ES2343729T3 - Reduccion de oxidos en estado solido. - Google Patents
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Abstract
Un proceso para la reducción de un óxido de manganeso a carburo de manganeso, incluyendo el proceso poner en contacto el óxido de manganeso en forma sólida con un agente reductor/carburizante gaseoso y opcionalmente un gas inerte a una temperatura en el intervalo de aproximadamente 1000-1250ºC.
Description
Reducción de óxidos en estado sólido.
Esta invención se refiere a un nuevo método para
la reducción de óxidos de manganeso y está particularmente
relacionado con un método para la reducción en estado sólido de
óxidos de manganeso.
El manganeso es un metal de transición
comercialmente importante. Se usan diversas técnicas para extraer
este metal de transición de las menas.
El manganeso combinado con otros elementos está
ampliamente distribuido en la corteza terrestre. La mena más
importante consiste principalmente en dióxidos de manganeso en forma
de pirolusita, psilomelano, manganita, rodocrosita o nódulos
marinos. Las aleaciones de manganeso se producen convencionalmente
mediante reducción carbotérmica de la mena y fundición en un horno
de arco eléctrico. El ferromanganeso de alto contenido en carbono
se produce también en el alto horno.
La presente invención se basa en la realización
de que los óxidos de manganeso pueden reducirse directamente al
carburo, donde el carbono requerido para la reducción se proporciona
en forma de un hidrocarburo gaseoso, por ejemplo, metano.
La Patente de Estados Unidos Nº 4.151.763 se
refiere a un proceso para producir carburos, entre otros, carburo
de manganeso, por reducción térmica de los óxidos en presencia de un
hidrocarburo.
La Patente de Estados Unidos Nº 4.053.301
describe un proceso para la producción directa de carburo de hierro
a partir de óxidos de hierro particulados reducidos usando una
mezcla de metano (hidrocarburo)-hidrógeno. En el
proceso, la mena de hierro fina se reduce al estado metálico
poniendo en contacto la mena con hidrógeno a una temperatura entre
595ºC y 705ºC en un lecho fluidizado. El hierro reducido se
carburiza después mediante metano (hidrocarburo). De esta manera,
en la reacción del óxido de hierro con la mezcla de
metano-hidrógeno, los productos de reducción son
carburo de hierro y H_{2}O, y la reacción global del proceso de
reducción se presenta como:
3Fe_{x}O +
xCH_{4} + (3-2x)H_{2} = xFe_{3}C +
3H_{2}O
Como se analizará con más detalle a
continuación, la reducción de un óxido con metano (hidrocarburo) en
el método de la presente invención es fundamentalmente diferente de
la técnica anterior del reductor de óxido de hierro en que ocurre
directamente en la fase carburo desde el material sólido, por
ejemplo una mena, con formación de CO.
El proceso de la presente invención puede
caracterizarse como de naturaleza pirometalúrgica y se basa en el
uso de reductores gaseosos, en el que el carbono requerido para la
reducción se suministra desde la fase gas.
Por consiguiente, en un primer aspecto, la
presente invención proporciona un proceso para la reducción de un
óxido de manganeso a carburo de manganeso, incluyendo el proceso
poner en contacto el óxido de manganeso en forma sólida con un
agente reductor y carburizante gaseoso y, opcionalmente, una ga
inerte a elevada temperatura.
El gas reductor/carburizante puede ser una
mezcla gaseosa de hidrocarburo-gas hidrógeno. El
hidrocarburo puede ser un alcano, por ejemplo, metano, etano,
propano o puede ser una mezcla de dos o más alcanos, o puede usarse
un gas natural, que opcionalmente se limpia antes de su uso.
Preferiblemente, el hidrocarburo es metano. Preferiblemente, el
hidrocarburo puede estar presente en una cantidad de aproximadamente
el 5-20%, más preferiblemente del
7-15%.
Preferiblemente, el hidrógeno en el gas
reductor/carburizante está presente en una cantidad de
aproximadamente el 20 al 95%.
El gas portador inerte opcional puede ser
nitrógeno o argón. El gas portador inerte puede estar presente en
una cantidad del 0 al 60%.
Preferiblemente, el óxido de manganeso está
presente en un material que tiene una permeabilidad a gas alta para
permitir un acceso amplio del gas reductor a la fase óxido.
Preferiblemente, el material tratado en el proceso de la invención
tiene una alta porosidad, alta área superficial y no se funde o
sinteriza durante la reacción de reducción. Preferiblemente, el
óxido de manganeso está en forma particulada.
El material tratado en el proceso de la
invención puede ser una mena que contiene uno o más óxidos
metálicos. La mena puede estar en forma de
pre-concentrado o concentrado. La mena puede
someterse a uno o más pretratamientos, por ejemplo, concentración
por medios químicos y/o físicos antes de tratarla de acuerdo con el
proceso de la invención. Preferiblemente, el óxido se
pre-trata por calcinación con gases calientes,
inertes o reductores, a aproximadamente 800-1100ºC
para retirar la humedad y pre-reducir MnO_{2} y
Mn_{2}O_{3} a MnO y descomponer los carbonatos.
El proceso de la invención se realiza a una
temperatura suficientemente alta para que tenga lugar la reacción
de reducción pero no tan alta como para que de como resultado una
fusión o sinterización significativa del material a tratar.
El proceso de la invención se realiza a una
temperatura de 1000-1250ºC, preferiblemente entre
1050-1150ºC.
El proceso de la invención puede realizarse en
cualquier reactor adecuado. El reactor puede ser un reactor de
lecho fluidizado o un reactor de lecho de relleno. Puede usarse un
lecho de relleno si las partículas de la mena son susceptibles a
adherirse. La selección del modo más apropiado del proceso depende
de la composición de la mena, del tamaño y la composición del gas
usado.
Preferiblemente, el CO se minimiza en la
atmósfera del reactor durante el proceso de la invención. La
descarga gaseosa del reactor usado para realizar el proceso de la
invención puede reciclarse de nuevo al reactor. Cuando se recicla
la descarga gaseosa, es preferible que el CO se retire antes del
reciclado al volumen de reacción. Parte de los gases (gases
reactantes, descargas gaseosas o una corriente diferente) pueden
quemarse en cualquier momento antes, durante o después del reactor
para proporcionar calor al volumen de reacción o al suministro
entrante.
El gas hidrógeno puede suministrarse a la
reacción para permitir la reducción del óxido de hierro, presente
en la mena de manganeso. La sílice presente en el material de
suministro puede reducirse también parcialmente. Por ejemplo, las
menas de manganeso con hasta aproximadamente del 12% de sílice
pueden tratarse de acuerdo con el proceso de la invención.
El proceso de reducción de óxido de manganeso de
la presente invención puede transcurrir mediante la siguiente
reacción.
MnO +
10/7CH_{4} = 1/7Mn_{7}C_{3} + CO +
20/7H_{2}
Resulta fácilmente evidente que esta reacción es
fundamentalmente diferente de la reducción del óxido de hierro con
metano en que el metal de transición se convierte directamente en la
fase carburo con la formación de gas CO.
La energía libre de Gibbs fundamental de la
reducción del MnO a Mn_{7}C_{3} es igual a \DeltaGº = 377682
- 314,44T, J que significa que esta reacción transcurre
espontáneamente a temperaturas de 1201 K y mayores cuando las
especies están en sus estados fundamentales. La constante de
equilibro para esta reacción es log K =
10/7log(P_{H2}/PCH_{4}) + log P_{co}, que es igual a
aproximadamente 10 a 1000ºC, 100 a 1100ºC y 1000 a 1200ºC. Esto
indica que la reducción de MnO a carburo de manganeso es factible y
tiene una gran extensión a 1000-1200ºC.
Las menas de manganeso, aparte del propio óxido
de manganeso, pueden contener óxidos de hierro, sílice y otros
metales. Se sabe a partir de la bibliografía que en el proceso de
reducción de gas, el hierro se reduce fácilmente mediante hidrógeno
y/o gas CO al estado metálico. El óxido de manganeso se reduce
prácticamente sólo a su estado de oxidación inferior MnO.
Los ejemplos de materiales que pueden tratarse
en el proceso de la presente invención son óxidos de manganeso
puros, menas de manganeso Groote Eylandt, menas de manganeso Wessels
y otras menas de manganeso. Preferiblemente, el tratamiento se
realiza sobre partículas que tienen un tamaño de partícula menor de
aproximadamente
2 mm.
2 mm.
La mena de manganeso se
pre-trata preferiblemente con gases calientes,
inertes o reductores, a aproximadamente 800-1100ºC.
Puede conseguirse una cinética mejor pre-tratando la
mena (óxido) que incluye la retirada de humedad y descomposición de
carbonato. Los sólidos calcinados pueden reducirse después en un
reactor de lecho fijo o un reactor fluidizado suministrado con una
mezcla de gas inerte (tal como argón o
nitrógeno)-hidrógeno-metano y en el
que los óxidos metálicos se reducen al carburo. El metano se
suministra preferiblemente al reactor a una velocidad y proporción
respecto a hidrógeno tales que se proporciona una actividad de
carbono suficiente para la reducción de los óxidos metálicos y para
mantener el contenido de carbono deseado en el producto final. El
hidrógeno se introduce para controlar la actividad del carbono en la
fase gas.
A la temperatura a la que se realiza el proceso
de esta invención, el CH_{4} es inestable. Se ha encontrado que
usando CH_{4} metaestable, puede obtenerse una actividad de
carbono mucho mayor en la fase gas que la disponible actualmente en
los procesos carbotérmicos convencionales.
Por consiguiente, en otro aspecto, la presente
invención proporciona un proceso para la reducción de óxido de
manganeso a carburo de manganeso, incluyendo el proceso poner en
contacto el óxido metálico en forma sólida con un agente
carburizante/reductor gaseoso a una temperatura elevada en presencia
de un agente que amplía la metaestabilidad del agente
carburizante/reductor gaseoso.
Preferiblemente el agente que amplía la
metaestabilidad es azufre disuelto en la fase gas.
La tecnología de reducción gaseosa de la
presente invención puede proporcionar las siguientes ventajas sobre
las rutas de reducción carbotérmica en estado sólido
convencionales:
Menores temperatura de operación
Capacidad para procesar finos y
Cinética más rápida.
Disminución y posible eliminación del consumo de
coque en la ruta de producción de metal global y, por lo tanto,
promoción de tecnologías respetuosas con el medio ambiente, puesto
que la producción de coque genera contaminantes dañinos.
Disminución global en el consumo de energía.
Se cree que la cinética más rápida se atribuye a
un mejor contacto superficial entre los reactantes y la mayor
actividad de carbono. Preferiblemente, la concentración de CO en la
atmósfera del reactor se minimiza porque el CO reduce la cinética y
extensión de la reducción.
Como la reducción de la mena ocurre en la
interfaz mena/gas, una mayor porosidad del material óxido da como
resultado un área de contacto y cinética mayores.
El carburo de manganeso producido por el proceso
de acuerdo con la invención puede usarse para producir aleaciones,
por ejemplo, por fundición de carburo de silicio o puede usarse
directamente en la fabricación de acero.
Para que la invención se entienda más fácilmente
se proporcionan las siguientes realizaciones no limitantes.
La Figura 1 es un gráfico que muestra la
composición del gas de salida en la reducción de MnO puro mediante
una mezcla metano-hidrógeno-argón
(15% vol CH_{4}-20% vol
H_{2}-65% vol Ar) a 1150ºC;
La Figura 2 es un gráfico que muestra la
extensión de la reducción de MnO puro mediante una mezcla
CH_{4}-H_{2}-Ar (15% vol
CH_{4}-20% vol H_{2}-65% vol Ar)
a temperaturas diferentes:
La Figura 3 es un gráfico que muestra la
extensión de la reducción de MnO mediante una mezcla gaseosa que
contiene metano con diferente contenido de metano a 1200ºC (el
contenido de hidrógeno se mantuvo al 20% vol de H_{2});
La Figura 4 es un gráfico que muestra la
extensión de la reducción de MnO mediante una mezcla gaseosa que
contiene metano con diferente contenido de hidrógeno a 1150ºC
(contenido de CH_{4} constante al 15% vol);
La Figura 5 es un gráfico que muestra el efecto
de los contenidos de CO sobre la reducción de MnO mediante la
mezcla metano-hidrógeno (10% vol
CH_{4}-20% vol H_{2}) a 1150ºC;
La Figura 6 muestra patrones de difracción de
rayos X en diversas etapas de la reducción de MnO mediante mezclas
de gas que contienen metano a 1150ºC;
La Figura 7 es un gráfico que muestra las curvas
de reducción para el MnO puro reducido por 1 - grafito en atmósfera
CO^{1} a 1320ºC; 2 - grafito en atmósfera de argón^{1} a 1200ºC;
3 - grafito en atmósfera de argón^{2} a 1200ºC; 4 - gas de
CH_{4}-H_{2}-Ar a 1200ºC;
La Figura 8 es un gráfico que muestra la
reducción de mena de Mn Wessels mediante una mezcla de
metano-hidrógeno (10% vol
CH_{4}-50% vol H_{2} - 40% vol Ar) a diferentes
temperaturas;
La Figura 9 es un gráfico que muestra la
reducción de la mena de Mn Wessels mediante una mezcla gaseosa que
contiene metano con diferente contenido de metano a 1100ºC (el
contenido de hidrógeno se mantuvo al 50% vol de H_{2});
La Figura 10 es un gráfico que muestra la
reducción de la mena de Mn Wessels bruta mediante una mezcla gaseosa
que contiene metano con diferente contendido de hidrógeno a 1100ºC
(el contenido de metano se mantuvo al 10% en volumen de
CH_{4});
La Figura 11 es un gráfico que muestra el
progreso de la reducción de la mena de Mn Wessels bruta con
diferente tamaño de partícula mediante una mezcla gaseosa que
contiene metano. Temperatura: 1100ºC. Composición del gas reductor:
10% vol CH_{4}, 40% vol Ar y 50% vol H_{2};
La Figura 12 muestra patrones de difracción de
rayos X de mena de Mn Wessels en diferentes etapas de la reducción
mediante mezclas gaseosas que contienen metano a 1000ºC;
La Figura 13 muestra patrones de difracción de
rayos X de mena de Mn Wessels en diferentes etapas de la reducción
mediante mezclas gaseosas que contienen metano a 1100ºC;
La Figura 14 muestra patrones de difracción de
rayos X de mena de Mn Wessels en diferentes etapas de la reducción
mediante mezclas gaseosas que contienen metano a 1200ºC;
La Figura 15 muestra curvas de reducción de
menas de Mn Wessels mediante grafito en atmósferas de Ar y CO a
1300ºC y mediante una mezcla gaseosa de
CH_{4}-H_{2}-Ar a 1200ºC;
La Figura 16 es un gráfico que muestra la
reducción de una mena de Mn Groote Eylandt mediante una mezcla de
metano-hidrógeno (10% vol
CH_{4}-50% vol H_{2}-40% vol Ar)
a diferentes temperaturas;
La Figura 17 muestra patrones de difracción de
rayos X en diversas etapas de la reducción de menas de Mn Groote
Eylandt sinterizadas a 1050ºC;
La Figura 18 muestra patrones de difracción de
rayos X en diversas etapas de la reducción de menas de Mn Groote
Eylandt sinterizadas a 1200ºC;
La Figura 19 es un gráfico que muestra el efecto
de CaO sobre la velocidad y extensión de la reducción de la mena
Groote Eylandt mediante una mezcla
metano-hidrógeno-argón (10% vol
CH_{4}-50% vol H_{2}-40% vol
Ar) a 1150ºC;
La Figura 20 es un gráfico que muestra el efecto
de CaO sobre la velocidad y extensión de la reducción de la mena
Groote Eylandt mediante una mezcla
metano-hidrógeno-argón (10% vol
CH_{4}-50% vol H_{2}-40% vol
Ar) a 1200ºC;
La Figura 21 es un patrón de difracción de rayos
X de mena de Mn Groote Eylandt sinterizada reducida con CaO a
1200ºC; y
La Figura 22 es un gráfico que muestra las
curvas de reducción para menas de Mn Groote Eylandt reducidas
mediante grafito en atmósferas de CO a 1300ºC y 1350ºC y mediante
una mezcla gaseosa de
CH_{4}-H_{2}-Ar a 1050 y
1200ºC.
\vskip1.000000\baselineskip
El óxido de manganeso puro MnO y dos menas de
manganeso (Groote Eylandt, Australia y Wessels, Sudáfrica) se
redujeron mediante una mezcla gaseosa que contenía hidrógeno y
metano al estado metálico (carburo) a una temperatura de
1000-1200ºC. Se usó argón como gas portador aunque
el nitrógeno podría usarse también para este fin o no. La extensión
y velocidad de la reducción de la mena de óxido de manganeso o de
manganeso se controlaron usando un espectrómetro de masas. Se
confirmó experimentalmente que la reacción de reducción de óxido de
manganeso transcurre con la formación de CO de acuerdo con la
reacción (1). Esto se observa a partir de la Figura 1, que presenta
la composición del gas de salida en la reducción del MnO puro
mediante una mezcla gaseosa
CH_{4}-H_{2}-Ar (15% vol,
CH_{4}, 20% vol H_{2}) a 1150ºC.
\vskip1.000000\baselineskip
En la Figura 2 se ilustra la velocidad y
extensión de la reducción de óxido de manganeso como una función de
la temperatura. El grado de reducción de manganeso está cerca del
100% en el intervalo de temperatura de
1000ºC-1200ºC. La velocidad de reducción del óxido
de manganeso aumenta con el aumento de la temperatura. La reducción
del MnO se examinó también como una función de la composición del
gas. Los resultados se presentan en las Figuras
3-5.
Se sometieron muestras reducidas a análisis XRD.
La Figura 6 presenta patrones de difracción de rayos X en diversas
etapas de la reducción de MnO puro a 1150ºC. El ajuste más próximo
del patrón de XRD del carburo de manganeso corresponde a
Mn_{7}C_{3}. La Figura 7 representa curvas de reducción para MnO
puro reducido a 1200ºC mediante grafito en atmósfera de argón, a
1320ºC mediante grafito en CO y mediante una mezcla gaseosa de
CH_{4}-H_{2}-Ar. La velocidad de
reducción de MnO mediante el gas
CH_{4}-H_{2}-Ar es 10 veces más
rápida que mediante grafito en argón y 20 veces más rápida que
mediante grafito en atmósfera de CO a 1320ºC.
Las condiciones óptimas para la reducción de MnO
a la fase carburo en los experimentos indicados son las siguientes:
a) temperatura: 1200ºC, por debajo de la temperatura de fusión del
manganeso, b) concentración de metano en la fase gas:
10-15% vol c) concentración de hidrógeno en la fase
gas: 20-90% vol.
\vskip1.000000\baselineskip
Se realizaron experimentos con menas de
manganeso de las minas Wessels en Sudáfrica y Groote Eylandt,
Australia. Sus composiciones se dan en la Tabla 1 a
continuación.
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
Las diferencias entre las menas son las
siguientes:
- \bullet
- La mena de Mn Wessels tiene mayor contenido de Fe (11%) y CaO (5,4%) comparado con el 6,7% de Fe y 0,03% de CaO en la mena Groote Eylandt.
- \bullet
- La distribución del hierro en la matriz de la mena Wessels es más uniforme. El Fe en las menas Groote Eylandt está concentrado a lo largo de la estratificación de la mena.
- \bullet
- La presencia de óxidos alcalinos (1,3% K_{2}O y 0,3% Na_{2}O) y un bajo contenido de CaO en la mena Groote Eylandt reducen la temperatura de fusión de la mena. La mena de Mn Wessels contiene 74 ppm de K_{2}O y 275 ppm de Na_{2}O.
- \bullet
- La mena de Mn Wessels contiene una menor cantidad de SiO_{2} (3,2%) y Al_{2}O_{3} (0,351%) comparado con la mena de Mn Groote Eylandt, que tiene un 4,38% de SiO_{2} y un 1,19% de Al_{2}O_{3}.
\vskip1.000000\baselineskip
En las Figuras 8-11 se muestran
datos experimentales sobre la extensión y velocidad de la reducción
de la mena como funciones de la temperatura, composición del gas y
tamaño de la mena. La velocidad de reducción de la mena de
manganeso Wessels aumenta con la temperatura. El grado de reducción
de manganeso está cerca del 100% en el intervalo de temperatura de
1000ºC a 1200ºC.
Las muestras reducidas se sometieron a análisis
XRD. Las Figuras 12-14 presentan patrones de
difracción de rayos X típicos en diversas etapas de la reducción de
la mena de manganeo Wessels a 1000, 1100 y 1200ºC. El carburo de
ferro-manganeso se identificó como
(Mn,Fe)_{7}C_{3}.
La Figura 15 muestra las curvas de reducción
para menas de Mn Wessels reducidas mediante grafito (proceso
carbotérmico) y mediante mezclas gaseosas
CH_{4}-H_{2}-Ar. La velocidad de
reducción de la mena de Mn Wessels mediante el gas
CH_{4}-H_{2}-Ar a 1200ºC es
mucho más rápida que mediante grafito en atmósfera de argón o CO a
1300ºC. La reducción de las menas de manganeso con carbono sólido no
se completa ni siquiera a 1350ºC.
Las condiciones óptimas para la reducción de la
mena de Mn Wessels se establecieron de la siguiente manera: a)
temperatura: 1150ºC, que está por debajo de la temperatura de
reblandecimiento de este tipo de mena, b) concentración de metano:
10-15% vol, c) intervalo de tamaño de
1-3 mm.
El análisis de fases puso de manifiesto que la
mena de Mn Wessels se reduce al estado metálico (carburo) con
formación de
[Fe_{1-x},Mn_{x}]_{7}C_{3}. La fase
no metálica contenía óxido de silicio, aluminio, calcio, bario y
otros elementos minoritarios.
El grado de reducción de la mena de manganeso en
las condiciones óptimas era cercano al 100%. Si la reducción no fue
completa (condiciones experimentales no óptimas), se observó óxido
de manganeso en la fase escoria, mientras que el hierro se reducía
generalmente completamente en la fase metálica.
\vskip1.000000\baselineskip
El análisis de fases mostró que la mena de Mn
Groote Eylandt no es homogénea: (1) la composición de la mena
depende del tamaño de la mena, (2) se detecta la fase sílice
separada y (3) el óxido de hierro no está distribuido uniformemente
en la mena, sino predominantemente a lo largo de las
estratificaciones. Para obtener una mena homogénea para los
experimentos de reducción, una parte fina de la mena molida (100
micrómetros) se sinterizó en un horno de tipo mufla a 1200ºC
durante 5 horas al aire. La mena sinterizada se machacó después y se
molió a 1,0 mm.
En la Figura 16 se muestran datos experimentales
sobre la extensión y velocidad de reducción de la mena como una
función de la temperatura. Las velocidades de reducción de la mena
de manganeso Groote Eylandt aumentan con el aumento de la
temperatura de 1000 a 1050ºC. Era prácticamente independiente de la
temperatura en el intervalo de temperatura
1050-1100ºC y disminuía con un aumento adicional de
la temperatura. La temperatura óptima para la reducción de la mena
sinterizada es de 1050-1100ºC. La extensión de la
reducción es mayor del 90%. En las Figuras 17 y 18 se muestran los
patrones de difracción de rayos X obtenidos en diferentes fases de
la reducción a 1050 y 1200ºC. Hay una formación significativa de
tefroita (Mn_{2}SiO_{4}) a mayores temperaturas, que tiene una
baja temperatura de fusión. Una adición de cal (CaO) a la mena
aumenta significativamente la velocidad y extensión de la reducción
a temperatura elevada (Figuras 19-20). La mena
dopada con un 10-15% de CaO a 1200ºC no contenía
tefroita (Figura 21). La Figura 22 muestra una comparación de las
curvas de reducción para las menas de Mn Groote Eylandt reducidas
mediante grafito (proceso carbotérmico) y mediante mezclas de gas
que contenía metano.
Las condiciones óptimas para la reducción de la
mena de Mn Groote Eylandt se establecieron de la siguiente manera:
a) temperatura: 1050-1100ºC, b) concentración de
metano: 10-15% vol, c) intervalo de tamaño:
1-3 mm. Se recomienda añadir cal a la mena de GE en
la cantidad del 10-15% en peso. La temperatura de
reducción óptima en este caso es de 1100-1200ºC en
condiciones por lo demás similares.
Los expertos en la materia entenderán que pueden
hacerse numerosas variaciones y/o modificaciones a la invención
mostrada en las realizaciones específicas sin alejarse del alcance
de la invención descrita en líneas generales. Las presentes
realizaciones, por lo tanto, deben considerarse en todos los
aspectos como ilustrativas y no restrictivas.
Claims (18)
1. Un proceso para la reducción de un óxido de
manganeso a carburo de manganeso, incluyendo el proceso poner en
contacto el óxido de manganeso en forma sólida con un agente
reductor/carburizante gaseoso y opcionalmente un gas inerte a una
temperatura en el intervalo de aproximadamente
1000-1250ºC.
2. Un proceso de acuerdo con la reivindicación
1, en el que el agente reductor/carburizante gaseoso es una mezcla
gaseosa de hidrógeno-hidrocarburo.
3. Un proceso de acuerdo con la reivindicación
2, en el que el hidrocarburo se selecciona entre el grupo que
consiste en metano, etano, propano y una mezcla de dos o más de los
mismos.
4. Un proceso de acuerdo con la reivindicación
3, en el que el hidrocarburo es metano.
5. Un proceso de acuerdo con la reivindicación
1, en el que el agente reductor/carburizante es una mezcla de
hidrógeno/gas natural.
6. Un proceso de acuerdo con una cualquiera de
las reivindicaciones anteriores, en el que el gas inerte opcional
es nitrógeno o argón.
7. Un proceso de acuerdo con la reivindicación
2, en el que el hidrocarburo está presente en una cantidad de
aproximadamente el 5-20%.
8. Un proceso de acuerdo con la reivindicación
2, en el que el hidrógeno está presente en una cantidad de
aproximadamente el 20-95%.
9. Un proceso de acuerdo con una cualquiera de
las reivindicaciones anteriores, en el que el gas inerte está
presente en una cantidad de aproximadamente el
0-60%.
10. Un proceso de acuerdo con la reivindicación
1, en el que la temperatura está en el intervalo de aproximadamente
1050-1150ºC.
11. Un proceso de acuerdo con una cualquiera de
las reivindicaciones anteriores, en el que el óxido de manganeso
está en forma de una mena que contiene óxido de manganeso.
12. Un proceso de acuerdo con la reivindicación
11, en el que la mena que contiene óxido de manganeso es una mena
de manganeso.
13. Un proceso de acuerdo con la reivindicación
12, en el que la mena de manganeso es una mena de manganeso Groote
Eylandt.
14. Un proceso de acuerdo con la reivindicación
12, en el que la mena de manganeso es una mena de manganeso
Wessels.
15. Un proceso de acuerdo con una cualquiera de
las reivindicaciones 11 a 14 en el que la mena es una mena
pre-concentrada o concentrada.
16. Un proceso de acuerdo con la reivindicación
11, en el que la mena se pre-trata por calcinación
con un gas caliente, inerte o reductor.
17. Un proceso de acuerdo con una cualquiera de
las reivindicaciones anteriores, en el que la reducción del óxido
de manganeso a carburo de manganeso se realiza en presencia de un
agente que amplía la metaestabilidad del agente
carburizante/reductor.
18. Un proceso de acuerdo con la reivindicación
17, en el que el agente que amplía la metaestabilidad es azufre.
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