DE1079841B

DE1079841B - Process for separating iron from titanium and iron-containing materials

Info

Publication number: DE1079841B
Application number: DET8749A
Authority: DE
Inventors: John Miles Daubenspeck; Charles Louis Schmidt
Original assignee: Titan GmbH
Current assignee: Titan GmbH
Priority date: 1952-12-08
Filing date: 1953-12-08
Publication date: 1960-04-14

Description

Verfahren zum Abtrennen des Eisens aus Titan und Eisen enthaltenden Materialien Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Abtrennen des Eisens aus Titan und Eisen enthaltenden Materialien durch selektive Chlorierung mit Chlor in Gegenwart von kohlenstoffhaltigem Reduktionsmittel unter Bildung von Ferrichlorid; die Erfindung erstreckt sich insbesondere auf die Herstellung eines nahezu eisenfreien Titandioxyd-Rückstandes aus diesen Materialien.Process for separating iron from titanium and iron-containing Materials The present invention relates to a method of separation of iron from titanium and iron-containing materials by selective chlorination with chlorine in the presence of a carbonaceous reducing agent with the formation of Ferric chloride; the invention particularly extends to the manufacture of a almost iron-free titanium dioxide residue from these materials.

Es ist bereits bekannt, Eisen aus titanhaltigem Erz durch Vermischung des Erzes mit einem kohlenstoffhaltigen Redukticnsmittel und Behandlung der Mischung mit Chlor abzutrennen. Es sind auch schon Verfahren bekanntgeworden zur Herstellung von Titandiaxyd-Konzentraten durch Chlorierung von Titan und Eisen enthaltenden Materialien in Gegenwart eines kohlenstoffhaltigen Reduktionsmittels, um eine selektive Trennung der Eisenanteile von den Titananteilen zu erzielen. Bei den meisten dieser bekannten Verfahren ist die Anwendung derart hoher Temperaturen erforderlich, daß die Bildung von Titantetrachlorid möglich ist, oder die E.isenteile sind verhältnismäßig wenig reaktionsfähig, wodurch eine vollständige selektive Chlorierung der Eisenanteile und der Titananteile nicht eintritt. Ein weiterer Nachteil besteht darin, daß erhebliche Mengen von Ferrochlorid als klebriges, teigartiges Kondensat gebildet werden, das das Reaktionsbett, die Leitungen, Ventile und andere Elemente der Apparatur verstopft, so daß die Reaktion entweder vorzeitig unterbrochen oder so unwirksam wird, daß die erforderliche Wirtschaftlichkeit nicht gewährleistet ist.It is already known to extract iron from titanium-containing ore by mixing the ore with a carbonaceous reductant and treatment of the mixture separated with chlorine. Processes for production have also already become known of titanium dioxide concentrates by chlorination of titanium and iron containing Materials in the presence of a carbonaceous reducing agent to achieve a selective To achieve separation of the iron components from the titanium components. With most of these known processes, the use of such high temperatures is required that the formation of titanium tetrachloride is possible, or the iron parts are proportionate not very reactive, resulting in a complete selective chlorination of the iron components and the titanium content does not occur. Another disadvantage is that it is significant Amounts of ferrous chloride are formed as a sticky, dough-like condensate, which clogs the reaction bed, lines, valves and other elements of the apparatus, so that the reaction is either interrupted prematurely or is so ineffective that the required economy is not guaranteed.

Die vorliegende Erfindung stellt eine Verbesserung dieser bekannten Verfahren zur Behandlung von Titan und Eisen enthaltenden Materialien dar, durch die eine Chlorierung der gesamten Eisenanteile des Erzes ohne merkliche Chlo-rierung der Titananteile erreicht wird. Das erfindungsgemäße Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß zunächst das Titan und Eisen enthaltende Material einer Vorreduktion unterworfen wird, um nahezu die gesamten Eisenanteile des Materials in Ferroeisen überztiführen, und daß danach die Behandlung des vorreduzierten Materials mit Chlor erfolgt, wobei eine zur Aufnahme des gesamten Sauerstoffinhalts der Ferroverhindung ausreichende Menge an kohlenstoffhaltigem Reduktionsmittel und eine ausschließlich zur Überführung des Ferroeisens in flüchtiges Ferrichlorid erforderliche theoretische Menge an Chlorgas verwendet wird. Der wesentlich technische Fortschritt des erfindungsgemäßen Verfahrens ist begründet in der höheren Reaktionsfähigkeit des nach dem erfindungsgemäßen Verfahren vorreduzierten E, rzes. Durch die Vorreduktion des Erzes wird nahezu das gesamte Ferrieisen zu Ferroeisen reduziert, während das Titan, das in vierwertigem Zustand vorliegt, durch die Reduktion nicht beeinflußt wird. Bei der Durchführung einer selektiven Chlorierung eines wenigstens zwei Komponenten enthaltenden Materials läßt sich die Trennung der beiden Komponenten um so leichter erreichen, je größer der Unterschied in der Reduktionsfähigkeit ist. Da der Unterschied in der Reduktionsfähigkeit von Ferroeisen und vierwertigem Titan größer ist als zwischen Ferrieisen und vierwertigem Titan, ist es ohne weiteres klar, daß es leichter ist, das Ferroeisen in Gegenwart des Titans zu chlorieren als das Ferrieisen. Auf Grund der erhöhten Reaktionsfähigkeit des als Ferroeisen vorliegenden Eisens kann man mit einer niedrigeren Chlorierungstemperatur arbeiten, die dazu führt, daß die Chlorierung der anwesenden Titanverbindungen verringert wird. Das erfindungsgemäße Verfahren bietet somit einen erheblichen technischen Fortschritt, der noch dadurch vergrößert wird, daß eine Verringe#-rung des Gesamtbedarfes an kohlenstoffhaltigem Material bei Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens gegenüber den bekannten Verfahren gegeben ist.The present invention represents an improvement of these known methods of treating titanium and iron-containing materials, by means of which chlorination of the entire iron components of the ore is achieved without any noticeable chlorination of the titanium components. The method according to the invention is characterized in that the titanium and iron-containing material is first subjected to a pre-reduction in order to convert almost all of the iron content of the material into ferrous iron, and that the pre-reduced material is then treated with chlorine, one for absorbing all of the oxygen content the ferro-ferrous metal, sufficient amount of carbon-containing reducing agent and a theoretical amount of chlorine gas required exclusively for converting the ferrous iron into volatile ferric chloride is used. The substantial technical progress of the process according to the invention is based on the higher reactivity of the iron prereduced by the process according to the invention. As a result of the pre-reduction of the ore, almost all of the ferrous iron is reduced to ferrous iron, while the titanium, which is in the tetravalent state, is not influenced by the reduction. When carrying out a selective chlorination of a material containing at least two components, the greater the difference in reducing ability, the easier it is to achieve the separation of the two components. Since the difference in reducing ability of ferrous iron and tetravalent titanium is greater than that between ferrous iron and tetravalent titanium, it is readily apparent that it is easier to chlorinate the ferrous iron in the presence of the titanium than the ferrous iron. Due to the increased reactivity of the iron present as ferrous iron, it is possible to work with a lower chlorination temperature, which means that the chlorination of the titanium compounds present is reduced. The method according to the invention thus offers a considerable technical advance, which is further increased by the fact that there is a reduction in the total requirement for carbon-containing material when using the method according to the invention compared to the known methods.

Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht die Abtrennung der Eisenanteile aus dem Titan und Eisen enthaltenden Material in wirtschaftlicher Arbeitsweise bei verhältnismäßig niedriger Temperatur, wodurch die Bildung von Ferrochlorid ausgeschlossen und die Herstellung eines praktisch eisenfreien Titandioxyd-Konzentrates auf industrieller Basis ermöglicht wird. Unter dem Begriff »Eisen und Titan enthaltendes Material« sind im Rahmen der vorliegenden Erfindung titanhaltige Eisenerze oder andere titanoxydhaltige M aterialien, wie aufbereitete Erze, zu verstehen, die zur Herstellung Titan und Eisen enthaltenderKonzentrate auf chemischem oder physikalischem Wege behandelt sind; unter diesen Begriff fallen auch Schlacken und ähnliche Titan und Eisen enthaltende Produkte.The process according to the invention enables the iron components to be separated off from the titanium and iron-containing material in an economical way of working relatively low temperature, which excludes the formation of ferrochloride and the production of a practically iron-free titanium dioxide concentrate on an industrial scale Basis is made possible. Under the term »containing iron and titanium In the context of the present invention, material «are iron ores containing titanium or to understand other materials containing titanium oxide, such as processed ores, which are used for Manufacture of concentrates containing titanium and iron on a chemical or physical basis Ways are treated; this term also includes slag and similar titanium and products containing iron.

Daß die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens gelungen ist, ist zurück-zuführen auf die Erkenntnis, daß bei Chlorierung eines Titan und Eisen enthaltenden Materials in einer Wirbelschichtreaktion zwecks Abtrennung der Eisenanteile von dem Material ohne Verlust der Titananteile das zur Bildung der ursprünglichen Wirbelschicht in dem Reaktionsgefäß verwendete titanhaltige Material nahezu eisenfrei sein muß.That the implementation of the method according to the invention was successful, can be traced back to the knowledge that when a titanium and iron are chlorinated containing material in a fluidized bed reaction for the purpose of separating off the iron components of the material without loss of titanium that is used to form the original Fluidized bed in the reaction vessel used titanium-containing material almost free of iron have to be.

Beispielsweise wurde gefunden, daß Rutil als ideales Schichtmaterial für eine Wirbelschichtreaktion dienen kann oder daß andere Materialien, beispielsweise ein aufbereitetes titanhaltiges -Erz, das vorzugsweise weniger als 519/o Eisen enthält, hochreduzierte titanhaltige Schlacken und sogar Sande verwendet werden können.For example, it has been found that rutile is an ideal layer material can serve for a fluidized bed reaction or that other materials, for example a processed ore containing titanium, preferably containing less than 519 / o iron, Highly reduced titanium-containing slags and even sands can be used.

Die anfängliche Wirbelschicht ist nahezu frei von Eisenanteilen; Eisenanteile, die durch die Beschickung von vorreduziertem Material in die Wirbelschicht eingeführt werden, können sich nicht in der Schicht ansammeln, da sie sofort durch das Chlor chloriert werden. Wegen des niedrigen Eiseninhalts der Wirbelschicht ist das Chlor stets in einer den zur Bildung von Ferrochlorid erforderlichen Anteil übersteigenden Menge anwesend und gewährleistet die Umwandlung nahezu der gesamten Eisenanteile in der Wirbelschicht zu flüchtigem Ferrichlorid.The initial fluidized bed is almost free of iron components; Iron content, which is introduced into the fluidized bed by feeding pre-reduced material cannot accumulate in the layer, as the chlorine immediately causes them be chlorinated. Because of the low iron content of the fluidized bed, this is chlorine always in a proportion which exceeds that required for the formation of ferrochloride Amount present and ensures the conversion of almost all of the iron content in the fluidized bed to volatile ferric chloride.

Die eisenfreie Wirbelschicht kann vor Beginn der Reaktion auf einfache Weise dadurch gebildet werden, daß das Reaktions'gefäß mit einer bestimmten Menge Rutilerz, eines aufbereiteten titanhaltigen Erzes od. dgl. beschickt wird. Die Wirbelschichtreaktion kann jedoch auch eingeleitet werden, ohne eine vorher in dem Reaktionsgefäß gebildete Schicht zu benutzen; diese kann vielmehr dadurch gebildet werden, daß das Reaktionsgefäß auf eine zur Reaktion des Chlors mit dem vorreduzierten Material erforderliche Temperatur erhitzt, das Chlorgas im Überschuß in das Reaktionsgefäß eingeleitet und dann das vorreduzierte Material mit be- stimmter Geschwindigkeit in das obere Ende des Reaktionsgefäßes eingegeben wird. Wenn das vorreduzierte Material nach unten in das Reaktionsgefäß fällt, werden die Eisenanteile des vorreduzierten Materials durch das aufwärts strömende Chlor verhältnismäßig schnell chloriert, wodurch am Boden des Reaktionsgefäßes ein nahezu eisenfreies Erz verbleibt. Dieses nahezu eisenfreie Material sammelt sich in dem Reaktionsgefäß an und bildet schließlich eine nahezu eisenfreie Wirbelschicht, die in ihrer Wirkungsweise den oben beschriebenen, vorher gebildeten eisenfreien Wirbelschichten gleichwertig ist. Nach Bildung der Wir-belschicht wird die dem Reaktionsgefäß zugeführte Chlormenge reduziert, um günstigere Arbeitsbedingungen zu erhalten.The iron-free fluidized bed can be formed in a simple manner before the start of the reaction by charging the reaction vessel with a certain amount of rutile ore, a processed titanium-containing ore or the like. However, the fluidized bed reaction can also be initiated without using a layer previously formed in the reaction vessel; this rather can be formed in that the reaction vessel is heated to a required for the reaction of chlorine with the pre-reduced material temperature, the chlorine gas is introduced in excess in the reaction vessel and then the prereduced material is charged with of certain speed into the top of the reaction vessel . When the prereduced material falls down into the reaction vessel, the iron components of the prereduced material are chlorinated relatively quickly by the upwardly flowing chlorine, as a result of which a virtually iron-free ore remains at the bottom of the reaction vessel. This almost iron-free material collects in the reaction vessel and finally forms an almost iron-free fluidized bed, which in its mode of action is equivalent to the previously formed iron-free fluidized beds described above. After the fluidized bed has formed, the amount of chlorine fed into the reaction vessel is reduced in order to obtain more favorable working conditions.

. Um das erfindungsgemäße Verfahren in Gang zu bringen, wird aus dem Titan-Eisen-Erz ein titanhaltiges vorreduziertes Material gebildet, indem durch Reduktion die Ferrieisenanteile der Erzes zu Ferroverbindungen reduziert werden. Zu diesem Zweck wird ein Titan-Eisen-Erz mit einer Korngröße zwischen 20 und 130 Maschen/cm und einem Gehalt von 20 bis 4.011/o Gesamteisen, 40 his 6511/9 Titandioxyd und Rest Gangart mit einem festen oder gasförmigen kohlenstoffhaltigen Reduktionsmittel, beispielsweise gemahlenem Koks oder Kohlenmonoxyd, in einem an sich bekannten Temperaturbereich zwischen 650 und 1000' C zur Reaktion gebracht, um nahezu die gesamten Eisenteile des Erzes zu Ferroeisen zu reduzieren. Das auf diese Weise hergestellte reduzierte titanhaltige Material besteht aus etwa 50 bis 620/ü Titandioxyd, etwa 0 bis 211/9 Ferrieisen und etwa 20 bis 27% Ferroeisen, Rest Gangart. . In order to set the method according to the invention in motion, a titanium-containing prereduced material is formed from the titanium-iron ore by reducing the ferric iron content of the ore to ferrous compounds by reduction. For this purpose, a titanium-iron ore with a grain size between 20 and 130 mesh / cm and a content of 20 to 4.011 / o total iron, 40 to 6511/9 titanium dioxide and the remainder gangue with a solid or gaseous carbon-containing reducing agent, for example ground Coke or carbon monoxide, brought to reaction in a per se known temperature range between 650 and 1000 ° C in order to reduce almost all of the iron parts of the ore to ferrous iron. The reduced titanium-containing material produced in this way consists of about 50 to 620 / g titanium dioxide, about 0 to 211/9 ferrous iron and about 20 to 27% ferrous iron, the remainder being gangue.

Das vorreduzierte Material wird dann chloriert, um die selektive Trennung der darin enthaltenen reduzierten Eisenanteile von den Titananteilen zu erreichen. Eine bevorzugte Methode zur Chlorierung des vorreduzierten Materials unter Benutzung der oben beschriebenen Wirbelschichtreaktion besteht darin, daß zunächst in dem Reaktionsgefäß eine Wirbelschicht aus aufgearbeitetem titanhaltigem Erz gebildet wird, das einen maximalen Eisengehalt in der Wirbelschicht von nicht über 8 Gewichtsprozent, vorzugsweise etwa 3 Gewichtsprozent, hat. Die Chlorierung des vorreduzierten titanhaltigen Materials wird durchgeführt, indem es praktisch kontinuierlich mit Chlorgas und einem kohlenstoffhaltigen Reduktionsmittel reagiert wird. Das kohlenstoffhaltige Reduktionsmittel kann festes Material, beispielsweise gemahlener Koks oder ein gasförmiges Material, beispielsweise Kohlenmonoxyd, sein. Wenn beispielsweise Koks als Reduktionsmittel verwendet: wird, wird ein Koks, mit einer Korngröße zwischen 20 und 130 Maschen/cm mit dem titanhaltigen Zwischenmaterial gemischt, worauf die Mischung kontinuierlich in das obere Ende eines Reaktionsgefäßes oberhalb einer vorher aufgearbeiteten zi Wirbelschicht eingeführt wird.The pre-reduced material is then chlorinated in order to achieve the selective separation of the reduced iron components contained therein from the titanium components. A preferred method for chlorinating the prereduced material using the fluidized bed reaction described above is that a fluidized bed of processed titanium-containing ore is first formed in the reaction vessel, which has a maximum iron content in the fluidized bed of not more than 8 percent by weight, preferably about 3 percent by weight . The chlorination of the pre-reduced titanium-containing material is carried out by reacting it practically continuously with chlorine gas and a carbon-containing reducing agent. The carbonaceous reducing agent can be a solid material such as ground coke or a gaseous material such as carbon monoxide. If, for example, coke is used as a reducing agent: a coke with a grain size between 20 and 130 mesh / cm is mixed with the titanium-containing intermediate material, after which the mixture is continuously introduced into the upper end of a reaction vessel above a previously worked up fluidized bed.

Gleichzeitig mit der Einführung der Mischung aus vorreduziertem titanhaltigem Material und Koks in das Reaktionsgefäß wird unterhalb der Wirbelschicht Chlorgas in das Reaktionsgefäß so eingeleitet, daß es nach oben durch die Wirbelschicht hindurchtritt und mit der Mischung aus vorreduziertem Material und Koks reagiert. Das Chlorierungsgas wird vorzugsweise mit einer Strömungsgesch-,vindigkeit von 6 bis 60 crn/sec durch die Wirbelschicht geleitet.Simultaneously with the introduction of the mixture of prereduced titanium-containing material and coke into the reaction vessel, chlorine gas is introduced into the reaction vessel below the fluidized bed so that it passes upwards through the fluidized bed and reacts with the mixture of prereduced material and coke. The chlorination gas is preferably passed through the fluidized bed at a flow rate of 6 to 60 cm / sec.

Die Wirbelschichtreaktion wird vorzugsweise durchgeführt bei einer Temperatur zwischen 650 und 850' C, und zwar vornehmlich bei einer Temperatur von 800' C. Bei Temperaturen unter 650' C ist die Chlorierung der Eisenanteile unvollständig, wodurch Phosgengas gebildet werden kann, das eine Gefahr für den Arbeitsvorgang bedeutet. Bei Temperaturen über 850' C wird Titantetrachlorid gebildet, wodurch ein beträchtlicher Teil der Titananteile aus dem Erz verflüchtigt wird.The fluidized bed reaction is preferably carried out at a temperature between 650 and 850 'C, and especially at a temperature of 800' C. At temperatures below 650 'C , the chlorination of the iron components is incomplete, whereby phosgene gas can be formed, which is a danger to the Operation means. At temperatures above 850 ° C , titanium tetrachloride is formed, as a result of which a considerable part of the titanium content is volatilized from the ore.

Die bevorzugte Arbeitstemperatur kann erhalten werden durch Erhitzung des Reaktionsgefäßes von außen. Es ist jedoch erforderlich, daß etwas Titantetrachlorid während der Reaktion in der Wirbelschicht gebildet wird und daß die Temperatur, die durch die exothernie Reaktion des Titantetrachlorids mit den Eisenfraktionen zur Bildung von flüchtigem Ferrichlorid gebildet wird, teilweise die zur Durchführung der Reaktion erforderliche Temperatur ergänzt.The preferred working temperature can be obtained by heating of the reaction vessel from the outside. However, it is necessary that some titanium tetrachloride is formed during the reaction in the fluidized bed and that the temperature caused by the exothermic reaction of titanium tetrachloride with the iron fractions for the formation of volatile ferric chloride is formed, in part for the implementation the temperature required for the reaction.

Die Menge des dem vorreduzierten Material in Form von Koks zugeführten Kohlenstoffes wird zweckmäßigerweise so bemessen, daß sie lediglich zur Reduktion des Ferroeisens zu metallischem Eisen ausreicht. So kann beispielsweise bei einem vorreduzierten titanhaltigen Material, das 32019 Ferroeisen enthält, die Menge des in Form von Koks beigemischten Kohlenstoffes von 1 bis 6 %, vorzugsweise von 3 bis 4 %, des Erzgewichtes schwanken. Wenn mehr Kohlenstoff anwesend ist, als zur Reduktion des Ferroeisens zu metallischem Eisen benötigt wird, wird ein wesentlicher Teil des Titans in Titantetrachlorid übergeführt. Wenn weniger als die vorzugsweise Kohlenstaffmenge verwendet wird, ist die Abtrennung der Eisenanteile unbefriedigend und der Bedarf an Chlor verhältnismäßig hoch, was zu geringen Ausbeuten und hohen \Terfahrenskosten führt.The amount of carbon fed to the prereduced material in the form of coke is expediently such that it is sufficient only to reduce the ferrous iron to metallic iron. For example, in the case of a pre-reduced titanium-containing material containing 32019 ferrous iron, the amount of carbon added in the form of coke can vary from 1 to 6 %, preferably from 3 to 4%, of the ore weight. If more carbon is present than is required to reduce the ferrous iron to metallic iron, a substantial part of the titanium is converted into titanium tetrachloride. If less than the preferred amount of carbon is used, the separation of the iron components is unsatisfactory and the chlorine requirement is relatively high, which leads to low yields and high process costs.

Die Menge des während der Reaktionszeit zur Reaktion mit der Mischung aus-titanhaltigem vorreduziertern Material und Koks verwendeten Chlors entspricht nahezu der theoretischen, zur Reaktion mit den reduzierten Eisenfraktionen zwecks Bildung von Ferrichlorid erforderlichen Menge. Das Chlor kann in leichtem Überschuß zu dieser Menge anwesend sein, wobei jeder Überschuß aus den Abgasen zurück-,gewonnen werden kann. Da jedoch die Rückgewinnung überschüssigen Chlorgases die Verwendung zusätzlicher Einrichtungen und höherer Kosten bedingt, ist es vorzuziehen, nur die theoretisch zur Bildung von Ferrichlorid erforderliche Chlormenge zu verwenden. Wenn weniger als diese theoretische Chlormenge benutzt wird, entsteht in der Wirbelschicht Ferrochlorid mit dem Ergebnis, daß die Schicht verstopft und die Reaktion unterbrochen wird.The amount of chlorine used during the reaction time to react with the mixture of titanium-containing prereduced material and coke corresponds almost to the theoretical amount required to react with the reduced iron fractions to form ferric chloride. The chlorine can be present in a slight excess to this amount, and any excess can be recovered from the exhaust gases. Since j edoch recovering excess chlorine gas requires the use of additional facilities and higher costs, it is preferable to use only the theoretically required for the formation of ferric chloride amount of chlorine. If less than this theoretical amount of chlorine is used, ferrochloride is formed in the fluidized bed with the result that the bed is clogged and the reaction is interrupted.

Bei der Chlorierung in Gegenwart von gasförmigem kohlenstoffhaltigem Reduktionsmittel ist es zu empfehlen, den Kohlenstoff in Form von Kohlenmonoxyd in Beirnischung mit dem Chlorgas zuzugeben. Wenn auch das Kohlenmonoxyd ein befriedigendes Reduktionsmittel ist, so kann es doch auf das Chlorgas schwächend einwirken, und infolgedessen muß bei einer gegebenen Strömungs- schwindigkeit mehr t' ti e Chlorgas verwendet werden. Aus wirtschaftlichen Gründen ist es daher vorzuziehen, ein kohlenstoffhaltiges Reduktionsmittel in fester Form zu benutzen.When chlorination in the presence of gaseous carbonaceous As a reducing agent, it is recommended to use the carbon in the form of carbon monoxide to be added in admixture with the chlorine gas. Even if the carbon monoxide is a satisfactory one Is reducing agent, it can have a weakening effect on the chlorine gas, and As a result, at a given flow velocity, more chlorine gas must be used be used. For economic reasons, it is therefore preferable to use a carbonaceous one To use reducing agents in solid form.

Nach Ablauf der Reaktion sind die Titananteile in dem Überlauf des Wirbelschichtreaktiensgefäßes oder bei Verwendung einer ruhenden Schicht in der Reaktionsschicht in Form von Titandioxyd anwesend, während nahezu die gesamten Eisenfraktionen in Form von flüchtigem Ferrichlorid abgetrennt worden sind. Das so gewonnene aufgearbeitete Material kann insbesondere direkt als synthetisches Rutil-Material oder zur weiteren Behandlung für die Herstellung von Titantetrachlorid, Tita-ndioxyd-Pigmentniaterial und für andere Titanverbindungen verwendet werden.After the reaction has ended, the titanium components are in the overflow of the Fluidized bed reaction vessel or when using a resting layer in the Reaction layer in the form of titanium dioxide is present during almost all of the iron fractions have been separated in the form of volatile ferric chloride. The reclaimed Material can in particular be used directly as a synthetic rutile material or for further use Treatment for the production of titanium tetrachloride, titanium dioxide pigment material and used for other titanium compounds.

Die folgenden Beispiele dienen der weiteren Erläuterung der Erfindung. Beispiel 1 100 Teile Ilmeniterz, das nach der Analyse etwa 59,111/o Titandioxyd und etwa 2604 Gesamteisen, und zwar 23% Ferrioxyd und etwa 12% Ferrooxyd, und Rest Gangart enthielt, wurden bei einer Temperatur von 800' C 1 Stunde lang zwecks Umwandlung der gesamten Ferrioxyd-Fraktion des Erzes zu Ferrooxyd mit Leuchtgas behandelt, das aus 10'D/o CO, 3 % C 021 20 % H2 und 40"/o C H4 bestand. Das analysierte reduzierte titanhaltige Material enthielt 61 % Titandioxyd, etwa 33,1 1/o Ferrooxyd, etwa 21% Ferrioxyd und Rest Gangart.The following examples serve to further illustrate the invention. Example 1 100 parts of ilmenite ore, which after analysis contained about 59.111 / o titanium dioxide and about 2604 total iron, namely 23% ferric oxide and about 12% ferrous oxide, and the remainder of gangue, were at a temperature of 800 ° C for 1 hour for the purpose of converting the treated the entire ferric oxide fraction of the ore to ferrous oxide with luminous gas, which consisted of 10'D / o CO, 3 % C 021, 20% H2 and 40 "/ o C H4. The analyzed reduced titanium-containing material contained 61 % titanium dioxide, about 33, 1 1 / o ferrous oxide, about 21% ferric oxide and the remainder gangue.

96 Teile des vorreduzierten titanhaltigen Materials mit einer Korngröße zwischen 16 und 130 Maschen/cm wurden mit 4 Teilen Koks gemischt von einer Korngröße zwischen 8 und 24 Maschen/cm. Die Mischung aus vorreduziertem Material und Koks wurde dann nahezu kontinuierlich in ein Wirbelschichtreaktionsgefäß oberhalb einer vorerhitzten Schicht aus aufgearbeitetem Erz, bestehend zu 88,'%. aus Ti 02 und 411/o Eisen, in einer Menge von.3,2 kg/Std. aufgegeben. Gleichzeitig Wunde -Chlo-rgas in das Re;iktio-nsgefäß unterhalb der vorerhitzten Erzschicht mit einer Strörnungsgeschwindigkeit von etwa 9 cm/sec eingeleitet. Das vorreduzierte Material wurde bei einer Temperatur von annähernd 750' C chloriert, und die Wirbelschicht wurde durch Einstellung des Überlaufes aus aufgearbeitetem Erz in gleichbleibender Tiefe aufrechterhalte,n. Bei einem 96stündigen Betrieb. der Wirbelschicht wurden 2,5 kg aufgearbeitetes Erz pro Stunde als Überlauf aus dem Wirb#elschichtreaktionsgefäß gewonnen. Während dieser Zeit wurde nahezu die gesamte Eisenfraktion ausschließlich zu flüchtigem Ferrichlorid umgewandelt. Das aufgearbeitete Erz bestand zu 82% aus Titandioxyd und zu 6,5% aus Eisen, der Rest war Gangart. 96 parts of the prereduced titanium-containing material with a grain size between 16 and 130 mesh / cm were mixed with 4 parts of coke with a grain size between 8 and 24 mesh / cm. The mixture of prereduced material and coke was then fed almost continuously into a fluidized bed reaction vessel above a preheated layer of 88% reclaimed ore. of Ti 02 and 411 / o iron, in an amount of 3.2 kg / h. given up. At the same time, chloride gas was introduced into the reaction vessel below the preheated ore layer at a flow rate of about 9 cm / sec. The pre-reduced material was chlorinated at a temperature of approximately 750 ° C and the fluidized bed was maintained at a constant depth by adjusting the overflow of reclaimed ore, n. With a 96-hour operation. In the fluidized bed, 2.5 kg of processed ore per hour were obtained as overflow from the fluidized bed reaction vessel. During this time, almost the entire iron fraction was converted exclusively to volatile ferric chloride. The reclaimed ore consisted of 82% titanium dioxide and 6.5% iron, the rest was gangue.

Beispiel 2 Um die Verwendung eines gasförmigen Reduktionsmittels bei der Chlorierung des vorreduzierten Materials zu zeigen, wurden 1638 Teile von gemäß Beispiel 1 vorreduziertern Material durch Wirbelschichtreaktion bei einer Temperatur von 750'C chloriert, wobei eine Wirbelschicht benutzt wurde, die etwa 5 % Eisenoxyd und etwa 8819/0 Titandioxyd enthielt. Die Wirbelung der Schicht wurde erreicht, indem eine Mischung aus Chlorgas und Kohlenmonoxyd mit einer Strömungsgeschwindigkeit von 18 cm/sec durch die Schicht geleitet wurde. Das Molverhältnis des Chlorgases zu Kohlenmonoxyd betrug 2:1, was der stöchiometrischen Kohlenstoffmenge entsprach, die zur Reaktion mit der Ferrooxyd-Fraktion des Zwischenmaterials erforderlich war, um nicht mehr als 5 % Eisenoxyd in der Wirbelschicht zu erhalten. Es wurden etwa 18 Teile/Min. vorreduziertes Material der Wirbelschicht zugeführt und periodisch Proben des Überlaufes entnommen, um eine konstante Schichttiefe aufrechtzuerhalten. Nach einem Betrieb von 90 Minuten kam das Gewicht des dem Reaktionsgefäß zugeführten Beschickungsmaterials dem aufgearbeiteten Erz der Wirbelschicht gleich.Example 2 To demonstrate the use of a gaseous reducing agent in the chlorination of the prereduced material, 1638 parts of the material prereduced according to Example 1 were chlorinated by fluidized bed reaction at a temperature of 750 ° C , using a fluidized bed containing about 5 % iron oxide and about 8819/0 contained titanium dioxide. The bed was swirled by passing a mixture of chlorine gas and carbon monoxide through the bed at a flow rate of 18 cm / sec. The molar ratio of chlorine gas to carbon monoxide was 2: 1, which corresponded to the stoichiometric amount of carbon required to react with the ferrous oxide fraction of the intermediate material in order not to obtain more than 5 % iron oxide in the fluidized bed. It was about 18 parts / min. Pre-reduced material is fed into the fluidized bed and samples of the overflow are periodically taken to maintain a constant bed depth. After 90 minutes of operation, the weight of the feed material added to the reaction vessel equaled the reprocessed ore in the fluidized bed.

Ein vollständiges Materialgleichgewicht zeigte, daß die Reaktion außerordentlich selektiv verlief, so, daß während der Aufarbeitung des Beschickungsmaterials weniger als 2 0/9 der Titananteile chloriert wurden, und daß weder in den Abgasen noch in der Wirbelschicht merkliche Mengen von Ferrochlorid. enthalten warmA complete material equilibrium showed that the reaction proceeded extremely selectively, so that less than 20/9 of the titanium content was chlorinated during the work-up of the feed material and that there were no noticeable amounts of ferrochloride in either the exhaust gases or the fluidized bed. included warm

Claims

PATENT CLAIMS 1. A method for separating the iron from titanium and iron-containing materials by selective chlorination with chlorine in the presence of carbon-containing reducing agent to form ferric chloride, characterized in that first the titanium and iron-containing material is subjected to a pre-reduction to almost the entire To convert the iron content of the material into ferrous iron, and that the prereduced material is then treated with chlorine, using an amount of carbonaceous reducing agent sufficient to absorb the entire oxygen content of the ferrous compound and a theoretical amount of chlorine gas required exclusively to convert the ferrous iron into volatile ferric chloride. 2. The method according to claim 1, characterized in that when using a known fluidized bed reaction, the prereduced material is mixed with coke with a grain size between 20 and 130 mesh / cm and in an amount of 2 to 6 % of the weight of the prereduced material is that the mixture of prereduced material and coke is fed to a fluidized bed containing at most 8 percent by weight iron at a temperature of 600 to 850 'C, preferably 750 to 850' C, and that at the same time chlorine gas at a flow rate of 6 to 60 cm / sec is passed through the fluidized bed. 3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that when using a fluidized bed reaction known per se, the prereduced material is fed to a fluidized bed of processed titanium-containing material with a maximum of 8 weight percent iron content and that at the same time chlorine gas and gaseous, carbon-containing reducing agent at a flow rate of 6 up to 60 cm / sec is passed through the fluidized bed. 4. The method according to claim 1 to 3, characterized in that the fluidized bed is formed from processed titanium-containing material with a maximum of 5 percent by weight iron content. Documents considered: German Patent No. 879 546; British Patent No. 533,378.