DE558684C

DE558684C - Verfahren zur Gewinnung von Mangan und Eisen aus Erzen

Info

Publication number: DE558684C
Application number: DEB138190D
Authority: DE
Original assignee: BRADLEY FITCH Co
Current assignee: BRADLEY FITCH Co
Priority date: 1928-07-01
Filing date: 1928-07-01
Publication date: 1932-09-10

Description

Verfahren zur Gewinnung von Mangan und Eisen aus Erzen Es ist bekannt, Mangan aus Erzen oder aus anderen manganhaltigen Stoffen derart zu gewinnen, daß nach Überführung der in den Erzen enthaltenden Manganverbindungen in Manganoxyd dieses aus den Erzen mit Hilfe von geeigneten Lösungen ausgelaugt wird. Als Rohmaterial werden hierbei verschiedene manganhaltige Stoffe, z. B. auch solche, welche neben Mangan Eisen enthalten, verwendet. Die Erze werden zerkleinert und bei erhöhter Temperatur derart reduziert, daß das enthaltene Mangan für Ammonsalzlösungen löslich gemacht wird, während das Eisen im Rückstande verbleibt. Nach der Digerierung werden die ungelösten Stoffe von der Lauge getrennt und die das Mangan enthaltenden Lösungen zwecks Gewinnung von Mangan weiterbehandelt. Es hat sich jedoch gezeigt, daß nach diesem Verfahren nur eine teilweise Gewinnung des Mangans möglich wird, so daß das Verfahren eine technische Bedeutung nicht erlangen konnte.
Vorliegende Erfindung betrifft nun gleichfalls ein Verfahren zur Gewinnung von Mangan und Eisen aus Erzen oder anderen diese Stoffe enthaltenden Materialien durch Erhitzung der Ausgangsstoffe in einer reduzierenden Atmosphäre auf erhöhte Temperaturen und anschließende Laugung mit zur Lösung von Mangan, jedoch nicht zur Lösung von Eisen geeigneten Ammonsalzlösungen. Von bekannten Verfahren unterscheidet sich die vorliegende Erfindung dadurch, daß die Erhitzung .der Ausgangsmaterialien in Gegenwart der reduzierenden Gase unter Einleitung von Luft und bei gleichzeitiger Anwesenheit von Wasserdampf, welcher eingeleitet undioder durch teilweise Verbrennung der reduzierenden Gase mit dem Luftsauerstoff gebildet ist, erfolgt. Durch dieses Vorgehen wird das Ofenprodukt in besonderer Weise zu einem selektiven Laugeprozeß befähigt.
Wie weiterhin festgestellt wurde, findet die erfindungsgemäße Erhitzung der Ausgangsmaterialien zweckmäßig bei Temperaturen unter 6oo° statt. Hierdurch wird die Bildung von in Ammonsalzlösungen leicht löslichem Mangan und die Bildung von unlöslichem Eisen noch weiterhin begünstigt und so Verluste von Manganoxyd vermieden, wie sie bei größerer Menge in Lösung gegangenen Eisens und anderer Verunreinigungen entstehen würden. Die Vermeidung von Manganverlusten ist insbesondere dann von Bedeutung, wenn es sich um die Verarbeitung manganarmer Erze handelt. Gleichzeitig wird bei Einhaltung der angegebenen Temperaturen das Eisen in einer Form erhalten, in der es insbesondere bei Verarbeitung eisenreicher Ausgangsmaterialien nach der Durchführung der Laugung leicht durch magnetische Aufbereitung-gewonnen werden kann.
Als Rohmaterialien zur Gewinnung von Mangan können Erze, wie z. B. Oxyde, Carbonate, Silikate, Manganoxysilikate u. dgl., Verwendung finden. Einige dieser Erze machen zwecks Gewinnung von Manganoxyd eine Reduktion nötig, während andere schon durch Erhitzen in nicht oxydierenden Atmosphären das gewünschte Manganoxyd bilden. Besonders manganarme Erze bedürfen der Reduktion. Als Beispiel solchen man,-anarmen Erzes sei folgendes mit Analyse angeführt: Mangan 19,3:2'/" Eisen 24,3404, Kieselsäure 2-5,o7'/" Calciumspuren und außerdem enthaltend Hämatit, Limonit, Magnesit, Psilomelan und Pyrolusit.
Bei Verwendung von brennbaren Gasen als reduzierendes Mittel, z. B. solchen, welche Kohlenoxyd und Wasserstoff enthalten, wird zweckmäßig Luft diesen Gasen zugemischt. Hierdurch wird ein Teil des Gases zur Verbrennung gebracht und die für den Vorgang notwendige Hitze erzeugt, während der bei der Verbrennung resultierende Wasserdampf außerordentlich geeignet ist, auf das vorhandene Eisen derart einzuwirken, daß dieses weniger löslich wird und somit in den Rückständen verbleibt und weiterhin ihm einen magnetischen Charakter verleiht. Es hat sich als zweckmäßig erwiesen, neben dem sich bildenden Wasserdampf noch weitere Mengen z. B. durch Zumischen zur Luft oder in Mischung mit dem reduzierenden Gas in den Prozeß einzuführen.
In der Praxis wird der Reduktionsofen an einem Ende mit dem Rohmaterial beschickt, während am anderen Ende, z. B. am Ausflußloch, das reduzierende Gas gegebenenfalls in Mischung mit Luft und Dampf eingeblasen und im Gegenstrom über die Erze geführt wird. Wie gefunden wurde, findet die Reduktion der Manganverbindungen zu MnO statt, bevor das Eisen zu einer Stufe reduziert wird, die unter der magnetischen Form Fe304 liegt. Nur ganz geringe Mengen von Eisen werden derart reduziert, daß sie bei dem sich anschließenden Laugenprozeß mit dem Mangan in Lösung gehen. Erst wenn 85 bis go °1o der höheren Oxyde des Mangans zu Manganoxyd reduziert sind, tritt allmählich ein Wachsen der löslichen Eisenmengen ein, und zwar in dem Maße, wie .die Manganreduktion ihrem Ende sich nähert. Da die Bildung von löslichem Eisen auf dem Einfluß der Temperatur beruht, wird nach vorliegendem Verfahren eine so niedere Temperatur verwendet, wie sie unter allgemeinen und speziellen technischen Rücksichten möglich ist.
Die aus dem Ofen kommenden Erze werden zweckmäßig gekühlt oder gelöscht. Zum Löschen kann Wasser oder eine starke oder verdünnte Lösung von Laugematerial verwendet werden, zweckmäßig ist es jedoch, das Produkt zu kühlen, und zwar vorzugsweise mit demselben Gas, welches im Ofen als Reduktionsgas zur Verwendung kommt. Das rtduzierte und gekühlte Erz wird hierauf Laugungsprozessen mit Ammonsalzlösungen bei erhöhter Temperatur und unter Entfernung des den Lösungsprozeß störenden Ammoniaks unterworfen und aus den erhaltenen Lösungen nach Abtrennung der Verunreinigungen einschließlich des Eisens das Mangan ausgefällt. Beispiele 1. Ein Rohmaterial, z. B. Minnesota-Erz, wird gemahlen und ein Ofen, z. B. ein Herreshoffofen, mit dem gemahlenen Erz beschickt, während am anderen Ende des Ofens ein Gemisch von reduzierendem Gas, Luft und Wasserdampf eingeführt wird. Als reduzierendes Gas kann ein Leuchtgas mit folgender Analyse zur Verwendung kommen: Kohlendioxyd 3,1 °/o, Sauerstoff 1,7 °/o, Kohlenoxyd 21,5 %, Methan 24,0 °/o, Wasserstoff 32,0 °/o, Stickstoff 8,o %, höherer Kohlenwasserstoff 9,7 °l,. Luft wird in genügenden Mengen eingeführt um eine Temperatur zwischen 400 und 45o° zu erreichen, wobei die Temperatur am untersten Ende des Ofens gemessen wird. Das reduzierte Erz wird gekühlt, vorzugsweise -derart, daß es durch eine Kühlkammer geführt wird, durch die ein reduzierendes Gas, welches zweckmäßig dasselbe ist, wie es im Ofen als Reduziergas zur Verwendung kommt, streicht. Dieses Gas wird zweckmäßig von der Kühlkammer in den Ofen geleitet.
2. Vergleichsversuche, betreffend die Reduktion eines Mangan und Eisen enthaltenden Erzes in Gegenwart und Abwesenheit von Wasserdämpfen.

Für die Versuche wurde ein Minnesota-Erz verwendet, dessen Analyse etwa 15 °% Mangan und 30 %Eisen ergeben hatte. Die Reduktion dieses Materials wurde unter Abschluß von Luft bei Außenbeheizung des Reaktionsgefäßes durchgeführt und als reduzierendes Mittel Wassergas verwendet. Die einzelnen Daten, welcheAufschluß über dieReduktionstemperaturen, die Bedingungen der Reduktion und die Menge der löslich gemachten Anteile an Eisen und Mangan geben, sind in der folgenden Tabelle zusammengestellt. Dabei ist unter den Reduktionsbedingungen mit A eine Reduktion bezeichnet, welche in Gegenwart von Wasserdampf, und mit B eine solche, welche ohne Mitwirkung von Wässerdampf durchgeführt ist. Die unter Mn und Fe angegebenen Zahlen bedeuten die Menge des in roo ccm einer Ammoniumsulfatlaugelösung lösbaren Eisens bz«-. Mangans in g:

Reduhtions- Redul:tions- Mn Fe

temperatur bedingung

1. Versuch 450 A 1,16 0,013

450 B 1,71 0,24

50o A 1,65 0,017

50o B 1,51 o,32

2. Versuch 450 A 1,16 o,oo15

450 B 1,717 0,03

500 A - 0,0023

50o B 1,515 0,033

Aus den Angaben dieser Tabelle erhellt, daß bei einer Reduktion mit Wasserdampf die Menge des in der Salzlösung löslichen Eisens ganz erheblich geringer ist als bei einer Reduktion, welche unter sonst gleichen Versuchsbedingungen ohne die Mitwirkung von Wasserdampf durchgeführt ist. Sie beträgt im ersten Falle etwa den zehnten bis zwanzigsten Teil wie bei einer Reduktion nach bekannten Verfahren.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: r. Verfahren zur Gewinnung von Mangan und Eisen aus Erzen oder anderen diese Stoffe enthaltenden Materialien durch Erhitzung der Ausgangsstoffe in einer reduzierenden Atmosphäre und anschließende Laugung mit Ammonsalzlösungen, dadurch gekennzeichnet, daß die Erhitzung der Ausgangsmaterialien in Gegenwart der reduzierenden Gase unter Einleitung von Luft und gleichzeitiger Anwesenheit von Wasserdampf, welcher eingeleitet undloder durch teilweise Verbrennung der reduzierenden Gase mit dem Luftsauerstoff gebildet ist, erfolgt.
2. Verfahren nach Anspruch r, dadurch gekennzeichnet, daB die Erhitzung der Ausgangsmaterialien unter Mitwirkung der reduzierenden Gase in Gegenwart von Wasserdampf zur Bildung von in Ammonsalzlösungen leicht löslichem Mangan und zur Bildung von unlöslichem Eisen, welches insbesondere bei Verarbeitung eisenreicher Ausgangsmaterialien nach der Durchführung der Laugung magnetisch aufbereitet werden kann, bei Temperaturen unter 60o° erfolgt.