合景泰富的使命

降低能耗通过替代处理路线从铬铁矿矿石生产铬铁合金

作者:阿瑟·巴恩斯;米卡Muinonen和M. J.拉维尼

XPS试验工作和咨询服务
6 Edison Rd, Falconbridge, ON, P0M 1S0

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ABSTRACT:

碳热还原铬铁矿矿石以产生高碳铬铁是最耗能的金属提取过程进行中,由于不仅对还原反应的高度吸热性质也为冶炼操作以将铬分离所需的非常高的工作温度从丢弃炉渣含合金。

KWG Resources and XPS have collaborated over the last 3 years in developing a patented (Winter) processing alternative to the traditional smelting operation in which all processing takes place in the solid state at temperatures many hundreds of degrees lower than those required for liquid processing. Amongst the attractions of the process are much lower capital costs, as well as reduced operating costs, particularly of energy.

A techno-economic study on the new process identifies a reduction in overall energy consumption of 70% against conventional processing and approximately 40% lower than the current best practice. By utilizing more natural gas than coal based energy sources, the KWG process is able to show an overall 50% reduction in greenhouse gas emissions compared with the most energy efficient current practice. The impact of the new process on future processing is therefore regarded as highly significant, with global energy reductions equivalent to the effect of completely eliminating energy demand from a country the size of Italy.

The study concluded that the potential for this process to completely revolutionize the global ferrochrome industry should not be underestimated. Its impact reaches far beyond exploitation of a regional natural resource.

Introduction:

发现优质chro庞大的外汇储备mite ore in Northern Ontario in the last decade has given rise to a number of projects related to exploiting the reserves by converting them into value added products within Ontario to the extent that it is economically feasible. While the reserves are massive and of excellent quality, the remote location and lack of infrastructure have proved to be a substantial hurdle to unlocking the potential of the region. The US–based Cliffs Natural Resources is an early casualty, having spent considerable funds acquiring the mineral rights and conducting detailed engineering studies and testwork but found themselves thwarted by the magnitude of the infrastructural issues.

opebet贵宾厅opebet娱乐网址合景泰富资源有限公司(KWG),另一个活动当事人的,并在安大略省北部的火灾区域的环铬铁矿勘探的先驱之一,并指出这些现实从事一个创新的解决问题的方法,并认识到一种替代传统energy-intensive , capital-intensive process routes will be required if the region’s potential is to be unlocked.

KWG’s desire to see the vast resources of chromite ores in the Ring of Fire (RoF) region effectively and efficiently exploited, to the benefit of all stakeholders led them to engage the Extractive Metallurgy Group at XPS Consulting and Testwork Services (XPS) and a private metallurgical consultant to provide these innovative alternatives for converting the chromite ores into saleable products.

这一概念的最重要的方面是,工艺路线必须是在长期经济上可行。在火圈地区已经发现的储量铬铁矿表明,矿石的吨位足以维持生产了几十年,并顺利进入下一个世纪。这是足够先进,以保持竞争优势遥远的未来进程是至关重要的,并会保持竞争力的后勤和基础设施问题得到解决后不久。为了进一步框架范围内的一些背景到铬市场提供:

Background Market-Related Information

The ferro-chrome market in general

铬是一种不可替代的成分在所有des of stainless steels. It is the ingredient that renders stainless “stainless”. It is present in alloys in amounts from 12% to about 35% Cr, with generally the more Cr, the more corrosion resistant. It is also a key ingredient in high end superalloys used for turbines and jet engines. Chromite ores are the only source of chromium. The majority of chromite ores are processed into an intermediate product called high carbon ferro-chrome, or charge chrome, an alloy containing >50% Cr, about 6-8% C, varying amounts of Si (0-4%, depending on the process used), with the balance Fe.

这种材料是用于氩氧Decarburiser(AOD)过程中的原料,这是一种改性的钢转炉和生产低碳第一步向其中加入等Ni以外的合金元素Cr和Fe的熔融钢液之前是铸成板材,然后轧制成片材,其是不锈钢市场的大部分,和进料为不锈钢产品 - 管道,罐,容器,法兰,阀门等工业和国内消费者所需的无数的。

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图1:铬矿一般市场(铬发展协会)

在此之前的AOD工艺(及其各种衍生物和杂化物)的发展,不锈钢是生产非常昂贵,因为中间低碳铁合金产品所需使用铬铁矿一个棘手且费时的脱碳步骤。市场对低碳铬铁有所减少,但被保持在低水平(喷气发动机的合金是最好的例子)一个小的,高价值的利基遗体那些碳和氮的含量有产品。这个利基市场准备支付的约300%,每单位含Cr对使LC铬铁的传统方法主要是基于一个溢价。

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图2:铬市场近年来

铬金属也被用在某些应用中,其中的Fe的存在是不能接受的。铬电镀中的铬酸盐化学物质或铬酸,它们都含有的Cr的高氧化状态6,已知是致癌的形式通常提供。金属Cr少量由化学级氧化铬与金属铝,类似于氧化铁和铝以产生铁水之间的公共铝热反应反应制备的。通过直接从铬铁矿铝热还原低碳铬铁合金生产没有通常被实践的,因为通常不利的能量需求,特别是具有低等级矿石。

生产的含铬不锈钢和低合金钢已迅速扩大,特别是在亚洲。在不锈钢中的铬源是部分地从废料的再循环,但是这是由这样的材料的可用性的限制,特别是在发展中国家。铬在不锈钢是不开放给由其它金属置换。它是该材料的腐蚀和耐热性是必不可少的。在钢铁生产过程所需的加铬的不足,通过添加铬和铁的合金,统称为“铬铁”的满足。这些合金的铬铁矿矿石的熔炼生产的,在一埋弧电炉(SAF),使用固体碳质还原剂。这个过程是非常能源和碳密集型的。使用“最佳世界做法”现有工厂电力的3和4兆瓦时(MWh)和200至300千克的生产铁铬合金的每吨碳的消耗之间。综合气体净化系统必须满足清洁空气标准。炉渣的大量产生和放置在地面以上转储长期存储。

在美国和加拿大天然页岩气的巨大矿床的开发,导致了天然气的长期成本的下降和稳定的价格多年来的前景。在其作为能源使用的术语,天然气是大约¼作为电力供给的等效能量的价格。

为了进步的项目,涉及到一般后勤的影响一定的初始假设需要作出。虽然一些因素由地理(矿井位置和端口,例如)固定的,纯粹是选择用于初始评估目的(减少植物和轨道路线的位置,例如)他人,并可以被改变以下适当与贸易关的研究。

下面的图1和相关的表1显示了高层次的角度与运输的显著问题,并使用以获取有关进程的初步近似距离,在表中总结如下。这些选择并不排除替代路线。

Table 1: Approximate Relevant Rail Distances.

轨description 距离(公里)
矿场(A)至Nakina区域(B) 330
Nakina区域(B)提明斯(C) 570
蒂明斯(C),以蒙特利尔海港(d) 850
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图3:地理相关的物流运输。

Price trends related to product grade.

在这个项目中提出的各种工艺概念的可行性的一个关键方面是,他们应该是可持续的长期的,而不是依赖于短期内市场价格暴涨,也不应该依赖于他们对暂时供大于求成功特定原料或商品。虽然每天的价格可能会在建立近似的收入一定的兴趣,在长期趋势是更重要的。定价各种数据源使用,包括LME,金属通报,美国金属市场,Kitco金拓和InvestmentMine。另一个重要的考虑是其价格报价的基础,在这方面,不仅有单位,也是档次,市场定位和结算方面影响价格。

虽然许多宏观经济指标(如汇率,利率,税率和相对通货膨胀率)发挥项目的长期评估的作用,在概念层面,收入与成本之间的差额应予维持。下图为10年趋势的数字基于每月的平均价格为一些金属制品和与项目有关的原料。

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图4:10年的价格趋势。

随着金属铬,其数据只能从MB自2009年7月的例外,它可以看出,存在废钢价格和黄金的商品之间有很强的关系,正如所预期的。此图确实显示虽然两个重要的大趋势,这两者都是该项目良好的指标。首先,天然气的价格显示从价格趋势明显的下降在每百万英制热量单位的700毫范围之前至2009和一个价格接近400美分每百万英制热量单位发布2009尽管这可能与改变后的做法,如大规模压裂操作,现实情况是,天然气,作为能源的来源可能会维持在较低的价格范围随着时间的推移。在商品,产品以及在此学习兴趣的价格范围包括那些提出如下:

表2:相关商品价格

Commodity 年级 Price Basis Ubits
范围
媒体n
位置
天然气 纽约商交所 根据Mil英热单位美分 200-570 400 East Coast NA
电力 产业 Ontario Hydro $ per MWh 35-80 60 N.安大略
High C FeCr 65%的Cr 德尔仓库 美分/磅载的Cr 50-500 130 匹兹堡
铬铁矿 40-42% Cr2O3 CIF中国港口 $ /吨含有的Cr2O3 145-265 185 中国港口

工程与相关性设备尺寸创新的各方面。

一)矿石质量:

用于估计的材料的相对量被运的宗旨和进料的各种过程的选项所需的量,铬铁矿矿石的从火区的环黑何本身存款下面的分析中使用。它在该地区的其他铬铁矿有点不同。

表3:铬铁矿化学分析

的Cr2O3 铁O 镁O 氧化铝 二氧化硅 氧化钙 钛O2 MnO的 LOI
45.55 19.08 13.45 13.09 6.1 0.25 0.35 0.33 1.8

In elemental form, excluding oxygen the assay is:

Al
30.45 14.61 3.41 8.44 0.18 6.93 0.21 0.26

b) Reactivity

A series of confidential test programs were conducted related to solid state reduction of chromite. Without revealing too many of the key details of the results, these tests confirmed a number of crucial facts: Firstly the RoF chromites were repeatedly shown to have a much higher reducibility rating (Barnes and Eric 1995) than other chromites ores of similar grade. For normal reduction of these ores, the table below gives the essential kinetic data which is required for preliminary equipment sizing. For most solid state metallisation products, a target of 80% metallisation is normal, as more highly metallised products tend to re-oxidise very readily.

Table 4: Time (in minutes) required to achieve a given % reduction at temperature (Un-catalysed).

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图5:在130℃的反应性矿石

In addition to the conventional carbonaceous reduction, XPS conducted numerous tests on reduction behaviour using a patented accelerator. The details of the patent application are provided (Winter). A significant feature of the patented process is that the conversion of the chromite ore to ferro-chrome occurs via a two-step catalysed reaction with a much lower free energy of formation than the equivalent uncatalysed conventional carbothermic reduction using carbon alone. For the reactions occurring with the use of the accelerator, the following results are obtained: Note the much lower temperatures and the higher degrees of metallisation achieved.

表5:时间(分钟)所要求,以实现在温度(催化的)给定的%减少。

Reduction 1000℃ 1150℃ 1200° 1250℃
0% 0 0 0 0
20% 15 12 10 3
40% 23 18 15 7
60% 40 三十 22 12
80% 60 三十 23
100% 110 60

非常显着降低的反应时间意味着可以通过对于给定的温度下在特定非常大的增加,(对于1200℃的工作温度,例如)时,催化的系统具有较高的6倍的吞吐量比没有催化的类似尺寸的反应器。由于反应器的尺寸变小,但是,所面临的挑战与特定能量输入的增加,而总能量输入将成为大小限制因素。较低的操作温度,虽然也意味着较低的总能量消耗给定所涉及的材料的固定比热,以及用于发生的各种反应所需的焓。然而,对于比较目的,具体可以通过在Premus过程中使用的还原窑,在较低的反应性矿石被用于主单元的大小。的1200℃的操作温度被假定为这个比较研究的目的。在 - 家经营数据用于大小主要设备的物品。

质量平衡和试剂的估计。

In order to assess the quantities of the various reagents, binders and fluxes, Metsim balances for a number of scenarios were set up.

为基准SDR过程中,以及在半封闭熔炼炉,从(所述MINTEK“手册上的冶金工艺成本估计”(参考文献Ruhmer页160和161)提取消费数据,而对于其他过程中使用的常规,有关未成年人作了调整考虑到了各个过程的细节。

表6:对于半封闭的炉操作的直接操作成本数据

Item 单价($) 单元 Consumption Rate /t FeCr Cost $/t FeCr
铁矿石(块状) 100 T 2.8 280
字符/可乐 200 T 0.68 136
石灰石 60 T 0.011 6.6
Dolomite 40 T 0.05 2
Quartzite 三十 T 0.2 6
Electrode Paste 450 T 0.0095 4.4
钙sings 400 T 0.002 0.8
电源 80 MWh 3.8 304
工作劳动 40 工时 0.8 32
保养 百分 5% 40
812

表7:操作费用估计为DC炉

Item 单元Price ($) 单元 Consumption Rate /t FeCr Cost $/t FeCr
铁矿石(块状) 100 T 2.2 226
Char/Coke 200 T 0.07 14
石灰石 60 T 0.11 6.6
Dolomite 40 T 0.05 2
Quartzite 三十 T 0.2 6
Graphite Electrode 800 T 0.0035 2.8
无烟煤 60 T 0.6 36
电源 80 MWh 4 320
工作劳动 40 工时 0.8 32
保养 百分 5% 40
685

Table 8: Operating Cost for Premus Process using natural gas

答:预还原

Item 单元Price ($) 单元 Consumption Rate /t FeCr Cost $/t FeCr
铁矿石(块状) 100 T 2.0 200
无烟煤 60 T 0.250 15
膨润土 200 T 0.04 8
天然气 400 C /百万英热单位 9.75 MBtu/t 39
电源 80 MWh 0.07 5.6
工作劳动 40 工时 0.8 32
保养 百分 7% 56
356

注:颗粒生产的A中的操作成本上面被作为沉淀价格乙下方。此值是在中间金属化(还原的)的矿石作为原料的值估计到现有的炉而言显著。

B: Closed Furnace Smelting

Item 单元Price ($) 单元 Consumption Rate /t FeCr Cost $/t FeCr
小球 356 T 1.05 426
Char/Coke 200 T 0.1 20
石灰石 60 T 0.1 6
Quartzite 三十 T 0.1 3
Electrode Paste 450 T 0.005 2.3
钙sings 400 T 0.001 0.4
电源 80 MWh 2 160
工作劳动 40 工时 0.8 32
保养 百分 5% 40
640

如公布由嘉能合金(参考文献在这里)的Premus过程的拥有者,所述两个阶段预还原过程显然上面的3种电流的商业方法的最便宜的过程,特别是如果使用天然气为还原窑提供热能..基于该Premus概念,而是利用专利的合景泰富过程的动力学和热的好处是,新方法有一个引人注目的运营成本优势。

甲Metsim热量和质量的方法的平衡模型来确定,如下所示单元消耗。

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图6:使用简化的固体还原剂和天然气加热窑为基础的减少。

由于天然气减少概念的可行性已经可以满足基本的经济标准,Metsim消耗率来估计单耗数字为各成本项目。的Metsim数字进行比较,以Premus操作数据,以及作为该过程(参考Ruhmer)的MINTEK评价,这提供了合适的消耗率。这些消耗乘以每个项目导致成本的假定单位成本,以年度计或以“每吨产品”为基准表示任一。

中可以明显看出,运行费用是初步的,尽可能多的数据在此阶段不确定性。总的范围是然而精确到足以提供概念的整体财务可行性,并根据订单数量级的资金成本简单投资回收期估计的初步评估在研究目前的水平估计可用。这导致在表7中的数据:

表9:高层次比较经济评估

方案比较 单位 创新的预还原 DC冶炼 2Stage
KWG Process
Complete Premus Outotec
开采成本 美元/吨 55 55 55 55 55
Ore to Plant Rail 美元/吨 20 20 20 20 20
选矿成本 美元/吨 4 0 4 4 4
铁路植物 0 0 0 0 0
100 408 110 300 360
铁路港 美元/吨 32 20 22 20 20
Ship to Market 美元/吨 12 7.5 8 7.5 7.5
总计花费 美元/吨 223 511 219 407 467
净利率 美元/吨的矿石 166 115 235 186 93
CR级 %的Cr 60 60 60 60 60
铬单位 公斤 299 299 299 299 299
Price per Cr Unit $ / kg的铬 1.3 0.5 1.3 0.7 0.6
金属回收 %的Cr 100 95 95 90 85
目标吨位 吨/年 2,400,000 2,400,000 2,400,000 2,400,000 2,400,000
净收入 $ /年 $ 397,680,000 $ 275,376,000 $ 565,152,000 $445,248,000 $222,312,000
CAPEX $ /年 $ 1,500,000,000 $ 3,000,000,000 $ 1,600,000,000 $3,600,000,000 $ 3,200,000,000
简单回收期 年份 3.8 10.9 2.9 8.1 14.4

这些信息,在隔离,只是表明that the production of an intermediate metallised chromite appears economically attractive. It cannot be considered in isolation, but requires benchmarking against existing commercial technologies. This is especially important because such an intermediate material is not currently available on the open market, and the only metallised pellets currently produced are completely consumed in-house. Current purchasers (typically SAF furnace operators) of chromite ore would have to be convinced of the economic benefits of using the metallised product in their furnaces in place of ore, and the price would have to be sufficiently attractive as an incentive. In order to establish the business model the overall economics have to be considered including mine capital, ore mining costs and the cost of shipping the ore to the process facility and the metallised product to market.

初步技术经济评价

需要在经济因素方面,将决定是否商业上可行的,可持续发展的业务可以在什么是目前已知的关于矿石相对于生产固态的基础上发展进行评估收集到最新的基本信息金属化的中间产物,在一个价格呈现给市场适当定位原矿和高碳铬铁合金之间。

虽然储量大尺寸表明,较低的运营成本将在长期内比低资金成本更重要的是,资本是目前供不应求,以及任何资本支出 - 还原不产生负面的影响OPEX选项应该被考虑。
资本支出是吞吐量的功能,但这种关系不是线性的。以实现特定的吞吐量所需的反应器的尺寸是特定单元的容量和实际最大设备尺寸的函数。这反过来主要反应的功能汇率─更快的反应发生越小反应器可以是用于给定的输出。降低的速率是已知的,以通过许多变量,包括受到影响:

1)矿石的粒径

2)还原剂的粒径

3)固体还原剂的反应性

4)温度

5)催化剂或促进剂的存在

最后,甚至初步的,设备尺寸是不可能在此阶段,但一定高度的估计可以制成,如前一节中所示的那些,其能够被执行的指示性的资本成本估计。

Operating Cost Comparison

Factors influencing operating cost

在研究中,如这些,确切的成本和详细的消费率与高精确度很少有人知道,但蒙特卡洛型统计的风险评估工具的应用是一个合适的工具来使用,在这个阶段,因为它突出的灵敏度整体经济的变量和估计的范围。

其中单元消耗可以从操作植物中提取的可变性被减少。在从本研究相关的最佳操作实践目前的研究工作数据的情况下,作为基准。通过示例的方式,对于传统熔炼厂的能耗是已知的,并提供相同的电功率成本范围被用于基准和竞争者的比较结果是有效的这两者。

价格和消耗速率中的每一项的不确定性范围应用于在数据表中,并在主要的敏感性来评价结果的范围的操作和资本成本的部分的各种假设,确定哪些成本项目对影响最大总体成本。这反过来又意味着地方工作下一阶段的重点应放在,避免浪费时间对轻微或不明显影响精确值的提取。

对于经营成本比较分析,下面的参数被认为是在模拟变量:

使用表10中的变量

变量 变量
电源 Flux
天然气 无烟煤
工作劳动 Accelerant
电极 维修备件
耐火材料 Electrode Paste
Binders 煤炭

可变设置的一个例子显示在下面的表10中,对于传统的半封闭电弧炉。以绿色突出显示项目,采用随机施加在10000次迭代的所述范围,以获得其上显示作为直方图可能直接运行费用(蓝色细胞)的统计范围,如图5中的模拟变化。

表11:成本输入表中的实施例

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The program then analyses the sensitivity of the results to the variables and presents them in the form of a “tornado” graph ranking the variables from most sensitive to least. Not unexpectedly the cost of electrical power was the single most important variable, and 80% of the total cost variation is related to power costs.

直方图轮廓的简单叠加在图6中产生的显示,运行成本的差异在统计上是不同的显著。如果矿石的成本考虑的差异变得更加显著,作为常规方法需要比,因为其固有的较差的金属回收的其他过程相当多的矿石。

唯一窑工艺具有理论上的Cr组元的金属化和氧化的Cr单元的100%的回收率一起出售。还原金属的冶炼通常导致相比于整个矿石进料以Cr回收率的改进。

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图7:为常规SAF铬铁操作估计的工作成本的输出结果。(不包括矿石成本)

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Figure 8: Cost spread outlines for the different processes over-laid for comparison.

比较资本成本估算

影响资本成本因素

它是在项目中是常见,其中的工艺设施的建设成本需要转换的矿石出售品位可能比建立矿山本身,在通常描述的“加/减50%的精度进行及早范围界定研究的成本大得多”水平。这些研究本身存在缺陷,因为它们不解释不确定性是如何估计,也不需要什么样的详细程度带来的估计为+/- 35%;+/- 15%和+/- 10%的水平,事实上,最近的一个项目执行已经表明,即使是所谓的权威最终成本估计仍是不正确的远远超过所分配的偶然性,而且往往延迟的结果和融资的累计成本。统计估算工具,如水晶球使用能够更好地评估成本是在一定范围内的概率,并预测最终成本过度按一定比例与原先估计的概率。

至于资本成本估算的精度一般来讲数提高,如果相同的工厂最近已建成。接下来最好是根据详细的工程图纸,用材取取舍,并根据供应商的书面报价的成本。在不太详细的项目定义和工厂规范的资本成本更多的可变性。

在细节层面,比如支持基础设施,从服务和维修中心的距离,自动化与控制,天气和地方的层面的问题都对成本产生影响。最后,项目管理合同的替代项目的类型对价格可能大于预期的影响。

在目前的研究的情况下,传统设备的投资成本可以用更严格的范围进行估算,因为它可以根据最近的实际项目,但该假设的工厂只能大致估计很多细节仍然非常模糊在这个早期阶段。XPS先后获得资本成本的广泛数据库,可以根据时间或根据容量缩放上报许多冶金单元操作。

Input variables such as the cost of borrowing capital, the construction time and production ramp–up are then added. This allows a measure of technical risk to be evaluated, which is especially important when a new technology is compared to an established process route. The results can then be reviewed in terms of the impact of construction delays, commissioning problems or cost over-runs to perform plant modifications can be assessed.

若干最近安装铬铁冶炼设施的机密研究揭示了以下宽泛图案,其中资本成本(由有色气球的相对大小来表示)由一年生植物容量(x轴)分开以产生每一个资本成本每年吨(y轴),用于各种类型的铬铁矿熔炼技术和复杂性或复杂程度的,示出了广泛的成本成为可能。从这个分析成本的主要影响是项目的类型。项目的比较结果表明,交钥匙EPCM合同导致每单位容量成本最高,而所有者管理的项目产生的明显较低的单位成本。

由于合景泰富是不是一个有经验的操作者,也没有这方面的技术深度来管理这种性质的项目,单位资本成本预计将向着更高的价值趋向。该工厂的位置也影响成本,坐落在北安大略工厂将显著比一个更良好的气候更加昂贵。从权衡对工厂选址研究其他数据表明,位于北安大略省工厂的整体成本会高出约20%以上的中温带气候。

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图9:近期铬铁冶炼项目的资本密集度

A detailed analysis of the commercial two stage reduction-smelting process (Premus or SCR) indicates that the capital is split 50:50 between the reduction and the smelting unit operations, and that the overall capital cost for a two-stage operation is about 50% higher than for a single stage smelting operation only, based on identical annual metal production capacity. In other words a reduction facility based on rotary kiln technology, capable of providing sufficient metallised product to feed a smelter of a given capacity (x thousand tpa alloy), and having a capital cost of $1200 dollars per annual ton) would cost 0.75x or $900 per annual ton.

更显著从估值角度来看,冶炼厂购买金属化产品会但没有获得任何额外的资本支出的50%的冶炼厂产能的增加,从$ 1200降低其有效资金成本每届年会吨至$ 800。

The above relationships hold for kiln based reduction processes, for which reliable cost data exists, based on reduction kinetics and unit throughputs for South African ores. Testwork performed on Ring of Fire ores confirm firstly that the Ring of Fire ores are generally more reducible, resulting in a 15-20% increase in unit capacity compared to currently processed ores. Testwork on the use of select accelerants has shown, in addition, that kinetics can be further improved and operating temperatures lowered considerably, likely resulting in an even greater increase in unit capacity, to approximately double that considered in the techno-economic comparison.

略与基于煤加热使用天然气作为主要热源简化了操作并减少装置的操作减少了资金成本。

在最近的测试工作,使用的温度显示,有显著较低的单位资金成本的替代技术可能是可行的,但由于这项工作仍在进行中,全部利益不能被纳入到这项研究中。bet什么网赌网站

温室气体排放的比较

硅nce carbonaceous reduction is very energy intensive, and uses fossil fuels to provide heat either directly from combustion or via electrical energy (electric arc furnaces), and carbon dioxide is the major greenhouse gas produced by these processes, conversion to natural gas, for the provision of a portion of the overall energy reduces the CO2 emissions. In order to provide some comparison of the relative greenhouse gas emissions, the following general assumptions are made:

  1. All current FeCr production is performed in countries where the electrical energy is produced largely by coal-fired power stations. Assume 70% of electrical power in these countries is from coal
  2. 尽管关于煤的能源效率语句触发发电,并用高品位的煤假定操作井站,具有28兆焦/ kg的热值,功率的1MWh(3600MJ)需要128公斤煤。
  3. 因此电弧炉消耗功率的4MWh生产1吨铬铁将需要514千克煤(在从煤功率的100%
  4. A conventional arc furnace process for FeCr is then assigned an electrical equivalent of 0.7x 514= 360 kg of coal. This relationship is carried forward for the other processes.

这导致在图10中。

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Figure 10: Comparison of Fossil Fuel demand.

的在XPS开发的KWG过程的能量需求的平衡是由天然气,其具有比煤更高的热值提供,消耗是非常保守估计在该整体Premus过程的80%,每一个估计136公斤气体吨铬铁。这是基于:

  1. The lower operating temperature of the KWG process
  2. 气体的较高CV(37兆焦耳/米3)

从温室气体排放的角度来看,1吨煤(80%C)的燃烧产生2.9吨二氧化碳。天然气燃烧产生2.75吨每吨天然气的二氧化碳排放。利用这样的关系,可以产生的碳足迹,如图9。

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Figure 11: Comparative Carbon Dioxide Emissions

一般环境注意事项

The production of high carbon ferrochrome is a reductive process, and as such changes the oxidation state of the chromium in natural chromite from the plus 3 (Cr3+) oxidation state to zero. Unreduced chromium in the slag is in the 3+ state, which is chemically very stable. With the older semi-closed processes, some hot dust can be subjected to oxidation and under certain circumstances small quantities of the more hazardous hexavalent (Cr6+) chrome can be detected in the dust, necessitating care in handling.

现代封闭电炉流程不必创建氧化粉尘的倾向,被普遍接受为环境所接受。我们没有理由怀疑该预还原过程中会以任何方式改变这一点。

生产熔融冶金渣可以被降低,但由于这是不危险的结论是,从一般的环境的角度来看,处理选择不受环境问题的影响。

讨论

硅nce testwork on the development of this innovative process is still ongoing, much of the comparison has been conservative, and based on previously established parameters for already commercialized operations. Nevertheless, the substantial benefits and the very clear competitive advantage of the solid state reduction process in terms of reduced capital cost, reduced operating cost, and reduced greenhouse gas emissions already make a compelling case.

On top of this the potential to further reduce operating costs by improved kinetics remains.

加入到这是为了减少或甚至消除对一个不同的熔炼步骤的需要,并用矿物选矿工艺或低温熔融合并部分或完全代替它的潜力。

由于由还原过程中产生的产物应该是高度期望的是现有的冶炼,为了增加输出的电位不被需要仅处理足够矿石从矿场到过程工厂满足铁路运输的经济性的限制(目前估计以每年2.4和300万吨),但两者之间可以通过非常铁路运力的吨位接近每年2000万吨变得有限。这在全球范围内的全部意义还没有被抓住。

结论

基于所采用的方法,创新的过程符合所有标准初步确定:

  1. 需要安装一个资本密集型的​​冶炼步骤被消除
  2. An intermediate process which upgrades the ore to a saleable intermediate product is viable
  3. 这个过程比传统的高碳铬铁冶炼降低资本要求
  4. The process effectively utilises the substantial cost and environmental benefits of natural gas for energy.
  5. 对于需要补贴的电能被消除
  6. The operating costs for the process are significantly lower than those involving smelting as the primary method of upgrading.

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图12:比较能耗关于各种铬转化过程

该课程的“路遥知马力”,是这个过程的实际工作,和许多怀疑论者评论说,它是热力学不可能比使用固体碳直接还原等航线生产金属铬。下面的图像是早期选矿产物之一 - 从材料产生的重力浓缩物使用本文中所描述的KWG处理减少,并且证明了不仅确实还原过程的工作,但是,某些条件下,将生成的中间产品,其是适合于由纯物理手段(如重力分离),并在销售的产品的结果升级而不需要任何熔融材料产生。

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图13:一些选矿产物合金的SEM图像。

这个过程彻底改变世界铬铁行业的潜力不容小觑。它的影响远远超出了区域自然资源的开发。

采用该技术的经济效益是如此引人注目,以致于更多的资源应该在目前正在进行的由小规模的试探性工作加速的过程转化为中试规模两窑的基础以及测试流化床基于操作以最快的速度被消耗可能。

From a global perspective, testing of the amenability of other chromite ores to respond to the accelerants used in the current testwork should be pursued.

致谢

作者感谢XPS试验工作和咨询服务和KWG Resources公司的许可发布本文。opebet娱乐网址opebet贵宾厅我们还要感谢许多专家,他们的意见和指导,帮助促成了这一创新项目的方向,包括弗兰克·温特先生美国金属销售的,教皇的杰伊·特纳和公司,马特·克拉默(孵化协会)和尼克·道森博士嘉能可合金。

References

  • Ruhmer, W.T Handbook on the estimation of metallurgical process costs. Mintek Special Publication #14.
  • 巴恩斯,A R和Muinonen,合景泰富M.气态选项报告。机密报告XPS 2014 1月3日
  • Ruhmer, W.T. Handbook on the Estimation of Metallurgical Process Costs. Mintek Special Publication #14. 1991.
  • 巴恩斯,A.R予还原和UG2铬铁矿精矿冶炼。M.Sc工程。威特沃特斯兰德,1980年的论文大学。
  • Barnes, A.R; Finn, C.W.P and Algie, S.H. The Prereduction and smelting of chromite concentrates of low chromium-to-iron ratio. JSAIMM March 1983.
  • 巴恩斯,A.R和Eric,相对湿度铬铁矿的相对Reducibilities和碳质还原剂的相对反应。Infacon 7. 1995年特隆赫姆
  • Naicker, O and Riley, T. Xstrata Alloys in profile. South African Pyrometallurgy 2006. Ed R. T Jones, SAIMM March 2006.
  • 兰,用碳还原过程中W. J.组成和铬铁矿的结构。拱。Eisenhuttenwes。卷。50无9 1979,第373-378。
  • Rankin, W. J and Finn, C.W.P. Solid State reduction by graphite and carbon monoxide of chromite from the Bushveld Complex. Randburg, Mintek Report 1957 May 1978.
  • EMJ,火的缓慢燃烧的戒指 - 尽管挫折在矿产资源丰富的地区取得进展,2014年7月
  • 教皇与合作:一种新的技术新的铬铁矿区:环新国王?2014年7月10日。
  • 冬季,弗兰克(发明),合景泰富资源公司(受让人)临时opebet贵宾厅opebet娱乐网址专利:直接从铬铁矿铬合金的生产。美国61/893400国际4562PCT,2013年10月21