Isang aral na matututuhan mula sa digmaang pangkalakalan ng US-China at mga pag-lock na dulot ng coronavirus na nagdudulot ng kalituhan sa mga merkado at naaapektuhan ng husto ang mga pananaw sa produksyon ng pagmimina - ay ang North America ay kailangang magtatag ng mas matatag na mga domestic supply chain.

Tumugon ang US sa krisis sa covid-19 sa pamamagitan ng pagsasara ng mga hangganan nito at tumugon ang mga kumpanya sa pamamagitan ng paglilimita sa produksyon, habang ang mga operasyon sa mga minahan sa buong mundo ay huminto.

Ang mga pagsasara sa mga planta ng pagmamanupaktura sa China na maaaring maputol ang pag-import ng mga rare earth ng US ay nagbigay-pansin sa katotohanang umaasa ang bansa sa China para sa mga pangangailangan nito sa rare earths.

Pinaigting ng gobyerno ng US ang mga pagsisikap upang matiyak ang supply ng mga kritikal na mineral mula sa labas ng China. Bilang bahagi ng mga hakbangin na iyon, kamakailan ay nilagdaan nito ang isang memorandum ng pagkakaunawaan sa Greenland upang magsagawa ng hyper-spectral survey upang imapa ang heolohiya ng bansa.

Ang pangangailangan para sa mga rare earth magnet ay pangunahing hinihimok ng mga de-koryenteng sasakyan, wind generator, mga medikal na kagamitan, smart phone, at aerospace at mga application ng depensa.

Ang $14 bilyon-isang-taon na rare earth magnet market ay higit sa 60% na kontrolado ng China na, sa ilalim ng Made in China 2025, ay lalong gumagamit ng rare earth magnets sa mga tapos at semi-tapos na mga produkto, kumpara sa pag-export ng mga magnet, sabi ng USA Ang Rare Earth, ang kasosyo sa pagpopondo at pagpapaunlad ng Round Top heavy rare earth at mga kritikal na mineral na proyekto sa West Texas, at tinatantya ng mga pinagmumulan ng industriya ang rare earth magnet market ay halos doble sa 2027.

Bumibili din ang USA Rare Earth ng mga kagamitan na kailangan para maitayo ang tanging pasilidad ng produksyon ng rare earth magnet sa Americas.

Ang tanging aktibong minahan ng rare earth sa US ay ang Mountain Pass sa California. Pagkatapos ng isang panahon ng mothball, ito ay muli sa produksyon - ngunit ngayon ay pag-aari ng MP Materials, na halos ikasampung pag-aari ng isang Chinese na mamumuhunan.

Kapag ginawa ng US Geological Survey ang taunang ulat nito sa produksyon ng mineral – ang US ay teknikal na gumagawa ng zero rare earth oxides dahil ang lumalabas sa Mountain Pass ay ipinapadala sa China, sinabi ni Dan McGroarty, miyembro ng advisory board ng USA Rare Earth, sa MINING.COM .

Pagbuo ng isang kritikal na stockpile ng mineral

Sinabi ni McGroarty noong 2014, itinalaga ng administrasyong Obama ang dalawang rare earth, terbium at dysprosium, na nasa listahan ng mga rare earth para sa pagkuha sa stockpile ng National Defense.

"Iyon ay sa isang punto kung saan walang produksiyon ng terbium at dysprosium sa US. Iyan ang dalawang pinakamalaki, ayon sa dami, mga bihirang lupa na mayroon tayo sa Round Top. Sa paggalang na iyon, mayroong isang napakalakas na pagkakahanay, "sabi ni McGroarty.

“Ang desisyon na ginawa ng Pangulo noong tag-araw, sa ilalim ng Defense Production Act (DPA)…upang italaga ang buong supply chain para sa mga rare earth bilang 'esensyal sa pambansang depensa' sa ilalim ng DPA, iyon ang nagpapahintulot sa pagpopondo sa rare earths space – at may darating pa,” aniya.

“Mayroon kaming napaka-natatanging deposito sa ilang aspeto – mayroon kaming 16 sa 17 rare earth, na marami sa mga kategorya ng rare earth na nagsasalita sa ilang application ng depensa, at pagmamanupaktura. Ito marahil ang pinakamalaking heavy rare earths deposit sa mundo sa labas ng China," sabi ni Pini Althaus, CEO ng USA Rare Earth.

"Mayroon din kaming malaking halaga ng lithium, kami ang magiging ika-2 pinakamalaking producer sa US sa 2023, kaya mayroon kaming isang napaka-diversified na proyekto... na may malalaking imprastraktura sa lugar."

Ang USA Rare Earth ay nag-iisip ng 130 taon kasama ang buhay ng minahan sa proyekto, ngunit ang PEA economics ay nakatuon sa unang 20 taon.

Sinabi ni Althaus na nagagawa nilang i-heap leach ang deposito, na bihira para sa karamihan ng mga rare earth na deposito.

"Sa pagitan ng aming capex at opex na mababa - nagagawa naming makipagkumpitensya sa China sa pagpepresyo," sabi ni Althaus.

Inanunsyo ng USA Rare Earth noong Disyembre 2019 na magbubukas sila ng pasilidad ng pilot plant sa Wheat Ridge, Colorado para sa layunin ng ganap na paghihiwalay at paglilinis ng rare earth at iba pang tech na metal at kritikal na mineral, na na-leach mula sa ore mula sa Round Top na proyekto.

Ang Colorado pilot plant ang magiging unang pasilidad sa pagpoproseso sa labas ng China na may kakayahang paghiwalayin ang buong hanay ng mga rare earth - mga ilaw, mids at heavy.

Sinabi ni Althaus na ang planta ay ililipat sa Texas, kung saan sisimulan nila ang pagtatayo ng minahan.

Ang planta ng Wheat Ridge ay ang pangalawang piraso ng isang 100% US-based na rare earths oxide supply chain, na kumukuha sa feedstock mula sa Round Top.

Kumpleto na ang konstruksyon sa pasilidad ng Colorado, at nakatakdang magbukas sa susunod na linggo, sabi ni Althaus.

Noong unang bahagi ng Abril, inihayag ng kumpanya na binili nito ang neodymium iron boron (NdFeB) permanent magnet manufacturing equipment na dating pagmamay-ari at pinamamahalaan ng Hitachi Metals America sa North Carolina.

Ang USA Rare Earth ay mag-iimbak ng kagamitan habang nakabinbin ang isang desisyon tungkol sa kung saan hahanapin ang bagong operasyon ng magnet, na ang priyoridad ay magandang access sa Round Top na proyekto.

Ang US Military ay kabilang sa mga posibleng mamumuhunan - at ang Round Top ay bahagi ng mga solicitations.

May dalawang solicitation na lumabas sa Department of Defense (DOD). Ang unang isinara noong huling bahagi ng 2019 sa paligid ng pagproseso at naghihintay ng tugon. Noong Marso 2, nagkaroon ng isa pang solicitation sa mga light rare earth.

Ang Round Top ay naging bahagi ng isang DOD grant, dahil pinipili ng DOD ang mga rare earth na gusto nitong iproseso at linisin.

Inanunsyo ng USA Rare Earth noong Marso ang pagtatalaga kay retired Army General Paul J. Kern sa board of directors nito.

Si General Kern ay isang miyembro ng Defense Science Board, na itinatag ng pederal na batas noong 1956 upang magbigay ng independiyenteng payo at rekomendasyon sa siyentipiko, teknikal, pagmamanupaktura, proseso at mga patakaran sa pagkuha, at iba pang mga bagay na interesado sa Kagawaran ng Depensa.

Nilalayon ng USA Rare Earth na magkaroon ng Round Top sa produksyon sa loob ng 30 buwan, ngunit sinabi ni McGroarty kung mapapabilis nila ang timeline - gagawin nila.

“Ang desisyon na ginawa ng pangulo noong tag-araw, sa ilalim ng Defense Production Act (DPA) …na italaga ang isang buong supply chain para sa mga rare earth bilang isang madaliang materyal sa ilalim ng DPA, iyon ang nagpapahintulot sa pagpopondo sa rare earths space – at mayroong marami pang darating.”

“Magkakaroon ng malaking epekto sa ekonomiya. Pinag-uusapan natin ang tungkol sa $500 bilyon hanggang $1 trilyong epekto, sa [mga tuntunin ng] paglikha ng trabaho at pagmamanupaktura...lahat sa sektor ng de-kuryenteng sasakyan,” sabi ni Althaus.

"Mula sa praktikal na pananaw, isa sa mga dahilan kung bakit maraming kumpanya ang nawala sa pampang, bukod sa mga gastos sa paggawa, ang mga hilaw na materyales at mga kakayahan sa pagproseso ay nasa China," sabi ni Althaus. "Ito ay isang pambansang isyu sa seguridad, isang isyu sa ekonomiya, isang isyu sa pagmamanupaktura, ang paglikha ng trabaho, at ang US ... ay sinusubukang ibalik iyon sa bahay."

Ang autogenous mill ay isang bagong uri ng kagamitan sa paggiling na may parehong mga function ng pagdurog at paggiling. Ginagamit nito ang mismong materyal sa paggiling bilang daluyan, sa pamamagitan ng epekto sa isa't isa at epekto ng paggiling upang makamit ang comminution. Ang semi-autogenous mill ay upang magdagdag ng isang maliit na bilang ng mga bola ng bakal sa autogenous mill, ang kapasidad ng pagproseso nito ay maaaring tumaas ng 10% - 30%, ang pagkonsumo ng enerhiya sa bawat yunit ng produkto ay maaaring mabawasan ng 10% - 20%, ngunit ang Ang pagsusuot ng liner ay medyo nadagdagan ng 15%, at ang husay ng produkto ay mas magaspang. Bilang isang mahalagang bahagi ng semi-autogenous mill, ang mga shell liners ng cylinder body ay seryosong nasira dahil sa epekto ng steel ball na itinaas ng liner lifting beam sa liner sa kabilang dulo sa panahon ng operasyon ng SAG mill.

Noong 2009, dalawang bagong semi-autogenous mill na may diameter na 7.53 × 4.27 ang itinayo sa Panzhihua Iron and Steel Co., Ltd., na may taunang kapasidad ng disenyo na 2 milyong tonelada/set. Noong 2011, isang bagong semi-autogenous mill na may diameter na 9.15 × 5.03 ang itinayo sa Baima concentrator ng Panzhihua Iron and Steel Co., Ltd., na may taunang kapasidad sa disenyo na 5 milyong tonelada. Dahil ang pagsubok na operasyon ng semi-autogenous mill na may diameter na 9.15 × 5.03, ang mga shell liners at grid plate ng mill ay madalas na masira, at ang rate ng operasyon ay 55% lamang, na seryosong nakakaapekto sa produksyon at kahusayan.

Ginamit ng 9.15 m semi-autogenous mill sa minahan ng Baima ng Panzhihua Iron and Steel Group ang cylinder liner na ginawa ng maraming manufacturer. Ang pinakamahabang buhay ng serbisyo ay mas mababa sa 3 buwan, at ang pinakamaikling buhay ay isang linggo lamang, na humahantong sa mababang kahusayan ng semi-autogenous mill at lubhang tumaas na gastos sa produksyon. H&G Machinery Co.; Ltd  ay pumasok nang malalim sa site ng 9.15 m semi autogenous mill para sa patuloy na pagsisiyasat at pagsubok. Sa pamamagitan ng optimization ng casting material, casting process, at heat treatment process, ang buhay ng serbisyo ng shell liners na ginawa sa Baima mine ay lumampas sa 4 na buwan, at kitang-kita ang epekto.

Pagsusuri ng sanhi ng maikling buhay ng mga liner ng shell ng SAG mill

Ang mga parameter at istraktura ng φ 9.15 × 5.03 semi-autogenous mill sa Baima concentrator. Ang talahanayan 1 ay ang talahanayan ng parameter:

Pagsusuri ng kabiguan ng lumang mga liner ng shell ng SAG mill

Dahil ang pag-commissioning ng φ 9.15 × 5.03 semi-autogenous mill sa Baima concentrator, ang rate ng operasyon ay halos 55% lamang dahil sa hindi regular na pinsala at pagpapalit ng mga mill liners, na seryosong nakakaapekto sa mga benepisyong pang-ekonomiya. Ang pangunahing mode ng pagkabigo ng shell liner ay ipinapakita sa Fig. 1 (a). Ayon sa on-site na pagsisiyasat, ang SAG mill shell liners at lattice plate ay ang mga pangunahing bahagi ng pagkabigo, na naaayon sa sitwasyon sa Fig. 2 (b). Ibinubukod namin ang iba pang mga kadahilanan, mula lamang sa pagsusuri ng liner mismo, ang mga pangunahing problema ay ang mga sumusunod:

1. Dahil sa hindi tamang pagpili ng materyal, ang liner plate ng cylinder ay nababago sa proseso ng paggamit, na nagreresulta sa mutual extrusion ng liner plate, na nagreresulta sa bali at scrap;

2. Bilang pangunahing bahagi ng cylinder liner, dahil sa kakulangan ng wear resistance, kapag ang kapal ng liner ay humigit-kumulang 30 mm, ang kabuuang lakas ng paghahagis ay bumababa, at ang epekto ng bakal na bola ay hindi maaaring labanan, na nagreresulta sa bali at pag-scrap;

3. Ang mga depekto sa kalidad ng paghahagis, tulad ng mga dumi sa tinunaw na bakal, mataas na nilalaman ng gas, at hindi siksik na istraktura, ay nagpapababa sa lakas at tigas ng mga casting.

Bagong materyal na disenyo ng SAG mill shell liners

Ang prinsipyo ng pagpili ng komposisyon ng kemikal ay upang matugunan ng mga mekanikal na katangian ng shell liner at grid plate ang mga sumusunod na kinakailangan:

1) Mataas na wear resistance. Ang pagsusuot ng shell liner at grid plate ay ang pangunahing kadahilanan na humahantong sa pagbaba ng buhay ng serbisyo ng shell liner, at ang wear resistance ay kumakatawan sa buhay ng serbisyo ng shell liner at grid plate.

2) Mataas na epekto kayamutan. Ang katigasan ng epekto ay isang katangian na maaaring mabawi ang orihinal na estado pagkatapos na madala kaagad ang ilang panlabas na puwersa. Upang ang shell liner at grid plate ay hindi pumutok sa panahon ng epekto ng bakal na bola.

Komposisyong kemikal

1) Ang nilalaman ng carbon at C ay kinokontrol sa pagitan ng 0.4% at 0.6% sa ilalim ng iba't ibang mga kondisyon ng pagsusuot, lalo na ang epekto ng pagkarga;

2) Ang mga resulta ay nagpapakita na ang nilalaman ng Si at Si ay nagpapalakas ng ferrite, nagpapataas ng ratio ng ani, nakakabawas sa katigasan at plasticity, at may posibilidad na tumaas ang temper brittleness, at ang nilalaman ay kinokontrol sa pagitan ng 0.2-0.45%;

3) Mn nilalaman, Mn elemento pangunahing gumaganap ang papel na ginagampanan ng pagpapalakas ng solusyon, pagpapabuti ng lakas, katigasan at wear resistance, pagtaas ng init ng ulo brittleness at coarsening istraktura, at ang nilalaman ay kinokontrol sa pagitan ng 0.8-2.0%;

4) Chromium content, Cr element, isang mahalagang elemento ng wear-resistant steel, ay may malaking epekto sa pagpapalakas sa bakal at maaaring mapabuti ang lakas, tigas at wear resistance ng bakal, at ang nilalaman ay kinokontrol sa pagitan ng 1.4-3.0%;

5) Mo content, Mo element ay isa sa mga pangunahing elemento ng wear-resistant steel, pagpapalakas ng ferrite, pagpino ng butil, pagbabawas o pag-aalis ng temper brittleness, pagpapabuti ng lakas at tigas ng bakal, ang nilalaman ay kinokontrol sa pagitan ng 0.4-1.0%;

6) Ang nilalaman ng Ni ay kinokontrol sa loob ng 0.9-2.0%,

7) Kapag ang nilalaman ng vanadium ay maliit, ang laki ng butil ay pino at ang katigasan ay napabuti. Ang nilalaman ng vanadium ay maaaring kontrolin sa loob ng 0.03-0.08%;

8) Ang mga resulta ay nagpapakita na ang deoxidation at grain refinement effect ng titanium ay kitang-kita, at ang nilalaman ay kinokontrol sa pagitan ng 0.03% at 0.08%;

9) Maaaring linisin muli ang tinunaw na bakal, pinuhin ang microstructure, bawasan ang nilalaman ng gas, at iba pang mapaminsalang elemento sa bakal. Ang lakas, plasticity at paglaban sa pagkapagod ng mataas na bakal ay maaaring kontrolin sa loob ng 0.04-0.08%;

10) Ang nilalaman ng P at s ay dapat kontrolin sa ibaba 0.03%.

Kaya ang kemikal na komposisyon ng bagong disenyo ng SAG mill shell liners ay:

Teknolohiya ng Casting

Mga pangunahing punto ng teknolohiya ng paghahagis

1. Carbon dioxide sodium silicate self-hardening sand ay ginagamit upang mahigpit na kontrolin ang moisture content ng molding sand;
2. Alcohol-based pure zircon powder coating ay dapat gamitin, at ang mga expired na produkto ay hindi dapat gamitin;
3. Gamit ang foam upang gawin ang buong solidong sample, ang bawat casting fillet ay dapat ilabas sa katawan, na nangangailangan ng tumpak na sukat at makatwirang istraktura;
4. Sa proseso ng paghubog, ang pagpapapangit ay dapat na mahigpit na kinokontrol, at ang operator ay dapat maglagay ng buhangin nang pantay-pantay, at ang amag ng buhangin ay dapat na sapat na compact at kahit na, at sa parehong oras, ang pagpapapangit ng tunay na sample ay dapat na iwasan;
5. Sa proseso ng pagbabago ng amag, dapat na mahigpit na suriin ang sukat upang matiyak ang dimensional na katumpakan ng amag ng buhangin;
6. Ang amag ng buhangin ay dapat na tuyo bago isara ang kahon;
7. Suriin ang laki ng bawat core upang maiwasan ang hindi pantay na kapal ng pader.

Proseso ng paghahagis

Ang temperatura ng pagbuhos ay ang pangunahing kadahilanan na nakakaapekto sa panloob na istraktura ng mga castings. Kung ang temperatura ng pagbuhos ay masyadong mataas, ang sobrang init ng tunaw na bakal ay malaki, ang paghahagis ay madaling makagawa ng pag-urong porosity at magaspang na istraktura; kung ang temperatura ng pagbuhos ay masyadong mababa, ang sobrang init ng likidong bakal ay maliit, at ang pagbuhos ay hindi sapat. Ang temperatura ng pagbuhos ay kinokontrol sa pagitan ng 1510 ℃ at 1520 ℃, na maaaring matiyak ang magandang microstructure at kumpletong pagpuno. Ang wastong bilis ng pagbuhos ay ang susi sa compact na istraktura at walang pag-urong na lukab sa riser. Kapag ang bilis ng pagbuhos ay malapit sa posisyon ng cooling water pipe, ang prinsipyo ng "mabagal muna, pagkatapos ay mabilis, at pagkatapos ay mabagal" ay dapat sundin. Iyon ay upang simulan ang pagbuhos ng dahan-dahan. Kapag ang tinunaw na bakal ay pumasok sa casting body, ang bilis ng pagbuhos ay tataas upang mabilis na tumaas ang tinunaw na bakal sa riser, at pagkatapos ay mabagal ang pagbuhos. Kapag ang tunaw na bakal ay pumasok sa 2/3 ng taas ng riser, ang riser ay ginagamit upang mabuo ang pagbuhos hanggang sa katapusan ng pagbuhos.

Paggamot ng init

Ang wastong alloying ng medium at low carbon structural steels ay maaaring makabuluhang maantala ang pearlite transformation at i-highlight ang bainite transformation upang ang bainite dominated structure ay maaaring makuha sa isang malaking hanay ng tuluy-tuloy na rate ng paglamig pagkatapos ng austenitizing, na tinatawag na bainitic steel. Maaaring makakuha ng mas mataas na komprehensibong mga katangian ang Bainitic steel na may mas mababang rate ng paglamig, kaya pinapasimple ang proseso ng paggamot sa init at binabawasan ang pagpapapangit.

Isothermal na paggamot

Ito ay isang mahusay na tagumpay sa larangan ng bakal at bakal na metalurhiya upang makakuha ng bainite steel na materyales sa pamamagitan ng isothermal treatment, na isa sa mga direksyon ng pagbuo ng super steel at nano steel na materyales. Gayunpaman, ang proseso at kagamitan ng austempering ay kumplikado, ang pagkonsumo ng enerhiya ay malaki, ang gastos ng produkto ay mataas, ang pagsusubo ng daluyan ng polusyon sa kapaligiran, mahabang ikot ng produksyon at iba pa.

Paggamot sa paglamig ng hangin

Upang malampasan ang mga pagkukulang ng isothermal treatment, isang uri ng bainitic steel ang inihanda sa pamamagitan ng air cooling pagkatapos ng paghahagis. Gayunpaman, upang makakuha ng mas maraming bainite, ang tanso, molibdenum, nickel at iba pang mahalagang mga haluang metal ay dapat idagdag, na hindi lamang may mataas na gastos ngunit mayroon ding mahinang katigasan.

Kinokontrol na paggamot sa paglamig

Ang kinokontrol na paglamig ay orihinal na isang konsepto sa proseso ng steel controlled rolling. Sa mga nagdaang taon, ito ay naging isang mahusay at nakakatipid ng enerhiya na paraan ng paggamot sa init. Sa panahon ng paggamot sa init, ang dinisenyo na microstructure ay maaaring makuha at ang mga katangian ng bakal ay maaaring mapabuti sa pamamagitan ng kinokontrol na paglamig. Ang pananaliksik sa kinokontrol na pag-roll at paglamig ng bakal ay nagpapakita na ang kinokontrol na paglamig ay maaaring magsulong ng pagbuo ng malakas at matigas na mababang carbon bainite kapag ang kemikal na komposisyon ng bakal ay angkop. Ang karaniwang ginagamit na mga paraan ng kinokontrol na paglamig ay kinabibilangan ng pressure jet cooling, laminar cooling, water curtain cooling, atomization cooling, spray cooling, plate turbulent cooling, water-air spray cooling, at direct quenching, atbp. 8 uri ng control cooling method ang karaniwang ginagamit .

Paraan ng pagproseso ng heat treatment

Ayon sa katayuan ng kagamitan at aktwal na kondisyon ng kumpanya, gumagamit kami ng tuluy-tuloy na paraan ng paglamig ng init. Ang partikular na proseso ay upang taasan ang temperatura ng pag-init ng AC3 + (50~100) centigrade ayon sa isang tiyak na rate ng pag-init at pabilisin ang paglamig sa pamamagitan ng paggamit ng water-air spray cooling device na binuo ng aming kumpanya upang ang materyal ay pinalamig ng hangin at pinatigas ang sarili. Maaari itong makakuha ng kumpleto at homogenous na istraktura ng bainite, makamit ang mahusay na pagganap, malinaw na mas mataas sa parehong mga produkto, at alisin ang mga pangalawang uri ng malutong na init ng ulo.

Ang mga Resulta

• Istraktura ng metallograpiko: 6.5 grado Laki ng butil
• HRC 45-50
• Ang shell liner ng malaking semi-autogenous mill na ginawa ng aming kumpanya ay ginamit nang halos 3.5 taon sa Φ 9.15 m semi-autogenous mill sa minahan ng Baima ng Panzhihua Iron and Steel Group Co., Ltd. ang buhay ng serbisyo ay higit pa sa 4 na buwan, at ang pinakamahabang buhay ng serbisyo ay 7 buwan. Sa pagtaas ng buhay ng serbisyo, ang gastos ng paggiling ng yunit ay lubos na nabawasan, ang dalas ng pagpapalit ng lining plate ay lubhang nabawasan, ang kahusayan ng produksyon ay makabuluhang napabuti at ang benepisyo ay halata.
• Ang pagpili ng materyal ay ang susi upang mapabuti ang buhay ng serbisyo ng mill liners ng malaking semi-autogenous mill, at ang alloying ng steel grades ay isang epektibong paraan upang mapabuti ang wear resistance.
• Ang istraktura ng bainite na may mataas na lakas at mataas na katigasan ay ang garantiya upang mapabuti ang buhay ng serbisyo ng shell liner ng semi-autogenous mill.
• Ang proseso ng paghahagis at proseso ng paggamot sa init ay perpekto upang matiyak na ang istraktura ng paghahagis ay siksik, na maaaring epektibong mapabuti ang buhay ng serbisyo ng semi-autogenous mill shell liner.

Nick Sun       [email protected]