DE2015073C3

DE2015073C3 - Verfahren zum Aufbereiten von reduzierten Ilmenit oder titandioxidhaltigen Schlacken

Info

Publication number: DE2015073C3
Application number: DE2015073A
Authority: DE
Inventors: Gerhard Dr. Kienast; Heribert Dr. Stuetgens; Hans-Guenter Zander
Original assignee: Bayer AG
Current assignee: Bayer AG
Priority date: 1970-03-28
Filing date: 1970-03-28
Publication date: 1974-05-22
Also published as: DE2015073A1; FR2087874A5; GB1352784A; BE764902A; CA926367A; AR204684A1; ZA711785B; US3754713A; DE2015073B2; NL7104129A

Description

fahren zur Herstellung eines metallischen Eisenkonzentrats und eines Titandioxidkonzentrats aus Ilmenit enthaltenden Erzen bekannt, wobei das 30 Ilmenit enthaltende Erz mit einer geringen Menge einer schlackenbildenden Verbindung unter Erhitzen

Bei der Erzaufbereitung wird bekanntlich in den in reduzierender Atmosphäre in Agglomerate über-

Aufbereitungs- und Anreicherungsverfahren mit Hilfe führt wird, worauf diese Agglomerate bei Tempera-

von einem oder mehreren Scheidungsprozessen die türen von 1150 bis 1200 C bei Gegenwart festen

Abtrennung der zu gewinnenden Pestandteile von den 35 kohlenstoffhaltigen Materials behandelt werden, um

unerwünschten Anteilen, beispielsweise von der Gang- metallisches Eisen zu erzeugen. Die Trennung des

art, durchgeführt. Da die in der Praxis zu verarbeiten- metallischen Eisens von der titandioxidhaltigen Kom-

den Erze, ζ. B. Eisenerze, jedoch fast ausschließlich ponente erfolgt anschließend durch Zerkleinerung des

sehr heterogene Gemische verschiedener Mineralien reduzierten Erzes und magnetische oder gravimetrisch^

sind, ist eine saubere Trennung zwischen Gangart und 40 Methoden. Um den metallischen Eisenanteil aus dem

reinem Erz schwierig, und man ist daher häufig ge- uiandioxidhaltigen Material besser abtrennen zu

zwungen, mehrere Trennungsverfahren hintereinander können, wird das grobteilige reduzierte llmeniterz auf

anzuwenden, um zu einem brauchbaren Ergebnis zu eine durchschnittliche Teilchengröße von 44 Mikron

gelangen. aufgemahlen, eine Teilchengröße, die der durch-

Zur Aufbereitung von Erzen, vor allem eisenoxid- 45 schniltlichen Teilchengröße des im titandioxidhaltigen

haltigen Erzen, sind bereits eine Reihe von Verfahren Material eingebetteten metallischen Fisenkorns ent-

I vorgeschlagen worden, bei denen Magnetscheider ein- spricht. Nach vollständiger Mahlung kann das Eisen-

'< gesetzt werden (A. F. Tagg ar t, Handbook of korn vom Titandioxidkonzentrat durch magnetische

Mineral Dressing [1953], Sect. 2, S. 142). Ferner sind und/oder gravimetrische Methoden abgetrennt werden,

die Verfahrenstechniken der Mahltrocknung und 50 wobei ein metallisches Eisenkonzentrat mit einem

f. Mahlsichtung bekannt (Aufbereitungs-Technik, 1960, hohen Eisengehalt und einem niedrigen Titandioxid-

§ 1: H. 1, S. 50). gehalt und ein Titandioxidkonzentrat mit hohem

$ i Das Titaneisenerz Ilmenit (FeTiO₃) ist ein wichtiges Titandioxid- und niedrigem Eisengehalt erhalten

* Ausgangsmaterial für die Herstellung von Titandioxid- werden kann.

pigmenten. In der Natur kommt Ilmenit jedoch nicht 55 Es wurde mm ein Verfahren /um Aufbereiten von " nur in einer der chemischen Formel FeTiO₃ ent- reduziertem Ilmenit oder titandioxidhaltigen Schlacken sprechenden Form vor, sondern meist verunreinigt mit unter Aufmahlung und anschließender magnetischer eingeschlossenen Eisenoxiden und Gangart. Es ist Abtrennung eines Eisenkonzentrats gefunden, das möglich, mittels der wohlbekannten Erzaufbereitungs- dadurch gekennzeichnet ist, daß man das Material verfahren, die Gangart und eingeschlossenen Eisen- 60 bis zu einer Endkorngröße von etwa 5 bis 400 Mikron oxide abzutrennen, jedoch ist es nicht möglich, den aufmahlt, das hinreichend Feine pneumatisch aus der chemischen Anteil des Eisenoxids, entsprechend der Mühle austrägt und anschließend mittels Sichtung in . . Formel FeTiO₃₁ mittels dieser Verfahren zu entfernen. ein titandioxidreiches Feingut von etwa 5 bis 120 Mi-Es wurden schon verschiedene Verfahren zum Ab- krön und eine mit magnetisierbaren Teilchen angetrennen des Eisens in Fe^TiO, vorgeschlagen. So ist es 65 reicherte Grießfraktion mit etwa 30 bis 400 Mikron s bekannt, den Eisengehalt des linienits unter redu- zerlegt, worauf letztere nach magnetischer Abtrennung zierenden Bedingungen in metallisches Eisen zu über- einer magnetisierbaren Sorte wieder in den Mahlführen und dann das metallische Eisen von der titan- kreislauf zurückgeführt wird.

3 4

Zur Durchführung des Verfahrens werden eine Rohrmühle, 5 einen Sichter. 6 ist der Grießrücklauf

Zerkleinerungsvorrichtung, eine Vorrichtung zur Grob- zum Magnetscheider 7, 8 die Trommeloberfläche,

und Feinguttrennung, sowie ein Magnetscheider be- 9 eine Bürstenwalze, 10 eine Zuleitung zum Vorrats-

nötigt. behälter 11, 12 eine Rücklaufschnecke für den Grieß,

. Die Zerkleinerung des Materials erfolgt in Mahl- 5 13 eine Zuleitung, 14 ein Zyklonabscheider,_ 15 eine

vorrichtu- gen, wie z. B. in Schlagmühlen, Schleuder- Transportschnecke und 16 ein Vorratsbehälter fur

miihlen, Stampfmühlen, Stiftmühlen, Pendelmühlen, Feingut. 17 ist ein Ventilator, Ϊ8 ein Staubfilter, 19 und

Kugelmühlen, Rohrmühlen, Naßmühlen, Prallmühlen 20 stellen Zuleitungen dar.

oder Schwingmühlen. Besonders gut geeignet sind Von dem Aufgabebunker 1 gelangt das Rohgut Rohr- oder Kugelmühlen. Die Korngröße" des aus io kontinuierlich über die Telleraufgabe 2 und die der Mühle ausgetragenen Materials soll bei dem Zellenschleuse 3 in die Rohrmühle 4, welche mit erfindungsgemäßen Verfahren zwischen 5 Mikron und Stahlkugeln von verschiedenem Durchmesser teil-400 Mikron liegen. weise gefüllt ist. Durch die Rotation der Mühle Die Trennung in Feingut und Grieß erfolgt in erfolgt dann die Mahlung des Rohgutes. Mit Hilfe Sichtern. Besonders gut eignen sich Sichter, wie z. B. 15 eines starken Luftstromes, der durch die Mühle Fliehkraftsichter, Schleudersichter oder Umlenksich- geleitet wird, wird darin bereits zerkleinertes Material ter. Eine Vorsichtung des zerkleinerten Materials kann vorgesichtet und pneumatisch zu dem Sichter 5 gebereits in der Mühle erfolgen, durch einen dort um- fördert. Dort findet in bekannter Weise die Abscheilaufenden Luftstrom. Je nach Stärke des Luftstromes, dung des grobkörnigeren und spezifisch schwereren der durch die Mühle geht, wird ein Material mit ent- 20 Gutes als Grieß statt. Durch die exakte Einstellung sprechender Kornverteilung aus der Mühle ausge- der Einbauten im Sichter und durch die sorgfältige tragen. Dies gelangt mit der Förderluft in eine Trenn- Einhaltung der Luftgeschwindigkeiten wird die Kornvorrichtung und wird hierin in Feingut und Grieß größengrenze, bei der die Trennung zwischen Feingut getrennt. Durch entsprechende Festlegung der Bedin- und Grieß erfolgen soll, genau bestimmt. Der Gneß gungen für den beispielsweise zu verwendenden Flieh- 25 gelangt als Rücklauf 6 zum Magnetscheider 7, wo das kraft- bzw. Stromsichter kann die Körnungsgrenze zu scheidende Gut auf die magnetisch induzierte und zwischen Feingut und Grieß für die jeweils geforderten rotierende Trommeloberfläche 8 aufgestreut wird. Korngrößen genau eingestellt werden. Dabei wird ein Während das nicht zu magnetisierende Gut sofort hohes Maß an Trennschärfe erreicht. Die Korngröße von der rotierenden Trommel abgeworfen und dann des Feinguts liegt je nach Sichter-Einstellung zwischen 30 von der Grießrücklaufschnecke 12 zurück in die 5 und 120 Mikron und die Korngroße des Grießes Mühle transportiert wird, bleibt das ziehbare Gut entsprechend zwischen 30 und 400 Mikron, wobei die vorübergehend an der Trommel haften und wird an Trennung von Feingut und Grieß mit hinreichender der entgegengesetzten Stelle durch eine Bürstenwalze 9 Trennschärfe bei einer entsprechenden Korngröße von der Trommel abgenommen. Die dabei erhaltenen erfoigt, die zwischen 30 und 120 Mikron liegt. 35 magnetisierbaren Bestandteile werden über die Zu-

In dem Grieß sind neben den grobkörnigen auch leitung 10 einem Behälter 11 kontinuierlich zugeführt, die spezifisch schweren Teilchen in erheblichem Maße Das im Sichter abgetrennte Feingut 13 — die 0x1-angereichert. Auf Grund der schlechteren Mahlbarkeit dischen Bestandteile — wird in einem Zyklonabschei- und der größeren Dichte befindet sich bei der Auf- der 14 von der Förderluft abgetrennt und über die arbeitung von reduzierten Materialien das Eisen über- 40 Transportschnecke 15 in die Feingutbunker 16 einwiegend im Grieß. Die auf diese Weise im Grieß an- getragen. Die Förderluft wird vom Mühlenventilagereicherten Komponenten " »rden dann anschließend tor 17 angezogen und zum Teil wieder in das Mühlenmit Hilfe von Magnetscheidern abgetrennt. Wesentlich system zurückgeführt; der übrige Teil der Luft gelangt für das erfindungs.cemäße Verfahren ist, daß neben über Staubfilter 18 in die Atmosphäre. Von der Umder Anwendung des Mahlsichtungsverfahrens zur 45 luft 19 kann noch vor der Mühle ein Teil abgezweigt Ilmenit- bzw. Titanschlackenaufbereitung nur ein werden, der am Mühlenende als Bypass 20 mit dem Teilstrom, nämlich die Grießfraktion, über den Produktstrom wieder zusammengeführt wird. Dadurch Magnetscheider geleitet wird. Die Sichtung in Feingut wird bekanntlich die pneumatische Förderung des und Grieß kann sowohl kontinuierlich als auch stufen- ausgetragenen Gutes unterstützt und für die nolweise durchgeführt werden. 50 wendigen Windgeschwindigkeiten im Sichter gesorgt.

In derselben Anlage kann durch Erhitzen des Luft- Bei entsprechender Verteilung der Luftmengen, die stromes mit zugeführtem Heißgas, wie dies in bekann- jeweils durch die Mühle und durch den Bypass pehen, ten Mahltt'K'knungsanlagen durchgeführt wird, auch kann die Grießmenge, die im Sichter anfällt, vorbebereits die Trocknung der aufzubereitenden Stoffe stimmt werden. Mit Hilfe dieser Maßnahme und erfolgen. Dadurch wird die Magnetscheidung, vor 55 durch die Einstellung des Sichters wird die kontinuierallem beim Einsatz von Starkfeldmagneten, wesentlich lieh anfallende Grießmenge, die über den Magneterleichtert, scheider läuft, festgelegt, so daß hiervon auch die

Als Magnetscheider kommen sowohl Schwachfeld- Leistung bei der Abtrennung der magnetisierbaren

magnetscheider als auch Starkfeldmagnetscheider in Bestandteile abhängt.

Frage. Die Schwachfeldmagnetscheider haben die 60 An Hand der folgenden Beispiele soll das erfindungsbeste Trennwirkung, wobei deren Überlegenheit mit gemäße Verfahren näher erläutert werden,
abnehmender Korngröße zunimmt.

Nachfolgend soll das erfindungsgemäße Verfahren Beispiel 1
an Hand der Aufbereitung von Titanschlacke in einer

bevorzugten Ausfiihrungsform beschrieben werden 65 Aus einer Titanschlacke, die bis zu 1% metallisches

(vgl. dazu auch die Figur). Fe enthielt, wurde das metallische Eisen weitgehend

In der Figur bedeutet 1 einen Aufgabebunker, entfernt, um bei der Weiterverarbeitung Schwierig-

2 eine Telleraufgabe, 3 eine Zellenschleuse, 4 eine keiten zu vermeiden.

a) Entfernung aus der ungemahlenen Titanschlacke mit Hilfe eines Trommelmagnet-Abscheiders

(Umlaufgeschwindigkeit der Trommel 150 UpM)

Eingesetzte Ti-Schlacke ungemahlcn

Nichtmagnetische Fraktion

Magnetische Fraktion

Gewicht (kg)

Gewichtsprozent ....,

Kornverteilung

>300μ

300—200 μ

200—150 μ

150—100 μ

100— 60 μ

60— 40 μ

<40μ

Analyse

VoTiU₂

7ο Fe met

Gewicht Fe met

7ο Ausbringung an Fe met.

30,000
100,0

68.3%

5JvI
6,2 Vo
4,6 Vo
2,8 Vo
4,6 Vo

70,4
0,81
0,243 kg

29,875
99,6

67,8 %
8,7 Vo
6,0 Vo
6,3 %
4,7 %
2,2V₀

4,7Vo

70,6
0,6
0,178 kg

0,125 0,4

82,1 Vo

5.0 Vo 3,0°/o 2,9 Vo

2.1 Vo 1,4 Vo 3,5%

21,6
51,7

0,065 kg 27 %

b) Entfernung aus dem Grießrücklauf der Mahl-Anlage mit Hilfe eines Trommelmagnet-Abscheiders (Umlaufgeschwindigkeit der Trommel 176 UpM)

Eingesetzter Grießrücklauf

Unmagnetische
Fraktion

Magnetische Fraktion

Gewicht (kg)

Gewichtsprozent

Kornverteili'ng

>150μ

150—100 μ

100— 60 μ

60- 40 μ

<40μ

Analyse

7ο TiO₂

7ο Fe met

Gewicht Fe met

7ο Ausbringung ab Fe met.

25,660
100,0

18,2%
19,77₀

33,87ο
13,17ο
15,27ο

70,1
3,48
0,895 kg

27,735
96,4

16,77ο
20,67ο
35,47₀
14,57ο
12,87ο

71,0
0,23
0,057 kg

0,925 3,6

31,47ο 10,27ο 20,3 7ο 13,3 7ο 24,8 7ο

4,5
90,60

0,837 kg 93,77ο

c) Entfernung aus dem Feingut mit Hilfe eines Magnetscheiders

Eingesetztes
Feingut

Unmagnetisclie
Fraktion

Magnetische Fraktion

Gewicht (kg)

Gewichtsprozent

Kornverteilung

>40 μ

<40 μ

Analyse

Vo TiO₂

% Fe met

Gewicht Fe met

V₀ Ausbringung an Fe met.

5,534
100,0

16,3 V₀
83,7 Vo

70,6
0,67
0,037 kg

5,490
99,2

16,1%
83,9%

70,9
0,34
0,019 kg

0,044 0,8

15,4 Vo 84,6Vo

39,2
41,3

0,018 kg 49 Vo

Beispiel 2

Die Wirksamkeit der Magnetscheidung nach Anreicherung des Fe met. im Grießrücklauf der Mahl-Anlage durch die entsprechende Einstellung der Sichter soll an den folgenden Beispielen gezeigt werden. Gemahlen wurde eine Ti-Schlacke mit 0,7 % Fe met. in einer kontinuierlich beschickten technischen Mahl-

trocknungs-Anlage. Die Magnetscheidung erfolgte mit Trommelmagnet-Scheidern. Die Umlaufgeschwindigkeit der Trommel betrug jeweils 180 UpM.

wurde nach entsprechender Vorsichtung durch einmalige magnetische Trennung in zwei Fraktionen geteilt.

Gewichts-Verhältnis Grießrücklauf zu Feingut

Fe met. in der ungemahlenen Ti-Schlacke

Fe met. im Gricßrücklauf

Anreicherung des Gehalts an Fe met. im Grießrücklauf

Fet met. in der magnetischen Fraktion

Anreicherung des Gehalts an Fe met. in der magnetischen Fraktion gegenüber Ausgangsschlacke

Fe met. im Feingut

% Ausbringung an Fe met

2,2fach

0,7 % 3,4 »/ο

4,9fach 58,8%

84fach

0,20%

72%

0,15fach

0,7% 4,8%

6,9fach 76,4%

107fach

0,18%

75%

	Ilmchit-Erz	Rutil-Sand
Schüttgewicht	2,61g/cm^a	2,48 g/cm³
₁₀ Mischung
100 Gewichtsteile Aus
gangsmischung davon ..	65 Teile	35 Teile
Magnetische Trennung
a) 72 Gewichtsteile
¹S magnetische Fraktion
davon	64Gewichts-	8 Gewichts
	teile = 89%	teile = 11%
b) 28 Gewichtsteile un-
magnetische Fraktion
^a° davon	1 Gewichts-	27Gewichts-
	leil = 4%	teile = 96%

Beispiel 3

Eine hergestellte Mischung von Ilmenit-Erz und as Rutilsand — Korngrößen zwischen 60 und 200 μ — Die jeweils durchgeführte chemische Analyse ergat folgende Werte:

	Ilmenit-Erz	Rutilsand	Mischung 65 Ilmenit: 35 Rutil	Magnetische Fraktion 89 °/o Ilmeniterz	Unmagnetisdie Fraktion 96 ⁿ/o Rulilsand
Gewichtsprozent, TiO₂ Gewichtsprozent, Fe gcs. (als Eisenoxide vorliegend)	50,3 35,7	96,1 0,28	66,8 23,4	55,2 31,9	93,2 1,8

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen 409 621

Claims

dioxidhaltigen Komponente durch Auslaugen mit .. , Säuren zu entfernen. Die Reduktion der Eisenkom- raientanspructie: ponente wird dabei so durchgeführt, daß es zu keiner Verschlackung kommt, sondern daß das Erz auch nach

1. Verfahren zum Aufbereiten von reduziertem S erfolgter Reduktion weitgehend in einer porösen Ilmenit oder titandioxidhaltigen Schlacken unter Kornstruktur vorliegt, die ss für die Auslaugung

• Aufmahlung und anschließender magnetischer geeignet macht.

Abtrennung eines Eisenkonzentrats. d"a durch Ein Sonderfall der Aufbereitung von Ilmenit liegt

gekennzeichnet, daß man das Material bei der Herstellung von Titanschlacke vor (vgl. bis zu einer Endkorngröße von etwa 5 bis 400 Mi- ίο Barksdale, Titanium, 2. Auflage, 1966, S. 201 krön aufmahlt, das hinreichend Feine pneumatisch bis 212). Hierbei wird aus Ilmenit durch Reduktion aus der Mühle austrägt und anschließend mittels mit Kohlenstoff neben Eisen eine wertvolle Titan-Sichtung in ein titandioxidreiches Feingut von schlacke gewonnen, die zur Herstellung von Titanetwa 5 bis 120 Mikron und eino mit magnetisier- dioxidpigmenten eingesetzt wird. Das Eisen fällt dabei baren Teilchen angereicherte Grießfraktion mit 15 normalerweise im geschmolzenen Zustand an und etwa 30 bis 400 Mikron zerlegt, worauf letztere kann als Schmelze abgezogen werden. In der zernach magnetischer Abtrennung einer magnetisier- kleinerten Schlacke zurückbleibende gröbere, frei baren Sorte wieder in den Mahlkreislauf zurück- liegende Eisenstückchen werden durch Magnetscheider geführt wird. entfernt. Die kleineren Eisenteilchen jedoch, die von

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn- 20 der Titanschlacke noch umhüllt sind, werden auf diese zeichnet, daß gleichzeitig mit der Aufmahlung eine "Weise nicht erfaßt und bleiben in der Schlacke zurück. Trocknung durchgeführt wird. Ihr Anteil an der Schlacke beträgt etwa 1 Gewichtsprozent. Dieser Anteil an metallischem Eisen kann aber bei der späteren Weiterverarbeitung der Titan-

25 schlacke zu unerwünschten Reaktionen führen.

Aus der USA.-Patentschrift 2 811 434 ist ein Ver-