DE2045645C - Process for increasing the chromium / iron ratio of iron-rich chromite ores - Google Patents
Process for increasing the chromium / iron ratio of iron-rich chromite oresInfo
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Description
1 bis1 to
a0a0
reduziere c«. Gruppen einteilen.reduce c «. Divide groups.
we™en ™7 «„auslösen des reduzierten Eisens aus Was das «e cnlnit betrifft, so stand bei we ™ en ™ 7 «" triggering the reduced iron off As for the « e cnlnit , stood by
°em_b.r/.f^" derartjoCr Verfahren die Verbesserung der E"tw ^,^"^ im Vordergrund, während der ^"ngsvern eigentlichen Reduktionsdie We'"r;"^C""fordneter Bedeutung blieb. vo£an8" vofjSA Patentschrift 2 197146 erfolgt die Nacn »er ■ Vermischen von ge-° em _ b . r / .f ^ " such jo C r procedure the improvement of the E " tw ^, ^ "^ in the foreground, while the ^" ngsvern actual reduction the we '"r;" ^ C "" f ord eter remained meaning. from £ an 8 " from fjSA patent specification 2 197146, the following takes place ■ mixing of
^iikt.on de,, bi-en ^ ^ ^ Maschen.^ iikt.on de ,, bi-en ^ ^ ^ meshes .
mahlenern £on™ ^^ ^ ^ konlenstoff. weite von u,iw t l unienhaiüger Kohlenstoffstaub, 5,altJgen p S^ iilkrack-Pückstände usw.) und etwa Koks, «cn, dieses Gemisches immahle partners on ™ £ ^^ ^ ^ konlenstoff. wide range of u, iw t l unienha iüger carbon dust, 5, old J gen p S ^ iilkrack-Prückstands, etc.) and about coke, «cn, this mixture im
* 13000C. Nach dem * 1300 0 C. After the
J^^^ , Schut/eas oder dem Löschen langsamen Ka nlen '-1^116 rctiuzierte Eisen in J ^^^ , Schut / eas or clearing slow channels' - 1 ^ 116 rctiuziert e iron in
™l , -" /™B H SCM gelöst. Nach der britischen Mineralsaure (z. 0. t 2 < - & ^ Reduküon der ge.™ l , - "/ ™ BH SCM dissolved. According to the British mineral acid (z. 0. t 2 <- & ^ Reduküon the ge .
P?*n*f " Vinnttn«aus Chromiten (angestrebt ™"^te" Ε'*η^ Verhältnis von 3 oder mehr) wird em ■ hrom-E. enΛ ,r ^ Wassen;tofTgas); P ? * N * f "Vinnttn" from chromites (aimed at ™ "^ te " Ε '* η ^ ratio of 3 or more) becomes em ■ hrom-E. En Λ , r ^ water; tofTgas);
a5 mit H'KevonGa s UJ^m turbereich von 900 bis ^le rnem reduzierten Produkt wird durch perIVh^ Abkühlen in Wasser eine günstige Strukturhches Abkühlen in wa duzierte Eisen wird A 5 with a H'KevonGa s U J ^ m temperature range from 900 to ^ l e r n e m reduced product, a favorable structural cooling in wa dued iron becomes by perIVh ^ cooling in water
erhöhter Temperatur in Mig^ od «höh P.^ das Eisen increased temperature in Mig ^ or higher P. ^ the iron
Surch Oxydation ausgefällt; danach wird das zudurch uxyaauon du s reduzierte ChromPrecipitated by oxidation; after that it becomes through uxyaauon du s reduced chrome
sammen mit dem E^en ie.L*.isetogether with the E ^ en ie.L * .ise
abgesc!njeden. britischen Patentschriftscanned every. British patent specification
^eJij,gB sich von dem vorstehend ge1 ^f^{«hSl in erster Linie dadurch, daß das nannter, Verfah en in <^ ^ ^ daß ein ^ e Jij, g B differs from the above ge1 ^ f ^ {«hSl primarily in that the above-mentioned process is in <^ ^ ^ that a
8?™* «« ^SeUe von 76 μ/53 μ passiert wird) Sieb einer Maschenweile ^ Graphit, Stärke,8? ™ * «« ^ SeUe of 76 μ / 53 μ is passed) Sieve of a meshwork ^ graphite, starch,
4« und^ das Redukt.onsm UeI (Holzk°™> J Dje 4 «and ^ das Redukt.onsm UeI (Holzk ° ™> J Dje
Mda^^j bnkctjert oder^l ^Mda ^ ^ j bnkctjert or ^ l ^
-^ 1 μ ;i T^mneraturbereich von 1000 bis gewohnlich m. ^^"^S 1450°C) durch-12000C tojjm^« reduziee Eisen wird in- ^ 1 μ; i T ^ temperature range from 1000 to usually m . ^^ "^ S 1450 ° C) through-1200 0 C tojjm ^« reduceiee iron is in
3030th
3535
SesetZt SET
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erhöhung des Chrom-Eisen-Verhältnisses von eisenreichen Chromiterzen, bei dem das in den Erzen enthaltene 55 ist dann überschüssige Eisen durch Behandlung eines Ge- ' '1--1 misches aus feinverteiltem kohlenstoffhaltigem Reduktionsmittel und gemahlenem Erz bzw. Konzentrat in einem geeigneten Temperaturbereich reduziert undThe invention relates to a method for increasing the chrome-iron ratio of iron-rich chromite ore, in which contained in the ore 55 is then excess iron by treating an overall '' 1 - 1-mixture of finely divided carbonaceous reducing agent and ground ore or Reduced concentrate in a suitable temperature range and
Endprodukt SiSSs:End product SiSSs:
schnften wird das reduzierte Eisen sehr feinverteilt in Form von »Ausfüllungen« oder Lamellen an der Oberfläche ^^^^ΑΪΏΐThe reduced iron is often very finely divided in the form of "fillings" or lamellae on the surface ^^^^ ΑΪΏΐ
ge»hiede I n· P^^J ^ ?^β1ΓΓ^ ILlich da ζ ldl durch Lo:sen JJ1^'^g e » hiede I n · P ^^ J ^? ^ β1 Γ Γ ^ ILlich da ζ ldl by Lo: sen JJ 1 ^ '^
Ergebnissen fuhrt. Jas Losen istResults. Jas is loose
teures W^.^^mmJ^0 Lösung gehende Eisen und Chrom'expensive W ^. ^^ mm J ^ 0 solution going iron and chromium '
einone
"'Die zur V=rbesserung des Chrom-Eisen-Verhält- bisher stet» «in nnbefriedigentles Ergebnis^ wenn,sie nisses von Chromilerzen entwickelten Verfahren lassen im Anschluß an epne mit herkömmlichen k"»'™?'™-S ,= nachdem ob der physikalische Znsland des halmen Reduktionsmitteln »orgenommene Reduktion"'The aim of improving the chromium-iron ratio has so far always been unsatisfactory, if so After the epne process developed by Chromil ores, conventional k "» '™?' ™ -S , = according to whether the physical nature of the reducing agent has been reduced
erfolgte. Das Arbeiten mit andersartigen Reduktions- auf die entstehende Metallabscheidung ein. Desmitteln, beispielsweise Ferrogemischen, Suiziden und gleichen geht auch die Wirkung des Reduktions-Karbiden in reiner Form oder im Gemisch mit kohlen- mittels, den CraO3-Gehalt des Endproduktes zu steistoffhaltigen Substanzen ist ebenfalls in Patentschriften gern, verloren. In den Beispielen 2 und 3 der genannten beschrieben. 5 Patentschrift, bei denen die Ferrochrommenge 10took place. Working with different types of reduction on the resulting metal deposition. By means of detergents, for example ferrous mixtures, suicides and the like, the effect of the reduction carbide in pure form or in a mixture with carbon, the Cr a O 3 content of the end product to substances containing carbon is also often lost in patents. In Examples 2 and 3 of the above described. 5 patent in which the ferrochrome amount 10
Nach der norwegischen Patentschrift 49 505 ge- bzw. 2.5%, bezogen auf das Gewicht des Erzes,
schieht die Herstellung von in metallurgischer Hinsicht betrug, verblieb im Endprodukt Chrom in einer
geeignetem Chromerz im Elektroofen (oder einer Menge von 84 bzw. 39 °/0, bezogen auf das Reduktionssonstigen
geeigneten Vorrichtung) durch Reduktion mittel, und entsprechend 16 bzw. 2%, bezogen auf
von Eisene^/Holzkohle- (Koks- oder Anthrazit-) Ge- io das Chrom des Konzentrats. Mit zunehmender Menge
misch mit 60 bis 70°/„ Chrom enthaltendem, kohlen- an zu reduzierendem Eisen und steigender Redukstoffhaltigem
(z. B. 6 bis 10% C) Ferrochrom, 80% tionstemperatur kommt es wegen des zunehmenden
Mangan enthaltendem Ferromangan oder einem Ni- Cr-Gehalts der Metallphase zu einem rapiden AbGemisch
der vorgenannten Verbindungen. Dieser sinken der angeführten Prozentwerte.
Prozeß liefert legiertes Eisen (z. B. 20 bis 30% Cr) 15 Das Arbeiten mit stark siliziumhaltigen Ferro-
bzw. legierten Stahl (z. B. Nt und 10 bis 15% Cr) gemischen ist wegen der dadurch bedingten Ersowie
zur Herstellung von Ferrochrom (bzw.-mangan) schwerung der weiteren Behandlung des beim Regeeignete
Schlacke (Cr- bzw. Mn-Gehalt > 30 bis duktionsprozeß anfallenden Konzentrats nur be-50%
und SiO8 <20%). Das Reaktionsgemisch kann schränkt möglich; dies gilt in ganz besonderem Maße
auch in Form von Briketts u. dgl., die aus den fein- ao für Silizium-Reduktionsmittel. Von Nachteil ist bei
verteilten Komponenten hergestellt werden, in den diesem Verfahren auch der gegenüber den mit Kohlen-Ofen
gebracht werden. stoff durchgeführten Gasphasen-ReduktionsverfahrenAccording to the Norwegian patent specification 49 505 or 2.5%, based on the weight of the ore, if the production of metallurgical amounts occurs, chromium remained in the end product in a suitable chrome ore in the electric furnace (or an amount of 84 or 39% / 0 , based on the device otherwise suitable for reduction) by reduction medium, and correspondingly 16 or 2%, based on iron / charcoal (coke or anthracite) gel, the chromium of the concentrate. With increasing amounts mixed with 60 to 70% chromium-containing iron to be reduced and increasing reductant-containing iron (e.g. 6 to 10% C) ferrochrome, 80% ion temperature, it comes because of the increasing manganese-containing ferro-manganese or a Ni - Cr content of the metal phase to a rapid mixture of the aforementioned compounds. This decrease in the percentages given.
Process provides alloyed iron (e.g. 20 to 30% Cr) 15 Working with ferrous or alloyed steel (e.g. Nt and 10 to 15% Cr) with a high content of silicon is because of the resulting eras and for the production of Ferrochrome (or manganese) aggravation of the further treatment of the slag suitable for re-use (Cr or Mn content> 30 until the production process concentrate only be-50% and SiO 8 <20%). The reaction mixture can be possible to a limited extent; this also applies to a very special degree in the form of briquettes and the like, which are derived from the fine ao for silicon reducing agents. The disadvantage is when distributed components are produced in which this method is also used compared to the coal furnace. substance carried out gas phase reduction process
In der schwedischen Patentschrift 126 620 und der langsame Ablauf des Reduktionsprozesses, der durch entsprechenden deutschen Patentschrift 821 719 ist die angewendete relativ niedrige Temperatur und die ein Verfahren beschrieben, bei dem das Eisenoxyd »5 infolgedessen in der festen Phase verlaufende Redes Chromerzes im Elektroofen mit Hilfe von Chrom duktion bedingt ist.In Swedish patent specification 126 620 and the slow course of the reduction process that is carried out by corresponding German patent 821 719 is the relatively low temperature used and the a process has been described in which the iron oxide consequently runs in the solid phase Chrome ore in the electric furnace with the help of chrome production is conditional.
oder Ferrochrom unter Verwendung von Kalk als Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht dieor ferrochrome using lime as the method according to the invention enables
Schlackenbildner reduziert wird. Die so erhaltene Reduktion des in den Chromiterzen enthaltenen Schlackenphase wird abgekühlt, und das über 20% Ei^eris und das Abscheiden des reduzierten Metalls Cr enthaltende Metall wird auf magnetischem Wege 30 von dem als Endprodukt verbleibenden eisenarmen von der Schlacke getrennt. Die vom Eisen befreite Chromiterz auf vorteilhafte Weise mit physikalischen Schlackenphase wird weiter zu Ferrochrom reduziert, Mitteln und ohne die Nachteile, die bei den beschriewobei als Reduktionsmittel Chrom-Eisen-Silizid dient. benen bekannten Verfahren auftreten.Slag forming is reduced. The resulting reduction of that contained in the chromite ores The slag phase is cooled, and the over 20% egg ice and the separation of the reduced metal Metal containing Cr is magnetically separated from the remaining iron-poor metal separated from the slag. The chromite ore freed from iron in an advantageous way with physical Slag phase is further reduced to ferrochrome, means and without the disadvantages that have been described with the chromium iron silicide is used as a reducing agent. known processes occur.
In der schwedischen Patentschrift 203 775 ist ein Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zurIn the Swedish patent specification 203 775 an object of the invention is a method for
Verfahren beschrieben, das sich von den vorher be- 35 Erhöhung des Chrom-Eisen-Verhältnisses von eisenschriebenen Verfahren hauptsächlich darin unter- reichen Chromiterzen, bei dem ein Teil des im Erz scheidet, daß die Reduktion des überschüssigen Eisens enthaltenen Eisens zwecks physikalischer Trennung aus den Chromiten in festem Zustand erfolgt. durch Reduktion so in metallische Form überführtProcess described which differs from the previously described 35 Increase in the chromium-iron ratio of iron-written Processes mainly include chromite ores in which part of the in the ore separates that the reduction of the excess iron contained iron for the purpose of physical separation takes place from the chromites in the solid state. converted into metallic form by reduction
Als Reduktionsmittel wird kohlenstoff- und/oder wird, daß das Chrom-Eisen-Verhältnis 3 oder mehr siliziumreiches Ferrochrom oder ein Gemisch aus 40 beträgt, und das zu reduzierende Erz, der für die Rediesem und einer kohlenstoffhaltigen Substanz (auch duktion erforderliche kohlenstoffhaltige Stoff sowie CaC1 und Si eignen sich) verwendet. Für den Bereich die sonstigen erforderlichen Zuschläge vermischt der Reduktion werden als Grenztemperaturen 950 werden. Dieses Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, und 145O°C genannt. Störungsfrei verläuft der Prozeß daß schwefelhaltige Zuschlagstoffe vor der Redukjedoch unterhalb der Temperaturgrenze 13000C, wo 45 tionsphase des Eisens zugesetzt werden, die Temperatur das kohlenstoffhaltige Ferrochrom keine Schmelze auf den Fe-Cr-S-Schmelzlöslichkeitsbereich on etwa bildet. Bei den in der deutschen Patentschrift auf- 1400 bis 1500° C erhöht wird, dann langsam um etwa geführten Beispielen ist der Mahlungsgrad des Kon- 100 bis 2000C so abgekühlt wird, daß die den Hauptzentrats derart, daß es ein Sieb einer Maschenweite teil der Zuschläge enthaltende Sulfidphase noch gevon 0,23 mm passiert, und das Reduktionsmittel hat 50 schmolzen ist, und schließlich schnell abgekühlt wird, einen solchen Mahlungsgrad, daß es ein Sieb der Nach dem ernndungsgemäßen Verfahren findet zuThe reducing agent used is carbon and / or that the chromium-iron ratio is 3 or more silicon-rich ferrochromium or a mixture of 40, and the ore to be reduced, the carbon-containing substance required for the Rediesem and a carbon-containing substance (including production) CaC 1 and Si are suitable) used. For the area the other necessary supplements mixed with the reduction, the limit temperatures will be 950. This process is characterized and called 145O ° C. The process runs smoothly that sulfur-containing additives before the reduction but below the temperature limit 1300 0 C, where 45 tion phase of the iron are added, the temperature of the carbon-containing ferrochromium does not form a melt on the Fe-Cr-S melt solubility range. In the German in the patent up is increased from 1400 to 1500 ° C, then slowly to about-run examples, the freeness of the con- 100 is cooled to 200 0 C so that the main centrate such that it partially a sieve having a mesh the sulphide phase containing aggregates still passes 0.23 mm, and the reducing agent has melted 50, and is finally cooled rapidly, to such a degree of grinding that it finds a sieve according to the method according to the specification
Maschenweite 0,23 mm passiert und bei einer Ma- Beginn die zeit- und temperaturgesteuerte Reduktion schenweite von 0,149 mm zurückgehalten wird. Re- des Eisens einer genügend großen Erzmengj unter duktionstemperatur und -dauer betragen 1200°C bzw. Verwendung von festem Kohlenstoff statt. Das re-10 Stunden. Die nach diesem Verfahren sich ab- 55 duzierte Eisen wird nicht auf herkömmliche Weise, scheidende Metallphase weist eine gröbere Ver- d. h. durch Lösen in Mineralsäure, vom Endprodukt teilung auf als bei Verwendung kohlenstoffhaltiger getrennt, sondern die Struktur der bei der Reduktion Reduktionsmittel, so daß hier eine genügend wirksame stehenden Metallphase wird vielmehr durch vor dei magnetische Trennung möglich ist. Reduktion unter das Erz gemischte Aktivatoren undMesh size 0.23 mm happens and at a start the time and temperature controlled reduction width of 0.149 mm is retained. Re-des Eisens under a sufficiently large ore mengj Production temperature and duration are 1200 ° C or use of solid carbon instead. The re-10 Hours. The iron removed by this process is not produced in the conventional way, separating metal phase has a coarser d. H. by dissolving in mineral acid, of the end product division on as separated when using carbonaceous, but the structure of the reduction Reducing agent, so that here a sufficiently effective standing metal phase is rather by before dei magnetic separation is possible. Reduction among the ore mixed activators and
Das als Reduktionsmittel verwendete Ferrochrom 60 durch Wärmebehandlung so beeinflußt, daß diese
(60% Cr, 12% Si, 6% C) erhöht als solches natürlich Phase auf physikalischem Wege vom Endprodukt
schon das Chrom-Eisen-Verhältnis; jedoch kann vor abgeschieden und als chromhaltiges Nebenprodukt ge
allem bei stark gangarthaltigem Erz der Cr2O3-Gehalt wonnen werden kann, also nicht verlorengeht,
des Endproduktes auf den in metallurgischer Hinsicht Erfindungsgemäß wird Schwefel in Form voiThe ferrochrome 60 used as a reducing agent is influenced by heat treatment in such a way that this (60% Cr, 12% Si, 6% C) as such naturally increases the chromium-iron ratio of the end product in a physical way; However, the Cr 2 O 3 content can be recovered before being deposited and as a chromium-containing by-product, especially in the case of ore with a high gangue content, i.e. it is not lost,
of the end product on the metallurgical point of the invention, sulfur is in the form of voi
erforderlichen Mindestwert (48% Cr2O3) gebracht 65 schwefelhaltigen Zuschlagstoffen als grundlegende werden. Bei Rückgang des Ferrogemischanteils am Aktivator verwendet. Dieser wird gemeinsam mit den Reduktionsmittelgemisch tritt ein entscheidender Rück- zur Reduktion dienenden Kohlenstoff in Form eine gang der Impfwirkung des darin enthaltenen Eisens für das System thermodynamisch geeigneten Verrequired minimum value (48% Cr 2 O 3 ) brought 65 sulfur-containing aggregates as basic. Used when the proportion of ferrous mixture in the activator decreases. This is, together with the reducing agent mixture, a decisive return to the reduction carbon in the form of a course of the inoculation effect of the iron contained therein for the system thermodynamically suitable Ver
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bindung dem feingemahlenen Er/, zugesetzt. Das so erhaltene Reduktionsgemisch wird unmittelbar als solches oder in Form von Briketts bzw. Pellets einer zweistufigen Wärmebehandlung unterworfen. Dabei finden gewöhnlich beide Stufen im gleichen Ofen, beispielsweise in einem Trommelofen,-statt.binding to the finely ground He /, added. That so The reduction mixture obtained is directly as such or in the form of briquettes or pellets subjected to two-stage heat treatment. Both stages usually take place in the same furnace, for example in a drum furnace instead of.
Die erste Wärmebehandlungsstufe umfaßt die Oberfläch^iisulfidierung der Korn- und Porenflächen der im Erz enthaltenen Eisenoxydgeniische durch den Schwefel der ZuschlagslofTe sowie die Reduktion des Eisens der Oxydgeinische; beidj Reaktionen laufen teilweise parallel. Während des ersten Dauerglühens liegt die Temperatur je nach Erz und Zuschlagen gewöhnlich zwischen 900 und 12000C. Die Reduktion wird nach einem genügend langsamen Zeitplan durchgeführt, um eine gleichmäßige Sulfidierung, Reduktion, Aufschichtung der Metallphase auf die Oxydkörner sowie Reinigung der inneren Teile der Chromitkörner von den Metallabscheidungcn zu gewährleisten (Sulfidbildung, Reduktion, Kontaktschmelzen, Einwirkung der Zuschläge auf die Oberflächeneigenschaften der Schmelze sowie Verzögerung der Rednktionsreaktionen durch Wirkung des Schwefels als Katalysatorgift auf die den Reduktionsprozeß steuernde Boudouard-Reaktion).The first heat treatment stage comprises the surface disulfidation of the grain and pore surfaces of the iron oxide niche contained in the ore by the sulfur in the aggregate and the reduction of the iron in the oxide niche; both reactions run partially in parallel. During the first duration of annealing, the temperature depending on the ore and slamming usually between 900 and 1200 0 C. The reduction is carried out for a sufficiently slow schedule to a uniform sulfidation, reduction, coating the metal phase to the Oxydkörner and cleaning of the inner parts of the chromite grains of the metal separations (sulfide formation, reduction, contact melting, effect of the additives on the surface properties of the melt as well as delaying the reduction reactions through the effect of sulfur as a catalyst poison on the Boudouard reaction which controls the reduction process).
Die zweite Wärmebehandlungsstufe umfaßt die Gefügeumformung der in Form dünner Schichten auf die Oberfläche der Chromitkörner aufreduzierlen Metellphase zu genügend großen, durch sanfte mechanische Bearbeitung (z. B. Grobmahlen der Pellets) von den Oxyduberfiächen ieicht ablösbaren Körnern, die sich für eine magnetische oder sonstige mechanische Abscheidung eignen. Wird ausschließlich mit Schwefel als Zuschlagstoff gearbeitet, so wird die Wärmebehandlung durch Heraufsetzen der Temperatur des reduzierten Gemisches für kurze Zeit auf 1400 bis 15000C durchgeführt. Hierbei kommt es zum Schmelzen der schwefelhaltigen Metallphase, und die Oberflächeneigenschaften der Schmelze gegenüber der Spinellphase erlauben das Durchfiltrieren kleiner Schmelzetröpfchen durch das Oxydgerüst und deren Verschmelzen zu größeren Schmelzetropfen (die Bewegung der Pelleis z. B. beim Arbeiten mit einem Trommelofen fördert das Aufeinandertreffen der Tröpfchen). Auf Grund der für das System Fe-Cr-S charakteristischen Schmelzlöslichkeitslücke trennen sich die schwefelarme eisenhaltige und die schwefelreiche chromhaltige Schmelze voneinander. Darauf wird die Temperatur des Systems gesenkt, wobei die mengenmäßig umfangreiche schwefelarme Schmelze mit Abscheidung der chromhaltigen Eisenphase verschwindet und die mengenmäßig viel kleinere schwefelreiche, nur wenig abgeschiedene Meiallphase enthaltende Schmelze das primär entstandene Metall benetzt. Eine aus dem Temperaturbereich von etwa 1350 bis 120O0C vorgenommene rasche Abkühlung (z. B. in Wasser) bewirkt, daß eine ungeordnete Sulfidschicht gewünschter Stärke zwischen den Metall- und Oxydphasen zurückbleibt.The second heat treatment stage comprises the structural reshaping of the metal phase, which can be reduced in the form of thin layers on the surface of the chromite grains, into sufficiently large grains that can be easily removed from the oxide surfaces by gentle mechanical processing (e.g. coarse grinding of the pellets), which are suitable for magnetic or other mechanical Suitable for deposition. If sulfur is used exclusively as an additive, the heat treatment is carried out by raising the temperature of the reduced mixture to 1400 to 1500 ° C. for a short time. This leads to the melting of the sulfur-containing metal phase, and the surface properties of the melt compared to the spinel phase allow small droplets of melt to filter through the oxide framework and merge to form larger droplets of melt (the movement of the skin, e.g. when working with a drum furnace, promotes the collision of the droplets ). Due to the melt solubility gap characteristic of the Fe-Cr-S system, the low-sulfur, iron-containing and the high-sulfur, chromium-containing melt separate from one another. The temperature of the system is then lowered, the high-volume low-sulfur melt disappearing with the separation of the chromium-containing iron phase and the much smaller high-sulfur melt containing only a small amount of separated metal phase wets the primarily formed metal. A change made in the temperature range of about 1350 to 120O 0 C rapid cooling (eg., In water) causes a disordered sulfide layer of desired thickness is left between the metal and Oxydphasen.
Der Verlauf der Reduktionsprozesse und die Veränderung des Metallphasengefüges (d. h. Geschwindigkeit, Behandlungstemperaturen, Zusammensetzung der Phasen, Umfang der Phasen usw.) lassen sich steuern, indem man dem System neben Schwefel als zusätzliche Aktivatoren Stoffe zuschlägt, die das Entstehen von Schinelzlöslichkeitslücken, den Umfang und den Temperaturbereich der Fe-Cr-S-Systeme beeinflussen und gleichzeitig eine steigernde Wirkung auf die Schwefel- und Chromaktivität des entstehenden Systems haben.The course of the reduction processes and the change of the metal phase structure (i.e. speed, treatment temperatures, composition the phases, extent of the phases, etc.) can be controlled by adding sulfur to the system as additional activators substances, which the emergence of Schinel solubility gaps, add to the scope and influence the temperature range of the Fe-Cr-S systems and at the same time have an increasing effect on the sulfur and chromium activity of the resulting system.
Nachstehend wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen, Diagramme und fotografischen Abbildungen beschrieben.In the following the invention will be explained with reference to the drawings, diagrams and photographic Illustrations described.
F i g. 1 zeigt Linienanalysen des teilweise reduzierten Chromitkorns;F i g. 1 shows line analyzes of the partially reduced Chromite grain;
F i g. 2 zeigt Stabilit^.tshereiche der Systeme Fe-S-O; Cr-S-O; Na-S-O (-SiO2) und Mg-S-O (-SiO2); ίο F i g. 3 zeigt Röntgenaufnahmen des Chromitkornes und dessen näherer Umgebung (Verteilung ii/Cr, /VO, r/Fc und r//S. 75Ofache Vergrößerung);F i g. 2 shows the stability ranges of the Fe-SO systems; Cr-SO; Na-SO (-SiO 2 ) and Mg-SO (-SiO 2 ); ίο F i g. 3 shows X-ray photographs of the chromite grain and its immediate surroundings (distribution ii / Cr, / VO, r / Fc and r // S. 750x magnification);
F i g. 4 zeigt Röntgenaufnahmen des Chromitkornes und dessen näherer Umgebung (Verteilung <;/Cr, A/Al, f/Fc und rf/S, 600fache Vergrößerung);F i g. 4 shows X-ray images of the chromite grain and its immediate surroundings (distribution <; / Cr, A / Al, f / Fc and rf / S, 600x magnification);
F i g. 5 zeigt metallographische Strukturaufnahmeri von reduzierten Chromitproben; a) keine Strukturaktivierung, b) Striikturaktivierung mit Schwefel, c) Metallabscheidung und d) Mctallabscheidungen in so einer Spincllmatrix; a) und b) 500fache, c) 400fache und d) SOfachc Vergrößerung;F i g. 5 shows metallographic structure images of reduced chromite samples; a) no structure activation, b) structure activation with sulfur, c) metal deposition and d) metal deposition in such a spin matrix; a) and b) 500 times, c) 400 times and d) SOfachc magnification;
F" i g. (i zeigt das Zustandsdiagramm des SystemsF "i g. (I shows the state diagram of the system
Fe-Cr-FeS-CrS (im Diagramm A sind die SchnitteFe-Cr-FeS-CrS (in diagram A are the sections
der 9/1- und 4/1-1 eCr-Systcme Funktionen desthe 9/1 and 4/1 eCr-Systcme functions of the
as SchwcfelgchaUcs und der Temperatur; im Diagramm Bas sulfuric temperatures and temperature; in diagram B
sind (lic Gren/en der l.öslichkeitslücke des für dasare (lic sizes of the solubility gap of the for the
Cr-F c-S-S)-Mem charakteristischen, vom Cr-CrS-Bi-Cr-F c-S-S) -Mem characteristic, from Cr-CrS-Bi-
naren ausgehenden und bis zu den konzentriertennaren outgoing and up to the concentrated
Fe-Gemischcn icichcnden Schmelze-Zustandes alsFe mixture in the melted state as
Funktion des I V-Cr-Vsrhähnisses und des S-üerriiicsFunction of the I V-Cr-Vsrhähnisses and the S-üerriiics
dargestellt I.shown I.
F ι g. 7 zog; n^taHosraphischc Strukturaufnah: ien von reduzierter, ChronMp^en (verwendete Strut turaktivierunw; a) SehuCiei ;,, Schwefel und Manran,Fig. 7 drew; n ^ taHosraphischc structure record: ien of reduced, ChronMp ^ en (used structure activation; a) Sehu C iei; ,, sulfur and manran,
c) Schwefelc) sulfur
\hngHii un\ hngHii un
d d) Schwefel, Bor ;>ndd d) sulfur, boron;> nd
Mangan; 300fai-h.· ^mmg);Manganese; 300fai-h. ^ Mmg);
Fi g. S zeigi Ju r,., ,.,,. Reduktionsversuche g<.. :>B vorliegender Fiiiü.'i.r.t! i-nutzte Ofenanlage in der Seitenansicht.Fi g. S show Ju r,.,,. ,,. Reduction attempts g <..:> B present Fiiiü.'i.r.t! i-used furnace system in the Side view.
Fig. 9 zeig! die Rr.lnkuon von Chromit-Eisen im Trommelofen;Fig. 9 shows! the r r.lnkuon of chromite iron in the drum furnace;
Fig. 10 zeigt die m^netische Abscheidung van reduziertem Chromii mn Funktion der Feldstärke. In den untersnuuen Fällen bestand das Chromite«Fig. 10 shows the magnetic separation of van reduced chromii mn function of field strength. In the investigated cases the chromite was "
aus einer lückenlosen Losung von Chromit- und Aluminatspinello.1, m welcher die Ferritspinelie mehr oder weniger gleichmäßig gelöst waren Die Zusammensetzung der Chromite schwankte bei den einzelnen erzen innerhalb der Grenzenfrom a complete solution of chromite and aluminate spinello.1, which is more the ferrite spinel or were dissolved less evenly. The composition of the chromites varied with the individual ores within the limits
(Feo.5_o,9 Mg1,..,,) [Cr1-0 .lt4 ΑΙβι4_β.β Fe0.,-,..] O4 η _Das Cr-Fe-Verhältnis der Erze variierte zwischen 0,8 und 1,9. Der Anteil des Ferriteisens mache bei den Chromiten etwa 14 bis 29% vom Gesamteisengehalt(Fe o. 5 _ o, 9 Mg 1, .. ,,) [Cr 1-0. lt4 ΑΙ βι4 _ β . β Fe 0. , -, ..] O 4 η _ The Cr-Fe ratio of the ores varied between 0.8 and 1.9. The proportion of ferrous iron in the chromites makes up about 14 to 29% of the total iron content
HUS\v ♦ η ,S1uken des M"-Index des Chromite unter den Wert 0.2 begann das Eisen in den Spinellen an die Meile des Magnesiums zu treten. In den Spinellen treten als Verunreinigungen die Mn-, Zn- und Ni-Spinelle der erwähnten drei Gruppen auf, desgleichenH US \ v ♦ η, S1 and ken of the M "- In dex of Chromite below the value of 0.2 started the iron in the spinels of the mile of magnesium to contact the spinels occur as impurities, the Mn, Zn and Ni. -Spinels of the three groups mentioned above, likewise
S '^ V d TS^ ^ S '^ V d TS ^ ^ ii
e Reduktion des Eisens ist die vor allem bei en mit n.edrigem Cr-Fe-Verhältnis anzu-Zonenstruktur von Bedeutung. Bei den die inelle umgebenden (oft auch durchbrechen- -w., ^.v>,icn handelt es sich um Magnetit „ät einem Chromgehalt von weniger a's 30Z0. An der Grc^e zwischen der Zone und dem Sfinellgemisch findetThe reduction of iron is particularly important in the case of s with a low Cr-Fe ratio to zone structure. The magnetite surrounding the inelle (often also breaking through, etc.) is a matter of magnetite with a chromium content of less than 3 0 Z 0
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sich oft eine dünne (Jbergangsschicht, die vornehmlich aus FciTociiromit-Magnctit-Mischkristallen aufgebaut ist und in der Regel über 10°/0 Chrom enthält.often a thin (Jbergangsschicht constructed primarily from FciTociiromit-Magnctit mixed crystals and usually contains more than 10 ° / 0 chromium.
Hie Gangar!, die das Spinellgemisch bindet, besteht nus wasserhaltigen, sehr magnesiumreiehcn 5 Siül· itminr:alien, gewöhnlich aus Calk und Serpentin. ■··. :nngleich mitunter auch geringe Mengen Tremo!ith und Chlorite anzutreffen sind.The gangar, which binds the spinel mixture, consists of water-containing, very magnesium-rich sulphide minerals, usually of calcium carbonate and serpentine. ■ ··. : nngleich sometimes small amounts T remo encountered ith and chlorite.
Beim Reduzieren von Eisenoxyden mit Hilfe von festem Kohlenstoff lassen sich folgende Teilreaktioneti 10 unterscheiden:When reducing iron oxides with the help of solid carbon, the following partial reactions can be achieved differentiate:
1. -xC(ä) + FeO.V(„
, 2. VA-CO(J, -I- FeOx(S)
! 3.1 aC02(i,) f .rC<„1. -xC (ä) + FeO.V ("
, 2. VA-CO (J, -I- FeOx ( S)
! 3.1 aC0 2 (i ,) f .rC <"
Pe(«) + x CO2(tr)Pe ( «) + x CO 2 (tr)
■ 2ACO(S,) bestimmende Stel.jng innehat. Die Geschwindigkeit der Uoudouard-Rcaktion kann auch mit Hilfe Iv: r~ kömmlicher AklivMoren (?. Π. Alkalimetalle, Fc, Pb, Cu, V ".nd geeignete S;i!/.e der genannten Metalle1! beschleunigt werden. Hei dein erfmdungsgcmSßen Verfahren miiss'.i·. jedoch dem Syj-lem Anionen. z. H. S \ P 3, B-3, die auf die Teilreaktionen 2 und 3 inhihierend wirken, zugesetzt werden.■ 2ACO (S,) is the determining position. The speed of Uoudouard-Rcaktion can also use Iv: r ~ kömmlicher AklivMoren (Π alkali metals, Fc, Pb, Cu, V ".nd appropriate S i / e of said metals 1 are accelerated Hei?..!.!. The method according to the invention must, however, be added to the syj-lem anions, e.g. S \ P 3 , B- 3 , which have an inherent effect on the partial reactions 2 and 3.
In Fig. 1 ist eine mit einer Mikrosonde an einem teilweise reduzierten (1175°C) Chromitkom vorgenommene Linienanalyse —■ Analysenwerte ohne Absorptions- und sonstige Korrekturen -- wiedergegeben. Dieser Analyse /uiolgc bleiben Chrom und Aluminium im Korn anteilmäßig über den gesamten , Bereich nahezu konstant, wogegen der Magnesiuin- und Eisengehalt in der Reduktiens7one einer beträchtlichen Veränderung unterliegt.In Fig. 1 is one with a microprobe on one partially reduced (1175 ° C) chromite Line analysis - ■ analysis values without absorption and other corrections - reproduced. This analysis / uiolgc remain chromium and Aluminum in the grain proportionally over the entire, area almost constant, whereas the Magnesiuin- and iron content in the reducing zone of a considerable amount Subject to change.
Diethe
f s£5äf s £ 5ä
Der in Te.lr.aktion 2 auftretende Bedarf anKohlenThe need for coal occurring in part
monoxyJ wirf duich die Boudoua ^monoxyJ you throw the Boudoua ^
reaktion 3) gedeckt. Be. der Rcduktiotr*»reaction 3) covered. Be. der Rcduktiotr * »
Chromite« unter Verwendung von festemChromite «using solid
wurde durch Versuche der gleiche MeUianismus fest^the same MeUianism was established by experiments
gestellt. Im Temperaturbere.ch von lOOU ms ^ hicdencn Eisenphase ein scharf umgrenzterplaced. In the temperature range of 10000 ms ^ hicdencn iron phase a sharply demarcated
Di|llslon5höf liegt, in dem der ursprüngliche Εική- Tue | llslon5hö f lies in which the original Εική-
halt so langc unverändert erhalten bleibt bis das hold on until that remains unchanged
g ^ s ine„gemisch abgebaut ,st.g ^ s ine " mixture mined , st.
»5 g q^ ^ ?i|sammen mit dcm Elsen redu-»5 g q ^ ^ ? I | together with dcm Elsen reduce
{ ch des Gemisches bestimmt die Reak- { ch of the mixture determines the reaction
C. DieC. The
GleichgewichlskonstanteEquilibrium constant
g-Aton. C. Die geringe Al«?ihu«i^e wirkung Gleichgewichlskonstanteg-aton. C. The low Al "? I hu" i ^ e effectively Gleichgewichlskonstante
'i-ÄE£ÄÄs „ ' - * · -.«■ ■ *·'i-ÄE £ ÄÄs "' - * · -.« ■ ■ * ·
aaf die Boudouard-Reaktion zurückzuführen. Beim 35 ReIerieren der Gehaltene in Gewichts-aaf attributed to the Boudouard reaction. In the case of 35 traversing the held in weight
Reduzieren von Chromit-Eisen mit Hilfe von uas ^ α^ ^ jn jhrep MetaIIgehalt erglbt sich:Reducing chromite iron with the help of a ^ α ^ ^ jn your metal content results in:
IiSiSSÄ SKÄ ^iU r β Fe3 (Cr)Z(Fe)8 Ο-IiSiSSÄ SKÄ ^ iU r β Fe3 (Cr) Z (Fe) 8 Ο-
hkt derthe huh
IiSiSSÄ SKÄ U r ()ZIiSiSSÄ SKÄ U r () Z
g-Atom C so daß *e TOTpeiatu«bhajOTk«t der wobei die Kennziffer ^ als Funktlon der Temperatur ktion MeO/Oas ακ; ^cu j di Form g-atom C so that * e TOTpeiatu «bhajOTk« t where the code number ^ as a function of the temperature ction MeO / Oas ακ; ^ cu j di form
'Son™ bleeibteim Schatten dieser langsameren'Son ™ ble e ibt e in the shadow of this slower
Teilreaktion 3. OxvdsvstemPartial reaction 3. Oxvdsvstem
Die Entfernung von Sauerstoff aus dcirι O^dsy:sternThe removal of oxygen from dcirι O ^ dsy: stern
ist allerdings nur an der phas«nßr^z™'S[ über Oxydation und Desorptionhowever, is only at the phas 'n ß r ^ z ™' S [to oxidation and desorption
ieduziere'nden Gases möglich. I™ jg^ Sauerstoflnahezuunbeweghch sodaßdieReieduziere'nd gas possible. I ™ jg ^ Oxygen almost immobile so that the re
reaktion von der Feststoffdiffusipn abhanpg is m dem zu reduzierenden Spinellgemisch her.scm dm aen Diffusionstemperaturen folgende Dinusions-Kemc folge:reaction from the diffusion of solids is dependent on the spinel mixture to be reduced Diffusion temperatures following Dinusion Kemc consequence:
r > Dc > £>Mn > Dm > Do, r>Dc>£>Mn>Dm> Do,
so daß es sich bei dem auf dieso that it applies to the
diffundierenden Ion vornehmlich um'E'se™ üe nach den enthaltenen VerunremtgungenschvvanKendiffusing ion mainly around 'E' se ™ üe according to the contained contamination levels
.die Diffusionskoeffizienten (D) üer K-einc · 10 ,. einer Temperatur von 1250° C im Bereicn iu ΙΟ"1· cm'/sec-1. . c. „„„„j.,, 7Ur . the diffusion coefficients (D) over K-ac · 10,. a temperature of 1250 ° C in the range iu ΙΟ " 1 · cm '/ sec- 1 .. c .""""j. ,, 7Ur
Das bei der Gasreduktion von Έ*^*°™£{_ Bildung von Adso^tionszentren oft angewanme bringen von ,strukturellen Beschleunigen*, d^h von Fremdkationen (z. B. Alkalien und Erda'kalien), aulThe structural acceleration, that is, of foreign cations (e.g. alkalis and alkaline earths), often accruing in the gas reduction of * ^ * ° ™ £ {_ formation of adsorption centers
die Oxydflächen hat keine B"chS™ktion 3 eine samtprozesses zur Folge, da die Tsilreaktion eine hayber5chreitel der chromgelialt der Metallphasc die 5-Prozent-Grenze, so variiert die nahezu konstant 5 ^ Kennziffer im Reduktionsbereich lediglichthe Oxydflächen has no B "ch S ™ ction 3 a result overall process because the Tsilreaktion a ha y ber5chreitel the chromgelialt the Metallphasc the 5 percent limit, the almost constant 5 ^ code in Red varies only uktionsbereich
als Funktion der Temperatur zwischen den Werten Eine £rhöhun der Temperatur cnkt den JT-Wert, d. h.. der Chromgehalt der Metall-as a function of the temperature between the values. An increase in temperature reduces the JT value, ie. the chromium content of the metal
der Chromgeha t d GeraiSches the chrome content of GeraiS ches
p^^ ^ 5.prozent.Grenze) so stelgt der Wert derp ^^ ^ 5 . percent . Limit) the value of the
Kennziffer mit abnehmendem Chromgehalt stark an ^ ^.^ damjt ^ d&Q dic Gjeichung) die in diesem Code number with decreasing chromium content strongly on ^ ^. ^ Damjt ^ d & Q dic G j calibration) in this
Bereich die Löslichkeit des Chroms bestimmt, von der vorangehenden abweicht (dies ist offensichtlich., analog zu den Schmelzprozessen, abzuleiten aus dem Auftraten von FeO-Cr2O3 des Spinells als Gleichgewichtsphase an Stelle des distortierien Spinells ^ g^ des H Oxyds Cr8O8 oder auch auf das Auftreten des Oxyds des zweiwertigen Chroms als Zwischenform zurückzuführen).Range determines the solubility of the chromium, deviates from the preceding one (this is obvious., Analogous to the melting processes, derived from the appearance of FeO-Cr 2 O 3 of the spinel as an equilibrium phase in place of the distorted spinel ^ g ^ of the H O xyds Cr 8 O 8 or can also be traced back to the occurrence of the oxide of divalent chromium as an intermediate form).
Bei gleichmäßiger Verteilung des Kohlenstoffes im Rcduküonsgemisch wird der Eisengehalt des DifTusionshofes in erster Linie von der Temperatur MH zunehmender Temperatur ,,nkt der ο ^ Andererseits befindet . ich das in der Re-If the carbon is evenly distributed in the mixture of residues, the iron content of the diffusion chamber is primarily determined by the temperature MH as the temperature increases, on the other hand. I do that in the re-
duktion stehende Metallgemisch mit dem Eisen de=.metal mixture with the iron de =.
3O9618^r3O 9618 ^ r
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Diffusionshofes im Gleichgewicht (sofern hinsichtlich mit Kohlenstoff unter einer Temperatur von 900T
lernpertiur und Temperaturanstieg der richtige Zeit- bei MgO(j) oder MgS (i) als Endprodukt die Gasplan eingehalten wird), so daü gemäß den obigen Aus- phasen (in Volumprozent): 77,6 CO, 1,6 CO2, 11.0
führungen niedrige Temperatur und entsprechend COS, 8,8 CS2,.1,0 S2 und Pn,, r..: 4,1 ' 10 20atm oder
hoh?r Eisengehalt des Diffusionshofes eine senkende 5 entsprechend 97.1 CO. 2,9 CO2 und'Pn, ---ΊΑ- ΙΟ"2'"'
Wirkung auf den Chromgehalt des Metallgemisches atm. (Bu einer Temperatur von 1150* C la'uicn die
haben. 1st der Reduktionskohlenstoff aufgebraucht, Werte der Gasphase entsprechend· 84 0 CO 0."O2,
so kann bedarfsfalls die Temperatur des Systems 2,8 COS, Ί1.5 CS,, 1,61 S, und P0., =■' 3,0 ·10 18atm
erhöht werden, wobei der Chromgehalt der Metall- oder 99,9 CO, 0,1 CO2 und P(>
"— 4,4 · 10 I6atm.
phase nahezu konstant bleibt, da erfahrungsgemäß 10 In beiden Fällen vermag die "Gasphase oder das
der Anstieg des Chromgehalts des Gemisches auf den feste MgS die Eisenoxyde (und den Chromit) zu
dem Gleichgewicht entsprechenden Stand nur sehr reduzieren und zu sulfidieren
langsam vonsiatten geht. Wie die Resultate von durchgeführten VersuchenDiffusion zone in equilibrium (if the right time for learning with carbon below a temperature of 900T and temperature rise - with MgO (j) or MgS (i) as the end product, the gas plan is adhered to), so that according to the phases above (in percent by volume) : 77.6 CO, 1.6 CO 2 , 11.0 runs low temperature and correspondingly COS, 8.8 CS 2 , .1.0 S 2 and P n ,, r ..: 4.1 '10 20 atm or high A lowering 5 corresponding to 97.1 CO for the iron content of the diffusion zone. 2.9 CO 2 and'Pn, --- ΊΑ- ΙΟ " 2 '"' Effect on the chromium content of the metal mixture atm. (Bu a temperature of 1150 * C la'uicn. If the reducing carbon is used up, values of the gas phase correspond to · 84 0 CO 0. "O 2 , the temperature of the system can, if necessary, be 2.8 COS, Ί 1.5 CS, , 1.61 S, and P 0. , = ■ '3.0 · 10 18 atm, the chromium content of the metal or 99.9 CO, 0.1 CO 2 and P ( >"- 4.4 x 10 I6 atm. phase remains almost constant, since experience shows that 10 I n the two cases can the "gas phase or the increase in the chromium content very reduce the mixture to the solid MgS the iron oxides (and chromite) to the equilibrium corresponding stand and sulfide
slowly goes by. Like the results of tests carried out
Der Anstieg des Magnesiumgehalts im Bereich des zeigen, verläuft der Zerfall des MgSO4 im Reduktions-Diffusionshofes gemäß der Linien-Analyse (F i g. 1) 15 system mit zunehmender Temperatur relativ langsam, ist in erster Lime eine Folge der Abnahme der Eisen- Bei Ansieigen der Temperatur des Reduktionsmenge. Bei fur eine »feste« Diffusion ausreichender gemisches mit einer bestimmten Geschwindigkeit auf Gluhdauer kommt es zwischen dem unreduzierten den Wert 95O'C betrug der Anteil des Sulfatschwefcls Spinellgemisch und dem DirV-sionshof zu einem am Gesamtschwefelgehalt 68% und der Rückeang Gleichgewichtszustand. Von den thermodynamischen *o des Gesamt., hwefelgehaltes, bezogen auf seinen ur-Aktivitaten bestimmt, verbindet sich ein Teil des bei sprünglichen Wert. 6·/,. Mit Erreichen einer Tcmder Reduktion »freigewordenen« Chromoxyds mit peratur von 1150 C betrugen die entsprechenden dem von den Alumosp.nellen abgeschiedenen Penklas Schwefelwerte 28<VO bzw. n<y Die Ante H jle dcs re. zu Chromospinellen Die verbleibenden Oxyde ver- duzierten Eisens (gemessen durch Mineralsäuremischen sich zu (Cr.AO^-Losung eines bestimmten a5 lösung) am Gesamleisengchalt betrugen bei der ge-Zusammenselzungsverhaltni'ses, die sich dann als nannten Temperatur 5 bzw 23°/ In F i s 3 ist die prismenförmige Körner spaltende Stücke von der Verteilung des Chromitkornes und der in dessen Spinellmatnx ablosen. unmittelbarer LWebune lieeenHen Knmn.wnienThe increase in the magnesium content in the area of the show, the disintegration of the MgSO 4 in the reduction diffusion zone according to the line analysis (Fig. 1) 15 system proceeds relatively slowly with increasing temperature, is primarily a consequence of the decrease in iron When the temperature rises, the reduction quantity. In the case of a mixture sufficient for a "solid" diffusion at a certain rate over the glowing period, the proportion of the sulphate-sulfur spinel mixture and the direction of the total sulfur content was 68% of the total sulfur content and the equilibrium was reached between the unreduced value of 95 ° C. From the thermodynamic * o of the total sulfur content, determined in relation to its primary activities, a part of the initial value is connected. 6 · / ,. When the reduction in chromium oxide "released" was reached at a temperature of 1150 C, the corresponding Penklas sulfur values for the aluminum phosphate deposited were 28 <V O or n <y The ante H jle dcs re . to chromospinella The remaining oxides of reduced iron (measured by mixing mineral acids to (Cr.AO ^ solution of a certain a 5 solution) on the total iron content amounted to the ge-composition ratio, which is then called the temperature 5 or 23 ° / In Fig. 3 the prism-shaped grain splitting pieces are separated from the distribution of the chromite grain and the knots lying in its spinel matrix
Das Verhalten der Zusatzstoffe während der Re- einer Reduk.mnsnrnh, T-JIl^".!"o^T1?? 1.™The behavior of additives during the re- a Reduk.mnsnrnh, T-JIl ^ ".!" O ^ T 1 ?? 1. ™
duktion sowie deren Einfluß auf das Gefüge der in der 3p der Ergebnisse einer Röntceianalvse'darB^te'ilt' Perproduction as well as its influence on the structure of the results of a X-ray analysis shown in the 3 p
Reduktion stehenden Metallphase während der Re- Aufnahme zufolge sind<!STu^d Sauers?off I ndReduction of the standing metal phase during the re-uptake results in <! STu ^ d Sauers? Off I nd
duktion wird nachstehend gezeigt. M jm Korn vr'^i ύ MU")" production is shown below. M j m grain vr '^ i ύ MU ")"
Zunächst wird das Verhalten der schwefelhahigen SchwebZ First, the behavior of the sulfur-containing Schweb Z
Zuschlagstoffe MgSO4 und Na2S im Reduktionssystem Streifen auf den SnAggregates MgSO 4 and Na 2 S in the reduction system strips on the Sn
betrachtet. In F i g. 2 sind die Stabi.itätsbereiche der 35 Kornes Td £ ',^S1SaS^S MiS-considered. In Fig. 2 are the ranges of stability of the 35 grain Td £ ', ^ S 1 SaS ^ S MiS-
Systeme Fe-S-O(B1). Cr-S-O(B2), Mg-S-O(B4) und eingedrungen AnI mfih Ϊ , t TSystems Fe-SO (B 1 ). Cr-SO (B 2 ), Mg-SO (B 4 ) and penetrated AnI mfih Ϊ, t T
Na-S-O(B5) in Abhängigkeit vom Sauerstoff- und nX, NcmLtr^^ ^ ?i} \ °~Na-SO (B 5 ) as a function of oxygen and nX, Ncm Ltr ^^ ^? I } \ ° ~
Schwefeldruck dargestellt. Die binären Gleichge- zu beöbncl cn diZ f F^i Sa^i Sulfur pressure shown. The binary equations to beöbncl cn di Z f F ^ i Sa ^ i
wichte wurden für eine Temperatur von IIOO'C be- zerlegen S ilh -ZnTTu ϊ Τ Weights were deconstructed for a temperature of 100'C S ilh -Z n TTu ϊ Τ
rechnet, die univarianten Gleichgewichte jedoch für 40 talliÄ r"sen sinTSn^t Γ^calculates, however, the univariate equilibria for 40 talliÄ r "sen sinTSn ^ t Γ ^
die Temperaturen 500'C (a), HOO0C (6), 12500C (c) F i Ϊ 4 ze e He ,in τ Ζ" "^"Τ"«^the temperatures 500'C (a), HOO 0 C (6), 1250 0 C (c) F i Ϊ 4 ze e He, in τ Ζ "" ^ "Τ" «^
und 14000CW, so daß sich also die Temperatur- sprechtΓ| «ΐveΓ^ύηΓ^Αηΐϊ d« Sü-'-'and 1400 0 CW, so that the temperature speaking | «Ϊ́veΓ ^ ύηΓ ^ Αηΐϊ d« Sü -'- '
abhängigkeit der Stabilitätsbereiche erkennen läßt. schuefeN der Pmh"1 1 g' Ante 1 des Su! .u-shows the dependency of the stability areas. schuefeN der Pmh "1 1 g 'Ante 1 des Su! .u-
Auch der Einfluß von Kieselsäure auf die Oxydphasen duktion antc1 Je^EiAT "£ itbild^e -.■'Also the influence of silica on the oxide phase production antc 1 Je ^ EiAT "£ itbild ^ e -. ■ '
der Zuschlagstoffe geht aus F i g. 2 hervor. Bedingt 45 folge sind bei ;,„ " n*u £. g λ the aggregates are based on FIG. 2 emerges. Conditional 45 sequences are with;, "" n * u £ . G λ
durch das Gefüge der Chromite wird im Bereich Aluminium («und M ^etrach,t"ng, Chrom . .dDue to the structure of the chromite in the area of aluminum («and M ^ etrach , t" ng, chrome. .d
zwischen den Dissoziationsdrücken des reinen Ma- wä \mZin 2 r^ ^T gleichmaö'g vert,C;!!-between the dissociation pressures of the pure Mawä \ m Zi n 2 r ^ ^ T equally vert , C; !! -
gnetits und des reinen Chromoxyds gearbeitet (HOO'C 1 K'S eine me? n' K^ (C) ϊ"1?^' S° ?a gnetits and the pure chromium oxide worked (HOO'C 1 K'S a me? n 'K ^ (C) ϊ " 1 ? ^' S ° ? a
- Fe3O4G): P02 = 2,60 · 10-»atm oder PCO2/ z^schefk ztere^ Γηΐϊ e Eisenabscheidung und PCO-2 61 und CrO Π- Pn - 4 30 · 10-20atm so η« ν 1Uzterer und dem unreduzierten Zentrum odTpCO; PCO = ϊ£Λά>% DissozütionsdrS " ^f^ ™ ]^Tä - Fe 3 O 4 G): P 02 = 2.60 · 10 "atm or PCO 2 / z ^ ^ schefk ztere Γη ΐϊ e iron deposition and PCO 2 61 CrO and Π- Pn - 4 30 × 10 20 atm so η « ν 1Uzt er and the unreduced center odTpCO; PCO = ϊ £ Λ ά>% DissociationdrS "^ f ^ ™] ^ Tä
der Eisenphase von FeCr2O4G) - B3 - ist ent- einende "(df Ae-FeSthe iron phase of FeCr 2 O 4 G) - B 3 - is entangling "(df Ae-FeS
sprechend: 2,19 . 10-atm oder PCOJPCO - 2,40 . sprechende .Bidte^^ASSi? αΪ 7«speaking: 2.19. 10-atm or PCOJPCO - 2.40. speaking .Bidte ^^ ASSi? αΪ 7 «
Der Schwefeldruck wird bei Werten unterhalb des 55 SciSd ^m^TößS1 TT hcnSr' da° ^ Sul-fatüThe sulfur pressure is at values below 55 SciSd ^ m ^ TößS 1 TT hcn S r ' da ° ^ Sul - fat ü
Dissoziationsdruckes des Pyrrhotits gehalten (HOO0C verbleib anfangt Z '" ""· Reduktl0nsgemisch Dissociation pressure of the pyrrhotite maintained (HOO 0 C remains at the beginning Z '"""· Reduktl0ns g emisch
- FeS(I): P„ = 1,61 ■ 10-atm und CrS(s): P>2 = reichen auch Af-) Βε^^ Ph T "ϊ Γ"η 2,81 · 10-iOatm.), die sich aus den Schwefelaktivitäten dann bei der RedukS £ ^hrOmitj.wandert u"d der Reduktionsproduktr. ergeben. Kornoberfläche fS Das^^'Μ'^Γ S- FeS (I): P "= 1.61 ■ 10-atm and CrS (s) : P > 2 = are also sufficient Af-) Βε ^^ Ph T" ϊ Γ "η 2.81 · 10-iOatm.) which then result from the sulfur activities at the RedukS £ ^ hrOmit j. migrates u "d Reduktionsproduktr. arise. The grain surface fS ^^ 'Μ' ^ Γ S
Nach dem Stabilitätsdiagramm ist im Reduktions- 60 oder löst sich in !Air?!According to the stability diagram, the reduction 60 or dissolves in! Air ?!
bereich von Eisen und Chrom in dem betreffenden Na tr um'ulnd (Sdίί ΐ"range of iron and chromium in the relevant Na tr um'ulnd (Sdίί ΐ "
Temperaturbereich beim Mg-O-S-System MgO(j) setzt, führt zum selben Sh T Temperature range in the Mg-OS system MgO (j) sets, leads to the same Sh T
(teilweise auch gegenüber FeS und CrS) stabil. Der sulfat, d h Z Frei,l,f E ^*5 cT Yf^T (partly also against FeS and CrS) stable. The sulfate, i.e. Z Frei, l, f E ^ * 5 cT Yf ^ T
Kohlenstoff des" Reduktionsgemisches (oder dessen Eindringen an den ObeShen" de 7f Γ M) Carbon of the "reduction mixture (or its penetration at the tops" de 7f Γ M)
fOchtige Komponenten) reduziert den Sauerstoff des 65 Phasen und in dfcMik™™? n: ♦ ( ' cvolatile components) reduces the oxygen of the 6 5 phases and in dfcMik ™? n: ♦ ( 'c
Sulfats, so daß als Endergebnis MgO und Gasphase stoff) und entsorgend ^ ^,^ zen von Sa.ueP Sulphate, so that the end result is MgO and gas phase material) and disposing ^ ^, ^ zen of Sa. ueP
entstehen. Vorausgeretzt, daß das Eisen nicht re- Sulfidierung des^Rednw"" '"'""ί statl°narer develop. Assuming that the iron does not re-sulphidation of the ^ Rednw ""'"'""ί statl ° narer
duziert wird, entstehen bei der MgSO4-ReduktiOn Gemäß ^^Α^ϊ^1^ Κis reduced, result in the M g SO 4 reduction On According to ^^ Α ^ ϊ ^ 1 ^ Κ
31253125
IiIi
.·iciii Na2S(I) ü'ni-r den
ereich stabil. TioizJem
i,:ijlie wie im vorangehcr
■_-r Erz-Gangart Io.->en da
:. -feld (Fig. 2) e-r.upre-c
-cherer Verbir.diüipt-nj ■
:-reich die Stabilität. · Iciii Na 2 S (I) ü'ni-r den
richly stable. TioizJem
i,: ijlie as in the previous
■ _ -r Erz-Gangart Io .-> en da
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-cherer Verbir.diüipt-nj ■
: -rich the stability
is;
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g-.-sanuen Uedukuons-' ikr Me.huni.mLs der f-aü. Die Siükatphaseng -.- sanuen Uedukuons- ' ikr Me.huni.mLs the f-aü. The Siükatphasen
erhaltener Proben in Abhängigkeil von der'Temperatur betrachtet werden.obtained samples can be considered as a function of the temperature.
Die VcrsuuisrcJuktionen wurden in einem Trommelofen durchgefühlt; da, Ausgangsgemisch wurde in Γοπη .o„ Pellets in den Ofen gebracht. Der Chromu. dessen Spinellphase die FormThe VcrsuuisrcJuktionen were in a drum furnace felt through; since, starting mixture was in Γοπη .o “Pellets put in the stove. The Chromu. whose spinel phase has the shape
(Feo.71 Mg0,.,;. Cr11211 AIOiie Fe0.,, O1 hatte, war so gemahlen, daß er durch ein Sieb de, Maschenweite 105 u fallt, der Kohlenstaub war_ so gemahlen, daß er diich ein Sieb der Maschenweite 5J μ fällt Das Magnesiumsulfat v,urde dem Gemisch im Zusammenhang mit der Hersteilung der Pellets ah wäßrige Lösung zugesetzt und diente somit gleichzeitig als Bindemittel. .. (Fe o 71 Mg 0,,;... Cr 11211 AI Oiie Fe 0 ,, O 1 had was ground so that he u falls through a sieve de, mesh size 105, the pulverized coal War_ ground so that it diich a sieve of mesh size μ falls 5J the magnesium sulfate v, urde the mixture in connection with the Hersteilung the pellets ah added to aqueous solution, and thus served as a binder..
Bezogen auf das Erzgewichi betrugen die Konlenstoff-Festanteile und die MgSO1-AaIeUe der arei Versuchsproben sowie die Analysenwerte der bei der Keduktion entstandenen Metallphasen (Analysenwerte in % der Komponenten; alle Angaben in Gewichtsprozent): In relation to the ore weight, the carbon solids and the MgSO 1 -AaIeUe of the arei test samples as well as the analytical values of the metal phases formed during the reduction (analytical values in% of the components; all data in percent by weight):
NaO;. S0 dal', das SiabiliciiJ Na;SiG., !..der SiO2-ι1*::1·/! und im Reduktiousf:e-Cr-i-eS-CrS-Na2Si03 NaO ;. S 0 dal ', the SiabiliciiJ Na ; SiG.,! .. the SiO 2 -ι 1 * :: 1 · /! and in the Reduktiousf: e-Cr-i-eS-CrS-Na 2 Si0 3
.:sein. Aus der Zeichnung ge·lit ieir.i.-r oie analoge ükur.g der Kieselsäure im Mg-S-ü-System hervor, ...- jedoch, bedingt durch die unterschiedliche Poleni.jifferenz hei der SilikatbilJung. in viel schwächerer ■rm auftritt (Na2SiO3: I ■', .-. -52 C3ü cul/mol und ■ ;j.SiO3:JG --- -739OCaI1InOl. Bedingung für die Üidierung bei die^-n Zuschlägen ist, dai.i die Sulfat-.,iuktion bei niedriger Temperatur ( 900" C) iso-./.iseh oder stationär bei rolati1. lan» ,am steigender .mperatur durchgeführt wird, damit keine großen ir.vefelverluste c'urch zu hohen Dru.k der Reak-. /isgase und deren Ausströmen aus dem System verairht weiden..:being. From the drawing, analogous values of silicic acid in the Mg-S-o system emerge, ...- however, due to the different poles in the formation of silicates. occurs in much weaker ■ rm (Na 2 SiO 3 : I ■ ', .-. -52 C3ü cul / mol and ■; j.SiO 3 : JG --- -739OCaI 1 InOl. Condition for the Üidierung with the ^ - In addition, the sulphate reduction is carried out at low temperature (900 "C) iso-./.iseh or stationary at rolati 1. Lan", at increasing temperature, so that no large ir.vefel losses c 't are verairt due to excessively high pressure of the react./isg gases and their outflow from the system.
;.ach der Sulfidierung der eiserireicrten Oberilüchentien und Porenkanalfiächen der Chromitkörner .· mit stärkerem Einsetzen der Eisenrediiktion ι η int es durch die Wirkung des Kontaktschmelzens . ; chen de. FeS- und der Fe-Phase zur Bildung von :.:% Schwefel enthaltendem, bei 985 C schmelzenii! Futektikum, das zu Gleichgewichisschmelze und ■ ir.en verdünnt wird. Dabei wird die Atombeweg-After the sulphidation of the surface particles and pore channel surfaces of the chromite grains. ; chen de. FeS and Fe phase to form : .:% Sulfur containing, melt at 985 Cii! Futectic that is diluted to equilibrium melt and ■ i r .en. The atomic path
ikeit wesentlich verbessert. Der Selb.ictiffusions- Die Wärmebehandlung fand bei allen Proben unterikeit significantly improved. The self-diffusion heat treatment took place in all samples
rffizient des der schwefelfreien Abscheidung ent- 30 gleichen Bedingungen statt, lediglich bei der Probe ■chenden (festen) y-Eisens beirägt bei 115O0C Nr. 3, die einen höheren Kohlenstoffzuschldg als die = 2,2 · 10 1X cm-/s. Entsprechend beträgt der anderen Proben erhalten hatte, wurde die Temperatur ■.Utsionskoeffizient des Eisens in einer 29% Schwefel in der Endphase der Reduktion um etwa 50"C erhöht, •haltenden Fe-S-Schmelze bei der gleichen Tem- wobei das verhältnis Cr(S!)/Cr(total) von 4,6% auf ■atur D = Il,9cm2/s, d. h., er ist etwa 5· 10nmal 35 d_n V/ert 7,3 anwuchs und der Reduktionsgrad desThe same conditions as the sulfur-free deposition take place, only in the case of the sample (solid) y-iron at 115O 0 C No. 3, which has a higher carbon addition than = 2.2 · 10 1X cm- / s . Corresponding to the other samples received, the temperature of the iron in a 29% sulfur in the final phase of the reduction was increased by about 50 "C, S!) / Cr (total) from 4.6% to ■ ature D = Il, 9cm 2 / s, that is, it is about 5 · 10 n times 35 d_n V / ert 7.3 and the degree of reduction of the
Eisens entsprechend von 74% auf den Wert 80%Iron accordingly from 74% to the value 80%
größer als für reines y-Eisen. Eisen und dessen Sulfid i: netzen sich bekanntlich vollständig, außerdem sind Oberflächenspannung und Viskosität des in Schmelze-Zustand befindlichen Fe-S-Systems äußerst niedrig.larger than for pure y-iron. Iron and its sulphide i: network is known to be complete, besides are Surface tension and viscosity of the in the melt state Fe-S system located extremely low.
yjIi!echt benetzt, hat der Prozeß zur i-olge, daß sich sowohl das Eisen als auch die Sulfidschmeize bei steigender Temperatur auf die Kornoberfiache zurückziehen (und daß entsprechend das feste Eisen von Sulfidschmelze benetzt wird). In der metallographischen Abbildung (Fig. 5) ist das Gefüge eines mit Natriumchlorid (a) und eines mit Magnesiumsulfat (b) behandelten Reduktionssystems bei einer Temperatur von über 120O0C zu sehen; die Reduktion des EisensIf the temperature is really wet, the main reason for the process is that both the iron and the sulphide melt retreat to the grain surface as the temperature rises (and that the solid iron is correspondingly wetted by the sulphide melt). In the metallographic illustration (Fig. 5) is shown the structure of a sodium chloride (a) and one with magnesium sulfate (b) treated reduction system at a temperature of about 120O 0 C; the reduction of iron
stieg.rose.
Die hier diskutierten Teile des ZustandsschaubildesThe parts of the state diagram discussed here
_,_ ^ bzw. Zustandsdiagrammes des Systems Fe-Cr-FeS-CrS_, _ ^ or state diagram of the Fe-Cr-FeS-CrS system
Sulfidschmelze den silikatarmen Spinellbodensatz 40 sind in den Teilzeichnungen A und B in F i g. 6 dargestellt. Zeichnung A zeigt die Schnitte der 9/1- und 4/1 Fe/Cr-Systenie als Funktion des Schwefelgehaltes und der Temperatur. In Zeichnung B sind die Grenzen der Löslichkeitslücke des für das System Cr-Fe-S charakteristischen, von binären Cr-CrS-Gemisciien ausgehenden und sich bis zu den Fe-reichtn Gemischen bzw. Legierungen erstreckenden Schmelzzustandes (etwa 1400:'C) als Funktion des Fe/Cr-Ver-Sulphide melt the low-silicate spinel sediment 40 are shown in the drawings A and B in FIG. 6 shown. Drawing A shows the sections of the 9/1 and 4/1 Fe / Cr systems as a function of the sulfur content and the temperature. In drawing B , the limits of the solubility gap of the melting state characteristic of the Cr-Fe-S system, starting from binary Cr-CrS mixtures and extending to the Fe-rich mixtures or alloys (approx. 1400 : 'C) are as a function of the Fe / Cr
— .— _ , _._ hältnisses und des Schwefelgehaltes dargestellt. Die- .— _, _._ ratio and the sulfur content shown. the
entspricht dabei angenähert dem ursprünglichen 50 Grenzen (/) des schwach schwefelhaltigen Teils der Kohlenstoff-Fest-Anteil. In der Teilabbildung α ist Löslichkeitslücke sind ungenau, was offensichtlich auf die Reduktion von Eisen in Form feiner (fester) Verunreinigungen in den der Messung unterworfenen Teilchen in den Chromitporen und der Spinellmatrix Gemischen zurückzuführen ist. Die Analyse am deutlich zu erkennen, Bei Anwesenheit von Schwefel Extrempunkt (g) der Phasen der Löslichkeitslücke (b) ist das Korn dagegen in hohem Maße frei von 55 lautet (in Gewichtsprozent): 79,0 Fe, 4,5 Cr und Eisen. Die Eisenabscheidungen sitzen in Form rund- 16.5 S; die entsprechende Temperatur beträgt 139OGC licher (Diffusion des Eisens durch die Sulfidschmelze das Fe-Cr-Verhältnis 17,55. Die in die Löslichkeitsund Ausbildung der Oberfläche mit einem Energie- lücke eingezeichneten, gemessenen Konodenrichtunminimum,, zum Teil' losgelöster (Sulfid-Schmelze- gen c und d entsprechen den durchschnittlichen Zu-Benetzung) Lamellen auf der Oberfläche der Chromit- 60 sammenseUungen 17,6 S, 16,7 Cr sowie 17,1 S, 8,3 Cr körner. Aus der Abbildung ist ferner die obener- und somit den Schwefclgehalten 16,7% (Fe/Cr 4i wähnte Abscheidung von magnesiumfreiem Oxyd- und 17,1 (Fe/Cr = 9) von Zeichnung A. Die chrom gemisch der Form (CrOl5-Oi„ Al0lS-0il)2O3 aus der arme Metallschmelze befindet sich somit im Gleich-Spinellmatrix zu erkennen. Die Menge der Schmelze gewicht mit dem schwefel- und chromrcich.-ii Miifid: des reduzierten Gemisches ist wegen der niedrigen 65 die Gehaltsdifferenz wächst mit zunehmende: Fisen-Reduktionstemperatur noch gering. menge. Die Gleichgewichts-Zusammenv.-izLngen deicorresponds approximately to the original 50 limits (/) of the weakly sulphurous part of the carbon-solid part. In the partial figure α is solubility gap are imprecise, which is obviously due to the reduction of iron in the form of fine (solid) impurities in the particles subject to the measurement in the chromite pores and the spinel matrix mixtures. The analysis can clearly be seen at the presence of sulfur at the extreme point (g) of the phases of the solubility gap (b) , on the other hand, the grain is to a large extent free of 55 (in percent by weight): 79.0 Fe, 4.5 Cr and iron. The iron deposits are in the shape of a round - 16.5 S; the corresponding temperature is 139O G C licher (diffusion of the iron through the sulphide melt, the Fe-Cr ratio 17.55. Melts c and d correspond to the average co-wetting) lamellae on the surface of the chromite aggregates 17.6 S, 16.7 Cr and 17.1 S, 8.3 Cr grains - and thus the sulfur content 16.7% (Fe / Cr 4i mentioned deposition of magnesium-free oxide and 17.1 (Fe / Cr = 9) from drawing A. The chromium mixture of the form (Cr Ol5 - Oi, Al OlS - 0il ) 2 O 3 from the poor metal melt is thus to be seen in the same-spinel matrix. The amount of melt weight with the sulfur and chromium rich.-ii Miifid: the reduced mixture is because of the low 65 the difference in content increases with increasing: Fisen- Reduction temperature still low . The equilibrium connections dei
An Hand des Zustandsschaubildes soll das Ver- in geschmolzenem Zustand befiiidüche-ii Phasen könhalten der Metallphasen verschiedener aus Reduk- nen somit der Zeichnung/? entnommen werden.On the basis of the state diagram, the process should be able to take place in the molten state the metal phases different from reductions thus the drawing /? can be removed.
13 1413 14
wohingegen die in Abhängigkeit von der Te nine rat.;- 'iHric:^n o.rcn den Spheükörper vereinigen sichwhereas those depending on the Te nine rat.; - 'iHric: ^ n o.rcn the spherical bodies unite
tuftretenden Gduge-Yeränderungen am be.ten an^. ge-.muü'i-.vic,-. .'hsehc-idimgen r\ großen Tropfer.Any changes occurring on the first day of the month. ge-.muü'i-.vic, -. .'hsehc-idimgen r \ large dropper.
Zeichnung A ersichtlich sind. i h' i Tlf fdt diDrawing A can be seen. ih 'i Tlf fdt di
Die Zusammensetzung der Meu.Uphase cKt '-er· Michsprobe Nr. 3 heir ι im Bereich dei Löslichkeit.·.- !ücke. Steigt die Temperatur über die R^ciuV.tion^- temperatur hin.au; an, -o nimm' der :-clirru'!/e-Ant-.il ücs Metailgemisches o.ier der Legierung zu. bib sich das Gemisch bei etwa J400 Γ ,chlieiiiieh in seine: Gesamtheit im Zustand der Schmelzt befindet i.nd die geschmolzenen Pha-en den Gleiciige-.iichiiZiiS-.and gemäß dei bestimmenden Konode einnehmen Hauei lst die leichtere ehrt iv.reiche Su!: -J-Sch:;itl/e i S ./^ be ^lreb■, sicii von der Mjhv.ereii schwcielarmtn Meiaii-Schpiel/e (S1) zu iren>v?n. Füll1. iiv.rs -i;,\; Termwrauu v.ieder, so iö.-.cn sich im Bereich der Luilichkeilsüxkc (Fi g. 6, .-i) von beides: öd.me^en λ !lc, C.rJ-Mischkristalle. A'obei die MLSbe der Schmelzen abnirnml (die Schmelze S, v-irJ völlig aufuebrauclu). Bei weiterem Temperaiurabful! und Aujkri taliisiercn dci ix-Bhase aus der Schmelze S2 ander· .--Lh die Zu^ain-The composition of the Meu.Uphase cKt'er · milk sample No. 3 is in the range of solubility. · .-! If the temperature rises above the R ^ ciuV.tion ^ - temperature; on, -o take the r : -clirru '! / e-Ant-.il the mixture of metals or the alloy. Bib is the mixture at about J400 Γ, finally in its: entirety is in the state of melting i and the melted phases take the same-.iichiiZiiS-.and according to the determining conode. : -J-Sch:; itl / ei S ./^ be ^ lreb ■, sicii von der Mjhv.ereii schwcielarmtn Meiaii-Schpiel / e (S 1 ) zu iren> v? N. Fill 1 . iiv.r s -i ; , \; Termwrauu v.ieder, so iö .-. Can be found in the area of Luilichkeilsüxkc (Fig. 6,.-I) of both: öd.me ^ en λ! Lc, C.rJ mixed crystals. In doing so, the MLSbe of the melts is reduced (the melt S, v-irJ is completely rebuilt). With further temperaurabful! and Aujkri taliize dci ix-Bhase from the melt S 2 other - Lh die Zu ^ ain-
meiisetzung der lei^g-jiiannten Schmelze, bis die phascntrunii:;:·,.Meiiserung the lei ^ g-jiiannten melt until the phascntrunii:;: · ,.
durch die Binären Cr/CrS und re/ieS bedingte F i g. 5 zeig· ein aui dem Prozeß hei vorgegangenesF i g due to the binary Cr / CrS and re / ieS. 5 shows what happened in the process
eutektische Linie erreidii ist (Fe-Cr-Verhältnis Tem- relativ großes "\'eUtl!partikel ί·■■■. in dessen Inneren periitur "C/Schwefel. Gev.'ichtsprozen1: 0/1350/32,5; 25 sich klen.j Abieividungen von (Cr, Fe)S-Phase undeutectic line is erreidii (Fe-Cr ratio tem- relatively large C / sulfur Gev.'ichtsprozen 1 "\ 'EUTL particle ί · ■■■ inside which periitur!".. 0/1350 / 32.5; 25 sich klen.j divisions of (Cr, Fe) S-phase and
1/1350,32^: 4/1255/32,4 und 9/116U .11.4, wobei sich auf dessen Oberfläche ,ich reichlich (Cr. Fe)S-Ph-Se1 / 1350.32 ^: 4/1255 / 32.4 and 9 / 116U .11.4, being on its surface, i copious (Cr. Fe) S-Ph-Se
die Phasen x(Fe, Cr) nnd 'HfCr, Fe]S) he1 weiterem be'inden. Die Belegung der Prt'ben im Ofen und e nethe phases x (Fe, Cr) NND 'hfcr, Fe] S) he 1 further be'inden. The assignment of the samples in the oven and one
Teinperaturriickgang in Richtung der eutektischen geeignete Abkühlung wirken sich auch dann günstigDecreases in temperature in the direction of eutectic suitable cooling then also have a beneficial effect
Linie gemeinsam abscheiden, bis die Schmelze völlig aus, wenn die Zusammensetzung der reduzieren aufgebraucht ist. 30 Metallphase außerhalb der Lösungslücke liegt (imLine deposit together until the melt is completely off, when the composition of the reduce is used up. 30 metal phase lies outside the solution gap (in
Die Zusammensetzung der Metallphase von Ver- Gemisch befinden sich stets Verunreinigungen, derenThe composition of the metal phase of the mixture are always impurities, their
suchsprobe Nr. 1 liegt außerhalb der Löslichkeitslücke Gesamtwirkung nicht erfaßbar ist), da auch m diesemsearch sample no. 1 lies outside the solubility gap overall effect cannot be determined), since m this too
im ternären Prisma, in einem Bereich, der vom FaHe auf der Oberfläche des Metailtropfens einein the ternary prism, in an area drawn from the surface of the metal drop
Binären FdCr sowie der metallreifen Fläche der deutliche Sulfidschichl zu beobachten ist, die um so Löslichkeitslücke begrenzt wird. Bei AbkühJsn der 35 stärker ausfällt, je schwefelhaltiger die Probs ist. Binary FdCr as well as the metal-ripe surface of the clear sulphide layer can be observed, which limits the solubility gap. When cooling down, the more sulfur-containing the probes, the more it is.
Probe aus hoher Temperatur tritt das Abscheiden d«r Das Anwachsen der Korngröße der MetallpraseA sample from a high temperature causes the precipitation to occur. The increase in the grain size of the metal precipitate
Schmelze Sj nur sekundäi in Form von Tropfen, die und das Entstehen einer das Metall und die Spirell-Melt Sj only secondarily in the form of drops, which and the formation of a metal and the spiral
zwischen den primär abgeschiedenen «-Mischkri- phase voneinander trennenden Sulfidschicht errrög-between the primarily separated "mixed cri- phase separating sulphide layer errrög-
stallen bleiben, in Erscheinung (F i g. C, A). Die eich liehen ein leichtes Ablösen der Metallphase von der von den Tropfen primär abscheidende ό-Phase wird 40 Oxydmatrix in Reinform mit Hilfe einfacher physi-remain stable, in appearance (Fig. C, A). The calibration lent a slight detachment of the metal phase from the ό phase, which is primarily deposited by the droplets, is 40 oxide matrix in its pure form with the help of simple physical
auf die bereits vorhandene Primärabschtidung auf- kalischer Trennungsmethoden (z. B. Grobbrechen deron the already existing primary separation of local separation methods (e.g. coarse breaking of the
geschichtet; das gleiche trifft auch für die als Resultat Pellets und Durchsieben der großen Metalltropfenlayered; the same is true for the resulting pellets and sifting through the large metal droplets
eutektischer Kristallisierungsich abscheidende »-Phase und/oder Feinbrechen und Mahlen sowie schwach-eutectic crystallization separating »phase and / or fine breaking and grinding as well as weakly
zu. Im erstarrten Gefüge ist keine Schichtenbildung magnetisches Abscheiden der kleinen Metalliropl'en1). festzustellen, und die Λ-Phase liegt in Tropv'enform in 45 Gemäß dem oben beschriebenen Grundmecha-to. In the solidified structure there is no formation of layers Magnetic separation of the small Metalliropl'en 1 ). determine, and the Λ-phase is in tropic form in 45. According to the basic mechanism described above
der Λ-Matrix. nisnns wird das Gefüge der Metallabscheidung undthe Λ matrix. nisnns becomes the structure of the metal deposit and
Bei niedrigen Temperaturen und langsamer Ab- der diese um^eb-jnden Suludschicht vom Tempenttur-At low temperatures and slowly evacuating this layer of sulphide from the temperature
kühlung kann unter Umständen nach starker Abnahme bereich der Schmelze-Löslichkeitslücke des SystemsUnder certain circumstances, cooling can, after a strong decrease in the melt solubility gap of the system
des Chromgehalts in dem Metallgemisch (z. B. durch Fe-Cr-FeS-CrS, dessen Lage und Umfang sowie den zu starke Karbonisierung und Bindung von Chrom 50 Oberüächenerscheinungen, die zwischen Sulfid-Scr.mel-the chromium content in the metal mixture (e.g. by Fe-Cr-FeS-CrS, its location and scope as well as the excessive carbonization and binding of chromium 50 surface phenomena that occur between sulfide scr.mel-
an Karbide u. dgl.) im Gefüge in der Matrix ze, Metall und Oxydphase auftreten, beeinflußt. Nachon carbides and the like) occur in the structure in the matrix ze, metal and oxide phase. To
Daubroelith in Form langer Lamellen als Ergebnis der dem erfindungsgemäßen Verfahren kann auf alle vor-Daubroelith in the form of long lamellae as a result of the method according to the invention can be applied to all
Reaktion genannten Faktoren durch Zugabe geeigneter MengenReaction mentioned factors by adding appropriate amounts
TC c r>c j.c„i; r> ς j ρ» ^er genannten Aktivntoren bzw. deren GemischeTC c r> c jc "i;r> ς j ρ »^ er named active gates or their mixtures
55 Einfluß genommen werden. Nachstehend Nvsrden55 influence. Below Nvsrden
auftreten. einige der erprobten Möglichkeiten betrachtet. Dieappear. considered some of the tried and tested options. the
Wird die Temperatur der Probe nach der Reduktion geeigneten Aktivatoren, die neben Cr eine Löslich-If the temperature of the sample after the reduction is suitable activators, which in addition to Cr are soluble
erhöht, so wächst die Menge der Schmelze der Metall- keitslücke in dem als Schmelze vorliegenden Fe-S-increases, the amount of melt in the metal gap in the Fe-S-
phase an, die Diffusionsgeschwindigkeiten der Korn- System hervorrufen, und die dazu neigen, allein oder pcnenten steigen und die Viskosität der Schmelze geht 60 als Mischung oder Gemenge diese Lücke oder derenphase, which induce diffusion rates of the grain system, and which tend to be alone or Components rise and the viscosity of the melt goes 60 as a mixture or mixture of this gap or theirs
entsprechend zurück. Andererseits steigt die Ober- Temperaturbereich zu erweitern, werden hi:r inback accordingly. On the other hand, increasing the upper temperature range will be hi: r in
flächenenergie der Schmelze gegenüber der Gasphase folgende zwei Gruppen eingeteilt:
wegen deren zunehmender Metallisierung in Abhängigkeit von der Temperatur an, und wegen der
sich entsprechend ändernden Adsorption ermöglicht 65The surface energy of the melt compared to the gas phase is divided into the following two groups:
because of their increasing metallization depending on the temperature, and because of the
correspondingly changing adsorption enables 65
die Änderung des Kontakt-Winkel·- zwischen den Bei den Stoffen det ersten Gruppe weisen d·-,the change in the contact angle - between the substances in the first group show d -,
eiscnarn-.en ChromospineUs zusammen mit dem Vor- Korodcn auf der iisenreic'ien Seile der Löslichkcits-the chromospine, together with the pre-corona, on the iron-rich rope of the solubility
ecnannten eine spon'ane »Infiltration«. Beim Durch- lücke in die gleiche Richtung wie beim Fe-Cr-S-SysUnn,We called a spontaneous "infiltration". When there is a gap in the same direction as with Fe-Cr-S-SysUnn,
$o daß diese Stoffe dazu neigen, sich vornehmlich im Sulfidsystem anzureichern.$ o that these substances tend to concentrate primarily in the sulphide system.
Bei den Stoffen der zweiten Gruppe weisen die Konoden in die entgegengesetzte Richtung, so daß diese Stoffe dazu neigen, in die Metallphuse überzugehen. Entsprechend ist den Vertretern dieser Gruppe, vor allem den am Anfang der Reihe stehenden, ein starke, die thermodynamische Aktivität steigernde und somit den Schwefelgehalt senkende Wirkung zu eigen.In the case of the substances of the second group, the conodes point in the opposite direction, so that these substances tend to migrate into the metal shell. Accordingly, the representatives of this group, especially those at the beginning of the series, a strong one that increases the thermodynamic activity and thus lowers the sulfur content Effect to own.
Als Beispiel möge das Fe-S-Mn-C (Cr)-System dienen (die Stabilitätsbereiche des Systems Fe-M n-.> in der Reduktionsphase sind in F i g. 2 berechnet). Die nietallseitige Grenze der Schmelze-Löslichkeitslücke des Systems Fe-Mn-S ist bei etwa 1600'C durch folgende Werte fixiert: S, Gewichtsprozent/Mn, Gewichtspro«iii As an example, consider the Fe-S-Mn-C (Cr) system serve (the stability ranges of the system Fe-M n -.> in the reduction phase are shown in FIG. 2 calculated). The rivet-side limit of the melt solubility gap of the Fe-Mn-S system is fixed at about 1600 ° C. by the following values: S, percent by weight / Mn, percent by weight
3,0/0,5; 1,7/1,0; 0,8/2,0; 0,7/3,0.3.0 / 0.5; 1.7 / 1.0; 0.8 / 2.0; 0.7 / 3.0.
Das Mangan verursacht ein leichtes Nachlassen der Schwefelaktivität; da aber der Kohlenstoff seinerseits in dieser Hinsicht eine sehr kräftige steigernde Wirkung ausübt, sind ein Ansteigen der S-Aktivität und damit der anteilmäßige Rückgang des Schwefels in der Metallschmelze die Folge (die Logarithmen der Aktivitätskoeffizienten sind additiv: 2% C, log/i' = 0,25; l°/0 Mn, log/^" ----- -0,02 und somit log/i1""= • 0,23).The manganese causes a slight decrease in sulfur activity; but since the carbon itself has a very strong increasing effect in this regard, an increase in the S activity and thus a proportional decrease in the sulfur in the molten metal are the result (the logarithms of the activity coefficients are additive: 2% C, log / i ' = 0.25; l ° / 0 Mn, log / ^ "----- -0.02 and thus log / i 1 ""= • 0.23).
Die Verschiebung ocr Lö^iichkeitsliicke der karbonisierten Mn-Fe-S-Schmelze zur Eisenseite hin geht aus den Analysenwerten fiii 1600"C hervor (Angaben wie oben):The shift in the clearance gap of the carbonized Mn-Fe-S melt towards the iron side is evident from the analytical values for 1600 ° C (data as above):
1,1/0,5; 0,65/1,0; 0,40/2,0; 0,30,'3,O.1.1 / 0.5; 0.65 / 1.0; 0.40 / 2.0; 0.30, '3, O.
Auch die Temperaturabhängigkeit der obengenannten Löslichkeitslücke wird vom Kohlenstoff stark beeinflußt (Verschiebung zwischen 16500C und 1150"C). Bei 12500C lauten die Werte der metallssitigen Grenze der Löslichkeitslücke (Angaben wie oben):Also, the temperature dependence of the above Löslichkeitslücke is the carbon greatly affected (shift between 1650 0C and 1150 "C) at 1250 0 C, the values of the noisy metallssitigen limit Löslichkeitslücke (details above).:
0,15/0,5; 0,08/1,0; 0,04/2,0; 0,03/3,0.0.15 / 0.5; 0.08 / 1.0; 0.04 / 2.0; 0.03 / 3.0.
Eine der Wirkung des Kohlenstoffatoms analoge, jedoch kräftigere Wirkung hat in diesem System Bor (log /"/log /''-■ 1,6), während Silizium und Phosphor eine schwächere Wirkung haben.Boron has an effect analogous to that of the carbon atom, but has a more powerful effect in this system (log / "/ log /" - ■ 1.6), while silicon and phosphorus have a weaker effect.
F i g. 7 zeigt die Resultate von Versuchen mit verschiedenen strukturell aktivierend wirkenden Stoffen. Für diese Versuche wurde das gleiche Erzpulver wie in den vorangegangenen Versuchsreihen verwendet. Die Korngröße des Pulvers wai so gewählt, daß es zu 100°/0 ^n Sieb der Maschenweite 149 μ passierte. Zur Reduktion diente ein stationäres Ofensystem. Die Wärmebehandlung bei der Reduktion erfolgte nach folgendem Programm: 2 Siundcn/1175°C und zusätzlich 0,5 Stunden/1450 C. Nachdem die Temperatur der Charge frei auf 1350'C gefallen war, wurde eine schnelle Abkühlung durchgeführt.F i g. 7 shows the results of tests with various structurally activating substances. The same ore powder was used for these tests as in the previous test series. The grain size of the powder wai selected so that it happened 149 μ to 100 ° / 0 ^ n-mesh screen. A stationary furnace system was used for the reduction. The heat treatment during the reduction was carried out according to the following program: 2 Siundcn / 1175 ° C. and an additional 0.5 hours / 1450 ° C. After the temperature of the batch had freely fallen to 1350 ° C., rapid cooling was carried out.
Bei der Probe der Teilabbildung α disnte MgSO4 als Zuschlagstoff, wobei die Schweiclmenge 1,06 °/0 des Erzgewichtes ausmachte. Der Abbildung zufolge ist die Metallphase vollständig von einer relativ dicken Sulfidschicht überdeckt. Obgleich es sich um ein statisches System handelt, ist ein Zusammenfließen von Metalltröpfchen als Folge des Durchfiltrierens zu beobachten (α). Das Innere der Spinellkörper ist in hohem Grade frei von Metallabscheidungen.In the sample of the part of Figure disnte MgSO 4 α as an aggregate, wherein the Schweiclmenge 1.06 constituted ° / 0 of the Erzgewichtes. According to the figure, the metal phase is completely covered by a relatively thick r sulfide layer. Although it is a static system, a confluence of metal droplets can be observed as a result of filtering through (α). The interior of the spinel bodies is to a high degree free from metal deposits.
Bei der Probe der Teilabbildung/) dienten als Zuschlagstoff MgSO4 und MnSO4, wobei die Mn- und S-Mengen 0,73% und 0,96% des Erzgewichts aub machten. Der Abbildung zufolge entspricht diese Probe geiügenmiißig weitgehend der Probe a. Das die Metallphase umgebende Sulfid enthält an der Metallgrenze etwa 0,5% Mn, an der Spincllgrenze etwa 1,0% Mn. MgSO 4 and MnSO 4 were used as aggregates in the sample in partial illustration /), the Mn and S amounts making up 0.73% and 0.96% of the ore weight, respectively. According to the figure, this sample corresponds largely to sample a. The sulfide surrounding the metal phase contains approximately 0.5% Mn at the metal boundary and approximately 1.0% Mn at the spin boundary.
Bei der Probe der Teilabbildimg c ,!ienten als Zuschlagstoff lediglich Mn und S in Mengen von 0,73% bzw. 0,42% des Erzgewichtes. Die die Metallphase umgebende Sulfidschicht ist weiterhin lückenlos, jedoch dünner a's bei den vorhergehenden Proben ausgebildet und weist, Sonden-Analysen zufolge, gegenüber Chrom und Mangan ein zonenartiges Gefüge auf. Ferner sitzt das Sulfid weniger fest auf den Spinelloberflächen als bei den vorangegangenen Proben. Teilabbildung d zeigt das Gefüge der Metallphase einer 0,73% Mn, 0,42% S und 0,22% B enthaltenden Probe. Die Sulfidschicht auf der Oberfläche der Metallphase ist außerordentlich gut, jedoch dünn ausgebildet. In the sample of partial images c , only Mn and S are used as aggregates in amounts of 0.73% and 0.42% of the ore weight, respectively. The sulfide layer surrounding the metal phase continues to be without gaps, but is thinner than in the previous samples and, according to probe analyzes, has a zone-like structure compared to chromium and manganese. Furthermore, the sulfide sits less firmly on the spinel surfaces than in the previous samples. Partial figure d shows the structure of the metal phase of a sample containing 0.73% Mn, 0.42% S and 0.22% B. The sulfide layer on the surface of the metal phase is extremely good, but thin.
Die Metallabscheidungen sind, verglichen mit denen der vorangegangenen Proben, von geringerer Größe. Auch treten in stärkerem Maße als in früheren Spinellkörnein, im Kerninneren befindliche, feinverteilte, kugelförmige MetallphasenabscheidL.ngen auf; trotzdem ist das Gesamtergebnis gut.The metal deposits are lower compared to those of the previous samples Size. Also, to a greater extent than in earlier spinel grains, finely divided, spherical metal phase separators; nevertheless, the overall result is good.
Mit Hilfe von Zuschlagstoffen können auch die Oberflächenenergieverhäitnisse beeinflußt werden, die zwischen den festen und schmelzförmigen Phasen des Systems herrschen. Bei dem erfindungsgemäßer! Verfahren sind die äußerst komplizierter! Energieverhältnisse zusätzlich einer ständigen Änderung unterworfen, die teils aus den Temperaturänderungen, besonders aber aus den Schwankungen des Gemisches bzw. der Legierung resul'iert. In der Anfangsphase der Reduktion nach der Bildung von Kontaktschmelze durch Einwirkung des Schwefels bestellt eine vollständige Benetzung zwischen der Schmelze und der wachsenden Metallphase sowie eine mäßige Benetzung zwischen der Schmelze und der noch eisenhaltigen Oxydphase. Mit andauernder Reduktion kommt es zu einem raschen Ansteigen der Metallisation der Schmelze, so daß die Oberflächenenergie-Werte (Schmelze/Gas, Schmelze/Oxyd) trotz der Einbeziehung des kompensierend wirkenden Chroms be entsprechendem Wachsen des Randwinkels sieigen Eine im Anschluß an die Reduktion durchgerührte Temperaturerhöhung bewirkt ein Anwachsen dci Menge der Schmelze und. bedingt durch deren zunehmende Metallisierung, einen Anstieg der Energiewerte, der freilich durch den Temperaturanstieg ζ. Τ kompensiert wird. Mit dem vollständigen Schmelzer der Metallphase im Bereich der Loslichkeitslücke kommt es zur Bildung von Energiegleiehgewichter zwischen den abgeschiedenen Schmelzen und Oxydphasen. Verglichen mit dem früheren Zustand dei Schmelze bedingt der Metallisierungsgrad der sc'iwefeiarmen Schmelze hohe Greiullächeri-Energiewerte Wegen des Stagnierens des Metallisierens der schwefelreichen Schmelze und d.-r Bildung eines dem Konodengleichgewicht entsprechenden Chronigehaltes. lieger die Grenzflächenenergie-VVerte niedrig genug, so daf: die zwischen Schmelze und Oxydoberfläche stattfindende teilweise Benetzung das Durchfiltrieren dei Schmelze-Systems erlaubt.With the help of aggregates, the surface energy ratios can also be influenced prevail between the solid and molten phases of the system. In the inventive! proceedings they are extremely complicated! Energy conditions are also subject to constant change, partly from the temperature changes, but especially from the fluctuations in the mixture or the alloy results. In the initial phase of reduction after the formation of contact melt the effect of the sulfur creates a complete wetting between the melt and the growing metal phase as well as moderate wetting between the melt and the still iron-containing one Oxide phase. As the reduction continues, the metallization increases rapidly the melt, so that the surface energy values (melt / gas, melt / oxide) despite the inclusion of the compensating chromium with a corresponding increase in the edge angle A temperature increase carried out after the reduction causes an increase in dci Amount of melt and. due to their increasing metallization, an increase in energy values, which, of course, is caused by the rise in temperature ζ. Τ is compensated. With the complete melter The metal phase in the area of the solubility gap leads to the formation of equilibrium energy between the deposited melts and oxide phases. Compared to the previous state of the Melt, the degree of metallization of the low-sulfur melt causes high Greiullächeri energy values Because of the stagnation of the metallization of the sulphurous melt and the formation of a conode equilibrium corresponding chronicity. if the interfacial energy V values are low enough that: the partial wetting that takes place between the melt and the oxide surface, the filtering through Melt system allowed.
Mit Hilfe oberflächenaktiver Aktivatoren werden hier in erster Linie sowohl die Schmelze-Gas- als auch die Schmelze-Oxyd-Ox'rllächenenergiiwerte beein-With the help of surface-active activators, both the melt-gas and the melt-oxide-oxide surface energy values affect
flußt, da die Benetzung Schmelze/Metall durch den gesamten Prozeß hindurch von ausreichender Intensität ist. Oberflächenaktiv sind in diesem System von den genannten Aktivatoren aus der ersten Gruppe vor altern Mn und Ti, die an der Grenze Schmelze/Oxyd hauptsächlich an den von Sauerstoff-Ionen besetzten Stellen im Oxydgitter zur Stabilisierung dessen Kristallgefüges angelagert werden, wodurch Benetzung und Adhäsionsarbeit zunehmen. Auf die Schmelze-Gas-Energiewerte haben die Stoffe dieser Gruppe einen nur unbedeutenden Einfluß. Einen äußerst starken Einfluß auf beide Grenzenergie-Systeme üben die sehr stark an der Oberfläche der Schmelze adsorbierten (monoatomare Oberflächenschicht) Komponenten der Aktivator-Gruppe 2 aus (vor allem die Komponenten B, C, S, P). Die erwähnten Stoffe steigern die thermodynamische Aktivität des Schwefels, so daß sich mit ihrer Hilfe der Verlauf der Isopotentialkurven der wirksamen Komponenten der zu behandelnden Mehrstoffsysteme leicht manipulieren und damit durch Regulierung der Absorption in einem weiten Bereich Einfluß auf die Oberflächenenergie- und Randwinkel-Werte nehmen läßt.flows, since the wetting of the melt / metal is of sufficient intensity throughout the entire process is. The aforementioned activators from the first group are surface-active in this system Mn and Ti age, which at the melt / oxide boundary mainly at the areas occupied by oxygen ions Places in the oxide lattice to stabilize its crystal structure are deposited, thereby wetting and work of adhesion increase. The substances of this group have on the melt gas energy values an insignificant influence. Exercise an extremely strong influence on both limit energy systems the very strongly adsorbed on the surface of the melt (monoatomic surface layer) components the activator group 2 (especially components B, C, S, P). The substances mentioned increase the thermodynamic activity of sulfur, so that with their help the course of the isopotential curves the effective components of the multicomponent systems to be treated can easily be manipulated and thus, by regulating the absorption in a wide range, influence on the surface energy and contact angle values can be taken.
Bei der Wahl eines oder mehrerer Aktivatoren für das Gefüge der Metallabscheidung ist neben der Wirksamkeit der Aktivatoren die Menge der zulässigen Verunreinigungen in den Metall- oder Spinellphasen von ausschlaggebender Bedeutung. Dabei werden meist Aktivatoren gewählt, die sich vornehmlich in der entstehenden, abzuscheidenden Metallphase anreichern (Gruppe 2), so daß die weiter zu veredelnde Spinell-Oxyd-Gemisch-Phase rein erhalten bleibt. Die Behandlung der abzuscheidenden Metallphase (Rückgewinnung der Aktivatoren, Gewinnung von Chrom usw.) erfordert auf jeden Fall einen eigenen Prozeß. Es sei erwähnt, daß bei geringfügigen vom Erz abzuscheidenden Eisenmengen — das haben durchgeführte Versuche bewiesen — mit Vorteil unier das zu reduzierende Produkt kleine Mengen an vorher abgeschiedener Cr- und Fe-haltiger Metallphase gemischt werden, wodurch bei der Temperaturerhöhung im Anschluß an die Reduktion ein Wachsen dtr Teilchengröße der abzuscheidenden Metallphase bewirkt wird. Um den hohen Chromgehalt des Endproduktes zu erhalten, ist es auch ansonsten von Vorteil, die Gemische der Aktivatoren mit chromhaltigen Salzen oder gemahlenem Metallgemisch oder Metallegierung zu versetzen; vor allem dann, wenn Erze mit niedrigem CrO2-Gehak behandelt werden.When choosing one or more activators for the structure of the metal deposition, in addition to the effectiveness of the activators, the amount of permissible impurities in the metal or spinel phases is of decisive importance. Usually activators are chosen which mainly accumulate in the resulting metal phase to be deposited (group 2), so that the spinel-oxide mixture phase to be further refined remains pure. The treatment of the metal phase to be deposited (recovery of the activators, extraction of chromium, etc.) always requires a separate process. It should be mentioned that in the case of small amounts of iron to be separated from the ore - this has been proven by tests carried out - small amounts of previously separated Cr and Fe-containing metal phases are advantageously mixed with the product to be reduced, which causes a temperature increase following the reduction The particle size of the metal phase to be deposited grows. In order to maintain the high chromium content of the end product, it is also otherwise advantageous to add chromium-containing salts or a ground metal mixture or metal alloy to the activator mixtures; especially when ores with a low CrO 2 content are treated.
Nachstehend wird die praktische Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens erläutert.The practical implementation of the method according to the invention is explained below.
Zunächst sei die Reduktionsvorrichtung und ihre Arbeitsweise beschrieben.The reduction device and its mode of operation will first be described.
Für die Reduktionsversuche mit Chromerz-Eisen wurde die in F i g. 8 dargestellte Ofenanlage verwendet. Die mit Drehzahl-Regulierung, η — 0,3 bis 1,3 Upm, ausgerüstete Ofentrommel hatte einen Durchmesser von 1,00/0,77 m und eine Länge von 12 m. "Die Neigung der Trommel konnte im Bereich von 2,5 bis 5,0 °/0 reguliert werden.For the reduction experiments with chrome ore iron, the method shown in FIG. 8 furnace system shown is used. The furnace drum, equipped with speed regulation, η - 0.3 to 1.3 rpm, had a diameter of 1.00 / 0.77 m and a length of 12 m. "The inclination of the drum could be in the range of 2.5 can be regulated up to 5.0 ° / 0.
Das Einfüllen der Konzentrat-Pellets geschah zusammen mit dem Begleitkoks mittels eines Rüttelbeschickers am Reschickungsende 2 der Trommel 1. Die Pellets gelangten nach Passieren des Ofens frei über das Ausströmungsende 3 in die Trommelkühlvorrichtung 4, wo sie mit Wasser gelöscht wurden. Gegenläufig zu den Pellets wurde: über den Brenner ein geeignetes Brennstoff-Luft-Gemisch in den Ofen eingespeist. Um das richtige Temperaturprofil zu erzielen, wurde in die Trommel je nach Beoarf über d,„ Luftöffnungen 6 zusätzliche Luft fur die Verbrenn,,, des Begleitkokses eingespeist. Die Verbrennung^ unü Reduktionsgase gelanger, über das Abgasrohr 7 ,-den Staubabscheider. Im Verlaufe des Redukun,-, Prozesses wurden, um die einzelnen Prozeßpha.in /, klären durch die Öffnungen 9 b.s 14 Feststoff- liii;, Gasproben aus der Trommel entnommen.The concentrate pellets were filled in together with the accompanying coke by means of a vibrating feeder at the return end 2 of the drum 1. After passing the furnace, the pellets passed freely through the outlet end 3 into the drum cooling device 4, where they were extinguished with water. In the opposite direction to the pellets: A suitable fuel-air mixture was fed into the furnace via the burner. In order to achieve the correct temperature profile, additional air for the combustion of the accompanying coke was fed into the drum via d "air openings 6", depending on requirements. The combustion and reducing gases get through the exhaust pipe 7, -the dust separator. In the course of the Redukun, -, process, the individual process phases in /, were clarified through the openings 9 to 14 solid- liii; , Gas samples taken from the drum.
Das für die Versuchschargen verwendete Chroi-.;:. erz hatte folgende Analysenwerte (in Gewichtsprozei■■:■ The chroi used for the test batches -.;:. ore had the following analysis values (in weight percent ■■: ■
28,90 Cr: 21,00 Fc: VSO Fc3': 12,30 Al2O3; 0.77 Cu1, 10,80 MgO und 4,/Vi SiO2.28.90 Cr: 21.00 Fc: VSO Fc 3 ': 12.30 Al 2 O 3 ; 0.77 Cu 1 , 10.80 MgO and 4, / Vi SiO 2 .
Der Gehalt an nu-usüiic1 ,11 Spurenelementen gering. Am stärkste w-ir Mn <O,15°/o) vertreten folgten (.-0,1 0I0) Ni- /n. Ti, Co, V und Cu.The content of nu-usüiic 1 , 11 trace elements is low. Most strongly represented were Mn <0.15%, followed by (.-0.1 0 I 0 ) Ni / n. Ti, Co, V and Cu.
Das Erz haue was -,einen Spinellteil betnfli. FormThe ore hew something - a spinel part betnfli. shape
(Fe0,,, Mgo,:1i '--ii.·^ Λ'ο.5β Feo,,e O, (Fe 0 ,,, Mgo,: 1 i '--ii. · ^ Λ ' ο.5β Fe o ,, e O,
Die Gangart setzte sich überwiegend aus TaH. Serpentin zusammen, der Serpentin-Anteil in., etwa 45 Gewichtsprozent der Gangart aus.The gait consisted mainly of TaH. Serpentine together, the serpentine part in., about 45 percent by weight of the gait.
Die für die Reduktion verwendete Kohle !, folgende Analysenwerte (in Gewichtsprozent):The coal used for the reduction!, The following analysis values (in percent by weight):
88.0C (Gesamtkohlenstoff); 79,0 C (fix): 3.1^. 0,52 S und 7,58 Asche. Die Analysenwerte der /-.■■ ,..· lauteten entsprechend:88.0C (total carbon); 79.0 C (fix): 3. 1 ^. 0.52 S and 7.58 ash. The analysis values of the /-.■■, .. · were accordingly:
8,6 FeA,: 48,1 SiO2; 7,0CaO; 14.1 MgO: 9.5 , und 3"3 NaO2.8.6 FeA: 48.1 SiO 2 ; 7.0CaO; 14.1 MgO: 9.5 , and 3 "3 NaO 2 .
Die Analysenwerte des in den Ofen eingei :;iten Begleitkokses lauteten (in Gewichtsprozent):The analytical values of the eingei into the oven; th Begleitkokses denominated (in weight percent):
88.0C (Gesamt-); 84,8 C (fix); 1,10 H; 0,75 S und 9,8G Asche. Die Analysenwerte der Asche läutern.88.0C (total); 84.8 C (fix); 1.10 H; 0.75 S and 9.8G ash. Purify the analysis values of the ashes.
14,1 Fe2O,: 50,6 SiO„: 3,1 CaO; 1.8 MgO und 23,7 Al2O;,.14.1 Fe 2 O 2: 50.6 SiO 2: 3.1 CaO; 1.8 MgO and 23.7 Al 2 O;,.
Das Erz war auf einen Feinheitsgrad gemäßen. daß 80'V0 ein Sieb der Maschenweite 105 μ passierte!:. die Redul tionskohle war auf einen Feinheitsgmd gemahlen, daß 100°/0 ein Sieb der Maschenweite 53 μ. passierten. Die Korngröße des Begleitkokses betrug 20 bis 40 mm.The ore was of a fineness appropriate. that 80'V 0 passed a sieve with a mesh size of 105 μ!:. the Redul tion carbon was ground to a fineness level that 100 ° / 0 a sieve with a mesh size of 53 μ. happened. The grain size of the accompanying coke was 20 to 40 mm.
B e i s ρ i e 1 1B e i s ρ i e 1 1
Gemahlenes Erz, Reduktionskohle und Magnesiumsulfat als Zuschlag wurden zusammen mit einer geeigneten Wassermenge über einen Mischer auf den Pelletisierteller gebracht und dort zu Pellets von 10 bis 15 mm Durchmesser verarbeitet. Reduktionskohle und Aktivator wurden zu 6 b:w. 2%, bezogen auf das F.rzgewicht, zugesetzt. Die so erhaltenen Pellets hatten einen Fei'chtigkeitsgehalt von 8 Gewichtsprozent. Die Versuchsreihe wurde mit folgenden Stoffmengen durchgeführt (Trockengewicht): 300 kg/Stunde Pellets, 100 kg/Stunde Begleitkoks (der als Oxydationsschutz der Pellets diente und gleichzeitig den Bedarf der Ofenanlage an zusätzlichem Brennstoff deckte) und 65 kg/ Stunde Butan. Das Butan wurde mit einem Luftkoeffizienten von 0,75 verbrannt. Die Gesamtluftmenge betrug 920 Nm3ZStunde.Ground ore, reducing coal and magnesium sulphate as an additive were brought to the pelletizing plate via a mixer together with a suitable amount of water and processed there into pellets with a diameter of 10 to 15 mm. Reducing carbon and activator became 6 b: w. 2%, based on the malt weight, added. The pellets obtained in this way had a moisture content of 8 percent by weight. The test series was carried out with the following amounts of material (dry weight): 300 kg / hour pellets, 100 kg / hour accompanying coke (which served as an oxidation protection for the pellets and at the same time covered the furnace system's need for additional fuel) and 65 kg / hour butane. The butane was burned with an air coefficient of 0.75. The total amount of air was 920 Nm 3 Z hour.
Die Drehzahl der Reduktionstrommel betrugThe speed of the reduction drum was
2020th
des" fJ5 of the " fJ 5
0,8 Upm, ihre Neigung 2,5 °/„, Die ^^P^ reduzierten Produktes betrug m der Trommel 1430 . nach Passieren der Kühlungstrommel IMJ L. uie0.8 rpm, their inclination 2.5 ° / ", The ^^ P ^ reduced product was m the drum 1430. after passing the cooling drum IMJ L. uie
von Proben, die durch Öffnungen in der Trommel entnommen wurden, verfolgt.of samples nomme ent through openings in the drum were n, tracked.
^ ^ Reduktionsversuches als Funktion
^ Entfernung Vom Beschickungsende des Ofens s.nd
i„ Tabelle 1 und in F i g. 9 zusammengestellt. ^ ^ Reduction attempt as a function
^ Distance from the charging end of the furnace see below
i "Table 1 and in F i g . 9 compiled.
Reduktion von Chromiterzen mittels KohlenstoffReduction of chromite ores using carbon
Menge des Reaktionsgemisches
Entfernung vom Beschickungsende Temperatur
Analyse der Probe
Spinell- und Oxydgemische
Cr (gesamt)Amount of reaction mixture
Distance from the loading end temperature
Analysis of the sample
Spinel and Oxide Mixtures
Cr (total)
Cr (säurelöslich)Cr (acid soluble)
Fe (gesamt)Fe (total)
Fe (säurelöslich)Fe (acid soluble)
C-fixC-fix
Fe (hl)/Fe (ges)Fe (hl) / Fe (ges)
Cr (geb)/Fe (geb)Cr (born) / Fe (born)
laß "die Temperatur des ^"^^"'^S^gJendelet "the temperature of the ^" ^^ "'^ S ^ gJende
■iner Distanz von etwa 8"^/2Kn, is-Ofens unter 1200-C lag. Der Großterid^E««n; At a distance of about 8 "^ / 2K n , the furnace was below 1200-C. The great terid ^ E""n;
,urde in diesem Intervall reduziert. Am anderen br^, was reduced in this interval. At the other br ^
•ks Drehrohrofens wurde die Temperatur Q• In the rotary kiln, the temperature Q
•nisches rasch auf den Endwert - 143Uj• niche quickly to the final value - 143Uj
; gert, wobei die Reduktion; gert, with the reduction
Kohlenstoff entsprach (etwa 74»/„). D;J säure.Carbon equivalent (about 74 "/"). D ; J acid .
Kohlenstoffes, des Sulfctschwcfels und aesCarbon, sulphite sulfur and aes
Chroms entsprach den Erwartungen Sonders der =""f "^If n«nütoChroms lived up to expectations Especially the = "" f "^ If n« nüto
eratu ^eratu ^
143Uj- 8 Die im vorangehenden Beispiel erhaltenen Pellets wurden für Abscheidungsversuche der reduzierten Metallphase auf eine solche Korngröße gemahlen. 80°/o ein Sieb der Maschenweite 53 μ pas-143Uj- 8 The pellets obtained in the previous example were ground to such a grain size for attempts to separate the reduced metal phase. 80% a sieve with a mesh size of 53 μ
Trennungsversuche wurden im P.lot-Maßstab mit einer Schwachmagnet-Trennvornchtung deren Feldstärke sich regulieren ließ, durchgeführt. Die Abscheidung erfolgte als Naßabscheidung.Separation tests were carried out on a P.lot scale with a weak magnet separating device, the field strength of which could be regulated. The decision was made from a wet scrubbing.
Analysen der mit verschieden großen Feld-X eilten Abschdderesuta.e sind i,. TabeHe 2 Analyzes of the Abschdderesuta.es ind i ,. TabeHe 2
nn trocken reduziertem Chromitkonzentrat in Abhängigkeit von der Naßmagnetische Abscheidung von trocken ^^.,^ nn dry reduced chromite concentrate depending on the wet magnetic separation of dry ^^., ^
Magnetische Feldstärke, GauDMagnetic field strength, GauD
Stoffbilanz
der magnetischen AbscheidungMaterial balance
magnetic deposition
magnetischer Anteil magnetic part
nichtmagnetischer Anteil ...non-magnetic part ...
Analysen:
magnetischer Anteil:Analysis:
magnetic part:
Fe-Cr-Verhältnis . - Fe-Cr ratio. -
Fe+ Cr · Fe + Cr
Fe-Ausbeute — Rre —Fe yield - Rre -
nichtmagnetischer Anteil:
Cr-Fe-Verhältnis non-magnetic part:
Cr-Fe ratio
Fe + Cr Fe + Cr
Cr1O3 — berechnet — ·■·
Cr-Ausbeute — Rcr — · · ·
SamtlicteAngabcninGcwichtsprozen.cnCr 1 O 3 - calculated - · ■ ·
Cr yield - Rcr - · · ·
All figures include weight percentages
2,08 48,13 47,50 97,002.08 48.13 47.50 97.00
2,60 46,28 48,86 95,502.60 46.28 48.86 95.50
3,22 44,79 49,95 92,803.22 44.79 49.95 92.80
Sowohl das magnetische als auch das nichtmagne- " tische Produkt wurde zusätzlich in bezug auf Eisen und Chrom analysiert. Das in der Tabelle angeführte theoretic he Abscheidungsresultat wurde erhalten, indem man die Analysen und Mengen der Metallphasen an säurelöslichen Metallen und Schwefel berechnete und diese als theoretischen magnetischen Anteil der Abscheidung nahm. Von den Abscheidungsresultaten sind das Cr-Fe-Verhältnis des nichtmagnetischen Abscheidungsteils sowie entsprechend dieio Chromausbsute, als Funktion der verwendeten Feldstärke, als Kurven I in Fig. 10 eingezeichnet. Aus der Tabelle und der Zeichnung geht hervor, daß s.ich bei einer relativen Feldstärke von etwa 1,5 H Gauß für das nichtmagnetische Produkt das Cr-Fe-Verhältnis zu 3 ergibt. Dabei beträgt die Chromausbeute etwa 94%. Die Fe -f- Cr-Summe der magnetischen Fraktion beträgt dabei gleichzeitig etwa 90%, so daß also das Produkt im höchsten Grade frei von nichtmagnetischem Produkt ist. Mit wach-20 sender Feldstärke kommt es zu einer Verbesserung des Cr-Fe-Verhältnisses des nichtmagnetischen Anteils, jedoch auch zu einem starken Absinken der Chromausbeute. Gleichzeitig geht der Metallgehalt des magnetischen Teils rasch zurück, was gleichbedeutend mit einer Abnahme der Trennschärfe der Phasen ist. Im Beispiel beträgt aber die Chromausb^v'c beim Cr-Fe-Verhältnis 4 noch 84% und die Metallsumme des magnetischen Teils entsprechend 86%, so daß das Abscheidungsergebnis als gut zu bezeichnen ist. Soll also das Cr-Fe-Vcrhältnis des nichtmagnetischen Teils gesteigert werden, so ist die Abscheidung der magnetischen Fraktion zu wiederholen und bedarfsfalls eine zusätzliche Mahlung vorzunehmen, um die Chromausbeute des nichtmagnetischen Teils zu verbessern.Both the magnetic and non-magnetic products were additionally tested with respect to iron and chromium analyzed. The theoretical deposition result given in the table was obtained, by calculating the analyzes and amounts of the metal phases of acid-soluble metals and sulfur and took this as the theoretical magnetic fraction of the deposition. From the deposition results are the Cr-Fe ratio of the non-magnetic deposition part as well as dieio, respectively Chromium output, as a function of the field strength used, is shown as curves I in FIG. 10. From the table and the drawing it can be seen that there is a relative field strength of approx 1.5 H Gauss for the non-magnetic product gives the Cr-Fe ratio of 3. The is Chromium yield about 94%. The Fe-f-Cr sum of the magnetic fraction is at the same time approximately 90%, so that the product is free of non-magnetic product to the highest degree. With awake-20 transmitter field strength, there is an improvement in the Cr-Fe ratio of the non-magnetic component, however, it also leads to a sharp drop in the chromium yield. At the same time the metal content goes of the magnetic part quickly returns, which is tantamount to a decrease in the selectivity of the Phases is. In the example, however, the chrome finish is ^ v'c with a Cr-Fe ratio of 4 still 84% and the metal sum of the magnetic part correspondingly 86%, see above that the deposition result can be described as good. So should be the Cr-Fe ratio of the non-magnetic Are partially increased, the separation of the magnetic fraction must be repeated and if necessary to undertake an additional grinding in order to increase the chromium yield of the non-magnetic part improve.
Mahlt man das gleiche Ausgangsprodukt auf eine solche Korngröße, daß 85% ein Sieb der Maschenweite 105 μ passieren, und führt man dann die oben beschriebenen Magnetabscheidungsversuche durch, so erhält man die in Tabelle 3 und F i g.-10 — Kurven 11 — dargestellten Ergebnisse.The same starting product is ground to such a grain size that 85% pass a sieve with a mesh size of 105 μ, and then the above is carried out the magnetic separation tests described in Table 3 and Fig. 10 - curves 11 - results presented.
Naßmagnetische Abscheidung von trocken reduziertem Chromiikonzentrat in Abhängigkeit von derWet magnetic separation of dry reduced chromium concentrate depending on the
Magnetfeld-StärkeMagnetic field strength
οΐϋιιοΐϋιι
der magnetischen Abscheidungmagnetic deposition
Magnetische Feldstärke, C-auBMagnetic field strength, C-auB
3,5OH3.5OH
4,0OH4.0OH
4,9OH4.9OH
6,50H6.50H
ThcroicThcroic
magnetischer Anteil magnetic part
nichtmagnetischer Anteil ....non-magnetic part ....
Analysen:Analysis:
magnetischer Anteil:magnetic part:
Fe-Cr-Verhältnis Fe-Cr ratio
Fe + Cr Fe + Cr
Fe-Ausbeute — R"C —Fe yield - R " C -
nichtmagnetischer Anteil:non-magnetic part:
Cr-Fe-Verhältnis Cr-Fe ratio
Fe + Cr Fe + Cr
Cr2O3 — berechnet —
Cr-Ausbeute — Rcr — ...
Alle Angaben in Gewichtsprozenten.Cr 2 O 3 - calculated -
Cr yield - Rcr - ...
All information in percent by weight.
Gemäß der Abbildung Hegt die dem Cr-Fe-Verhältnis 3 entsprechende Chromausbeute bei über 90%, fällt jedoch rapide mit wachsendem Cr-Fe-Verhältnis, was anscheinend auf eine Verschlechterung des Trennvermögens zurückzuführen ist, welche wiederum darauf beruht, daß ein Teil der Metallphase wegen der relativ groben Mahlung im Produkt nicht frei für die Abscheidung zur Verfügung steht. Werden höhere Cr-Fe-Verhältnisse und Chromausbeuten angestrebt, so ist die Mahlung fortzusetzen und der magnetische Anteil durch Wiederholung der Abscheidung zu reinigen.According to the figure, the chromium yield corresponding to the Cr-Fe ratio 3 is over 90%, but falls rapidly as the Cr-Fe ratio increases, apparently indicating a deterioration the separability is due, which in turn is based on the fact that part of the metal phase is not freely available for separation because of the relatively coarse grinding in the product. Will striving for higher Cr-Fe ratios and chromium yields, the grinding is to be continued and the magnetic component by repeating the deposition to clean.
Es sei erwähnt, daß die Grundabscheidung der Metallphase nach dem Brechen oder Grobmahlen der PeIIeLs sogar durch Aussieben durchgeführt werden kann, da die abzuscheidende Metallphase z. T. in sehr großen und losen Abscheidungen vorliegt.It should be mentioned that the basic separation of the metal phase after the breaking or coarse grinding of the PeIIeLs can even be carried out by sieving, since the metal phase to be deposited z. T. in very large and loose deposits are present.
In dieser Versuchsreihe wurden Trennversuchc mit einem Reduktionsprodukt durchgeführt, bei dessen Herstellung keine das Gefüge der Metallphase aktivierenden Zuschläge verwendet wurden.In this series of experiments, separation experiments were carried out with a reduction product No aggregates that activate the structure of the metal phase were used.
89,14
53,866.53
89.14
53.86
74,75
64,152.92
74.75
64.15
65,12
72,831.72
65.12
72.83
45.74
49,26
94,002.80
45.74
49.26
94.00
44,79
49,95
84,003.22
44.79
49.95
84.00
44,28
50,33
69,203.50
44.28
50.33
69.20
43,45
56,5343.45
56.53
1,56
03,43
76,041.56
03.43
76.04
3,71
43,95
50,57
64.503.71
43.95
50.57
64.50
18,47
81.5318.47
81.53
11,68
96,41
73,9311.68
96.41
73.93
5,03
42,78
52,15
95,405.03
42.78
52.15
95.40
Bei der Reduktion wurden 5,5% Kohlenstoff undIn the reduction were 5.5% carbon and
als Bindemittel 1% Natriumchlorid, gerechnet vomas a binder 1% sodium chloride, calculated from
Erzgewicht, verwendet. Beschickungsmengen undOre weight, used. Loading quantities and
Wärmebehandlung waren die gleichen wie in denHeat treatments were the same as in the
Reduktionsversuchen von Beispiel 1.Reduction experiments of example 1.
Das Ausgangsgemisch hatte folgende Analysenwerte (in Gewichtsprozent"): 81,8 Spinell- und Oxydgemische;
27,14Cr (total); 0,03 Cr (Sl); 19,74 Fe (total); 1,02 Fe (Sl); 4,08 C (fix) und 0,03 S.
Die Analysenwertc des reduzierten Produktes lauteten entsprechend: 69,9 Spinell-und Oxydgemische;
30,74 Cr (total); 1,32 Cr(Sl); 22,36 Fe (total); 15.88Fe
(SI): 0,19 C (fix) und 0,03 S.The starting mixture had the following analytical values (in percent by weight): 81.8 spinel and oxide mixtures; 27.14Cr (total); 0.03 Cr (Sl); 19.74 Fe (total); 1.02 Fe (Sl); 4.08 C (fix) and 0.03 S.
The analytical values of the reduced product were accordingly: 69.9 spinel and oxide mixtures; 30.74 Cr (total); 1.32 Cr (Sl); 22.36 Fe (total); 15.88Fe (SI): 0.19 C (fix) and 0.03 S.
Im Verhältnis zu den gebundener. Metallen betrug das Cr-Fe-Verhältnis im Ausgangsgemisch 1,45 Gewichtsprozent, im Endprodukt 4,54 GewichtsprozentRelative to the bound. Metals, the Cr-Fe ratio in the starting mixture was 1.45 percent by weight, 4.54 percent by weight in the end product
Im Hinblick auf die magnetische Abscheidung (Trennung) wurde das reduzierte Produk auf eine solche Korngröße gemahlen, daß 87% ein Sieb der Maschenweite 105 μ passierten.In terms of magnetic deposition (Separation) the reduced product was ground to such a grain size that 87% of the Mesh size 105 μ passed.
Die Resultate de·- Trenni^gsversuche sind in TaUHe 4 und F i g. 10 — Kurven III — zusammengestellt. The results of the separation experiments are in TaUHe 4 and F i g. 10 - curves III - compiled.
lrat in Abhän8igke"von lrat depending on
Stoffbilanz
der magnetischen AbscheidungMaterial balance
magnetic deposition
3,5OH Magnetische Feldstärke, GauB
4,75 H j 5.5OH | 6.50 H3.5OH magnetic field strength, GauB
4.75 H j 5.5OH | 6.50 H.
Theorietheory
magnetischer Anteil ....
nichtmagnetischer Anteilmagnetic part ....
non-magnetic part
Analysen:
magnetischer Anteil:Analysis:
magnetic part:
Fe-Cr-Verhältnis Fe-Cr ratio
Fe + Cr Fe + Cr
Fe-Ausbeute — Rpe —Fe yield - Rpe -
nichtmagnetischer Anteil:non-magnetic part:
Cr-Fe-Verhältnis Cr-Fe ratio
Fe + Cr Fe + Cr
CraÖ3 — berechnet — ....Cr a Ö 3 - calculated - ....
Cr-Ausbeute — Rcr —Cr yield - Rcr -
Sämtliche Angaben in Gewichtsprozenten.All information in percent by weight.
25,44
74,5625.44
74.56
2,00
68,86
52,222.00
68.86
52.22
2,33
47,72
48,80
81,002.33
47.72
48.80
81.00
31,40 67.6031.40 67.60
1,80 66,93 62,341.80 66.93 62.34
2,73 46,46 49,70 74,80 36,80
63,202.73 46.46 49.70 74.80 36.80
63.20
1,66
65,45
67,151.66
65.45
67.15
2,95
45,91
50,11
70,502.95
45.91
50.11
70.50
44,62
55,3844.62
55.38
1,38
62,33
72,151.38
62.33
72.15
3,06
45,65
50,29
62,003.06
45.65
50.29
62.00
17,41 82,5917.41 82.59
12,00 98,82 71,0412.00 98.82 71.04
4,54 43,45 52,05 95,694.54 43.45 52.05 95.69
Auf Grund der Ergebnisse kann festgestellt werden, daß die Metallphase zäh an der Spinellmetrix haftet. Bei der hinsichtlich dem Cr-Fe-V erhäiinis besten Abscheidung betrug der Anteil des nichtmagnetischen Teils lediglich 55°/0 gegenüber einem theoretisch berechneten Wert von 83°/0. Auch die entsprechende Chromausbeute betrug nur 62°/0 (theoretischer Wert %°/0). Der Umfang des magnetischen Teils von 45% (theoretischer Wert 17%) und dessen Metallsumme -on 62% (theoretischer Wert 96%) zeigen das Vorandensein eines großen nichtmagnetischen Anteils an. Eine Änderung der Feldstärke führt zu keinen croßen Differenzen in der Trennschärfe. Auch eine weitere Mahlung des Ausgangsproduktes hat keine bemerkenswerte Verbesserung der Trennschärfe zur iolge. Wenngleich die Versuche mit Pellets durchgeführt wurden, so steht doch außer Zweifel, daß auch mit pulver- oder stückförmigem Erz gearbeitet werdenOn the basis of the results it can be determined that the metal phase adheres tenaciously to the spinel metrix. In the case of the best deposition with regard to the Cr-Fe-ratio, the proportion of the non-magnetic part was only 55 ° / 0 compared to a theoretically calculated value of 83 ° / 0 . Also, the corresponding chromium yield was only 62 ° / 0 (theoretical value% ° / 0). The circumference of the magnetic part of 45% (theoretical value 17%) and its metal sum -on 62% (theoretical value 96%) indicate the presence of a large non-magnetic component. A change in the field strength does not lead to any major differences in the selectivity. Even further grinding of the starting product does not result in any noticeable improvement in the selectivity. Although the experiments were carried out with pellets, there is no doubt that powder or lump ore is also used
Der durch Reduktion ohne Zusatz von Strukturaktivatoren erhaltene Rohstoff eignet sich somit wegen der ungünstigen Form und Lage der Metallphase nicht für eine Abscheidung der Metallphase von den Oxydphasen mit Hilfe physikalischer Verfahren.The raw material obtained by reduction without the addition of structural activators is therefore suitable for the unfavorable shape and position of the metal phase do not allow the metal phase to separate from the oxide phases with the help of physical processes.
Es ist selbstverständlich, daß das beschriebene Verfahren in vielerlei Weise modifiziert werden kann.It will be understood that the method described can be modified in many ways.
*5 Glühtemperatur und -dauer sind abhängig von den Zuschlaggeniischen, aber bereits die in diesem Zusammenhang diskutierten Stoffe: Schwefel, Kohlenstoff, Bor und Mangan bieten hinsichtlich des Prozesses sehr umfangreiche Variationsmöglichkeiten.* 5 Annealing temperature and duration depend on the Additional geniuses, but already those in this context discussed substances: sulfur, carbon, boron and manganese offer regarding the process very extensive variation possibilities.
Weiter können auch diese einfachen, mit veränderlicher Temperatur arbeitenden Glühvorgänge in technologisch sehr verschiedenen Ofensystemen ausgeführt werden. Wenn für die hier geschilderten Beispiele eine Drehrohr- und Induktionsofenanlage ver-These simple annealing processes, which work with variable temperature, can also be used in technological very different furnace systems. If for the examples given here a rotary kiln and induction furnace system
wendet wurde, so hauptsächlich deshalb, um die Unterschiede zwischen statischem und dynamischem System herauszustellen. Die als Beispiel geschilderten Pilot-Versuchsprozesse zeigen lediglich den Grundmechanismus des Prozesses und diesen namentlich bei sehr niedrigen Zuschlag-Mengen. Zusammen mit dem Eisen gehen auch die anderen Metalle wie Nickel und Kobalt ab, und zwar völlig unabhängig von den Mengenverhältnissen dieser Metalle. Das erfindungsgemäße Verfahren läßt sich auch auf das Abscheiden von Eisen, Nickel und Kobalt, von diese Metalle enthaltenden Aluminat-, Ferrit-, Titan- und Vanadinspineüs und deren Gemischen sowie aus von Al2O3-haltigen Sesquioxyd-Gemischen gebildeten Erzen sowie Latenten anwenden.mainly to highlight the differences between static and dynamic systems. The pilot test processes described as an example only show the basic mechanism of the process and this in particular with very low aggregate quantities. Along with the iron, the other metals such as nickel and cobalt also go away, completely regardless of the proportions of these metals. The process according to the invention can also be applied to the deposition of iron, nickel and cobalt, of aluminate, ferrite, titanium and vanadium spinous containing these metals and their mixtures, and of ores and latents formed from Al 2 O 3 -containing sesquioxide mixtures .
5050
Hierzu 4 Blatt Zeichnungen 309 618/31For this purpose 4 sheets of drawings 309 618/31
Claims (6)
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FI692735A FI46263C (en) | 1969-09-24 | 1969-09-24 | Process for raising chromium / iron ratio in iron-rich chromite ores. |
FI273569 | 1969-09-24 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2045645A1 DE2045645A1 (en) | 1971-04-01 |
DE2045645C true DE2045645C (en) | 1973-05-03 |
Family
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