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Verfahren zur Gewinnung von Eisen aus eisenarmen Erzen Die Gewinnung
von Eisen aus armen Eisenerzen stößt vielfach auf Schwierigkeiten, die insbesondere
auf einen hohen Kieselsäuregehalt zurückzuführen sind. Der Kalksteinbedarf bei der
Verhüttung solcher Erze in einem in üblicher Weise geführten Hochofen ist bedeutend
und der Schlackenanfall hoch. Ferner ist der Koksverbrauch groß und die Eisenerzeugung
pro Hochofeneinheit gering. Das Schmelzen ist im Vergleich mit anderen Erzen zu
teuer.
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Neuerdings ist man bekanntlich dazu übergegangen, arme Eisenerze mit
einer sauren Schlacke zu schmelzen; hierdurch werden die erwähnten Nachteile wohl
zum Teil behoben, das erzielte Eisen ist aber stark schwefelhaltig, und das in den
Erzen enthaltene Mangan geht größtenteils in die Schlacke. Zur weiteren Verarbei'
ung auf Stahl muß das nach dem sauren Verfahren erschmolzene Roheisen einem ziemlich
teuren Entschwefelungsvorgang unterworfen werden.
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Durch die Erfindung werden die geschilderten Nachteile vermieden.
Sie besteht darin, daß arme Eisenerze, wie Minette, Dogger- und andere oolithische
Eisenerze o. dgl., insbesondere saure Erze, zunächst unter Zuschlag von Gips, Anhydrit
oder ähnlichen Sulfaten reduzierend geschmolzen werden in der Weise, daß das Eisen
größtenteils in Schwefeleisen und die Gangart in eine S: klacke übergeführt wird.
Nach Trennung von der Schlacke werden die sulfidischen Eisenverbindungen unter Erzeugung
ho, hhaltiger Eisenoxyde und schwefeldioxydhaltiger Gase geröstet. Die eisenreichen,
oxydischen Verbindungen werden dann in üblicher Weise durch Reduktion auf Eisen
verarbeitet, während die Röstgase in bekannter Weise der Gewinnung von Schwefelsäure,
Schwefeldioxyd o. dgl. zugeführt werden.
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Es ist schon vorgeschlagen worden, Pyrite, die Zink, Blei oder andere
wertvolle Schwermetalle enthalten, durch Schmelzen mit Kohle und unter Aufblasen
von Luft auf die Schmelze in eine Eisen-Schwefeleisen-Legierung, die etwa
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bis ro % Schwefel enthält, überzuführen. Diese Legierung wird dann abgeröstet
und das Röstgut als reiches Eisenerz dem Ho hofen zugeführt. Auch oxydische Eisenerze
könne-, nach diesem Verfahren unter Zuschlag von -Schwefel und Kohle verarbeitet
werden, wobei bei Anwesenheit von Gangart außer der Eisen-Schwefe'eisen-Legierung
eine Sch'.acke entsteht. Für arme Eisenerze ist dieses Verfahren indessen nicht
g. eignet, da die Schlacke mindestens 33 % Eisenoxydul enthält. Auf arme Eisenerze
angewendet, würde dieses Verfahren keine genügende Eisenausbeute ergeben, die Hauptmenge
des Eisens vielmehr in einer eisenarmen Schlacke wieder erscheinen. Auch die Nutzbarmachung
des eingebrachten Schwefels stößt bei dem bekannten Verfahren auf Schwierigkeiten,
da sowohl beim Schmelzen als auch bei der nachfolgenden Röstung Gase mit sehr niedrigem
Schwefeldioxydgehalt anfallen. Ebensowenig kann die Erfindung mit dem Kupfersteinschmelzen
verglichen werden, denn das Kupfersteinschmelzen hat die Gewinnung des Kupfers und
gegebenenfalls von Edelmetallen zum Ziel, erzeugt aber kein Schwefeleisen, das gleichzeitig
als Schwefel- und Eisenerz verwendet werden kann. Vielmehr wird beim Kupfersteinschmelzen
das in den Stein gehende Eisen mit Kieselsäure und anderen Zuschlägen wiederverschlackt.
Man -hat zwar bei der Verarbeitung oxydischer Kupfererze außer Kupfer auch schon
kupferhaltiges Roheisen gewonnen. Diese Arbeitsweise hat aber mit der Erfindung
ebenfalls nichts zu tun, da sie nur der üblichen Hochofenarbeit entspricht und kein
sulfidisches Zwischenerzeugnis herstellt.
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Zum reduzierenden Schmelzen der armen Eisenerze unter Schwefelzuschlag
nach dem Verfahren gemäß der Erfindung werden vorzugsweise Schachtöfen oder Flammöfen
verwendet. Hierbei kann mit geringem Brennstoffverbrauch gearbeitet werden, der
z. B. in den Grenzen von =o bis 15"/o vom Möllergewicht liegen kann. Dabei gehen
in die steinartigen sulfidischen Eisenverbindungen, die hierbei gewonnen werden,
auch die Hauptmenge des angewendeten Schwefels und des gegebenenfalls im Erz vorhandenen
Mangans über. Der im Erz vorhandene Phosphor geht ganz oder größtenteils in die
Schlacke, so daß ein phosphorfreies bzw. phosphorarmes Eisensulfid bzw. Eisenoxyd
jgewonnen wird. Das Schmelzen kann mit einer sehr sauren Schlacke bei guter Eisenausbeute
durchgeführt werden.
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Gips, Anhydrit oder ähnliche Sulfate, durch die der Schwefel erfindungsgemäß
in das Schmelzverfahren eingebracht wird, kommen häufig in der Nähe der hier in
Frage kommenden Eisenerzlagerstätten vor; sie sind also billig -zu beschaffen. Außerdem
verläuft bei dem Schmelzverfahren gemäß der Erfindung 'die Reduktion der Sulfate
und die Bindung des eingebrachten Schwefels an das Eisen sehr schnell und vollständig.
Die Schwierigkeiten in der #fenführung, die sonst bei der Reduktion von Gips für
die Schwefelsäuregewinnung auftreten, «erden durch die Gegenwart von Eisen beim
Schmelzen vermieden.
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Die anschließende Röstung der sulfidischen Eisenverbindungen kann
z. B. in üblicher Weise in mehrherdigen stehenden Röstöfen oder Drehrohrröstöfen
oder auf Verblaserosten geschehen. Im letzten- Falle kann die Verbrennungswärme
des Schwefels und Eisens in an sich bekannter Weise gleichzeitig zur Sinterung des
Röstgutes ausgenutzt werden. Zweckmäßig werden ,die schmelzflüssig gewonnenen sulfidischen
Eisenverbindungen in bekannter Weise mittels Wasser oder Luft granuliert und mit
dem gewünschten Korn dem Rö_tofen zugeführt. Die Röstöfen können mit sehr hoher
Leistung betrieben werden, da die sulfidischen Ei enverbindungen nur etwa 2o bis
30% Schwefel en: halten, der zudem nicht schon wie ein Teil des Pyritschwefels bei
niedriger Temperatur frei wird. Die Röstung verläuft also gleichmäßiger, und hohe
Temperaturspitzen in bestimmten Ofenzonen, die bei der Pyritröstung die Durchsatzleistung
des Ofens begrenzen, treten nicht auf.
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Die erfindungsgemäß gewonnenen Schwefeleisnverbindungen stel'en infolge
ihres hohen Eisen- und Schwefelgehaltes und der Abwesenheit schlackenbildender Bestandteile
ein hochwertiges Erzeugnis dar, und zwar gleichzeitig im Sinne der Verwertung ihres
Schwefelgehaltes als auch der Verwertung ihres Eisengehaltes. Di-_ ses Erzeugnis
ist deshalb noch wertvoller als reine Eisenerze und kann daher erhebliche Versandkosten
aushalten, so daß es unabhängig vom O: te der Gewinnung verwertet werden kann. Die
Röstung kann mit Leichtigkeit so durchgeführt werden, daß das Röstgut für die Eisenreduktion
mit genügend niedrigem Schwefelgehalt zur Verfügung steht. Es stellt ein vorzügliches
Ausgangsgut für die Herstellung von Hämatiteisen, Siliziumeisen, phosphorfreiem
Gießereiroheisen oder Stahl dar. Infolge seiner Reinheit ist es auch besonders gut
als Erzzusatz beim Siemens- Martin- Verfah- en sowie für die unmittelbare Eisen-oder
Stahlgewinnung geeignet. Liegt es nach der Röstung in feinkörniger Form vor, so
kann es in bekannter Weise durch Saugzugsintern o. dgl. für die Eisenreduktion vorbereitet
werden.
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Die wirtschaftlichen Vorteile des Verfahrens liegen darin, daß danach
nicht nur unter Verwertung billiger Rohstoffe ein reiches und reines Eisenerz, sondern
auch gleichzeitig ein gut verwertbares Schwefelerz gewonnen wird, was für die Rohstoffversorgung
von besonderer Bedeutung ist.