Uchambuzi wa Mchakato wa Mstari wa Uzalishaji wa Unga wa Slag ya Nikeli: Kutoka Taka Ngumu hadi Rasilimali ya Thamani Kubwa

Utangulizi

Taka ngumu ya nikeli ni taka ya viwandani inayotokana na uyeyushaji wa aloi za ferronikeli au nikeli ya elektrolaiti. Kiasi chake cha utoaji ni kikubwa sana—takriban mara 6 hadi 10 ya uzalishaji wa aloi za ferronikeli. Utoaji wa kila mwaka wa majivu ya nikeli nchini China umeongezeka hadi zaidi ya tani milioni 30, na hivyo kuwa taka ya nne kwa ukubwa inayotokana na uyeyushaji. Mkusanyiko mkubwa wa majivu ya nikeli sio tu unachukua ardhi ya thamani, bali pia unaweza kusababisha hatari za uchafuzi kwa udongo na maji ya ardhini.

Hata hivyo, mabaki ya nikeli si “takataka.” Vipengele vyake vikuu ni siliketi na kiasi kidogo cha oksidi za metali, vinavyojumuisha vipengele vya thamani kama nikeli iliyobaki na chuma, na vina uwezo mkubwa wa shughuli na thamani ya matumizi ya rasilimali. Kupitia usindikaji wa kisayansi ulio sahihi, mabaki ya nikeli yanaweza kubadilishwa kuwa vumbi vidogo vidogo vyenye shughuli kubwa, ambavyo vinatumika sana katika mchanganyiko wa saruji, viambatanisho vya zege, na vifaa vipya vya ujenzi, ikifikia Ubadilishaji wa taka ngumu za viwandani kuwa rasilimali za thamani kubwa.

Basi, mstari wa uzalishaji wa unga wa taka za nikeli wenye ufanisi unajengwa vipi? Makala hii inatoa uchambuzi wa kina wa mtiririko wa mchakato, uteuzi wa vifaa vya msingi, na matarajio ya matumizi kwa mistari ya uzalishaji wa unga wa matope ya nikeli.

I. Sifa za Kimwili za Slag ya Nikeli na Changamoto za Kusaga

Kuelewa sifa za malighafi ni hatua ya kwanza katika usanifu wa mchakato. Chuma cha nikeli kwa kawaida huwa kijivu-cheusi katika vifungu au chembechembe, na vipengele vyake vikuu ni pamoja na SiO₂, Fe₂O₃, Al₂O₃, n.k., na baadhi yake ina nikeli ya chuma iliyobaki, chuma, na madini mengine. Mchakato wake wa kusaga unakabiliwa na yafuatayo changamoto kuu tatu:

• Ugumu mkubwa na uwezo mkubwa wa kuchakaa: Matope ya nikeli yana ugumu wa Mohs wa takriban 5–7, na hivyo kuyaweka katika kundi la ugumu wa kati hadi mgumu. Yanaposindikwa kwa mashine za kusaga za jadi, matumizi ya umeme hufikia takriban 90 kWh kwa tani, na matumizi makubwa ya mpira wa chuma.
• Mwiano wa unyevu unaobadilikaKiasi cha unyevu kinatofautiana sana kati ya vyanzo mbalimbali, wakati mwingine kikizidi 8%, na kuathiri ufanisi wa kusaga.
• Uchafu wa metaliTaka ya nikeli ina chembechembe za mchanganyiko wa ferronikeli zilizojificha ndani yake, ambazo si tu huathiri usafi wa bidhaa bali pia husababisha uchakavu wa ziada kwenye vifaa.

Sifa hizi zinamaanisha kwamba kusaga majivu ya nikeli Huwezi kutumia tu vifaa vya kawaida vya usindikaji wa unga wa madini.; inahitaji suluhisho maalum za mchakato na vifaa maalum.

II. Mtiririko Mkuu wa Mchakato wa Mstari wa Uzalishaji wa Unga wa Slag ya Nikeli

Mitaa ya kisasa ya uzalishaji wa unga wa taka za nikeli kwa ujumla hutumia mchakato jumuishi wa “Uchakataji wa awali – kusaga – kuondoa chuma – ukusanyaji – uhifadhi”. Mtiririko wa kawaida wa mchakato wenye mill ya roller wima (VRM) kama kiini ni kama ifuatavyo:

2.1 Maandalizi ya Malighafi na Tiba ya Awali

Uchakataji wa awali wa malighafi ni msingi wa uendeshaji thabiti wa mstari wa uzalishaji.

Ukaushaji hewani kwenye eneo la kuhifadhi mifugoTaka ya nikeli inayopelekwa kiwandani huanza kukaukizwa hewani katika eneo la kuhifadhi ili kupunguza unyevu wa awali.

Udhibiti wa uchunguziUkubwa wa chembe za mabaki ya nikeli unadhibitiwa hadi chini ya 60 mm kupitia vifaa vya kuchuja ili kuhakikisha lishe sawa na thabiti.

Utagaji wa awali wa kuondoa chumaUchafu wa nikeli na chuma huondolewa kwa kutumia kichanganishi cha sumaku chenye nguvu kubwa, kisha huchujwa kwa kutumia skrini inayotetemeka ili kuhakikisha ukubwa wa chembe za malighafi ni ≤50 mm na kiwango cha unyevu ni ≤6%, hivyo kupunguza uchakavu wa vifaa na kuboresha ufanisi wa kusaga.

Baada ya matibabu ya awali, mabaki ya nikeli husafirishwa mfululizo hadi hopa ya mlisho kwa kutumia vifaa vya upakiaji, kuhakikisha upatikanaji endelevu wa nyenzo na kuepuka kusimamishwa kwa uzalishaji.

2.2 Kusaga Awali – Kinu cha Nguzo kwa “Kusaga Nyingi, Kusaga Kidogo”

Kifaa cha kulisha chenye kiwango thabiti kimewekwa kwenye mwisho wa kutolea wa hopa ya kulisha ili kulisha slag ya nikeli kwa usawa ndani ya kandara ya kusaga kwa kusaga la msingi.

Kinu cha nguzo kinachukua “kusaga zaidi, kusagika kidogo” dhana ya muundo. Kupitia kitendo cha kubana na kukata, inasaga maganda ya nikeli ili Zaidi ya 90% ya chembechembe ni ndogo kuliko 5 mm.. Majukumu muhimu ya hatua hii ni:

• Kupunguza kwa kiasi kikubwa matumizi ya nishati kwa kusaga unaofuata na kuboresha ufanisi wa jumla wa mfumo.
• Kuachilia kwa ufanisi chembe za nikeli-chuma zilizojificha katika awamu za madini ili kuwezesha urejeshaji wa metali baadaye.

2.3 Uondoaji wa Chuma kwa Hatua Tatu – Kuhakikisha Usafi wa Bidhaa

Unga laini kutoka kwa kusaga awali huingia katika Mfumo wa hatua tatu wa kuondoa chuma, kwa kutumia vitenganishi vya sumaku vya nguvu kubwa kuondoa uchafu wa chuma hatua kwa hatua.

LengoHakikisha kuwa kiwango cha mwisho cha chuma katika bidhaa kinadhibitiwa. chini ya 2%, kukidhi mahitaji ya ubora kwa vifaa vya ujenzi au vichanganyio vya unga mdogo.

2.4 Uchongaji wa Kina – Mfumo wa Kinu cha Roli Wima kwa Usindikaji wa Kina

Vumbi la chafu la nikeli lililotengwa chuma husafirishwa hadi Mfumo wa kusaga wa ngoma za kuviringisha wima kwa kusaga kwa kina. VRM ni Vifaa vya msingi ya mstari mzima wa uzalishaji, kwa kuunganisha kusaga, kukausha, na kutenganisha kwa makundi katika kitengo kimoja.

Mtiririko wa kazi:

1. Ulishaji na kusagaTaka za nikeli huingia kwenye VRM kupitia kifaa cha kulisha cha air-lock. Juu ya meza ya kusaga, inasambaa nje chini ya nguvu ya centrifugali huku ikikandamizwa kwa shinikizo kubwa na kukatwa na rollers, na hivyo kufikia kusagwa kabisa.
2. Ukaushaji wa pamojaHewa moto huingizwa kutoka chini au upande wa kusaga ili kukauka nyenzo wakati wa mchakato wa kusaga. Tanuru ya hewa moto huanza kwa wakati mmoja kutoa joto la kukauka, ikitumia gesi taka ya moshi au nishati safi kupasha hewa moto kwa kukauka mfululizo.
3. UainishajiKinu kimewekewa kichanganuzi cha daraja la juu la ufanisi. Chembechembe nene hushuka tena kwa kusagwa upya, wakati chembechembe nyembamba hubebwa na mtiririko wa hewa hadi kwenye mfumo wa kukusanya vumbi.

Kupitia usindikaji wa kina katika VRM, maganda ya nikeli husagwa hadi eneo maalum la uso la 4200–4500 cm²/g, ikikidhi viwango vya juu vya utendaji vya viongezeo vya madini.

Uchakataji wa mzunguko upyaWakati wa kusaga, uchafu mkubwa usio na mwingiliano na chembe zenye madini ya chuma nyingi ambazo haziwezi kusagwa kikamilifu hutolewa kutoka chini ya kinu kupitia tundu la kutolea. Vifaa hivi hutolewa kupitia valvu nzito ya kutolea yenye kifunga hewa, kisha husafirishwa kwa lifti ya ndoo hadi juu, ambapo hupitia Uondoaji wa chuma wa pili kupitia kichujio kavu cha sumaku ili kurejesha rasilimali za nikeli na chuma. Nyenzo iliyotengwa chuma hurudishwa kwenye mfumo wa VRM kupitia kibini cha kati kwa ajili ya usindikaji upya, kuhakikisha kuwa rasilimali ni Imetumika kikamilifu.

2.5 Utengano wa Gesi na Gumu na Ukusanyaji wa Bidhaa Zilizokamilika

Gesi iliyojaa vumbi kutoka kiwandani husafishwa kwa ufanisi mkubwa kichujio cha mfuko. Unga wa majivu ya nikeli uliokusanywa unasafirishwa hadi kwenye silo ya bidhaa iliyokamilika kupitia mfereji wa hewa au konveya ya skrubu. Baada ya matibabu, mkusanyiko wa vumbi katika gesi ya utoaji uko chini ya 10 mg/Nm³, kukidhi viwango vya mazingira.

2.6 Uhifadhi na Usafirishaji wa Bidhaa Zilizokamilika

Unga wa slaki ya nikeli uliokamilika huhifadhiwa katika silo kubwa za chuma au silo za saruji. Kifaa cha upakiaji kwa wingi au kifungashaji kimewekwa chini ya silo kwa ajili ya usafirishaji kwa wingi au kwa mifuko kulingana na mahitaji ya mteja.

III. Uchaguzi wa Vifaa: VRM dhidi ya. Kinu cha Raymond dhidi ya. Kisagaji cha mpira

Uchaguzi wa vifaa kwa ajili ya mstari wa uzalishaji wa unga wa taka za nikeli huamua moja kwa moja gharama za uwekezaji, ufanisi wa uendeshaji, na ubora wa bidhaa. Ifuatayo ni kulinganisha chaguzi kuu tatu:

Mapendekezo ya uteuzi:

• Miradi mikubwa (uzalishaji wa kila mwaka > tani 200,000): VRM ni chaguo la kwanza. Ingawa uwekezaji wa awali ni mkubwa zaidi, faida katika matumizi ya nishati, uthabiti wa ubora wa bidhaa, na gharama za uendeshaji kwa ujumla ni kubwa. Matumizi ya nishati ya mfumo wa VRM ni 20%–30% chini kuliko ile ya milo za mpira za jadi. Nchini Uchina, VRM zimetumika kwa mafanikio katika miradi mikubwa ya kusaga maganda ya nikeli kama vile Tani 300,000 kwa mwaka kiwanda huko Xuchang na Tani 300,000 kwa mwaka Kiwanda nchini Indonesia.
• Miradi midogo hadi ya kati au uwekezaji unaozingatia gharama: Kiwanda cha Raymond inaweza kuzingatiwa. Milina ya Raymond iliyoboreshwa pia ina uwezo wa kusaga mabaki ya nikeli, na ukubwa wa chembe uliokamilika unaweza kurekebishwa kati ya meshi 80–400. Hata hivyo, inapaswa kutambuliwa kwamba mabaki ya nikeli yana ugumu mkubwa (ugumu wa Mohs takriban 6–7), jambo ambalo litaathiri muda wa huduma wa sehemu zinazochakaa katika kinu cha Raymond.
• Mchakato wa jadi wa kusaga kwa mpira: Kutokana na matumizi makubwa ya umeme (90 kWh kwa tani), uwezo mdogo, na matumizi makubwa ya mipira ya chuma, Haipendekezwi tena kwa usindikaji wa maganda ya nikeli.

IV. Mifano ya Matumizi ya Kawaida

Kesi 1: Tengxin, Xuchang, Henan – Mstari wa Uzalishaji wa Unga Mdogo wa Slag ya Nikeli wa Tani 600,000 kwa Mwaka

Mnamo mwaka wa 2012, Xinxiang Great Wall ilijenga ya kwanza Tani 300,000 kwa mwaka Mstari wa uzalishaji wa majivu ya nikeli kwa Henan Xuchang Tengxin Technology Co., Ltd. Unga wote wa majivu ya nikeli uliotengenezwa uliuza kwa makampuni makubwa ya saruji na zege tayari katika na karibu na Henan, ukifikia Faida nzuri za kiuchumi na mauzo yanayostawi. Mwishoni mwa mwaka 2013, kampuni ilisaini mkataba wa mstari wa pili wa uzalishaji, ambao ulianzishwa kwa mafanikio Agosti 2014. Mistari hiyo miwili kwa pamoja huzalisha Tani 600,000 kwa mwaka ya unga mdogo wa matope ya nikeli, na kifaa kikuu kikiwa ni Kinu cha gurudumu wima cha GRMS33.

Kesi 2: PT. Gunung Steel Group, Indonesia – Mradi wa EPC wa unga mdogo wa slag ya nikeli wa tani 300,000 kwa mwaka

Mnamo 2015, baada ya ukaguzi wa eneo na kulinganisha mara kwa mara wazalishaji kadhaa wa vifaa vya kusaga majivu ya taka za viwandani kutoka China, PT. Gunung Steel Group ya Indonesia hatimaye iliamua kusaini mkataba wa EPC na Xinxiang Great Wall kwa ajili ya Tani 300,000 kwa mwaka mstari wa uzalishaji wa unga mdogo wa taka za nikeli. Kifaa kikuu kilikuwa Kinu cha gurudumu wima cha GRMS33, na mradi ulikamilika kwa mafanikio na kuanzishwa rasmi mnamo Novemba 2016. Wakati wa uendeshaji chini ya mzigo, kiwanda kilifikia uwezo wa Tani 50 kwa saa na eneo maalum la uso la 450 m²/kg, ikikidhi mahitaji yote ya usanifu kwa pato na ubora.

V. Faida za Mfumo na Manufaa Kamili

Mstari wa uzalishaji wa unga wa taka za nikeli wenye VRM kama kiini hutoa yafuatayo Faida tano muhimu:

5.1 Ufanisi wa nishati na rafiki kwa mazingira

VRM inatumia kanuni ya kusaga kwa tabaka la nyenzo, kupunguza matumizi ya nishati kwa 20%–30% Ikilinganishwa na mashine za kusaga mpira za jadi. Inaweza kutumia joto lililopotea kutoka kwenye tanuru au boiler kwa ajili ya kukausha. Mstari wa uzalishaji umewekwa na usafirishaji uliofungwa kabisa, mfumo wa kukusanya vumbi kwa shinikizo hasi, kinga ya sauti, na vifaa vya kupunguza kelele, vikidhibiti kwa ufanisi uchafuzi wa vumbi na kelele.

5.2 Kiwango cha juu cha uendeshaji kiotomatiki

Mstari mzima wa uzalishaji unatumia a Mfumo wa udhibiti uliosambazwa wa DCS, kuwezesha ufuatiliaji wa mbali, kuanzisha na kusitisha kiotomatiki, arifa za hitilafu, na kurekodi data, na hivyo kupunguza sana uingiliaji wa mikono. Mfumo wa VRM umeundwa na mfumo wa udhibiti wa upakiaji kiotomatiki unaorekebisha shinikizo la roller kwa njia ya kiholela kulingana na vigezo kama vile unene wa kitanda cha kazi, mtetemo, na matumizi ya nguvu.

5.3 Uwezo mkubwa wa kubadilika

Inaweza kushughulikia malighafi za slag ya nikeli zenye muundo tofauti, ukubwa wa chembe, na kiwango cha unyevu. Upole wa bidhaa unaweza kudhibitiwa kwa urahisi kwa kurekebisha kiasi cha hewa, joto la hewa, shinikizo la kusaga, na vigezo vingine.

5.4 Uendeshaji Thabiti

VRM inaunganisha kusaga, kukausha, na upangaji, kurahisisha mtiririko wa mchakato, kupunguza idadi ya sehemu zinazoweza kushindwa, na kupunguza gharama za matengenezo. Mfumo umewekwa ufuatiliaji wa mtandaoni wa vipimo vingi kama joto, shinikizo, mtetemo, n.k., kuhakikisha usalama wa vifaa.

5.5 Faida Pacha

Faida za kiuchumiUrejeshaji wa metali za thamani za nikeli na chuma; vumbi vidogo vya slag ya nikeli vinavyouzwa kama kiambato cha saruji vina matarajio makubwa sokoni. Faida za kimazingira: Kupunguza uchafuzi wa ardhi na mazingira unaotokana na mabaki ya chuma; kuendana na uchumi wa mzunguko wa kitaifa na mwelekeo wa kimkakati wa maendeleo wa “kaboni mbili”.

Mstari wa uzalishaji wa unga wa taka za nikeli ni njia muhimu ya kubadilisha taka ngumu za viwandani kuwa rasilimali zenye thamani kubwa. Suluhisho la kisasa la mchakato lililolenga Kisagaji cha mviringo wima, kupitia mtiririko uliounganishwa wa “matibabu ya awali – kusaga – kuondoa chuma – ukusanyaji – uhifadhi”, hufikia fanisi, za kuokoa nishati, na safi matumizi ya mabaki ya nikeli.

Iwe kutoka kwa mtazamo wa mshinikizo wa kimazingira (kupunguza uchafuzi wa ardhi na uchafuzi) au Mapato ya kiuchumi (kuokoa metali za thamani na kuzalisha vumbi vidogo vyenye thamani kubwa), kujenga mstari wa uzalishaji wa vumbi la taka ya nikeli uliobuniwa kisayansi ni Uamuzi wenye busara kwa makampuni ya metallurgia na ya vifaa vya ujenzi. Kwa kuimarishwa endelevu kwa sera za kitaifa kuhusu matumizi ya rasilimali za taka ngumu na kwa kuzidi kuimarika kwa malengo ya “kaboni mbili”, sekta ya usindikaji wa unga wa majivu ya nikeli inaanzisha fursa za maendeleo zisizo na kifani.