DE1583167A1 - Verfahren zum beschleunigten Reduzieren von oxidischen Eisenverbindungen - Google Patents

Description

• Verfahren zum Reduzieren von oxidischen Eisenverbindungene Zusatz zu Pat.Anm, D 49 982 VIa/18a Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Reduzieren von Eisenoxiden mit gasfÖrmigen und/oder festen Reduktionsmitteln.
• Bei der Gewinnung von Eisen aus oxidischen Erzen ist man aus Gründen der Ersparnis an Reduktionsmittel und an Energie bestrebt, meistens unter Anwendung eines Gegenstromverfahrens bei möglichst hoher Raum-Zeit-Ausbeute das Reduktionsmittel so vollständig wie möglich umzusetzen.
• Bei der Reduktion von Eisenoxid, z.Bo mit festem Kohlenstoff im Schachtofen, wird der Gegenstrom dadurch erzeugtv daß ein Teil des Kohlenstoffs im Unterofen zu Kohlenmonoxid vergast wird. Das- Reduktionsgas strömt durch die Möllerbestandteile nach oben. Es bewirkt dabei unter Kohlendioxidbildung eine teilweise Reduktion des Eisenoxids. Dabei erreicht man jedoch bei weitem nicht den Umsatzgrad, der nach der Lage des Gleichgewichts zu erwarten wäre. Der kalt eingesetzte Möller muß erst durch Wärmeaustausch mit dem entgegenstrÖmenden Reaktions-' gas eine hinreichende Temperatur erlangt haben, damit der Abbau den Sauerstoffs aus dem Erz eine merkliche Geschwindigkeit erreicht. Diese Geschwindigkeit nimmt mit steigender Temperatur zu. Auch aus Gründen der Wärmebilanz ist bei Verwendung von Kohlenstoff als Reduktionsmittel eine möglichst vollständige Umsetzung zu Kohlendioxid erwünscht, da.die zweite Stufe der Oxidation den Kohlenstoffs einen wesentlich höheren Wärmegewinn bedeutet-als die erste. Diese Weiteraxidatibn den Kohlenmonoxids zu Kohlandioxid bei Gegenwart einen Überschusses an Kohienstoff ist nur bei hinreichend niedrigen Temperaturen möglich, bei denen eine Umsetzung den gebildeten Kohlendioxids mit dem Kohlenstoff unter Einstellung des Boudouard-Gleichgewichtes nicht mehr stattfindet, Bei dieser Temperatur ist es nicht mehr mög-1.ichg das Eisenoxid mit befriedigender Geschwindigkeit über die Wüstitstufe hinaus zu reduzieren.
• .Nach der noch nicht bekanntgemachten Patentanmeidung D-49 982 VIa/ 18a ist bekannt, daß bei Zusatz von feinverteiltem, metallischem Eisen zum Eisenoxid die Reduktion des Oxides zu metallischem Eisen wesentlich schneller abläuft als ohne diesen Zusatz@ Der Bereich, in dem die Reaktion noch befriedigende Geschwindigkeiten erreicht, erweitert sich bei Zusatz von feinverteiltem metallischem Einen zu niedrigeren Temperaturen. Die Beschleunigung der Reaktion ist unabhängig dayon, was für ein Reduktionsmittel verwendet wird. Die Reduktion kann.z.B. mit Kohlenmonoxid,durchgeführt werden. Eine erhebliche Beschleunigung der Reaktion und die Erweiterung des Temperaturgebietes zu niedrigeren Temperaturen hin zeigt sich in gleicher Weise auch bei der Anwendung von Wasserstoff als Reduktionsmittel, wobei es wiederum gleichgültig ist, ob der Wasserstoff als solcher der Reaktion zugeführt oder aber durch Umsetzen von Wasserdampf mit Kohlenstoff im Ofen oder außerhalb des Ofens erzeugt wird. Es ist vorteilhaft, das Gemisch aus der oxidischen Eisenverbindung und dem metallischen Eisen in Form gasdurchlässiger Agglomerate dem Ofen aufzugeben* Pelletz sind in diesem Falle besonders geeignet. Ein gegebenenfalls erforderliches Härten der Pellets ist so durchzuführen, daß beim Erhitzen keine Oxidation des in den Pellets feinverteilten metallischen Eisens stattfindet. Es kann zweckmäßig sein, das metallische Einen in feinverteilter Form erst im verhüttungsfähigen Eisenoxid zu erzeugen. Das erfindungsgemäße Verfahren ist ganz besonders für magnetitioche Erze geeignet.
• Es wurde nun gefunden, daß gleiche oder ähnliche Reduktionsbeschleunigungen auftreten, wenn man anstelle des zugesetzten feinverteilten metallischen Eisens feinverteilte Metalle, deren Atomradien denen des Eisens ähnlich sind, oder deren Metalioxideg soweit sie leichter reduzierbar sind als Einenoxid, dem Einenoxid zusetzt, Der Effekt trat auch dann ein# wenn die Metalioxide 4icht in reiner Form, sondern als Verbindungen des Eisenoxids zugesetzt wurden.
• Die beigefügten Diagramme 11 2 und 3 zeigen als Beispiele den Verlauf der Reduktion von Magnetitpellets mit Wasserstoff bei 800 0 C, und zwar Diagramm 1 mit Kupferpulver-, Diagrämm 2 mit Kobaltpulver- und Diagramm 3 mit Nickeloxid- bzw. Kobaltoxidpulverzusatzo Die Zusätze betragen jeweils 1 Gewichtsprozent der eingesetzten, zu reduzierenden Eis4noxidmenge. Diagramm 4 zeigt den Verlauf der Reduktion eines reinen Eisenoxids und eines Mischkristalles von Fe 2 0 und 0,2 % Co 2 0 mit einem 3 H 2 /H 2 0-Gemisch bei 350oC, Beide Oxide sind durch Ze'rsetzung von Eisensulfat bzw. kobalthaltigem Eisensulfat in vÖllig gleicher Weise hergestellt worden. Die Kurven a demonstrieren jeweils den Verlauf der Reduktion ohne Zusatz, die Kurven b und c den Reduktionsverlauf beim Zusatz der genannten Stoffe.

Claims (1)

1. Anspruch 1: Verfahren zum Reduzieren von oxidischen Eisenverbindungen mit gasförmigen und/oder festen Reduktionsmittel,n nach Patentanmeidung D 49 982 Vla/18a, dadurch gekennzeichnet, daß man den Eisenoxiden solche Metalle, deren Atomradien dem des -Eisens ähnlich sihd, oder die entsprechenden Metalloxide, soweit sie leichter reduzierbar sind als Eisenoxid, in feiner Verteilung zusetzt. Anspruch 2: Verfahren nach Anspruch 1, dadurchgekennzeichnet, daß man das mit dem feinverteil,ten Metall. bzw. dem feinverteil-ten Metalloxid vermischte Eisenoxid in Form poröser Agglomerate, z.B. Pell.ets, einsetzt. Anspruch 3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß man die oben genannten Metalle im verhüttungsfertigen Eisenoxid in feinverteilter Form erzeugt.