Pik demir, nikel , yaygın olarak İngilizce karşılığı ile ifade nikel pik demir ve genel olarak kısaltılır NPI , a, ferronikel düşüğe nikel , tipik olarak en az% 15 nikel .
Pik demir nikel erken icat bir ferro-alaşımıdır XX inci yüzyılın ama yavaş yavaş ferronikel lehine kullanmama içine düştü. Bununla birlikte, 2005 yılında Çin , büyümesinin ihtiyaçlarını karşılamak için çelik üretimi için hizmet dışı bırakılmış küçük çelik yüksek fırınlarını yeniden kullanarak onu güncel hale getirdi .
Kaba nikel pik demiri , Endonezya ve Filipinler'den gelen düşük nikel lateritlerinden (tipik olarak% 2'den az ) Çin'de üretilmektedir . İki üretim sektörü bir arada var: yüksek fırın üretimi ve elektrik ark ocağı üretimi . Genel olarak, yüksek fırınlar% 4 ila 13 nikel içeren dökme demir üretirken, elektrikli fırınlardan elde edilen dökme demir% 8 ila 15 nikel içerir.
Çin'de yüksek fırın üretimi 2005 yılından sonra büyük ölçüde yeniden başlatıldı. Fabrikalar çoğunlukla doğu eyaletleri olan Shandong , Jiangsu ve Fujian'da bulunuyor . Bu nikel bir lateritik cevheri fakir olanın valorize (Ni <% 1.7), tercihen ithal Filipinler kadarOcak 2014. Ürün, % 4 ila 13 nikel içeren pik demirde satılmaktadır .
Cevher ilk önce yarı çamurlu cevheri aglomera haline dönüştüren ve ondan belirli safsızlıkları gideren bir aglomerasyon ile işlenir . Birleşme küçük yüksek fırınların genellikle amorti kirletmeden ve çelik üretimine rekabetçi olmayan, ancak eskimiş. Bu düşük kaliteli ancak ekonomik açıdan uygun ferroalaşımın üretimi ile bu tesislere yeni bir yaşam süresi verilir. 2010 yılından bu yana sürecin benimsenmesi hızlıdır, ham nikel pik demir üretiminin üçte biri bu küçük yüksek fırınlardan gelmektedir (geri kalanı elektrikli fırınlardan gelmektedir).
Bununla birlikte, bu geleneksel sektör genellikle amortismana tabi tutulmuş ancak küçük boyutundan dolayı hizmet dışı bırakılmış eski bir çelik tesisten oluşur : seçimi, uzun vadeli bir yatırımdan çok bir fırsat stratejisine karşılık gelir.
Krupp-Renn prosesi, reaktörün çimento fabrikalarında kullanılana benzer uzun bir tüp fırın olduğu bir doğrudan indirgeme prosesidir . İnşa edilen son birimlerde yaklaşık 4,5 m çapında ve 110 m uzunluğundadır. Başlangıçta 1930'larda fakir , silisli cevherden demir üretmek için geliştirilen süreç, 2. Dünya Savaşı'ndan sonra çelik endüstrisinde kademeli olarak terk edildiği için nikel ekstraksiyonuyla ilgili olduğunu kanıtladı .
Başında XXI inci döküm yüzyıl Nihon Yakin Kogyo için Oeyama , Japonya, 1000 ton aylık çıkışı ile% 23 nikel için ferronickel üretimi için Krupp-Renn süreci kullanmak dünyadaki tek bitkidir luppen . Orijinal Krupp-Renn süreci burada önemli ölçüde modernize edildi; "Oheyama süreci" olarak iddia ediliyor.
Oheyama işlemi, kireçtaşı kullanımı ve cevherin yüklenmeden önce briketlenmesi ile Krupp-Renn işleminden farklıdır. Tüm pirometalurjik reaksiyonların tek bir reaktörde yoğunlaştırılması ve prosesin enerji ihtiyacının% 90'ını karşılayan standart kömürün (yani koklaşmayan ) kullanılması avantajlarını korur . Kömür tüketimi bir ton kuru laterit için sadece 140 kg'dır ve elde edilen ferronikelin kalitesi, çelik endüstrisinin doğrudan kullanımına uygundur. Süreç modern ancak ustalaşması zor: tüm reaksiyonlar aynı reaktörde gerçekleşiyor ve fırının sinterlenmiş malzeme halkaları tarafından tıkanma riski Çinli ham nikel üreticilerini caydırdı.
1950 yılında geliştirilen Yeni Kaledonya içinde Doniambo fabrikasında , doğrudan indirgeme döner tambur kombinasyonu fırın ile elektrik ark fırını (tozaltı fırını türden) a her aracı uzmanlaşmak, daha pahalı kurulum maliyeti, izin verir Verimlilik kazanmak için adım atın.
Elektrikli fırın üretimi, yüksek fırın sektöründe kullanılandan daha az fakir olan bir cevheri destekler: nikel içeriği% 1.5'ten fazladır. Çinli üreticiler bu cevheri Endonezya'dan ithal ediyor.
Çinli üreticiler, cevher ithalatlarına büyük ölçüde güveniyor. Endonezya hükümeti tarafından değersiz maden ihracatına ambargo uygulanmasının ardından 2014 yılında arzları kesintiye uğradı . Filipinler'den ithalattaki çok önemli artışa rağmen pik demir üretimi 2013'ten 2016'ya neredeyse% 30 düştü ve Çin'in çeşitli biçimlerde nikel ithalatına olan bağımlılığını daha da artırdı. Öte yandan, Endonezya stratejisi karşılığını veriyor çünkü Çin'in ham nikel pik demir üretimi, Çinli çelik üreticilerinin yatırımlarıyla oraya taşınıyor. Böylece, pik demir nikel üretimine 2015 yılında başlanmış olup, 2017 yılında Sulawesi'ye ilk ince nikel Endonezyalı Tsingshan üretimi ile rafinasyonu hızla gelişmiştir .
Yeni kapasitelerin inşası için, doğrudan indirgemeli döner fırının elektrikli fırın (RKEF işlemi, Döner Fırın - Elektrikli Fırın ) ile kanıtlanmış kombinasyonu genellikle tercih edilir. Bu nedenle, 2011 yılında Çin Ulusal Kalkınma ve Reform Komisyonu , nikel içeren lateritlerin işlenmesi için RKEF'in benimsenmesini tavsiye etti.
Yüksek fırın | RKEF (döner fırın ve elektrikli fırın ) |
Krupp-Renn (veya Oheyama süreci) |
|
---|---|---|---|
Cevher | Limonit (Fe>% 35; Ni ~% 1) | Saprolit (Ni>% 2; SiO 2/ MgO <2 veya> 2.5) | Saprolit (Ni>% 2; SiO 2/ MgO <2 veya> 2.5) |
Ürün | Ferronikel (% 2-5 Ni; ~% 80 Ni çıkarılmış) | Ferronikel (% 15–25 Ni;>% 90 Ni çıkarılmış) | Ferronikel (~% 23 Ni; ~% 90 Ni ekstrakte edilmiş) |
Prensip |
Zincir üzerinde aglomerasyon . Yüksek fırında ~ 1.500 ° C'de eritme. |
Döner fırında 850 ile 1000 ° C arasında ön redüksiyon . Elektrikli fırında 1.500 ila 1.600 ° C arasında eritme . |
900 ile 1250 ° C arasında indirgeme ve ardından aynı döner fırında 1250 ile 1400 ° C arasında eritme . |
Faydaları | Bir çelik fabrikasının dönüştürülmesi durumunda yatırım yapılmaz. Güçlü üretim kapasitesi. |
Sağlam ve bilinen süreçler. % 90 nikel ekstraksiyonu Kolayca yeniden işlenen kalıntılar |
Verimli enerji. Standart karbon fırçaların kullanımı. Elektrik santrali ve arıtma tesisi gerekli değildir. Yapı malzemesi olarak kullanılabilen cüruf. |
Dezavantajları | Mineraller açısından çok esnek değil. Değişken kalite. Kükürt ve fosfor varlığıyla nikel oranı düşük ürün . Yüksek işletme maliyetleri. Çevre sorunları. |
Yüksek yatırım. Yüksek güç tüketimi. Kobalt geri kazanımı yok . Nikel yönünden zengin cevherler gerektirir. Kirletici emisyonlar yönetilecek. |
Döner fırında prosesi stabilize etmede zorluk. Nikel yönünden zengin cevherler gerektirir. Küçük üretim kapasitesi. Kirletici emisyonlar yönetilecek. |
2010 yılında, Çin'de üretilen bu ucuz ferronikel ikame maddesi , nikel çıkarma pazarının% 10'unu temsil ediyordu . Çoğu ferronikel gibi , paslanmaz çeliklerin üretiminde bir alaşım elementi olarak kullanılması amaçlanmıştır .