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Verfahren zum Gewinnen von Eisen neben schwerer als Eisen reduzierbaren
Begleitmetallen, wie z. B. Chrom, Titan, Vanadin Es ist schon vorgeschlagen worden,
die in Eisenerzen auftretenden schwerer reduzierbaren Begleitmetalle dadurch von
dem Eisen zu trennen, daß man die Reduktion bei so niedrigen Temperaturen vornimmt,
daß nur das Eisen metallisch ausgeschieden wird und die anderen Metalle verschlacken.
Dieses Verfahren ist jedoch nur durchführbar, wenn die Begleitmetalle, z. B. Cr,
Ti, V, in einem verhältnismäßig starken Anteil .auftreten und infolgedessen bei
der Abscheidung des Eisens in der Schlacke eine solche Anreicherung erzielt wird,
daß sich ein weiteres Reduktionsverfahren zur Gewinnung der Begleitmetalle aus der
Schlacke lohnt.
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Weiterhin scheitert dieses bekannte Verfahren sehr oft daran, daß
beim Verarbeiten mancher Erze, vor allem solcher, die Eisen und Mangan enthalten,
nach der Reduktion des Eisens zu Eisenschwamm dieser auf magnetischem Wege nicht
von dem reduzierten Mangan zu trennen ist, da Mangan, und Eisen im ursprünglichen
Erz zu stark verwachsen sind. Für Erze dieser Art hat man vorgeschlagen, das Reduktionserzeugnis
einzuschmelzen, um geschmolzenes Eisen und eine Schlacke zu erhalten, die das Mangan
enthält und ihrerseits ,auf Ferromangan verarbeitet werden kann. Aber auch hierdurch
kannpraktisch eine saubere Trennung nicht erreicht werden, da im flüssigen Zustand
sofort Wechselwirkungen zwischen Schlacke und Metallbad eintreten, wobei auf Grund
der hohen Mangananreicherung in der Schlack ,e eine Reduktion des Mangans aus der
Schlacke ins Metallbad vor sich geht.
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Es ist auch schon vorgeschlagen worden, das schwerer reduzierbare
Begleitmetall zugleich mit dem Eisen durch Reduktion bei hoher Temperatur zu gewinnen.
Verarbeitet man jedoch auf diese Weise, z. B. im Hochofen, ein Eisenerz mit einem
geringeren Gehalt von Begleitmetallen, so befinden sich diese entweder in einer
solchen Verdünnung in dem entstehenden Roheisen, daß ihre besondere Wirkung als
Diesoxydatioins- oder Legierungsstoff infolge des großen Eisenüberschusses nicht
ausgenutzt werden kann, oder die Kohlenstoffaufnahme und Carbidbildung stört die
Anwendung, auch wenn das Begleitmetall in genügender Anreicherung vorhanden ist.
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Es ist deshalb z. B. für vanadinhaltiges Roheisen schon vorgeschlagen
worden, durch Verblasein wieder eine Trennung vorzunehmen, so daß es als das leichter
@oxydierbare Metall verschlackt. Infolge des gleichzeitigen Abbrandes des Eisens
und seiner anderen Begleiter
und der Auflösung des Birnenfutters
erhält man jedoch wiederum eine unzulängliche Anreicherung in der Schlacke.
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Ein weiteres Verfahren zum Frischen von van,adinhaltigem Roheisen
will dadurch eine Verbesserung erzielen, daß das Frischverfahren zu .einem Zeitpunkt
abgebrochen wird, wo das Vanadin ganz loder in der Hauptsache verschlackt ist. Ein
Abbrechen des Frischeres nach dem Verschlacken der Hauptmenge des Vanadins gestaltet
sich aber praktisch sehr schwierig, und eine restlose Erfassung des Vanadins ist
auch bei diesem Verfahren kaum möglich.
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Erfindungsgemäß soll nun die Trennung des zu gewinnenden Metalls von
dem Eisen in folgender Weise vorgenommen werden: Zunächst werden die Begleitmetalle
mit dem Eisen in einem Reduktionsvorgang, z. B. im Hochofen, metallisch gewonnen,
dann mit einem an sich bekannten Frischmittel, wie Luft, Erz und Wasser, wieder
oxydiert, und schließlich werden die Begleitmetalle von dem mitoxydierten Eisen
durch ein Reduktionsverfahren nach Art des Krupp-Rennverfahrens getrennt, bei dem
die Temperatur nur so hoch gehalten wird, daß das Eisen allein sich metallisch ausscheidet.
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Eine möglichst hohe Anreicherung des zu gewinnenden Begleitmetalls
in der Schlacke erhält -man, indem man durch die Wahl der Erze, der Temperatur und
der Schlackenführung des Reduktionsofens ein Roheisen erzeugt, das vornehmlich das
abzutrennende Begleitmetall im überschuß gegenüber den üblichen Eisenbegleitern
enthält, die bei dem anschließenden Frischverfahren :ebenfalls verschlackt werden.
Dieses Verfahren eignet sich besonders zur Gewinnung von V und Ti, die in geringen
Mengen im Eisenerz enthalten sind. So wählt man z. B. zur Erzeugung von V einen
Möller mit möglichst hohem V- und niedrigem 1rIn-Gehalt und bläst so kalt, daß der
Si- und Mn-Gehalt möglichst o, 5ö!01 unterschreitet und die Summe beider Metalle
nicht wesentlich über l olo und besser unter 10!o liegt. Wenn man das Verfahren
für die Gewinnung von Mangan anwendet, wird man zweckmäßig so vorgehen, daß der
Si-Gehalt des erzeugten Roheisens o, 5 bis i oto nicht überschreibet. Bei phosphorhaltigem
Eisen bläst man zur Verhütung des Überganges von Phosphor in die Schlacke auf saurem
Futter, wenn ,auch das Eisenoxydul IG,eselsäure ,aus dem Futter löst -und die Schlackenmenge
vergrößert. In vielen Fällen läßt sich eine besonders hohe Anreicherung erhalten,
wenn man das Eisen auf einem Futter verbläst, das sich neutral verhält, so daß die
Schlacke nur aus der Mischung flüssiger Oxyde mit einem überschuß an Eisenoxyd besteht,
dessen Bildung bei völliger Entfernung der Begleitmetalle unvermeidlich ist. Als
Futter ieignet sich am besten das zu bildende Oxyd selbst oder ein ihm nahestehendes.
Besonders geeignet ist Chromerz oder eine Stampf- ioder Aufschmelzschicht von Eisenoxyden.
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Sind di;@ Schlackenmengen bei niedrigen Gehaltem klein, so hält man
sie durch Absteifen mit einer aufgeworfenen kalten Schlacke gleicher Zusammensetzung
beim Auskippen des Eisens oder durch Vergießen aus dem Stopfen zurück, bis sich
nach einer Reihe von Schmelzen genügend Schlacke gesammelt hat. Man verbläst in
diesem Falle am besten so viel Eisen mit, daß der Eisenoxydulgehalt der Restschlacke
für die nachfolgende Schmelze als Frischmittel dient und durch seine Wiederreduktion
den Endgehalt der Schlacke an Eisenoxydul nicht erhöhen wird.
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Wird das verblasene Eisen in einem nachfolgenden Frischverfahren gebracht,
so ist für die Umgießbarkeit ein P-Gehalt von Vorteil.
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Verbläst man z. B. ein Roheisen mit 0,2 0/01 Si, 0,2 0/01 Mn, 01,1
% V, o,o5% Ti, so erhält man in der Schlacke im günstigsten Grenzfalle
| kg 0110 |
| Si;02 4,2 45,2 |
| Mn0 2,58 27,3 |
| V205 1,8 ig,1 |
| Ti 02 0,8 8,4 |
| 9,38 100,0 |
Diese Schlacke ist mit etwa der gleichen Menge Fe O verdünnt.
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Man trennt das Oxyd des zu gwinnenden Metalls, im vorliegenden Falle
des Vanadins, v01 dem mitverbrannten Eisen nach dem Krupp-Rennverfahren bei so niedriger
Temperatur, daß das Eisen metallisch gewonnen wird und das andere Metall in der
Schlacke verbleibt.
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Bei dem Krupp-Rennverfahren erhält man praktisch mangan-, vanadin-,
titan-, chromfreie Eisenluppen. Wenn auch durch das Futter des Verblasegefäßes und
die Achse des Reduktionskohlenstoffes eine gewisse Verdünnung eintritt, so erhält
man doch auf diese Weise z. B. für die ob.engenannte Verarbeitung von Vanadineine
Schlacke mit i o % V205 und mehr.
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Falls beim Verblasen P-haltigen Eisens auf neutralem Futter Phosphorsäure
in die Schlacke geht, so wird sie beim nachfolgenden Rennen mit dem Eisen wieder
reduziert.