QA/QC a optimalizace procesů pro analýzu přímého redukovaného železa s XRD

Úvod

Celosvětová poptávka po železe a oceli se zvyšuje, přičemž ceny surovin, energií a dopravy se stále navyšují. Tradiční závody potřebují velké kapitálové rozpočty a vznikají jim vysoké náklady na energii. Koksárenské pece a slinovací zařízení v integrované ocelárně jsou nejen drahé, ale mají také negativní dopad na životní prostředí kvůli vysokým emisím oxidu uhličitého.

Přímé redukované železo (Direct Reduced Iron, DRI) je metoda čištění železných rud při nižších teplotách, s nižší potřebou energie a pro menší provozy. Proces DRI využívá k redukci železné rudy zemní plyn k výrobě tzv. „železné houby“ s koncentrací železa (90–94 %) podobnou koncentraci surového železa. Tato železná houba je vynikající surovinou pro elektrické pece používané v malých železárnách. Závody DRI se stávají zajímavější díky tomu, že se jedná o ekonomický a environmentálně životaschopný proces, který poskytuje stabilní zdroj dodávek čistého železa, zejména s dostupností levného břidlicového plynu.

Proč je fázová identifikace pomocí XRD důležitá?

Znalost mineralogického složení suroviny ze železné rudy je u metody DRI zásadní pro řízení nákladů a optimalizaci operací zpracování. Identifikace minerálního složení vstupních surovin je pro procesory DRI výhodná z několika důvodů:

• Náklady na suroviny závisí na druhu rudy. Screening příchozí rudy může pomoci určit, zda je surovinou ruda nízké nebo vysoké jakosti.
• Znalost mineralogie rudy pomáhá operátorům určit optimální podmínky zpracování, jako je teplota a chemická směs, k dosažení nejlepšího výnosu a kontrole výrobních nákladů.
• Řízení výběru stupňů pro zajištění konzistentní mineralogie umožňuje operátorům stabilizovat podmínky v závodu.

Stanovení mineralogie DRI může ovlivnit náklady na suroviny, náklady na zpracování a cenu hotového zboží. Rentgenová difrakce (XRD) může identifikovat a kvantifikovat kritické minerály železné rudy, jako je vysoce kvalitní hematit a méně kvalitní magnetit a goethit. Může také identifikovat jalové minerály, včetně oxidu hlinitého, oxidu křemičitého, gibbsitu, křemene a kaolinitu, které komplikují operace zpracování.

Následující difraktogramy vstupní suroviny z provozu DRI ukazují preferované fáze hematitu a magnetitu, všechny pozorované píky jsou pro tyto dvě minerální fáze podle očekávání.

Důležité je také proces monitorovat, aby se zajistilo, že ruda je zcela redukována ze své oxidové formy na elementární železo. Neúplná reakce povede k finančním ztrátám prostřednictvím snížení výnosu. Pokud naopak necháte proces běžet déle, než je nutné, následkem budou finanční ztráty kvůli dodatečné spotřebě energie a paliva.

XRD identifikuje různé přítomné fáze. Ke kvantifikaci výsledků se používá metoda relativní intenzity (RIR).

Analyzátor Olympus XRD může určit, kdy je proces redukce dokončen.

Rentgenová difrakční analýza je spolehlivou metodou pro identifikaci mineralogie rudy a fází procesu. Závody DRI v současné době používají metody mokré chemie, které nejsou při identifikaci minerálních fází tak přesné. Vzorky mohou být odesílány do externí laboratoře na XRD analýzu, což může být časově náročné a nákladné. Společnost Olympus poskytuje přenosné přístroje XRD, které umožňují analýzu na místě. Snadná příprava vzorků a krátká doba analýzy umožňuje operátorům testovat více vzorků, aby mohli plně monitorovat svou surovinu a proces, a provádět okamžitá rozhodnutí v terénu.

Závěr Rentgenové difrakční analyzátory Olympus využívají patentovanou technologii vyvinutou pro program NASA Mars Rover. Poskytují rychlé měření surovin DRI na místě pro zajištění kvality a řízení procesů. Snadná příprava vzorku Rychlé a přesné výsledky během několika minut Kompaktní a přenosné jednotky XRD Kvalitativní schopnost XRF pro další chemické informace Výhody: Rychlá identifikace minerálních fází Může být obsluhován nelaboratorním personálem Analýza na místě – v doku nebo na podlaze ve výrobě

Přenosný TERRA XRD