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Verfahren zur Herstellung einer Nickel-Eisen-Legierung mit mindestens
etwa 65 11/o Nickel Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung
einer Nickel-Eisen-Legierung mit mindestens etwa 65 % Nickel durch Raffinieren
eines nickel-und eisenhaltigen metallischen Materials unter Blasen mit Sauerstoff.
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Das verbesserte Verfahren eignet sich insbesondere zur Behandlung
lateritischer Nickelerze, wie sie in vielen Gegenden der Welt gefunden werden, z.
B. in Neu-Caledonien, in den Vereinigten Staaten von Amerika und in Venezuela. Das
Roherz enthält von der Behandlung beachtliche Mengen an freiem und gebundenem Wasser.
Bezogen auf Trockenbasis, enthalten diese Erze wesentlich weniger als
5 Gewichtsprozent Nickel, weniger als 0,10 Gewichtsprozent Kobalt
und nicht mehr als 25 Gewichtsprozent Eisen. Das im folgenden beschriebene
neue Verfahren ist jedoch auch auf beliebige nickelhaltige, oxydische Erze anwendbar,
die für die Eisengewinnung kaum brauchbar sind, da sie z. B. weniger als ein Drittel
ihres Gewichtes an Eisen enthalten. Wenn im folgenden von Nickel gesprochen wird,
dann soll darunter auch das in dem zu behandelnden Erz vorkommende Kobalt verstanden
werden.
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Bisher erfolgte die industrielle Verarbeitung nickelhaltiger Silikaterze
pyrometallurgisch durch das Krupp-Renn-Verfahren und durch verschiedene elektrische
Schmelzverfahren zur Gewinnung von Nickel in Form einer Nickel-Eisen-Legierung oder
als unreines metallisches Nickel mittels eines verhältnismäßig komplizierten Verfahrens,
wobei auch ein Hochofen, ein Konverter, eine Rösteinrichtung und Reduktionsanlagen
Verwendung fanden. Die auf diese Weise erzeugte Nickel-Eisen-Legierung ist verhältnismäßig
niederprozentig, manchmal enthält sie weniger als 10% Nickel und mehr Eisen als
Nickel. Nickel-Eisen-Luppen, die nach dem Krupp-Renn-Verfahren erhalten werden,
enthalten weniger als 25% Nickel, mehr als 0,25% Schwefel, mehr als 0,25% Kohlenstoff,
und der Rest besteht im wesentlichen nur aus Eisen.
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Bei einem der elektrischen Schmelzverfahren wird das Erz vorgewärmt
und dann in einem elektrischen Ofen geschmolzen und das erhaltene schmelzflüssige
Material mit einem Bad einer Nickel-Eisen-Legierung und einem Reduktionsmittel,
wie Ferrosilicium, vermischt. Nach der Entfernung des Phosphors in einem eigenen
Ofen erhält man ein marktfähiges Nickeleisen, das weniger als 50 % Nickel
enthält und einen verhältnismäßig hohen Siliciumgehalt hat. Bei einem anderen großtechnischen
Verfahren wird das Erz vorgewärint und elektrisch geschmolzen, wobei Koks für die
Reduktion verwendet wird. Das entstehende Roh-Nickel-Eisenprodukt wird entschwefelt
und dann in üblicher Weise in einem Bessemer-Konverter behandelt, so daß Verunreinigungen,
wie Chrom, Silicium, Phosphor und Kohlenstoff, entfernt werden. Das so hergestellte
Nickel-Eisen hat einen Nickelgehalt von nur etwa 25%. Obgleich Versuche unternommen
wurden, um aus einem derartigen Erz eine Nickel-Eisen-Legierung zu erhalten, die
wenigstens etwa doppelt so viel Nickel als Eisen enthält, konnte bis jetzt noch
kein industriell verwertbares Verfahren ausgearbeitet werden.
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Es wurde festgestellt, daß aus nickelhaltigen Erzen wirtschaftlich
eine Nickel-Eisen-Legierung gewonnen werden kann, wobei der Nickelgehalt wenigstens
etwa 65% beträgt, indem ein schmelzflüssiges Bad dieses Materials in besonderer
Weise behandelt wird.
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Das anfangs erwähnte Verfahren wird nun gemäß der Erfindung so durchgeführt,
daß ein schmelzflüssiges Bad dieses Materials unter Verwendung mechanischer Vorrichtungen
in einem Bewegungszustand gehalten wird, wobei diese Bewegung unabhängig von den
in den Ofen eingeführten Gasen ist, während dieses schmelzflüssige Bad von oben
mit Sauerstoff geblasen wird, damit Verunreinigungen
entfernt werden
und ein Teil des metallischen Eisens abgeschieden wird.
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In der Zeichnung ist ein für das erfindungsgemäße Verfahren geeigneter
Ofen dargestellt.
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F i g. 1 zeigt einen Längsschnitt durch einen Drehofen, in
dem ein nickel- und eisenhaltiges Material gemäß dem hier beschriebenen Verfahren
gewonnen werden kann, und F i g. 2 stellt diesen gleichen Ofen in einem Schnitt
dar.
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Allgemein werden nickelhaltige Erze zerkleinert oder fein gepulvert,
damit sie einer selektiven Reduktionsbehandlung unter regulierten Bedingungen von
Atmosphäre und Temperatur unterworfen werden können, wobei der größte Teil des Nickels
und vorzugsweise nicht mehr als etwa doppelt so viel Eisen zum metallischen Zustand
reduziert werden. Die Nickel-Eisen-Legierung, die sich bei der Reduktionsbehandlung
bildet, wird von dem restlichen Erz abgetrennt, nachdem der Schmelzvorgang beendet
ist. Diese Legierung kann dann mit handelsüblichem Sauerstoff in einem Spezialofen,
der vorteilhaft sauer zugestellt ist, von oben geblasen werden, um eine merkliche
Eisenmenge zu entfernen und um den prozentualen Anteil von Nickel auf wenigstens
65 % zu erhöhen und Verunreinigungen, wie Chrom, Silicium, Kohlenstoff und
Phosphor, zu entfernen und eine nickelreiche, raffinierte Nickel-Eisen-Legierung
zu erzeugen.
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Erze, die merklich größere Anteile an Eisen und Kobalt enthalten,
als oben angegeben wurde, sollten vorzugsweise nicht nach dem hier beschriebenen
Verfahren behandelt werden, da starke Verluste an Eisen und Kobalt auftreten. Für
die Behandlung von Erzen, die solch größere Anteile von Eisen und Kobalt enthalten,
werden Verfahren angewendet, wie sie in den USA.-Patentschriften 2 850 376
und 757 110 erläutert sind. Bei diesen Verfahren werden nahezu das gesamte
Nickel, Kobalt und Eisen im Erz wirtschaftlich in hoher Qualität gewonnen.
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Das Erz, das getrocknet und erforderlichenfalls zerkleinert wird,
wird vorzugsweise in einem Drehofen bei höherer Temperatur in regulierter, reduzierender
Atmosphäre behandelt, die durch die Teilverbrennung von Brennstoffen, wie
Öl, Naturgas oder Kohle gebildet wird. Die heißen, reduzierenden Gase werden
über die Beschickung geleitet uni die Atmosphäre wird reguliert, so daß der größte
Teil des Nickels im Erz zu Metall reduziert wird, während gleichzeitig vorzugsweise
nicht mehr als etwa doppelt soviel Eisen wie Nickel zu Metall reduziert wird. Normalerweise
wird nicht mehr als etwa doppelt soviel Eisen wie Nickel reduziert, da der Brennstoffverbrauch
und die Behandlungszeit um so mehr zunehmen, je mehr Eisen reduziert wird,
und dieses Eisen und außerdem noch erforderliches Flußmittel gehen als Schlacke
bei der Konzentrierung verloren. Weiterhin ist der Schmelzpunkt der stark magnesiumoxydhaltigen
Elektroofenschlacke geringer, wenn sie einen merklichen Eisengehalt aufweist. Es
soll je-
doch so viel Eisen reduziert werden, wie eben noch damit verträglich
ist, daß der größte Teil des Nickels reduziert und gewonnen wird.
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Der Reduktionsvorgang wird vorzugsweise etwa ähnlich dem durchgeführt,
wie -er in der USA.-Patentschrift 2 850 376 beschrieben ist. Bei dem in dieser
USA.-Patentschrift beschriebenen Verfahren werden nickelhaltige, lateritische Erze
in regulierten, reduzierendenAtmosphären behandelt, so daß bei der anschließenden
Behandlung mit Kohlenmonoxyd nahezu das gesamte Nickel und nicht mehr als etwa doppelt
soviel Eisen wie Carbonyl verflüchtigt wird. Der Reduktionsvorgang findet bei Gasverhältnissen
statt, die auf Anteilen von Kohlenmonoxyd und Kohlendioxyd in der Atmosphäre beruhen,
die im Gleichgewicht mit der heißen, festen Beschickung im Ofen bei der endgültigen
Reaktionstemperatur sind, wie dies in der USA.-Patentschrift 2 850 376
beschrieben
ist. Die Verhältnisse von Kohlenmonoxyd zu Kohlendioxyd oder von Wasserstoff zu
Wasser in den reduzierenden Atmosphären, wie sie bei dem Verfahren angewendet werden,
erlauben die Reduktion von mehr als doppelt soviel Eisen wie Nickel zu Metall. Die
Temperatur sollte bei dem Reduktionsvorgang vorzugsweise wenigstens 8700 C
betragen,
und vorzugsweise sollte die Temperatur gerade unter dem Schmelzpunkt des zu behandelnden
Erzes liegen, d. h., daß keine wesentliche Agglomeration erfolgt.
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Obgleich die Reduktion vorzugsweise in einem Drehofen durchgeführt
wird, können auch andere Vorrichtungen verwendet werden.
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Das so selektiv reduzierte Erz wird vorzugsweise in einem elektrischen
Ofen geschmolzen, wobei eine Schmelze von schmelzflüssigem Nickel und Eisen gebildet
wird, die sich am Boden des Ofens unter der flüssigen Schlacke sammelt. Da die erforderliche,
selektive Reduktion des Erzes im wesentlichen außerhalb des elektrischen Ofens durchgeführt
wird, so wird merklich an elektrischer Energie gespart, d. h., die sonst
übliche Praxis der endothermen Reduktion in dem Schmelzofen wird vermieden. Der
einzige größere Wärmebedarf im elektrischen Ofen ist der zum Schmelzen des Erzes,
das vorzugsweise während der Reduktion bis nahe unterhalb seines Schmelzpunktes
vorgewärmt wurde, wozu verhältnismäßig billige Kohle, Öl oder Gas in dem
selektiven Reduktionsvorgang verwendet wurde, so daß man merkliche Ersparnisse gegenüber
der Verwendung der häufig teuren elektrischen Energie erzielt. Ein anderer wichtiger
Vorteil des Verfahrens, bei dem das Erz vorher selektiv außerhalb des elektrischen
Schmelzofens reduziert wird, besteht darin, daß das ErzineinemgleichmäßigenZustandvorliegt,wennesin
den Elektroofen eingeführt wird. Das vorliegende, mit Gasen durchgeführte Vorreduktionsverfahren
macht auch im wesentlichen die Zugabe von Kohle in den elektrischen Ofen überflüssig,
die kostspielig ist und Schwierigkeiten verursachen kann, da sich beim Blasen und
Sieden große Gasmengen bilden können oder eine zu starke Eisenreduktion stattfindet.
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An Stelle eines elektrischen Lichtbogenofens mit am Umfang eines Kreises
im Dreieck angeordneten Elektroden kann ein elektrischer Schmelzofen verwendet werden,
der rechteckig ist und bei dem die Elektroden längs einer Linie angeordnet sind,
da der Wärmebedarf zum Schmelzen des behandelten Erzes verhältnismäßig gering ist.
Bei Verwendung eines rechteckigen Ofens kann die Zuführung des Erzes vom
Drehofen zum Schmelzofen vereinfacht werden, da leichter gefördert werden kann,
indem beispielsweise längs der Seitenwände des Ofens gefördert wird, so daß man
eine rasche und direkte Bewegung der heißen, selektiv reduzierten Erze vom Drehofen
in den Schmelzofen erhält, wobei nur ein geringer Temperaturabfall und eine minimale
Staubentwicklung
auftreten und außerdem die feuerfeste Auskleidung
geschützt wird. Inertes Gas, z. B. Stickstoff als Nebenprodukt der Sauerstofferzeugung,
kann verwendet werden, um eine Reoxydation des Erzes während der Zuführung zu vermeiden.
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Die bei dem Schmelzvorgang gebildete Schlacke enthält unreduziertes
Eisen, Magnesiumoxyd, Siliciumoxyd, Aluminiumoxyd und andere Beimengen von der Gangart
des Erzes. Eisenschlacke von der nachfolgenden Verfahrensstufe, bei der das Eisen
entfernt wird, kann in den elektrischen Ofen zurückgeführt werden, damit das noch
darin enthaltene Nickel gewonnen werden kann. Durch diese Eisenschlacke wird der
Schmelzpunkt der Elektroofenschlacke herabgesetzt.
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Die Nickel-Eisen-Schmelze, die sich in dem Elektroofen bildet, wird
abgezogen und zur Entfernung von Eisen und anderen Verunreinigungen behandelt. Die
Entfernung des Eisens wird durchgeführt# indem von oben Sauerstoff in den Drehofen
eingeblasen wird, wie dies in der Zeichnung dargestellt ist, in der ein Längsschnitt
durch den Ofen in Fig. 1 und ein Querschnitt durch den Ofen längs der Linie
2-2 der F i g. 1 in F i g. 2 dargestellt ist. Das schmelzflüssige
Nickel-Eisen-Material 10 wird in einem Drehofen 11 behandelt, der
mit feuerfesten Schamottesteinen 12 ausgekleidet ist. Der Ofen kann gewünschtenfalls
zum Abstich mittels eines Schwenkmechanismus 20 geschwenkt werden. Der Ofen hat
Antriebskränze 13, die um seinen Umfang angeordnet sind, und diese Kränze
ruhen auf Stütz- oder Antriebsrädern 14. Sauerstoff wird durch ein wassergekühltes
Rohr 15 zugeführt, das durch die Dichtung 21 und die Öffnung 16 in
den Ofen führt. Abgase treten aus der Öffnung 17 am anderen Ende des Ofens
in den Kamin 18, der mit Wasser gekühlt werden kann und der von der Ofenöffnung
weggeschwenkt werden kann, so daß frisches Flußmittel, Schrott oder andere Materialien
durch die Öffnung 17 eingefüllt werden können. Die Dichtung 22 sichert eine
gasdichte Verbindung zwischen dem Ofen und dem Kamin 18. Die Schlacke kann
abgezogen werden, indem der Ofen geschwenkt wird, und sie kann vom oberen Teil des
schmelzflüssigen Bades abgenommen werden. Nach der Beendigung des Blasvorganges
wird eine schmelzflüssige Nickel-Eisen-Legierung abgestochen, indem der Ofen in
die bei 23 in F i g. 1 gezeigte Stellung geschwenkt wird, oder sie
wird gewünschtenfalls durch die Abstichöffnung 19 herausgenommen.
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Mechanische Mittel, die von den in den Ofen eingeleiteten Gasen unabhängig
sind, werden zum Rühren eingesetzt, damit man eine wirksame Berührung zwischen Gas,
Flüssigkeit und Feststoff im ganzen Bad infolge der erzeugten Turbulenz erhält.
Der Ofen, bei dem von oben mit Sauerstoff geblasen wird und der in den USA.-Patentschriften
2 598 393
und 2 853 377 beschrieben ist, kann ebenfalls verwendet werden.
Durch diesen Ofen erhält man eine innige Berührung zwischen Gas, Feststoff und Flüssigkeit,
die eine wirksame Entfernung von Eisen und Verunreinigungen ermöglicht. Es ist auch
eine mechanische Rührung vorgesehen, die wichtig zur Erzielung eines Gleichgewichts
zwischen den verschiedenen Reaktionsteilnehmern, z. B. Schlacke und Metall, ist
und die von großer Bedeutung für eine möglichst vollständige Nickelgewinnung ist,
z. B. von mindestens 900/9 des im Erz enthaltenen Nickels. Das schmelzflüssige
Nickel-Eisen-Material wird in dem Drehofen behandelt, indem seine Oberfläche direkt
in Berührung mit handelsüblichem Sauerstoff gebracht wird, der durch ein Rohr eingeleitet
wird, das in den Ofen über die schmelzflüssige Beschikkung führt. Die wesentliche
Turbulenz im schmelzflüssigen Bad wird in erster Linie durch eine Rotation des Ofens
mit regulierter Drehgeschwindigkeit erreicht, wie dies bei dem oben erwähnten Verfahren
der Fall ist, obgleich auch durch das Einblasen von Sauerstoff eine gewisse weitere
Turbulenz verursacht wird.
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Die Nickel-Eisen-Schmelze wird in dem Drehofen geblasen, um das Eisen
zu oxydieren und die Entfernung als Schlacke möglich zu machen, wobei ein übliches
Flußmittel, z. B. Siliciumoxyd, Verwendung findet. Die Bedeutung der Entschlackung
ist bei dem erfindungsgemäßen Verfahren von dem der Stahlindustrie verschieden,
bei der eine möglichst geringe Entfernung von Eisen wünschenswert ist, während hier
das Gegenteil erreicht werden soll, d. h., es soll so viel Eisen entfernt
werden, wie mit einer befriedigenden Nickelgewinnung vereinbar ist. Der gesamte
Vorgang der Entfernung des Eisens kann autogen mit der Wärme durchgeführt werden,
die durch die Oxydation des Eisens und anderer Verunreinigungen freigesetzt wird.
Eisen kann bei diesem Verfahren leicht entfernt und als Schlacke abgeführt werden,
bis das Metall einen Nickelgehalt von mindestens etwa 65% aufweist. Die Entfernung
der Schlacke kann kontinuierlich oder halbkontinuierlich erfolgen, indem die Drehung
des Ofens häufig unterbrochen wird, oder die Schlacke kann während des Blasvorgangs
einer Ofencharge ein- oder zweimal entfernt werden.
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Die Temperatur im Drehofen bei der Entfernung des Eisens kann im allgemeinen
durch Verändern der Einströmgeschwindigkeit des Sauerstoffes reguliert werden, indem
die Abgastemperatur und Veränderungen des Spritzens beobachtet werden. Aus wärmewirtschaftlichen
Gründen sollte derSauerstoffgehalt des Blasgases so hoch wie möglich sein, während
die Temperatur bei dieser Verfahrensstufe unter 1705' C gehalten werden sollte.
Geeignete Kühlmaterialien, z. B. Siliciumoxyd-Flußmittel oder nickelhaltiger Schrott,
können zugegeben werden.
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Wie oben beschrieben, wird die Eisenschlacke, die sich in dem zur
Entfernung des Eisens dienenden Drehofen bildet, in den Elektroschmelzofen zurückgeführt,
damit das darin enthaltene Nickel gewonnen und der Schmelzpunkt der Elektroofenschlacke
erniedrigt wird. Vorzugsweise wird die Schlacke, die sich während des ersten Teils
des Blasvorganges bildet, in dem Schmelzofen zurückgeführt, und die Schlacke, die
sich während des letzten Teils des Blasvorganges bildet, wird in dem von oben geblasenen
Ofen behalten, damit das darin enthaltene Nickel während des ersten Teils des nächsten
Blasabschnittes reduziert werden kann. Die Eisen-Nickel-Legierung mit einem Nickelgehalt
von mindestens etwa 65 % wird periodisch vom Raffinierofen abgezogen.
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Bei dem Raffiniervorgang in dem von oben geblasenen Ofen werden natürlich
praktisch alle anderen Verunreinigungen von dem schmelzflüssigen Metall entfernt,
z. B. Chrom, Silicium, Kohlenstoff und Phosphor, die oxydiert und während des ersten
Teils des Blasvorganges abgeblasen oder abgeschlackt
werden. Die
Entfernung des Phosphors bietet bei dem neuen Verfahren zur Herstellung einer Nickel-Eisen-Legierung
keine Schwierigkeiten, da ein in dem Rohmetall vorhandenes Silicium oxydiert und
bereits frühzeitig während des Blasvorganges abgeschlackt wird. Wenn in dem schmelzflüssigen
Metall kein Silicium mehr vorhanden ist, dann kann der Phosphor leicht entfernt
werden. Die Entfernung des Schwefels durch übliche Mittel entweder vor oder nach
Entfernung der anderen Verunreinigungen bietet keine Schwierigkeiten.
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Bei dem beschriebenen neuen Verfahren, bei dem eine spezielle, mit
Gas vorgenommene, selektive Reduktion von Nickelerzen mit einem neuen Verfahren
kombiniert wird, bei dem in wirtschaftlicher Weise von oben mit Sauerstoff geblasen
wird, stellt eine mechanisch gerührte Nickel-Eisen-Schmelze, die Grundlage für ein
wirtschaftliches Verfahren dar, mit dem man eine Nickel-Eisen-Legierung erhalten
kann, die mindestens etwa 65% Nickel enthält, was etwa 90 % des im Erz enthaltenen
Nickels darstellt.
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Die hier beschriebenen Arbeitsweisen, mit denen diese Nickel-Eisen-Legierung
erzeugt werden kann, können gewünschtenfalls in dem in F i g. 1 dargestellten
Ofen durchgeführt werden, bei welchem die erforderliche, wirksame Berührung von
Gas, Feststoff und Flüssigkeit im ganzen Bad stattfindet. Der mechanische Rührvorgang,
der im Ofen vorgenommen wird, ist wichtig zur Erzielung von Gleichgewichtsbedingungen
zwischen den verschiedenen Reaktionst ' eilnehmern und dadurch zur Erzielung
einer befriedigenden Konzentrierung des Nickels und einer guten Ausbeute. Die wesentlich
bessere Wärmeübertragung, die man in diesem Ofen im Vergleich zu den üblichen Siemens-Martin-öfen
oder den Strahlungsöfen erhält, beruht darauf, daß der durch Gas beheizte Teil der
feuerfesten Auskleidung in ständigem Wärmeaustausch mit der Beschikkung steht, was
auf die Drehung des Ofens zurückzuführen ist, so daß die Beschickung selbst im Zustand
der Turbulenz ist, was auf die mechanische Rührung zurückzuführen ist. So kann das
Erz direkt im Ofen geschmolzen werden und es wird vorzugsweise unter selektiv reduzierenden
Bedingungen reduziert, so daß der größte Teil des gesamten Nickels im Erz in Metall
umgewandelt wird. Nach der Entfernung der Schlacke wird das Metallprodukt von oben
mit Sauerstoff geblasen, so daß der größte Teil des reduzierten Eisen entfernt wird
und eine Nickel-Eisen-Legierung gebildet wird, die mindestens 65 D/o Nickel
enthält. Im Verlauf dieses Arbeitsvorganges werden Verunreinigungen wie Chrom, Silicium,
Kohlenstoff und Phosphor ebenfalls entfernt.
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Zur Erläuterung der Erfindung wird das folgende Beispiel gegeben:
Erz aus Venezuela, das 1,80% Nickel, 0,03% Kobalt, 15% Eisen und 34,D/o Siliciumdioxyd
enthält, wurde vermahlen und selektiv in einem Drehofen bei 8701 C in einer
Atmosphäre reduziert, die Kohlenmonoxyd, Kohlendioxyd, Wasserstoff und Wasser enthielt
und bei der das Verhältnis von Kohlenmonoxyd zu Kohlendioxyd 1,6: 1 betrug.
Das heiße, selektiv reduzierte Erz wurde in einem Elektroofen geschmolzen, wobei
eine Nickel-Eisen-Legierung gebildet wurde, die 34,% Nickel enthielt, während der
Rest üb-erwiegend aus Eisen bestand. Das gewonnene Nickel machte 95% des Gesamtgehaltes
des Nickels im Erz aus. Dieses Roh-Nickel-Eisen wurde dann von oben mit Sauerstoff
in Gegenwart eines siliciumhaltigen Flußmittels geblasen, damit der größte Teil
des Eisens als Schlacke entfernt werden konnte. Dadurch erhielt man eine Nickel-Eisen-Legierung,
die 68,8,% Nickel und als Rest im wesentlichen nur Eisen enthielt, während die 0,5110
Nickel enthaltende Schlacke für eine neuerliche Behandlung zu der Schmelzstufe zu
dem Elektroofen zurückgebracht wurde. Die Gesamtausbeute an Nickel betrug 93%.
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Bei einem weiteren Versuch, der in einem Drehofen durchgeführt wurde,
wurden 2980 kg Nickel-Eisen-Legierung durch Oxydation mit Sauerstoff, der
in den Ofen durch eine Lanze, die gegen das Bad von oben her gerichtet war, geblasen
wurde, behandelt. Der Ofen, der in rascher Umdrehung gehalten wurde, besaß einen
Innendurchmesser von 1,5m und eine Innenlänge von ebenfalls 1,5 m. Beim Beginn
des Versuches wies das Metall einen Nickelgehalt von 35,5% Nickel auf, wobei der
Rest im wesentlichen aus Eisen bestand.
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Der Ofen war mit Siliciumdioxyd-Steinen ausgekleidet. Um den Angriff
auf die Verkleidung herabzusetzen, wurden während des Blasens Zuschläge von Siliciumdioxyd-Sand
gegeben, um einen Si0.-Gehalt in der Schlacke nicht sehr weit unterhalb der Sättigungsgrenze
von 55 bis 60 % zu erhalten, wie er für diese Art Siliciumdioxyd-Schlacken
bei dem in Frage stehenden Temperaturbereich charakteristisch ist.
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Gleichzeitig mit Sauerstoff wurde eine Menge Butan durch eine Spezialleitung
in den Ofen geblasen, um die Temperatur trotz des relativ großen Zuschlags an Siliciumdioxyd-Sand
auf der gewünschten Höhe zu halten.
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Die Umdrehungsgeschwindigkeit betrug während des Hauptteils der Erhitzung
etwa 40 U/min, wodurch sich ein günstiger Einfluß auf den Reaktionsverlauf zeigte.
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Da die Schlackenmenge während des Blasens auf Grund des oxydierten
Eisens und des zugesetzten Siliciumdioxyd-Sandes größer wurde, wurde die Hauptmenge
der gebildeten Schlacke während des Blasens zweimal abgezogen. Nach Beendigung des
Blasens wurde die verbleibende Schlacke aus dem Ofen gleichzeitig mit der raffinierten
Nickel-Eisen-Legierung abgezogen.
| In der folgenden Tabelle sind die erhaltenen Erglebnisse aufgeführt, |
| Blasperiode Gesamt |
| Zusatz |
| Siliciumdioxyd-Sand, kg ...................... 750 900 300
1950 |
| Sauerstoff, m3 ................................ 175 207
89 471 |
| Butan, m3 .................................... 13 17 8 38 |
| (Fortsetzung) |
| Blasperiode Gesamt |
| I IH |
| Abstich |
| Schlacke, kg .................................. 1428
1203 988 3619 |
| Fe0, % ...................................... 48,0 43
, 0 41,0 |
| Sio29 0/0 ...................................... 52,0
56,0 56,0 |
| Ni, % ....................................... 0,1 0,29
0,44 |
| Nickel-Eisen-Leg., kg ......................... - - 1318
1318*) |
| Ni, % ........................................ 47,5
62,7 71,5 |
| Blaszeit, Minuten ...............................
45 58 28 131 |
| *) Etwas Legierung verblieb im Ofen. |
Die Temperatur wurde bei
1507 bis
1600' C während des Blasens gehalten.
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Der Verlust an Nickel in der Schlacke errechnet sich auf Grund der
obigen Ergebnisse auf insgesamt 0,93 % des gesamten Nickelgehaltes. Eine
Vergasung der Metalle wurde auf diese Weise auf Grund des ausgezeichneten Verfahrens
und insbesondere durch die Kombination von rascher Umdrehung und dicker Schlackenschicht
in dem Ofen ganz verhütet.
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Der Angriff auf die Auskleidung während des Blasens war gering.
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Selbstverständlich kann die selektive Reduktion des Erzes durch irgendeines
der zahlreichen bekannten Verfahren durchgeführt werden, beispielsweise durch die
regulierte Zugabe von Kohlenstoff, wie dies schon weiter vorn angegeben wurde.