DE821719C

DE821719C - Verfahren zum Enteisenen von Chromerzen und seine Anwendung zur Herstellung von Chrom und Chrom-Legierungen

Info

Publication number: DE821719C
Application number: DEP39834A
Authority: DE
Inventors: Andre Greffe
Original assignee: Societe dElectro Chimie dElectro Metallurgie et des Acieries Electriques Dugine SA SECEMAU
Current assignee: Societe dElectro Chimie dElectro Metallurgie et des Acieries Electriques Dugine SA SECEMAU
Priority date: 1943-12-13
Filing date: 1949-04-14
Publication date: 1951-11-19
Also published as: GB598600A; CH259876A; US2458469A; FR986932A; DE916675C; FR986931A; GB619886A; US2448882A

Description

Verfahren zum Enteisenen von Chromerzen und seine Anwendung zur Herstellung von Chrom und Chrom-Legierungen Die Chromerze enthalten im allgemeinen bedeutende Mengen Eisenoxyd. Das Problem der Entfernung des Eisens aus diesen Erzen bietet sich in einer großen Anzahl von Fällen dar, insbesondere wenn man das Chrom in reinem oder fast reinem Zustand aus den Erzen extrahieren will.
Die für diese Enteisenung benutzten thermochemischen Verfahren bestehen im wesentlichen darin, den elektrischen Ofen mit dem zu behandelnden Erz, vermischt mit einem passenden Reduktionsmittel, in richtig dosierter Menge zu beschicken und in diesem Ofen die Reduktion des im Erz enthaltenen Eisenoxyds und infolgedessen die Entfernung des Eisens in metallischer Form durchzuführen.
Die vorzugsweise für diesen Vorgang benutzten Reduktionsmittel sind Kohlenstoff und Silicium. Auf Grund des vorhandenen Gleichgewichts zwischen den Eisen- und Chromgehalten in der metallischen Phase einerseits und den. entsprechenden Oxyden des geschmolzenen Erzes andererseits ist es notwendig, wenn man sehr niedrige Gehalte an Eisenoxyd in dem Erz erzielen will, einen Teil des Chromoxyds des Erzes mit zu reduzieren. Dies hat zur Wirkung, daß das so enteisente Erz an Chromoxyd ärmer wird, wodurch die Weiterverarbeitung, z. B. zur Gewinnung des Chroms in reinem Zustand schwieriger wird.
Im Fall der Verwendung von Kohlenstoff als Reduktionsmittel ist die genaue Dosierung schwierig. Man ist verleitet, einen Überschuß an Reduktionsmittel bei der Gattierung zuzuführen, was eine zusätzliche Reduktion von Chromoxyd und damit eine Verminderung dieses Oxyds in der entstehenden Schlacke zur Folge hat. Die Verwendung des Siliciums hat einen@anderen Nachteil: Sie führt im laufe der Reduktion zur Bildung einer bedeutenden Menge von Siliciumdioxyd, das durch Kalk gebunden werden muß, wenn man vermeiden will, daß das aus dem enteisenten Erz erhaltene Chrom bedeutende :Mengen an Silicium enthält. Dieses Siliciumdioxyd und der hierfür notwendige Kalkzusatz tragen noch dazu bei, daß das in der Schlacke, die sich bei dem Enteisenungsvorgang bildet, enthaltene Chromoxyd vermindert wird.
Die vorliegende Erfindung hat ein Verfahren zum Gegenstand, welches die vorerwähnten Nachteile zu vermeiden gestattet. Dieses Verfahren besteht darin, zunächst das Chromerz, gegebenenfalls in Anwesenheit eines Flußmittels, beispielsweise Kalk, mittels metallischem Chrom teilweise zu reduzieren und die an Eisen reiche metallische Phase, die im Laufe dieses Vorganges entsteht, von der Schlacke abzusondern, diese nach der Erstarrung zu zerkleinern und sie darauf einer magnetischen Scheidung durch die üblich zu diesem Zweck für die Behandlung von Erzen benutzten Mittel zu unterwerfen.
Bei diesem Reduktionsverfahren reagiert das Chrom mit dem in dem Erz enthaltenen Eisenoxyd in der Weise, daß einerseits ein an Chrom verhältnismäßig armes Ferrochrom und andererseits Chromoxyd gebildet wird, das in die Schlacke geht. Diese Schlacke enthält nur geringe Mengen an Eisen im Oxydzustand. Andererseits hat man festgestellt, daß nach der Reduktion des im Erz enthaltenen Eisenoxyds durch das Chrom in der Endschlacke ziemlich bedeutende Mengen an Ferrochrom verbleiben, das im Laufe der Reduktion gebildet ist, wobei dieses Ferrochrom sich in der Schlacke in der Form von Tröpfchen eingesprengt findet. Da dieses Ferrochrom reich an Eisen ist und der Anteil dieser Tröpfchen in der Schlacke bis zu go% des Gesamteisengehalts der Schlacke betragen kann, wird dadurch der Eisengehalt in der Schlacke sehr hoch.
Nun hat man entdeckt, daß das im Laufe der Reduktion erhaltene Ferrochrom eine solche Zusammensetzung besitzt, daß es magnetische Eigenschaften besitzt, was eben gestattet, die metallischen Einschlüsse, die es enthält, gemäß der Erfindung nach dem Zerkleinern aus der Schlacke zu entfernen.
Das heim Verfahren gemäß der Erfindung als Reduktionsmittel benutzte Chrom braucht in der Praxis nicht im Zustand eines reinen Metalls zu sein. Man kann auch durchaus mit einem Ferrochrom mit einem verhältnismäßig hohen, beispielsweise mit 70% Chromgehalt arbeiten. Das nach dem Reduktionsvorgang erhaltene Ferrochrom ist natürlich gegenüber der Anfangslegierung arm an Chrom, jedoch kann es in der Industrie als armes Ferrochrom Verwendung finden. Die aufgewandte Menge an Reduktionslegierung muß nach ihrem Chromgehalt berechnet werden, um durch den Reduktionsvorgang ein Ferrochrom zu erhalten, das mehr als 20% Chrom enthält.
Die vorliegende Erfindung sieht weiterhin die Anwendung des zuvor beschriebenen Hauptverfahrens zur Erhaltung von Ferrochrotn mit einem sehr hohen Gehalt an Chrom oder auch von metallischem industriellem Chrom vor, beispielsweise durch eine weitere Reduktion der enteisenten chromhaltigen Schlacke mit Hilfe eines Reduktionsmittels, wie es bei der Herstellung von Eisenlegierungen üblich ist.
Diese Reduktion kann beispielsweise in bekannter Art durch Alurninothermie oder mit Hilfe von Kohlenstoff durchgeführt werden.
lfan kann auch die enteisente chromoxydreiche Schlacke in zwei Stufen reduzieren. Zu diesem Zweck läßt man in der ersten Stufe zunächst auf die Schlacke mit oder ohne intensive Beimischung von Reaktionselementen und in Anwesenheit einer Base wie Kalk ein an Silicium armes Siliciumchroni bzw. Chromsilicium einwirken, was einerseits zu einem sehr reichen Ferrochrom oder industriellen metallischen Chrom und andererseits zu einer Schlacke führt, die Siliciumdioxyd, Kalk und Chromoxyd enthält. Diese Schlacke wird in einer zweiten Stufe der Wirkung eines an Silicium reichen Chromsilicium ausgesetzt, das durch Einwirkung von Quarz und Kohlenstoff auf einen Teil der zu reduzierenden enteisenten Schlacke hergestellt ist. Diese zweite Stufe. die vorzugsweise unter Vermischung der vorhandenen Phasen durchgeführt wird, ergibt einerseits eine Schlacke, die einzig und allein Siliciumdioxyd und Kalk enthält, und andererseits ein Chromsilicium, das in der ersten Stufe des Reduktionsvorganges wieder benutzt werden kann.
Im nachstehenden soll ein Ausführungsbeispiel des Verfahrens gemäß der Erfindung beschrieben werden.

In einem elektrischen Ofen wird ein Gemisch von 3oo kg Chromerz, enthaltend -18.9o% Cr203 und 14,340/0 Fe 0 und 300 kg Kalk geschmolzen. Wenn der Schmelzvorgang beendet ist, setzt man dem Bad 156 kg Ferrochrom zu, <las 67,50/0 Chrom enthält. Man erhält nach der Reaktion 587 kg Schlacke und 94 kg Metall, die die nachfolgenden Analysen besitzen:

Schlacke

0/0

Fe insgesamt (Fe-i\-fetall und Fe-Oxyd) 3

Cr203 ...........................: 40,80

5102 ... .. ....................... 2

A1203 ............................ 12

Ca0 ............................. 31,8o

M90 ............................ 10,23

Metall

Cr ...................,........... 31,58

Fe ......., .........,............ 67,8o

Nach dem Zerkleinern wird die so erhaltene Schlacke durch magnetische Scheidung enteisent. Die so enteisente Schlacke enthält: Fe insgesamt (Fe-Metall + Fe-Oxyd) . 0,28°/o Cr203 ........................... 39,88%

Claims

PATENTANSPRÜCHE: t. Verfahren zum Enteisenen von Chromerzen, dadurch gekennzeichnet, daß man zunächst das zu behandelnde Erz, beispielsweise im elektrischen Ofen, mit Hilfe von metallischem Chrom, beispielsweise im Zustand von Ferrochrom, gegebenenfalls in Anwesenheit eines Flugmittels, wie z. B. Kalk, teilweise reduziert und daß man die an Eisen reiche metallische Phase, die im Laufe dieses Vorganges gebildet wird, von der Schlacke absondert, diese nach der Erstarrung zerkleinert und dann einer magnetischen Scheidung unterwirft. z, Verfahren nach dem Anspruch r, dadurch gekennzeichnet, daß man als Reduktionsmittel ein Ferrochrom mit einem Gehalt von ungefähr 700/n Chrom verwendet. 3. Verfahren zum Erhalt von sehr reichem Ferrochrom oder auch von industriellem metallischem Chrom, ausgehend von Chromerzen, durch Anwendung des Verfahrens nach den Ansprüchen r bis 3, dadurch gekennzeichnet, daB, nachdem man das Erz der Reduktion, gefolgt von der magnetischen Scheidung, ausgesetzt hat, es einer Reduktion nach einem bekannten Verfahren unterworfen wird. 4. Verfahren nach dem Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Endreduktion des enteisenten Erzes durch Aluminothermie oder durch die Einwirkung von Kohlenstoff stattfindet. 5. Durchführung des Verfahrens nach dem Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlacke einer Rcduktion in zwei Stufen unterworfen wird, indem man in der ersten Stufe auf die Schlacke in Anwesenheit einer Base wie Kalk ein an Silicium armes Chromsilicium und auf die hierbei erhaltene Schlacke in einer zweiten Stufe ein an Silicium reiches Chromsilicium einwirken läßt, das hergestellt wird durch Reaktion der Schlacke mit Quarz und Kohlenstoff, wobei das bei der zweiten Verfahrensstufe erhaltene an Silicium arme Chromsilicium wieder bei der ersten Verfahrensstufe verwendet wird.