Kaʻina Hana a me ka ʻenehana Nickel Ore
He metala koʻikoʻi ka nickel me kahi kuleana koʻikoʻi i nā ʻoihana hou like ʻole. Ma waho aʻe o ka hoʻohana ʻia ʻana e hana i ke kila kila, he mea nui nō hoʻi ka nickel i ka hoʻomohala ʻana i nā pila kaʻa uila, nā mea hoʻohui kūikawā no ka ʻoihana aerospace, a me ka electroplating. I ka piʻi ʻana o ke koi honua, ke ulu wikiwiki nei nā kaʻina hana a me nā ʻenehana hana nickel ore e hana i nā huahana me nā māka kikoʻī, ka pono kiʻekiʻe, a me ka hopena o ke kaiapuni i kāohi ʻia. Kūkākūkā kēia ʻatikala i nā pae laulā a me nā ʻenehana koʻikoʻi i ka hana ʻana i ka nickel ore, mai ka eli ʻana a hiki i ka hoʻomaʻemaʻe ʻana.
Nā ʻano o ka Nickel Ore: Laterite a me Sulfide
Ma keʻano laulā, ua māhele ʻia ka nickel ore i ʻelua ʻano nui: ka nickel ore laterite a me ka nickel sulfide ore. Hoʻokumu ʻia ka laterite ore mai ka wā ʻino o nā pōhaku ultramafic ma nā wahi tropical a loaʻa pinepine ia ma kahi kokoke i ka ʻili. Loaʻa pinepine i ka laterite ka nickel i loko o nā minelala e like me ka limonite a me ka saprolite. I kēia manawa, hoʻokumu ʻia ka sulfide ore ma o nā kaʻina hana magmatic a loaʻa ka nickel i loko o nā minelala sulfide e like me ka pentlandite. ʻO nā ʻokoʻa o kēia mau ʻano mineral e hoʻoholo nui i ke ʻano hana i hoʻohana ʻia.
ʻOi aku ka maʻalahi o ka hoʻonui ʻia ʻana o nā ores sulfide ma o nā kaʻina hana flotation, ʻoiai ʻoi aku ka paʻakikī o nā ores laterite no ka mea ua hoʻopuehu ʻia ka nickel i loko o kahi matrix o nā mineral oxide/hydroxide, no laila ua hana ʻia nā mea he nui e nā ala pyrometallurgical (smelting) a i ʻole nā ala hydrometallurgical kiʻekiʻe.
Nā Pae Mua: Ke Keʻena ʻEli a me ka Hoʻomākaukau ʻana i ka ʻOre
Hoʻomaka ke kaʻina hana nickel me ka hana ʻeli ʻana, ma ka hoʻohana ʻana i nā ʻano hana ʻeli lua ākea a i ʻole ma lalo o ka honua, ma muli o ka hohonu a me ke ʻano o ka waihona. Ma hope o ka hana ʻeli ʻana, lawe ʻia ka ore i kahi hale hana e hana i nā hana hoʻomākaukau, ʻo ia hoʻi:
1. Ka wili ʻana: Hoʻemi i ka nui o ka ʻaihao i mea e maʻalahi ai ka lawelawe ʻana a me ke kaʻina hana.
2. Wili ʻana: Hoʻopuka i nā ʻāpana liʻiliʻi e hoʻonui i ka hoʻokuʻu ʻana o nā minelala waiwai nui.
3. Nānā ʻana a me ka hoʻokaʻawale ʻana: Ke hoʻokaʻawale ʻana i nā nui o nā ʻāpana e like me nā pono o ke kaʻina hana e hiki mai ana.
4. Ka hoʻomaloʻo ʻana: ʻOi aku hoʻi no ka ʻaila laterite nona ka nui o ka wai, he mea nui ka hoʻomaloʻo ʻana ma mua o ke kaʻina hana pyrometallurgical.
Hoʻopilikia nui ke kahua hoʻomākaukau i ka pono o nā kaʻina hana ma hope. ʻO ka nui o nā ʻāpana, ka nui o ka makū, a me ka homogeneity o ka ore e hoʻoholo ai i ka hoʻohana ʻana i ka ikehu a me nā helu hoʻōla nickel.
ʻenehana hana ʻana i ka Nickel Sulfide Ore
No nā ores nickel sulfide, ʻo ke ala hana maʻamau ka hui pū ʻana o ka hoʻohuihui mineral a me ka hoʻoheheʻe ʻana.
1. Lana (Lana Huʻa)
ʻO ka flotation ke kaʻina hana o ka hoʻokaʻawale ʻana i nā minelala ma muli o ko lākou mau ʻano ʻili. Hoʻohui ʻia ka ore i wili ʻia me ka wai, nā reagents kemika, a me ka ea. ʻOi aku ka hydrophobic o nā minelala sulfide ma hope o ka hoʻohui ʻana o kahi mea hōʻiliʻili, no laila e pili lākou i nā pehu ea a piʻi aʻe e like me ka huʻa. Hoʻihoʻi ʻia kēia huʻa ma ke ʻano he concentrate waiwai nickel, ʻoiai ʻo ke koena o nā mea e lilo i tailings.
ʻO ka pōmaikaʻi o ka flotation, hiki iā ia ke hoʻonui nui i ka ʻike nickel ma mua o ke komo ʻana i ke kahua hoʻoheheʻe, a laila e hōʻemi ana i ka ukana ikehu i ke kaʻina hana ma hope.
2. Hoʻoheheʻe ʻana a me ka hoʻololi ʻana
A laila hoʻoheheʻe ʻia ka nickel concentrate i loko o ka umu e hana i ka nickel matte—he ʻano sulfide wai e loaʻa ana ka nickel, ke keleawe, a me ka hao. ʻO ka hana aʻe, ʻo ia ka hoʻololi ʻana e oxidize i ka hao a me ka sulfur, e hoʻonui ai i ka matte i ka nickel. Hiki ke hana hou ʻia ka huahana hope loa i nickel maʻemaʻe a i ʻole nā huahana waena e like me ka nickel sulfate no nā pila.
3. Hoʻomaʻemaʻe Kiʻekiʻe
Hiki ke hana ʻia ka hoʻomaʻemaʻe ʻana ma o ka electrolysis a i ʻole nā kaʻina hana hydrometallurgical. Ma kekahi mau hale, hoʻoheheʻe ʻia a hoʻokaʻawale ʻia ka matte me ka hoʻohana ʻana i ka dissolution koho, ka solvent extraction, a me nā ʻano hana precipitation e hana i kahi huahana kiʻekiʻe.
ʻenehana hana ʻana i ka Nickel Laterite Ore
ʻO nā ʻonika laterite kahi hapa nui o nā waihona nickel o ka honua, ʻoi aku hoʻi ma nā wahi wela. ʻOi aku ka paʻakikī o kā lākou hana ʻana a hāʻule maʻamau i ʻelua mau ala nui: pyrometallurgy a me hydrometallurgy.
1. Pyrometallurgy: RKEF no Ferronickel a i ʻole NPI
ʻO kekahi o nā ʻenehana maʻamau no ka laterite ʻo ia ka Rotary Kiln Electric Furnace (RKEF). Hoʻohana pinepine ʻia kēia kaʻina hana e hana i ka ferronickel a i ʻole Nickel Pig Iron (NPI), kahi mea maka no ka ʻoihana kila kila.
ʻO nā pae:
– Ka hoʻomaloʻo ʻana a me ke kala ʻana i loko o kahi umu wili: Hoʻemi i ka nui o ka makū a wehe i nā mea lele. Hoʻomehana ʻia ka ʻaihao i ka wā i hui pū ʻia me kahi mea hoʻēmi (ʻo ka lanahu maʻamau) a me kahi kahe kikoʻī.
– Ke hoʻoheheʻe ʻia ʻana i loko o ka umu uila: Hoʻoheheʻe ʻia ka ʻai i hoʻoheheʻe ʻia i nā mahana kiʻekiʻe e hoʻokaʻawale i ka metala (ka hui hao-nickel) mai ka slag.
– Hoʻomaʻemaʻe huahana: Hoʻolei ʻia a hana ʻia paha ka metala hoʻoheheʻe ʻia i loko o nā huahana e like me nā kikoʻī.
ʻO nā pono o RKEF kona kūpaʻa ʻenehana a me ke kūpono o ka huahana no ke kila kila. Eia nō naʻe, pono kēia kaʻina hana i ka ikehu nui a ʻoi aku ka maikaʻi no nā oka saprolite me ka nui o ka nickel.
2. Hydrometallurgy: HPAL no ka Mixed Hydroxide Precipitate (MHP)
No ka limonite ore—ʻo ia hoʻi ka haʻahaʻa o ke ʻano akā nui—ʻo ka ʻenehana hydrometallurgical ke koho pinepine ʻia, ʻoiai ʻo HPAL (High Pressure Acid Leach).
I loko o HPAL, ua hui ʻia ka ʻaila me ka waikawa (ʻo ka waikawa sulfuric maʻamau) a hana ʻia i loko o kahi autoclave ma ke ana wela a me ke kaomi kiʻekiʻe. Hoʻoheheʻe ʻia ka nickel a me ka cobalt i loko o ka hopena a laila hoʻokaʻawale ʻia mai ke koena paʻa. A laila hiki ke hoʻoheheʻe ʻia ka nickel a me ka cobalt i loko o nā huahana waena e like me:
– MHP (Mixed Hydroxide Precipitate): Ua hui pū ʻia ka nickel-cobalt hydroxide precipitate.
– MSP (Mixed Sulphide Precipitate): Ua hui pū ʻia ka sulfide precipitate.
A laila hiki ke hoʻomaʻemaʻe hou ʻia ka huahana MHP a i ʻole MSP i loko o ka nickel sulfate a me ka cobalt sulfate no ka mea hānai pila.
ʻO ka pōmaikaʻi o HPAL, hiki iā ia ke hana i ka ʻaihao haʻahaʻa a hana i nā huahana kūpono no ke kaulahao hoʻolako pila. ʻO nā pilikia e pili ana i ka pono no nā mea hana pale i ka pala, ka hoʻokele koena, ka paʻakikī o ka hana, a me ka hoʻohana ʻana i nā mea hana.
3. Ka Leaching Leʻaleʻa a me nā Kaʻina Hana ʻē aʻe
Ma waho aʻe o HPAL, aia kekahi leaching lewa ma nā kaomi haʻahaʻa, kahi maʻamau he lohi ka wikiwiki o ka hoʻoheheʻe ʻana akā hiki ke maʻalahi. Eia kekahi, ke ulu nei ka noiʻi i ka hoʻohana ʻana i ka bioleaching (me ka hoʻohana ʻana i nā microorganism) a me nā kaʻina hana pyrometallurgical a me hydrometallurgical i hui pū ʻia e hoʻomaikaʻi i ka hoʻokele waiwai.
Nā Huahana Waena a me nā Huahana Hope Loa: Mai NPI a i Nickel Sulfate
ʻAʻole nā huahana hana nikala he nikala maʻemaʻe mau. Ma muli o nā pono o ka ʻoihana, hiki i nā huahana i hana ʻia ke komo pū me:
– NPI a me ka ferronickel: Ma ke ʻano laulā no ke kila kila.
– Nickel matte: He huahana waena mai ka mea hoʻoheheʻe hiki ke hoʻomaʻemaʻe hou ʻia.
– MHP/MSP: Huahana waena no ka hoʻomaʻemaʻe ʻana i ka nickel-cobalt, ʻoi aku hoʻi no nā pila.
– Nickel sulfate (NiSO₄): He mea maka koʻikoʻi no nā cathodes pila.
– Nikala metala maʻemaʻe: No nā mea hoʻohuihui kūikawā a me nā noi ʻenekinia ʻē aʻe.
Hoʻoholo ʻia ke koho ʻana o ke ala hana e ke ʻano o ka ore, ka loaʻa ʻana o ka ikehu, nā kumukūʻai reagent, nā ʻoihana hana, nā hoʻoponopono kaiapuni, a me nā huahana i manaʻo ʻia.
Nā ʻAoʻao Kaiapuni a me ka Pono o ka Ikehu
Hōʻike ka hana ʻana i ka nickel i nā pilikia o ke kaiapuni e pono ai ka hoʻokele koʻikoʻi, me nā hoʻokuʻu kinoea mai ka pyrometallurgy, ka hoʻohana nui ʻana i ka ikehu, ka hoʻohana ʻana i nā waikawa i ka hydrometallurgy, a me ka hoʻokele tailings a me ka slag. ʻO ka ʻenehana hou e hoʻomaikaʻi i ka pono o ka ikehu, hoʻohana i ka wela ʻōpala, mālama i ka wai e kaʻapuni ana, a hoʻopaʻa i nā koena no ka palekana lōʻihi.
Ma kekahi mau ʻāina, ʻo ka hoʻokō ʻana i nā kūlana kaiapuni e paipai i nā ʻoihana e hoʻohana i nā kumu ikehu maʻemaʻe, e hōʻemi i nā hoʻokuʻu kalapona, a e hōʻoia i nā hana mining a me ka hoʻihoʻi ʻana i ke kuleana.
Pani
Hoʻopilikia nui ʻia ka hana ʻana a me ka ʻenehana nickel ore e ke ʻano o ka ore e hana ʻia ana a me ka huahana hope i makemake ʻia. Hoʻoponopono pinepine ʻia nā sulfide ores ma o ka flotation a me ka smelting e hana i ka matte a me ka nickel maʻemaʻe a i ʻole nā huahana kemika. I kēia manawa, hoʻoponopono pinepine ʻia nā laterite ores ma o RKEF (Refined Iron Oxide Processing) e hana i ka ferronickel/NPI a i ʻole HPAL e hana i ka MHP/MSP, kūpono no nā noi pila. Me ka hoʻonui ʻia o ke koi no ka nickel no ka hoʻololi ikehu, ʻo ka hana hou i ka ʻenehana hana a me nā hana hoʻomau i hoʻomaikaʻi ʻia nā mea nui i ka hiki ʻana i ka ʻoihana nickel ke holomua me ka hoʻemi ʻana i kona hopena i ke kaiapuni.
