ABD-Çin ticaret savaşından ve piyasalarda hasara yol açan ve madencilik üretimi görünümlerini sert bir şekilde vuran koronavirüs kaynaklı kilitlenmelerden öğrenilecek bir ders, Kuzey Amerika'nın daha sağlam yerel tedarik zincirleri kurması gerektiğidir.

ABD, covid-19 krizine sınırlarını kapatarak yanıt verdi ve şirketler, dünya çapındaki madenlerdeki operasyonlar durma noktasına gelirken üretimi sınırlayarak yanıt verdi.

ABD'nin nadir toprak ithalatını potansiyel olarak kesebilecek Çin'deki üretim tesislerinin kapatılması, ülkenin nadir toprak ihtiyaçları için Çin'e bağımlı olduğu gerçeğine ışık tuttu.

ABD hükümeti, kritik minerallerin Çin dışından tedarik edilmesini sağlamak için çabalarını hızlandırdı. Bu girişimlerin bir parçası olarak, yakın zamanda Grönland ile ülkenin jeolojisinin haritasını çıkarmak için hiper-spektral bir araştırma yapmak için bir mutabakat zaptı imzaladı.

Nadir toprak mıknatıslarına olan talep, esas olarak elektrikli araçlar, rüzgar jeneratörleri, tıbbi cihazlar, akıllı telefonlar ve havacılık ve savunma uygulamaları tarafından yönlendirilmektedir.

ABD, yılda 14 milyar dolarlık nadir toprak mıknatıs pazarının %60'tan fazlasının Çin tarafından kontrol edildiğini ve Made in China 2025 kapsamında, mıknatısları ihraç etmek yerine bitmiş ve yarı bitmiş ürünlerde giderek artan bir şekilde nadir toprak mıknatıslarını kullanan Çin'in olduğunu söylüyor. Batı Teksas'taki Round Top ağır nadir toprak ve kritik mineraller projesinin finansman ve geliştirme ortağı olan Rare Earth ve endüstri kaynakları, nadir toprak mıknatıs pazarının 2027 yılına kadar neredeyse iki katına çıkacağını tahmin ediyor.

USA Rare Earth ayrıca Amerika'daki tek nadir toprak mıknatıs üretim tesisini inşa etmek için gerekli ekipmanı satın alıyor.

ABD'deki tek aktif nadir toprak madeni California'daki Mountain Pass'tir. Mothball döneminden sonra üretime geri döndü - ancak şimdi neredeyse onda birine Çinli bir yatırımcının sahip olduğu MP Materials'a ait.

ABD Jeolojik Araştırmaları maden üretimine ilişkin yıllık raporunu hazırladığında - ABD teknik olarak sıfır nadir toprak oksit üretiyor çünkü Mountain Pass'tan çıkanlar Çin'e gönderiliyor, ABD Nadir Toprak danışma kurulu üyesi Dan McGroarty MINING.COM'a söyledi. .

Kritik bir mineral stoğu oluşturmak

McGroarty 2014'te Obama yönetiminin iki nadir toprak elementini, terbiyum ve disprosyumu Ulusal Savunma stoğuna dahil edilmek üzere nadir toprak elementleri listesinde yer aldığını söyledi.

“Bu, ABD'de terbiyum ve disprosyum üretiminin olmadığı bir noktadaydı. Bunlar, Round Top'da sahip olduğumuz hacim olarak en büyük iki nadir toprak elementidir. Bu açıdan çok güçlü bir uyum var,” dedi McGroarty.

“Başkan'ın geçen yaz Savunma Üretim Yasası (DPA) kapsamında… nadir toprak elementleri için tüm tedarik zincirini DPA kapsamında 'ulusal savunma için gerekli' olarak belirleme kararı, nadir toprak uzayında finansmana izin veren şey budur. – ve dahası da geliyor” dedi.

“Birkaç açıdan çok benzersiz bir birikimimiz var - bir dizi savunma uygulaması ve üretimle ilgili olan birçok nadir toprak elementi kategorisinde bulunan 17 nadir toprak elementinden 16'sına sahibiz. ABD Rare Earth CEO'su Pini Althaus, muhtemelen Çin dışındaki dünyadaki en büyük ağır nadir toprak yatağıdır" dedi.

"Ayrıca önemli miktarda lityuma sahibiz, 2023 yılına kadar ABD'nin en büyük 2. üreticisi olacağız, bu nedenle çok çeşitli bir projemiz var… büyük altyapı mevcut."

USA Rare Earth, projede 130 yıl artı maden ömrü öngörüyor, ancak PEA ekonomisi ilk 20 yıla odaklanıyor.

Althaus, çoğu nadir toprak tortusu için nadir olan tortuyu liç edebileceklerini söyledi.

Althaus, "Yatırım maliyetimiz ile işletme giderimizin düşük olması arasında - fiyatlandırma konusunda Çin ile rekabet edebiliyoruz" dedi.

USA Rare Earth, Aralık 2019'da, Round Top projesinden sızan nadir toprak ve diğer teknoloji metallerini ve kritik mineralleri tamamen ayırmak ve saflaştırmak amacıyla Wheat Ridge, Colorado'da bir pilot tesis kurduklarını duyurdu.

Colorado pilot tesisi, tüm nadir toprak elementlerini - ışıklar, ortalar ve ağırlar - ayırma yeteneğine sahip Çin dışındaki ilk işleme tesisi olacak.

Althaus, tesisin maden inşaatına başlayacakları Teksas'a taşınacağını söyledi.

Wheat Ridge tesisi, Round Top'tan alınan hammaddeden yararlanan %100 ABD merkezli nadir toprak oksit tedarik zincirinin ikinci parçasıdır.

Althaus, Colorado tesisinin inşaatının tamamlandığını ve önümüzdeki hafta açılmasının planlandığını söyledi.

Nisan ayının başlarında şirket, Hitachi Metals America tarafından daha önce Kuzey Carolina'da sahip olunan ve işletilen neodimiyum demir bor (NdFeB) kalıcı mıknatıs üretim ekipmanını satın aldığını duyurdu.

USA Rare Earth, önceliği Round Top projesine iyi erişim olmak üzere, yeni mıknatıs operasyonunun nereye yerleştirileceğine dair bir karar verilene kadar ekipmanı depolayacaktır.

ABD Ordusu olası yatırımcılar arasında ve Round Top taleplerin bir parçası.

Savunma Bakanlığı'ndan (DOD) iki talep geldi. İlki 2019'un sonlarında işlem görüyor ve bir yanıt bekliyor. 2 Mart'ta hafif nadir toprak elementleri hakkında başka bir talep vardı.

DOD, işlenmesini ve saflaştırılmasını istediği nadir toprak elementlerini seçtiği için Round Top, bir DOD hibesinin parçası olmuştur.

USA Rare Earth, Mart ayında emekli Ordu Generali Paul J. Kern'in yönetim kuruluna atandığını duyurdu.

General Kern, 1956'da federal kanunla bilimsel, teknik, üretim, satın alma süreci ve politikaları ve Savunma Bakanlığı'nı ilgilendiren diğer konularda bağımsız tavsiye ve tavsiyeler sağlamak üzere kurulan Savunma Bilim Kurulu'nun bir üyesidir.

USA Rare Earth, Round Top'u 30 ay içinde üretime geçirmeyi hedefliyor, ancak McGroarty, zaman çizelgesini hızlandırabilirlerse yapacaklarını söyledi.

“Başkanın geçen yaz, Savunma Üretim Yasası (DPA) kapsamında … nadir toprak elementleri için tüm tedarik zincirini DPA kapsamında acil bir malzeme olarak belirleme kararı, nadir toprak elementleri alanında finansmana izin veren şey budur - ve var devamı geliyor.”

“Ekonomiye önemli bir etkisi olacak. İstihdam yaratma ve üretim açısından 500 milyar ila 1 trilyon dolarlık bir etkiden bahsediyoruz… elektrikli araç sektörüne her şey” dedi Althaus.

Althaus, "Pratik açıdan bakıldığında, birçok şirketin denizaşırı ülkelere gitmesinin nedenlerinden biri, işçilik maliyetleri bir yana, hammaddeler ve işleme kapasiteleri Çin'de" dedi. “Bu bir ulusal güvenlik sorunu, ekonomik bir sorun, bir üretim sorunu, istihdam yaratma sorunu ve ABD… bunu eve geri getirmeye çalışıyor.”

Otojen değirmen, hem kırma hem de öğütme işlevlerine sahip yeni bir öğütme ekipmanı türüdür. öğütme malzemesinin kendisini ortam olarak Yarı otojen değirmen, otojen değirmene az sayıda çelik bilye eklemektir, işleme kapasitesi %10 - %30 oranında artırılabilir, birim ürün başına enerji tüketimi %10 - %20 oranında azaltılabilir, ancak astar aşınması nispeten %15 artar ve ürün inceliği daha kabadır. Yarı otojen değirmenin önemli bir parçası olarak, SAG değirmeninin çalışması sırasında gömlek kaldırma kirişi tarafından kaldırılan çelik bilyenin diğer uçtaki gömlek üzerine çarpması nedeniyle silindir gövdesinin kabuk gömlekleri ciddi şekilde hasar görmektedir.

2009 yılında, Panzhihua Iron and Steel Co., Ltd.'de, yıllık 2 milyon ton/set tasarım kapasiteli 7.53 × 4.27 çapa sahip iki yeni yarı otojen değirmen inşa edildi. 2011 yılında, Panzhihua Iron and Steel Co., Ltd.'nin Baima konsantratöründe, yıllık tasarım kapasitesi 5 milyon ton olan 9.15 × 5.03 çapında yeni bir yarı otojen değirmen inşa edildi. 9.15 × 5.03 çapa sahip yarı otojen değirmenin deneme operasyonundan bu yana, değirmenin kabuk gömlekleri ve ızgara plakası sıklıkla kırılıyor ve çalışma oranı sadece %55'tir, bu da üretimi ve verimliliği ciddi şekilde etkiler.

Panzhihua Iron and Steel Group'un Baima madenindeki 9.15 m yarı otojen değirmeninde birçok üretici tarafından üretilen silindir gömleği kullanıldı. En uzun hizmet ömrü 3 aydan azdır ve en kısa ömür sadece bir haftadır, bu da yarı otojen değirmenin düşük verimliliğine ve büyük ölçüde artan üretim maliyetine yol açar. H&G Makine A.Ş.; Ltd  , sürekli araştırma ve test için 9.15 m yarı otojen değirmen sahasının derinliklerine indi. Döküm malzemesinin optimizasyonu, döküm işlemi ve ısıl işlem süreci sayesinde Baima madeninde üretilen kabuk astarların hizmet ömrü 4 ayı aştı ve etkisi açıktır.

Cause analysis of short life of SAG mill shell liners

Baima yoğunlaştırıcıda φ 9.15 × 5.03 yarı otojen değirmenin parametreleri ve yapısı. Tablo 1 parametre tablosudur:

Eski SAG değirmen dış kaplamalarının arıza analizi

Baima konsantratöründe φ 9.15 × 5.03 yarı otojen değirmenin devreye alınmasından bu yana, ekonomik faydaları ciddi şekilde etkileyen değirmen gömleklerinin düzensiz hasar görmesi ve değiştirilmesi nedeniyle işletme oranı sadece yaklaşık %55'tir. Kabuk astarının ana arıza modu Şekil 1 (a)'da gösterilmektedir. Yerinde incelemeye göre, Şekil 2(b)'deki durumla tutarlı olan ana arıza parçaları SAG değirmen kabuk gömlekleri ve kafes levhadır. Diğer faktörleri yalnızca astarın kendi analizinden hariç tutuyoruz, ana problemler aşağıdaki gibidir:

1. Yanlış malzeme seçimi nedeniyle, silindirin astar plakası kullanım sürecinde deforme olur, bu da astar plakasının karşılıklı ekstrüzyonu ile sonuçlanır, bu da kırılma ve hurdaya neden olur;

2. Silindir gömleğinin kilit parçası olarak, aşınma direncinin olmaması nedeniyle, gömlek kalınlığı yaklaşık 30 mm olduğunda, dökümün toplam mukavemeti azalır ve çelik bilye darbesine direnilemez, bu da kırılmaya neden olur ve hurdaya ayırma;

3. Erimiş çelikteki safsızlıklar, yüksek gaz içeriği ve kompakt olmayan yapı gibi döküm kalitesi kusurları, dökümlerin mukavemetini ve tokluğunu azaltır.

SAG değirmen dış kaplamalarının yeni malzeme tasarımı

Kimyasal bileşim seçiminin ilkesi, dış kaplamanın ve ızgara plakasının mekanik özelliklerinin aşağıdaki gereksinimleri karşılamasını sağlamaktır:

1) Yüksek aşınma direnci. Kabuk astarının ve ızgara plakasının aşınması, kabuk astarının hizmet ömrünün azalmasına yol açan ana faktördür ve aşınma direnci, kabuk astarı ve ızgara plakasının hizmet ömrünü temsil eder.

2) Yüksek darbe tokluğu. Darbe tokluğu, belirli bir dış kuvveti anında taşıdıktan sonra orijinal halini geri kazanabilen bir özelliktir. Böylece çelik bilyenin çarpması sırasında kabuk astarı ve ızgara plakası çatlamaz.

Kimyasal bileşim

1) Karbon ve C içeriği, özellikle darbe yükü olmak üzere farklı aşınma koşulları altında %0,4 ile %0,6 arasında kontrol edilir;

2) Sonuçlar, Si ve Si içeriğinin ferriti güçlendirdiğini, akma oranını artırdığını, tokluğu ve plastisiteyi azalttığını ve temper kırılganlığını artırma eğiliminde olduğunu ve içeriğin %0.2-0.45 arasında kontrol edildiğini;

3) Mn içeriği, Mn elementi esas olarak çözelti güçlendirme, mukavemet, sertlik ve aşınma direncini artırma, temper kırılganlığını ve kabalaştırma yapısını artırma rolünü oynar ve içerik% 0.8-2.0 arasında kontrol edilir;

4) Krom içeriği, aşınmaya dayanıklı çeliğin önemli bir elementi olan Cr elementi, çelik üzerinde büyük bir güçlendirme etkisine sahiptir ve çeliğin mukavemetini, sertliğini ve aşınma direncini iyileştirebilir ve içeriği % 1.4-3.0 arasında kontrol edilir;

5) Mo içeriği, Mo elementi, aşınmaya dayanıklı çeliğin ana unsurlarından biridir, ferritin güçlendirilmesi, tahılın rafine edilmesi, temper kırılganlığının azaltılması veya ortadan kaldırılması, çeliğin mukavemet ve sertliğinin iyileştirilmesi, içerik % 0.4-1.0 arasında kontrol edilir;

6) Ni içeriği %0.9-2.0 aralığında kontrol edilir,

7) Vanadyum içeriği küçük olduğunda, tane boyutu rafine edilir ve tokluk iyileştirilir. Vanadyum içeriği %0.03-0.08 arasında kontrol edilebilir;

8) Sonuçlar, titanyumun deoksidasyon ve tane inceltme etkisinin açık olduğunu ve içeriğin %0.03 ile %0.08 arasında kontrol edildiğini göstermektedir;

9) Erimiş çeliği saflaştırabilir, mikro yapıyı iyileştirebilir, gaz içeriğini ve çelikteki diğer zararlı elementleri azaltabilir. Yüksek çeliğin mukavemeti, plastisitesi ve yorulma direnci %0.04-0.08 arasında kontrol edilebilir;

10) P ve s içeriği %0.03'ün altında kontrol edilmelidir.

Bu nedenle, yeni tasarım SAG değirmen dış kaplamalarının kimyasal bileşimi şöyledir:

Döküm Teknolojisi

Döküm teknolojisinin kilit noktaları

1. Karbondioksit sodyum silikat kendiliğinden sertleşen kum, kalıplama kumunun nem içeriğini sıkı bir şekilde kontrol etmek için kullanılır;
2. Alkol bazlı saf zirkon toz boya kullanılacak olup, son kullanma tarihi geçmiş ürünler kullanılmayacaktır;
3. Tüm katı numuneyi yapmak için köpük kullanarak, her bir döküm fileto, kesin boyut ve makul yapı gerektiren gövde üzerine çıkarılmalıdır;
4. Kalıplama işleminde, deformasyon sıkı bir şekilde kontrol edilmeli ve operatör kumu eşit şekilde koymalı ve kum kalıbı yeterince kompakt ve eşit olmalı ve aynı zamanda gerçek numunenin deformasyonundan kaçınılmalıdır;
5. Kalıp modifikasyonu sürecinde, kum kalıbının boyutsal doğruluğunu sağlamak için boyut kesinlikle kontrol edilmelidir;
6. Kutu kapatılmadan önce kum kalıbı kurutulmalıdır;
7. Düzensiz duvar kalınlığından kaçınmak için her bir çekirdeğin boyutunu kontrol edin.

Döküm işlemi

Döküm sıcaklığı, dökümlerin iç yapısını etkileyen ana faktördür. Dökme sıcaklığı çok yüksekse, erimiş çeliğin aşırı ısınan ısısı büyüktür, dökümün büzülme gözenekliliği ve kaba yapısı üretmesi kolaydır; dökme sıcaklığı çok düşükse, sıvı çeliğin aşırı ısınan ısısı küçüktür ve dökme yeterli değildir. Dökme sıcaklığı 1510 ℃ ve 1520 ℃ arasında kontrol edilir, bu da iyi bir mikro yapı ve tam dolum sağlayabilir. Uygun dökme hızı, kompakt yapının anahtarıdır ve yükselticide büzülme boşluğu yoktur. Döküm hızı soğutma suyu borusunun konumuna yakın olduğunda “önce yavaş, sonra hızlı, sonra yavaş” ilkesine uyulacaktır. Yani yavaş yavaş dökmeye başlamak. Erimiş çelik döküm gövdesine girdiğinde, erimiş çeliğin yükselticiye hızla yükselmesini sağlamak için dökme hızı artırılır ve ardından dökme yavaştır. Erimiş çelik, kolon yüksekliğinin 2 / 3'üne girdiğinde, kolon, dökümün sonuna kadar dökümü telafi etmek için kullanılır.

Isı tedavisi

Orta ve düşük karbonlu yapısal çeliklerin uygun şekilde alaşımlanması, perlit dönüşümünü önemli ölçüde geciktirebilir ve beynit dönüşümünü vurgulayabilir, böylece beynit baskın yapı, beynitik çelik olarak adlandırılan östenitlemeden sonra geniş bir sürekli soğutma hızı aralığında elde edilebilir. Beynitik çelik, daha düşük soğutma hızıyla daha kapsamlı özellikler elde edebilir, böylece ısıl işlem sürecini basitleştirir ve deformasyonu azaltır.

izotermal tedavi

Süper çelik ve nano çelik malzemelerin geliştirilmesinin yönlerinden biri olan izotermal işlemle beynit çelik malzemelerin elde edilmesi, demir ve çelik metalurjisi alanında büyük bir başarıdır. Ancak, östemperleme işlemi ve ekipmanı karmaşıktır, enerji tüketimi büyüktür, ürün maliyeti yüksektir, orta kirlilik ortamını söndürme, uzun üretim döngüsü vb.

Hava soğutma tedavisi

İzotermal işlemin eksikliklerini gidermek için, dökümden sonra hava soğutması ile bir tür beynitik çelik hazırlanmıştır. Ancak daha fazla beynit elde etmek için sadece maliyeti yüksek değil aynı zamanda tokluğu da düşük olan bakır, molibden, nikel ve diğer değerli alaşımların eklenmesi gerekir.

Kontrollü soğutma işlemi

Kontrollü soğutma, başlangıçta çelik kontrollü haddeleme sürecinde bir kavramdı. Son yıllarda verimli ve enerji tasarrufu sağlayan bir ısıl işlem yöntemine dönüşmüştür. Isıl işlem sırasında kontrollü soğutma ile tasarlanan mikro yapı elde edilebilir ve çeliğin özellikleri iyileştirilebilir. Çeliğin kontrollü haddelenmesi ve soğutulması üzerine yapılan araştırmalar, kontrollü soğutmanın, çeliğin kimyasal bileşimi uygun olduğunda güçlü ve sert düşük karbonlu beynit oluşumunu destekleyebileceğini göstermektedir. Yaygın olarak kullanılan kontrollü soğutma yöntemleri arasında basınçlı jet soğutma, laminer soğutma, su perdesi soğutma, atomizasyon soğutma, püskürtmeli soğutma, plaka türbülanslı soğutma, su-hava püskürtmeli soğutma ve doğrudan söndürme vb. bulunur. 8 çeşit kontrol soğutma yöntemi yaygın olarak kullanılır. .

Isıl işlem işleme yöntemi

Şirketin ekipman durumuna ve fiili koşullara göre sürekli soğutma ısıl işlem yöntemini benimsiyoruz. Spesifik işlem, ısıtma sıcaklığını belirli bir ısıtma hızına göre AC3 + (50~100) santigrat derece artırmak ve malzemeyi hava ile soğutmak için firmamız tarafından geliştirilen su-hava püskürtmeli soğutma cihazını kullanarak soğutmayı hızlandırmaktır. kendinden sertleştirilmiş. Tam ve homojen beynit yapı elde edebilir, aynı ürünlerden açıkça üstün olan mükemmel performans elde edebilir ve ikinci tip temper kırılganlığını ortadan kaldırabilir.

Sonuçlar

• Metalografik yapı: 6.5 dereceli Tane boyutu
• sıcak rulo 45-50
• Şirketimiz tarafından üretilen büyük yarı otojen değirmenin dış kaplaması, Panzhihua Iron and Steel Group Co., Ltd.'nin Baima madenindeki Φ 9.15 m yarı otojen değirmende yaklaşık 3.5 yıldır kullanılmaktadır. 4 ay ve en uzun hizmet ömrü 7 aydır. Hizmet ömrünün artmasıyla, birim öğütme maliyeti büyük ölçüde azalır, kaplama plakasının değiştirilme sıklığı büyük ölçüde azalır, üretim verimliliği önemli ölçüde iyileştirilir ve fayda açıktır.
• Malzeme seçimi, büyük yarı otojen değirmenin değirmen gömleklerinin hizmet ömrünü iyileştirmenin anahtarıdır ve çelik kalitelerinin alaşımlanması, aşınma direncini iyileştirmenin etkili bir yoludur.
• Yüksek mukavemetli ve yüksek tokluğa sahip beynit yapı, yarı otojen değirmenin kabuk astarının hizmet ömrünü iyileştirmenin garantisidir.
• Döküm süreci ve ısıl işlem süreci, döküm yapısının yoğun olmasını sağlamak için mükemmeldir, bu da yarı otojen değirmen kabuk astarının hizmet ömrünü etkili bir şekilde artırabilir.

Nick Sun       [email protected]