DE631842C - Verfahren zur auswaehlenden Gewinnung von Chlorverbindungen aus Erzen, Mineralien, Oxyden, keramischen und aehnlichen Stoffen - Google Patents

Verfahren zur auswaehlenden Gewinnung von Chlorverbindungen aus Erzen, Mineralien, Oxyden, keramischen und aehnlichen Stoffen

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DE631842C
DE631842C DE1930631842D DE631842DD DE631842C DE 631842 C DE631842 C DE 631842C DE 1930631842 D DE1930631842 D DE 1930631842D DE 631842D D DE631842D D DE 631842DD DE 631842 C DE631842 C DE 631842C
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    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22BPRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B1/00Preliminary treatment of ores or scrap
    • C22B1/02Roasting processes
    • C22B1/08Chloridising roasting

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Description

  • Verfahren zur auswählenden Gewinnung von Chlorverbindungen aus Erzen, Mineralien, Oxyden, keramischen und ähnlichen Stoffen Es ist bekannt, aus Erzen, Mineralien, Rückständen, aus keramischen und ähnlichen Stoffen einzelne Bestandteile durch Chlorierung abzuscheiden. Dabei känn es sich darum handeln, aus einem Erz einen oder mehrere Bestandteile in Form ihrer Chlorverbindungen zu gewinnen, oder darum, das Material von unerwünschten Bestandteilen zu befreien. Endlich können auch beide Zwecke gleichzeitig angestrebt werden. So ist es bekannt, Wolfram oder Eisen aus ihren Erzen durch Chlorierung zu gewinnen. Andrerseits ist vorgeschlagen worden, -die Chlorierbarkeit von Eisenverbindungen zur Entfernung von Eisen aus keramischen Materialien oder deren Rohstoffen zu verwenden.
  • Die Chlorierung kann auf verschiedene Weise erfolgen: entweder. wird das Material bei höheren Temperaturen der Einwirkung von, Chlorgas ausgesetzt oder es wird mit Chlor@tasserstoffgas behandelt oder es werden beide Gase gleichzeitig angewandt oder überhaupt Chlor enthaltende Gase verwendet. Bei allen diesen Chlorierungsarten besteht jedoch stets die Gefahr, daß neben denjenigen Stoffen, deren chlorierende Verflüchtigung erwünscht ist, auch solche Stoffe chloriert werden, die im Rückstande zurückbleiben sollten. .
  • Wohl läßt sich dieser Übelstand in einigen Fällen dadurch weitgehend beheben, daß die Temperatur-, Druck- und Strömungsbedingungen der Chlor enthaltenden Gase so gewählt werden, daß eine gute Trennung der flüchtig übergehenden Bestandteile von den zurückbleibenden zu erreichen ist. In vielen Fällen jedoch läßt sich diese Trennung nicht erzielen.
  • Das Verfahren gemäß der Erfindung ermöglicht nun eine völlige Trennung der einzelnen Bestandteile auch in den Fällen, in denen die oben angegebenen Methoden versagen. In eingehenden Versuchen hat sich nämlich überraschender Weise gezeigt, daß es Gase gibt, gegen die die aus den verschiedenen Bestandteilen gebildeten Chlorverbindungen selbst bei hohen Temperaturen eine ganz verschiedene Empfindlichkeit zeigen. Das Verfahren gemäß der Erfindung beruht auf dieser Entdeckung. Es besteht darin, daß das zu chlorierende Material bei höheren Temperaturen nicht nur der Einwirkung von Chlor enthaltenden Gasen ausgesetzt wird, sondern gleichzeitig auch der Einwirkung solcher Gase oder Dämpfe, gegen die die verschiedenen durch Chlorierung entstehenden Chlorverbindungen verschieden empfindlich sind, und die sich gegen die Ausgangsmaterialien indifferent verhalten. Dabei ist es wesentlich, daß die Menge und der Druck des zugesetzten Gases oder Dampfes -so 1;e= regelt wird, daß die aus dem jeweils leichter chlorierbaren Bestandteil entstehende Chlorverbindung nur wenig angegriffen wird, während der jeweils schwerer chlorierbare Bestandteil überhaupt nicht oder nur in verschwindendem Maße chloriert wird.
  • Als solch ein Gas von verschiedener Wirksamkeit hat sich z. B. Sauerstoff erwiesern Es . hat sich gezeigt, daß z. B. Eisenchloride, die bei tieferen Temperaturen von jeder Spur Sauerstofft angegriffen werden. bei Temperaturen von über iooo° überraschender Weise mit recht erheblichen -Sauerstoffdrucken im Gleichgewicht sind, also nicht angegriffen werden, während Aluminiumchlorid bei den gleichen Temperaturen nur mit ungleich geringeren Sauerstoffdrucken beständig ist. Will `man nun alles Eisenoxyd aus Aluminiumoxyd enthaltenden Stoffen bei solchen Temperaturen entfernen, bei denen auch Aluminiumchlorid gebildet wird, so führt man gemäß der Erfindung dem Material solche Mengen Sauerstoff zu, daß die Bildung der Eisenchloride nicht wesentlich beeinträchtigt wird, während der Angriff auf das Aluminiumoxyd infolge des Sauerstoffzusatzes unterbleibt.
  • Ähnliche Verhältnisse. haben sich bei Versuchen zur Trennung von Calciumoxyd von Eisenoxyden ergeben, da auch das Calciumchlorid wider Erwarten nur mit weit geringeren Sauerstoffmengen beständig ist als das Eisenchlorid.
  • So wird durch das Verfahren gemäß der Erfindung erreicht, daß bei der Eisengewinnung durch Chlorierung mit Chlorgas' das als Gangart vorhandene Calciumoxyd nicht mit angegriffen wird, wenn dem Chlorgas eine geringe Menge von Luft zugemischt wird. Der große technische Vorteil liegt hierbei darin, daß der übrigbleibende Rückstand für keramische Zwecke gut verwendbar ist und demgemäß die Eisengewinnung wesentlich nutzbringender gestaltet werden kann. Wird hingegen ohne Luftzusatz chloriert, so bleibt nicht Calciumoxvd im Rückstande, sondern das leicht in Wasser lösliche Calciumchlorid. Man hat dann nicht nur den Nachteil eines völlig unbrauchbaren und wertlosen Rückstandes, der noch dazu auf den Halden zusammenklumpt und sein Calcitimchlorid dem Grundwasser mitteilt, sondern auch den sehr empfindlichen Nachteil eines erheblichen Chlorverluste, der die. Eisengewinnung empfindlich verteuert, ja sogar völlig unwirtschaftlich machen kann.
  • Verschiedene Empfindlichkeit gegen Sauerstoff hat sich auch bei den Chloriden von Zink, Cadmium, Blei, Wolfram, Molylidän. Vanadin und anderen ergeben. Alle diese Chloride lassen sich daher nacheinander verflüchtigen, indem der Sauerstoffdruck im Chlorierraum so eingestellt wird, daß nur das jeweils unempfindlichere Chlorid gebildet werden kann.
  • Die aus dem Chlorierraum austretenden Gase müssen, falls die Gewinnung der entstandenen Chlorverbindung erwünscht ist, besonders intensiv gekühlt werden, um Oxydbildung inisauerstoffreichenGasgemisch zu vermeiden. Ist die Gewinnung der entstandenen Chlorverbindung nicht von Belang, so kann die hohe Temperatur der Gase anderweitig ausgenutzt werden.
  • Statt reinen Sauerstoffs kann auch ein Gemisch von Sauerstoff mit anderen Gasen, z. B. Luft, verwandt werden. Ebenso kann Wasserdampf verwandt werden oder andere Sauerstoff chemisch gebunden enthaltende Gase oder Dämpfe, sofern sie gegenüber den Ausgangsmaterialien indifferent sind.
  • Eine andere Ausführungsform des Verfahrens, . die hauptsächlich dann zur Anwendung gelangt, wenn man zwei verschiedene Bestandteile gleichzeitig in Form ihrer reinen Verbindungen gewinnen will, besteht darin, daß das gegen die Ausgangsmaterialien indifferente, auf die Chlorverbindungen ein«rirkende Gas nicht schon während der Chlorierung selbst zur Wirkung gelangt, sondern erst nach der Chlorierung in die aus dein Chlorierraum austretenden Dämpfe der Chlorverbindungen eingeführt wird. Es ergibt sich daraus der große wirtschaftliche Vorteil, daß man zur Gewinnung von zwei verschiedenen reinen Verbindungen nur eine Chlorierung benötigt. So lassen sich beispielsweise die bei der- Chlorierung von Berylliummineralien gemeinsam abziehenden Dämpfe von Eisenchloriden und Berylliumchlorid leicht dadurch voneinander trennen, daß in diese Dämpfe so wenig Sauerstoff oder Sauerstoff enthaltende Gase eingeblasen werden, daß wohl das stark sauerstoffaffige Bery lliumchlorid in das reine feste -Oxyd übergeführt wird, nicht aber die gegen Sauerstoff relativ stabilen Eisenchloride.
  • Ähnlich liegen die Verhältnisse bei der Eisen-, Mangan-, Nickel- oder Cobaltgewinnung aus Erzen, die N2iagnesiurnoxyd enthalten. . Auch hier muß-die Bildung von Magnesiumchloriden aus Gründen der Chlorersparnis und der Verwertbarkeit der Rückstände dringend vermieden werden. Dies-läßt sich meist nicht dadurch erreichen, daß der notwendige Sauerstoff schon während der Chlocierung selbst zugeführt wird, da sonst die Hauptumsetzung, die Chlorierung des Eisens, Mangans, Nickels oder Cobalts wirtschaftlich zu langsam verlaufen würde. Es ist in diesem Falle daher die Abart des Verfahrens am Platze, nämlich das Einführen des Sauerstoffs erst in die aus dem Chlorierrauin abziehenden Gase. Hierbei wird zum weit überwiegenden Teil nur das Magnesiumchlorid in das anfänglich vorhandene Magnesiumoxyd zurückverwandelt, während die Schwermetalle bis auf sehr geringe Verluste als Chlorverbindungen übergehen. Man erreicht durch diese Arbeitsweise, daß das an den Magnesium nutzlos gebunden gewesene Chlor wiedergewonnen wird und daß dabei ein gut verwertbarer Rückstand gebildet wird.
  • In ähnlicher Weise lassen sich auch aus den Chloriden von Zink, Blei, Cadmium, Wolfram und anderen die Feinen Verbindungen der einzelnen Bestandteile des anfänglich vorliegenden Materials gewinnen.
  • Werden die aus dem Chlorierraum düstretenden Gase stark gekühlt, wie oben beschrieben, so ist bei der zuletzt beschriebenen Ausführungsform des Verfahrens besonders darauf zu achten, daß die Temperatur der Gase im Augenblick der Einwirkung des Sauerstoffs einen optimalen Wert hat, da die selektive Wirkung des Sauerstoffs nur in bestimmten Temperaturbereichen auftritt, die von der chemischen Natur der jeweils zu trennenden Chloride, beispielsweise von ihrem Dampfdruck, abhängig ist.
  • Zweckmäßig wird die Entfernung des schwerer chlorierbaren Bestandteils aus der Gasphase erfolgen. Jedoch ist das nicht erforderlich, da sich viele Chloride auch noch im geschmolzenen oder festen Zustande mit Sauerstoff oder Sauerstoff enthaltenden Gasen umsetzen. Die bei der Einwirkung auftretende Reaktionswärme erwärmt das Gasgemisch. Der Anfang der Einwirkung erfolgt daher zweckmäßig bei einer ein wenig tieferen als der optimalen Temperatur. Es kann daher zweckmäßig sein, die zusätzlichen Gase oder Gemische kalt einzuführen. Hierdurch wird gleichzeitig eine verstärkte Kühlwirkung auf das Reaktionsgemisch, das mit hoher Temperatur den Chlorierraum verläßt, ausgeübt. Durch diese Maßnahme wird der für die Reaktion günstigste Temperaturbereich hergestellt.
  • Eine weitere Ausführungsform des Verfahrens besteht darin, daß das zu chlorierende Material zunächst in Luft auf hohe Temperatur gebracht wird, und die Luft erst darauf durch die chlorierenden Gase so weit ersetzt wird, daß noch so viel Sauerstoff übrigbleibt, daß nur die leichter chlorierbaren Stoffe angegriffen werden können. Diese Ausführungsform wird hauptsächlich dort angewandt werden, wo es sich um die Entfernung von unerwünschten, aber leicht zu chlorierenden Bestandteilen handelt, beispielsweise um die Entfernung v an Eisenverbindungen aus keramischen 'Materialien oder deren Rohstoffen. Findet die Wärmezufuhr nicht vor der Chlorierung statt, sondern wird sie, wie es bereits bekannt ist, erst durch die chlorieren den Gase selbst bewirkt, so kann es vorteilhaft sein, auch den Sauerstoff oder die Sauerstoff enthaltenden Gase vorzuerhitzen und zu Wärmeübertragern zu gestalten.
  • Das Verfahren ist allgemein anwendbar, wo eine verschiedene Empfindlichkeit von Chlorverbindungen gegen Gase besteht. Es ermöglicht die fraktionierte Abscheidung von verschiedenen reinen Verbindungen aus Gemischen derselben, wie Erzen, Mineralien, Rückständen u. a., es ermöglicht aber ,auch die Entfernung von unerwünschten Bestandteilen ohne Veränderung der Zusammensetzung des wertvollen Rückstandes. Es ist somit von großer wirtschaftlicher Bedeutung und stellt einen entschiedenen Fortschritt in der Technik der Chlorierungen dar.
  • Beispiele Die folgenden Beispiele mögen die Erfindung erläutern.
  • I. Bei der chlorierenden Gewinnung von Eisen aus Titaneisenerzen ist es erforderlich, die gleichzeitige Chlorierung des Titans zurückzuhalten. Bei der üblichen Arbeitstemperatur von etwa iooo° werden bei gewöhnlicher Arbeitsweise mit reinem Chlor etwa 2 bis 501, des! Titans mitchloriert. Wird jedoch zur Chlorierung ein Gasgemisch mit etwa 9o °/o Chlor und io °[a Luft verwandt, so wird die Mitchlorierung des Titans restlos unterdrückt, während die Chlorierung des Eisens nur um etwa ein Viertel der Zeit verlängert wird. Je nach der Beschaffenheit des Erzes kann der Luftzusatz auch geringer gewählt werden, so beispielsweise nur 5°/o betragen.
  • II. Bei der Chlorierung von Beryllen bei etwa i3oo° C entweichen aus dem Chlorierraum Berylliumchlorid und Eisenchlorid gemeinsam mit einem großen Überschuß von Chlor.
  • A. Das in der Minute austretende Gasvolumen beträgt insgesamt 395 1. In das auf etwa 55o° abgekühlte Gasgemisch werden aus mehreren Düsen in feinem Strahl 0,41 Sauerstoff von Raumtemperatur geblasen. Das gesamte Berylliumchlorid wird in das feste Oxyd umgewandelt, während das Eisenchlorid nur spurenhaft angegriffen wird.
  • B. Das in der Minute austretende Gasvolumen beträgt 5071. Bei 55o° werden aus mehreren Düsen in feinem Strahl 2,51 Luft . zugefügt. Das Beryllium wird vollständig als Oxyd niedergeschlagen, das Eisenchlorid überhaupt nicht angegriffen.
  • C. Das in der Minute austretende Gasvolumen beträgt .I481. Bei 550° werden durch Düsen 75 1 eines Gemisches von 96,6 °1o Chlor und 3,4°/o Luft eingeblasen. Das gesamte Beryllium wird ausgefällt, das Eisenchlorid bleibt völlig rein in der Dampfphase.

Claims (1)

  1. PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zur auswählenden Gewinnung von Chlorverbindungen aus Erzen, Mineralien, Oxydgemischen, keramischen oder ähnlichen Stoffen, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgangsstoffe oder die.aus ihnen durch Chlorierung entstandenen Reaktionsprodukte der Einwirkung von Gemischen von Gasen oder Dämpfen ausgesetzt werden, die aus chlorierenden. und solchen nichtchlorierenden, gegen die Ausgangsmaterialien indifferenten Gasen öder Dämpfen bestehen, die'aüf di entstehenden oder entstandenen Chlorv@-bindungen verschieden intensiv einzuwirken ämstande sind. a. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die nichtchlorierenden Gase oder Dämpfe bereits während der Chlorierung zugeführt werden. 3. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die nichtchlorierenden Gase oder Dämpfe erst in die aus dem Chlorierraum austretenden Gemische -von Chlorverbindungen und chlorierenden Gasen eingeführt werden. 4. Verfahren nach Anspruch i und Unteransprüchen in Anwendung auf Oxyde oder Sauerstoff - enthaltende Materialien, dadurch gekennzeichnet, daß als nichtchlorierende Gase oder Dämpfe Sauerstoff oder Gemische von Sauerstoff mit anderen Gasen oder Dämpfen oder bei erhöhter Temperatur Sauerstoff abgebende Gase oder Dämpfe verwandt werden.
DE1930631842D 1930-03-11 1930-03-11 Verfahren zur auswaehlenden Gewinnung von Chlorverbindungen aus Erzen, Mineralien, Oxyden, keramischen und aehnlichen Stoffen Expired DE631842C (de)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1033422B (de) * 1954-09-24 1958-07-03 Paul Ansiau Verfahren zur Gewinnung von Kupfer durch Chlorierung
DE1110670B (de) * 1952-06-09 1961-07-13 Reymersholms Gamla Ind Aktiebo Verfahren zur Herstellung von Kupfer, Zink und magnetischem FeO aus kupfer- und zinkhaltigen Eisenerzen
DE1117880B (de) * 1957-01-25 1961-11-23 Reymersholms Gamla Ind Aktiebo Verfahren zur Trennung chlorierbarer Stoffgemische

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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DE1033422B (de) * 1954-09-24 1958-07-03 Paul Ansiau Verfahren zur Gewinnung von Kupfer durch Chlorierung
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