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Verfahren zur Aufbereitung von Eisenerzen, die in natürlichem Zustand oder nach Erhitzung das Eisen als Fe203 enthalten, wie z. B. Hämatiten, Eisenhydraterzen, bei Luftzutritt gerosteten Spateisenerzen, Gichtstaub, Kiesabbränden u. dgl.
Bekanntlich sind gewisse oxydisehe Eisenerze in natürlichem Zustand so schwach paramagnetisch, dass sie entweder gar nicht oder nur unter Benutzung starkmagnetischer erzscheider auf magnetischem Wege aufbereitet werden können. Solehe Erze sind beispielsweise die Eisenerze der Typen Fez03 (Eisenglanz, Blutsteine, Hämatite usw. ), FeOCO (Spateisenstein) und 2 Fez03, 3 H20 (Hydrateisenerze). In gleicher Weise verhalten sich Kiesabbrände nud Purpurerz, die im wesentlichen aus Eisenoxyd (Fez03) bestehen.
Auch Giehtstaub, der für gewöhnlich alle Oxydationsstufen des Eisens enthält, ist nur in geringem Grade magnetisch. Da die magnetische Aufbereitung solcher Erze mit starkmagnetischen Erzscheidern ziemlich teuer ist und oft kein befriedigendes Resultat liefert, wurden bis jetzt für gewöhnlich andere aufbereitungsmethoden für sie benutzt oder sie wurden auch durch eine teilweise Reduktion mittels Kohle (bei Spateisenerzen zunächst Glühen und Oxydation in FeO, und dann eine teilweise Reduktion) mehr oder weniger vollständig in Eisenoxyduloxyd (Fe3O4) übergeführt, wodurch sie genügend paramagnetisch wurden. um auf schwachmagnetischen Erzscheidern behandelt werden zu können.
Die Erfahrung zeigt, dass im letzteren Falle mindestens die Hälfte des Erzes in Eisenoxyduloxyd übergeführt werden muss, damit zufriedenstellende Resultate gewonnen werden. Ein solcher Reduktionsprozess verbraucht verhältnismässig viel Kohle (etwa 3 bis 5% des Erzgewichtes für die Reduktion selbst) und erfordert eine verhältnismässig lange Behandlungszeit und hohe Temperatur, weshalb die Methode nur ausnahmsweise ausgeiibt wird. Es ist auch vorgeschlagen worden, diese Reduktion mit Hilfe von kohlenwasserstoffreichen Gasen auszuführen, um das gewünschte Resultat schneller und bei niedrigerer Temperatur zu erreichen, die Herstellung solcher Gase stellt sich aber teuer.
Die Erfindung bezweckt, die Aufbereitung von Eisenerzen, die in natürliehem Zustand oder nach
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Spateisenerzen, Gichtstaub, Kiesabbränden u. dgl., auf schwach magnetischen Erzseheidern zu ermöglichen, wobei das Material durch blosse Erhitzung in einer im wesentlichen sauerstofffreien Atmosphäre und ohne wesentliche Reduktion in eine stark paramagnetische Modifikation von eisenoxyd (Fe2O3) umgewandelt wird.
Es ist für die Erreichung dieser Wirkung genügend, dass das Eisenoxyd oder Eisenoxyderz für kurze Zeit (etwa bis 1/2 Stunde) auf eine Temperatur von etwa 6000 C in einer praktisch neutralen, d. h. von oxydierenden und reduzierenden Stoffen praktisch freien Atmosphäre erhitzt wird. Die Erhitzung geschieht zweckmässig auf indirektem Wege. Es hat sich herausgestellt, dass die besten Resultate gewonnen werden, wenn die Erhitzung des Eisenoxydes in Anwesenheit, einer derart geringen Menge eines Brennstoffes (z.
B. bis'S2 Gewichtsprozent) stattfindet, dass die daraus bei der Erhitzung entwickelten Gase genügen, um den zwischen den Erzstücken vorhandenen Luftsauerstoff zu binden oder auszutreiben, dass dagegen keine wesentliche Reduktion des Erzes zustande kommen kann. Gewisse Erze enthalten schon an sich die hiefür erforderliche Menge an organischen Stoffen, so dass die genannte Wirkung ohne einen besonderen Zusatz erreicht werden kann. Die Erhitzung kann auch direkt durch Gasverbrennung in oder oberhalb des Erzes erfolgen, wobei die Luftzufuhr derart zu regeln ist. dass die Erhitzung in einer praktisch neutralen, d. h. weder oxydierenden nach reduzierenden Atmosphäre stattfindet.
Auch in
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diesem Falle kann es vorteilhaft sein, das Erz mit einer geringen Menge eines vergasbaren Biennstoffes zu mischen, indem es sonst schwer fallen kann, eine sauerstofffreie Atmosphäre zu erzeugen. Die Abkühlung des erhitzten Materials kann in der Luft durchgeführt werden, ohne dass eine Veränderung des erreichten hohen Paramagnetismus eintritt.
Bei Abkühlung in der Luft wird das etwa in geringer Menge gebildete Eisenoxyduloxyd in Eisenoxyd übergeführt. Wenn diese Abkühlung gemäss dem Gegenstromprinzip und nicht allzu schnell stattfindet, wird das Material im allgemeinen kräftiger magnetisch, als wenn die Abkühlung ohne Luftzutritt oder in Wasser stattfindet. Bei den bekannten Prozessen, bei denen das Eisenoxyd durch Reduktion mehr oder weniger vollständig in eine niedrigere Oxydationsstnfe übergeführt und dadurch aufmagnetisiert
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bei der Berührung mit der Luft wieder schnell oxydiert würde und dadurch seine erreichte magnetische Eigenschaft wieder verlieren könnte.
Die für die Kühlung benutzte und dadurch erhitzte Luft kann zweckmässig als Verbrennungsluft für den Brennstoff, der zur Erhitzung oder Vorwärmung des zu behandelnden Erzes verbraucht wird, benutzt werden, wodurch eine beträchtliche Ersparnis an Brennstoff gewonnen wird.
Dass das gemäss der Erfindung gewonnene Resultat nicht auf einer chemischen Veränderung des Eisenoxydes (Fe203) beruht, geht sowohl aus der chemischen Analyse, die im wesentlichen unveränderte chemische Zusammensetzung zeigt, als auch aus röntgenspektrographischen Untersuchungen hervor, welch letztere darlegen, dass das Material die rhomboidrische Kristallform des Eisenoxydes beibehalten hat. Ein gemäss der Erfindung behandeltes Minetteerz enthielt 73'10% FeOg und 2'06% FeO, ein anderes Erz enthielt 76'06% Fe2O3 und l'54% FeO, beide waren aber stärker paramagnetisch als die Magneteisensteine. Ein Oolitherz zeigte nach der Behandlung bei der Analyse einen Gehalt von 74-4% FeOg und nur Spuren von FeO.
Bei mikroskopischer Untersuchung wurde festgestellt, dass das Mineral umkristallisiert worden war, so dass sich Eisenglanz gebildet hatte. Dieses Erz war besonders kräftig paramagnetisch und hatte nach der magnetischen Scheidung sogar remanenten Magnetismus erhalten.
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sollen, kann der Prozess beispielsweise in einem Etagenofen (Herreshoff-Ofen oder Wedge-Ofen) ausgeführt werden. Das Erz wird in gewöhnlicher Weise auf die oberste Etage beschickt und wird mit Hilfe der rotierenden Rührarme von einer Etage nach der folgenden gefördert. Die hauptsächlichste Erhitzung findet auf der untersten Etage oder den untersten Etagen durch Verbrennung von Gas mittels einer derart geregelten Luftzufuhr statt, dass dort eine praktisch neutrale Atmosphäre erhalten wird.
Auf der obersten Etage wird die Grubenfeuehtigkeit und auf der nächstfolgenden das etwa vorhandene Hydratwasser entfernt. Die unterste Etage oder die untersten Etagen können als Duffel ausgeführt werden. In solchem
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wärmung findet durch direkte Erhitzung statt. Es soll dabei beachtet werden, dass die Atmosphäre in den muffen durch die Bindung des Luftsauerstoffes möglichst neutral gehalten wird, während die Atmosphäre auf den Vorwärmungsetagen beliebig, auch oxydierend sein kann.
Wenn Spateisenerz (FeC03) gemäss der Erfindung behandelt werden soll, muss es zunächst bei reichlichem Luftzutritt kalziniert werden, so dass Eisenoxyd' (FeOg) gebildet wird. Diese Kalzinierung kann entweder für sieh oder in demselben Ofen wie die Aufmagnetisienmg ausgeführt werden. Wenn auch in diesem Falle ein Etagenofen verwendet wird. wird auf der untersten Etage bzw. den untersten Etagen derart gefeuert, dass dort eine praktisch neutrale Atmosphäre erhalten wird. Auf einer oder mehreren der darüber befindlichen Etagen wird Luft zwecks Erleichterung der Austreibung der Kohlensäure und für die Oxydation des Erzes eingeführt.
Hier kann auch gleichzeitig eine entsprechende Menge eines brennbaren Gases eingeführt werden, wenn die Wärme der Verbrennungsprodukte von den untersten Etagen zur Austreibung der Kohlensäure nicht genügen würde. Es hat sich jedoch herausgestellt. dass eine vollständige Austreibung der Kohlensäure nicht erforderlich ist, was ein Vorteil ist, da der Brennstoffverbrauch sonst sehr gross werden würde.
Gichtstaub enthält für gewöhnlich so viel Kohlenstoff, als für die Reduktion des gesamten darin enthaltenen Eisenoxydes in Eisenoxyduloxyd erforderlich wäre. Bei der Behandlung solchen Materials gemäss der Erfindung wird eine so kurze Behandlungszeit und so niedrige Temperatur benutzt, dass das darin vorhandene Eisenoxyd in eine paramagnetische Modifikation umgewandelt wird, ohne dass eine wesentliche Reduktionswirkung eintritt, weshalb der Kohlenstoff nur in geringem Grade, u. zw. zur Bindung des zwischen den Erzteilchen befindlichen Luftsauerstoffes verbraucht wird. Eine vorteilhafte Weise zur Ausnutzung des Kohlenstoffgehaltes des Gichtstaubes besteht in der Verwendung des Gichtstaubes als Zusatz zu andern nicht kohlenstoffhaltigen Erzen in solcher Menge, dass das Gemisch einen Kohlenstoffgehalt von z.
B. bis Gewichtsprozent erhält, worauf das Gemisch erfindungsgemäss behandelt wird.
Für die Erhitzung kann statt des oben erwähnten Etagenofens irgend welche geeignete Ofenkonstruktion benutzt werden. Da die Temperatur nicht besonders hoch sein muss, kann der Ofen gänzlich oder grösstenteils aus Eisen bestehen.
Es ist nicht erforderlich, das Erz vor der Erhitzung fein zu zerkleinern, da keine chemische Einwirkung stattfinden soll. Nach der Überführung des Erzes in einen paramagnetischen Zustand wird das
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Erz entsprechend fein zerkleinert und dann auf einem gewöhnlichen schwachmagnetischen Erzscheider separiert. Bei ausgeführten Versuchen sind Eisenoxydmateriale gewonnen worden, die stärkeren Paramagnetismus als Magneteisenstein aufwiesen. Die Eisenausbringung bei der Aufbereitung auf einen schwachmagnetischen Erzscheider betrug 95-97'5%.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur Aufbereitung von Eisenerzen, die in natürlichem Zustand oder nach Erhitzung das Eisen als Fie203 enthalten, wie z. B. Hämatiten, Eisenhydraterzen, bei Luftzutritt gerösteten Spateisenerzen, Giehtstaub, Kiesabbränden u. dgl., dadurch gekennzeichnet, dass das Material durch blosse Erhitzung in einer im wesentlichen sauerstofffreien Atmosphäre ohne wesentliche Reduktion in eine stark paramagnetische Modifikation von Eisenoxyd (Fe203) umgewandelt und dann auf einen schwachmagnetischen Erzscheider separiert wird.