CZ87496A3

CZ87496A3 - Process of introducing one or more reaction components into a furnace for treatment of titanium materials and apparatus for making the same

Info

Publication number: CZ87496A3
Application number: CZ96874A
Authority: CZ
Inventors: Harold Robert Harris; Ian Edward Grey
Original assignee: Rgc Mineral Sands Ltd
Priority date: 1993-09-22
Filing date: 1994-09-21
Publication date: 1997-01-15
Also published as: FI961306L; CA2172277A1; EP0786016A1; NZ273867A; RU2118667C1; IN181529B; FI961306A0; FI961306A7; US5900040A; CN1041442C; CN1131443A; PL313585A1; BR9407644A; ZA947333B; EP0786016A4; WO1995008652A1; NO961093D0; NO961093L; JPH09503737A

Description

Způsob zavádění jedné nebo více reakčních složek do pece na zpracovávání titanových materiálů a zařízení k provádění tohoto způsobu

Oblast techniky

Vynález se týká způsobu zavádění jedné nebo více reakčních složek do pece na zpracovávání titanových materiálů a zařízení k provádění tohoto způsobu, přičemž obecně j e možno uvést, že se tento vynález týká zpracování titanových materiálů, například rud, jako je ilmenit, v peci, jako je například rotační pec. Mezi tyto postupy patří takové procesy, při nichž se alespoň část železa, obsaženého v titanové rudě redukuje na kovové železo, nebo na dvojmocné železo. Kovové železo, nebo případně dvojmocné železo, se potom obvykle odděluje, přičemž· se získá zbytek obsahující oxid titaničitý TÍO2, známý jako syntetický rutil. Konkrétně je možno uvést, že se vynález týká zlepšeného způsobu zavádění reakčních složek do pece.

Dosavadní stav techniky

Pro výrobu kovového titanu a oxidu titaničitého T1O2 vhodného pro přípravu pigmentů jsou hlavními obchodně důležitými minerálními surovinami ilmenit, upravený ilmenit a rutil. Většina ve světě těženého ilmenitu se používá pro výrobu pigmentového oxidu titaničitého používaného v průmyslu nátěrových hmot a v papírenství. Oxid titaničitý TÍO2 v kvalitě pro přípravu pigmentů se tradičně vyrábí reakcí ilmenitu s koncentrovanou kyselinou sírovou, přičemž potom následuje zpracovávání na oxid titaničitý TÍO2 vhodný pro přípravu pigmentu, což je tak zvaný síranovvý způsob.

σ . CJ ⁰ i..

c/x > i£5 · ° 1 tťi»

I «Γ.

Ό

SOi >

tn

-a X,

CJ) <3 >

c σ

O oo uoσ>

Tento postup se ale postupně stává stále více nepřijatelný z důvodů ochrany životního prostředí vzhledem k velkým objemům kyselých odpadních kapalin, které při něm vznikají. Alternativní způsob, tzv. chloridový způsob, používá reakci s chlórem, přičemž při tomto postupu vzniká těkavý chlorid titaničitý, který se potom v následné fázi oxiduje na oxid titaničitý TÍO2. Na rozdíl od síranového způsobu je chloridový způsob schopen zpracovávat suroviny, jako je například rutil, které mají vysoký obsah, oxidu titaničitého T1O2 a nízký obsah železa a jiných nečistot.

V důsledku toho představuje chloridový způsob proces s menšími ekologickými problémy, přičemž při přípravě oxidu titaničitého pro výrobu pigmentů se tomuto postupu dává přednost. Zatímco při síranovém postupu je možno vyrábět pouze pigmentový oxid titaničitý TÍO2, chloridovým postupem se může vyrábět jak kovový titan tak pigmentový oxid titaničitý TÍO2. Zdroje přírodního rutilu ríepostačují krýt světovou poptávku po této surovině, používané při chloridovém způsobu. V tomto oboru tedy vyvstává stále větší potřeba přeměňovat nebo zušlechťovat hojněji se vyskytující ilmenity nebo upravené ilmenity (obvykle obsahující 45 % až 62 % oxidu titaničitého T1O2) na syntetický rutil (obsahuj ící přes 90 % oxidu titaničitého T1O2).

Pro výrobu syntetického rutilu je známa řada procesů. Nejčastěji používaným procesem je proces, obvykle označovaný jako proces Becherův, který zahrnuje tyto hlavní stupně:

1. Redukce oxidů železa, obsažených v ilmenitové surovině, v rotační peci pomocí uhlí j ako zdroj e tepla a redukčního činidla na kovové železo, přičemž výsledná směs kovového železa a titanové fáze je známa jako redukovaný ilmeniť' .

2. Chlazení pevných látek, odváděných z redukční pece.

3. Suché fyzikální oddělení redukovaného ilmenitu a nadbytečného polokoksu (dřevěné uhlí).

4. Oxidace redukovaného ilmenitu ve vodném prostředí (označovaná jako provzdušňování) za účelem přeměny kovového železa na částice oxidu železa, oddělené od minerálních částic bohatých na oxid titaničitý TÍO25. Fyzikální separace prováděná za mokra za účelem oddělení oxidu železa od minerálních částic bohatých na oxid titaničitý T1O2 a představující syntetický rutilový produkt.

6. Případně zařazený kyselý loužicí stupeň k odstranění části zbytkového železa, manganu a hořčíku.

7. Promývání, odvodňování a sušení syntetického rutilového produktu.

Podle jednoho z výhodných provedení podle vynálezu, nikoli ovšem bezvýhradně, je tento postup podle vynálezu aplikovatelný na první z těchto stupňů.

V článku s názvem Synthetic Kutile Operations of RGC Minerál Sands Limited at Capel and Namgulu, WA v publikaci Australasian Mining and Metallurgy”, 1993, str. 1301 až 1304, vydavatel Australasian Institute of Mining and Metallurgy, se popisuje mimo jiného provoz redukční pece, zahrnující přidávání uhlí do vstupního i výstupního konce pece.

Podle dosavadního stavu techniky byla navržena řada dalších procesů pro zušlechťování ilmenitu, nebo jiných železítotitanových rud, přičemž mnoho z těchto procesů používá redukční stupeň prováděný v peci. Jedna obecná skupina těchto procesů zahrnuje redukci železa na dvojmocné železo, po které následuje přímo kyselé loužení takto získaného produktu z pece za účelem odstranění železa. Tak zvaný proces Murso, popsaný např. v patentu Velké Británie č. 1225826, používá předoxidaci železa v surovině na trojmocné železo, načež následuje redukce takto získaného produktu v peci, ve které se výhodně používá plynné redukční činidlo, jako je například vodík, k převedení trojmocného železa na dvojmocné železo nebo na směs dvojmocného železa a kovového železa. Jiný proces, označovaný jako proces Hybrid a popsaný například v mezinárodní patentové přihlášce PCT V091/13150, využívá regulování teplot v redukční peci na nižší hodnoty, než jaké se běžně používají pro provádění Becherova procesu, aby se podpořil vznik metatitaničitanové fáze, která se snadno vyluhuje a tím se snadněji odstraní nečistoty.

Až dosud byla podle dosavadního stavu techniky navržena a/nebo v praxi používána řada modifikací Becherova procesu, zahrnujících přidávání různých reakčních činidel do pece. K těmto metodám patří následuj ící postupy :

1. Přidávání sloučeniny obsahující chlór spolu se sírou nebo sloučeninou obsahující síru, což je popsáno v australském patentu č. 516 155, s cílem snížit množství vytvářeného pseudobrookitu a tím zvýšit množství železa dostupného pro metalizaci.

2. Běžná praxe přidávání síry nebo sloučeniny obsahující síru (to znamená aditiva neobsahujícího chlór), což je popsáno ve výše uvedeném článku, přičemž toto přidávání má stejný cíl jako bylo uvedeno v postupu 1., viz výše.

3. Přidávání hořčíku a/nebo sloučeniny hořčíku, což je popsáno v patentu Spojených států amerických č. 3 502 460, přičemž cílem je výroba syntetického rutilu rozpustného v kyselinách.

4. Přidávání struskotvorné přísady ve formě činidla vytvářejícího sklo, jako je například boritanová sůl nebo minerál jako je bořítan vápenatý, s cílem napomoci odstranění radioaktivních prvků, což je popsáno v mezinárodní patentové přihlášce V094/03647 (PCT/AU93/00381).

Dosavadní praxí bylo zavádět tato různá reakční činidla do násypného konce pece, tedy paralelně s přívodem ilmenitu, nebo v předsměsi s ilmenitem. Problémem těchto dosavadních způsobů přidávání bylo nedostatečné vpravení reakČního činidla (reakčních činidel) do minerální suroviny. Slovo vpravení označuje cennou část přidaného reakČního činidla (reakčních činidel) vyskytující se v produktu, jako je redukovaný materiál, například redukovaný ilmenit, na výstupu z pece, vyjádřeno v hmotnostním podílu vztaženém na celkovou hmotnost. Například při použití síranu železnatého jako reakČního činidla obsahujícího síru je procento vpravení síry vyjádřeno v kilogramech ekvivalentu síry přítomného v redukovaném materiálu odváděného z pece za hodinu (po odečtení síry vnesené uhlím a přiváděným minerálem) děleného kilogramy ekvivalentu síry obsažené v reakčním činidle za hodinu krát 100. Podle uvedeného vynálezu bylo zjištěno, že některá reakční činidla se vpravuj i do minerální suroviny snadněj i a j iné méně snadno.

Podle dosavadních znalosXí bylo pozorováno, že ke špaxnému vpravení dochází v případech, kde se na násypném konci redukční pece zavádí elemenxární síra nebo síran železnaxý (maxeriál obsahující síru). V xakovém případě je vpravení síry v rozsahu pouze 15 % až 30 %, přičemž podle zkušenosxí auXorů předměxného vynálezu je xoxo vpravení nejčasxěji 23 %. To je nejen plýxvání co do spoxřeby reakčního činidla, ale vede to rovněž k dalším obxížím. Například Xa čásX síry, kXerá není vpravena do minerální suroviny, se objeví jako sirovodík í^S, oxid sírový SO3 a oxid siřičixý SO2 v odplynech z redukční pece, což vyvolává nadměrné náklady na čišxění plynů. V jiných případech se nevpravená čásX reakčního činidla (nebo reakčních činidel) sráží a vyxváří úsady v odxahovém poXrubí na odvádění plynů z pece.

PodsXaXa vynálezu

Cílem xohoXo vynálezu, alespoň při aplikaci XohoXo posxupu podle vynálezu na Becherův proces nebo na j iné procesy zpracovávání xixanových materiálů v peci, je překonax nebo alespoň zmirnix xyxo problémy vyskyxující se v postupech podle dosavadního stavu techniky.

Podle uvedeného vynález bylo zjišxěno, že vpravování se může podstatně zlepšit zaváděním reakčního činidla (nebo reakčních činidel) ve více místech podél délky pece, nebo na jejím výstupním konci nebo v blízkosti tohoto výstupního konce. Rovněž bylo podle vynálezu zjištěno, že potíže, spojené s nevpraveným podílem reakčního činidla (nebo reakčních činidel) mohou být při tomto postupu podle vynálezu alespoň zmírněny.

Podle prvního aspektu se předmětný vynález týká způsobu zavádění jednoho reakčního činidla nebo více reakčních činidel do rotační a/nebo podélné pece, ve které se zpracovává titanový materiál, například se tento materiál zušlechťuje, přičemž se reakční činidlo (nebo reakční činidla) zavádí :

(1) ve více místech podél délky pece, a/nebo (2) na výstupním konci pece nebo v blízkosti tohoto konce.

Podle druhého aspektu se předmětný vynález týká způsobu zavádění jednoho reakčního činidla nebo více reakčních činidel do rotační a/nebo podélně pece, ve které se titanová ruda, například ilmenit, zušlechťuje redukcí alespoň části železa obsaženého v rudě, většinou na kovové železo nebo na železo dvojmocné, přičemž reakční činidlo (nebo činidla) se zavádí :

(1) na více místech podél délky pece, a/nebo (2) na výstupním konci pece nebo v blízkosti jeho konce.

Podle třetího aspektu se předmětný vynález týká způsobu zpracovávání, například zušlechťování, titanových materiálů v rotační a/nebo podélné peci, při kterém se jedno nebo vice reakčních činidel do pece zavádí :

(1) na více místech podél délky pece, a/nebo (2) na jejím výstupním konci nebo v blízkosti jeho konce.

Termínem reakční činidlo (nebo činidla) se v popisu předmětného vynálezu míní všechny látky, pevné nebo kapalné, zaváděné do pece kromě titanových rud, spalovacího vzduchu a uhlíkatých materiálů, jako je například uhlí. Do rozsahu tohoto termínu patří reakční činidla uvedená ve zmíněných čtyřech příkladech modifikací Becherova procesu, přičemž ovšem není těmito příklady tento termín nijak omezen. Tímto reakčním činidlem může být například jedno reakční činidlo nebo více reakčních činidel vybraných z výše uvedených příkladů.

Vynález kromě toho poskytuje způsob zpracování titanových materiálů, například takové rudy jako je ilmenit, redukcí oxidů železa obsažených v titanových materiálech většinou na kovové železo, prováděný v peci, čímž vzniká redukovaný titanový materiál, přičemž tento postup zahrnuje zavádění titanového materiálu a redukčního· činidla do pece na jednom nebo více vstupních míst a získávání směsi tvořené redukovaným titanovým materiálem odváděné z pece na jednom nebo více výstupních místech, přičemž jedno nebo více reakčních činidel se zavádějí do pece :

(1) na více místech podél její délky, a/nebo (2) na jejím výstupním konci nebo v blízkosti tohoto výstupního konce.

Do rozsahu předmětného vynálezu rovněž náleží zařízení pro zpracování titanového materiálu, například titanové rudy jako je ilmenit, redukcí oxidů železa v titanové surovině většinou na kovové železo, čímž se vytváří redukovaný titanový materiál, přičemž toto zařízení je tvořeno :

- pecí,

- jedním nebo více vstupními místy v peci pro zavádění titanové suroviny a redukčního činidla do pece,

- jedním nebo více výstupními místy pro odvádění získané směsi, která obsahuje redukovaný ilmenit, z pece, a

- prostředky pro zavádění jednoho nebo více reakčních činidel :

(i) na více místech podél délky pece, a/nebo (ii) na výstupním konci pece nebo v blízkosti koncové části této pece.

Vpravovaná reakční činidla mohou, a ve většině případů také budou, reagovat se složkami minerálního materiálu.

V některých případech, jako při například při zavádění síry, může být výhodné, a dokonce velice vhodné, přidávat reakční činidlo (nebo činidla) na výstupním konci pece. V jiných případech, například v případě činidel vytvářejících sklovitý produkt, je výhodné přidávání reakčního činidla (nebo činidel) ve zvolených specifických místech podél délky pece, tak aby tento přídavek mohl být proveden na místech se zvolenými teplotami, což platí rovněž i pro případy, kdy byl již ilmenit do určité míry redukován, nebo je zde specifický fyzikální vztah k minerálnímu materiálu v peci.

Popis výkresu

Na přiloženém výkrese je znázorněno schéma výhodného provedení postupu podle vynálezu a zařízeni k jeho provádění.

Toto znázorněné provedení se týká modifikace zmíněného Becherova procesu, přičemž se v tomto postupu zavádí ilmenit o vhodné zrnitosti prostřednictvím vstupu 22 do horního konce podélné nakloněné rotační pece 18.. Uhlí je do této pece zaváděno prostřednictvím vstupu 10. přičemž toto uhlí slouží jako redukční činidlo, a toto uhlí se nejprve třídí proséváním, případně drcením a proséváním v jednotce 12 na dvě frakce, obvykle na frakci s částicemi nad 10 milimetrů a pod 10 milimetrů. Obvykle 20 % až 40 % celkového podílu uhlí, obsahující pouze jemnou frakci 13a. se zavádí do výstupního konce 21 redukční pece pomocí pneumatického jednotky 14, označované jako topná jednotka, přičemž tento materiál se běžně označuje jako dmýchané uhlí. Toto dmýchané uhlí se vhání do rotační pece 18 v místě 16 vysokou rychlostí dosahovanou pomocí proudu nosného vzduchu přiváděného vedením 15. Zbývající uhlí, představující obvykle podíl 60 % až 80 % z celkového množství uhlí, a tvořené hrubou frakcí 13b a nadbytečným jemným uhlím 13c se vede do vstupního konce 23 pece v místě 20 spolu s ilmenitem 22.

Po délce pece je uspořádáno v přibližně stejných vzdálenostech několik vzduchových trubic 24, obvykle 6 až 10, přičemž každá z nich je vybavena zevně upevněným dmychadlem, prostřednictvím kterých se dodává do pece spalovací vzduch. Teplotní profil plynů a lože pevného materiálu se reguluje, kromě jiného, také regulací množství vzduchu v každém jednotlivém dmychadle. Plyny postupují protiproudně proti směru postupu pevných látek. Při obvykle prováděných známých postupech podle dosavadního stavu techniky je teplota pevného lože v blízkosti výstupu z pece v rozmezí od 1130 ‘C do 1180 °C a ve středu pece se pohybuje v rozmezí od 950 C do 1000 °C. Teploty plynu jsou o 150 °C až 200 °C vyšší, než odpovídající teploty lože. Podmínky v peci jsou regulovány tak, aby oxidy železa obsažené v ilmenitu byly redukovány většinou na kovové železo. Aby se udržely podmínky v kritické zóně v redukčním pásmu v blízkosti výstupu z pece a rovněž aby se zabránilo spékání pevných látek v pevném loži se velikost přívodu uhlí reguluje tak, aby ve vycházejícím redukovaném ilmenitu zůstávalo něco neúplně spáleného uhlí, představující polokoks neboli dřevěné uhlí.

Směs redukovaného titanového materiálu, obsahujícího kovové železo a nespáleného polokoksu, se odvádí na výstupním konci 21 pece výstupním otvorem 42. Takto získaná směs se chladí v chladiči 27, obvykle v otáčivém bubnu, sprchovaném vodou a uzavřeném z toho důvodu, aby se zachovala redukční atmosféra a aby se tak zabránilo zpětné oxidaci kovového železa, přičemž potom se tato směs podrobuje suché separaci v suchém separačním stupni 28. Nemagnetický jemný podíl 28a se odvádí do odpadu a redukovaný podíl 28b ilmenitu se odvádí ke zpracování na syntetický rutil, přičemž toto zpracovávání obvykle zahrnuje vodné provzdušňování za účelem oddělení kovového železa ve formě diskrétních oxidů, a podle potřeby.jeden nebo dva kyselé loužicí stupně. Z ekonomických důvodů se oddělený podíl 28c přebytku polokoksu obvykle vrací prostřednictvím recyklového vedení 26 ke vstupnímu konci pece spolu s ilmeniteni přiváděným prostřednictvím vstupu 22 a zaváděným uhlím v místě 20. V alternativním provedení se může celý podíl tohoto polokoksu nebo jeho část recyklovat prostřednictvím recyklového vedení 26’ do výstupního konce 21 pece tak, že se vhání v místě 16 do pece pomocí nosného proudu vzduchu, se kterým se mísí v topné jednotce 14.

V takovém případě se do této topné jednotky 14 nemusí dodávat uhlí, a/nebo je možno polokoks vhánět odděleným topným zařízením.

Ke zintenzivnění procesu nebo v alternativním provedení tohoto procesu je možno do pece v místě 35 na výstupním konci 21 přidávat reakční činidla pomocí dalšího topné jednotky 34. Toto reakční činidlo má vhodnou velikost částic a je transportováno pomocí nosného vzduchu vedením 32. jímž se vhání v místě 35 vysokou rychlostí dovnitř pece. Jako příklad reakčních činidel, která jsou zvláště vhodná při provádění Becherova procesu a používaná k výše uvedeným účelům, jsou síra a boritanové soli nebo minerální materiály, jako je například boritan vápenatý.

Toto reakční činidlo nebo reakční činidla je možno předem smíchávat s uhlím na výstupním konci pece a/nebo společně s podílem polokoksu na výstupním konci pece v topné jednotce .14, ovšem ve výhodném provedení podle vynálezu je tento podíl přiváděn prostřednictvím samostatné paralelní jednotky, jako je výše uvedená další topná jednotka 34 zařazená jako přídavná topná jednotka kromě topné jednotky 14. do které se přivádí uhlí. V případě, kdy se reakční činidlo nebo reakční činidla přivádí v místech podél pece, potom je možno toto reakční činidlo nebo reakční činidla přivádět prostřednictvím trubic pro přívod vzduchu uspořádaných v plášti pece, ovšem ve výhodném provedení se toto reakční činidlo nebo činidla přivádí prostřednictvím zaváděcích míst speciálně konstruovaných pro přívod této reakční látky nebo reakčních látek a situovaných na specifických místech k tomu určených.

Při provádění tohoto procesu je možno očekávat, a podle uvedeného vynálezu bylo skutečně zjištěno, že u činidel přidávaných na vstupním konci, je procento vpravení kromě jiného funkcí velikosti částic reakčního činidla. Z pokusů provedených podle předmětného vynálezu, při kterých bylo aplikováno přidávání na výstupním konci, bylo zřejmé, že střední velikost částic nemá tento stejný kritický účinek a že výhodně je možno použít relativně širokého rozsahu velikostí částic místo úzkého rozsahu velikostí částic.

Jak je z výše uvedeného patrné, palivem dodávaným na výstupním konci, může být tak zvané dmýchané uhlí, což je blíže popsáno v australském patentu č. 423 616, nebo tzvdmýchaný polokoks, jak uvedeno v australské patentové přihlášce 38595/93. Rovněž je nutné uvést, že tento vynález se též vztahuje na ty procesy v redukční peci, při kterých se veškeré uhelné palivo přidává na vstupním konci, včetně těch procesů, kde se obsah železa v titanové rudě redukuje většinou pouze do dvojmocného stavu.

Nevýhodou dosud používané metody přidávání reakčních činidel j sou relativně krátké doby zdržení v peci, které j sou k dispozici pro vpravování reakčního činidla (nebo činidel) do minerálního materiálu. V závislosti na daném reakčním činidle dochází ke ztrátě tohoto reakčního činidla nebo činidel v protiproudém toku plynů nad pevným ložem ve formě jemné pevné látky, páry, nebo plynu. Zavádění reakčního činidla (nebo činidel) způsobem podle vynálezu zřetelně zvyšuje dobu zdržení reakčního činidla uvnitř pece U některých reakčních činidel ke zlepšení vpravení rovněž napomáhají vyšší teploty převážně se vyskytující u výstupního konce pece.

Příklady provedení vynálezu

Postup zaváděni jedné nebo více reakčních složek do pece na zpracovávání titanových materiálů a zařízení k provádění tohoto postupu budou v dalším blíže vysvětleny s pomocí konkrétních příkladů provedení, které jsou pouze ilustrativní a nijak neomezují rozsah tohoto vynálezu.

Následující příklady postupů, které byly provedeny na provozním zařízení, ukazují zlepšení vpravování docílené zaváděním reakčních činidel na výstupním konci rotačních redukčních pecí používaných pro zušlechťování titanových rud dříve popsaným Becherovým procesem v porovnání se zaváděním těchto reakčních činidel na násypném konci pece (vstupní část) . V každém z uvedených příkladů bylo pro přidávání na vstupním a výstupním konci bylo použito reakčních činidel o stejné střední velikosti částic a o stejném rozdělení velikostí částic.

Příklad 1

Tento postup byl proveden v redukční peci o délce 27,4 metru, vyzděné ohnivzdorným materiálem, takže vnitřní průměr činil 2,7 metru. Jako reakční činidlo byl použit minerální boritan vápenatý.

Během tohoto postupu byly do pece zaváděny tyto materiály v následujících množstvích :

Ilmenit 2,2 tuny/hodinu

Uhlí celkem (vstupní + výstupní konec) Reakční činidlo

1,3 tuny/hodinu 0,077 tuny/hodinu

Pro porovnání přídavku reakčního činidla na vstupním a výstupním konci, bylo reakční činidlo nejprve přidáváno na vstupním konci a pak se přešlo na přidávání na výstupním konci. Tabulka 1 ukazuje příslušné analýzy přiváděného a redukovaného ilmenitu.

TABULKA 1

Místo přidávání	Vstupní konec	Výstupní konec
Ilmenit (% T1O2)	59,5	60,2
Redukovaný ilmenit (% tío₂)	65,8	63,6
Redukovaný ilmenit (% CaO)	0,37	0,95

Vedle vyššího obsahu CaO při přidávání na výstupním konci je patrné, že vyšší vpravení reakčního činidla mělo zřeďovací vliv na obsah TÍO2 v redukovaném ilmenitu.

Boritan vápenatý jako reakční činidlo a surový ilmenit vykazovaly 26,5 %, respektive 0,01 % CaO. Z těchto údajů a z výsledků z tabulky 1 je možné vypočítat procento vpravení :

Přidávání na vstupním konci 35 %

Přidávání na výstupním konci 96 %

Příklad 2

Tento postup byl proveden za pomoci redukční pece o délce 62 metrů vyzděné ohnivzdorným materiálem, takže vnitřní průměr odpovídal 4,6 metru. Jako reakční činidlo byla použita jemná elementární síra.

V případě pece, kde se síra přidávala na násypném konci (vstupní konec), jako tomu bylo až dosud podle metod podle dosavadního stavu techniky, bylo přidávání přeneseno na výstupní konec a toto přidávání bylo prováděno po dobu trvání pokusu 48 hodin. V očekávání výrazného zlepšení ve vpravení a vzhledem k dočasným potížím, spojeným s manipulací se sírou na výstupním konci pro účely pokusu, byla síra na výstupním konci přidávána v menším množství než tomu bylo při přidávání na násypném (vstupním) konci.

V tabulce 2 jsou uvedena příslušná množství přídavku a výsledky analýz.

TABULKA 2

Místo přidávání	Násypný konec	Výstupní konec
Ilmenit (tuny/hodinu)	23,5	23,0
Uhlí (vše na vstupním konci) (tuny/hodinu)	7,48	8,1
Polokoks na výstupu (tuny/hodinu	1,4	1,4
Reakční činidlo (síra) (tuny/hodinu	0,525	0,120
Ilmenit
(% TiO₂)	60,9	60,2
Redukovaný ilmenit (% tío₂)	67,7	60,2
Redukovaný ilmenit (% S)	0,55	0,48

Po odečtení síry vpravené z obsahu síry v uhlí (stanoveno za provozu pece bez přidávání síry) bylo vypočteno vpravení síry:

Přidávání na vstupním konci : 18 %

Přidávání na výstupním konci : 65 % .

Claims

PATENTOVÉ NÁROKY

1. Způsob zavádění jedné nebo více reakčních složek, definovaných v těchto nárocích, do rotační a/nebo podélné pece v níž se titanový materiál zpracovává, například zušlechťuje, vyznačující se tím, že se reakčni činidlo nebo činidla zavádí :

(i) na více místech podél délky pece a/nebo (ii) na výstupním konci pece nebo v blízkosti tohoto výstupního konce.
2. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že reakčni činidlo nebo činidla obsahuje jedno nebo více činidel, vybraných ze skupiny zahrnující sloučeniny obsahující chlór, síru, sloučeniny obsahující síru, sloučeniny hořčíku, sloučeniny manganu, struskotvorné přísady a látky vytvářející sklo.
3. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že mezi reakčni činidlo nebo činidla patří síra a sloučeniny obsahující síru.
4. Způsob podle nároku 1 nebo 3, vyznačující se tím, že mezi reakčni činidlo nebo činidla patří boritanová sůl nebo minerál.
5. Způsob podle libovolného z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že reakčni činidlo nebo činidla se předem smísí s uhlím a/nebo s polokoksem, a společně s ním se zavádí do pece, přičemž toto uhlí a/nebo polokoks se rovněž zavádí v těchto místech a/nebo v místě výstupního konce pece a/nebo v místě přilehlém tomuto výstupnímu konci.
6. Způsob podle nároků 1 až 4, vyznačující se tím, že reakční činidlo se zavádí na výstupním konci pece, odděleně od vháněného uhlí.
7. Způsob Zavádění jednoho nebo více reakčních činidel, definovaných v těchto nárocích, do rotační nebo podélné pece, v níž se zušlechťuje titanová ruda, například ilmenit, redukcí alespoň části železa obsaženého v této rudě na kovové železo nebo na dvojmocné železo, vyznačující se tím, že se reakční činidlo nebo činidla zavádí :

(i) na více místech podél délky pece, a/nebo (ii) na výstupním konci pece nebo v blízkosti tohoto výstupního konce.
8. Způsob podle nároku 7, vyznačující se tím, že reakční činidlo nebo činidla obsahuje jedno nebo více činidel vybraných ze skupiny zahrnující sloučeniny obsahující chlór, síru, sloučeniny obsahující síru, sloučeniny hořčíku, sloučeniny manganu, struskotvorné přísady a látky vytvářející sklo.
9. Způsob podle nároku 7, vyznačující se tím, že mezi reakční činidlo nebo činidla patří síra a sloučeniny obsahující síru.
10. Způsob podle nároku 7 nebo 9, vyznačující se tím, že mezi reakční činidlo nebo činidla patří boritanová sůl nebo minerál.
11. Způsob podle libovolného z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že že reakční činidlo nebo činidla se předem smísí s uhlím a/nebo s polokoksem, a společně s ním se zavádí do pece, přičemž toto uhlí a/nebo polokoks se rovněž zavádí v těchto místech a/nebo v místě výstupního koňce pece a/nebo v místě přilehlém tomuto výstupnímu konci.
12. Způsob podle některého nároků 7 až 10, vyznačující se tím, že reakční činidlo se zavádí na výstupním konci pece, odděleně od vháněného uhlí.
13. Způsob zpracování titanových materiálů, například rudy, jako je ilmenit, redukcí oxidů železa v titanovém materiálu většinou na kovové železo v peci, čímž vzniká redukovaný titanový materiál, vyznačující se tím, že se titanový materiál a redukční činidlo zavádí do pece na jednom nebo více vstupních místech a že se získává směs, která obsahuje redukovaný titanový materiál z pece na jednom nebo více výstupních místech, přičemž se do pece zavádí jedno reakční činidlo nebo více reakčních činidel, definované v těchto nárocích :

(i) na více místech podél délky pece, a/nebo (ii) na výstupním konci pece nebo v blízkosti tohoto výstupního konce.
14. Způsob podle nároku 13, vyznačující se tím, že touto pecí je podélná rotační pec.
15. Způsob podle nároku 14, vyznačující se tím, že uvedená vstupní a výstupní místa jsou na opačných koncích pece nebo v jejich blízkostech, čímž jsou definovány vstupní a výstupní konce pece, která je skloněná, čímž se usnadní průchod obsahu pece od vstupního konce ke konci výstupnímu.
16. Postup podle nároků 13, 14 nebo 15, vyznačující se tím, že uvedená směs dále obsahuje částice polokoksu a alespoň část zpětně získaného polokoksu je do pece recyklována v oblasti uvedených výstupních míst vháněním polokoksu v proudu vzduchu.
17. Způsob podle některého z nároků 13 až 16, vyznačující se tím, že mezi reakční činidlo nebo činidla patří síra nebo sloučeniny síry.
18. Způsob podle některého z nároků 13 až 17, vyznačující se tím, že mezi reakční činidla patří boritanová sůl nebo minerál.
19. Zařízení pro zpracování titanových materiálů, například rudy, jako je ilmenit, redukcí oxidů železa v titanovém materiálu většinou na kovové železo za vzniku redukovaného titanového materiálu, vyznačující se tím, že je tvořeno :

pecí;

jedním nebo více vstupními místy pece pro zavádění titanového materiálu a redukčního činidla do pece;

jedním nebo více výstupními místy pro získávání směsi, která obsahuje redukovaný ilmenit z pece;

prostředky pro zavádění jednoho nebo více reakčních činidel, definovaných v těchto nárocích, do pece (i) na více místech podél délky pece, a/nebo (ii) na výstupním konci pece nebo v blízkosti konce této pece.
20. Zařízeni podle nároku 19, vyznačující se tím, že uvedenou pecí je podélná rotační pec.

«5
21. Zařízení podle nároku 20, vyznačující se tím, že uvedená vstupní a výstupní místa jsou na opačných koncích pece nebo v jejich blízkosti, čímž jsou definovány příslušné vstupní a výstupní konce pece, která je skloněná, čímž se usnadní průchod obsahu pece od vstupního konce k výstupnímu konci.
22. Zařízení podle nároku 19, 20 nebo 21, vyznačující se tím, že uvedené vstupní místo pro zavádění reakčního činidla je na výstupním konci pece nebo v jeho blízkosti a je odděleno od prostředků pro zavádění uhlí a/nebo polokoksu na výstupním konci pece nebo v místě přilehlém tomuto výstupnímu konci.
23. Způsob nebo zařízení na zpracování titanových materiálů, vyznačující se xím, že se použije postupu a zařízení v podstatě výše popsaných s odkazem na výkresy.