DE586078C

DE586078C - Verfahren zur Entfernung von Arsen und Antimon aus Eisen- und Manganerzen

Info

Publication number: DE586078C
Application number: DEV26353D
Authority: DE
Original assignee: Vereinigte Stahlwerke AG
Current assignee: Vereinigte Stahlwerke AG
Priority date: 1931-02-10
Filing date: 1931-02-10
Publication date: 1933-10-18

Description

Verfahren zur Entfernung, von Arsen und Antimon aus Eisen- und Manganerzen Arsen und Antimon sind schädliche, aber häufig vorkommende Begleiter von Eisen-und Manganerzen. Ihre Entfernung ist daher schon häufig versucht worden. Es lag zunächst nahe, das ^ Erz zu reduzieren, um das Arsen dann in metallischer Form zu verflüchtigen. Dieses Verfahren führt zwar bei der Austreibung anderer flüchtiger Metalle, wie z. B. Zink und Cadmium, zum Ziele. Bei Arsen und Antimon ist dies aber nur unter besonderen, bei der bekannten Arbeitsweise nicht beachteten Voraussetzungen der Fall.
Weiterhin ist vorgeschlagen worden, Eisenerze zunächst mit Wasserstoff zu reduzieren und darauf mit Kohlensäure zu behandeln.
Die Erfindung zeigt einen Weg, um eine solche mehrfache Behandlung zu ersparen und die Entarsenierung mit einem einzigen Gasgemisch durchzuführen; sie beruht auf der Feststellung, daß. die Überführung der Arsenverbindungen des Erzes in eine austreibungsfähige Form mit Hilfe von Kohlenoxyd bereits bei sehr viel geringeren Kohlenoxydgchalten beginnt ,als die Reduktion der Eisenoxyde zu metallischem Eisen oder Eisencarbiden, und zwar geht die Reduktion der vorliegenden Eisenoxyde bei diesem Verlauf höchstens bis zum Eisenoxydul (Fe0), die der Arsenverbindungen des Erzes bis zu der austreibungsfähigen Form, wahrscheinlich FeAs. Diese Arsenverbindung kann durch Kohlensäure ausgetrieben werden, wahrscheinlich nach der Gleichung FeAs+CO@ = Fe0+CO+As Das Arsen entweicht als Gas zusammen mit dem Gasgemisch. - Um die Gefahr zu vermeiden, daß die Reaktion zum Stillstand kommt, muß für ständige Abführung der bei dem Verfahren entstehenden Gase gesorgt werden. Das Kohlenoxyd des Gasgemisches kann ganz oder teilweise durch andere Reduktionsmittel, wie z. B. Wasserstoff oder Kohlenwasserstoffe, ersetzt werden. Die Kohlensäure ist dagegen .ein wesentlicher, zur Durchführung der Entarsenierung notwendiger Bestandteil des Gasgemisches.
Die Höchstgrenze für die Reduktionsstoffe des Gasgemisches ist gemäß der Erfindung an die Bedingung geknüpft, daß sich aus dem Erz noch kein metallisches Eisen oder Eisencarbid bildet. Die Grenze für Gasgemische, in deren Gegenwart noch kein freies Eisen entsteht, ist für Kohlenoxyd-Kohlensäure-Gemische nach den Messungen von R. S c h e n k und Mitarbeitern bekannt (vgl. Zeitschrift f. anorganische und allgemeine Chcinie 167 19271, S.316). In der dort angegebenen Fig. i wird die Grenze durch die Gleichgewichte @#-'üstit (FcU)-OxoaUStelllt, Wüstit-Oxoferrit und Fe" O,1- Fel C gebildet. Die Beeinflussung durch Druck und Temperatur ist aus dieser Arbeit ebenfalls zu ersehen. Durch Anwesenheit von Kalk, Kieselsäure usw. tritt eine Verschiebung der Grenze ein, die gegebenenfalls durch einfache, dem Fachmann bekannte Versuche bestimmt werden kann.
In bezug auf das zumeist als Fe203 vorliegende Eisenerz ist das Gasgemisch noch als reduzierend anzusprechen. Von den bisher vorgeschlagenen reduzierenden Gasgemischen. unterscheidet sich diese Vorschrift durch die beiden für den Erfolg der Entarsenierung wesentlichen Merkmale die Angabe einer oberen Grenze für den Gehalt an Reduktionsstoffen und den Gehalt an Kohlensäure.
Als Beispiel für das Verfahren sind in der beiliegenden Zahlentafel die mit einem Erz mit o,73% As und i,3% Sb erreichten Werte nach einstündiger Behandlung bei goo° C angegeben. Am günstigsten verhalten sich die `Mischungen üi dem Bereich zwischen q.o bis 8o% C02, Rest CO, in dem einen Fall, und 7o bis 9o% C02, Rest H2, in dem zweiten Falle, während im Gebiet des metallischen Eisens (75% CO) der Wirkungsgrad nicht ausreicht.
Als günstigste Arbeitsweise ergibt sich, das Gasgemisch bei reinen Kohlenoxyd-Kohlen-Säure-Gemischen auf etwa 5o bis 7ooio C02 einzustellen. Je mehr «Wasserstoff zugeben ist, i um so mehr verschiebt sich die günstigste Zusammensetzung zu höheren C02-Gehalten des Gases. Da die reduzierenden Bestandteile des Gasgemisches nur im ersten Teil des Teilprozesses, nämlich zur Reduktion des FeAs0i, benötigt werden., so ist ,es zweckmäßig, gegen Ende der Behandlung den Gehalt an der jetzt noch allein chemisch wirksamen Kohlensäure zu erhöhen.
Die Temperatur, die bei der Durchführung des Verfahrens einzuhalten ist, ist nach untere nur durch die Abnahme der Reaktionsgeschwindigkeit begrenzt, so daß die Ver, wendung von Temperaturen unter 5oo° unzweckmäßig ist. Nach oben empfiehlt es sich, nicht zu weit in das Gebiet der Sinterung zu gelangen, das bei den einzelnen Erzen verschieden hoch, im Mittel bei etwa i ooo° liegt.
Als für die Durchführung geeignete Gasgemische kommen Abgase von Feuerungen, Gichtgas, Kokereigas, Abgase einer Kalkbrennerei usw. in Frage. Im allgemeinen wird der notwendige CO.-Gehalt des Gases nicht erreicht sein; dieser ist dann zuzumischen. Die Gegenwart von Stickstoff ändert die Bedingungen nur insofern, als er den Partialdruck erniedrigt. ' Neben Arsen wird durch das gleiche Ver-Iahren auch Antimon entfernt. Die Einwirkungszeiten müssen jedoch unter sonst gleichen Bedingungen etwas verlängert werden. Ferner gelingt die Entfernung von Arsen und Antimon nach diesem Verfahren nicht nur bei Eisen-, sondern auch sinngemäß bei Manganerzen.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zur Entfernung von Arsen und Antimon aus Eisen- und Manganerzen durch Behandlung mit Gemischen aus Kohlensäure und reduzierenden Gasen (z. B. 'Kohlenoxyd, Wasserstoff, Kohlenwasserstoffen) bei erhöhten Temperaturen (zweckmäßig über 500°C), dadurch gekennzeichnet, daß ein Gasgemisch verwendet wird, das eine Reduktion des Erzes zu metallischem Eisen oder Mangan oder ihren Carbiden verhindert und das z. B. aus 5o bis 70% C02, Rest CO oder 7o bis 9o% C02, Rest f32 besteht. z. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Kohlensäuregehalt des Gases mit der Dauer des Verfahrens erhöht wird. 3. Verfahren nach Anspruch i und z, gekennzeichnet durch die Verwendung von Verbrennungsgasen oder technisch gewonnenen Gasen (z. B. Kokerei- oder Lichtgas) oder Abgasen aus Kalkbrennereien, denen gegebenenfalls noch die fehlenden Mengen an C02 zugesetzt werden.