Eng Lektioun ze léieren aus dem US-China Handelskrich a Coronavirus-induzéierte Verloschter, déi Verstouss op Mäert verursaachen an d'Miningproduktiounsausbléck schwéier schloen - ass datt Nordamerika méi robust Hausversuergungsketten muss etabléieren.

D'USA hunn op d'Covid-19 Kris geäntwert andeems se hir Grenzen zougemaach hunn an d'Firmen reagéiert hunn d'Produktioun ze limitéieren, wéi d'Operatiounen a Minen weltwäit ophalen.

Shutdowns fir Fabrikatiounsanlagen a China, déi potenziell d'US selten Äerdimporte kéinte ofschneiden, hunn e Spotlight op d'Tatsaach geschéngt datt d'Natioun op China ofhängeg ass fir seng selten Äerdbedürfnisser.

D'US Regierung huet d'Efforte verstäerkt fir d'Versuergung vu kriteschen Mineralstoffer vu baussen China ze garantéieren. Als Deel vun dësen Initiativen huet et viru kuerzem e Memorandum vum Verständnis mat Grönland ënnerschriwwen fir eng hyperspektral Ëmfro ze maachen fir d'Geologie vum Land ze kartéieren.

D'Demande fir selten Äerdmagnete gëtt haaptsächlech vun elektresche Gefierer, Windgeneratoren, medizineschen Apparater, Smartphones, a Raumfaart- a Verteidegungsapplikatiounen gedriwwen.

De 14 Milliarden Dollar pro Joer selten Äerdmagnéitmaart ass méi wéi 60% kontrolléiert vu China, deen ënner Made in China 2025 ëmmer méi selten Äerdmagnete a fäerdegen an hallef fäerdeg Produkter benotzt, am Géigesaz zum Export vun de Magnete, seet d'USA Rare Earth, de Finanzéierungs- an Entwécklungspartner vum Round Top schwéier selten Äerd a kriteschen Mineralprojet am West Texas, an d'Industriequellen schätzen datt de rare Äerdmagnéitmaart bis 2027 bal verduebelt gëtt.

USA Rare Earth kaaft och d'Ausrüstung déi néideg ass fir déi eenzeg rare Äerdmagnéitproduktiounsanlag an Amerika ze bauen.

Déi eenzeg aktiv selten Äerdmine an den USA ass Mountain Pass a Kalifornien. No enger Mothball-Period ass et zréck an d'Produktioun - awer ass elo am Besëtz vum MP Materials, wat bal en Zéngtel vun engem chinesesche Investisseur gehéiert.

Wann d'US Geologesch Survey hiren Joresrapport iwwer Mineralproduktioun mécht - d'USA produzéieren technesch null selten Äerdoxiden, well dat wat aus dem Mountain Pass kënnt a China verschéckt gëtt, sot den Dan McGroarty, USA Rare Earth Advisory Board Member, MINING.COM .

Bauen e kriteschen Minerallager

De McGroarty sot am Joer 2014, d'Obama Administratioun huet zwee selten Äerden, Terbium an Dysprosium designéiert, fir op der seltener Äerdlëscht ze sinn fir an d'National Verteidegungsstock ze kréien.

"Dat war zu engem Punkt wou et keng Terbium an Dysprosium Produktioun an den USA war. Dat sinn déi zwee gréissten, am Volume, selten Äerden déi mir um Round Top hunn. An deem Sënn gëtt et eng ganz staark Ausriichtung," sot de McGroarty.

"D'Entscheedung, déi de President de leschte Summer gemaach huet, ënner dem Verteidegungsproduktiounsgesetz (DPA) ... d'ganz Versuergungskette fir selten Äerden als 'wesentlech fir d'national Verteidegung' ënner der DPA ze designéieren, dat ass wat d'Finanzéierung am rare Äerdraum erlaabt - an et kënnt méi," sot hien.

"Mir hunn e ganz eenzegaartegen Depot an e puer Aspekter - mir hunn 16 vun de 17 selten Äerden, mat villen an de rare Äerdkategorien, déi zu enger Zuel vu Verteidegungsapplikatiounen schwätzen, a Fabrikatioun. Et ass méiglecherweis déi gréisste schwéier selten Äerdoflagerung op der Welt ausserhalb vu China ", sot de Pini Althaus, CEO vun USA Rare Earth.

"Mir hunn och eng bedeitend Quantitéit vu Lithium, mir wäerten den 2. gréissten US Produzent bis 2023 sinn, also hu mir e ganz diversifizéierte Projet ...

USA Rare Earth virstellt en 130 Joer plus Mine Liewen um Projet, awer d'PEA Wirtschaft ass op déi éischt 20 Joer fokusséiert.

Den Althaus sot, datt si fäeg sinn d'Depositioun ze heelen, wat seelen ass fir déi meescht selten Äerdoflagerungen.

"Tëscht eis Capex an Opex niddereg sinn - mir kënne mat China op Präisser konkurréiere," sot Althaus.

USA Rare Earth huet am Dezember 2019 ugekënnegt datt si eng Pilotanlageanlag zu Wheat Ridge, Colorado opmaachen fir den Zweck fir seelen Äerd an aner Tech Metaller a kritesch Mineraler voll ze trennen an ze purifizéieren, aus Erz aus dem Round Top Projet.

D'Colorado Pilot Planz wäert déi éischt Veraarbechtungsanlag ausserhalb vu China sinn mat der Fäegkeet fir déi ganz Palette vu rare Äerden ze trennen - Luuchten, Midden a Heavies.

Althaus sot, datt d'Planz op Texas geplënnert gëtt, wou se de Bau vum Mine fänken.

D'Wheat Ridge Planz ass dat zweet Stéck vun enger 100% US-baséierter seltener Äerdoxid Versuergungskette, déi op Round Top zéien.

De Bau vun der Colorado Ariichtung ass fäerdeg, a soll an der nächster Woch opmaachen, sot Althaus.

Fréi am Abrëll huet d'Firma ugekënnegt datt et Neodym Eisen Bor (NdFeB) Permanent Magnéit Fabrikatiounsausrüstung kaaft huet, déi fréier an North Carolina vun Hitachi Metals America gehéiert an operéiert gouf.

USA Rare Earth wäert d'Ausrüstung stockéieren bis op eng Entscheedung iwwer wou déi nei Magnéitoperatioun lokaliséiert gëtt, mat der Prioritéit e gudden Zougang zum Round Top Projet.

D'US Militär ass ënner méiglechen Investisseuren - a Round Top ass Deel vun de Solicitatiounen.

Et goufen zwou Ufroen déi aus dem Verdeedegungsdepartement (DOD) erauskomm sinn. Déi éischt zougemaach Enn 2019 ronderëm d'Veraarbechtung a waart op eng Äntwert. Den 2. Mäerz gouf et eng aner Solicitatioun ronderëm liicht selten Äerd.

Round Top war Deel vun engem DOD Subventioun, well den DOD déi selten Äerd auswielt déi se veraarbecht a gereinegt wëll.

USA Rare Earth huet am Mäerz d'Ernennung vum pensionnéierte Army General Paul J. Kern an hire Verwaltungsrot ugekënnegt.

Generol Kern ass e Member vum Defense Science Board, vum Bundesgesetz am Joer 1956 gegrënnt fir onofhängeg Berodung an Empfehlungen iwwer wëssenschaftlechen, techneschen, Fabrikatiouns-, Acquisitiounsprozesser a Politiken, an aner Themen vun Interesse fir de Department of Defense.

USA Rare Earth zielt fir Round Top an der Produktioun bannent 30 Méint ze hunn, awer McGroarty sot, wa se d'Timeline kënne beschleunegen - si wäerten.

"D'Entscheedung, déi de President de leschte Summer gemaach huet, ënner dem Verteidegungsproduktiounsgesetz (DPA) ... eng ganz Versuergungskette fir selten Äerden als dréngend Material ënner der DPA ze designéieren, dat ass wat d'Finanzéierung am rare Äerdraum erlaabt - an et gëtt méi kommen."

"Et wäert e groussen Impakt op d'Wirtschaft ginn. Mir schwätze vun engem Impakt vun $500 Milliarde bis $1 Billioun, am Beräich vun der Aarbechtsschafung an der Fabrikatioun ... alles fir den elektresche Gefiersektor ", sot Althaus.

"Vun engem praktesche Standpunkt, ee vun de Grënn, datt vill Firmen Offshore fort sinn, Aarbechtskäschte ofgesinn, d'Rohmaterialien an d'Veraarbechtungsfäegkeeten sinn a China", sot Althaus. "Et ass en nationale Sécherheetsprobleem, et ass e wirtschaftlechen Thema, e Fabrikatiounsprobleem, seng Aarbechtsplazen, an d'USA ... probéieren dat zréck heem ze bréngen."

Autogen Millen ass eng nei Aart vu Schleifausrüstung mat béide Kratz- a Schleiffunktiounen. Et benotzt d' Schleifmaterial selwer als Medium, duerch de géigesäitege Impakt an d'Schleifeffekt fir d'Verdeelung z'erreechen. Déi semi-autogen Millen soll eng kleng Zuel vu Stolbäll an d'autogen Millen addéieren, seng Veraarbechtungskapazitéit kann ëm 10% - 30% erhéicht ginn, den Energieverbrauch pro Eenheet Produkt kann ëm 10% - 20% reduzéiert ginn, awer de D'Fënsterverschleiung ass relativ ëm 15% eropgaang, an d'Produktfeinheet ass méi grober. Als Schlësselbestanddeel vun der semi-autogener Millen sinn d'Schuellinnen vum Zylinderkierper eescht beschiedegt wéinst dem Impakt vum Stahlkugel, deen duerch de Liner Hebestrahl op der Liner um aneren Enn während der Operatioun vun der SAG Millen opgehuewe gëtt.

Am Joer 2009 goufen zwee nei semi-autogen Millen mat engem Duerchmiesser vu 7,53 × 4,27 zu Panzhihua Iron and Steel Co., Ltd. gebaut, mat enger jährlecher Designkapazitéit vun 2 Milliounen Tonnen / Set. Am Joer 2011 gouf eng nei semi-autogen Millen mat engem Duerchmiesser vun 9,15 × 5,03 am Baima Konzentrator vu Panzhihua Iron and Steel Co., Ltd. gebaut, mat enger jährlecher Designkapazitéit vu 5 Milliounen Tonnen. Zënter der Testoperatioun vun der semi-autogener Millen mat engem Duerchmiesser vun 9,15 × 5,03, briechen d'Schuellinnen an d'Gitterplack vun der Millen oft, an d'Operatiounsquote ass nëmmen 55%, wat d'Produktioun an d'Effizienz eescht beaflosst.

Déi 9,15 m semi-autogen Millen an der Baima Mine vun der Panzhihua Iron and Steel Group huet d'Zylinderliner benotzt, déi vu ville Hiersteller produzéiert gëtt. De längsten Liewensdauer ass manner wéi 3 Méint, an de kürzeste Liewen ass nëmmen eng Woch, wat zu der niddereger Effizienz vun der semi-autogener Millen an de staark erhéicht Produktiounskäschte féiert. H & G Maschinnen Co.; Ltd  gaangen déif an de Site vun 9,15 m semi autogenous Millen fir kontinuéierlech Ënnersichung an Test. Duerch d'Optimiséierung vum Gossmaterial, de Gossprozess an de Wärmebehandlungsprozess ass de Liewensdauer vun de Shelllinnen, déi an der Baima Mine produzéiert goufen, 4 Méint iwwerschratt, an den Effekt ass kloer.

Ursaach Analyse vun kuerz Liewen vun SAG Mill Shell Linnen

D'Parameteren a Struktur vun φ 9,15 × 5,03 semi-autogenous Millen am Baima concentrator. Tabell 1 ass d'Parametertabell:

Echec Analyse vun der aler SAG Mill Shell Linnen

Zënter der Aféierung vun φ 9,15 × 5,03 semi-autogen Millen am Baima Konzentrator ass d'Operatiounsquote nëmmen ongeféier 55% wéinst der onregelméisseger Schued an Ersatz vu Millenlinnen, wat d'wirtschaftlech Virdeeler eescht beaflosst. Den Haaptfehlermodus vun der Shelllinn gëtt an der Figur 1 (a) gewisen. Laut der Enquête op der Plaz sinn d'SAG Millen Shell-Linnen a Gitterplack d'Haaptfehlerdeeler, déi konsequent mat der Situatioun an der Fig. 2 (b) sinn. Mir ausgeschloss aner Faktoren, nëmmen aus der Linn selwer Analyse, sinn d'Haaptprobleemer wéi follegt:

1. Wéinst der falscher Materialauswiel verformt d'Linerplack vum Zylinder am Prozess vum Gebrauch, wat zu der géigesäiteger Extrusioun vun der Linerplack resultéiert, wat zu Fraktur a Schrott resultéiert;

2. Als Schlësseldeel vun der Zylinderliner, wéinst dem Manktem u Verschleißbeständegkeet, wann d'Linderdicke ongeféier 30 mm ass, reduzéiert d'Gesamtstäerkt vum Goss, an de Stahlkugelschlag kann net widderstoen, wat zu Fraktur a Schrott;

3. Goss Qualitéit Mängel, wéi Gëftstoffer am geschmoltenem Stol, héich Gas Inhalt, an net-kompakt Struktur, reduzéieren d'Kraaft an Zähegkeet vun castings.

Neie Material Design vun SAG Mill Shell Linnen

De Prinzip vun der Auswiel vun der chemescher Zesummesetzung ass d'mechanesch Eegeschafte vun der Schuelliner a Gitterplack ze maachen déi folgend Ufuerderungen:

1) Héich Verschleißbeständegkeet. D'Verschleiung vun der Shellliner a Gitterplack ass den Haaptfaktor deen zu der Ofsenkung vum Liewensdauer vun der Shellliner féiert, an d'Verschleißresistenz representéiert d'Liewensdauer vun der Shellliner a Gitterplack.

2) Héich Impakt Zähegkeet. Impakt Zähegkeet ass e Charakteristik deen den ursprénglechen Zoustand erhole kann nodeems se eng extern Kraaft direkt droen. Also datt d'Schuellinn an d'Gitterplack net während dem Impakt vum Stahlkugel knacken.

Chemesch Zesummesetzung

1) Den Inhalt vu Kuelestoff a C gëtt tëscht 0,4% an 0,6% ënner verschiddene Verschleiungsbedéngungen kontrolléiert, besonnesch d'Schlagbelaaschtung;

2) D'Resultater weisen datt den Inhalt vu Si a Si d'Ferrit verstäerkt, d'Ausbezuelungsverhältnis erhéijen, d'Zähegkeet an d'Plastizitéit reduzéieren an d'Tendenz fir d'Temperaturbrechlechkeet erhéijen, an den Inhalt gëtt tëscht 0,2-0,45% kontrolléiert;

3) Mn Inhalt, Mn Element spillt haaptsächlech d'Roll vun der Léisungsstäerkung, d'Kraaft, d'Härheet an d'Verschleißbeständegkeet ze verbesseren, d'Temperaturbrechlechkeet an d'Struktur ze vergréisseren, an den Inhalt gëtt tëscht 0,8-2,0% kontrolléiert;

4) Chrom Inhalt, Cr Element, e wichtegt Element vun zouzedrécken-resistent géint Stol, huet eng grouss Verstäerkung Effekt op de Stol a kann d'Kraaft, hardness an zouzedrécken Resistenz vun der Stol verbesseren, an den Inhalt ass kontrolléiert haten tëscht 1,4-3,0%;

5) Mo Inhalt, Mo Element ass eent vun den Haaptelementer vun zouzedrécken-resistent géint Stol, Stäerkung Ferrit, raffinéiert Kären, reduzéieren oder eliminéiert temperament brittleness, d'Kraaft an hardness vun Stol verbesseren, den Inhalt ass kontrolléiert haten tëscht 0,4-1,0%;

6) Den Inhalt vun Ni gëtt bannent 0,9-2,0% kontrolléiert,

7) Wann den Inhalt vu Vanadium kleng ass, gëtt d'Korngréisst raffinéiert an d'Zähegkeet verbessert. Den Inhalt vu Vanadium kann bannent 0,03-0,08% kontrolléiert ginn;

8) D'Resultater weisen datt d'Deoxidatioun an d'Kornraffinéierungseffekt vum Titan evident sinn, an den Inhalt gëtt tëscht 0,03% an 0,08% kontrolléiert;

9) Re kann geschmollte Stol purifizéieren, Mikrostruktur raffinéieren, Gasgehalt reduzéieren an aner schiedlech Elementer am Stol. D'Kraaft, d'Plastizitéit an d'Müdegkeetsbeständegkeet vun héich Stahl kënne bannent 0,04-0,08% kontrolléiert ginn;

10) Den Inhalt vu P an s soll ënner 0,03% kontrolléiert ginn.

Also déi chemesch Zesummesetzung vun den neien Design SAG Mill Shell Liners sinn:

Casting Technologie

Schlëssel Punkte vun Casting Technologie

1. Kuelendioxid Natriumsilikat selbsthärtend Sand gëtt benotzt fir de Feuchtigkeitgehalt vum Schimmelsand strikt ze kontrolléieren;
2. Alkohol-baséiert pure Zirkonpulverbeschichtung soll benotzt ginn, an ofgelaafte Produkter däerfen net benotzt ginn;
3. Mat Schaum fir d'ganz zolidd Prouf ze maachen, muss all Gossfilet op de Kierper erausbruecht ginn, déi präzis Gréisst a vernünfteg Struktur erfuerdert;
4. Am Schimmelprozess sollt d'Verformung strikt kontrolléiert ginn, an de Bedreiwer sollt Sand gleichméisseg setzen, an d'Sandform sollt kompakt genuch sinn a souguer, a gläichzäiteg d'Verformung vun der realer Probe vermeit ginn;
5. Am Prozess vun der Schimmelmodifikatioun sollt d'Gréisst strikt gepréift ginn fir d'Dimensiounsgenauegkeet vu Sandschimmel ze garantéieren;
6. De Sand Schimmel muss getrocknegt ginn, ier d'Këscht zougemaach gëtt;
7. Kontrolléiert d'Gréisst vun all Kär fir ongläiche Wanddicke ze vermeiden.

Casting Prozess

Schéisstemperatur ass den Haaptfaktor deen d'intern Struktur vu Goss beaflosst. Wann d'Schéisstemperatur ze héich ass, ass d'Iwwerhëtzt Hëtzt vu geschmollte Stol grouss, de Goss ass einfach Schrumpfporositéit a grober Struktur ze produzéieren; wann d'Schéisstemperatur ze niddreg ass, ass d'Iwwerhëtzt Hëtzt vu flëssege Stol kleng, an d'Schéiss ass net genuch. D'Schéisstemperatur gëtt tëscht 1510 ℃ an 1520 ℃ kontrolléiert, wat eng gutt Mikrostruktur a komplett Füllung garantéiert. Richteg Schéissgeschwindegkeet ass de Schlëssel fir déi kompakt Struktur a kee Schrumpfhuelraum am Riser. Wann d'Geschwindegkeet no bei der Positioun vum Killwaasserpipe ass, gëtt de Prinzip vun "lues éischt, dann séier, an dann lues" gefollegt. Dat ass fir lues a lues unzefänken. Wann de geschmollte Stol an de Gusskierper erakënnt, gëtt d'Schéissgeschwindegkeet erhéicht fir datt de geschmollte Stol séier an de Riser eropgeet, an dann ass d'Schéiss lues. Wann de geschmoltenem Stahl 2 / 3 vun der Riser Héicht erakënnt, gëtt de Riser benotzt fir d'Ofdreiwung bis zum Enn vum Gießen ze maachen.

Hëtzt Behandlung

Richteg alloying vun mëttel- an niddereg Kuelestoff strukturell Stol kann der pearlite Transformatioun bedeitend Verspéidung an Highlight der Bainite Transformatioun sou datt d'bainite dominéiert Struktur an enger grousser Palette vun kontinuéierlech killt Taux no austenitizing kritt kann, déi bainitic Stol genannt gëtt. Bainitic Stahl kann méi iwwergräifend Eegeschafte mat engem nidderegen Ofkillungsquote kréien, sou datt den Wärmebehandlungsprozess vereinfacht an d'Verformung reduzéiert gëtt.

Isothermesch Behandlung

Et ass eng grouss Erreeche am Beräich vun Eisen a Stol Metallurgie Bainit Stol Materialien duerch isothermesch Behandlung ze kréien, dat ass eng vun de Richtungen vun Entwécklung Super Stol an Nano Stol Materialien. Wéi och ëmmer, Austempering Prozess an Ausrüstung si komplex, Energieverbrauch ass grouss, Produktkäschte sinn héich, läscht mëttel Verschmotzungsëmfeld, laange Produktiounszyklus a sou weider

Loftkühlbehandlung

Fir d'Mängel vun der isothermescher Behandlung ze iwwerwannen, gouf eng Aart vu bainitische Stahl duerch d'Loftkühlung nom Goss virbereet. Wéi och ëmmer, fir méi Bainit ze kréien, musse Kupfer, Molybdän, Néckel an aner wäertvoll Legierungen bäigefüügt ginn, déi net nëmmen héich Käschten hunn, awer och eng schlecht Zähegkeet.

Kontrolléiert Ofkillungsbehandlung

Kontrolléiert Ofkillung war ursprénglech e Konzept am Prozess vu Stol kontrolléiert Walzen. An de leschte Joeren huet et sech zu enger effizienter an energiespuerend Wärmebehandlungsmethod entwéckelt. Wärend der Wärmebehandlung kann d'entworf Mikrostruktur kritt ginn an d'Eegeschafte vum Stol kënne verbessert ginn duerch kontrolléiert Ofkillung. D'Fuerschung iwwer kontrolléiert Walzen a Ofkillung vu Stol weist datt kontrolléiert Ofkillung d'Bildung vu staarken an härten nidderegen Kuelestoff Bainit förderen kann wann d'chemesch Zesummesetzung vum Stol gëeegent ass. Déi allgemeng benotzt Methode vun der kontrolléierter Ofkillung enthalen Drockstrahlkühlen, Laminärkühlen, Waasserkierchkühlen, Atomiséierungsofkillung, Spraykillung, Plackturbulent Ofkillung, Waasser-Loft Spraykillung, an direkt Quenching, etc. 8 Aarte vu Kontrollkühlungsmethoden ginn allgemeng benotzt. .

Hëtzt Behandlung Veraarbechtung Method

Geméiss dem Ausrüstungsstatus vun der Firma an aktuellen Bedéngungen, adoptéiere mir eng kontinuéierlech Ofkillungswärmebehandlungsmethod. De spezifesche Prozess ass d'Heiztemperatur duerch AC3 + (50 ~ 100) Celsius ze erhéijen no enger bestëmmter Heizungsquote an d'Ofkillung ze beschleunegen andeems Dir de Waasser-Loft Spraykühlungsapparat benotzt, dee vun eiser Firma entwéckelt gouf, sou datt d'Material Loftgekillt ass an selwer gehärt. Et kann komplett an homogen Bainite Struktur kréien, excellent Leeschtung erreechen, selbstverständlech iwwer déi selwecht Produiten, an eliminéiert zweet Zorte vun temperament brittleness.

D'Resultater

• Metallographesch Struktur: 6,5 Grad Kärgréisst
• HRC 45-50
• D'Schuelliner vun der grousser semi-autogener Millen produzéiert vun eiser Firma gouf fir bal 3,5 Joer op der Φ 9,15 m semi-autogen Millen an der Baima Mine vu Panzhihua Iron and Steel Group Co., Ltd benotzt. 4 Méint, an de längsten Service Liewen ass 7 Méint. Mat der Erhéijung vum Liewensdauer sinn d'Eenheetsschleifkäschte staark reduzéiert, d'Frequenz vum Ersatz vun der Fusiounsplack ass staark reduzéiert, d'Produktiounseffizienz gëtt wesentlech verbessert an de Virdeel ass evident.
• D'Materialwahl ass de Schlëssel fir d'Liewensdauer vun de Millenlinnen vun der grousser semi-autogener Millen ze verbesseren, an d'Legierung vu Stolqualitéiten ass en effektive Wee fir d'Verschleißbeständegkeet ze verbesseren.
• D'Bainit Struktur mat héijer Kraaft an héijer Zähegkeet ass d'Garantie fir de Liewensdauer vun der Shelllinn vun der semi-autogener Millen ze verbesseren.
• De Gossprozess an de Wärmebehandlungsprozess si perfekt fir sécherzestellen datt d'Gussstruktur dicht ass, wat d'Liewensdauer vun der semi-autogener Millen Shellliner effektiv verbesseren kann.

Nick Sun       [email protected]