DE306261C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

- JVl 3.06261 KLASSE iSa. GRUPPE

Patentiert im Deutschen Reiche vom 25. November 1915 ab.

Das Verfahren betrifft die Reduktion von, Metalloxyden, namentlich Eisenoxyden, bei einer solchen Temperatur, daß ein Schmelzen nicht stattfindet.

Insbesondere ist das Verfahren ein solches, bei welchem Kohlenoxyd o. dgl. unmittelbar nach seiner Erzeugung und bevor es eine nennenswerte Menge seiner Erzeugungswärme verloren hat, durch die reduzierenden Oxyde ίο geführt wird.

Gegenüber bekannten Verfahren dieser Art kennzeichnet sich das vorliegende dadurch, daß eine Schicht von zweckmäßig feinzerteiltem Metalloxyd und eine darauf angebrachte Schicht von zweckmäßig feinzerteilter Kohle oder feinzerteiltem Koks bzw. anderem geeigneten Brennstoff durch Verbrennung des obersten Teiles der erwähnten Brennstoffschicht, hauptsächlich zu Kohlensäure; mittels durchgesaugter oder . 20 durchgepreßter Luft warmgeblasen werden, und daß danach die Luftmenge so weit vermindert wird, daß der Brennstoff zu Kohlenoxyd oder anderem reduzierenden - Gas verbrennt, welches durch die warmgeblasene Metalloxydschicht gesaugt oder gepreßt wird und das Oxyd reduziert.

Was das Eisenoxyd anbelangt, so ist es bekannt, daß es sich durch Kohlenoxyd bei einer Temperatur von etwa 700⁰C und höher reduzieren läßt. 1

Die Wärme, die zur Reduktion des Eisenoxyds zu Metall erforderlich ist, entspricht nahezu der Wärme, die erhalten wird, wenn das Kohlenoxyd mit dem Sauerstoff des Eisenoxyds verbrennt. Sind also sowohl Kohlenoxyd als auch Eisenoxyd auf etwa 700⁰C erhitzt, so ist kein weiterer Wärmezuschuß erforderlich als zur Deckung des Verlustes, der gegebenenfalls durch Strahlung entsteht.

Das vorliegende Verfahren kann in der Weise ausgeführt werden, daß die StrahlungsVerluste auf ein Mindestmaß beschränkt werden, und dabei kann gleichzeitig der erforderliche Brennstoff aus minderwertigem Brennstoff, wie Kohlen- oder Koksstaub; bestehen, ohne daß die Güte des fertigen Erzeugnisses dadurch _ verringert wird. ■

Eine zur Ausführung des Verfahrens geeignete Vorrichtung ist in einer Ausführungsform in der Zeichnung im Längs- und Querschnitt dargestellt.

A ist ein um die Zapfen B drehbarer, oben offener Behälter, z. B. aus Gußeisen, der, wenn erforderlich, mit feuerfester Masse ausgekleidet sein kann und durch einen Rost C in einen oberen und einen unteren Teil D bzw. E geteilt ist. Der untere Teil E ist durch ein Rohr F mit einem Saugventilator o. dgl. verbunden.

Auf dem Rost C wird behufs Verhütung des Durchfallens des Eisenoxyds durch den Rost- zuerst eine Schicht G von Stroh, Holzwolle 0. dgl. ausgebreitet und darüber eine Schicht Zf des für die Reduktion bestimmten, vorzugsweise feihgekörnten Eisen oxyds. Oberhalb der Oxydschicht wird eine Schicht von Kohle I aufgebracht, ebenfalls vorzugsweise in feinkörniger Form, wie Kohlen- oder Koksstaub. Hiernach wird mittels einer geeigneten Einrichtung die Oberfläche der Kohlenschicht angezündet und der Saugventilator an den unteren Teil des Behälters angeschlossen. Im

Anfang wird das Saugen in der Weise geregelt, daß die Geschwindigkeit des erzeugten Gases so groß wird, daß die Kohle .im oberen Teil der Schicht hauptsächlich zu Kohlensäure verbrennt, wodurch die darunter liegenden Kohlen- und Metalloxydschichten schnell erhitzt werden. Wenn die Temperatur auf etwa 700 bis 800 ° steigt, wird mit dem Saugen nachgelassen, so daß nunmehr hauptsächlich Kohlenoxyd erzeugt wird, das durch das Saugen durch die Metalloxydschicht filtriert wird- und diese reduziert.

, Es ist einleuchtend, daß dadurch, daß die ganze Kohlenschicht erst auf eine hohe Temperatur erhitzt wird, ehe die Erzeugung von ' Kohlenoxyd beginnt, die Bedingungen für die Gewinnung von Gas hohen Kohlenoxydgehaltes außerordentlich günstig sind, und ebenso ist es klar, daß das Gas in die Metalloxydschicht unter einer sehr hohen Temperatur eintritt; der Verlust durch Strahlung ist gering und kann durch den Überschnß der Wärme des Gases, der nicht zum Erhitzen erforderlich ist, ersetzt werden. .

Um einerseits diesen Temperaturüberschuß auszunutzen und andererseits das Eisenoxyd zu lockern, kann man dem Eisenoxyd ein wenig Kohlenstaub zusetzen. Da eine Reduktion mittels fester Kohle erheblich mehr Wärme erfordert, als bei der Verbrennung der Kohle mittels des Sauerstoffes des Eisenoxyds erhalten wird, so kann nur ein sehr geringer Prozentsatz von Kohle hierzu verwendet werden. Wird ein schwefelfreies Erzeugnis gewünscht, so muß die dem Eisenoxyd zugemengte Kohle aus reinem Holzkohlenpulver bestehen.

Soll schwefelhaltiger Brennstoff, wie Koks-,

staub, zum Gaserzeugen verwendet werden, so wird die Metalloxydschicht mit Kalk ο. dgl.

bedeckt, so daß das zu reduzierende Gas beim Durchgehen dieser Schicht. von Schwefel gereinigt wird. Dies ermöglicht die Gewinnung eines schwefelfreien Metalles:

In der Regel beschickt man den Behälter mit etwas mehr Kohle, als zur Reduktion erforderlich ist, so daß am Ende des Prozesses infolge einer zu dünnen Brennstoffschicht keine Kohlensäure entstehen und oxydierend wirken kann. ' ^;

Die vorliegende Erfindung ermöglicht, in wirtschaftlicher Weise den Abfall auszunutzen, der sich als Kohlenstaub bei den Hütten und Verkohlungs- bzw. Verkokungsanlagen niederschlägt. Auch kann dabei das Eisenerzkonzentrat ohne vorheriges Brikettieren für das Verfahren verwendet werden.

Es ist einleuchtend, daß der Behälter eine andere Form als die oben angegebene besitzen, und ebenso daß man, statt das Gas durch den Rost zu saugen, Druckluft oberhalb der Brennstoffschicht benutzen kann, wobei der Behälter naturgemäß oben geschlossen sein muß.

Ebenso ist es klar, daß statt des Holzkohlen- und Koksstaubes Steinkohlenstaub oder jeder ,65 andere Brennstoff feinkörniger Beschaffenheit zur Reduktion verwendbar ist.

Nach beendeter Reduktion und unter Umständen nach Kühlung wird das reduzierte Metall in beliebiger Weise aus dem Behälter entfernt, z. B. dadurch, daß man den Behälter nmkippt.

Claims (2)

Patent-Ansprüche:.

1. Verfahren zum Reduzieren von Metalloxyden, namentlich Eisenoxyden, wobei Kohlenoxyd o. dgl. unmittelbar nach seiner Erzeugung und bevor es eine nennenswerte Menge seiner Erzeugungswärme verloren hat, durch die zu reduzierenden Oxyde geführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß eine Schicht von zweckmäßig feinzerteiltem Metalloxyd und eine darauf angebrachte Schicht von zweckmäßig feinzerteilter Kohle oder feinzerteiltem Koks bzw. anderem geeigneten Brennstoff durch Verbrennung des obersten Teiles der erwähnten Brennstoffschicht, hauptsächlich zu Kohlensäure, mittels durchgesaugter oder durchgepreßter Luft warmgeblasen werden, und daß danach die Luftmenge so weit vermindert wird, daß der Brennstoff zu Kohlenoxyd, oder anderem reduzierenden Gas verbrennt, welches durch die warmgeblasene Metalloxyd· schicht gesaugt oder gepreßt wird und das Oxyd reduziert.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung schwefelhaltigen Gutes unter Anwendung von Kalk

: ο. dgl. das erzeugte Gas zwecks Entschwefelung durch eine Kalkschicht gefiltert wird, ehe es mit der Metalloxydschicht in Berührung kömmt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.