ដំណើរការ និងបច្ចេកវិទ្យាកែច្នៃរ៉ែនីកែល

ដំណើរការ និងបច្ចេកវិទ្យាកែច្នៃរ៉ែនីកែល

នីកែល គឺជាលោហៈយុទ្ធសាស្ត្រដែលមានតួនាទីកាន់តែសំខាន់នៅក្នុងឧស្សាហកម្មទំនើបៗជាច្រើន។ ក្រៅពីត្រូវបានប្រើសម្រាប់ផលិតដែកអ៊ីណុក នីកែលក៏ជាគ្រឿងផ្សំសំខាន់ក្នុងការអភិវឌ្ឍអាគុយរថយន្តអគ្គិសនី យ៉ាន់ស្ព័រពិសេសសម្រាប់ឧស្សាហកម្មអាកាសចរណ៍ និងសូម្បីតែការស្រោបដោយអគ្គិសនី។ នៅពេលដែលតម្រូវការសកលកើនឡើង ដំណើរការ និងបច្ចេកវិទ្យាកែច្នៃរ៉ែនីកែលកំពុងវិវឌ្ឍយ៉ាងឆាប់រហ័សដើម្បីផលិតផលិតផលដែលមានថ្នាក់ជាក់លាក់ ប្រសិទ្ធភាពខ្ពស់ និង ផលប៉ះពាល់បរិស្ថាន ដែលអាចគ្រប់គ្រងបាន ។ អត្ថបទនេះពិភាក្សាអំពីដំណាក់កាលទូទៅ និងបច្ចេកវិទ្យាសំខាន់ៗក្នុង ការកែច្នៃរ៉ែ នីកែល ចាប់ពីការជីកយករ៉ែរហូតដល់ការចម្រាញ់។

ប្រភេទរ៉ែនីកែល៖ ឡាតេរីត និង ស៊ុលហ្វីត

ជាទូទៅ រ៉ែនីកែលត្រូវបានបែងចែកជាពីរប្រភេទសំខាន់ៗ៖ រ៉ែនីកែលឡាតេរីត និងរ៉ែនីកែលស៊ុលហ្វីត។ រ៉ែឡាតេរីតត្រូវបានបង្កើតឡើងពីការរលាយនៃថ្មអ៊ុលត្រាម៉ាហ្វីកនៅតំបន់ត្រូពិច ហើយជាធម្មតាត្រូវបានគេរកឃើញនៅជិតផ្ទៃ។ ឡាតេរីតជារឿយៗមានផ្ទុកនីកែលនៅក្នុងសារធាតុរ៉ែដូចជាលីម៉ូនីត និងសាប្រូលីត។ ទន្ទឹមនឹងនេះ រ៉ែស៊ុលហ្វីតត្រូវបានបង្កើតឡើងតាមរយៈដំណើរការម៉ាម៉ាទិច ហើយមានផ្ទុកនីកែលនៅក្នុងសារធាតុរ៉ែស៊ុលហ្វីតដូចជាប៉ែនឡង់ឌីត។ ភាពខុសគ្នានៃ លក្ខណៈរ៉ែទាំងនេះកំណត់យ៉ាងសំខាន់នូវវិធីសាស្ត្រដំណើរការ ដែលប្រើ។

ជាទូទៅ រ៉ែស៊ុលហ្វីតងាយស្រួលក្នុងការបង្កើនជាតិរ៉ែតាមរយៈដំណើរការអណ្តែត ខណៈពេលដែលរ៉ែបាយអមានការលំបាកជាង ពីព្រោះនីកែលត្រូវបានខ្ចាត់ខ្ចាយនៅក្នុងម៉ាទ្រីសនៃរ៉ែអុកស៊ីដ/អ៊ីដ្រូអុកស៊ីត ដូច្នេះរ៉ែជាច្រើនត្រូវបានដំណើរការដោយវិធី pyrometallurgical (ការរលាយ) ឬផ្លូវអ៊ីដ្រូមេតាល់សម្ពាធខ្ពស់។

ដំណាក់កាលដំបូង៖ ការជីកយករ៉ែ និងការរៀបចំរ៉ែ

ដំណើរការកែច្នៃ នីកែល ចាប់ផ្តើមដោយការជីកយករ៉ែ ទាំងដោយប្រើវិធីសាស្ត្រជីកយករ៉ែក្នុងរណ្តៅបើកចំហ ឬក្រោមដី អាស្រ័យលើជម្រៅ និងប្រភេទនៃកំណក។ បន្ទាប់ពីការជីកយករ៉ែ រ៉ែត្រូវបានដឹកជញ្ជូនទៅកាន់កន្លែងកែច្នៃដើម្បីឆ្លងកាត់ជំហានរៀបចំ ដែលជាទូទៅរួមមាន៖

១. ការកំទេច៖ ការកាត់បន្ថយទំហំរ៉ែ ដើម្បីធ្វើឱ្យវាកាន់តែងាយស្រួលក្នុងការដោះស្រាយ និងកែច្នៃ។
២. ការកិន៖ ផលិតទំហំភាគល្អិតល្អន់ ដើម្បីបង្កើនការបញ្ចេញសារធាតុរ៉ែដ៏មានតម្លៃ។
៣. ការត្រួតពិនិត្យ និងការចាត់ថ្នាក់៖ ការបំបែកទំហំភាគល្អិតតាមតម្រូវការនៃដំណើរការបន្ទាប់។
៤. ការសម្ងួត៖ ជាពិសេសសម្រាប់រ៉ែបាយអដែលមានមាតិកាទឹកខ្ពស់ ការសម្ងួតគឺមានសារៈសំខាន់មុនពេលដំណើរការគីមីវិទ្យា។

ដំណាក់កាលរៀបចំប៉ះពាល់យ៉ាងខ្លាំងដល់ប្រសិទ្ធភាពនៃដំណើរការជាបន្តបន្ទាប់។ ទំហំភាគល្អិត មាតិកាសំណើម និងភាពដូចគ្នានៃរ៉ែនឹងកំណត់ការប្រើប្រាស់ថាមពល និងអត្រានៃការស្តារនីកែល។

បច្ចេកវិទ្យា កែច្នៃរ៉ែ នីកែលស៊ុលហ្វីត

ចំពោះរ៉ែនីកែលស៊ុលហ្វីត ផ្លូវកែច្នៃទូទៅបំផុតគឺការរួមបញ្ចូលគ្នានៃកំហាប់រ៉ែ និងការរលាយ។

១. ការអណ្តែត (ការអណ្តែតពពុះ)

អណ្តែតទឹក គឺជាដំណើរការនៃការបំបែកសារធាតុរ៉ែដោយផ្អែកលើលក្ខណៈសម្បត្តិផ្ទៃរបស់វា។ រ៉ែដែលបានកិនត្រូវបានលាយជាមួយទឹក សារធាតុប្រតិកម្មគីមី និងខ្យល់។ សារធាតុរ៉ែស៊ុលហ្វីតជាធម្មតាក្លាយទៅជាមិនជ្រាបទឹកបន្ទាប់ពីបន្ថែមឧបករណ៍ប្រមូល ដូច្នេះពួកវាជាប់នឹងពពុះខ្យល់ ហើយឡើងជាពពុះ។ ពពុះនេះត្រូវបានទាញយកមកវិញជាសារធាតុប្រមូលផ្តុំដែលសម្បូរទៅដោយនីកែល ខណៈពេលដែលសារធាតុដែលនៅសល់ក្លាយជាកាកសំណល់។

អត្ថប្រយោជន៍នៃការអណ្តែតគឺថាវាអាចបង្កើនមាតិកានីកែលយ៉ាងច្រើនមុនពេលចូលដល់ដំណាក់កាលរលាយ ដោយហេតុនេះកាត់បន្ថយបន្ទុកថាមពលនៅក្នុងដំណើរការជាបន្តបន្ទាប់។

២. ការរលាយ និងការបំលែង

បន្ទាប់មក នីកែល​ប្រមូលផ្តុំ​ត្រូវ​បាន​រលាយ​ក្នុង​ឡ​ដើម្បី​ផលិត​នីកែល​ម៉ាត់—ដំណាក់កាល​ស៊ុលហ្វីត​រាវ​ដែល​មាន​នីកែល ទង់ដែង និង​ដែក។ ជំហាន​បន្ទាប់​គឺ​ការ​បំប្លែង​ដើម្បី​កត់សុី​ដែក និង​ស្ពាន់ធ័រ ដោយ​ធ្វើ​ឱ្យ​ម៉ាត់​កាន់តែ​សម្បូរ​នីកែល។ ផលិតផល​ចុងក្រោយ​អាច​ត្រូវ​បាន​កែច្នៃ​បន្ថែម​ទៀត​ទៅ​ជា​នីកែល​សុទ្ធ ឬ​ផលិតផល​កម្រិត​មធ្យម​ដូចជា​នីកែល​ស៊ុលហ្វាត​សម្រាប់​អាគុយ។

៣. ការចម្រាញ់កម្រិតខ្ពស់

ការចម្រាញ់អាចធ្វើឡើងតាមរយៈដំណើរការអេឡិចត្រូលីស ឬដំណើរការអ៊ីដ្រូមេតាឡូជី។ នៅក្នុងរោងចក្រមួយចំនួន ម៉ាត់ត្រូវបានរំលាយ និងបំបែកដោយប្រើបច្ចេកទេសរំលាយជ្រើសរើស ការស្រង់ចេញសារធាតុរំលាយ និងបច្ចេកទេសទឹកភ្លៀង ដើម្បីផលិតផលិតផលដែលមានគុណភាពខ្ពស់។

បច្ចេកវិទ្យា កែច្នៃរ៉ែ នីកែលឡាតេរីត

រ៉ែថ្មបាយក្រៀមមានចំនួនច្រើននៃទុនបំរុងនីកែលរបស់ពិភពលោក ជាពិសេសនៅតំបន់ត្រូពិច។ ដំណើរការរបស់វាមានភាពស្មុគស្មាញជាង ហើយជាទូទៅត្រូវបានបែងចែកជាពីរផ្លូវសំខាន់ៗ៖ pyrometallurgy និង hydrometallurgy។

១. គីមី​លោហធាតុ​ពីរ៉ូមេតាល់៖ RKEF សម្រាប់ Ferronickel ឬ NPI

បច្ចេកវិទ្យាមួយក្នុងចំណោមបច្ចេកវិទ្យាទូទៅបំផុតសម្រាប់ឡឥដ្ឋគឺឡដុតអគ្គិសនីឡដុតបង្វិល (RKEF)។ ដំណើរការនេះត្រូវបានគេប្រើជាញឹកញាប់ដើម្បីផលិត ferronickel ឬ Nickel Pig Iron (NPI) ដែលជាវត្ថុធាតុដើមសម្រាប់ឧស្សាហកម្មដែកអ៊ីណុក។

ដំណាក់កាលរួមមាន៖
– ការសម្ងួត និង​ការ​ដុត​កំបោរ​ក្នុង​ឡ​ដុត​បង្វិល៖ កាត់បន្ថយ​សំណើម និង​យក​សារធាតុ​ងាយ​នឹង​ឆេះ​ចេញ។ រ៉ែ​ត្រូវ​បាន​កំដៅ​ពេល​លាយ​ជាមួយ​សារធាតុ​កាត់បន្ថយ (ជាធម្មតា​ធ្យូងថ្ម) និង​លំហូរ​ជាក់លាក់​មួយ។
– ការរលាយក្នុងឡអគ្គិសនី៖ រ៉ែដែលបានដុតត្រូវបានរលាយនៅសីតុណ្ហភាពខ្ពស់ ដើម្បីបំបែកលោហៈ (ល្បាយដែក-នីកែល) ចេញពីស្លក។
– ការចម្រាញ់ផលិតផល៖ លោហៈរលាយត្រូវបានចាក់ ឬកែច្នៃទៅជាផលិតផលតាមលក្ខណៈបច្ចេកទេស។

គុណសម្បត្តិរបស់ RKEF គឺស្ថេរភាពបច្ចេកវិទ្យា និងភាពស័ក្តិសមនៃផលិតផលសម្រាប់ដែកអ៊ីណុក។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ ដំណើរការនេះត្រូវការថាមពលច្រើន ហើយជាទូទៅវាល្អប្រសើរជាងសម្រាប់រ៉ែ saprolite ដែលមានមាតិកានីកែលខ្ពស់។

២. អ៊ីដ្រូមេតាលួរី៖ HPAL សម្រាប់ទឹកភ្លៀងអ៊ីដ្រូស៊ីតចម្រុះ (MHP)

ចំពោះ​រ៉ែ​លីម៉ូនីត—ដែលជាធម្មតាមានកម្រិតទាបជាង ប៉ុន្តែមានច្រើន—បច្ចេកវិទ្យា​អ៊ីដ្រូមេតាលួរហ្គារីជ៍​ជារឿយៗ​ជាជម្រើស ជាពិសេស HPAL (High Pressure Acid Leach)។

នៅក្នុង HPAL រ៉ែត្រូវបានលាយជាមួយអាស៊ីត (ជាធម្មតាអាស៊ីតស៊ុលហ្វួរិក) ហើយត្រូវបានកែច្នៃនៅក្នុងឡដុតស្វ័យប្រវត្តិនៅសីតុណ្ហភាព និងសម្ពាធខ្ពស់។ នីកែល និងកូបាល់រលាយក្នុងដំណោះស្រាយ ហើយបន្ទាប់មកត្រូវបានបំបែកចេញពីសំណល់រឹង។ នីកែល និងកូបាល់អាចត្រូវបានตกตะกอนទៅជាផលិតផលកម្រិតមធ្យមដូចជា៖

– MHP (ល្បាយអ៊ីដ្រូស៊ីតចម្រុះ)៖ ល្បាយអ៊ីដ្រូស៊ីតចម្រុះនីកែល-កូបាល់។
– MSP (ល្បាយស៊ុលហ្វីតចម្រុះ)៖ ល្បាយស៊ុលហ្វីតចម្រុះ។

ផលិតផល MHP ឬ MSP បន្ទាប់មកអាចត្រូវបានចម្រាញ់បន្ថែមទៀតទៅជានីកែលស៊ុលហ្វាត និងកូបាល់ស៊ុលហ្វាតសម្រាប់ជាវត្ថុធាតុដើមថ្ម។

គុណសម្បត្តិរបស់ HPAL គឺថាវាអាច កែច្នៃ រ៉ែថ្នាក់ទាប និងផលិតផលិតផលដែលសមស្របសម្រាប់ខ្សែសង្វាក់ផ្គត់ផ្គង់ថ្ម។ បញ្ហាប្រឈមរួមមានតម្រូវការសម្រាប់សម្ភារៈឧបករណ៍ធន់នឹងការច្រេះ ការគ្រប់គ្រងសំណល់ ភាពស្មុគស្មាញនៃប្រតិបត្តិការ និងការប្រើប្រាស់សារធាតុប្រតិកម្ម។

៣. ការហូរច្រោះបរិយាកាស និងដំណើរការជំនួស

ក្រៅពី HPAL ក៏មានការលាងជម្រះក្នុងបរិយាកាសនៅសម្ពាធទាបជាង ដែលជាធម្មតាមានអត្រារំលាយយឺតជាង ប៉ុន្តែអាចសាមញ្ញជាង។ លើសពីនេះ ការស្រាវជ្រាវក៏កំពុងអភិវឌ្ឍទៅជាការប្រើប្រាស់ការលាងជីវសាស្រ្ត (ដោយប្រើអតិសុខុមប្រាណ) និងដំណើរការផ្សំរវាងលោហៈធាតុ និងលោហៈធាតុ ដើម្បីកែលម្អសេដ្ឋកិច្ច។

ផលិតផលកម្រិតមធ្យម និងផលិតផលចុងក្រោយ៖ ពី NPI ដល់នីកែលស៊ុលហ្វាត

ផលិតផលកែច្នៃនីកែលមិនមែនតែងតែជានីកែលសុទ្ធនោះទេ។ អាស្រ័យលើតម្រូវការឧស្សាហកម្ម ផលិតផលកែច្នៃអាចរួមមាន៖
– NPI និង ferronickel៖ ជាទូទៅសម្រាប់ដែកអ៊ីណុក។
– នីកែល​ម៉ាត់៖ ផលិតផល​កម្រិត​មធ្យម​ពី​រោងចក្រ​រំលាយ​ដែក​ដែល​អាច​ចម្រាញ់​បន្ថែម​ទៀត។
– MHP/MSP៖ ផលិតផល​កម្រិត​មធ្យម​សម្រាប់​ចម្រាញ់​នីកែល-កូបាល់ ជាពិសេស​សម្រាប់​អាគុយ។
– នីកែលស៊ុលហ្វាត (NiSO₄)៖ វត្ថុធាតុដើមសំខាន់សម្រាប់កាតូតអាគុយ។
– នីកែល​លោហៈ​សុទ្ធ៖ សម្រាប់​យ៉ាន់ស្ព័រ​ពិសេស និង​កម្មវិធី​វិស្វកម្ម​ផ្សេងៗ​ទៀត។

ជម្រើសនៃផ្លូវដំណើរការត្រូវបានកំណត់ដោយប្រភេទរ៉ែ ភាពអាចរកបានថាមពល ថ្លៃដើមសារធាតុប្រតិកម្ម ហេដ្ឋារចនាសម្ព័ន្ធ បទប្បញ្ញត្តិបរិស្ថាន និងផលិតផលគោលដៅ។

ទិដ្ឋភាពបរិស្ថាន និងប្រសិទ្ធភាពថាមពល

ការកែច្នៃនីកែលបង្ហាញពីបញ្ហាប្រឈមផ្នែកបរិស្ថានដែលតម្រូវឱ្យមានការគ្រប់គ្រងយ៉ាងម៉ត់ចត់ រួមទាំងការបំភាយឧស្ម័នពី pyrometallurgy ការប្រើប្រាស់ថាមពលខ្ពស់ ការប្រើប្រាស់អាស៊ីតក្នុង hydrometallurgy និងការគ្រប់គ្រងកាកសំណល់ និង slag។ បច្ចេកវិទ្យាទំនើបមានគោលបំណងបង្កើនប្រសិទ្ធភាពថាមពល ប្រើប្រាស់កំដៅខ្ជះខ្ជាយ ព្យាបាលទឹកចរាចរ និងធ្វើឱ្យសំណល់មានស្ថេរភាពសម្រាប់សុវត្ថិភាពរយៈពេលវែង។

នៅក្នុងប្រទេសមួយចំនួន ការអនុវត្តស្តង់ដារបរិស្ថានលើកទឹកចិត្តឧស្សាហកម្មឱ្យប្រើប្រាស់ប្រភពថាមពលស្អាតជាងមុន កាត់បន្ថយការបំភាយឧស្ម័នកាបូន និងធានាបាននូវការអនុវត្តការជីកយករ៉ែ និងការចាក់ដីឡើងវិញដែលមានទំនួលខុសត្រូវជាងមុន។

Penutup

ការកែច្នៃ និងបច្ចេកវិទ្យារ៉ែនីកែលត្រូវបានជះឥទ្ធិពលយ៉ាងខ្លាំងដោយប្រភេទរ៉ែដែលកំពុងត្រូវបានកែច្នៃ និងផលិតផលចុងក្រោយដែលចង់បាន។ រ៉ែស៊ុលហ្វីតច្រើនតែត្រូវបានកែច្នៃតាមរយៈការអណ្តែត និងការរលាយ ដើម្បីផលិតនីកែលសុទ្ធ ឬផលិតផលគីមី។ ទន្ទឹមនឹងនេះ រ៉ែបាយអត្រូវបានកែច្នៃជាញឹកញាប់តាមរយៈ RKEF (ការកែច្នៃអុកស៊ីដដែកចម្រាញ់) ដើម្បីផលិត ferronickel/NPI ឬ HPAL ដើម្បីផលិត MHP/MSP ដែលសមស្របសម្រាប់ការប្រើប្រាស់ថ្ម។ ជាមួយនឹងតម្រូវការនីកែលកើនឡើងសម្រាប់ការផ្លាស់ប្តូរថាមពល ការច្នៃប្រឌិតថ្មីក្នុងបច្ចេកវិទ្យាកែច្នៃ និងការអនុវត្តនិរន្តរភាពប្រសើរឡើង គឺជាកត្តាសំខាន់ៗក្នុងការធ្វើឱ្យឧស្សាហកម្មនីកែលរីកចម្រើន ខណៈពេលដែលកាត់បន្ថយផលប៉ះពាល់បរិស្ថានរបស់វា។

សូម​បញ្ចេញ​មតិ