Metudu di trattamentu di trattamentu termale

Sicondu u statutu di l'equipaggiu di a cumpagnia è e cundizioni attuali, adoptemu un metudu di trattamentu termicu di rinfrescante cuntinuu. U prucessu specificu hè di aumentà a temperatura di riscaldamentu da AC3 + (50 ~ 100) centigradi secondu un certu ritmu di riscaldamentu è accelerà u rinfrescante usendu u dispusitivu di rinfrescante spray acqua-aria sviluppatu da a nostra cumpagnia in modu chì u materiale hè rinfriscatu à l'aria è autoindurita. Si pò ottene struttura bainite cumpleta è homogeneia, ghjunghje sin'à un rendimentu eccellente, ovviamente superiore à i stessi prudutti, è eliminà i secondi tipi di fragilità di tempera.

I risultati

• Struttura metallografica: 6.5 Grain size
• HRC 45-50
• U liner di cunchiglia di u grande mulinu semi-autogenu pruduciutu da a nostra cumpagnia hè stata utilizata per quasi 3,5 anni nantu à u mulinu semi-autogenu Φ 9,15 m in Baima mine di Panzhihua Iron and Steel Group Co., Ltd. a vita di serviziu hè più di 4 mesi, è a più longa vita di serviziu hè 7 mesi. Cù l'aumentu di a vita di serviziu, u costu di macinazione unità hè assai ridutta, a freccia di rimpiazzà a piastra di rivestimentu hè assai ridutta, l'efficienza di a produzzione hè significativamente migliorata è u benefiziu hè evidenti.
• A selezzione di materiale hè a chjave per migliurà a vita di serviziu di u mulinu di u mulinu di u grande mulinu semi-autogenu, è l'alliage di qualità d'acciaio hè un modu efficae per migliurà a resistenza à l'usura.
• A struttura bainite cù alta forza è alta tenacità hè a guaranzia di migliurà a vita di serviziu di u liner di cunchiglia di u mulinu semi-autogenu.
• U prucessu di casting è u prucessu di trattamentu termale sò perfetti per assicurà chì a struttura di casting hè densa, chì pò migliurà efficacemente a vita di serviziu di u liner di shell semi-autogenous.

Nick Sun       [email protected]