DE2221006A1

DE2221006A1 - Verfahren zum Aufbereiten von titanhaltigen Eisenerzen

Info

Publication number: DE2221006A1
Application number: DE19722221006
Authority: DE
Inventors: Dunn Jun Wendell Earl
Original assignee: DUNN Inc WENDELL E
Current assignee: DUNN Inc WENDELL E
Priority date: 1971-04-29
Filing date: 1972-04-28
Publication date: 1972-11-16
Also published as: AU472288B2; AU4110972A; NO132491C; BR7202761D0; BE782776A; AT329286B; IE37333L; NO132491B; IT959669B; ZA722474B; EG10946A; DE2221006B2; FI59421B; ATA377072A; GB1393786A; NL7205664A; IE37333B1; FI59421C; FR2134624A1; DE2221006C3

Description

Dr. Inn. 1:1. Nooondank

[ ,1 Ing. ·-■!. Hcuck CW !. Phys. VV, Schmitz

Li;::!. !ng. E. Grac.lfs ZZZ I U UD

Dir. I. ir.-i. 'V. Wohnsrt

Njuor Wall 41

Hamburg, den 26. April 1972 Neuanmeldung
Anmelder WENDELL E. DUNN, INC.

112 King Street, Wilmington, Delaware, V.St.A. Anwaltsakte 23 527

Verfahren zum Aufbereiten von titanhaltigen Eisenerzen

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Aufbereiten von titanhaltigem Eisenerz, bei dem man das titanhaltige Eisenerz im Fließbett unter reduzierenden Bedingungen bei Temperaturen von 900 bis 1100⁰C mit Chlor in Kontakt bringt und die gebildeten Eisenchloride abtrennt.

Es ist bekannt, dass sich bestimmte titanhaltige Eisenerze infolge ihres hohen Silikatgehaltes an den Korngrenzen und auch in dem Korn nur schwierig und unwirtschaftlich aufbereiten lassen. Bisher wurde diese Aufbereitung bekanntermassen so vorgenommen, dass aus den titanhaltigen Eisenerzen die Eisen-Bestandteile, z.B. durch Auslaugen des Eisens mit Säurelösungen entfernt wurden, ohne dass das titandioxyd angegriffen wurde» Dabei durchlaufen die Erzteilchen als solche das Aufbereitungsverfahren ohne Modifikation des Anteils an Silikat und Titandioxyd, so dass das Verhältnis von anteiligem Silikat zu vorhandenem Gehalt an Titandioxyd nicht vermindert und entsprechend auch das Verhältnis von Titandioxyd zu Silikat nicht erhöht wird, was jedoch zur Verbesserung der anteiligen Titandioxydmenge wünschenswert wäre, wenn das aufbereitete titanhaltige Erz als Ausgangsmaterial für die Gewinnung von Pigmenten durch Chlorierung benutzt werden soll.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes Aufbereitungsverfahren für titanhaltige Eisenerze, insbesondere

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solche, die grosse Mengen an Silikaten enthalten, zu schaffen, wobei das anteilige Verhältnis von Titandioxyd zu Silikat erhöht wird.

Diese Aufgabe wird gelöst mittels eines Verfahrens der eingangs beschriebenen Art zum Aufbereiten von titanhaltigem Eisenerz, bei dem man das titanhaltige Erz im Pliessbett unter reduzierenden Bedingungen chloriert, welches erfindungsgemäss dadurch gekennzeichnet ist, dass man das Chlor durch eine Mischung aus dem titanhaltigen Eisenerz hindurchleitet, die aus zwei unterschiedlichen Fraktionen des Erzes besteht, deren erste einen hohen Eisengehalt und deren zweite einen hohen Silikatgehalt aufweist. Beim erfindungsgemässen Verfahren wird der Titangehalt aus der zweiten Fraktion entfernt und in die erste Fraktion eingebracht, in der das Titan anstelle des Elsengehaltes in der ersten Fraktion tritt, und in dieser Weise werden grössere und dichtere Teilchen an aufbereitetem Erz gewonnen. Beim erfindungsgemässen Verfahren erfolgt dementsprechend die Aufbereitung von insbesondere titanhaltigen Eisenerzen mit hohem Silikatgehalt durch eine Kombination von chemischer und mechanischer Behandlung unter Einsatz von Fraktionen mit deutlich verschiedenen Teilchengrössen der Erzteilchen, wobei der Titangehalt aus der die niedrigere Teilchengrösse aufweisenden Fraktion benutzt wird zur Erhöhung des Titananteils in der die grössere Teilchengrösse aufweisenden Fraktion.

Mit dem erfindungsgemässen Aufbereitungsverfahren lässt sich besonders vorteilhaft ein solches Produkt gewinnen, das zur Weiterverarbeitung auf Titandioxyd-Pigmente oder zur Gewinnung von metallischem Titan verwendbar ist.

Zweckmässig arbeitet man nach dem erfindungsgemässen Aufbereitungsverfalien in der Weise, dass man bei Temperaturen von

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900 bis 11OO°C Chlor durch ein Bett leitet, das aus (a) einer ersten Fraktion von einzelnen Titan-Eisen-Erz-Teilchen, die zu etwa 9Q# als grosse Teilchen vorhanden sind, (to) einer zweiten Fraktion aus Teilchen, die zu etwa 90Ji als kleine Teilchen vorhanden sind, und (c) Kohle in einer Menge von 10 bis 30 Gew.-%, bezogen auf die Gesaratmenge an vorhandenem Titan-Eisen-Erz besteht, und die freigesetzten Silikate mit den vorhandenen Inertsubstanzen und dem als Nebenprodukt anfallenden Eisenchlorid entfernt, und dabei in der zweiten Fraktion (b) den vorhandenen molaren Anteil an Titandioxyd durch den in der ersten Fraktion (a) vorhandenen molaren Anteil an Eisenoxyd substituiert. Es hat jedenfalls, soweit die Anmelderin bisher theoretisch zu ermitteln vermochte, den Anschein, dass beim erfindungsgemässen Verfahren in dem Reaktionsmedium Bedingungen geschaffen werden, die es erlauben, dass der Titangehalt aus der die kleine Teilchengrösse enthaltenden Fraktion zum Ersatz des Eisengehaltes in der die grösseren Teilchen enthaltenden Fraktion zu dienen vermag. Wie gefunden wurde wird während des erfindungsgemässen Aufbereitungsverfahrens die die kleine Teilchengrösse aufweisende Fraktion des Erzes vollständig verbraucht und dabei wird der darin vorhandene Titan-Anteil zu Titantetrachlorid umgesetzt, und dieses reagiert dann mit dem Eisenoxyd in der die grösseren Teilchen aufweisenden Fraktion und ersetzt darin das Eisen unter Bildung von Titandioxyd, während das anteiliege Eisen zu flüchtigen Eisenchloriden umgesetzt wird. Die Silikate, die in den die niedrige Teilchengrösse aufweisenden Erzteilchen längs der Korngrenzen und als Einschlüsse enthalten sind, werden frei und lassen sich durch die Wirkung der Reaktions· teilnehmer und der als Nebenprodukte entstehenden Gase aus der Reaktionsmasse ausblasen.

Es wird angenommen, dass während des erfindungsgemässen Aufbereitungsverfahrens die folgenden Reaktionen ablaufen: 1/2 C + FeO·TiO₂ + Cl₂ = FeCl₂ + TiO₂ + 1/2 CO₂ TiO₂ + 2Cl₂ + 2 C = TiCl]I. + einem Gemisch aus CO und bei den Teilchen mit niedriger Teilchengrösse, und

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TiCl^ + 2 FeOTiO₂ = 2 FeCiU + J

3/4 TiCIi₁ + PeO-, _κ·Τίθ>, = FeCl, + 3/4 TiO,.«Ti0_o

Metallaustausch-Reaktion ir. den Teilchen grösserer Teilchengrösse.

Die anteilige Menge an Teilchen grösserer Teilchengrösse in der einen Fraktion zu Teilchen niedrigerer Teilchengrösse in der anderen Fraktion wird entsprechend der Menge an Eisenoxyd und dessen Wertigkeit in der aus den grösseren Teilchen bestehenden Fraktion und der Menge an Titandioxyd in der aus Teilchen niedrigerer Teilchengrösse bestehenden Fraktion eingestellt. Wie nachstehend noch deutlicher ausgeführt werden wird, wird das Erzgemisch beim erfindungsgemässen Aufbereitungsverfahren so zusammengestellt, dass in der aus den Teilchen mit niedrigerer Teilchengrösse bestehenden Fraktion eine zur vollständigen Umsetzung mit dem gesamten Eisengehalt in der aus den Teilchen gröseerer Teilchengrösse bestehenden Fraktion ausreichende Menge an Titandioxyd vorhanden ist. Es wird angenommen, dass·· das vorhandene Eisen in ein Gemisch aus flüchtigen Chloriden umgewandelt wird. Der Silikatbestandteil in der aus Teilchen mit niedrigere!- Teilchengrösse bestehenden Fraktion wird während der Chlorierung frei und lässt sich als feinteilige Asche aus dem Reakticnsgemisch entfernen, z.B. durch Austragen mittels der den Fllesszustand des Bettes aufrechterhaltenden Gase, Es resultiert dann ein aufbereitetes Erz, dessen prozentualer Anteil an Silikat niedriger liegt, als dies bei bisher bekannten Aufbereitungsverfahren in dem aufbereiteten Erz: möglich war»

Man kann dag er-findungsgemässe Auf ber ei tungs verfahren in einem Steinbeut-:<*akticnsbehäll:er mit einer als Unterlage für die Erzsehich'- Ji en enders perforierten Platte durchführen. Ein solcher Reaktjonsbehälber besitzt oberhalb des Bettes einen Sinlnß '¹Wi- Erz und Kohle., ein Gaszuführungs- und GasverteilungiT.iiw I ■;■:■;,. cio die Zuleitung von Gas zum Boden der perforiert-?]: : ^ ^{; !}:-e r-viv.'r g>/^J ~ϊχ,,. -sin AuslaUrohr zum Ableiten der gaofoi-/'_.: \:;Λ>}:ν<:·ο·:«ν?■-, Ca,- bus keramischem Material

oder sonstigem gegen Korrosion durch Chloride bei HOO⁰C beständigem Material gebildet ist, und. eine Abzugs einrichtung zum Entfernen der Be ti: füllung* BIe Reaktion wird zweckmässig unter Verwendung eines Fliessbettes^, das etwa 0,15 bis 0,61 m oder höher ist.

Es wird mit Chlor als Reaktionskomponente unter reduzierenden Bedingungen gearbeitet. Die erforderlichen reduzierenden Bedingungen kann man dadurch erreichen, dass man Kohle oder kohlenstoffhaltiges Material in einer Menge von etwa 10 bis j50 Gew.-% mit dem Erz vermischt«, Man kann die Kohle in Form von Holzkohle, Petrolkoks, Koks und dergleichen einsetzen. Das Chlor leitet man bei einer Bett-Temperatur von 900 bis HOO⁰C und mit einer solchen Geschwindigkeit durch das Bett, dass dieses in den Pliesszustand gebracht wird, und innerhalb des Bettes wird das Chlor vollständig umgesetzt, und dabei werden Eisenchloride und andere Metallchloride gebildet, die als gasförmige Dämpfe abgezogen werden. Das Hindurchleiten von Chlor erfolgt vorteilhaft während einer Zeitspanne von etwa 20 bis j50 Minuten oder Langer, bis der "verfahrenskritische" Punkt erreicht ist, d.h. der Punkt, bei dem TiCIh aus dem Bett zu entweichen beginnt. Die Eisenoxyd-Konzentration in dem Produkt beträgt etwa 2 bis 10 Gew,-#.

Die mit dem erfindungsgemässen Verfahren in Vorschlag gebrachte Verbesserung bei der Aufbereitung von titanhaltigem Eisenerz besteht also darin, dass man ein Gemisch von Teilchen dieses Eisenerzes einsetzt, dessen eine Fraktion zu etwa 90 Gew«-# aus Teilchen mit niedriger Teilchengrösse und dessen andere Fraktion zu etwa 90 Gew.-# aus Teilchen grösserer Teilchengrösse besteht, und dabei den Gehalt an Eisenoxyd in der die grösseren Teilchen enthaltenden Fraktion und den Titandioxydgehalt in der die Teilchen niedriger Tellchengrösse enthaltenden Fraktion stöchiometrlsch entsprechend den zuvor angegebenen Reaktion vorsieht, und den Eisengehalt in der die grösseren

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Teilchen enthaltenden Fraktion durch den Titananteil in der aus den Teilchen mit niedriger Teilchengrösse bestehenden Fraktion ersetzt.

Das mittels des erfindungsgemässen Aufbereitungsverfahrens gewonnene aufbereitete Erz hat eine mittlere Porosität, eine verbesserte Härte und ein Schüttgewicht von 1,6 bis 2,4 g/cnr. Dieses Produkt ist in der unter demselben Datum eingereichten

Parallel-Patentanmeldung (meine Akte 2} 528)

noch näher beschrieben. Infolge seiner Eigenschaften lässt sich dieses Produkt vorteilhaft als Ausgangsprodukt für die Gewinnung von Titantetrachlorid einsetzen.

Als titanhaltlge Eisenerze können beliebige natürlich vorkommende Erze dieser Art, wie beispielsweise Ilmenit, eingesetzt werden. Da das Eisenoxyd durch Titandioxyd ersetzt wird, lassen sich Erze mit bis zu etwa 6 Gew.-% an Silikaten und anderen schwer zu chlorierenden Oxyden benutzen. Die Silikat-Konzentration bleibt in der aus den Teilchen grösserer Teilchengrösse bestehenden Fraktion im wesentlichen unverändert, während die Titandioxyd-Konzentration in dieser Fraktion erhöht wird. Demzufolge ist die Verhältnismenge von Silikaten und sonstigen inerten Verunreinigungen zu Titandioxyd in dem erfindungsgemäss aufbereiteten Produkt niedriger als in dem Ausgangserz.

Die als Nebenprodukte anfallenden Metallchloride bestehen vorwiegend aus Eisen-II-chlorid und geringeren Mengen an Eisen-III-chlorid, Manganchlorid, Chromchlorid und Chloriden anderer Metalle. Die abströmenden Nebenprodukte enthalten ausserdem Kohlendioxyd und geringe Mengen an Titantetrachlorid und Kohlenmonoxyd.

Als Chlor-Quelle kann man im Handel erhältliches Chlor einsetzen. Auch aus dem Verfahrenskreislauf rückgeführtes Chlor

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kann verwendet werden. Die Strömungsgeschwindigkeit des Chlors sollte so eingestellt werden, dass das Titantetrachlorid, das in dem Bett gebildet wird, umgesetzt werden und ein Durchströmen durch das Bett, d.h. ein Entweichen von der Oberfläche des Erzbettes nach draussen vermieden wird. Die Strömungsgeschwindigkeit des Chlors kann im allgemeinen zu O,06 bis 0,61 m/sec. eingestellt werden.

Das erfindungsgemässe Aufbereitungsverfahren lässt sich kontinuierlich als im Kreisverfahren geführter Prozess durchführen und dazu werden teilweise aufbereitetes Erz und unbearbeitetes Ausgangsraaterial kontinuierlich unter reduzierenden Bedingungen einem auf 950 bis 1100⁰C erhitzten Fliessbett-Reaktor zugeführt und Chlor durch das Erz hindurchgeleitet, während teilweise aufbereitetes Erz und Koks abgezogen und gekühlt werden. Das gekühlte Erz wird dann durch einen Magnetabscheider geleitet, und darin wird das Titanäioxyd-Produkt, das 0 bis 0,1 Gew.-% Eisenoxyd enthält, abgeschieden. Die Anteile an aufbereitetem Gut, die mehr als 1,0 Gew.-% an Eisenoxyd enthalten, werden zusammen mit rohem Ausgangserz dem Reaktor wieder zugeführt. Auch die gesamte Menge an Peinerz, das sind die Teilchen, die kleiner sind als das gewünschte Titandioxyd-Produkt, werden in den Reaktor zurückgegeben.

Das erfindungsgemässe Aufbereitungsverfahren ist besonders vorteilhaft zur Aufbereitung von bisher wenig brauchbaren Erzen, die grössere Mengen an Calcium und Mangan sowie Silikaten und sonstigen schwierig zu chlorierenden Verunreinigungen enthalten, wie beispielsweise Ilmenite aus Neuseeland und aus Südafrika. Bei der Verarbeitung dieser Modifikationen wird das hoch silikathaltige Erz zu einer aus kleinen Teilchen bestehenden Masse, beispielsweise solcher Teilchen, die ein Sieb mit einer lichten Maschenweite von 0_a088 mm su passieren vermögen, zerkleinert, Dieses zerkleinerte Ers wird vermischt mit anderem Ilmenlt höherer Qualität und einer solchen Kornverteilung, dass 75 Gcw*-■=·$ öes Korns durch ein Maschensieb mit

einer lichten Maschenweite von 0,25 mn? hindurchgehen, auf einem Sieb mit einer lichten Maschenware von 0,15 mm jedoch zurückbleiben. Die Menge an Titan in dem feinzerkleinerten Erz sollte stöchiometrisch der Gesamtmenge an Eisen in den Teilchen grösserer Teilchengrösse entsprechen. Das Erz kann gemäss dem zuvor beschriebenen erfindungsgemässen Verfahren weiter verbessert und aufbereitet werden.

Die Reaktion wird bei Temperaturen von 800 bis 1150 C, vorzugsweise 5
führt.

weise 900 bis 1100⁰C und insbesondere 950 bis 1050⁰C durchge-

Das zu verwendende Erzgemisch wird durch Vermischen der erforderlichen Mengen an erster und zweiter Erz-Fraktion zubereitet. Beispielsweise wurden folgende Fraktionen miteinander vermischt:

45,359 kg Ilmenit (Murphyores Queensland, Australia beach sand) folgender Zusammensetzung:

TiO₂ 5^,1 Gew.-%

FeO - 21,0 " "

Fe₂O₃ 21,0 " "

Al₂O₃ (als Aluminate) 0,4} " " SiO₂ (als Silikate) 0,4 " " andere Oxyde Rest

und folgender Kornverteilung: Prüfsieb-Maschenweite (mm) Gew.-#

+ 0,25 0,04

-0,25 bis + 0,18 17,7

-0,18 bis + 0,15 49,7

-0,15 bis + 0,125 21,4

-0,125 8,5

34,473 kg Ilmenit aus Tauranga Bay, Cape Foulwind, Neuseeland der folgenden aus dem New Zealand Journal of Science, Vol. No. 2, Juni 1967 Seite 452 entnommenen Zusammensetzung:

7 0 9 8 4 7 / ü ? 7 6

TiO₂	te)	wie	46,5	Gew.	It
PeO		(mm)	37,6	It	It
Fe₂O₃			3,2	ti	It
SiO₂ (als Silikat			4,1	Il	ti
Al₂O,(als Alumln?	sonstige Metalloxyde		2,8	tt	It
CaO	mit einer Kornverteilung		1,4	ti	It
MnO	Prüfsieb-Maschenweite		1,7	It	H
MgO	+ 0,21	1,2	It
	-0,21 bis + 0,15	Rest
	-0,15 bis + 0,105	folgt:
	- 0,105 bis + 0,075		Gew	31
	- 0,075		0,	92
	18,	21
	56,	68
	23,	68.
	o,

Zu diesem Erzgemisch wurden 30 Gew.-^ an pulverisiertem Petrolkoks mit einer ein Sieb mit einer lichten Maschenweite von 2,0 mm passierenden Tei],chengrösse zugegeben. Das Gemisch wurde in einen wie zuvor beschriebenen Reaktor eingefüllt und zu einem Fliessbett mit einer Höhe von etwa 0,305 m ausgebildet. Alsdann wurde auf 1000⁰C erhitzt. Chlorgas wurde mit einer solchen Geschwindigkeit durch das Bett geleitet, dass das Erz-Koks-Gemisch im Fliesszustand gehalten wurde. Die Geschwindigkeit des Chlors betrug etwa 1,7 nr je Minute· Das Chlor wurde solange zugeführt, bis eine ausreichende Menge an Chlor zugegeben war, dass ein Teil des in den Teilchen mit niedriger Korngrösse vorhandenen Titans in Titantetrachlorid umgewandelt war. Falls aus dem Reaktionsbett grössere Mengen an Titantetrachlorid zu entweichen drohten, wurde zwischendurch die Chlorzufuhr für etwa 20 Minuten durch die Zufuhr von Kohlenmonoxyd ersetzt. Dann liess man den Reaktor unter einem Druck von einer Atmosphäre Kohlenmonoxyd auf Zimmertemperatur

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abkühlen. Das Produkt liess man ebenfalls auf Zimmertemperatur abkühlen.

Wie zuvor ausgeführt liegt das Silikat und Aluminat in den Erzteilchen in sehr feinverteilter Schicht vor. Sofern diese Schicht erst einmal von umgebendem Titandioxyd und Eisenoxyd freigeworden ist, lässt sie sich mit den nach oben abströmenden gasförmigen Reaktionskomponenten und Nebenprodukten oder durch Hindurchleiten eines Inertgases durch das Reaktionsprodukt zwecks Ausblasen des Silikates leicht aus dem Reaktionsbett austreiben. Man kann gewünschtenfalls die aus dem Bett entfernten leichteren Teilchen durch Feuchtigkeitsabscheidung abtrennen und so den Koks entfernen, und man kann zusätzlich durch Auswaschen das Calciumchlorid entfernen.

Bei der Aufbereitung von Neuseeland-Erz mittels bisher bekannter Verfahren entstand ein Produkt, das nicht mehr als etwa 85 Gew.-% Titandioxyd enthielt. Bei Benutzung des erfindungsgemässen Verfahrens lässt sich dagegen ein Produkt gewinnen, das etwa 95 bis 97 Gew_e-# ^Ti02 ^und ^* ⁰^ Eisenoxyd enthält.

Ein anderes Beispiel ist die Behandlung eines titanhaltigen Eisenerzes, in dem die Eisenerzteilchen mittels einer Matrix aus Siliciumdioxyd gebunden sind. Ein solches Erz ist beispielsweise das in Süafrika bei Bothaville, Orange Pree State, gefundene Erz, das aus durch Siliciumdioxyd gebundenen Ilmenit-Teilchen besteht und folgende analytisch ermittelte Zusammensetzung aufweist!

TiO₂ 49,1 %

Pe₂O, 44,85 %

Al₂O₅ 1,25 %

SiO₂ 1,9 %

ZrO₂ 0,21 %

MnO 1,25 %

98,56 %

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Als dieses Erz zerkleinert würde, ergab sich, dass 70 % Siliciumdioxyd-Gehalts in der Korngrössenfraktion gefunden wurde, die durch ein Sieb mit einer lichten Maschenweite von 351 Mikron hindurchging und $in Sieb mit einer lichten Maschenweite von 175 Mikron nicht mehr zu passieren vermochte. Bisher war die Aufbereitung eines solchen Erzes sehr schwierige Nach dem erfindungsgemässan Verfahren, wie es schematisch in Form von Fließbildern in den Figo 1, 2A und 2B in der beiliegenden Zeichnung veranschaulicht ist, konnten gute Ergebnisse erhalten werden«, Dies wird im einzelnen nachstehend anhand dieser in der Zeichnung veranschaulichten Fließbilder wie folgt näher erläutert:

In Fig, 1 ist veranschaulicht, dass nach der mechanischen Trennung des Ilmenits von dem Roherz das llmenit unter reduzierenden Bedingungen bei 1000⁰C chloriert, danach unter reduzierenden Bedingungen abgekühlt und dann wie zuvor beschrieben durch ein Sieb rait einer lichten Masehenweite von 175 Mikron in die Korngrössenfraktion, die dieses Sieb zu passieren vermochte, und die Korngrössenfraktion, die von diesem Sieb zurückgehalten wurde, aufgeteilt wurde. Die beiden Fraktionen wurden dann einer Magnet-Trennung unterzogen« Die Teilchen grosser als 175 Mikron, die nicht magnetisch waren, wurden einer Luftsichtung unterzogen, und die leichteren Teilchen, die aus nicht umgesetztem Koks bestanden, wurden dem Fliessbett wieder zugeführt, während die schwereren Siliciumdioxydteilchen, die dabei zurückblieben, als Abfall verworfen wurde. Die magnetischen Teilchen, deren Korngrössen grosser als 175 Mikron waren, wurden auf eine Korngrösse kleiner als 175 Mikron zerkleinert und erneut durch eine magnetische Trennvorrichtung geleitet. Wiederum wurde der aus nicht magnetischer Substanz bestehende Anteil mit Luft gesichtet, um das noch vorhandene Silisiumdioxyd zu entfernen, und der Rückstand wurde ebenso wie der Anteil an magnetischen Teilchen in den Reaktor zurückgeführt. Der Anteil der aus dem Reaktor abgezogenen Teilchen, die kleiner als 175 Mikron waren, wurde in gleicher Weise mag-

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netisch getrennt« Der Anteil an magnetischen Teilchen wurde in das Bett zurückgeführt wahrend die Gesamtmenge an nichtmagnetischen Teilchen cliei r Krrngrö'sse als Verfahrensendprodukt gesammelt wurde. Aus dem Fließbild in FIg₀ 1 erkennt man, dass die in das Verfahren zurückgeführten feinteiligen Anteile in die Chlorierungsstufe eingegeben werden. Dadurch werden die noch darin vorhandenen Titandioxyd-Anteile leicht zu Titantetrachlorid umgewandelt, mit dem das Eisenoxyd in den grösseren Teilchen angegriffen wird, so dass das Eisenoxyd als Eisenchlorid entfernt und Titandioxyd in den grösseren Teilchen abgelagert und damit deren Dichte und deren prozentualer Gesamtgehalt an Titandioxyd erhöht werden kann_e

Die Materialverteilung dieses im Labormaßstab durchgeführte Verfahren ist in den Fig. 2A und B veranschaulicht. Fig. 2B stellt die Fortsetzung des Fließschemas gemäss Fig. 2A dar, wobei A¹ in Fig_o 2B ansetzt bei A in Fig. 2A und B¹ in Fig. 2B ansetzt bei B in Fig. 2A„ Es wurden 200 g des zuvor erwähnten Südafrika-Ilmenits 40 Minuten lang bei 1000⁰C mit CO, TiCl^- Dampf und Np mit einer Geschwindigkeit von 26 mMol/min in Kontakt gebracht» Als Reaktionsbehälter wurde ein Quarzrohr mit einem Durchmesser von 5*08 cm, das elektrisch beheizt wurde, verwendet. Die direkte Benutzung von TiCl^-Dampf war bei diesem Laborversuch erforderlieh, weil die notwendige Höhe des Bettes zur Gewinnung ausreichend grosser Mengen an TiCljh in dem Reaktions-Bett in diesem kleinen Bett nicht eingestellt werden konnte. Diese Verfahrensstufe ist in Fig. 2A als Chlorierung I bezeichnet. Die Bettfüllung wurde zerkleinert und in zwei Fraktionen aufgeteilt· Die erste Fraktion bestand aus Teilchen, die auf einem Sieb mit einer lichten Maschenweite von 175 Mikron zurückblieben, und die zweite Fraktion bestand aus Teilchen, die durch dieses Sieb mit einer lichten Maschenweite von 175 Mikron hindurchgingen. Die erste Fraktion wurde dann magnetisch separiert. Die magnetische Fraktion wurde erneut zerkleinert, und das Feinkorn (das durch ein Sieb mit ei-

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ner lichten Maschenweite von 75 Mikron hindurchging) wurde verworfen. Die auf dem Sieb mit der- lichten M&schenweite von 75 Mikron zurückbleibende Fraktion wurde erneut magnetisch separiert. Der Anteil an magnetischen Teilchen wurde für eine weitere Chlorierung vorgesehen. Die zweite Fraktion, d.h. die das 175 Mikron Sieb passierende Teiichenmenge aus dem Reaktionsbett, wurde magnetisch separiert«. Die nicht-magnetische Fraktion ergäbe bei der Analyse 91# TiO₂ und 2$ Fe₂O,, Die magnetische Fraktion wurde zusammen mit der magnetischen Fraktion aus den auf dem 75 Mikron Sieb zurückbleibenden Teilchen einer weiteren Chlorierung mit TiCl^, CO und N₂, die mit 26 mMol/ min 4 Minuten lang durchgeführt wurde, unterworfen und anschliessend eine Minute lang mit CO, und eine Minute lang mit Cl₂, alternativ, während 10 Minuten, ebenfalls mit einer Geschwindigkeit von 26 mMol/min in Kontakt gebracht«, Diese Verfahrensstufe ist in Fig. 2B als Chlorierung II bezeichnete Danach wurde die Bettfüllung in dem Reaktionsrohr reduziert, abgekühlt und magnetisch separiert. Die nicht magnetische Fraktion, die das Endprodukt darstellte, ergab bei der Analyse 95# TiO₂ und 0,19# Fe₃O,,

Vorzugsweise wird das erfindungsgemässe Aufbereitungsverfahren mit 60 bis 95 Gew.-^ an Teilchen der grosse Teilchengrössen aufweisenden Fraktion und einer weiteren Teilchen niedrigerer Teilchengrösse aufweisenden Fraktion durchgeführt.

Das beim erfindungsgemässen Verfahren gewonnene Produkt lässt sich als Bestandteil von Schweißdraht vorteilhaft einsetzen« Man kann dieses Produkt auch mit sehr gutem Ergebnis für die Gewinnung von Ti tan tetrachlor id und Titandioxyd verwenden«,

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Claims

Patentansprüche

1» Verfahren zum Aufbereiten von titanhaltigern Eisenerz, bei dem man das titanhaltige Eisenerz im Fließbett unter reduzierenden Bedingungen bei Temperaturen von 900 bis HOO⁰C. mit Chlor in Kontakt bringt und die gebildeten Eisenchloride abtrennt, dadurch gekennzeichnet, dass man das Chlor durch eine Mischung aus titanhaltigem Eisenerz hindurchleitet, die aus zwei unterschiedliche Teilchengrössen aufweisenden Fraktionen des Erzes besteht, von denen die die niedrigere Teilchengrösse aufweisende Fraktion einen zur Reaktion mit dem molaren Anteil an Eisenoxyd in der die grössere Teilchengrösse aufweisenden Fraktion ausreichenden molaren Anteil an Titandioxyd enthält und im wesentlichen der gesamte Gehalt an Eisen in der die grössere Teilchengrösse aufweisenden Fraktion durch Titan aus der die kleinere Teilchengrösse aufweisenden Fraktion ersetzt wird,

2ο Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Gemisch aus den Fraktionen des titanhaltigen Eisenerzes in einer Schichthöhe von wenigstens 0,15 m eingesetzt wird»

J5„ Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man das Verfahren kontinuierlich durchführt und dabei kontinuierlich einen Teil der Fließbett-Masse abzieht und in eine magnetische Fraktion und eine nicht-magnetische Fraktion zerlegt, dann die nicht-magnetische Fraktion siebt und in eine Fraktion relativ grösserer Teilchen und eine Fraktion relativ kleinerer Teilchen aufteilt, die Fraktion aus den kleineren Teilchen mit der magnetischen Fraktion und einer so ausreichenden Menge an nicht chloriertem Erz in des Fließbett zurückführt, wie sie der kontinuierlich abgezogenen Menge aus dem Fließbett entspricht.

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4o Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein titanhaltiges Eisenerz mit hohem Silikatanteil verarbeitet und dieses in einem Kohlenstoff enthaltendem Fließbett zunächst teilweise chloriert, dann das teilweise chlorierte Produkt aus dem Fließbett abgezogen und stufenweise der Siebung und magnetischen Separierung, Zerkleinerung und Trennung durch Sichten mit Luft unterworfen, und die magnetischen Anteile dem Fließbett zwecks weiterer Chlorierung wieder zugeführt werden_β

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass dem Fließbett zusätzlich das aus den zerkleinerten magnetischen Anteilen mit grösserer Teilchengrösse anfallende Feinkorn wieder zugeführt wird«

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