DE3791011C2 - - Google Patents

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Abstract

A metal-containing material is disintegrated and fed into a reactor with a reduction medium where it is heated by radiation with high-speed electrons, whose energy flow density falls within a range of about 1.25<.>10<4> to 6<.>10<5> watt/m<2>. The pressure in the reactor is kept within a range of about 1.334<.>10<3> to 5.066<.>10<5> Pa.

Description

Technisches GebietTechnical field

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf die Eisen-, Nichteisen- und Pulvermetallurgie und betrifft ein Verfahren zur Metallgewinnung aus metallhaltigen Stoffen.The present invention relates to Iron, non-ferrous and powder metallurgy and concerns a process for the extraction of metal from metal-containing Fabrics.

Die vorliegende Erfindung kann zur Metallgewin­ nung bei der Herstellung von Metallpulvern aus oxidi­ schen Konzentraten, bei der Gewinnung flüssiger Metal­ le aus Erzkonzentraten und bei der Magnetisierung von schwachmagnetischem Eisenerz, die im folgenden als magnetisierendes Rösten bezeichnet wird, verwendet werden.The present invention can be used to gain metal in the production of metal powders from oxidi concentrates when extracting liquid metal le from ore concentrates and in the magnetization of weak magnetic iron ore, hereinafter referred to as magnetizing roasting is used will.

Am zweckmäßigsten kann die vorliegende Erfindung in der Pulvermetallurgie zur Metallgewinnung bei der Herstellung von Metallpulvern mit geringem Gehalt an Begleitstoffen, z. B. von Eisenpulver, Wolframpulver u. a., eingesetzt werden.Most conveniently, the present invention in powder metallurgy for metal extraction at Manufacture of metal powders with a low content of Accompanying substances, e.g. B. of iron powder, tungsten powder u. a., are used.

Stand der TechnikState of the art

Die Intensivierung von Reduktionsprozessen bei der Gewinnung von Metall aus metallhaltigen Stoffen hat wichtige Bedeutung für die Erhöhung der Leistung von Anlagen, in denen Metall gewonnen wird, und für die Senkung der Kosten des gewonnenen Metalls.The intensification of reduction processes at the extraction of metal from metal-containing substances is important for increasing performance of plants in which metal is extracted and for lowering the cost of the extracted metal.

Die Herstellung flüssiger Metalle aus Erzkonzen­ traten und von Metallpulvern aus oxidischen Konzentra­ ten erfolgt gegenwärtig durch Reduktion in Öfen. Den vorher zerkleinerten, metallhaltigen Stoff bringt man in den Ofenraum zusammen mit einem Reduktionsmittel ein und erhitzt die Charge auf eine Temperatur, bei der das betreffende Metall reduziert wird. Dabei kommt gewöhnlich die Elektroerwärmung zur Anwendung. Als Reduktionsmittel verwendet man entweder ein Gas, z. B. Wasserstoff, ein Gemisch aus Wasserstoff und Kohlen­ monoxid, Erdgas u. a., oder ein festes Reduktionsmittel, z. B. Koks.The production of liquid metals from ore concentrates occurred and of metal powders from oxidic concentration is currently done by reduction in ovens. The you bring previously shredded, metal-containing material in the furnace room together with a reducing agent and heats the batch to a temperature at the metal in question is reduced. Here comes usually use electric heating. As Reducing agent is used either a gas, e.g. B. Hydrogen, a mixture of hydrogen and coal  monoxide, natural gas and a., or a solid reducing agent, e.g. B. coke.

Die Ablaufgeschwindigkeit des Reduktionsprozesses, d. h. der Anteil des reduzierten Metalls pro Zeitein­ heit, ist ein wichtiger technischer Kennwert des Prozesses der Metallgewinnung aus metallhaltigen Stof­ fen. Sie bestimmt die Leistung des für die Metallgewin­ nung verwendeten Ofens. Die Geschwindigkeit der Reduk­ tion hängt von der Temperatur ab und steigt mit der Er­ höhung der Temperatur. Bei der Metallgewinnung für die Herstellung von Metallpulvern ist es jedoch nicht zweckmäßig, die Temperatur zu erhöhen, da das Pulver bei hohen Temperaturen zu sintern anfängt. Außerdem hängt die Qualität des Metallpulvers von der Redukti­ onstemperatur ab. So nimmt, z. B., die Größe der Teil­ chen des reduzierten Metalls bei Erhöhung der Temperatur zu. Dieser Umstand ist auch einer der Gründe, die es verbieten, die Reduktion des Metalls bei der Herstel­ lung von Metallpulvern bei hohen Temperaturen durch­ zuführen.The speed of the reduction process, d. H. the percentage of reduced metal per time is an important technical characteristic of the Process of metal extraction from metal-containing material fen. It determines the performance of the for the metal thread used furnace. The speed of the Reduk tion depends on the temperature and increases with the Er increase in temperature. When extracting metal for however, the manufacture of metal powders is not expedient to raise the temperature since the powder begins to sinter at high temperatures. Furthermore the quality of the metal powder depends on the reducti on temperature. So, e.g. B., the size of the part Chen the reduced metal when the temperature increases to. This is also one of the reasons why prohibit the reduction of the metal in the manufacture metal powders at high temperatures respectively.

Das Magnetisieren von schwachmagnetischem Eisenerz (das magnetisierende Rösten), d. h. die teilweise Re­ duzierung des Eisens, geschieht auf ähnliche Weise. Das Erz wird vorher zerkleinert und dann in einen Ofen mit reduzierender Atmosphäre eingebracht. Als Redukti­ onsmittel wird beim magnetisierenden Rösten gewöhnlich Erdgas verwendet. Das Erhitzen geschieht bei verhält­ nismäßig niedrigen Temperaturen. Beim Erhitzen wird das Eisen teilweise reduziert, wodurch das Erz magne­ tisch wird.The magnetization of weakly magnetic iron ore (magnetizing roasting), d. H. the partial re iron reduction happens in a similar way. The ore is crushed beforehand and then in an oven introduced with a reducing atmosphere. As a reducti Onsmittel is common in magnetizing roasting Natural gas used. The heating happens with behaves low temperatures. When heated the iron is partially reduced, which makes the ore mag becomes table.

Die Notwendigkeit des Verbrauchs einer verhält­ nismäßig großen Brennstoffmenge für das magnetisie­ rende Rösten wirkt sich jedoch äußerst negativ auf die Wirtschaftlichkeit dieses Prozesses aus. Da das magnetisierende Rösten bei ziemlich niedrigen Tempera­ turen vorgenommen wird, ist die Geschwindigkeit der Reduzierung des Eisens beim Rösten gering, wobei es ökonomisch nicht sinnvoll ist, die Reduktionsge­ schwindigkeit durch Erhöhung der Rösttemperatur zu steigern, da dabei der Verbrauch an Erdgas erhöht werden muß, wodurch der Prozeß teurer wird.The need to consume one behaves large amount of fuel for the magnetisie roasting, however, has an extremely negative effect the economics of this process. Since that magnetizing roasting at a fairly low temperature  is made, the speed is the Reduction of iron when roasting is low, taking it The reduction ge is not economically sensible speed by increasing the roasting temperature increase, since this increases the consumption of natural gas must become, which makes the process more expensive.

Außerdem sinkt bei der Erhöhung der Temperatur in einigen Fällen, z. B. beim magnetisierenden Rösten von Eisenquarzit, die Wirksamkeit der Eisenerzaufbe­ reitung bei der Magnetscheidung, da beim Temperatur­ anstieg die magnetische Suszeptibilität der Abfälle der Aufbereitung zunimmt. Das hängt damit zusammen, das bei der Erhöhung der Temperatur die Reduzierung der feinsten Hämatiteinschlüsse im Quarz beginnt.It also decreases with increasing temperature in some cases, e.g. B. in magnetizing roasting of iron quartzite, the effectiveness of iron ore mining riding in magnetic separation, because in temperature the magnetic susceptibility of the waste increased processing increases. It’s because that with increasing the temperature the reduction of the finest hematite inclusions in the quartz begins.

Eines der aussichtsreichsten Verfahren der Metall­ gewinnung bei der Herstellung von Metallpulvern und beim Magnetisieren von schwachmagnetischem Eisenerz ist das Reduzieren in einer Wirbelschicht. Zur Erzeu­ gung einer Wirbelschicht des Materials wird in den Reaktionsraum eines Ofens ein Reduktionsgas von unten nach oben geleitet und ein Gasstrom erzeugt, in dem sich die Teilchen des zu reduzierenden Stoffs im Fließzustand befinden. Danach werden der zu re­ duzierende Stoff und das Gas erwärmt. Die Geschwindig­ keit der Reduzierung nimmt dabei infolge einer Erleichterung des Zutritts des Reduktionsmittels zu den Teilchen des zu reduzierenden Stoffs und infolge einer Verbesserung der Ableitung des gasförmigen Reduktionsprodukts, dessen Anwesen­ heit in der Schicht des zu reduzierenden Stoffs die Reduktionsgeschwindigkeit verringert bis zu einer gewissen Grenze zu. Beim Austritt aus dem Reaktionsraum wird das Gas vom gasförmigen Re­ duktionsprodukt gereinigt und nochmals in den Reak­ tionsraum geleitet. Die Anwendung eines geschlossenen Kreislaufs beim Einsatz eines Reduktionsgases erfordert zusätzliche technologische Arbeitsgänge zur Reinigung des Reduktionsgases und dessen Rückführung in den Reaktionsraum des Ofens. Das führt zu einer Komplizie­ rung der Konstruktion der Anlage.One of the most promising methods of metal extraction in the production of metal powders and when magnetizing weakly magnetic iron ore is reducing in a fluidized bed. For generation a fluidized bed of the material is in the Reaction chamber of a furnace a reducing gas from below directed upwards and a gas flow is generated, in which the particles of the substance to be reduced are in the flow state. After that, the right inducing substance and the gas warmed. The speed The reduction takes place as a result of facilitating access to the Reducing agent to the particles of the to be reduced Substance and as a result of an improvement in the derivation of the gaseous reduction product, its property in the layer of the substance to be reduced Reduction speed decreases up to a certain limit. At the exit the gas from the gaseous Re Production product cleaned and again in the reak tion room. The application of a closed Circulation when using a reducing gas required  additional technological operations for cleaning of the reducing gas and its return to the Reaction chamber of the furnace. This leads to complication design of the plant.

Es ist ein Verfahren zur Eisengewinnung aus Eisen­ erzkonzentrat für die Herstellung von Eisenpulver bekannt (Bergbauzeitschrift "Gorny Journal" Nr. 7, 1970, (Moskau), "Die Gewinnung von Eisenerzkonzen­ trat für die Pulvermetallurgie und die Erzeugung hoch­ reiner Stahlmarken", M. Turetsky, E. L. Gristan, S. 47).It is a process for extracting iron from iron Ore concentrate for the production of iron powder known (mining magazine "Gorny Journal" No. 7, 1970, (Moscow), "The extraction of iron ore concentrates stood up for powder metallurgy and manufacturing pure steel brands ", M. Turetsky, E.L. Gristan, p. 47).

Die Verwendung des beschriebenen Verfahrens zur Gewinnung auch anderer Metalle aus metallhaltigen Stoffen ist allgemein bekannt.The use of the described method for Extraction of other metals from metal-containing Fabrics are well known.

Dieses Verfahren beinhaltet die Zerkleinerung des metallhaltigen Stoffs, die Einbringung des metall­ haltigen Stoffs in einen Reaktionsraum mit reduzieren­ der Atmosphäre und dessen Erwärmung bis auf eine für die Reduzierung des Metalls notwendige Temperatur.This process involves shredding of the metal-containing substance, the introduction of the metal containing substance in a reaction space with reduce the atmosphere and its warming except for one the reduction of the metal necessary temperature.

Da ein Temperaturintervall besteht, in dessen Grenzen die Temperatur des Reduktionsprozesses sich ändern kann, ist die temperaturabhängige Reduktions­ geschwindigkeit des Prozesses ein begrenzter Wert. Bei maximaler Temperatur ist auch die Geschwindigkeit der Reduktion am höchsten. In der Praxis sind jedoch zur Gewinnung von Metall mit bestimmten Eigenschaften niedrigere Temperaturen notwendig. Dabei verringert sich die Reduktionsgeschwindigkeit, weshalb die Ver­ wendung des bekannten Verfahrens für die Metallgewin­ nung unwirtschaftlich ist.Since there is a temperature interval in the Limit the temperature of the reduction process can change is the temperature-dependent reduction speed of the process a limited value. At maximum temperature is also the speed the highest reduction. In practice, however for the extraction of metal with certain properties lower temperatures necessary. Thereby reduced the reduction rate, which is why the ver application of the known method for the metal thread is uneconomical.

Es ist ein Verfahren zur Eisengewinnung aus Eisen­ hämatitoxid bekannt (B. M. Arakelian, L. A. Alexeev, A. A. Vasiliev u. a. "Untersuchung des Einflusses der Gamma- Bestrahlung auf die Kinetik der Reduktion von Hämatit durch Kohlenmonoxid". Die physikalische Chemie der direkten Eisengewinnung, Verlag "Nauka" (Moskau), 1977, S. 174 bis 175). It is a process for extracting iron from iron known hematite oxide (B. M. Arakelian, L. A. Alexeev, A. A. Vasiliev et al. a. "Examination of the influence of gamma Irradiation on the kinetics of hematite reduction through carbon monoxide ". The physical chemistry of direct iron production, publishing house "Nauka" (Moscow), 1977, pp. 174 to 175).  

Dieses Verfahren beinhaltet die Einbringung des zerkleinerten Hämatits in einen Reaktionsraum mit reduzierender Atmosphäre, die von Kohlenmonoxid ge­ bildet wird, die Erwärmung des Hämatits auf 873 bis 1073°K und die Bestrahlung des zu reduzierenden Stoffs durch Gamma-Strahlen mit Hilfe einer Anlage zur Gamma-Bestrahlung bei Verwendung von Kobaltiso­ topen mit einer Dosisleistung von 1,5 · 106 Röntgen pro Stunde.This process involves introducing the comminuted hematite into a reaction chamber with a reducing atmosphere formed by carbon monoxide, heating the hematite to 873 to 1073 ° K and irradiating the substance to be reduced with gamma rays using a gamma-ray system. Irradiation when using cobalt iso topen with a dose rate of 1.5 · 10 6 x-rays per hour.

Die Anwendung der Gamma-Bestrahlung bei der Ei­ sengewinnung aus Hämatit in einer Kohlenmonoxidatmosphäre bei einer Temperatur von 873 bis 1073°K erhöht die Reduktionsgeschwindigkeit um das Zweifache im Ver­ gleich zur Reduktion, die ohne Bestrahlung bei ge­ wöhnlichem Erwärmen abläuft.The application of gamma radiation to the egg Singe extraction from hematite in a carbon monoxide atmosphere at a temperature of 873 to 1073 ° K increases the Reduction speed by twice in ver equal to the reduction without radiation at ge normal heating expires.

Die Realisierung dieses Verfahrens wird jedoch dadurch erschwert, daß die gegenwärtig existieren­ den Anlagen zur Gamma-Bestrahlung bei Verwendung von Isotopen die Bestrahlung einer ausreichend gro­ ßen Materialmenge mit einer hohen Dosisleistung nicht ermöglichen, da die Gamma-Bestrahlung mit einer Dosisleistung von 1,5 · 106 Röntgen pro Stunde in einer Anlage zur Gamma-Bestrahlung bei Verwendung von Ko­ baltisotopen in stark begrenztem Raum durchgeführt wird, der nicht größer ist als einige Tausendstel eines Kubikmeters, weshalb diese Anlage eine sehr geringe Leistung hat.However, the implementation of this method is complicated by the fact that the gamma radiation systems currently in use with isotopes do not allow the irradiation of a sufficiently large amount of material with a high dose rate, since the gamma radiation with a dose rate of 1.5 10 6 X-rays per hour are carried out in a system for gamma radiation using cobalt isotopes in a very limited space, which is not larger than a few thousandths of a cubic meter, which is why this system has a very low output.

Außerdem schafft die Verwendung von Isotopen­ quellen für die Gamma-Bestrahlung eine ständige Ge­ fahr für die Gesundheit des Bedienungspersonals.It also creates the use of isotopes swell a constant Ge for the gamma radiation drive for the health of the operating personnel.

Am nächsten zum erfindungsgemäßen Verfahren kommt ein Verfahren zur Metallgewinnung aus metallhal­ tigen Stoffen (US, A, 40 05 956).The closest to the inventive method comes a process for extracting metal from metallhal term substances (US, A, 40 05 956).

Dieses Verfahren beinhaltet das Einbringen des zerkleinerten metallhaltigen Stoffs in einen Re­ aktionsraum mit inerter oder reduzierender Atmosphäre bei einem Gasdruck in den Grenzen von 1,333 bis 1,333 · 103 Pa und das Erhitzen des metallhaltigen Stoffs durch Einwirkung von Elektronen, Ionen und Gasmolekülen, deren Quelle eine Gas-Glimmentladung ist.This process involves introducing the comminuted metal-containing substance into a reaction space with an inert or reducing atmosphere at a gas pressure in the range from 1.333 to 1.333 × 10 3 Pa and heating the metal-containing substance by the action of electrons, ions and gas molecules, the source of which Is gas glow discharge.

Da der Druck des Reduktionsgases im Reaktionsraum 70mal kleiner ist als der gewöhnliche Luftdruck, ist die Geschwindigkeit der Reduzierung des Metalls aus dem metallhaltigen Stoff gering, da die Reduktionsge­ schwindigkeit vom Druck des Reduktionsgases abhängt und desto geringer wird, je geringer dieser Druck ist.Because the pressure of the reducing gas in the reaction chamber Is 70 times less than ordinary air pressure the rate of metal reduction the metal-containing substance is low because the reduction gene speed depends on the pressure of the reducing gas and the lower, the lower this pressure is.

Eine Glimmentladung entsteht im Gas bei einem Druck von 1,333 bis 1,333 · 103 Pa im Raum zwischen der Oberfläche des zu reduzierenden Stoffs und der in ei­ niger Entfernung über dem Stoff angebrachten Elektrode bei Erzeugung einer Potentialdifferenz zwischen der Elektrode und dem zu behandelnden Stoff. Die Potential­ differenz ist dabei nicht größer als einige Kilovolt. Die Energie der bei solch einer Entladung entstehenden Teilchen ist nicht größer als einige Kiloelektronen­ volt.A glow discharge occurs in the gas at a pressure of 1.333 to 1.333 · 10 3 Pa in the space between the surface of the substance to be reduced and the electrode attached some distance above the substance, producing a potential difference between the electrode and the substance to be treated. The potential difference is not greater than a few kilovolts. The energy of the particles resulting from such a discharge is not greater than a few kiloelectrons volt.

Als Elektronen- und Ionenquelle verwendet man auch Elektronen- und Ionenkanonen. Die von Elektronen- oder Ionenkanonen ausgesandten Elektronen bzw. Ionen besitzen eine Energie von nicht über einige -zig Kilo­ elektronenvolt. Deshalb unterliegt bei Verwendung von Ionen zur Bestrahlung des zu reduzierenden Stoffs nur eine sehr dünne Schicht des Stoffs der Einwirkung der Ionen. Die Ionen dringen fast nicht in den bestrahlten Stoff ein. Selbst dann, wenn der Stoff während der Ionenbestrahlung gemischt wird, unterliegt der Ein­ wirkung der Ionen nur eine sehr dünne Oberflächen­ schicht der Teilchen. Das bedeutet, daß nur ein ge­ ringer Teil des zu reduzierenden Stoffs der Einwir­ kung der Ionen ausgesetzt ist. One uses as electron and ion source also electron and ion cannons. That of electron or electrons or ions emitted by ion cannons have an energy of not more than a few tens of kilos electron volt. Therefore, when using Ions to irradiate the substance to be reduced only a very thin layer of the substance exposed to the Ions. The ions almost do not penetrate the irradiated ones Fabric. Even if the substance during the Ion radiation is mixed, is subject to on effect of the ions only a very thin surface layer of particles. That means that only one ge small part of the material to be reduced ion is exposed.  

Wenn Elektronen zur Bestrahlung des zu reduzie­ renden Stoffs verwendet werden, wird eine dickere Schicht der Einwirkung der Elektronen unterworfen, als bei der Verwendung von Ionen, da Elektronen ein größeres Durchdringungsvermögen haben. Aber selbst, wenn als Elektronenquelle eine Elektronenkanone ver­ wendet wird und die Elektronen eine Energie von -zig Kiloelektronenvolt haben, werden die Elektronen eben­ falls in einer ziemlich dünnen Schicht des zu reduzie­ renden Stoffs absorbiert, ohne tief in die Masse des Stoffs einzudringen (die Dicke der von den Elektronen bestrahlten Schicht des Stoffs beträgt einige Mikron). Wenn die Größe der Teilchen des zu reduzierenden Stoffs einige -zig Mikron beträgt, und der Stoff wäh­ rend der Bestrahlung gemischt wird, unterliegt nur die Oberflächenschicht der Teilchen des Stoffs der Einwirkung der Elektronen. Daher kommt es, daß nur ein Teil des zu reduzierenden Stoffs der Einwirkung der Elektronen ausgesetzt ist. Dieser Umstand, ver­ bunden mit den niedrigen Druck des Reduktionsgases, führt zu einer empfindlichen Verlangsamung des Pro­ zesses der Metallgewinnung aus metallhaltigen Stoffen bei der Herstellung von flüssigem Metall und Metall­ pulver und bei der Magnetisierung von schwachmagneti­ schem Eisenerz, wenn dieses Verfahren zur Anwendung kommt.If electrons to reduce the radiation material is used, a thicker Layer subjected to the action of electrons, than when using ions because electrons are a have greater penetration. But even if an electron gun ver is turned and the electrons have an energy of -zig Have kiloelectron volts, the electrons become flat if in a fairly thin layer of the too reduced absorbing substance without deep into the mass of the Penetrate (the thickness of the electrons irradiated layer of the fabric is a few microns). If the size of the particles to be reduced Fabric is a few tens of microns, and the fabric is mixing is only subject to the surface layer of the particles of the substance of the Action of electrons. Hence it is only part of the substance to be reduced which is exposed to electrons. This fact, ver associated with the low pressure of the reducing gas, leads to a sensitive slowdown of the pro Process of extracting metal from metal-containing substances in the production of liquid metal and metal powder and in the magnetization of weak magnetic chemical iron ore when this method is applied is coming.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Metallgewinnung aus metallhaltigen Stoffen bei dem diese Stoffe vorher zerkleinert, dann in einem Reaktionsraum mit reduzierender Atmosphäre eingebracht und durch Elektronenbestrah­ lung erwärmt werden, bereitzustellen. Dabei soll eine solche Bestrahlung bei bestimmten Druck in einem Reaktionsraum zur An­ wendung kommen, die den Prozeß der Metallgewinnung aus metallhaltigen Stoffen beschleunigt.The invention is based on the object Process for extracting metal from metal-containing Substances where these substances are crushed, then in a reaction chamber with reducing Introduced atmosphere and by electron beam be heated to provide. Such radiation should at certain pressure in a reaction space come the process of metal extraction accelerated from metal-containing substances.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die Bestrahlung durch beschleunigte Elektronen erfolgt, deren Energieflußdichte in den Grenzen von 1,25 · 104 bis 6 · 105 W/m2 schwankt, wobei im Reak­ tionsraum ein Druck von 1,334 · 103 bis 5,066 · 105 Pa aufrechterhalten wird.This object is achieved in that the irradiation is carried out by accelerated electrons whose energy flux density fluctuates within the limits of 1.25 · 10 4 to 6 · 10 5 W / m 2 , with a pressure of 1.334 · 10 3 to 5.066 in the reaction space · 10 5 Pa is maintained.

Bei der Metallgewinnung aus metallhaltigen Stof­ fen führt die Bestrahlung der metallhaltigen Stoffe durch beschleunigte Elektronen, deren Energieflußdich­ te in den Grenzen von etwa 1,25 · 104 bis etwa 6 · 105 W/m2 bei einem Druck im Reaktionsraum von etwa 1,334 · 103 bis etwa 5,066 · 105 Pa schwankt, zur Entste­ hung eines nicht synergetischen Effektes, d. h. zu ei­ ner sprunghaften Beschleunigung des Reduktionsprozes­ ses im Vergleich zu einem Prozeß bei der Bestrahlung mit nichtbeschleunigten Elektronen bei einem Druck im Reaktionsraum von 1,333 bis 1,333 · 103 Pa und im Vergleich zu einem Prozeß, der bei einem Druck von 1,334 · 103 bis 5,066 · 105 Pa ohne Bestrahlung des zu reduzierenden Stoffs abläuft.In the production of metal from metal-containing substances, the irradiation of the metal-containing substances by accelerated electrons leads to an energy flux density in the range of approximately 1.25 · 10 4 to approximately 6 · 10 5 W / m 2 at a pressure in the reaction chamber of approximately 1.334 · 10 3 to about 5.066 · 10 5 Pa fluctuates, for the development of a non-synergetic effect, ie for a sudden acceleration of the reduction process compared to a process in the case of irradiation with unaccelerated electrons at a pressure in the reaction space of 1.333 to 1.333 · 10 3 Pa and compared to a process which takes place at a pressure of 1.334 · 10 3 to 5.066 · 10 5 Pa without irradiation of the substance to be reduced.

Bei der Bestrahlung des metallhaltigen Stoffs werden die beschleunigten Elektronen von diesem Stoff absorbiert, wobei sie ihre Energie auf diesen Stoff übertragen. Dadurch erwärmt sich der metallhaltige Stoff. Das hohe Durchdringungsvermögen der beschleu­ nigten Elektronen ermöglicht eine hinreichend gleich­ mäßige Erwärmung der Schicht des zu reduzierenden Stoffs. Dabei beschränkt sich die Wirkung der be­ schleunigten Elektronen nicht nur auf die Erwärmung des metallhaltigen Stoffs. Die Bestrahlung des metall­ haltigen Stoffs mit beschleunigten Elektronen mit einer Energieflußdichte in den Grenzen von etwa 1,25 · 104 bis etwa 6 · 105 W/m2 führt zur Elektronenanre­ gung im Volumen des Stoffs, deren Dichte so gewaltig ist, daß eine neue Qualität der Einwirkung der Elek­ tronenbestrahlung auf den zu reduzierenden Stoff ein­ tritt, wodurch sowohl unmittelbar durch die Elektro­ nenanregung, als auch durch infolge der Relaxation der Elektronenanregung entstehenden strukturellen Kri­ stallfehlerstellen des bestrahlten Stoffs der Redukti­ onsprozeß stark intensiviert wird. Das ist dadurch begründet, daß die hohe Konzentration der Kristall­ fehlerstellen und der Elektronenanregung im festen Reaktionsteilnehmer, und zwar im zu reduzierenden Stoff, zu einer Beschleunigung der Diffusion der Me­ tall- und Sauerstoffionen und der Elektronen führt. Die Verstärkung des Diffusionsstroms dieser Teilchen und die hohe Konzentration der Elektronenanregung führt zu einer gewaltigen Erhöhung der Geschwindigkeit des Reduktionsprozesses, da bei der Reduktion der Stofftransport, d. h. die Übertragung von Metall- und Sauerstoffionen, und der Ladungstransport, d. h. die Übertragung von Elektronen und Gitterleerstellen, die Geschwindigkeit des Pro­ zesses bestimmende Gegebenheiten sind.When the metal-containing substance is irradiated, the accelerated electrons are absorbed by this substance and transfer their energy to this substance. This heats up the metal-containing substance. The high penetration ability of the accelerated electrons enables a sufficiently uniform heating of the layer of the substance to be reduced. The effect of the accelerated electrons is not limited to heating the metal-containing substance. The irradiation of the metal-containing substance with accelerated electrons with an energy flux density in the range from about 1.25 · 10 4 to about 6 · 10 5 W / m 2 leads to excitation of electrons in the volume of the substance, the density of which is so enormous that a new quality of the effect of electron radiation on the substance to be reduced occurs, whereby the reduction process is greatly intensified both directly by the electron excitation and by structural crystalline defects of the irradiated substance arising as a result of the relaxation of the electron excitation. The reason for this is that the high concentration of the crystal defects and the electron excitation in the solid reactant, namely in the substance to be reduced, leads to an acceleration of the diffusion of the metal and oxygen ions and the electrons. The amplification of the diffusion current of these particles and the high concentration of the electron excitation leads to a tremendous increase in the speed of the reduction process, since in the reduction the mass transfer, ie the transfer of metal and oxygen ions, and the charge transfer, ie the transfer of electrons and vacancies, the speed of the process are determining factors.

Die energiereichen beschleunigten Elektronen ha­ ben geringe relative Energieverluste beim Zusammen­ stoß mit Gasmolekülen. Deshalb kann der Gasdruck im Reaktionsraum erhöht werden, da sogar bei hohen Druck­ werten die Energieverluste der Elektronen gering sind. Die Erhöhung des Drucks aber bewirkt eine Beschleuni­ gung des Reduktionsprozesses, da bei der Druckerhö­ hung sich der Strom des Reduktionsmittels zur Ober­ fläche des zu reduzierenden Stoffs verstärkt und die Konzentration des Reduktionsmittels in der Zone, in der die Reduktion abläuft, zunimmt.The energetic accelerated electrons ha ben low relative energy losses when together collides with gas molecules. Therefore, the gas pressure in the Reaction space can be increased because even at high pressure value the energy losses of the electrons are low. However, increasing the pressure causes an acceleration of the reduction process, since the pressure increase hung the stream of the reducing agent to the upper area of the material to be reduced and the Concentration of the reducing agent in the zone, in the reduction expires increases.

Es ist vorteilhaft, daß bei Verwendung von Ei­ senerzkonzentrat als metallhaltiger Stoff bei der Eisengewinnung für die Herstellung von Eisenpulver die Energieflußdichte der beschleunigten Elektronen in den Grenzen von etwa 2 · 104 bis etwa 3 · 105 W/m2 aufrechterhalten wird.It is advantageous that the energy flux density of the accelerated electrons is maintained within the limits of about 2 · 10 4 to about 3 · 10 5 W / m 2 when using egg s ore concentrate as a metal-containing substance in the production of iron for the production of iron powder.

Untersuchungen haben gezeigt, daß diese Energieflußdichte bei der Eisengewinnung optimal ist, da dabei der Prozeß der Eisengewinnung maximal be­ schleunigt wird.Research has shown that this Energy flux density is optimal in iron production, since the process of iron extraction is maximal is accelerated.

Die untere Grenze der Energieflußdichte ist da­ durch begründet, daß bei einer Energieflußdichte un­ ter 2 · 104 W/m2 der Reduktionsprozeß im Vergleich zu bekannten Verfahren unwesentlich beschleunigt und die Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens un­ zweckmäßig wird.The lower limit of the energy flux density is justified by the fact that at an energy flux density of less than 2 · 10 4 W / m 2 the reduction process is accelerated insignificantly in comparison to known methods and the application of the method according to the invention becomes unreasonable.

Die obere Grenze der Energieflußdichte von 3 · 105 W/m2 ist dadurch begründet, daß bei einer hö­ heren Energieflußdichte die Temperatur so weit an­ steigt, daß es zum Sintern des gewonnenen Eisenpul­ vers kommt. Das Sintern ruft nicht nur unerwünschte Veränderungen der Qualität des zu reduzierenden Stoffs, sondern auch eine Verringerung der Geschwindigkeit des Reduktionsprozesses hervor. Diese Verringerung der Geschwindigkeit des Reduktionsprozesses ist dadurch begründet, daß beim Sintern die Oberfläche des zu reduzierenden Stoffs kleiner wird und das bei der Re­ duktion entstandene Metall den Zutritt des Redukti­ onsmittels zu den inneren, noch nicht restlos redu­ zierten Schichten des metallhaltigen Stoffs ver­ sperrt.The upper limit of the energy flux density of 3 · 10 5 W / m 2 is due to the fact that at a higher energy flux density the temperature rises so much that the iron powder obtained is sintered. Sintering not only causes undesirable changes in the quality of the material to be reduced, but also a reduction in the speed of the reduction process. This reduction in the speed of the reduction process is due to the fact that during sintering the surface of the material to be reduced becomes smaller and the metal formed during the reduction blocks the access of the reducing agent to the inner, not yet completely reduced layers of the metal-containing substance.

Es ist erwünscht, daß bei Verwendung von Wolf­ ramoxidkonzentrat als metallhaltiger Stoff zur Her­ stellung von Wolframpulver die Energieflußdichte der beschleunigten Elektronen in den Grenzen von etwa 1,7 · 105 bis etwa 6 · 105 W/m2 aufrechterhalten wird. It is desirable that when using ram oxide concentrate as a metal-containing substance for the manufacture of tungsten powder, the energy flux density of the accelerated electrons is maintained within the limits of about 1.7 × 10 5 to about 6 × 10 5 W / m 2 .

Untersuchungen haben gezeigt, daß bei der Wolf­ ramgewinung diese Energieflußdichte optimal ist, da dabei die Reduktionsgeschwindigkeit maximal zunimmt.Studies have shown that the wolf ramgewinung this energy flux density optimal is because the reduction speed is maximal increases.

Bei einer Energieflußdichte unter 1,7 · 105 W/m2 ist die Beschleunigung des Reduktionsprozesses uner­ heblich im Vergleich zu bekannten Verfahren, weshalb die Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens un­ zweckmäßig ist. Die obere Grenze der Energiefluß­ dichte von 6 · 105 W/m2 ist dadurch begründet, daß, wie Untersuchungen gezeigt haben, bei einer Erhöhung der Energieflußdichte über die genannte Grenze hin­ aus keine weitere Erhöhung der Geschwindigkeit des Reduktionsprozesses eintritt, der Energieverbrauch aber ansteigt.At an energy flux density below 1.7 · 10 5 W / m 2 , the acceleration of the reduction process is irrelevant compared to known methods, which is why the application of the method according to the invention is not practical. The upper limit of the energy flux density of 6 · 10 5 W / m 2 is due to the fact that, as studies have shown, if the energy flux density increases beyond the aforementioned limit, there is no further increase in the speed of the reduction process, but the energy consumption increases .

Es ist empfehlenswert, daß bei Verwendung von Nickeloxidkonzentrat als metallhaltiger Stoff zur Herstellung von Nickelpulver die Energieflußdichte der beschleunigten Elektronen in den Grenzen von etwa 1,25 · 104 bis etwa 2,1 · 104 W/m2 aufrechterhalten wird.It is recommended that when using nickel oxide concentrate as the metal-containing substance for the production of nickel powder, the energy flux density of the accelerated electrons is maintained within the limits of approximately 1.25 · 10 4 to approximately 2.1 · 10 4 W / m 2 .

Untersuchungen haben gezeigt, daß bei der Nickel­ gewinnung das angegebene Intervall der Energiefluß­ dichte optimal ist, da bei diesem Intervall der Reduktionsprozeß maximal beschleunigt wird.Studies have shown that nickel obtaining the specified interval of energy flow density is optimal because at this interval the reduction process is accelerated to the maximum.

Wenn die Energieflußdichte bei der Bestrahlung mit beschleunigten Elektronen kleiner als 1,25 · 104 W/m2 ist, nimmt die Reduktionsgeschwindigkeit uner­ heblich zu im Vergleich zum bekannten Verfahren. Un­ tersuchungen haben gezeigt, daß bei einer Erhöhung der Energieflußdichte über den angegebenen Grenzwert hinaus keine weitere Erhöhung der Geschwindigkeit des Reduktionsprozesses eintritt, der Energieverbrauch aber zunimmt.If the energy flux density when irradiated with accelerated electrons is less than 1.25 · 10 4 W / m 2 , the rate of reduction increases insignificantly in comparison with the known method. Investigations have shown that if the energy flux density is increased beyond the specified limit value, there is no further increase in the speed of the reduction process, but the energy consumption increases.

Es ist vorteilhaft, daß bei Verwendung von zinn­ haltigem Konzentrat als metallhaltiger Stoff bei der Zinngewinnung die Energieflußdichte der beschleunigten Elektronen in den Grenzen von etwa 2,6 · 105 bis etwa 6 · 105 W/m2 aufrechterhalten wird.It is advantageous that when tin-containing concentrate is used as the metal-containing substance in tin extraction, the energy flux density of the accelerated electrons is maintained in the range from about 2.6 · 10 5 to about 6 · 10 5 W / m 2 .

Untersuchungen haben gezeigt, daß bei der Zinn­ gewinnung aus zinnhaltigem Konzentrat diese Ener­ gieflußdichte optimal ist, weil sie den Reduktionsprozeß maximal beschleunigt.Studies have shown that tin Extraction of this ener from tin-containing concentrate pouring density is optimal because it is the reduction process accelerated to the maximum.

Bei einer Energieflußdichte der beschleunigten Elektronen von weniger als 2,6 · 105 W/m2 erhöht sich die Geschwindigkeit des Reduktionsprozesses nur un­ wesentlich im Vergleich zu bekannten Verfahren. Bei ei­ ner Verstärkung des Energieflusses über die angegebene Grenze hinaus kommt es zum Zusammensintern des zu re­ duzierenden Stoffs, wobei der Zutritt des Reduktions­ mittels zu dem zu reduzierenden Stoff und auch die Ableitung des gasförmigen Reduktionsprodukts aus dem zu reduzierenden Stoff erschwert sind. Die Reduk­ tionsgeschwindigkeit verringert sich dabei. Außerdem verschlechtert sich die Qualität des reduzierten Stoffs, da aus dem dabei entstehenden, nur teilweise reduzierten, gesinterten zinnhaltigen Konzentrat das reduzierte Zinn nicht restlos gewonnen werden kann. Auf diese Weise treten Zinnverluste ein.With an energy flux density of the accelerated electrons of less than 2.6 · 10 5 W / m 2 , the speed of the reduction process increases only insignificantly in comparison with known methods. When the energy flow is increased beyond the specified limit, the substance to be reduced is sintered together, the access of the reducing agent to the substance to be reduced and also the derivation of the gaseous reduction product from the substance to be reduced being difficult. The speed of reduction slows down. In addition, the quality of the reduced substance deteriorates, since the resulting tin, which is only partially reduced and sintered, contains the reduced tin. In this way tin losses occur.

Es ist wünschenswert, daß bei Verwendung von schwachmagnetischem Eisenerz als metallhaltiger Stoff zur Eisengewinnung bei der Magnetisierung des Erzes die Energieflußdichte der beschleunigten Elektronen in den Grenzen von etwa 2,0 · 104 bis etwa 4 · 105 W/m2 aufrechterhalten wird.It is desirable that when weakly magnetic iron ore is used as the metal-containing material for the production of iron in the magnetization of the ore, the energy flux density of the accelerated electrons is maintained within the limits of about 2.0 x 10 4 to about 4 x 10 5 W / m 2 .

Untersuchungen haben gezeigt, daß beim magneti­ sierenden Rösten diese Energieflußdichte der beschleunigten Elektronen optimal ist. Bei einer Ener­ gieflußdichte unter 2,0 · 104 W/m2 erhöht sich die Geschwindigkeit des Reduktionsprozesses nur unwesent­ lich im Vergleich zur Geschwindigkeit des Reduktions­ prozesses in bekannten Verfahren. Untersuchungen haben gezeigt, daß bei einer höheren Energieflußdichte als dem angegebenen Höchstwert keine Beschleunigung des Reduktionsprozesses eintritt. Die Reduktion des Erzes führt dabei nicht nur zur Bildung der Magnet­ phase, und zwar von Magnetit, in dem zu reduzierenden Stoff, sondern auch zur Bildung eines erheblichen Anteils von schwachmagnetischem Vjustit, d. h., die Qualität des zu reduzierenden Stoffs verschlechtert sich, da die Anwesenheit von Vjustit die magnetische Suszeptibilität des dem magnetisierenden Rösten unter­ zogenen Erzes verringert. Das bedeutet, daß die An­ wendung des erfindungsgemäßen Verfahrens in diesem Fall bei einer Energieflußdichte der beschleunigten Elektronen von über 6 · 105 W/m2 nicht ratsam ist.Studies have shown that when magnetizing roasting this energy flux density of the accelerated electrons is optimal. With an energy density below 2.0 · 10 4 W / m 2 , the speed of the reduction process increases only insignificantly compared to the speed of the reduction process in known processes. Studies have shown that if the energy flux density is higher than the specified maximum value, there is no acceleration of the reduction process. The reduction of the ore leads not only to the formation of the magnetic phase, namely of magnetite, in the substance to be reduced, but also to the formation of a considerable proportion of weakly magnetic vjustite, ie the quality of the substance to be reduced deteriorates because of the presence von Vjustit reduces the magnetic susceptibility of the ore drawn under the magnetizing roasting. This means that the application of the method according to the invention is not advisable in this case with an energy flux density of the accelerated electrons of over 6 · 10 5 W / m 2 .

Durchführung des VerfahrensExecution of the procedure

Das Verfahren zur Metallgewinnung aus metallhalti­ gen Stoffen kann in einer beliebigen bekannten Anlage realisiert werden, die eine hermetisch verschließbare Kammer enthält, die ähnlichen Zwecken dient. Der In­ nenraum der Kammer stellt einen Reaktionsraum dar. Die Konstruktion der Anlage sieht Mittel für die Zu­ führung der metallhaltigen Stoffe in den Reaktionsraum und die Abführung der Reduktionsprodukte, eine Vor­ richtung für die Zuführung eines Reduktionsgases und eine Vorrichtung für die Ableitung der gasförmigen Reduktionsprodukte vor.The process for extracting metal from metallhalti Gen substances can be in any known plant be realized, the one hermetically sealable Contains chamber that serves similar purposes. The In inner space of the chamber represents a reaction space. The construction of the plant provides funds for the Zu guidance of the metal-containing substances into the reaction space and the removal of the reduction products, a pre direction for the supply of a reducing gas and a device for the discharge of the gaseous Reduction products.

Die erwähnten Mittel und Vorrichtungen können in beliebigen bekannten Konstruktionen verwendet werden, die ähnlichen Zwecken dienen. Als Quelle für die be­ schleunigten Elektronen kann ein beliebiger bekannter, leistungsstarker Elektronenbeschleuniger verwendet werden.The means and devices mentioned can be found in any known constructions can be used serve similar purposes. As a source for the be accelerated electrons can be any known powerful electron accelerator used will.

Das Verfahren zur Metallgewinnung aus metallhal­ tigen Stoffen, z. B. von Eisen für die Herstellung von Eisenpulver besteht in folgendem. The process for extracting metal from metallhal term substances, e.g. B. of iron for the production of iron powder consists of the following.  

Den metallhaltigen Stoff zerkleinert man vorher bis zur geforderten Korngröße. Zur Herstellung von Eisenpulver verwendet man, z. B. einen eisenerzhalti­ gen Stoff mit einem Eisengehalt von 72%, der Rest ist Beierz.The metal-containing substance is crushed beforehand up to the required grain size. For production of Iron powder is used, e.g. B. an iron ore gene with an iron content of 72%, the rest is Beierz.

In den Reaktionsraum wird ein Reduktionsmittel geleitet, mit dessen Hilfe im Reaktionsraum eine re­ duzierende Atmosphäre geschaffen wird. Dabei kann ein gasförmiges Reduktionsmittel, z. B. Wasserstoff, oder ein festes Reduktionsmittel, z. B. Koks, verwendet werden, der in den Reaktionsraum zusammen mit dem me­ tallhaltigen Stoff eingebracht wird.A reducing agent is placed in the reaction chamber passed, with the help of a re creating atmosphere. A can gaseous reducing agent, e.g. B. hydrogen, or a solid reducing agent, e.g. B. coke used be in the reaction space together with the me tall material is introduced.

Als Reduktionsmittel zur Schaffung einer redu­ zierenden Atmosphäre beim magnetisierenden Rösten von schwachmagnetischem Eisenerz kann man, z. B. Erdgas, verwenden.As a reducing agent to create a redu decorative atmosphere when magnetizing roasting of weakly magnetic iron ore can, for. B. natural gas, use.

Dann bringt man den vorher zerkleinerten metall­ haltigen Stoff in den Reaktionsraum mit reduzierender Atmosphäre ein und erwärmt ihn durch Bestrahlung mit beschleunigten Elektronen.Then you bring the previously shredded metal containing substance in the reaction chamber with reducing Atmosphere and heats it up with radiation accelerated electrons.

Das Erhitzen des metallhaltigen Stoffs geschieht bei dessen Bestrahlung mit beschleunigten Elektronen durch den Energieverlust der beschleunigten Elektro­ nen bei deren Wechselwirkung mit dem metallhaltigen Stoff im Volumen dieses Stoffs, wohin die beschleunig­ ten Elektronen durch ihr hohes Durchdringungsvermö­ gen eindringen. Dadurch erwärmt sich der metallhalti­ ge Stoff. Die Erwärmung dauert solange an, bis die für das Reduzieren des Metalls notwendige Temperatur erreicht ist. Die Temperatur wird durch Auswahl der notwendigen Energieflußdichte der Elektronen festge­ legt.The metal-containing substance is heated when irradiated with accelerated electrons through the energy loss of accelerated electrical in their interaction with the metal-containing Substance in the volume of this substance wherever it accelerates electrons due to their high penetration capacity penetrate gene. This heats up the metal holder ge fabric. The warming continues until the temperature necessary for reducing the metal is reached. The temperature is determined by selecting the festge necessary energy flux density of the electrons sets.

Diese Dichte liegt in den Grenzen von etwa 1,25 · 104 bis etwa 6 · 105 W/m2. Die Bestrahlung des me­ tallhaltigen Stoffs mit beschleunigten Elektronen bei einer außerhalb der angegebenen Grenzen von 1,25 · 104 bis 6 · 105 W/m2 liegenden Energieflußdichte führt zur Verlangsamung der Reduktion.This density is in the range of about 1.25 · 10 4 to about 6 · 10 5 W / m 2 . Irradiation of the metal-containing substance with accelerated electrons at an energy flux density lying outside the specified limits of 1.25 · 10 4 to 6 · 10 5 W / m 2 leads to a slowdown in the reduction.

Untersuchungen haben gezeigt, daß die obere Gren­ ze von 6 · 105 W/m2 dadurch begründet ist, daß eine Er­ höhung der Energieflußdichte über diesen Wert hin­ aus zu keiner weiteren Beschleunigung des Reduktions­ prozesses führt, obwohl der Energieverbrauch dabei ansteigt.Studies have shown that the upper limit of 6 · 10 5 W / m 2 is due to the fact that an increase in the energy flux density above this value does not lead to any further acceleration of the reduction process, although the energy consumption increases.

Die untere Grenze der Energieflußdichte von 1,25 · 104 W/m2 ist dadurch begründet, daß bei einer Energieflußdichte unterhalb dieser Grenze die Ge­ schwindigkeit des Reduktionsprozesses ungenügend zu­ nimmt im Vergleich zu bekannten Verfahren, so daß die Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens dabei un­ zweckmäßig wird.The lower limit of the energy flux density of 1.25 · 10 4 W / m 2 is due to the fact that at an energy flux density below this limit the speed of the reduction process increases insufficiently compared to known methods, so that the application of the method according to the invention is un becomes appropriate.

Beim Erhitzen des metallhaltigen Stoffs in redu­ zierender Atmosphäre kommt es zur Reduktion des Me­ talls. Dabei fällt als Reduktionsprodukt nicht nur das Metall an, sondern auch Gas, das aus dem Reakti­ onsraum entfernt werden muß. Zur Entfernung dieses gasförmigen Reduktionsprodukts, dessen Anwesenheit im Reaktionsraum die Reduktionsgeschwindigkeit ver­ ringert, leitet man das gasförmige Reduktionsmittel durch eine Kammer, in deren Raum die Reduktion ab­ läuft. Das gasförmige Reduktionsmittel nimmt beim Durchströmen durch den Reaktionsraum das als Redukti­ onsprodukt anfallende Gas mit sich.When heating the metal-containing substance in redu atmosphere, the Me is reduced talls. As a reduction product, it doesn't just fall the metal but also gas coming from the reacti onsraum must be removed. To remove this gaseous reduction product, its presence in the reaction space the reduction rate ver wrestles, one passes the gaseous reducing agent through a chamber in whose space the reduction starts running. The gaseous reducing agent increases Flow through the reaction chamber as a reduct onproduct gas.

Zum Beispiel erhält man bei der Eisengewinnung aus Eisen­ erzkonzentrat bei Verwendung von Wasserstoff als Re­ duktionsmittel im Ergebnis der Reduktion Eisen in Form von Pulver und Wasser in Form von Dampf. Beim Durchströmen des Wasserstoffs durch den Reaktionsraum nimmt dieser den Wasserdampf aus dem Reaktionsraum mit sich. Der Wasserstoff wird danach vom Wasserdampf ge­ trennt und erneut in den Reaktionsraum geleitet. For example, when you get iron from iron ore concentrate when using hydrogen as Re as a result of the reduction in iron Form of powder and water in the form of steam. At the Flow of hydrogen through the reaction space this takes the water vapor from the reaction space yourself. The hydrogen is then ge from the water vapor separates and passed again into the reaction space.  

Bei der Bestrahlung des metallhaltigen Stoffs mit beschleunigten Elektronen mit einer Energiefluß­ dichte in den angegebenen Grenzen wird im Reaktions­ raum ein Druck von etwa 1,334 · 103 bis etwa 5,066 · 105 Pa aufrechterhalten. Die Anwendung beschleunigter Elektronen zusammen mit dem angegebenen Druck führt zur Entstehung eines nicht synergetischen Effektes, d. h. zum sprunghaften Anstieg der Geschwindigkeit des Reduktionsprozesses im Vergleich zu bekannten Verfahren.When irradiating the metal-containing substance with accelerated electrons with an energy flux density within the specified limits, a pressure of about 1.334 · 10 3 to about 5.066 · 10 5 Pa is maintained in the reaction space. The use of accelerated electrons together with the specified pressure leads to the creation of a non-synergistic effect, ie to a sudden increase in the speed of the reduction process compared to known processes.

Die untere Druckgrenze von 1,334 · 103 Pa ist da­ durch bedingt, daß bei einem geringeren Druck als 1,334 · 103 Pa die Geschwindigkeit des Reduktionspro­ zesses im Vergleich zu bekannten Verfahren unwesent­ lich zunimmt. Die Reduktionsdauer verlängert sich da­ bei und die Anwendung des erfindungsgemäßen Verfah­ rens wird unzweckmäßig. Untersuchungen haben gezeigt, daß die obere Druckgrenze von 5,066 · 105 Pa dadurch bedingt ist, daß bei einem höheren Druck als 5,066 · 105 Pa keine weitere Beschleunigung des Prozesses der Me­ tallgewinnung aus metallhaltigen Stoffen eintritt.The lower pressure limit of 1.334 · 10 3 Pa is due to the fact that at a lower pressure than 1.334 · 10 3 Pa the speed of the reduction process increases insignificantly compared to known methods. The reduction duration is longer there and the application of the method according to the invention becomes inappropriate. Studies have shown that the upper pressure limit of 5.066 · 10 5 Pa is due to the fact that at a pressure higher than 5.066 · 10 5 Pa there is no further acceleration of the process of metal extraction from metal-containing substances.

Wenn ein festes Reduktionsmittel verwendet wird, z. B. Koks, entstehen Kohlenmonoxid und Kohlendioxid als gasförmige Reduktionsprodukte. Kohlenmonoxid ist ein gasförmiges Reduktionsmittel, während Kohlendioxid im Reaktionsraum die Geschwindigkeit des Reduktions­ prozesses verringert. Zur Entfernung des Kohlendi­ oxids wird durch den Reaktionsraum ein Gas geleitet, z. B. Luft. Dabei wird im Reaktionsraum der Druck in den angegebenen Grenzen gehalten.If a solid reducing agent is used, e.g. B. coke, carbon monoxide and carbon dioxide as gaseous reduction products. Is carbon monoxide a gaseous reducing agent while carbon dioxide the speed of the reduction in the reaction space process reduced. To remove the Kohlendi oxide, a gas is passed through the reaction space, e.g. B. air. The pressure in kept within the specified limits.

Wenn der Prozeß der Metallgewinnung aus dem be­ treffenden metallhaltigen Stoff beendet ist, wird das Metall aus dem Reaktionsraum entfernt.If the process of extracting metal from the be metal-containing material is finished, that will Metal removed from the reaction space.

Bei der Anwendung des erfindungsgemäßen Verfah­ rens zur Metallgewinnung aus metallhaltigen Stoffen tritt ein nicht synergetischer Effekt auf, d. h., die Geschwindigkeit des Prozesses der Metallgewinnung aus metallhaltigen Stoffen nimmt sprunghaft zu im Ver­ gleich zu den bei Anwendung bekannter Verfahren er­ reichten Geschwindigkeiten.When using the method according to the invention rens for metal extraction from metal-containing substances there is a non-synergistic effect, i. i.e., the  Speed of the process of metal extraction metal-containing substances skyrocketed in ver equal to those using known methods ranged speeds.

Außerdem ermöglicht die Anwendung des erfindungs­ gemäßen Verfahrens infolge der Erhöhung der Geschwin­ digkeit des Prozesses der Metallgewinnung die Durch­ führung der Reduktion in kürzerer Zeit, was im Endergebnis zur Senkung des Energieverbrauchs bei der Metallproduktion führt. Außerdem ermöglicht die Me­ tallgewinnung bei hohen Geschwindigkeiten des Prozes­ ses auf einfache Weise Metall zu gewinnen, z. B. Ei­ senpulver, mit geringerem Gehalt an Restsauerstoff, d. h. mit höherer Qualität.In addition, the application of the invention allows according to the procedure due to the increase in speed the process of metal extraction management of the reduction in a shorter time, what in the Bottom line for reducing energy consumption at the Metal production leads. The Me metal extraction at high process speeds ses easy to extract metal, z. B. egg Senpulver, with a lower content of residual oxygen, d. H. with higher quality.

Zum besseren Verständnis des Wesens der Erfin­ dung werden im folgenden Durchführungsbeispiele des Verfahrens zur Metallgewinnung aus metallhaltigen Stoffen angeführt.To better understand the nature of the Erfin in the following implementation examples of the Process for extracting metal from metal-containing Fabrics listed.

In den Beispielen wird das erfindungsgemäße Ver­ fahren mit bekannten Verfahren nach der Zeitdauer der Reduktion des Metalls verglichen, die den Kehr­ wert der Geschwindigkeit des Reduktionsprozesses dar­ stellt.In the examples, the Ver drive with known methods according to the duration the reduction of the metal compared to the sweep value of the speed of the reduction process poses.

Als Zeitdauer der Reduktion des Metalls wird die Zeit angenommen, die notwendig ist, um 98,5% des im metallhaltigen Stoff enthaltenen Metalls zu reduzie­ ren.The period of reduction of the metal is the Assume time that is necessary to 98.5% of the im metal-containing substance to reduce metal ren.

Beispiel 1example 1

Zur Gewinnung von Eisen nach dem erfindungsge­ mäßen Verfahren bei der Herstellung von Eisenpulver verwendet man Eisenzunder mit einem Eisengehalt von etwa 74%, der Rest sind Begleitstoffe. Der Zunder wird vorher zerkleinert und dann in den Reaktionsraum ei­ ner hermetisch verschließbaren Kammer eingebracht. Durch die Kammer wird Wasserstoff in solcher Menge geleitet, daß der Gehalt an während der Reduktion im Reaktionsraum entstehendem Wasserdampf nicht mehr als 10% vom gesamten Gasgehalt während der gesamten Re­ duktionsdauer beträgt. Im Reaktionsraum wird ein Wasserstoffdruck von etwa 1,0133 · 105 Pa aufrechterhal­ ten. Dann bestrahlt man den Zunder mit beschleunig­ ten Elektronen mit einer Energieflußdichte von ca. 1,3 · 105 W/m2, wodurch er erwärmt wird. Der Vorgang wird bis zur restlosen Reduktion des Eisens durchge­ führt.To obtain iron by the method according to the invention in the production of iron powder, iron scale with an iron content of about 74% is used, the rest are accompanying substances. The scale is crushed beforehand and then introduced into the reaction space of a hermetically closable chamber. Hydrogen is passed through the chamber in such an amount that the content of water vapor generated during the reduction in the reaction space is not more than 10% of the total gas content during the entire duration of the reduction. A hydrogen pressure of about 1.0133 · 10 5 Pa is maintained in the reaction chamber. Then the scale is irradiated with accelerated electrons with an energy flux density of about 1.3 · 10 5 W / m 2 , whereby it is heated. The process is carried out until the iron is completely reduced.

Dafür sind 13 Minuten erforderlich.This takes 13 minutes.

Bei Anwendung des als Prototyp beschriebenen Ver­ fahrens werden für die restlose Reduktion des Eisens 15,43 Stunden benötigt. Das bedeutet, daß bei Anwen­ dung des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Eisenge­ winnung aus Zunder die Reduktionsdauer um 71,2mal verkürzt werden kann.When using the ver driving for the complete reduction of iron 15.43 hours needed. That means that with users extension of the process according to the invention for iron from tinder the reduction time by 71.2 times can be shortened.

Beispiel 2Example 2

Bei der Kupfergewinnung nach dem erfindungsge­ mäßen Verfahren für die Herstellung von feindisper­ giertem Kupferpulver wird Kupferoxid verwendet. Das Kupferoxid wird vorher zerkleinert und in den Reak­ tionsraum einer hermetisch verschließbaren Kammer eingebracht. Durch die Kammer wird Wasserstoff in sol­ cher Menge geleitet, daß die Konzentration des wäh­ rend der Reduktion entstehenden Wasserdampfs in der reduzierenden Atmosphäre nicht mehr als 10% vom Ge­ samtgasgehalt während der gesamten Reduktionsdauer beträgt.When extracting copper according to the Invention method for the production of fine disper gated copper powder, copper oxide is used. The Copper oxide is crushed beforehand and into the reak tion space of a hermetically closable chamber brought in. The chamber turns hydrogen into sol cher amount directed that the concentration of the sel during the reduction of water vapor in the reducing atmosphere not more than 10% of Ge total gas content during the entire reduction period is.

Der Wasserstoffdruck im Reaktionsraum beträgt etwa 5,066 · 105 Pa. Das Kupferoxid wird mit beschleu­ nigten Elektronen mit einer Energieflußdichte von ca. 1,25 · 104 W/m2 bestrahlt, wodurch es sich erwärmt. Der Vorgang wird bis zur restlosen Reduktion des Kupfers durchgeführt, wozu 2 Stunden erforderlich sind. The hydrogen pressure in the reaction space is about 5.066 · 10 5 Pa. The copper oxide is irradiated with accelerated electrons with an energy flux density of approximately 1.25 · 10 4 W / m 2 , whereby it heats up. The process is carried out until the copper is completely reduced, which takes 2 hours.

Im Vergleich zum Prototyp, bei dem die Reduktion des Kupfers mehr als 48 Stunden dauert, wird beim er­ findungsgemäßen Verfahren die Reduktionsdauer um mehr als das 24fache verkürzt.Compared to the prototype, where the reduction of copper lasts more than 48 hours inventive method the reduction time by more than shortened 24 times.

Beispiel 3Example 3

Bei Verwendung von Molybdänoxidkonzentrat als metallhaltiger Stoff im erfindungsgemäßen Verfahren wird bei dessen Reduktion zur Herstellung von Molyb­ dänpulver das Oxidkonzentrat vorher zerkleinert und in den Reaktionsraum einer hermetisch verschließba­ ren Kammer eingebracht. Die Reduktion läuft in einer Was­ serstoffatmosphäre bei einem Verbrauch des durch die Reaktionskammer strömenden Wasserstoffs ab, bei dem der bei der Reduktion entstehende Wasserdampf abgeleitet wird und die Konzentration des Wasser­ dampfs nicht mehr als 10% vom Gesamtgasgehalt im Reaktionsraum beträgt. Der Druck im Reaktionsraum liegt bei 1,334 · 103 Pa. Das Erhitzen des zu reduzie­ renden Stoffs erfolgt durch Bestrahlung mit beschleu­ nigten Elektronen mit einer Energieflußdichte von etwa 1,3 · 105 W/m2. Der Vorgang wird bis zur restlosen Reduktion des Molybdäns durchgeführt, wozu 20 Stunden notwendig sind.When using molybdenum oxide concentrate as a metal-containing substance in the process according to the invention, the oxide concentrate is crushed beforehand when it is reduced to produce molybdenum powder and introduced into the reaction space of a hermetically closable chamber. The reduction takes place in a hydrogen atmosphere when the hydrogen flowing through the reaction chamber is consumed, in which the water vapor generated during the reduction is drained off and the concentration of the water vapor is not more than 10% of the total gas content in the reaction space. The pressure in the reaction space is 1.334 · 10 3 Pa. The material to be reduced is heated by irradiation with accelerated electrons with an energy flux density of approximately 1.3 · 10 5 W / m 2 . The process is carried out until the molybdenum is completely reduced, which takes 20 hours.

Bei Anwendung des als Prototyp beschriebenen Ver­ fahrens wird zur restlosen Reduktion des Molybdäns 4,2mal mehr Zeit benötigt.When using the ver driving becomes a complete reduction of molybdenum 4.2 times more time needed.

Beispiel 4Example 4

Bei der Eisengewinnung nach dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung von Eisenpulver aus Eisen­ erzkonzentrat mit einem Eisengehalt von mehr als 72% und dem Rest-Beierz wird das Eisenerzkonzentrat vor­ her zerkleinert und dann in den Reaktionsraum einer hermetisch verschließbaren Kammer gebracht. In den Reaktionsraum wird Wasserstoff in solcher Menge gelei­ tet, daß die Konzentration des entstehenden Wasser­ dampfs im Reaktionsraum nicht mehr als 10% vom Ge­ samtgasgehalt beträgt. Dabei wird der notwendige Gasdruck im Reaktionsraum aufrechterhalten. Das Eisen­ erzkonzentrat wird durch Bestrahlung mit beschleunig­ ten Elektronen erhitzt. Den Vorgang führt man bis zur restlosen Reduktion des Eisens durch.When extracting iron according to the invention Process for producing iron powder from iron ore concentrate with an iron content of more than 72% and the remaining Beierz becomes the iron ore concentrate shredded here and then into the reaction chamber one hermetically sealed chamber. In the Reaction space will supply hydrogen in such an amount tet that the concentration of water produced  vapor in the reaction space not more than 10% of Ge total gas content. The necessary Maintain gas pressure in the reaction space. The iron Ore concentrate is accelerated by irradiation with ten electrons heated. The process leads up to complete reduction of the iron through.

Die Dauer der Reduktion beträgt dabei:The duration of the reduction is:

  • a) bei einem Druck im Reaktionsraum von etwa 1,0133 · 105 Pa und einer Energieflußdichte von etwa 2 · 104 W/m2 30 min;a) at a pressure in the reaction space of about 1.0133 · 10 5 Pa and an energy flux density of about 2 · 10 4 W / m 2 30 min;
  • b) bei einem Druck im Reaktionsraum von etwa 5,066 · 105 Pa und einer Energieflußdichte von etwa 3 · 105 W/m2 7,25 min.b) at a pressure in the reaction space of about 5.066 · 10 5 Pa and an energy flux density of about 3 · 10 5 W / m 2 7.25 min.

Bei Anwendung des Prototyps beträgt die Redukti­ onsdauer des Eisens in beiden Fällen 33 Stunden, d. h., im FallWhen using the prototype, the reduction is on time of iron in both cases 33 hours, d. H., in the case

  • a) bei Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens verkürzt sich die Zeitdauer der Reduktion des Eisens um 66mal und im Falla) when using the method according to the invention the period of time for iron reduction is reduced by 66 times and in the fall
  • b) um 264mal im Vergleich zum Prototyp.b) by 264 times compared to the prototype.
Beispiel 5Example 5

Bei der Wolframgewinnung nach dem erfindungsge­ mäßen Verfahren zur Herstellung von Wolframpulver verwendet man Wolframoxidkonzentrat. Das vorher zer­ kleinerte Konzentrat wird in den Reaktionsraum einer hermetisch verschließbaren Kammer eingebracht. Als Reduktionsmittel verwendet man Wasserstoff. Der Ver­ brauch des durch den Reaktionsraum geleiteten Wasser­ stoffs wird so festgelegt, daß während der Reduktion die Konzentration des entstehenden Wasserdampfs im Reaktionsraum nicht mehr als 10% vom Gesamtgasgehalt beträgt. Dabei wird der notwendige Wasserstoffdruck im Reaktionsraum aufrechterhalten. Das Wolframoxid­ konzentrat erhitzt man durch Bestrahlung mit be­ schleunigten Elektronen. In the tungsten extraction according to the Invention Process for the production of tungsten powder one uses tungsten oxide concentrate. That before smaller concentrate is in the reaction chamber hermetically sealed chamber introduced. As Reducing agents use hydrogen. The Ver need of the water passed through the reaction space Substance is determined so that during the reduction the concentration of water vapor in the Reaction space not more than 10% of the total gas content is. The necessary hydrogen pressure maintained in the reaction space. The tungsten oxide concentrate is heated by irradiation with be accelerated electrons.  

Der Vorgang wird bis zur restlosen Reduktion des Wolframs durchgeführt. Die Dauer der Reduktion beträgt dabei:The process is until the complete reduction of the Wolframs performed. The duration of the reduction is included:

  • a) bei einer Energieflußdichte der beschleunigten Elektronen von etwa 1,7 · 105 W/m2 und einem Druck im Reaktionsraum von etwa 1,0133 · 105 Pa 130 min = 2,17 Stunden;a) with an energy flux density of the accelerated electrons of about 1.7 · 10 5 W / m 2 and a pressure in the reaction space of about 1.0133 · 10 5 Pa 130 min = 2.17 hours;
  • b) bei einer Energieflußdichte der beschleunig­ ten Elektronen von etwa 2 · 105 W/m2 und einem Druck im Reaktionsraum von etwa 1,0133 · 105 Pa 23 min = 0,38 Stunden;b) at an energy flux density of the accelerated electrons of about 2 · 10 5 W / m 2 and a pressure in the reaction space of about 1.0133 · 10 5 Pa 23 min = 0.38 hours;
  • c) bei einer Energieflußdichte der beschleunig­ ten Elektronen von etwa 6 · 105 W/m2 und einem Druck im Reaktionsraum von etwa 5,066 · 105 Pa 1,2 min = 0,02 Stunden.c) at an energy flux density of the accelerated electrons of about 6 · 10 5 W / m 2 and a pressure in the reaction space of about 5.066 · 10 5 Pa 1.2 min = 0.02 hours.

Bei Anwendung des bekannten Verfahrens für die Wolframgewinnung in den Fällen a), b) und c) beträgt die Dauer der Reduktion des Wolframs über 48 Stunden, 12,8 Stunden bzw. 4,5 Stunden. Das bedeutet, daß bei Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens die Zeit­ dauer der Reduktion des Wolframs im Fall a) um 2,22 mal, im Fall b) um 33,7mal und im Fall c) um 225mal verkürzt wird.When using the known method for the Tungsten extraction in cases a), b) and c) the duration of the tungsten reduction over 48 hours, 12.8 hours or 4.5 hours. That means that at Application of the method according to the invention the time Duration of the tungsten reduction in case a) by 2.22 times, in case b) by 33.7 times and in case c) by 225 times is shortened.

Beispiel 6Example 6

Bei Verwendung von Nickeloxidkonzentrat als me­ tallhaltiger Stoff im erfindungsgemäßen Verfahren bei der Nickelgewinnung zur Herstellung von Nickelpulver bringt man das vorher zerkleinerte Konzentrat in den Reaktionsraum einer hermetisch verschließbaren Kammer ein. In die Kammer wird Wasserstoff geleitet, dessen Verbrauch so geregelt wird, daß der im Reaktionsraum während der Reaktion entstehende Wasserdampf nicht mehr als 10% vom Gesamtgasgehalt ausmacht. Dabei wird der notwendige Gasdruck aufrechterhalten. Das Nickel­ oxidkonzentrat erhitzt man durch Bestrahlung mit be­ schleunigten Elektronen. Der Vorgang wird bis zur rest­ losen Reduktion des Nickels durchgeführt.When using nickel oxide concentrate as me tall containing substance in the inventive method nickel production for the production of nickel powder you bring the previously shredded concentrate into the Reaction chamber of a hermetically sealed chamber a. Hydrogen is fed into the chamber Consumption is regulated so that in the reaction space no water vapor generated during the reaction accounts for more than 10% of the total gas content. Doing so maintain the necessary gas pressure. The nickel oxide concentrate is heated by irradiation with be  accelerated electrons. The process will continue until the rest carried out loose nickel reduction.

Die Dauer der Reduktion des Nickels beträgt dabei:The duration of the nickel reduction is:

  • a) bei einer Energieflußdichte der beschleunig­ ten Elektronen von etwa 1,25 · 104 W/m2 und einem Druck im Reaktionsraum von etwa 1,0133 · 105 Pa 60 min = 1 Stunde;a) at an energy flux density of the accelerated electrons of about 1.25 · 10 4 W / m 2 and a pressure in the reaction space of about 1.0133 · 10 5 Pa 60 min = 1 hour;
  • b) bei einer Energieflußdichte der beschleunig­ ten Elektronen von etwa 1,8 · 104 W/m2 und einem Druck im Reaktionsraum von etwa 1,0133 · 105 Pa 6 min = 0,1 Stunde;b) at an energy flux density of the accelerated electrons of about 1.8 · 10 4 W / m 2 and a pressure in the reaction space of about 1.0133 · 10 5 Pa 6 min = 0.1 hour;
  • c) bei einer Energieflußdichte der beschleunig­ ten Elektronen von etwa 2,1 · 104 W/m2 und einem Druck im Reaktionsraum von etwa 5,066 · 105 Pa 0,5 min = 0,008 Stunden.c) at an energy flux density of the accelerated electrons of about 2.1 · 10 4 W / m 2 and a pressure in the reaction space of about 5.066 · 10 5 Pa 0.5 min = 0.008 hours.

Bei Anwendung des Prototyps für die Nickelge­ winnung beträgt die Dauer der Reduktion des Nickels in den Fällen a), b) und c) 28 Stunden, 3,3 Stunden bzw. 3,3 Stunden. Das bedeutet, daß bei Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens die Zeitdauer der Reduktion des Nickels im Fall a) um 28mal, im Fall b) um 33mal und im Fall c) um 398mal verkürzt wird.When using the prototype for the nickelge the duration of the nickel reduction in cases a), b) and c) 28 hours, 3.3 hours or 3.3 hours. That means that when applied the duration of the inventive method Reduction of nickel in case a) by 28 times, in case b) is shortened by 33 times and in case c) by 398 times.

Beispiel 7Example 7

Bei der Zinngewinnung nach dem erfindungsgemä­ ßen Verfahren zur Herstellung von Zinn aus zinnhalti­ gem Konzentrat wird das aus 48,1% Zinn und 51,9% Be­ gleitstoffen bestehende Konzentrat zerkleinert und mit Koks vermischt, der als reduzierendes Medium ver­ wendet und in einer Menge von 10% von der Gesamt­ masse des metallhaltigen Stoffs zugesetzt wird. Danach bringt man das Konzentrat in einen Reaktionsraum ein und erhitzt durch Bestrahlung mit beschleunigten Elek­ tronen. Beim Erhitzen des Konzentrats wird das Zinn re­ duziert. Dabei wird Kohlendioxid frei. Durch den Re­ aktionsraum leitet man eine bestimmte Menge Luft, damit die Konzentration des Kohlendioxids im Reakti­ onsraum während des Reduktionsprozesses nicht über 10% vom Gesamtgasgehalt ansteigt. Dabei wird der notwen­ dige Gasdruck im Reaktionsraum aufrechterhalten.In the tin extraction according to the invention Process for the production of tin from tin According to the concentrate, this is made from 48.1% tin and 51.9% Be crushed existing lubricants and mixed with coke, which ver. as a reducing medium applies and in an amount of 10% of the total mass of the metal-containing substance is added. After that the concentrate is introduced into a reaction space and heated by irradiation with accelerated electr to roar. When the concentrate is heated, the tin turns right induced. This releases carbon dioxide. By the Re action space you conduct a certain amount of air,  thus the concentration of carbon dioxide in the reactor onsraum during the reduction process 10% of the total gas content increases. The necessary Maintain gas pressure in the reaction chamber.

Der Vorgang dauert so lange an, bis das Zinn restlos reduziert ist.The process continues until the tin is completely reduced.

Die Dauer der Reduktion beträgt dabei:The duration of the reduction is:

  • a) bei einer Energieflußdichte der beschleunig­ ten Elektronen von etwa 2,6 · 105 W/m2 und einem Druck im Reaktionsraum von etwa 1,0133 · 105 Pa 5 Stunden;a) at an energy flux density of the accelerated electrons of about 2.6 · 10 5 W / m 2 and a pressure in the reaction space of about 1.0133 · 10 5 Pa 5 hours;
  • b) bei einer Energieflußdichte der beschleunig­ ten Elektronen von etwa 3,2 · 105 W/m2 und einem Druck im Reaktionsraum von etwa 1,0133 · 105 Pa 12 min = 0,2 Stunden;b) at an energy flux density of the accelerated electrons of about 3.2 · 10 5 W / m 2 and a pressure in the reaction space of about 1.0133 · 10 5 Pa 12 min = 0.2 hours;
  • c) bei einer Energieflußdichte der beschleunig­ ten Elektronen von etwa 6 · 105 W/m2 und einem Druck im Reaktionsraum von etwa 5,066 · 105 Pa 3,5 min = 0,06 Stunden.c) at an energy flux density of the accelerated electrons of about 6 · 10 5 W / m 2 and a pressure in the reaction space of about 5.066 · 10 5 Pa 3.5 min = 0.06 hours.

Bei Anwendung des bekannten Verfahrens zur Zinn­ gewinnung beträgt die Reduktionsdauer in den Fällen a), b) und c) über 48 Stunden, 10,5 Stunden bzw. 10,5 Stunden.When using the known method for tin extraction is the duration of the reduction in the cases a), b) and c) over 48 hours, 10.5 hours and 10.5, respectively Hours.

Daraus ist ersichtlich, daß bei Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Zinngewinnung die Reduktionsdauer im Fall a) um 10mal, im Fall b) um 52,5mal und im Fall c) um 175mal verkürzt werden kann.From this it can be seen that when using the Method according to the invention for tin extraction Reduction time in case a) by 10 times, in case b) by Be shortened 52.5 times and in case c) by 175 times can.

Beispiel 8Example 8

Bei Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens zum magnetisierenden Rösten von schwachmagnetischem Eisenerz wird das Erz, und zwar Eisenquarzit, vorher bis zur Größenklasse 0,125 mm zermahlen. Das Erz vermischt man mit 85% Kohlenstoff enthaltendem Anthrazitstaub in einer Menge von 1,5% der Gesamtmasse und bringt es in einen Reaktionsraum ein. Das Erz erhitzt man durch Bestrahlung mit beschleunigten Elek­ tronen bei bestimmter Energieflußdichte. Das bei der Reduktion des Eisens entstehende Kohlendioxid wird aus dem Reaktionsraum entfernt, indem man Luft in kon­ stanter Menge durch den Reaktionsraum hindurchleitet.When using the method according to the invention for magnetizing roasting of weakly magnetic The ore, iron quartzite, becomes iron ore beforehand grind to size 0.125 mm. The ore is mixed with 85% carbon-containing anthracite dust in an amount of 1.5% of the total mass and bring it into a reaction space. The ore  is heated by irradiation with accelerated electr tron at a certain energy flux density. That at the Reduction of the iron resulting carbon dioxide is eliminated removed the reaction space by adding air in con constant amount passes through the reaction space.

Der Luftverbrauch wird so geregelt, daß die Kon­ zentration des Kohlendioxids im Reaktionsraum während des Prozesses 10% nicht übersteigt.The air consumption is regulated so that the Kon concentration of carbon dioxide in the reaction space during of the process does not exceed 10%.

Das magnetisierende Rösten wird abgebrochen, ehe das Eisen restlos reduziert ist. Die Dauer des ma­ gnetisierenden Röstens wird nach der maximalen Eisen­ ausbeute in der Magnetfraktion beim Aufbereitungs­ prozeß festgelegt.The magnetizing roasting is stopped before the iron is completely reduced. The duration of the ma Gnetizing roasting is after the maximum iron Yield in the magnetic fraction during processing process set.

Die Dauer des magnetisierenden Röstens bei Anwen­ dung des erfindungsgemäßen Verfahrens beträgt:The duration of magnetizing roasting in users The method according to the invention is:

  • a) bei einer Energieflußdichte der beschleunig­ ten Elektronen von ca. 2 · 104 W/m2 und einem Druck im Reaktionsraum von ca. 1,0133 · 105 Pa 2 min = 0,03 Stunden;a) with an energy flux density of the accelerated electrons of approx. 2 · 10 4 W / m 2 and a pressure in the reaction space of approx. 1.0133 · 10 5 Pa 2 min = 0.03 hours;
  • b) bei einer Energieflußdichte der beschleunig­ ten Elektronen von ca. 4 · 104 W/m2 und einem Druck im Reaktionsraum von ca. 1,0133 · 105 Pa 1 min = 0,017 Stunden.b) at an energy flux density of the accelerated electrons of approx. 4 · 10 4 W / m 2 and a pressure in the reaction space of approx. 1.0133 · 10 5 Pa 1 min = 0.017 hours.

Bei Anwendung des bekannten Verfahrens zum magne­ tisierenden Rösten beträgt die Röstdauer für die Fäl­ le a) und b) 14 bzw. 6,6 Stunden.When using the known method to magne roasting is the roasting time for the felling le a) and b) 14 and 6.6 hours, respectively.

Folglich verkürzt sich bei Anwendung des erfin­ dungsgemäßen Verfahrens zum magnetisierenden Rösten, bei dem ein festes Reduktionsmittel als reduzierendes Medium verwendet wird, die Dauer der Reduktion des Eisens im Fall a) um 467mal und im Fall b) um 388 mal.Consequently, when the inventions are applied, it shortens process according to the invention for magnetizing roasting, where a solid reducing agent as a reducing agent Medium used is the duration of the reduction of the Iron in case a) by 467 times and in case b) by 388 times.

Beispiel 9Example 9

Bei Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens zum magnetisierenden Rösten von schwachmagnetischem Eisenerz zermahlt man das Erz, und zwar Eisenquarzit, bis zur Größenklasse 0,125 mm. Das Erz befördert man in einen Reaktionsraum, wohin Erdgas als Reduktions­ mittel geleitet wird. Das Erz erhitzt man durch Be­ strahlung mit beschleunigten Elektronen bei bestimm­ ter Energieflußdichte.When using the method according to the invention for magnetizing roasting of weakly magnetic  You grind the ore, iron quartzite, up to size class 0.125 mm. The ore is transported into a reaction space, where natural gas as a reduction medium is managed. The ore is heated by Be radiation with accelerated electrons at determ ter energy flux density.

Im Reaktionsraum wird ein Gasdruck von 1,0133 · 105 Pa aufrechterhalten. Das magnetisierende Rösten wird abgebrochen, ehe das Eisen restlos reduziert ist. Die Dauer des magnetisierenden Röstens wird nach der maximalen Eisenausbeute in der Magnetfraktion beim Aufbereitungsprozeß festgelegt.A gas pressure of 1.0133 · 10 5 Pa is maintained in the reaction space. The magnetizing roasting is stopped before the iron is completely reduced. The duration of the magnetizing roasting is determined according to the maximum iron yield in the magnetic fraction during the processing process.

Die Dauer des magnetisierenden Röstens beträgt dabei:The duration of the magnetizing roasting is included:

  • a) bei einer Energieflußdichte der beschleunig­ ten Elektronen von etwa 3 · 104 W/m2 5 min = 0,08 Stunden;a) at an energy flux density of the accelerated electrons of about 3 · 10 4 W / m 2 5 min = 0.08 hours;
  • b) bei einer Energieflußdichte der beschleunig­ ten Elektronen von etwa 4 · 104 W/m2 3 min = 0,05 Stunden.b) at an energy flux density of the accelerated electrons of about 4 · 10 4 W / m 2 3 min = 0.05 hours.

Bei Anwendung des bekannten Verfahrens zum ma­ gnetisierenden Rösten beträgt die Röstdauer in den Fällen a) und b) 8 Stunden bzw. 4,5 Stunden.When using the known method for ma gnetizing roasting is the roasting time in the Cases a) and b) 8 hours and 4.5 hours, respectively.

Folglich verkürzt sich bei Anwendung des erfin­ dungsgemäßen Verfahrens zum magnetisierenden Rösten, bei dem ein gasförmiges Reduktionsmittel als redu­ zierendes Medium verwendet wird, die Dauer der Reduk­ tion des Eisens im Fall a) um 100mal und im Fall b) um 90mal.Consequently, when the inventions are applied, it shortens process according to the invention for magnetizing roasting, in which a gaseous reducing agent as redu Ornamental medium is used, the duration of the Reduk tion of iron in case a) by 100 times and in case b) by 90 times.

Aus den angeführten Beispielen ist ersichtlich, daß die Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens zu einem nicht synergetischen Effekt führt, d. h., zu einem sprunghaften Anstieg der Geschwindigkeit der Metallgewinnung aus metallhaltigen Stoffen, in eini­ gen Fällen um mehr als 460mal im Vergleich zu den Ge­ schwindigkeiten, die bei Anwendung bekannter Verfahren erzielt werden.The examples given show that that the application of the method according to the invention leads to a non-synergistic effect, d. i.e., too a sudden increase in the speed of the Metal extraction from metal-containing substances, in some cases by more than 460 times compared to the Ge  speeds when using known methods be achieved.

Industrielle AnwendbarkeitIndustrial applicability

Die vorliegende Erfindung kann zur Eisengewinnung bei der Herstellung von Eisenpulver aus Eisenzunder angewendet werden. Dabei verkürzt sich die Dauer der Reduktion des Eisens um 71,2mal im Vergleich zu bekannten Verfahren der Eisengewinnung.The present invention can be used for the production of iron in the production of iron powder from iron scale be applied. This shortens the duration of the Reduction of iron by 71.2 times compared to known methods of iron extraction.

Bei Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Eisengewinnung bei der Herstellung von Eisenpul­ ver aus Eisenerzkonzentrat mit einem Eisengehalt von mehr als 72% (der Rest ist Beierz) verkürzt sich die Zeit für die vollkommene Reduktion des Eisens um 264mal.When using the method according to the invention for iron production in the production of iron powder ver from iron ore concentrate with an iron content by more than 72% (the rest is Beierz) the time for the complete reduction of iron 264 times.

Bei Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Wolframgewinnung bei der Herstellung von Wolfram­ pulver aus Wolframoxidkonzentrat kann die Dauer der vollkommenen Reduktion des Wolframs um 225mal im Vergleich zu bekannten Verfahren der Wolframgewinnung verkürzt werden.When using the method according to the invention for the production of tungsten in the production of tungsten powder from tungsten oxide concentrate can extend the duration of the perfect reduction of the tungsten by 225 times in Comparison to known methods of tungsten extraction be shortened.

Bei Verwendung von schwachmagnetischem Eisenerz kann die Dauer der Reduktion des Eisens um 467mal im Vergleich zu bekannten Verfahren verkürzt werden.When using weakly magnetic iron ore can reduce the duration of iron reduction by 467 times can be shortened compared to known methods.

Claims (6)

1. Verfahren zur Metallgewinnung aus metallhal­ tigen Stoffen, bei dem diese Stoffe vorher zerkleinert, dann in einen Reaktionsraum mit reduzierender Atmosphäre eingebracht und durch Elek­ tronenbestrahlung erwärmt werden, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Bestrahlung durch beschleunigte Elektronen erfolgt, deren Energiefluß­ dichte in den Grenzen von 1,25 · 104 bis 6 · 105 W/m2 liegt, wobei im Reaktionsraum ein Druck von 1,334 · 103 bis 5,066 · 105 Pa aufrechter­ halten wird.1. A process for metal extraction from metal-containing substances, in which these substances are first crushed, then introduced into a reaction chamber with a reducing atmosphere and heated by electron radiation, characterized in that the radiation is carried out by accelerated electrons, the energy flow density of which is within the limits is from 1.25 · 10 4 to 6 · 10 5 W / m 2 , a pressure of 1.334 · 10 3 to 5.066 · 10 5 Pa being maintained in the reaction space. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung von Eisenerzkonzentrat als metallhaltiger Stoff bei der Eisengewinnung für die Herstellung von Eisenpulver die Energieflußdichte der beschleunigten Elektronen in den Grenzen von 2 · 104 bis 3 · 105 W/m2 aufrechterhalten wird.2. The method according to claim 1, characterized in that when using iron ore concentrate as a metal-containing substance in the production of iron for the production of iron powder, the energy flux density of the accelerated electrons is maintained within the limits of 2 · 10 4 to 3 · 10 5 W / m 2 . 3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung von Wolframoxidkonzentrat als metallhaltiger Stoff bei der Wolframgewinnung zur Herstellung von Wolframpul­ ver die Energieflußdichte der beschleunigten Elek­ tronen in den Grenzen von 1,7 · 105 bis 6 · 105 W/m2 aufrechterhalten wird.3. The method according to claim 1, characterized in that when using tungsten oxide concentrate as a metal-containing substance in the production of tungsten for the production of tungsten powder ver the energy flux density of the accelerated electrons in the limits of 1.7 · 10 5 to 6 · 10 5 W / m 2 is maintained. 4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung von Nickeloxidkonzentrat als metallhaltiger Stoff bei der Nicklgewinnung zur Herstellung von Nickelpulver die Energieflußdichte der beschleunigten Elektronen in den Grenzen von 1,25 · 104 bis 2,1 · 104 W/m2 aufrechterhalten wird.4. The method according to claim 1, characterized in that when using nickel oxide concentrate as a metal-containing substance in nickel production for the production of nickel powder, the energy flux density of the accelerated electrons in the limits of 1.25 · 10 4 to 2.1 · 10 4 W / m 2 is maintained. 5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung von zinnhaltigem Konzentrat als metallhaltiger Stoff bei der Zinngewinnung die Energieflußdichte der beschleu­ nigten Elektronen in den Grenzen von 2,6 · 105 bis 6 · 105 W/m2 aufrechterhalten wird.5. The method according to claim 1, characterized in that when using tin-containing concentrate as a metal-containing substance in tin extraction, the energy flux density of the accelerated electrons is maintained within the limits of 2.6 · 10 5 to 6 · 10 5 W / m 2 . 6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung von schwachmagnetischem Eisenerz als metallhaltiger Stoff zur Eisengewinnung bei der Magnetisierung des Erzes die Energieflußdichte der beschleunigten Elektronen in den Grenzen von 2 · 104 bis 4 · 105 W/m2 aufrechterhalten wird.6. The method according to claim 1, characterized in that when using weakly magnetic iron ore as a metal-containing material for iron production in the magnetization of the ore, the energy flux density of the accelerated electrons is maintained within the limits of 2 · 10 4 to 4 · 10 5 W / m 2 .
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1319684C (en) * 2005-04-25 2007-06-06 昆明理工大学 Method for preparing natural micro alloy iron powder from vanadium-titanium-iron headings by microwave radiation

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4005956A (en) * 1973-04-11 1977-02-01 Inoue-Japax Research Incorporated Powder activation and integrated powder metallurgy system

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DD74082A (en) *
SU582911A1 (en) * 1973-03-27 1977-12-05 Ордена Трудового Красного Знамени Институт Проблем Материаловедения Ан Украинской Сср Method of making metallic powders

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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