DE2316883C3 - Verfahren zur Herstellung von metallischem Eisenkonzentraten und TiO↓2↓- Konzentraten aus titanhaltigen Erzen - Google Patents

Verfahren zur Herstellung von metallischem Eisenkonzentraten und TiO↓2↓- Konzentraten aus titanhaltigen Erzen

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DE2316883C3 DE2316883A DE2316883A DE2316883C3 DE 2316883 C3 DE2316883 C3 DE 2316883C3 DE 2316883 A DE2316883 A DE 2316883A DE 2316883 A DE2316883 A DE 2316883A DE 2316883 C3 DE2316883 C3 DE 2316883C3
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Description

a) das Erz und das Flußmittel in einem Gewichtsverhältnis zwischen 50:1 und 1:5 und das feste, kohlenstoffhaltige Material, ausgedrückt als Kohlenstoff, und das Erz in einem Gewichtsverhältnis zwischen 0,1 :1 und 0,3 :1 eingesetzt werden,
b) die Mischung erhitzt wird und
c) entweder in den Ofen Gase mit einem HCl-Partialdruck zwischen 10~4 und 0,6 atm eingeführt werden oder der Mischung eine HCl abspaltende Verbindung in einer ausreichenden Menge zugesetzt wird, um innerhalb der Reaktionsmischung einen theoretischen HCI-Partialdruck zwischen 10~4 und 0,6 atm zu erzeugen.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in den Ofen ein Gas eingeführt wird, dessen HCl-Partialdruck zwischen 0,005 und 0,04 atm liegt
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Mischung eine HCl abspaltende Verbindung in einer solchen Menge zugesetzt wird, daß innerhalb der Reaktionsmischung ein theoretischer HCl-Partialdruck zwischen 0,005 und 0,04 atm erzeugt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein Gewichtsverhältnis von festem, kohlenstoffhaltigem Material, ausgedrückt als Kohlenstoff, zum Erz zwischen 0,12:1 und 0,25 :1 eingestellt wird.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von metallischen Eisenkonzentraten und TiOrKonzentraten aus titanhaltigen, oxidischen Erzen, in denen wesentliche Mengen von Eisen enthalten sind.
Es ist bekannt, daß das in bestimmten titanhaltigen, oxidischen Erzen enthaltene Eisen selektiv zu metallischem Eisen reduziert werden kann, wobei das T1O2 im wesentlichen unreduziert bleibt Es ist auch bekannt, daß die Teilchengröße des durch diese selektive Reduktion gebildeten, metallischen Eisens durch Zusatz geringer Mengen von Natriumchlorid zu der Reaktionsmischung vergrößert werden kann.
Metallisches Titan und TiO2-Pigmente werden größtenteils entweder aus Ilmenit oder aus Rutil hergestellt llmenit hat einen hohen Eisengehalt Es ist in Schwefelsäure löslich und wird im allgemeinen durch das sog. Sulfat-Verfahren zu TIO2 verarbeitet Dieses Sulfat-Verfahren hat jedoch mehrere Nachteile, von denen die Bildung einer unerwünschten, mit Eisen verunreinigten Abfall-Schwefelsäure sowohl im Hinblick auf die Rohstoffauscutzung als auch auf die Umweltverschmutzung besonders schwerwiegend ist
Natürlich vorkommender Rutil hat einen viel geringeren Eisengehalt als Ilmenit, ist aber in Schwefelsäure unlöslich und daher als Rohstoff für das Sulfat-Verfahren ungeeignet Rutil wird im allgemeinen durch das sog. Chlorid-Verfahren zu TiOrPigmenten oder metallischem Titan umgesetzt Da Rutil nur Spuren von Eisen enthält, hat das Chlorid-Verfahren gegenüber dem Sulfat-Verfahren den Vorzug, daß das Problem des eisenhaltigen Abfallstoffes wegfällt
Die bekannten Rutil-Lagerstätten in der Welt sind begrenzt und wachsen viel langsamer als die Nachfrage nach Rutil für den Einsatz in dem Chlorid-Verfahren, während die Ilmenit-Vorräte relativ groß sind. Dem nach ist gegenwärtig der in großer Menge verfügbare Rohstoff Ilmenit an ein Verfahren mit einem verhältnismäßig niedrigen Zunahmepotential, das Sulfat-Verfahren, gebunden, während der Rohstoff mit den kleineren Vorräten, nämlich Rutil, an ein Verfahren mit einem hohen Zunahmepotential, das Chlorid-Verfahren, gekoppelt ist Daher besteht die Notwendigkeit, ein Verfahren zu schaffen, mit dem man aus titanhaltigen, Eisen enthaltenden Erzen, insbesondere aus Ilmenit TiOrKonzentrate mit geringem Eisengehalt herstellen kann, die sich als Ersatz für natürlichen Rutil beispielsweise für das Chlorid-Verfahren eignen.
Die meisten der bekannten Verfahren zur Herstellung von TiOrKonzentraten aus titanhaltigen, Eisen enthaltenden Erzen beruhen auf der Reduktion des Erzes mit anschließender Entfernung des Eisens, vorzugsweise durch eine Laugung, etwa mit Salzsäure oder Eisen(III)-chlorid, oder durch selektive Oxidation des Eisens in einem sauren Medium. Die Behandlung mit Chlorverbindungen oder die Oxidation in einem sauren Medium ist aufgrund des Rohstoffverbrauchs kostspielig und führt zu schwerwiegenden Korrosionsproblemen und auch zu Problemen hinsichtlich der Abfallbeseitigung.
Aus der DE-AS 10 81 238 ist ein Verfahren bekannt bei dem Ilmenit in einem Ofen in Gegenwart einer Natriumverbindung wie Natriumchlorid als Flußmittel und eines festen, kohlenstoffhaltigen Materials auf eine unterhalb der Schlackenbildungstemperatur liegende Temperatur erhitzt und das gebildete, metallische Eisen auf physikalischem Wege von dem verbleibenden TiOrKonzentrat getrennt wird. Dabei werden auch Pellets aus ilmenithaltigem Material eingesetzt Als entscheidendes Merkmal dieses bekannten Verfahrens wird eine unter den Reaktionsbedingungen Natriumoxid bildende Verbindung eingesetzt Das reduzierte Material wird vor der Auftrennung in Fraktionen fein vermählen. Unter den Bedingungen dieses bekannten Verfahrens würde der HCl-Partialdruck bei Verwendung von Natriumchlorid als Flußmittel nur etwa ΙΟ-5 atm betragen.
Aus der GB-PS 5 33 379 und der US-PS 22 91 206 sind Chlorierungsverfahren bekannt bei denen das in Titanerzen enthaltene Eisen in ein Eisenchlorid umgewandelt und als solches entfernt wird. Für diese Verfahren sind hohe HCl-Partialdriicke erforderlich, und das HCl-Gas wird verbraucht
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 zur Verfügung zu stellen, bei dem zur Trennung des
gebildeten, metallischen Eisens von dem TiO^Konzentrat auf physikalischem Wege keine Mahlung erforderlich ist und bei dem nur wenig HCl verbraucht wird.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst
Weitere vorteilhafte Ausbildungen sind in den Unteransprüchen 2 bis 4 angegeben.
Unter titanhaltigen Erzen sind mineralische Erze und in metallurgischen Prozessen gebildete oxidische Schlacken und Rückstände, die Titan und Eisen enthalten, zu verstehen.
Das erfindungsgemäße Verfahren wird für die Anreicherung von Ilmenit und anderen titanhaltigen Erzen zu einem reichen TiO2-Konzentrat angewendet, das als Ersatz für Rutil eingesetzt werden kann.
Durch das erfindungsgemäße Verfahren wird metallisches Eisen mit einer genügenden Reinheit und Teilchengröße gebildet, so daß eine leichte, physikalische Trennung von TiOz und die Gewinnung eines hochprozentigen TiOrKonzentrats möglich sind. Im erfindungsgemäßen Verfahren kommt es überraschenderweise zu einer Absonderung des metallischen Eisens: Das in den Teilchen des Erzes, beispielsweise Ilmenitteuchen, enthaltene Eisen wandert aus diesen heraus und sammelt sich in Form von diskreten, metallischen Eisenteilchen an, die sich jedoch in der Gesamtmasse der behandelten Ilmenitteilchen befinden. Durch diese Absonderung der Eisenteilchen entfällt die Notwendigkeit einer Mahlung des aus dem Ofen erhaltenen Produkts, so daß das Produkt direkt der Trennung in die magnetische und nichtmagnetische Fraktion auf physikalischem Wege zugeführt werden kann.
Es ist auch nicht notwendig, die Ilmenitteilchen vor ihrer Anreicherung durch das erfindungsgemäße Verfahren zu mahlen, so daß die als TiO2- Konzentrat erhaltenen TiOrTeilchen im wesentlichen die gleiche Größe haben wie die Teilchen des ursprünglichen Dmenits, was bei einer anschließend durchgeführten Verarbeitung und Umwandlung in TiO2-Pigmente einen beträchtlichen Vorteil darstellt
Das im erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte, hochangereicherte TiO2-Konzentrat kann als Rohstoff nicht nur für das Chlorid-Verfahren, sondern auch für das Sulfat-Verfahren eingesetzt werden. Es ist auch möglich, das Verfahren in der Weise zu führen, daß zwei TiOrFraktionen erhalten werden, von denen die eine an den TiO2-GeImIt des natürlichen Rutils herankommt, während die andere, die einen etwas höheren Eisengehalt hat ein ausgezeichneter Rohstoff für das Sulfat-Verfahren ist
Vorzugsweise wird innerhalb der Reaktionsmischung ein HCl-Partialdruck erzeugt, der es ermöglicht daß im wesentlichen der gesamte Eisenanteil des Erzes zu metallischem Eisen umgewandelt wird, das sich getrennt von den verbleibenden Körnern des TiO2-Konzentrats und nicht in situ abscheidet. Schon bei der Einführung eines Gases mit einem HCl-Pp.rtialdruck von 10"5 atm in den Ofen oder bei der Erzeugung eines theoretischen HCl-Partialdruckes von 10~5atm innerhalb der Reaktionsmischung werden eine höhere Teilchengröße des Eisens und eine bessere Absonderung des Eisens von den verbleibenden Körnern des TiO2-Konzentrats erzielt als ohne Zusatz von HCl, jedoch muß genügend HQ hinzugegeben bzw. erzeugt werden, damit das HCI-Gas nicht durch in dem Erz enthaltene, Chlorid verbrauchende Verunreinigungen vollständig verbraucht wird, obwohl es sich während der Reduktion in einem gewissen Maße regeneriert Unter Chlorid verbrauchenden Verunreinigungen sind Oxide, beispielsweise Manganoxide, zu verstehen, die mit HCl reagieren, jedoch anschließend nicht unter Rückbildung von HC! reduziert werden. Andererseits kann ein zu hoher HCl-Partialdruck einen Eisenverlust aus dem Ofen durch Bildung von flüchtigen Eisenchloriden verursachen, obwohl höhere HCl-Partialdrucke den Mechanismus, durch den das metallische Eisen getrennt von den verbleibenden Körnern des TiOr Konzentrats abgeschieden wird, in keiner Weise beeinträchtigen. Der Eisenverlust kann bei der praktischen Anwendung des Verfahrens zu Problemen führen. Der optimale HCl-Partialdruck hängt von dem Erz und der Temperatür ab und kann durch einen einfachen Versuch bestimmt werden.
Der HCl-Partialdruck, der innerhalb der Reaktionsmischung herrscht ist schwierig zu messen. Zufriedenstellende Ergebnisse werden erhalten, wenn in den Ofen ein Gas eingeführt wird, dessen HCl-Partialdruck zwischen IO~4 und 0,6 atm und vorzugsweise zwischen 0,005 und 0,04 atm liegt
Unter der HCl abspaltenden Verbindung ist eine Verbindung zu verstehen, die unter den Verfahrensbedingungen entweder leicht zerfällt oder unter Bildung von HCl mit einem Bestandteil der Reaktionsinischung reagiert So können zusätzlich Eisenchlorid, Chlor oder organische, chlorhaltige Stoffe hinzugegeben werden. Das HCI-Gas kann in situ durch Hydrolyse der bevorzugten Form des nachstehend definierten Flußmittels gebildet werden, gegebenenfalls unter Mithilfe von Siliciumdioxid, Aluminiumoxid, Eisenoxiden oder anderen Bestandteilen des Erzes. Vorzugsweise soll die HCl abspaltende Verbindung kein HCl freimachen, während auf die Reaktionstemperatur erhitzt wird, und sie soll keine Verunreinigungen in die Reaktionsmischung hereinbringen. Eine geeignete, HCl abspaltende Verbindung ist Eisen(II)-chlorid.
Mit westaustralischem Ilmenit wurden unter Zusatz von Eisen(II)-chlorid (FeCl2 · 4 H2O) als HCl abspaltender Verbindung bei einem Verhältnis von Eisen(II)-chlorid zu Erz mit dem niedrigen Wert von 0,02:1 schon befriedigende Ergebnisse erhalten. Die für ein bestimmtes Erz und eine bestimmte HCl abspaltende Verbindung erforderlichen, optimalen Mengen können durch einen einfachen Versuch bestimmt werden.
Vorteilhafterweise wird der Mischung eine HCl abspaltende Verbindung in einer solchen Menge zugesetzt daß innerhalb der Reaktionsmischung ein theoretischer HCl-Partialdruck zwischen 0,005 und 0,04 atm erzeugt wird.
Geeignete Flußmittel sind Natriumchlorid allein oder in Mischung mit einem oder mehreren Salzen wie Borax, Natriumcarbonat Calciumchlorid, Magnesiumchlorid, Calciumfluorid, Calciumsulfat Natriumsulfat, Apatit oder Dolomit Im erfindungsgemäßen Verfahren werden als Flußmittel vorzugsweise Kaliumchlorid, Natriumchlorid oder ein Gemisch beider Salze eingesetzt
Das Gewichtsverhältnis von Erz zu Flußmittel kann zwischen 50 :1 und 1 :5 variieren. Zu wenig Flußmittel verursacht eine mangelhafte Absonderung des Eisens, weil sich keine zusammenhängende, flüssige Phase bilden kann, die das Erz und das feste, kohlenstoffhaltige Material verbindet. Die geeignete Flußmittelmenge hängt von dem Volumen des in der Mischung aus Erz und festem, kohlenstoffhaltigen Material vorhandenen Hohlraums ab. Zuviel Flußmittel bewirkt, daß die
Mischung klebrig wird und agglomeriert Erz und Flußmittel werden vorzugsweise in einem Gewichtsverhältnis zwischen 5 :1 und 1,2 :1 und insbesondere zwischen 2£ : 1 und 1,4 :1 eingesetzt
Geeignete feste, kohlenstoffhaltige Materialien sind Kohlenstoff, Koks oder Kohle. Ein zusätzlicher Vorteil solcher festen, kohlenstoffhaltigen Materialien besteht darin, daß sie neben ihrer Funktion als Reduktionsmittel auch das Flußmittel aufnehmen und dadurch ein Haften in dem Reaktionsbett des Ofens auf ein Mindestmaß herabsetzen.
Um die Bildung von metallischem Eisen aus dem im Erz vorliegenden Eisenoxid-Bestandteil zu erreichen, muß genügend festes, kohlenstoffhaltiges Material hinzugegeben werden. Es wurde gefunden, daß über den theoretischen Bedarf hinaus ein kleiner Oberschuß erforderlich ist; eine weitere Steigerung der Menge des festen, kohlenstoffhaltigen Materials über die für die Bildung von metallischem Eisen erforderliche Menge hinaus kann unter gewissen Umständen zu einer mangelhaften Absonderung des metallischen Eisens führen.
Für ein typisches Ilmeniterz mit 31 Gew.-% Eisen wird vorzugsweise ein Gewichtsverhältnis von festem, kohlenstoffhaltigem Material, ausgedrückt als Kohlenstoff, zum Erz zwischen 0,12 : 1 und 0,25 :1 eingestellt
Das Erz wird auf eine ausreichend hohe Temperatur erhitzt, damit der Eisenoxid-Bestandteil reduziert und das Eisen in eine abtrennbare Form gebracht wird. Die für normale oxidische Erze geeigneten Temperaturen liegen in dem Bereich von 900° C bis 1200° C.
Um die gewünschte Absonderung des metallischen Eisens zu erreichen, werden vorzugsweise Reaktionstemperaturen im Bereich von 10500C bis 12500C angewendet Vorzugsweise wird die Reaktionsmischung über eine möglichst kurze Zeit in dem Temperaturbereich gehalten, in dem das in dem Ilmenit enthaltene Eisen mit beachtlicher Geschwindigkeit reduziert wird, wobei diese Temperatur jedoch unterhalb der Temperatur liegt, bei der das Komplexsalz aus Flußmittel und Eisenchlorid reduziert und HCl regeneriert wird. Vorzugsweise liegt die Reaktionstemperatur in dem Bereich von 11000C bis 12000C, und die Reaktionsmischung bleibt nicht länger als 15 min in dem Temperaturbereich von 950° C bis 1050° C.
Alternativ kann das Verfahren auch mit nichtreduzierender Ofenatmosphäre in dem Temperaturbereich von 950°C bis 3 050° C durchgeführt werden, was beispielsweise durch Zugabe von Sauerstoff oder Kohlendioxid zu den in den Ofen eingeführten Gasen erreicht werden kann.
Das reduzierte Erz wird durch geeignete Verfahren, beispielsweise durch Sichtung mit Luft oder durch Abschlämmen mit Wasser, in metallisches Eisen und TiO2-Konzentrat getrennt Vorzugsweise wird jedoch ein magnetisches Trennverfahren angewendet. Dabei wird das reduzierte Erz magnetisch in drei Fraktionen getrennt, nämlich in eine erste, stark magnetische Fraktion, eine zweite, schwach magnetische Zwischenfraktion, die TiO2 beigemischt enthält, und eine dritte, im wesentlichen unmagnetische Fraktion, die den größten Teil des TiO2 enthält.
Das in der ersten Fraktion enthaltene, metallische Eisen hat eine hohe Reinheit und eine zur Stahlerzeugung geeignete Qualität. Die zweite Fraktion, die einen geringen Eisenanteil enthält, kann als Rohstoff für das Sulfat-Verfahren eingesetzt werden, wobei sich im Vergleich mit natürlichem Ilmenit infolge des kleineren Eisengehalts der Vorteil einer geringeren Umweltverschmutzung ergibt Alternativ kann die zweite Fraktion auch wieder zurückgeführt und als Rohstoff für das erfindungsgemäße Verfahren eingesetzt werden. Die dritte Fraktion ist ein sehr guter Ersatzstoff für Rutil und kann als Rohstoff für das Chlorid-Verfahren zur Herstellung von metallischem Titan und TiO2-PJgmenten oder in Form eines hochangereicherten, säurelöslichen TiOz-Konzentrats als Rohstoff für das Sulfat-Verfahren zur HersteDung von TiO2-Pigmenten eingesetzt werden.
Die Reaktion wird in einem Ofen mit Gegenstrom-Beschickung durchgeführt, bei dem die Mischung aus Flußmittel, Ilmenit und festem, kohlenstoffhaltigem
is Material kontinuierlich in einer Richtung durch den Ofen geführt wird, während die Gase in der entgegengesetzten Richtung durch den Ofen strömen. Geeigneterweise wird das Verfahren in einem senkrechten Ofen durchgeführt, bei dem die festen Bestandteile der Reaktionsmischung unter der Wirkung der Schwerkraft zugeführt werden.
Die Anwendung eines Gegenstromofen, etwa eines senkrechten Ofens, in dem erfindungsgemäßen Verfahren ist mit bestimmten, wichtigen Vorteilen verbunden.
Erstens wird ein Teil des Flußmittels in einem gewissen Ausmaß dadurch im Kreislauf geführt, daß es von dem heißen zu dem kalten Teil des Ofens zurückläuft, wodurch sich die Flußmittelmenge verringert, die zur Erreichung optimaler Verfahrensbedingungen zu der Beschickung des Ofens hinzugegeben werden muß. Zweitens kann die den in den Ofen eingeführten Gasen hinzuzusetzende HCI-Menge herabgesetzt werden, da das erzeugte HCl-Gas in einem gewissen Ausmaß im Kreislauf geführt wird. Das kontinuierliche Verfahren kann unter kontinuierlicher Zugabe einer genügenden HCI-Menge zu den in den Ofen eingeführten Gasen durchgeführt werden, wodurch gewährleistet ist, daß im ersten Abschnitt des Ofens immer eine optimale HCI-Menge vorhanden ist Alternativ kann auch auf einen kontinuierlichen Zusatz von HCl verzichtet werden, wenn sich entweder beim Betrieb des Ofens durch eine Zersetzung des Flußmittels genügend HQ für den Fortgang der Reaktion gebildet hat oder wenn zu Beginn des Verfahrens eine einmalige Zugabe von HCl erfolgte. Offensichtlich kann das erfindungsgemäße Verfahren auch unter Zugabe einer HO-Menge durchgeführt werden, die zwischen diesen extremen Verfahrensvarianten liegt, beispielsweise unter intermittierender, periodischer Zugabe von HCl. Der Ofen kann dadurch erhitzt werden, daß man durch Verbrennung von Heizöl oder anderen kohlenstoffhaltigen Brennstoffen erzeugte, heiße Gase durch den Ofen hindurchleitet Alternativ kann auch Luft durch den Ofen hindurchgeführt werden, wodurch ein Teil des festen, kohlenstoff- haltigen Materials verbrannt werden kann. Der Ofen wird in einer geeigneten, bekannten Weise beschickt
Der Ilmenit wird auch, wie üblich, mit dem Flußmittel und dem festen, kohlenstoffhaltigen Material vermischt und pelletisiert.
eo Das reduzierte Erz wird in bekannter Weise abgezogen und dann mit Wasser gewaschen, um Flußmittel und lösliche Verunreinigungen zu entfernen. Der feste Rückstand wird auf magnetischem Wege in metallisches Eisenkonzentrat und TiO2-Konzentrat getrennt.
Die Erfindung wird durch die nachstehenden Beispiele näher erläutert. Alle Prozentangaben sind auf das Gewicht bezogen.
Beispiel 1
10 g Strandsand-Ilmenit (Analysenwerte: 56% TiO2, 23,4% FeO und 17,2% Fe2O3) wurden in einem Strom aus HCI und Argon (HCl-Partialdruck: 0,50 atm) in Gegenwart von 6 g Natriumchlorid und 2 g Petrolkoks erhitzt. Die Temperatur wurde 2 h lang auf 1130°C gehalten. Nach dem Abkühlen wurde das reduzierte Erz gewaschen. Der Kohlenstoff wurde entfernt, und der verbleibende Anteil wurde auf magnetischem Wege ohne Mahlung in eine magnetische und eine unmagnetische Fraktion getrennt
Nach dem Kalzinieren bestand die unmagnetische Fraktion gemäß Analyse zu 94% aus TiO2 und zu 1,4% aus Eisen. Diese Fraktion enthielt 85% der gesamten TiO2-Menge. Die magnetische Fraktion bestand zu 75,3% aus Eisen und zu 20% aus TiO2.
Beispiel 2
Die Arbeitsweise des Beispiels 1 wurde wiederholt, wobei jedoch die Reaktionsmischung zunächst 1,5 h lang auf 950° C erhitzt wurde. Dann wurde die Temperatur 1 h lang auf 11300C gesteigert. Die nicht kalzinierte, unmagnetische Fraktion bestand gemäß Analyse zu 98,7% aus TiO2 und zu 0,9% aus Eisen und enthielt 88% der gesamten TiO2-Menge. Die magnetisehe Fraktion bestand zu 79% aus Eisen und zu law aus TiO2.
Beispiele3bis7
10 g des in Beispiel 1 verwendeten Ilmenits wurden
ίο mit 2 g Petrolkoks, 6 g Natriumchlorid und der in Tabelle I angegebenen Menge an Eisen(II)-chlorid (FeCl2 · 4 H2O) als HCl abspaltender Verbindung vermischt. Die Mischung wurde 2 h lang auf 1130°C erhitzt, wobei die Atmosphäre zu Beginn aus Argon bestand.
Das reduzierte Erz wurde nach dem Abkühlen gewaschen und dann nach der Entfernung des Kohlenstoffs ohne Mahlen auf magnetischem Wege getrennt Die Fraktionen dieser Trennung wurden gewogen und analysiert. Die Ergebnisse werden in Tabelle I gezeigt.
Tabelle I Menge des Analyse des TiO2 Produkts Zwischenfrakt. TiO2 Fe magnetisch TiO2 Fe TiO2-Ausbeute I fraktion magne
Bei Eisen(ll)- Aus Aus (%) tisch
spiel chlorids (%) beute (%) (%> beute (%) (%) unmagne- Zwischen 45,5
Nr. unmagnel. 98,6 Fe (%) 87,0 7,3 (%) 24,2 70.2 tisch 41,8 20,3
Aus 99,5 30 75,0 12,8 48 17,9 70,8 6,2 10,8
(g) beute 99,0 (%) 32 55,6 12,6 38 13,0 79,0 34,2 51,8 8,2
0,4 (%) 97,9 1.7 7 76,1 13,0 39 27,5 66,0 47,5 21,5
3 0,3 20 90,5 0,4 40 getrennt 46 85,6 5,8
4 0,2 30 2,0 nicht 71 26,6
5 0,1 53 0,5 42
6 0.05 16 5,4
7 29
Beispieie8bisl3
10 g des in Beispiel 1 verwendeten Ilmenits wurden mit 2 g Petrolkoks und 6 g Natriumchlorid vermischt. Die Mischung wurde 2 h lang unter einer Gasmischung erhitzt die aus einem Inertgas mit dem in Tabelle II angegebenen HCl-Partialdruck bestand. Das reduzierte Erz wurde nach dem Abkühlen gewaschen und dann nach Entfernung des Kohlenstoffs ohne Mahlen auf magnetischem Wege getrennt Die Fraktionen dieser Trennung wurden gewogen und analysiert Die Ergebnisse werden in Tabelle Il gezeigt Ein Vergleich dieser Beispiele zeigt eine Zunahme des Eisenverlustes bei einer Steigerung des HCl-Partialdrucks.
Tabelle II HCl-Par Analyse des Fe Produkts Fe magnetisch Fe TiOi-Ausbeute Zwischen magne Eisen Bemerkungen
Bei tialdruck (%) (%) (%) (%) " fraktion tisch verlust
spiel in der 0,8 5,5 36,2 12 85
Nr. Gas unmagne TiO2
mischung tisch 2,4 35,5 (%) 60,6 71,0 15,0
(U Zwischen 63 53 75,3 unmagne 10,5 7,1
(atm) TiO2 2,9 fraktion 15,3 55,8 tisch 38,3 20,0 (%)
ΙΟ"4 (%) 3,2 3,8 27 56,4 3 14,1 28,6 0,8 Schlechte
8 96,3 0,25 TiO2 4,7 IU 32,8 20,5 17,6 Absonderung
0,029 (%) 29,2 14,0 0
9 0,05 92,5 77,6 45,8 753 7,1
10 0,1 100,0 66 41,6 7,8
11 0,451 88,8 60,5 473 34,9
12 0.60 1OU 82,0 61,9 73,8 Übermäßiger
13 883 54J
86,7
87,5

Claims (1)

Patentansprüche:
1. Verfahren zur Herstellung von metallischen Eisenkonzentraten und TKVKonzentraten aus titanhaltigen Erzen, bei dem zu dem Erz ein Flußmittel hinzugegeben, die Mischung aus Erz und Flußmittel in einem Ofen in Gegenwart eines festen, kohlenstoffhaltigen Materials auf eine unterhalb der Schlackenbildungstemperatur liegende Temperatur erhitzt und das gebildete, metallische Eisen auf physikalischem Wege von dem verbleibenden TiOrKonzentrat getrennt wird, dadurch gekennzeichnet, daß
DE2316883A 1972-04-04 1973-04-04 Verfahren zur Herstellung von metallischem Eisenkonzentraten und TiO↓2↓- Konzentraten aus titanhaltigen Erzen Expired DE2316883C3 (de)

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Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5033501B1 (de) * 1970-01-29 1975-10-31
ZA783519B (en) * 1977-07-08 1979-10-31 Ici Australia Ltd A process for the beneficiation of titaniferous material
US5660805A (en) * 1989-10-31 1997-08-26 E. I. Du Pont De Nemours And Company Method for beneficiating titanium-bearing material containing iron
AU677199B2 (en) * 1992-05-21 1997-04-17 E.I. Du Pont De Nemours And Company Improved method for beneficiating titanium-bearing material containing iron
WO2012149635A1 (en) * 2011-05-04 2012-11-08 Wei-Kao Lu Process of the production and refining of low-carbon dri (direct reduced iron)
CN107244694B (zh) * 2017-05-08 2019-04-05 朝阳金河粉末冶金材料有限公司 利用低品位钛铁矿生产酸溶性钛渣的方法
CN113481342B (zh) * 2021-07-01 2022-10-11 钢研晟华科技股份有限公司 一种钒钛磁铁矿无钙低温还原制备铁及钒钛分离方法

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2291206A (en) * 1938-04-29 1942-07-28 Urban E Bowes Production of metallic oxides
GB533379A (en) * 1939-08-29 1941-02-12 Pittsburgh Plate Glass Co Treatment of titanium ores
DE740913C (de) * 1940-03-01 1943-11-01 Degussa Verfahren zur Reduktion von Eisenoxyden oder Eisenerzen
DE1081238B (de) * 1953-02-09 1960-05-05 Titan Co A S Verfahren zur Herstellung von Titanoxydkonzentraten und einem metallischen Eisenkonzentrat aus ilmenithaltigen Materialien
GB1026691A (en) * 1961-04-21 1966-04-20 Laporte Titanium Ltd Improvements in or relating to the treatment of titanium bearing ores
US3734715A (en) * 1970-07-16 1973-05-22 Kennocott Copper Corp Extraction of metal values from complex ores

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Publication number Publication date
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FR2179116B1 (de) 1977-02-04
GB1397200A (en) 1975-06-11

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