DE69032041T2

DE69032041T2 - Vorwärmen und vorreduzieren von metalloxiderzen unter verwendung von abgasen hoher temperatur

Info

Publication number: DE69032041T2
Application number: DE69032041T
Authority: DE
Inventors: Robin John Sandringham Vic 3191 Batterham; Roderick Macpherson Doncaster Vic 3108 Grant; James Vincent Ringwood Vic 3134 Happ; Glenn Ashley Williams Lake Britisch Columbia V2 G2 D Thiele
Original assignee: CRA Services Ltd
Current assignee: Rio Tinto Services Ltd
Priority date: 1989-06-02
Filing date: 1990-05-30
Publication date: 1998-10-01
Anticipated expiration: 2010-05-31
Also published as: EP0474704A4; CN1047701A; HU209657B; DE69032041D1; HUT58828A; WO1990015162A1; EP0474704A1; CA2047188A1; ATE163202T1; CN1028544C; AU629949B2; US5201940A; KR920701494A; JPH04505945A; JP3136155B2; EP0474704B1; BR9007413A; ZA904150B; ES2114861T3; AU5722190A

Description

GEBIET DER ERFINDUNG

Diese Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Vorerwärmung und Vorreduktion von Metalloxiderz unter Verwendung heißer Reduktionsgase wie heißer Abgase beispielsweise aus einer Brennkammer. Diese Erfindung stellt ebenfalls ein Verfahren zum Abschrecken heißer Abgase zur Verfügung.

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Abgase aus Schmelzreduktionsöfen besitzen eine hohe Temperatur und können bedeutende Mengen an Reduktionsgasen wie Kohlenmonoxid und Wasserstoff enthalten. Es wäre eindeutig von wirtschaftlichem Vorteil, wenigstens etwas der fühlbaren Wärme zurückzugewinnen und einiges des Reduktionspotentials der Gase nutzbar zu machen.
Eine Anzahl von Verfahren des Standes der Technik ist bekannt, die entweder Vorerwärmen oder Vorreduktion der Metalloxiderze vorsehen. Zwei Verfahren, eines von der Kawasaki Steel Company, das andere von der Nippon Kokan Company, verbinden beide Merkmale.
Allgemein gesprochen sind die bekannten Verfahren mit dem einen oder anderen - und einige mit mehr als einem - der folgenden Nachteile verbunden:
mehrere Behandlungsschrifte können erforderlich sein;
teurer Koks oder andere Reduktionsmittel können erforderlich sein;
es kann Temperaturgrenzen geben, die zu geringem Vorwärmen führen, hohe Verweilzeit oder eine niedrige Vorwärtemperatur erreichen.
Wenn die Temperatur, der das Oxiderz ausgesetzt wird, zu hoch ist, können die Partikel erweichen, was zur Akkretion auf der Apparatur und/oder Agglomeration der Partikel führt.
Im Falle von Chromiterz sind die Vorwärm- und/oder Vorreduktionsverfahren, die in der Technik beschrieben sind, allgemein gesprochen auf Temperaturen von etwa 1200ºC beschränkt, wobei bei der Temperatur die Reduktion sehr langsam ist.
Im US-Patent 4 629 506 von Krupp wird ein großer Überschuß an Reduktionsmittel in Verbindung mit höheren Temperaturen in einem Versuch verwendet, um die langsame Geschwindigkeit der Reduktion des Chromiterzes zu überwinden. Die Verbesserung dieser Geschwindigkeit wird jedoch auf Kosten der Vorwärmtemperatur erzielt. Zusätzliche Verfahrensschritte können einschließlich Kühlen, Grobzerkleinern und Sieben erforderlich werden, wo das überschüssige Reduktionsmittel dem Kreislauf wieder zugeführt wird.
Ein von Kawasaki Steel KK entwickeltes Verfahren verwendet feines, nicht agglomeriertes Erz (siehe JP 59080706). Die Vorerwärmung und Vorreduktion wird in einem Fließbett durchgeführt. Wärme und kohlenmonoxidreiches Reduktionsgas werden aus dem Abgas des Schmelzreduktionsofens bereitgestellt und durch das Einspritzen von Kohlenwasserstoffgas ergänzt. Die Vorvermischung des Ofengases bei 1350 bis 1400ºC mit kühlerem Kohlenwasserstoffgas, zum Beispiel Methan oder Propan, führt zu einem kühleren Gasgemisch, so daß die Badtemperatur etwa 1200ºC ist. Es wird angenommen, daß bei dieser Temperatur eine Verweilzeit von 12 bis 15 h zur beträchtlichen Reduktion von südafrikanischem Chromit mit einem mittleren Partikeldurchmesser von 325 um erforderlich ist. Es wird auch angenommen, daß nur eine begrenzte Reduktion des Eisen- und Chromoxids erreicht wird, wenn Ofengas, das aus Kohlenmonoxid besteht, allein verwendet wird. Das Kohlenwasserstoffgas leistet einen Hauptbeitrag zur Reduktion des Chromits.
Es wird angenommen, daß die Nachteile dieses Verfahrens die Notwendigkeit der Zugabe von Kohlenwasserstoffgas, um eine beträchtliche Reduktion zu erreichen, und die niedrige Temperatur des Fließbettes sind, die die niedrigen Reaktionsgeschwindigkeiten verursacht, aber notwendig ist, um das Erweichen des Chromiteintrages und die anschließende Agglomeration der Partikel innerhalb des Fließbettes zu verhindern. Es scheint, daß die sich daraus ergebende hohe Verweilzeit verhindert, daß der ganze Chromiterzeintrag vererwärmt und vorreduziert wird. (Etwas Chromiterz wird direkt in dem Schmelzreduktionsofen gespritzt.)

KURZE ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Diese Erfindung hängt von der Beobachtung ab, daß, wenn Oxiderzpartikel, die in einem Gas mitgeführt werden, hoher Temperatur unter Reduktionsbedingungen in der Weise ausgesetzt werden, daß der Kontakt miteinander oder mit einer festen Oberfläche minimiert ist, eine bessere Reduktionsgeschwindigkeit, verglichen mit dem Stand der Technik, erzielt wird. Gleichzeitig ergibt sich ein größerer Anteil Partikel, die ihre Integrität beibehalten.
Dieser gewünschte Gegenstand kann durch Strömen der Oxiderzpartikel, die in einem Gasstrom mitgeführt werden, durch eine Öffnung oder Öffnungen in eine Behandlungskammer erzielt werden, wo der Strom der Partikel mit einem Strom aus Hochtemperaturreduktionsgas in der Weise vereinigt wird, daß die Partikel schnell erhitzt werden und Fließmuster auftreten, wodurch der Kontakt der Partikel miteinander und mit der inneren Oberfläche der Behandlungskammer minimiert wird und die erhitzten Partikel Wärme verlieren.
Das behandelte Erz kann dann in ein Schmelzgefäß geführt, weiter behandelt (beispielsweise durch weitere Vorreduktion) oder gelagert werden.
In ihrem weitesten Zusammenhang wird die Erfindung durch die in Anspruch 1 dargelegten Merkmale definiert.
Gemäß der Erfindung werden die Partikel auf eine deutlich höhere Temperatur, verglichen mit den Vorreduktionsverfahren des Standes der Technik, erhitzt. Folglich werden die Partikel sehr schnell auf eine hohe Temperatur, bei der etwas Vorreduktion zum Metall zusammen mit teilweisem Schmelzen stattfindet. Da die Partikel dann etwas "klebrig" werden können, werden sie schnell auf eine geringere Temperatur abgekühlt, um die Agglomeration und Akkretion an der Wand der Vorwärm- und Vorreduktionskammer zu verringern.
Das Verfahren gemäß der Erfindung hat die folgenden Vorteile:
Die Metalloxiderze können auf eine hohe Temperatur vorerwännt und etwas Vorreduktion erzielt werden, während der Verlust an Partikelintegrität und Akkretion an der Oberfläche der Vorrichtung begrenzt wird.
Die Erhaltung der feinen Partikelgröße unterstützt das anschließende Verarbeiten der Metalloxiderze.
Die Erfindung wird in einer Behandlungskammer zum Vorerwärmen und Vorreduzieren der Metalloxiderze durch das Verfahren gemäß der Erfindung durchgeführt. Die Innenkonstruktion der Kammer und der Einlaßkanäle für das Reduktionsgas wird gewählt, um das Vorerwärmen und die Vorreduktion zu fördern, während die Agglomeration und die Akkretion minimiert werden.
Die Erfindung wird vorteilhafterweise in einer Vorrichtung zum Schmelzen des Metalloxiderzes ausgeführt, das die oben definierte Behandlungskammer einschließt.
Ein überraschender Vorteil der vorliegenden Erfindung ist, daß das Verfahren ausreichend schnelles Abschrecken der Gase liefert, um sicherzustellen, daß alle klebrigen Feststoffe oder anderes mitgeführtes Material auf Temperaturen abgekühlt werden, bei der Agglomeration und Akkretion stark reduziert oder ganz verhindert wird. Wenn die Abgase einen relativ hohen Anteil klebrige Feststoffe usw. enthalten, kann es nötig sein, bestimmte Variablen des Verfahrens wie die Geschwindigkeit der Zuspeisung frischer Feststoffpartikel zu variieren.
Die Erfindung liefert ebenfalls eine Vorrichtung zum Vorerwärmen und Vorreduzieren der Metalloxiderze.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

In den anhängenden Zeichnungen veranschaulicht Fig. 1 eine Ausführung der Erfindung.
Die Abgase aus dem Schmelzbadreaktor strömen zu der Vorwärm- und Vorreduktionskammer. Frisches Erz strömt ebenfalls zu dieser Kammer und von dort zu einer Abscheidekammer und schließlich zu dem Schmelzbadreaktor.
Fig. 2 veranschaulicht eine weitere Ausführung der Erfindung, in der zwei in Reihe arbeitende Vorwärm- und Vorreduktionskammern verwendet werden, um das Verfahren der Erfindung durchzuführen.
Fig. 3(a) und (b) veranschaulichen ein weiteres Beispiel einer Behandlungskammer, die für die Durchführung der Erfindung geeignet ist.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG

Diese Erfindung wird mit besonderem Bezug auf Chromiterz beschrieben, kann jedoch auf jedes andere Oxiderz angewendet werden. Sie finden jedoch besondere Anwendung auf Oxiderze, die einen "Klebepunkt" bei einer Temperatur innerhalb oder nahe des Temperaturbereiches haben, bei dem relativ schnelle Reduktion stattfindet. Bestimmte Oxiderze enthalten mehr als ein Metall. Beispielsweise enthält Chromit ebenso Eisen wie Chrom. Die Vorreduktion von einem oder beiden Metallen ist ein Vorteil. Es ist zu erkennen, daß die Vorreduktion nicht alle Oxide oder Oxidkomponenten reduzieren kann.
Die Erfindung kann in Verbindung mit jedem Reaktor, der Abgase bei erhöhten Temperaturen mit Reduktionspotential produziert, verwendet werden. Sie findet besondere Anwendung in Verbindung mit einem Schmelzbadreaktor, beispielsweise einem Eisenlegierungs-Schmelzbadreaktor, der zum Reduzieren des Chromiterzes verwendet wird. Wenn Abgas verwendet wird, erfüllt das Verfahren gemäß der Erfindung die Funktion der Reaktion und/oder des Erhitzens des dispersen Materials, und das Abgas schreckt sich selbst ab. Jede klebrige oder geschmolzene Substanz, die in dem Gas mitgeführt wird, kann an den feinen Partikeln haften. In vielen Fällen ist die Anwesenheit einer bestimmten Menge dieser Substanz vollkommen akzeptabel.
In einer Ausführung nutzt die Erfindung einiges der chemischen Energie und fühlbaren Wärme, die aus dem pyrometallurgischen Reaktor erhalten wird, um die Metalloxiderze vorzuerwärmen und vorzureduzieren. Diese Partikel des Matalloxiderzes können auf eine sehr hohe Temperatur erhitzt werden, um erhöhte Reduktionsgeschwindigkeiten der Metalloxide zu erhalten. Selbst wenn die angewendeten Temperaturen niedriger als diese sind, bei der die Klebrigkeit der Partikel bedeutend ist, liefert die Erfindung eine Verbesserung gegenüber dem Stand der Technik durch Verringerung des Kontakes der Partikel im Gasstrom miteinander und ebenso mit der inneren Oberfläche.
Die Partikel werden anschließend schnell unter ihre Klebetemperatur abgekühlt.
In der Beschreibung beabsichtigt der Ausdruck "Klebetemperatur" den Fall einzuschließen, bei dem die Klebrigkeit über einen Temperaturbereich initiiert wird.
Allgemein gesprochen wird heißes Abgas aus einer geeigneten Quelle durch einen Einlaßkanal oder -kanäle, die sich in der Nahe des einen Endes einer länglichen Vorerwärmungs- und Vorreduktionskammer befinden, eingeführt. Der Kanal oder die Kanäle sind vorzugsweise ebenso axial oder nahe der Achse der Kammer angeordnet.
Die Querschnittsfläche der Vorerwärmungs- und Vorreduktionskammer sollte wesentlich größer als die entsprechende Querschnittsfläche der Kanäle sein, um den direkten Kontakt der Abgase mit den Wänden der Kammer zu minimieren.
Die Oxidpartikel sollten vorzugsweise an einem Punkt oder Punkten näherungsweise in der Nähe der Eingangsstelle der Abgase eingeführt werden. Der Erzeinlaß oder die Erzeinlässe sollten vorzugsweise im wesentlichen in Richtung des Masseflusses der Abgase und in gewissem Umfang zur Achse der Kammer orientiert sein. Ein Verwirbelungsgrad kann den Gasen, die die Oxidpartikel transportieren, ebenfalls verliehen werden. Die Oxidpartikel können aus einem Schüttgutlager oder aus einer anderen Kammer, die in Verbindung mit der zuerst erwähnten Kammer arbeitet, hervorgehen. Die Oxidpartikel werden zur Kammer mittels jedes geeigneten Gases einschließlich Abgas, das vollständig oxidiert wurde, transportiert.
Die Oxidpartikel werden in den Abgasstrom in der Behandlungskammer in der Weise eingeführt, daß sie im Massefiuß des Gases mitgeführt werden, der den Kontakt zwischen den Partikeln und mit der inneren Oberfläche minimiert. Die feinen Metalloxidpartikel werden rasch auf sehr hohe Temperaturen durch Kontakt mit den heißen Abgasen erhitzt. Es wird vermutet, daß bestimmte Fließmuster, die innerhalb der Kammer nahe der Wand der Kammer entstehen, eine wichtige Rolle bei der Entstehung von Akkretion und Agglomeration haben. Wärme geht durch die Wand der Kammer verloren. Zum Zeitpunkt des Austrags aus der Kammer fiel die Temperatur der Partikel in den Fließmustern unter die Klebetemperatur.
Der Kontakt zwischen den heißen Oxidpartikeln kann durch Variieren der relativen Anteile des heißes Gases und des Metalloxids minimiert werden. Normalerweise ist die Quantität des verfügbaren Gases "gegeben" und hängt beispielsweise von der Arbeitsweise des Ofens ab. Folglich wird die Eintragsrate des Metalloxids an den Fluß des Gases angeglichen, um - soweit möglich - die unerwünschte Kollision zwischen Oxidpartikeln zu vermeiden und die Zieltemperatur innerhalb der Kammer zu regeln. Dieser Faktor sollte ebenso in die Berechnung der Konstruktion der Kammer aufgenommen werden, um beispielsweise unnötige Verengungspunkte zu vermeiden und den Gasstrom, der nach dem Eintritt in die Kammer im wesentlichen axial sein sollte, zu fördern.
Die Kammer kann mit einem Steiger ausgestattet werden, und in diesem Fall werden die Partikel weiter vor dem Eintritt der Mittel abgekühlt, um die Teilchen zum nächsten Behandlungsschritt zu führen.
Wie zuvor erwähnt, wird die innere Konstruktion der Kammer und Einlaßöffnungen gewahlt, um das Vorerwärmen und die Vorreduktion zu fördern und Agglomeration der Partikel und Akkretion an den inneren Oberflächen zu minimieren. Die Form der oder jeder Öffnung oder des Einlaßkanals wird gewählt, um glatte, abgerundete innere Oberflächen mit einem Minimum an stumpfem Raum zu erhalten, um Agglomeration der Partikel aus dem Schmelzbadreaktor um die Öffnung oder den Kanal zu verringern oder zu eliminieren.
Wenn die Partikel auf die gewünschte Temperatur gebracht worden sind, können sie aus der Kammer entfernt werden und zur weiteren Verarbeitung beispielsweise in einen Zyklon strömen.
Ein geeigneter Temperaturgradient kann mittels externer Kühlung erzielt werden.
Die Verweilzeit der Partikel in dem Bereich erhöhter Temperatur kann durch Einstellen der Flußraten von einem oder beiden Ofenabgasen und dem Trägergas geregelt werden.
Es sollte angemerkt werden, daß die Oxidpartikel einmal oder mehr als einmal, wenn erforderlich, durch die Kammer strömen.
In einer Ausführung der Erfindung kann ein Flußmittel oder mehrere Flußmittel zu entweder dem frischen Oxideintrag oder dem recycelten Oxideintrag zugegeben werden, wobei das Flußmittel oder die Flußmittel in dem Schleppgas mitgeführt werden.
Es kann vorteilhaft sein, etwas kohlenstoffhaltiges Material und sauerstoffhaltiges Gas einzuspritzen, die, wenn sie verbrannt werden, verwendet werden können, um die Temperatur in der Kammer und damit die Reduktionsgeschwindigkeit zu erhöhen.
Unter Hinwendung auf die ausführlichere Betrachtung der Verwendung der Abgase aus beispielsweise einem Schmelzbadreaktor, die eine relativ hohe Konzentration Kohlenmonoxid und Sauerstoff enthalten, kann die Ausgangstemperatur dieser Gase zwischen 1400 und 1800ºC liegen. Diese Abgase strömen in eine Behandlungskammer 1, wie in Fig. 1 gezeigt, indem sie aus dem Einlaßkanal 2 in die Kammer austreten. Der Kanal 2 befindet sich, wie gezeigt, stromaufwärts von den Öffnungen 3 und 4, durch die frisches Erz in einem Trägergas strömt. (Die Stelle stromaufwärts ist die normale Stelle.) Die räumliche Beziehung von Kanal 2 zu Öffnung 3 und 4 und die inneren Abmessungen von 1 werden gewählt, um rasche Reduktion der Erzpartikel in dem Hauptbereich nahe den Öffnungen 3 und 4 zu fördern, gefolgt durch Abkühlen, wenn sie weiter in die Kammer eindringen. In dieser Weise wird das Schmelzen der Partikel minimiert und die Klebrigkeit verringert. Die Geometrie des Kanals 2 und der Öffnungen 3 und 4 und ihre räumliche Beziehung werden gewählt, um den Kontakt der Partikel mit der Wand der Kammer zu verringern, was den Aufbau auf der Wand verringert oder verhindert.
Gas und mitgeführte Feststoffe strömen zum Separator 5, aus dem Abgas zur Gasreinigung strömt. Feststoffe aus 5, die noch in dem Gas mitgeführt werden, strömen zum Stromteiler 6. Die gesamten Feststoffe können zum dem Schmelzbadreaktor 7 strömen, oder ein Anteil kann zu der Behandlungskammer 1 zurückkehren.
Unter Hinwendung auf Fig. 2 werden zwei Behandlungskammern 8 und 9 in Reihe geschaltet. Abgase aus dem Schmelzbadreaktor 10 strömen zu der Kammer 8, wo sie mit den mitgeführten Feststoffen vereinigt werden, die aus dem Separator, der Kammer 9 und letztlich aus einer frischen Eintragsquelle (nicht gezeigt) hervorgehen. Gas und Feststoffe aus der Kammer 8 strömen zum Separator 12, das getrennte Gas strömt zur Kammer 9 und die Feststoffe zum Strömungsteiler 13. Die Feststoffe aus dem Strömungsteiler 13 werden geteilt, ein Teil strömt zum Reaktor 10 und der andere Teil zur Kammer 9. Die Kanäle und Öffnungen in den Kammern 8 und 9 sind denen in Kammer 1 in der in Fig. 1 gezeigten Ausführung ähnlich.
In der in Fig. 2 gezeigten Ausführung werden die frischen Feststoffe in die kühlere Behandlungskammer 9 eingeführt, bevor sie über Separator 11 zur heißeren Kammer 8 strömen.
In beiden, in den Fig. 1 und 2 gezeigten Ausführungen werden die Feststoffe, die zu dem entsprechenden Schmelzbadreaktor strömen, vorteilhafterweise durch das Oberteil des Reaktors eingelassen, können aber an anderen Punkten in den Reaktor eingespritzt werden. An dem Oberteil des Reaktors kann die Eingangsöffnung von der Eingangsöffnung für das sauerstoffhaltige Gas getrennt oder mit ihr verbunden sein, beispielsweise durch einen Ring, der von der Eingangsöffnung für das sauerstoffhaltige Gase umgeben ist.
In den Ausführungen von Fig. 3(a) und (b) wird das kühlere disperse Material in die Kammer 14 nahe dem Kammerausgang, aber in Nähe der Kammerwand eingeführt, um einen fallenden Vorhang von kühleren Partikeln, die an die innere Oberfläche angrenzen, zu erzeugen. Diese Partikel werden wenn sie zu dem Abgaseingangskanal der Kammer fallen, in dem Abgasstrom mitgeführt und verlassen die Kammer durch den Gas- und Feststoffausgangskanal. Diese Partikel treten in die Kammer 14 durch einen inneren, ringförmigen Verteiler 15 ein. Der Vorhang wird mit 16 in Fig. 3(b) bezeichnet, die einen Querschnitt entlang der Linie A--A von Fig. 3(a) darstellt. Der Kanal 17 und die Öffnungen 18 und 19 sind den in Fig. 1 gezeigten ähnlich.
Allgemein gesprochen sind heiße Feststoffe, die eine Tendenz haben, während vorheriger Verarbeitung zu agglomerien, der Einführung in Schmelzbäder über Winddüsen oder Einspritzdüsen nicht leicht zugänglich. Infolge ihrer feinen Partikelgröße sind die vorerwärmten, gemäß dieser Erfindung hergestellten Feststoffe gut zum Fördern und Einspritzen in ein Schmelzbadverfahren geeignet.
In beiden, in den Fig. 1 und 2 gezeigten Ausführungen zeigen die gestrichelten Pfeile links in der Figur die Einspritzung des kohlenstoffhaltigen Materials und des sauerstoffhaltigen Gases. Der Bereich der Einspritzung muß jedoch sorgfältig ausgewählt werden, um nicht den Mechanismus des schnellen Erwärmens der Partikel, gefolgt durch Abkühlen, zu stören. Die Reduktionsgeschwindigkeit kann ebenso durch Einspritzung von beispielsweise Kohlenmonoxid durch Kanal 2 erhöht werden.
In der Beschreibung bezieht sich der Begriff "sauerstoffhaltiges Gas" auf reinen Sauerstoff und Gas, das Sauerstoff enthält, einschließlich Luft und sauerstoffangereicherter Luft.
In der Beschreibung bezieht sich der Begriff "kohlenstoffhaltiges Material" auf jedes auf Kohlenstoff basierende Material, das verbrannt werden kann, um eine geeignete, hohe Temperatur zu erzeugen, und schließt Anthrazit, bituminöse oder subbituminöse Kohle, Koks- oder Gaskohle, Koks, Lignit- oder Braunkohle, von Lignit oder Braunkohle abstammender Halbkoks, höhersiedende Petroleumreste und Naturgas ein. Die Lignit- oder Braunkohle kann unter Verwendung des in den australischen Patenten Nr. 561584 und 588565 und der abgelaufenen Anmeldung Nr. 52422/86 bekanntgemachten Verfahrens verdichtet werden. Ein Verfahren zur Herstellung eines Halbkokses aus so einem verdichteten Produkt wird in der australischen Patentanmeldung Nr. 52234/86 bekanntgemacht.
In der Beschreibung kann der Schmelzbadreaktor, aus dem die heißen Abgase erhalten werden, beispielsweise jeder der folgenden sein: Schmelzeisenbadreaktor, Tiefsinterverfahrensreaktor, Eisenlegierungsbadreaktor, Nichteisenbadreaktor oder jeder andere pyrometallurgische Verfahrensbadreaktor, der heiße Abgase austrägt.
Diese Erfindung verwendet vorzugsweise eine Behandlungskammer zum Vorerwärmen und Vorreduzieren der Oxiderze, die
1. ein Gefäß, das angepaßt ist, um einen Strom von Oxidpartikeln und Hochtemperaturreduktionsgas zu begrenzen und zu lenken;
2. eine Öffnung oder Öffnungen für die Oxidpartikel, die in einem Trägergas mitgeführt werden; und
3. einen Einlaßkanal oder -kanäle für die Reduktionsgase,
umfaßt, wobei die Öffnung(en) und der/die Einlaßkanal/kanäle so angeordnet sind, daß die Oxidparikel anfänglich den Reduktionsbedingungen ausgesetzt und anschließend abgekühlt werden, um Agglomeration und Verkleben zu kontrollieren.
Diese Erfindung kann in Verbindung mit einem Gerät zum Schmelzen eines Metalloxiderzes durchgeführt werden, das in Kombination
1. einen Schmelzbadreaktor zum Schmelzen des Erzes;
2. Mittel, um Abgas vom Reaktor zu leiten zu
3. einer Behandlungskammer oder -kammern, wie oben definiert,
4. Mittel, um frisches Metalloxiderz oder Metalloxiderz, das vorerwärmt und teilweise vorreduziert wurde, in die Kammer oder Kammern einzuspritzen;
5. Mittel, um die Oxidpartikel, die in einem Gas aus der Kammer oder den Kammern mitgeführt werden, zu einem Gas-Feststoff Abscheider oder -Abscheidern zu leiten;
6. Mittel, um wenigstens einen Teil der abgeschiedenen Feststoffe und etwas des Schleppgases zu dem Reaktor und, wenn gewünscht, einen Teil zu der Kammer oder den Kammern zu leiten,
umfaßt.
Es ist deutlich zu verstehen, daß die Erfindung in ihren Hauptaspekten nicht auf die speziellen Details, auf die hierin zuvor Bezug genommen wurde, beschränkt ist.

Claims

1. Verfahren zur Vorerwärmung und Vorreduktion eines Metalloxids, umfassend:

(a) Einführung von Metalloxid-Teilchen in einen Strom von heißem reduzierendem Gas, so daß die Metalloxid-Teilchen in der Masse des Stromes des heißen reduzierenden Gases mitgeschleppt werden und der Kontakt zwischen Oxid-Teilchen und mit einer festen Oberfläche minimiert wird, wodurch die Metalloxid-Teilchen schnell erwärmt und das Metalloxid zumindest teilweise reduziert wird; und darauf

(b) schnelles Abkühlen der Metalloxid-Teilchen auf eine Temperatur unterhalb derjenigen, bei der die teilweise reduzierten Metalloxid- Teilchen klebrige Eigenschaften zeigen.

2. Verfahren nach Anspruch 1, umfassend die Stufe des Mitschleppens der Metalloxid-Teilchen in einem Gas unter Bildung eines Stromes von Metalloxid-Teilchen und darauf die Einführung des Stromes von mitgeschleppten Metalloxid-Teilchen in den Strom von heißem reduzierendem Gas in Stufe (a).

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, umfassend die Einführung von Metalloxid-Teilchen und des Stromes von heißem reduzierendem Gas in Stufe (a) in eine Behandlungskammer, die in Richtung der Massenströmung des heißen reduzierenden Gases langgestreckt ist.

4. Verfahren nach Anspruch 3, umfassend die Einführung des Stromes von heißem reduzierendem Gas in die Behandlungskammer durch eine oder mehrere Einlaßleitungen, die in der Nähe des einen Endes der langgestreckten Kammer positioniert sind.

5. Verfahren nach Anspruch 4, umfassend die Einführung der Metalloxid-Teilchen in die Behandlungskammer durch eine oder mehrere Einlaßöffnungen, die sich in enger Nachbarschaft zu und in Richtung der Massenströmung stromabwärts von der bzw. den Einlaßleitung(en) für das heiße reduzierende Gas befinden.

6. Verfahren nach Anspruch 5, in welchem die Querschnittsfläche der Kammer deutlich größer ist als die Querschnittsfläche der Einlaßleitung(en), um den direkten Kontakt des heißen reduzierenden Gases mit den Wänden der Behandlungskammer zu minimieren.

7. Verfahren nach Anspruch 2, umfassend die Einführung des Stromes von Metalloxid-Teilchen in den Strom von heißem reduzierendem Gas, so daß der Strom von heißem reduzierendem Gas dem Strom von Metalloxid-Teilchen ein gewisse Verwirbelung verleiht.

8. Verfahren nach irgendeinem der vorangehenden Ansprüche, in welchem das heiße reduzierende Gas ein Abgas aus einem Schmelzreduktionsgefäß ist.

9. Verfahren nach Anspruch 8, in welchem die Temperatur des Abgases im Bereich von 1400ºC bis 1800ºC liegt.

10. Verfahren nach irgendeinem der vorangehenden Ansprüche, in welchem ein Teil des Metalloxids rückgeführte Metalloxid-Teilchen umfaßt.