mars/avril 2015

CIM Journal & CIM Metallurgical Quarterly

CIM Journal, Vol. 6, No. 1

Co-extraction of coal and methane

H. Guo, Commonwealth Scientific and Industrial Research Organisation (CSIRO), Brisbane, Queensland, Australia; L. Yuan, Huainan Mining Group Co. Ltd., Huainan, Anhui, China; Y. P. Liang, Q. D. Qu, J. Qin, S. Xue, and J. Xie, Commonwealth Scientific and Industrial Research Organisation (CSIRO), Brisbane, Queensland, Australia

RÉSUMÉ Le présent article donne les principaux résultats d’un grand projet de partenariat Asie-Pacifique entre le CSIRO (Commonwealth Scientific and Industrial Research Organisation) [Organisation de recherche scientifique et industrielle du Commonwealth australien] et le Huainan Mining Industry Group Co. Ltd. ; ce projet cherche à développer et à démontrer des technologies avancées à la mine Pansan, à Huainan, en Chine. Une perspective globale a évalué les conditions fondamentales des strates et du méthane dans les couches de charbon durant l’exploitation et a optimisé les séquences d’extraction et les systèmes de captage du méthane dans les mines de charbon. Le projet a permis de démontrer une approche pratique et des procédures pour des systèmes avancés d’extraction conjointe du charbon et du méthane, pour améliorer la sécurité et l’efficacité minières, accroître le captage et l’utilisation du méthane et réduire les émissions fugitives de méthane.


 

History of electrolytic cobalt refining at Vale Canada (Inco)

B. R. Conard, BRConard Consulting Inc., Oakville, Ontario, Canada

RÉSUMÉ L’affinage du cobalt chez Vale Canada (anciennement Inco) a été associé à la production de nickel. Puisque certains composés de ces deux métaux comportent des risques d’effets néfastes pour la santé par exposition à l’inhalation, il est essentiel de comprendre les concentrations en aérosol des substances spécifiques ainsi que les procédés métallurgiques par lesquels ils entrent dans l’air. Vale Canada a donc décidé de décrire les historiques de ses opérations liées au nickel et de divulguer les mesures d’hygiène industrielle lorsqu’elles sont disponibles. Le présent article décrit les opérations électrolytiques effectuées sur le Co à Port Colborne, Ontario (1954–1966), et fournit des mesures de la teneur en aérosol (1995–2008) pour l’extraction électrolytique actuelle du Co.


 

Prospects for renewable energy systems in the mining industry

B. Fleet, Ryerson University and Fleetec Inc., Toronto, Ontario, Canada; A. Davidse, Deloitte Inc., Toronto, Ontario, Canada; R. DasGupta and S. Hon, Electrovaya Corp., Mississauga, Ontario, Canada; J. Li, A. Pringle, and C. Searcy, Ryerson University, Toronto, Ontario, Canada

RÉSUMÉ L’industrie minière fait face à de sérieux défis, à long et à court terme, en raison de l’incertitude des prix des matières premières, des pressions environnementales et des compressions de la marge bénéficiaire dues à la hausse des coûts de l’énergie. Les questions énergétiques, auparavant considérées comme un coût d’exploitation, changent alors que les cadres cherchent des solutions à plus long terme afin de prendre des mesures pour contrer les prix incertains des combustibles fossiles et les émissions des gaz à effet de serre. C’est pourquoi les cadres miniers sont de plus en plus disposés à considérer l’introduction d’une proportion de systèmes d’énergie renouvelable dans l’équation énergétique de la mine. Le présent article traite de la manière dont les énergies renouvelables peuvent être introduites avec succès aux sites miniers ainsi que quelques-uns des avantages et des barrières à leur application à une plus grande échelle.


Canadian Metallurgical Quarterly cover
CMQ, Vol. 53, No. 1

Freeze lining formation in continuous converting calcium ferrite slags – I

J. Jansson, P. Taskinen, and M. Kaskiala, School of Chemical Technology, Aalto University, Esbo, Finland

RÉSUMÉ La vitesse initiale de croissance du revêtement de gel des scories de ferrite de calcium saturées en cuivre est élevée et comparable à celle des scories de silicate de fer. Toute la couche du revêtement de gel est cristalline, de l’extrémité froide jusqu’à sa face chaude en contact avec la scorie fondue. Les scories industrielles de cémentation de cuivre d’un four éclair de cémentation en continu, transformant une matte solide de haute qualité en un cuivre ampoulé, engendrent une mince couche de liaison de sulphate de calcium contre la surface de métal refroidie à l’eau lors des toutes premières minutes du contact de la scorie avec l’élément de refroidissement. On a observé ce comportement rare de solidification en utilisant la technique de la sonde refroidie à l’eau dans des creusets de MgO en rotation. La température de la scorie était de 1 325 °C alors que la température de liquidus de la scorie de cémentation éclair était estimée à environ 1 245 °C. Le corps du revêtement de gel est composé principalement de magnétite, de diverses ferrites mélangées de calcium et cuivre et de délafossite, qui sont incluses dans une phase intergranulaire de cuivre métallique et d’un peu d’oxyde de cuivre. Les oxydes d’arsenic dissous dans la scorie sont précipités dans le revêtement de gel sous forme d’arséniates solides de calcium.


 

Freeze lining formation in continuous converting calcium ferrite slags – II

J. Jansson, P. Taskinen, and M. Kaskiala, School of Chemical Technology, Aalto University, Esbo, Finland

RÉSUMÉ On a étudié les propriétés de transfert de chaleur de revêtements de gel engendrés en laboratoire par des scories industrielles de ferrite de calcium, à partir d’un four éclair en continu de cémentation de matte de cuivre, dans la scorie fondue en utilisant la technique du capteur refroidi à l’eau. La conductibilité thermique mesurée du revêtement de gel formé, estimée par des mesures directes en conditions de régime permanent, était de 8,0±1,5 W m−1 K−􀀀1. La conductibilité thermique obtenue du revêtement de gel est de 50 à 100 % plus élevée que celle des revêtements de gel de scorie de silicate de fer. La scorie de ferrite de calcium forme un revêtement de gel entièrement cristallin. Les différentes ferrites et le cuivre métallique développent la conductibilité thermique élevée observée lorsque le cuivre précipité à partir de la scorie pendant la solidification remplit hermétiquement les cavités intergranulaires des cristaux de ferrite dans la couche de revêtement de gel en formation.


 

Kinetic analysis of silicothermic process under flowing argon atmosphere

W. Wulandari, G. A. Brooks, M. A. Rhamdhani, Faculty of Engineering and Industrial Sciences, Swinburne University of Technology, Hawthorn, Victoria, Australia; and B.J. Monaghan, School of Mechanical Materials and Mechatronics Engineering and Blue Scope Steel Metallurgy Centre, University of Wollongong, Wollongong, New South Wales, Australia

RÉSUMÉ Le procédé Pidgeon, une réduction silicothermique sous vide de dolomie calcinée, est le procédé dominant de production de magnésium métallique. On a utilisé les données expérimentales de Morsi et al pour l’analyse cinétique de la réduction silicothermique de dolomie calcinée sous une atmosphère d’argon. On a estimé un certain nombre de modèles cinétiques afin d’évaluer l’étape du procédé cinétiquement limitante. Les résultats suggèrent que la diffusion à l’état solide des réactants contrôle la réaction, le modèle de Jander et Ginstling-Brounshtein fournissant la meilleure représentation de la cinétique du procédé. On a également analysé les effets du transfert massique de la vapeur de magnésium de la surface vers le coeur de la phase gazeuse. Ces résultats suggèrent que le transfert de masse gaz-film n’est pas l’étape limitante de la cinétique. On postule que la diffusion par pore à travers les briquettes a un certain effet sur la cinétique mais la diffusion à l’état solide est l’étape majeure cinétiquement limitante.


 

Reducibility of nickeliferous limonitic laterite ore from Central Anatolia

S. Pournaderi, Department of Metallurgical and Materials Engineering, Middle East Technical University, Ankara, Turkey; E. Keskinkılıç, Department of Metallurgical and Materials Engineering, Atılım University, Incek, Ankara, Turkey; A. Geveci and Y. A. Topkaya, Department of Metallurgical and Materials Engineering, Middle East Technical University, Ankara, Turkey

RÉSUMÉ La réserve de nickel limnétique en Turquie a été réduit à 700- 1 100 ° C par l’addition de 5,74, 8,61 and 11,48 wt-% de charbon sous atmosphère d’argon. Le minerai et les échantillons réduits ont été étudiés par DRX. La métallisation de Fe a été jugée limitée à 900 °C, mais elle a augmenté rapidement à des températures plus élevées. La métallisation de Ni et Co a augmenté lorsque la température a été augmentée de 700 à 800 °C, presque stabilisé jusqu’à 900 °C puis 1 100 °C. Les résultats ont également montré que l’augmentation des ajouts de charbon n’a pas affecté la métallisation de Fe jusqu’à 900 °C. A 1 000 °C, la métallisation de Fe s’est un peu ameliorée, mais son effet était plus prononcé à 1 100 °C. L’augmentation du taux de charbon a affecté une constante réduction de nickel à toutes les températures, alors qu’il n’a eu aucun effet sur la métallisation de Co.


 

Diffusion induced isothermal solidification during transient liquid phase bonding of cast IN718 superalloy

M. Pouranvari, A. Ekrami, and A. H. Kokabi, Department of Materials Science and Engineering, Sharif University of Technology, Tehran, Iran

RÉSUMÉ Dans la brasure en phase liquide transitoire (TLP) pour applications commerciales, l’un des paramètres clés importants est le temps de maintien requis pour la solidification isotherme complète (t IS), qui est une condition requise pour l’obtention d’une microstructure adéquate du lien. L’objectif de cette étude est d’analyser la cinétique de la solidification isotherme lors de la brasure TLP du superalliage coulé à base de nickel, IN718. On a effectué les expériences de brasage de TLP en utilisant une couche de liaison amorphe de Ni–7Cr–4,5Si–3Fe–3,2B (% en poids) à plusieurs températures de brasage (1 273–1 373 K). On a déterminé expérimentalement le temps requis pour l’obtention de joints TLP libres de micro constituants eutectiques à la ligne centrale. En considérant le comportement de solidification du liquide résiduel, on pouvait prédire t IS au moyen d’une solution mathématique de l’équation de diffusion dépendante du temps basée sur la seconde loi de Fick.


 

Estimation of porosity and shrinkage in a cast eutectic Al–Si alloy

S. Samavedam, MGIT, Hyderabad, India; S. B. Sakri, DRDL, Hyderabad, India; D. Hanumantha Rao, MVSR Engineering College, Hyderabad, India; and S. Sundarrajan, National Institute of Technology, Trichy, India

RÉSUMÉ Dans cette étude, on discute de l’estimation du déficit volumique de l’alliage coulé d’aluminium US 413. La réduction du volume spécifique mène à un déficit volumique dans les moulages que l’on considère comme un défaut de coulée. En conséquence, l’information concernant le déficit volumique et sa distribution est essentielle dans la restreinte des défauts de coulée. Le déficit volumique d’un moulage donné consiste en une combinaison de macro cavités, de porosité interne, de puits de surface et de contraction volumétrique. Ces défauts sont mesurés en utilisant des formules mathématiques. On a abordé l’estimation de la porosité interne fermée au moyen de la tomographie par ordinateur avec rayons x. On a étudié l’influence de la température de coulée sur les caractéristiques du déficit volumique.


 

Evolution of primary α-Al particles during isothermal transformation of rheocast semi solid metal billets of A356 Al–Si alloy

O. Lashkari, Bekaert Canada Limited, Surrey, British Columbia, Canada; and R. Ghomashchi, School of Mechanical Engineering, University of Adelaide, Adelaide, South Australia, Australia

RÉSUMÉ Le traitement de métal à l’état semi-solide (SSM) est une technologie relativement nouvelle de formage des métaux, différente des technologies conventionnelles de façonnage des métaux qui utilisent des métaux soit à l’état solide ou liquide comme matériel de départ. Le traitement SSM traite des coulis à l’état semi-solide, dans lesquels des particules solides non-dendritiques sont dispersées dans une matrice liquide. La fraction volumique du solide peut varier entre 0,1 et 0,5, avec une viscosité apparente proche de celle de l’état liquide. Le coulis s’écoule facilement sous pression en des formes compliquées avec un haut degré de remplissage du moule et d’intégrité. Il existe différentes façons de préparer les coulis de SSM, incluant l’application d’agitation mécanique directe ou indirecte, les traitements chimiques du bain et la manipulation de la température de coulage. L’un des paramètres importants contrôlant les caractéristiques mécaniques et d’écoulement des billettes de SSM est la morphologie de la phase solide primaire, par exemple Al-α dans les alliages d’Al–Si. On a étudié l’évolution morphologique des particules primaires d’Al-α de billettes traitées en SSM d’Al–Si A356, avec des temps d’incubation variant de 0 à 480 s, à 595 °C – c’est-à-dire fraction solide de 0,33 avant la force appliquée en compression. On a également examiné l’effet de la force de compression appliquée de 33 kgf sur l’évolution de la morphologie dendritique, à la même température et dans la même gamme de temps de rétention. On a caractérisé quantitativement la microstructure et l’on montre que la sphéroïdisation et le grossissement sont actifs tout au long du traitement, l’application de forces compressives amenant davantage d’affinement.


 

The influence of alkaline salt bath quenching on the microstructure and mechanical properties of AISI D2 steel

A. Malekan, A. Pedram, Sh. Raygan, J. Rassizadeh Ghani, School of Metallurgy and Materials Engineering, College of Engineering, University of Tehran, Tehran, Iran; and M. Malekan, Department of Mechanical Engineering, Shahid Rajaee Teacher Training University, Lavizan, Tehran, Iran

RÉSUMÉ Dans ce travail, on compare la microstructure et les propriétés mécaniques de l’acier à outils AISI D2 après refroidissement à l’air ou après trempe dans un bain de sel alcalin (60 % KOH et 40 % NaOH). Les résultats ont montré que la dureté des échantillons trempés dans le bain de sel alcalin à différentes températures suivi d’un revenu à 540 °C était plus élevée que la dureté de l’échantillon refroidi à l’air. On a obtenu la dureté maximale, depuis la surface jusqu’au centre des échantillons, par trempe dans le bain de sel à 220 °C. La microstructure et, par conséquent, les propriétés mécaniques étaient altérées après la trempe dans différents médias. On montre également que l’endurcissement de l’acier D2 dans un bain de sel alcalin peut résulter en des valeurs plus élevées de résistance à la traction que lors du refroidissement à l’air alors qu’il n’y avait pas de changement important de l’énergie de rupture des échantillons.


Profil de projet : Kirkland Lake | Article de fond : Sous haute tension 
Projets et Construction | Voyage : Sudbury, Ontario
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