FI70248B - Foerfarande foer separering av metall foeretraedesvis jaern urxidmaterial - Google Patents
Foerfarande foer separering av metall foeretraedesvis jaern urxidmaterial Download PDFInfo
- Publication number
- FI70248B FI70248B FI810320A FI810320A FI70248B FI 70248 B FI70248 B FI 70248B FI 810320 A FI810320 A FI 810320A FI 810320 A FI810320 A FI 810320A FI 70248 B FI70248 B FI 70248B
- Authority
- FI
- Finland
- Prior art keywords
- chlorine
- fluidized
- ferric chloride
- bed
- ore
- Prior art date
Links
- 229910021578 Iron(III) chloride Inorganic materials 0.000 claims description 95
- RBTARNINKXHZNM-UHFFFAOYSA-K iron trichloride Chemical compound Cl[Fe](Cl)Cl RBTARNINKXHZNM-UHFFFAOYSA-K 0.000 claims description 95
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 86
- 239000000460 chlorine Substances 0.000 claims description 81
- ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N Chlorine atom Chemical compound [Cl] ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 80
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 claims description 80
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 73
- 238000005660 chlorination reaction Methods 0.000 claims description 61
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 60
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims description 51
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims description 51
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 49
- UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N Iron oxide Chemical compound [Fe]=O UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 45
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims description 44
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 35
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims description 33
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 33
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 33
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 32
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 29
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 21
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 claims description 19
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 claims description 18
- 239000003245 coal Substances 0.000 claims description 17
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M Chloride anion Chemical compound [Cl-] VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 13
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 claims description 13
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 claims description 10
- 239000010936 titanium Substances 0.000 claims description 10
- 239000011651 chromium Substances 0.000 claims description 9
- NMCUIPGRVMDVDB-UHFFFAOYSA-L iron dichloride Chemical compound Cl[Fe]Cl NMCUIPGRVMDVDB-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 9
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 claims description 9
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 229960002089 ferrous chloride Drugs 0.000 claims description 7
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 claims description 7
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 claims description 6
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 5
- CWYNVVGOOAEACU-UHFFFAOYSA-N Fe2+ Chemical compound [Fe+2] CWYNVVGOOAEACU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 claims description 4
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims description 4
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 claims description 4
- LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N vanadium atom Chemical compound [V] LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 239000000567 combustion gas Substances 0.000 claims description 3
- 229910001510 metal chloride Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 3
- 229910052715 tantalum Inorganic materials 0.000 claims description 3
- GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N tantalum atom Chemical compound [Ta] GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- ZSLUVFAKFWKJRC-IGMARMGPSA-N 232Th Chemical compound [232Th] ZSLUVFAKFWKJRC-IGMARMGPSA-N 0.000 claims description 2
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- GYHNNYVSQQEPJS-UHFFFAOYSA-N Gallium Chemical compound [Ga] GYHNNYVSQQEPJS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910021577 Iron(II) chloride Inorganic materials 0.000 claims description 2
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910052776 Thorium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910052770 Uranium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N Zirconium Chemical compound [Zr] QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims description 2
- 229910052733 gallium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 claims description 2
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910052758 niobium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000010955 niobium Substances 0.000 claims description 2
- GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N niobium atom Chemical compound [Nb] GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- JFALSRSLKYAFGM-UHFFFAOYSA-N uranium(0) Chemical compound [U] JFALSRSLKYAFGM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 235000013980 iron oxide Nutrition 0.000 claims 2
- VBMVTYDPPZVILR-UHFFFAOYSA-N iron(2+);oxygen(2-) Chemical class [O-2].[Fe+2] VBMVTYDPPZVILR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 230000003134 recirculating effect Effects 0.000 claims 1
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 26
- NDLPOXTZKUMGOV-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoferriooxy)iron hydrate Chemical compound O.O=[Fe]O[Fe]=O NDLPOXTZKUMGOV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 17
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 16
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 14
- 150000001805 chlorine compounds Chemical class 0.000 description 13
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 13
- 229910001570 bauxite Inorganic materials 0.000 description 8
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 7
- 239000000571 coke Substances 0.000 description 6
- 238000005243 fluidization Methods 0.000 description 5
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 5
- 239000002006 petroleum coke Substances 0.000 description 5
- 239000004576 sand Substances 0.000 description 5
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 5
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical class [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 4
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 4
- -1 iron metals Chemical class 0.000 description 4
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 4
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 3
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 description 3
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 3
- 239000003546 flue gas Substances 0.000 description 3
- 229910052602 gypsum Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000010440 gypsum Substances 0.000 description 3
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 2
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- KZBUYRJDOAKODT-UHFFFAOYSA-N Chlorine Chemical compound ClCl KZBUYRJDOAKODT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 2
- VSCWAEJMTAWNJL-UHFFFAOYSA-K aluminium trichloride Chemical compound Cl[Al](Cl)Cl VSCWAEJMTAWNJL-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 2
- 229910002091 carbon monoxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910002090 carbon oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000009833 condensation Methods 0.000 description 2
- 230000005494 condensation Effects 0.000 description 2
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- FBAFATDZDUQKNH-UHFFFAOYSA-M iron chloride Chemical compound [Cl-].[Fe] FBAFATDZDUQKNH-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 239000011572 manganese Substances 0.000 description 2
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 2
- 150000002926 oxygen Chemical class 0.000 description 2
- 239000008188 pellet Substances 0.000 description 2
- 239000000047 product Substances 0.000 description 2
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 2
- 238000004064 recycling Methods 0.000 description 2
- 235000013311 vegetables Nutrition 0.000 description 2
- JIAARYAFYJHUJI-UHFFFAOYSA-L zinc dichloride Chemical compound [Cl-].[Cl-].[Zn+2] JIAARYAFYJHUJI-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 229910000604 Ferrochrome Inorganic materials 0.000 description 1
- PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N Manganese Chemical compound [Mn] PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GLFNIEUTAYBVOC-UHFFFAOYSA-L Manganese chloride Chemical class Cl[Mn]Cl GLFNIEUTAYBVOC-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 1
- CSDREXVUYHZDNP-UHFFFAOYSA-N alumanylidynesilicon Chemical compound [Al].[Si] CSDREXVUYHZDNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000323 aluminium silicate Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052614 beryl Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052790 beryllium Inorganic materials 0.000 description 1
- ATBAMAFKBVZNFJ-UHFFFAOYSA-N beryllium atom Chemical compound [Be] ATBAMAFKBVZNFJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000004397 blinking Effects 0.000 description 1
- 239000002008 calcined petroleum coke Substances 0.000 description 1
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 1
- 239000001110 calcium chloride Substances 0.000 description 1
- 229910001628 calcium chloride Inorganic materials 0.000 description 1
- 229960004424 carbon dioxide Drugs 0.000 description 1
- 239000003575 carbonaceous material Substances 0.000 description 1
- 239000003610 charcoal Substances 0.000 description 1
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 description 1
- 229910001902 chlorine oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 125000004122 cyclic group Chemical group 0.000 description 1
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 1
- 239000012467 final product Substances 0.000 description 1
- 150000002222 fluorine compounds Chemical class 0.000 description 1
- 239000008246 gaseous mixture Substances 0.000 description 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
- 230000020169 heat generation Effects 0.000 description 1
- 229910052595 hematite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011019 hematite Substances 0.000 description 1
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 1
- LIKBJVNGSGBSGK-UHFFFAOYSA-N iron(3+);oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[Fe+3].[Fe+3] LIKBJVNGSGBSGK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 1
- TWRXJAOTZQYOKJ-UHFFFAOYSA-L magnesium chloride Substances [Mg+2].[Cl-].[Cl-] TWRXJAOTZQYOKJ-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229910001629 magnesium chloride Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000002867 manganese chloride Nutrition 0.000 description 1
- WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L manganese(2+);methyl n-[[2-(methoxycarbonylcarbamothioylamino)phenyl]carbamothioyl]carbamate;n-[2-(sulfidocarbothioylamino)ethyl]carbamodithioate Chemical compound [Mn+2].[S-]C(=S)NCCNC([S-])=S.COC(=O)NC(=S)NC1=CC=CC=C1NC(=S)NC(=O)OC WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 1
- 235000010755 mineral Nutrition 0.000 description 1
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 1
- 239000002957 persistent organic pollutant Substances 0.000 description 1
- 230000002028 premature Effects 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 1
- 239000002516 radical scavenger Substances 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 230000035484 reaction time Effects 0.000 description 1
- 230000000717 retained effect Effects 0.000 description 1
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 1
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- FDNAPBUWERUEDA-UHFFFAOYSA-N silicon tetrachloride Chemical compound Cl[Si](Cl)(Cl)Cl FDNAPBUWERUEDA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000000638 solvent extraction Methods 0.000 description 1
- OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N titanium oxide Inorganic materials [Ti]=O OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XJDNKRIXUMDJCW-UHFFFAOYSA-J titanium tetrachloride Chemical compound Cl[Ti](Cl)(Cl)Cl XJDNKRIXUMDJCW-UHFFFAOYSA-J 0.000 description 1
- 239000011592 zinc chloride Substances 0.000 description 1
- 235000005074 zinc chloride Nutrition 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
- C22B21/00—Obtaining aluminium
- C22B21/0007—Preliminary treatment of ores or scrap or any other metal source
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01G—COMPOUNDS CONTAINING METALS NOT COVERED BY SUBCLASSES C01D OR C01F
- C01G49/00—Compounds of iron
- C01G49/02—Oxides; Hydroxides
- C01G49/06—Ferric oxide [Fe2O3]
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
- C22B1/00—Preliminary treatment of ores or scrap
- C22B1/02—Roasting processes
- C22B1/08—Chloridising roasting
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
- C22B23/00—Obtaining nickel or cobalt
- C22B23/02—Obtaining nickel or cobalt by dry processes
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
- C22B34/00—Obtaining refractory metals
- C22B34/10—Obtaining titanium, zirconium or hafnium
- C22B34/12—Obtaining titanium or titanium compounds from ores or scrap by metallurgical processing; preparation of titanium compounds from other titanium compounds see C01G23/00 - C01G23/08
- C22B34/1218—Obtaining titanium or titanium compounds from ores or scrap by metallurgical processing; preparation of titanium compounds from other titanium compounds see C01G23/00 - C01G23/08 obtaining titanium or titanium compounds from ores or scrap by dry processes
- C22B34/1222—Obtaining titanium or titanium compounds from ores or scrap by metallurgical processing; preparation of titanium compounds from other titanium compounds see C01G23/00 - C01G23/08 obtaining titanium or titanium compounds from ores or scrap by dry processes using a halogen containing agent
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
- C01P2006/00—Physical properties of inorganic compounds
- C01P2006/80—Compositional purity
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P10/00—Technologies related to metal processing
- Y02P10/20—Recycling
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Geology (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
- Treating Waste Gases (AREA)
- Compounds Of Iron (AREA)
Description
1 70248
Menetelmä metallin, erityisesti raudan, erottamiseksi oksidi-materiaalista - Förfarande för separering av metall, före-trädesvis järn, ur oxidmaterial
Esillä olevan keksinnön kohteena on menetelmä raudan erottamiseksi oksidimateriaalista, tarkemmin sonen rautapitoisen oksidimalmin rikastus klooraamalla selektiivisesti malmissa olevt rauta-ainekset ja poistamalla saatu rautakloridi jäljellä olevasta malmista höyrynä. Keksintöä voidaan myös soveltaa muun kuin rautametallin tai -metalien erottamiseen oksidimalmista.
Englantilaisessa patentissa 1.359.882 on esitetty menetelmä suuria titaani- ja rautaoksidimääriä sisältävän malmin rikastamiseksi, jossa menetelmässä muodostetaan malmin ja hiilen seos, jolloin seoksen hiilipitoisuus on 20 - 20 paino-% ja seos käsitellään fluidisoidussa kerrosreaktorissa lämpötilassa 800 - 1000°C käsittelykaasulla, jossa on 20 - 50 tilavuus-% klooria ja 0 - 10 tilavuus-% happea. Tarvittavan kloorimäärän pienentämiseksi on edullista suorittaa tämä menetelmä siten, että hallitseva klooraus-tuote on ferrokloridi.
Myös titaanimääriä sisältävässä malmissa olevien rauta-määrien selektiivinen klooraus englantilaisessa patentissa 1.359.882 esitetyllä menetelmällä periaatteilla siten, että aluksi klooratan sekä malmin titaani- että rautamäärät ja sitten edullisesti uudelleen hapetetaan tällä tavoin muodostunut titaanikloridi hapella joka on vapautunut kloorausreaktion aikana.
Tämä teoria ei johda siihen olettamukseen, että englantilaisessa patentissa 1.359.882 kuvatun menetelmän kaltainen 2 70248 rikastusmenetelmä voitaisiin soveltaa suureen määrään oksidimalmeja, jotka sisältävät pääasiallisina ainesosina rautamäärien lisäksi useita muita kloorattavia metalleja kuin titaania. Monissa tapauksissa höyrynpainenäkökohdat johtaisivat siihen olettamukseen, että rautamalmien haluttua selektiivistä poistoa ei voitaisi suorittaa.
Esillä olevan keksinnön mukaisesti on nyt kuitenkin havaittu, että on mahdollista saada aikaan malmissa olevien rautamäärien selektiivinen poisto käytetyistä tietyistä olosuhteista erittäin monien malmien kohdalla, kuten jäljempänä tarkemmin selitetään. Esillä olevan keksinnön laaja käyttö osoittaa, että erilaisia mekanismia kuin yllä mainittuihin termodynaamisiin periaatteisiin perustuva voidaan käyttää esillä olevan keksinnön suorittamisessa käytetyissä tietyissä prosessiolosuhteissa.
Esillä oleva keksintö on erityisen hyödyllinen siinä mielessä, että sillä saadaan aikaan raaka-aineita erikoisterästen valmistamiseksi, jotka sisältävät esimerkiksi vanadiinia, tantalla, niobiumia, molybdeeniä, kromia, volframia, nikkeliä tai titaania tai useampia näistä. Yhdessä suurten rautamäärien kanssa yhtä tai useampaa yllä mainittua alkuainetta sisältäviä vähäarvoisia oksidi-malmeja on runsaasti saatavissa, mutta niitä ei käytetä erikoisterästen valmistuksessa johtuen siitä, että ei ole olemassa tehokasta ja käytännöllistä rikastusme-netelmää, jolla rautamäärät tai osa niistä voitaisiin poistaa. Esimerkkejä nykyisin tähän tarkoitukseen käyttämättä jätetyistä malmeista ovat eteläafrikkalaiset vanadiiiferrobauksiitti ja pohjoisamerikkalaiset kromiit-timalmit. Esillä olevan keksinnön avulla saadaan aikaan käytännöllinen ja tehokas menetelmä näiden malmien rikastamiseksi joko poistamalla rajoitettu määrä rautaa koko malmimäärästä tai edullisesti poistamalla suuri määrä
II
3 70248 tai olennaisesti kaikki rauta osasta malmia, jolloin hyvin rikastettu osa malmista voidaan sekoittaa takaisin muuhun malmiin sinä suhteessa, joka tarvitaan halutun keskirikastusasteen aikaansaamiseksi. Esillä olevaa keksintöä voidaan myös soveltaa muuhunkin kuin erikoisteräksen valmistukseen, jolloin eräs esimerkki tällaisesta käytöstä on bauksiitin rikastaminen alumiinimetallin valmistamiseksi. Keksintöä voidaan soveltaa esimerkiksi bauksiitin esikäsittelyyn sen rautapitoisuuden pienentämiseksi ennen kuin bauksiitti käsitellään Bayer-mene-telmällä ja valmistetaan alumiinia tavanomaisessa kryo-liittikennossa. Tällä tavoin Bayer-menetelmällä muodostuneen punaliejun määrää voidaan suuresti pienentää tai se voidaan olennaisesti eliminoida. Vaihtoehtoisesti menetelmää voidan soveltaa suhteellisen puhtaan kloorattavan bauk-siittin valmistukseen puhtaan AlCl3-höyryn valmistamiseksi, joka voidaan muuttaa alumiinimetalliksi tavanomaisin keinoin.
Esillä olevan keksinnön avulla saadaan myös aikaan riippumatta jäljellä olevassa malmissa olevien metallien identiteetistä uusi ja yllättävän tehokas menetelmävaiheiden yhdistelmä malmissa olevien rautamäärien kloorauksen muodostaman ferrokloridin käsittelemiseksi ja käytetyn kloorin talteenottamiseksi ja kierrättämiseksi ja tässä mielessä esillä oleva keksintö sopii mm. rautaa sisältävien titaanipitoisten malmien rikastamiseen huolimatta siitä, että tällainen menetelmä on jo englantilaisen patentin 1.359.882 kohteena.
Keksinnön mukaiselle menetelmälle on tunnusomaista seuraava toimenpiteiden yhdistelmä? 4 70248 (a) materiaalin rauta kloorataan muodostamalla fluidisoitu kerros materiaalin hiukkasista seoksena hi ilihiukkasten kanssa, jolloin hiiltä on fluidisoidussa kerroksessa läsnä ainakin riittävä määrä reagoimaan mahdollisesti lisätyn tai kerroksesta muodostuneen hapen kanssa ja jonka fluidi-soidun kerroksen lämpötila on 800 - 1100°C, fluidisoituun kerrokseen syötetään klooria sisältävää kaasua niin, että klooripitoisuus on 20 - 60 tilavuus-% kerrokseen lisätyistä kaasuista ja kloori saatetaan reagoimaan malmin sisältävän raudan kanssa rautakloridin muodostamiseksi pääasiallisesti ferrokloridin muodossa, (b) saatetaan poistokaasu fluidisoidusta kerroksesta, jossa materiaalin rauta on kloorattu; mitä kerrosta kutsutaan tämän jälkeen fluidisoiduksi kloorauskerrokseksi; joka poistokaasu sisältää mainitun ferrokloridin höyryn muodossa, kosketukseen happimäärän kanssa, jota kontrolloidaan siten, että se hapettaa moolipohjalta laskettuna yli 50 % poisto-kaasussa olevasta ferrokloridista yhtälön 3 FeCl2 + 0,75 02=0,5Fe203 + 2FeCl3 mukaisesti rautakloridi- ja ferrioksidiseoksen muodostamiseksi , (c) mainitussa seoksessa oleva rautakloridi kondensoidaan ja kondensoitu rautakloridi erotetaan fluidisoidusta kerroksesta tulevasta poistokaasusta, (d) kondensoitu rautakloridi haihdutetaan uudelleen, (e) uudelleenhaihdutettu rautakloridi saatetaan kosketukseen hapen kanssa tällä tavoin kosketukseen tuodun rautakloridin hapettamiseksi ferrioksidiksi kloorin kehittyessä ja (f) tällä tavoin kehittynyt kloori kierrätetään uudelleen klooripitoisena kaasuna fluidisoituun kloorauskerrokseen.
Valmistamalla yllä kuvatun vaiheen (a) mukaisesti rautakloridi pääasiallisesti, eli yli 50 % mooleina laskien.
5 70248 ferroklorid in muodossa klooraukseen tarvittava kloorimäärä valmista poistetun rautaoksidin moolia kohti pienenee.
Hapettamalla alle 100 % fluidisoidusta kloorauskerrok-sesta tulevassa seoksessa olevasta ferrokloridista ferri-oksidiksi ja ferrikloridiksi mahdollisesti läsnä oleva kloori, joka edustaa mahdollista prosessihäviötä, saadaan poistetuksi saattamalla se reagoimaan kaasumaisessa poistoseoksessa olevan jäljellä olevan ferrokloridin kanssa tai ainakin tämän ferrokloridin osan kanssa ferri-kloridin muodostamiseksi.
Uuttamalla fluidisoidusta kloorauskerroksesta tulevassa kaasumaisessa poistoseoksessa oleva ferrokloridi ainakin osittain ferrikloridiksi ja kondensoimalla tämä ferri-kloridi saadaan aikaan kloorin eroaminen inerteistä kaasuista ja hiilioksideista ilman kloorihäviötä, joita liittyy kloorin puhdistusmenetelmiin, erityisesti ilman kloorin nesteytymistä samalla kun ferrokloridin käsittelyyn normaalisti liittyvät ongelmat vähenevät. Jälkeenpäin uudelleenhaihdutetun ferrikloridin hapetuksella talteenotetun kloorin pitoisuutta voidaan ohjata valvomalla hapetuksen aikana mukaan päästettyjen inerttien kaasujen määrää.
Keksinnön muut edulliset tunnusmerkit tehokkaan menetelmän aikaansaamiseksi selviävät seuraavasta keksinnön selityksestä.
6 70248
Fluidisoidun kloorauskerroksen lämpötila on edullisesti 800 - 1000°C. Fluidisoidussa kloorauskerroksessa olevassa hiilessä ei ole edullisesti lainkaan haihtuvia materiaaleja ja sitä on edullisesti läsnä 20 - 40 % malmin ja hiilen kokonaispainosta. Klooripitoisen kaasun väkevyys tai pitoisuus on edullisesti 20 - 50 tilavuusprosenttia ja erityisen edullisesti 30 - 50 tilavuusprosenttia. Fluidisoidun kloorauskerroksen tarvittava lämpötila saavutetaan edullisesti ainakin osittain ja/tai sitä ohjataan lisäämällä kerrokseen sopivasti rajoitettu määrä happea, joka voi olla ainakin osittain happea sisältävän kaasun muodossa. Fluidisoituun kloorauskerrokseen syötetyn kokonaiskaasun happipitoisuus ei saa ylittää 10 painoprosenttia. Fluidisoivana kaasuna käytetään edullisesti klooria, joka sisältää myös tarvittavan määrän inerttejä kaasuja tarvittavan klooripitoisuuden säilyttämiseksi. Jotta näissä olosuhteissa saataisiin aikaan rautakloridin muodostuminen pääasiallisesti ferro-kloridin muodossa, fluidisoidun kloorauskerroksen laajennettu syvyys on edullisesti ainakin 1 m ja erityisen edullisesti ei ylitä 2,75 m, vaan on esimerkiksi 1,5 - 2,5 m. Malmin kloorauksen kuluessa muodostunut rauta-kloridi on ainakin 75-prosenttisesti, erityisen edullisesti yli 85-prosenttisesti mooleina laskien ferrokloridin muodossa. Malmin hiukkaskoko on edullisesti sellainen, että kaikkien osasten halkaisija on alueella 75 x 10_6m - 1000 x 10_6m, edullisesti 75 x 10"6m -500 x 10-^m ja painotettu keskiosaskoko on halkaisjaltaan alueella 150 x 10“^m - 400 x 10~^m, erityisen edullisesti 150 x 10"6m - 250 x 10“6m.
Hiilen osaskoko on edullisesti sellainen, että olennaisesti sen kaikki osaset mahtuvat alueella 75 x 10“^m -4000 x 10"^m, jolloin erityisen edullinen halkaisija on 75 x 10”^m - 2000 x 10~^m ja painotettu keskiosaskoko on halkaisijaltaan 500 x 10“^m - 1200 x 10“^m, erityisen 7 edullisesti 500 x 10"6m - 800 x 10_6m. 702 4 8
Keksinnön mukaisesti fluidisoidusta kloorauskerroksesta tuleva kaasumainen seos saatetaan kosketukseen hapen kanssa, joka voi ainakin osittain olla happea sisältävän kaasun muodossa ja jota on sellainen määrä, että saadaan kontrolloidusti ja vain halutussa määrin hapetetuksi poistoseoksessa oleva ferrokloridi. Saavuttaessa vaadittavaan happimäärään otetaan edullisesti huomioon se hapentarve, jota edustaa mahdollisesti vielä mukana kulkeva hiilijäänne ja fluidisoidusta kloorauskerroksesta tulevassa seoksessa läsnäoleva hiilimonoksidi. Mooliperustein laskien hapetetaan edullisesti ainakin 65 %, erityisen edullisesti ainakin 70 % ferrokloridista. Hapettamatta jätetään mooliperustein laskien edullisesti ainakin 5 % ja erityisen edullisesti ainakin 10 % ferrokloridista. Rajoitettu määrä ferrokloridia voidaan sietää poistokaasussa jopa hapettamisensa jälkeen ja poistokaasussa olevan vapaan kloorin kanssa tapahtuneen reaktion jälkeen, koska tämän määrän kontrollointi olennaisesti silmänräpäyksellisestä tapahtuvan hapetusreaktion ansiosta voi ylläpitää ferrokloridin osapaineen suhteellisen alhaisena, jolloin höyrymäisen ferrokloridin läsnäoloon normaalisti liittyvät kasaantumis- tai lisäysongelmat vähenevät. Ferrokloridin osapaine pidetään edullisesti poistokaasun lämpötilaan nähden sellaisena, että hapen kanssa kosketukseen tulon jälkeen ferrokloridin kaste-pistettä ei saavuteta. Erityisen edullisesti ferrokloridin osapaine säilytetään sellaisena, että ferrokloridin kastepiste on ainakin 30°C poistokaasun lämpötilan alapuolella sen jälkeen, kun poistokaasu on saatettu kosketukseen hapen kanssa prosessin tässä vaiheessa.
Fluidisoidusta kloorauskerroksesta tulevan poistokaasun kanssa yhteensaatettava happi lisätään edullisesti sellaisessa vaiheessa, että poistoseokseen vangittu hiili 8 70248 tai osa siitä on ensin vapautunut johtuen suhteellisen alhaisesta kaasunopeudesta ylöspäin, jolloin vapautuneen hiilen ja hapen välinen reaktio estyy. Fluidisoidun kloorauskerroksen sisältävä astia muodostaa edullisesti vapaan tilan fluidisoidun kerroksen pinnan yläpuolelle. Fluidisoidun kerroksen toimiessa tämä vapaa tila muodostaa edullisesti yli 50 %, erityisen edullisesti 65 - 95 % astian kokonaiskorkeudesta mitattuna ylöspäin kerroksen tukielimistä. Sen seikan varmistamiseksi, että poistokaasun ja hapen yhteensaattamisesta muodostunut ferrioksidi ei pääse putoamaan takaisin fluidisoituun klooraus-kerrokseen, on edullista muodostaa suhteellisen suuri kaasunopeus ferrioksidin muodostusvaiheessa ja sen jälkeen esimerkiksi pienentämällä ferrioksidin sisältävän poisto-kaasun virtauskanavan poikkileikkausalaa. Fluidisoidun kloorauskerroksen sisältävässä astiassa on edullisesti poikkileikkaukseltaan pienempi yläosa, jolloin happi lisätään tämän poikkileikkaukseltaan pienemmän osan alkupisteen kohdalla tai sen lähellä.
Käytännössä malmin kloorausreaktio ei ole itselämpiävä, vaan vaatii lämmön lisäämistä itseensä lämpötilan asteettaisen laskemisen estämiseksi. Osa lisätystä lämmöstä kehittyy hiilenpoltolla, joka on välttämätöntä valmista alunperin kemiallisesti sidotussa muodossa läsnäolevan vapaan hapen poistamiseksi järjestelmästä, joka happi muussa tapauksessa saattaisi yhtyä uudelleen tiettyyn osaan muodostunutta rautakloridia. Osa lisätystä lämmöstä muodostetaan edullisesti esilämmittämällä malmi ja edullisesti myös hiili. Tällä tavoin voidaan saavuttaa lämpö-tasapaino fluidisoidussa kloorauskerroksessa.
Fluidisoidun kloorauskerroksen poistokaasut sisältävät huomattavan määrän lämpöä. Ferrokloridin täydellinen hapetus ferrioksidiksi poistokaasussa ja siinä läsnäolevan puhallushiilen ja hiilimonoksidin poltto kehittäisi 9 70248 lisälämpöä, joka muodostaa lämpökontrolliongelman, joka olisi vaikea ratkaista normaalisti kaupallisesti käytetyissä suuriläpimittaisissa reaktoreissa.
Ferrokloridin täydellinen hapetus klooriksi ja ferri- oksidiksi kehittää kaiken kaikkiaan lämpöä jopa 59 kilokaloria ferrokloridimoolia kohti, mikäli hapetus suoritetaan esimerkiksi 1000°C ... ..4.··. ... ·· lämpötilassa, ja tama riittäisi ilman erityisiä varotoimia nostamaan lämpötilan liian korkeaksi. Toisaalta ferrokloridin ohjattu hapetus ferrioksidin ja ferrikloridin seoksen valmistamiseksi kehittää kaiken kaikkiaan lämpöä vain 37 kilokaloria ferrokloridimoolia kohti. Tämä vähäisempi lämmönkehitys voidaan valvoa ja ohjata jäljempänä selvitettävällä tavalla.
Ferrioksidin ja rautakloridin sisältävä poistokaasu voidaan käsitellä sallimalla ferrioksidin erottuminen säilyttäen samalla olennaisesti rautakloridi kaasumuodossa. Ferrioksidit voidaan erottaa esimerkiksi syklonin avulla. Jäljellä olevien kaasujen voidaan antaa jäähtyä tai ne voidaan jäähdyttää lämpötilaan, jossa rautakloridi kondensoituu, esimerkiksi 100 - 300°C:een. Kondensaatti voidaan erottaa esimerkiksi lisäsyklonin avulla.
Tämän keksinnön erityisen edullinen suoritusmuoto on se, että rautakloridin kondensoinnin jälkeen jäljellä olevat kaasut poistetaan, koska niistä on aikaisemmin poistettu yhdistymätön kloori. Tämä mahdollistaa ilman käytön hapen asemesta saatettavaksi yhteyteen fluidisoidusta kloorauskerroksesta tulevaan poistokaasuun, koska tällä tavoin syötetyt inertit kaasut poistuvat erotettujen kaasujen mukana. Inerttien kaasujen läsnäolo auttaa myös lämmön ohjausta. Malmin klooraukseen käytetty kloori pysyy olennaisesti kemiallisesti yhdistyneessä muodossa rautakloridikondensaatissa eikä vaadi mitään huomattavaa 10 70248 puhdistusta lukuunottamatta talteenottoa sen ja raudan kemiallisesta seoksesta ja siinä mahdollisesti jäljellä olevan rautaoksidin erotusta sen saattamiseksi kiertämään uudelleen lisämalmin klooraamiseksi.
Keksinnön mukaisesti kloorin talteenotto suoritetaan haihduttamalla uudelleen rautakloridi ja saattamalla uudelleenhaihdutettu rautakloridi yhteyteen hapen kanssa ferrioksidin ja kloorin muodostamiseksi.
Rautakloridin uudelleenhaihdutus voidaan suorittaa saattamalla se kosketukseen kuumien kaasujen kanssa, joiden kaasujen lämpötila on edullisesti 800 - 1100°C.
Kuumat kaasut saadaan edullisesti hiilen ja hapen yhdistelmästä. Hiili on edullisesti olennaisen vapaa haihtuvista materiaaleista. Kaasut muodostetaan sopivasti muodostamalla fluidisoitu kerros; tätä kerrosta kutsutaan tämän jälkeen fluidisoiduksi kloorin talteenottokerrokseksi sen erottamiseksi fluidisoidusta kloorauskerroksesta; mainittu fluidisoitu talteenottokerros muodostetaan hiiliosasten ja jonkun inertin materiaalin hiukkasten seoksesta ja lisäämällä happea kerrokseen sopivasti fluidisoivana kaasuna. Rautakloridi johdetaan edullisesti fluidisoidun kloorin talteenottokerroksen pinnan yläpuolella olevaan vapaaseen tilaan, mistä se ainakin osittain haihtuu. Osa rautakloridista voi pudota kerroksen pintaan, mikäli osaskoko on liian suuri pysymään kerroksesta nousevien kaasujen mukana, ja tämä osa rautakloridia voidaan höyrystää kerroksessa.
Uudelleenhaihdutetun rautakloridin saattaminen kosketukseen hapen kanssa suoritetaan edullisesti samalla tavoin kuin fluidisoisusta kloorauskerroksesta tuleva poistokaasu saatettiin kosketukseen hapen kanssa, mitä tulee käytetyn laitteen rakenneyksityiskohtiin, käytettyihin kaasunopeuk-siin sekä siihen pisteeseen, jossa happi lisätään uudel-
II
n 70248 leenhaihdutetun rautakloridin sisältävään polttokaasuvir-taan. Edullisesti ainakin stökiömetrinen määrä ja erityisen edullisesti ainakin 10 % mooliylijäämä happea käytetään hapettamaan rautakloridi. Koska tällä tavoin talteenotettu kloori kierrätetään keksinnön mukaisesti uudelleen fluidi-soituun kloorauskerrokseen, jota käyttöä varten sen pitoisuus pitää olla tarkoin määrätty, fluidisoituun kloorin talteenottokerrokseen tai uudelleenhaihdutettuun rautakloridivirtaan päästettyjen inerttien kaasujen määrää kontrolloidaan edullisesti tämän mukaisesti.
Tätä tarkoitusta varten hiilen polttamiseen fluidisoidussa kloorin talteenottokerroksessa ja/tai saatettavaksi kosketukseen uudelleenhaihdutetun rautakloridin kanssa käytetty happi voi olla sopiva seos jotakin happipitoista kaasua ja lisähappea.
Talteenotetuissa klooripitoisissa kaasuissa läsnäoleva ferrioksidi voidaan poistaa esimerkiksi syklonin avulla.
Sen jälkeen kaasujen voidaan antaa jäähtyä tai ne voidaan jäähdyttää esimerkiksi lämpötilaan 100 -300°C, jolloin rautakloridi kondensoituu ja voidaan poistaa esimerkiksi lisäsyklonin avulla.
Tämän keksinnön mukaisesti valmistettua rautaoksidia voidaan sopivasti käyttää rautaoksidipellettien valmistamiseksi, jotka sopivat käytettäviksi teräksen valmistuksen perushappiprosessissa, jolloin pelletit valmistetaan esimerkiksi englantilaisessa patentissa 1543574 esitetyllä menetelmällä.
Tällä tavoin talteenotettu kloori johdetaan edullisesti jonkun sopivan laitteen, esimerkiksi pussiletkusuodattimen läpi mukaanjuuttuneiden hiukkasten poistamiseksi, koska tällaiset hiukkaset tai osaset saattavat muussa tapauksessa aiheuttaa tukoksia putkistoon.
i2 7 02 4 8
Jotta vähennettäisiin rautakloridikuoren kiinnijuuttumista putkiin, joiden läpi fluidisoidusta kloorauskerroksesta tuleva poistokaasu johdetaan happeen yhdistämisen jälkeen ferrioksidin ja ferrikloridin erotuselimiin, voi olla välttämätöntä aiheuttaa jonkun inertin hiukkasmaisen kiinteän aineksen isku putken sisäpintoja vasten. Tämä voidaan suorittaa ohjaamalla kiinteää ainetta putken sisällä. Kiinteät aineet voivat olla karkearakeista hematiittia tai hiekkaa, joita käytetään putkistossa aina ferrioksidin erotusosiin asti, mutta kyseessä pitäisi olla sellainen kiinteä aine, joka sopii yhteen fluidi-soidussa kloorin talteenottokerroksessa olevien kiinteiden ainesten kanssa, silloin kun talteenotettu ferrikloridi ohjataan tähän kerrokseen, ja näitä kiinteitä aineksia käytetään putkistossa ferrioksidin erotusosan ja ferrikloridin erotusosan välillä. Silloin kun viimeksi mainittu fluidisoitu kerros on rikastava, hiukkasmaiset kiinteät ainekset ovat edullisesti rikastavia. Samanlaisia varotoimia kerrostumisen estämiseksi käytetään sopivasti niissä putkissa, joiden läpi fluidisoidusta kloorin talteen-ottokerroksesta tuleva poistokaasu johdetaan hapen kanssa yhteensaattamisen jälkeen ferrioksidin ja ferrikloorin talteenottoelimiin. Käytettäessä poikkileikkaukseltaan pienempää yläosaa kloorausastiassa ja kloorin talteen-ottoastiaa saadaan entistä paremmin ohjattua hiukkasmaiset kiinteät aineet putkistoon näiden astioiden yläpäiden sisäosien poikki esimerkiksi pitkin näiden astioiden yläpään halkaisijaa. Inerttien hiukkasmaisten kiinteiden aineiden käyttö estämään kerrostumista putkistossa on kuvattu yksityiskohtaisemmin englantilaisessa patenttihakemuksessa 8040046.
Yllä on viitattu keinoihin valvoa ja ohjata sitä lämpöä, jota kehittyy saatettaessa fluidisoidusta kloorauskerroksesta tuleva poistokaasu hapen kanssa yhteyteen.
Tällainen keino on esimerkiksi se, että lisätään fluidi-
II
i3 70248 soidusta kloorauskerroksesta tulevaan poistokaasuun kiinteää ferrikloridia korkeudella, joka on edullisesti ainakin yhtä korkealla kerroksen yläpuolella kuin piste, jossa happi lisätään. Lämpöä poistuu poistokaasun ja hapen seoksesta ferrikloridin haihtumisen ansiosta.
Sen lisäksi, että tässä on keino saada aikaan ferrokloridin kontrolloitu hapettuminen, tämä keino auttaa vähentämään liiallista lämpötilanousua menetelmän tässä vaiheessa. Edullisesti klooripitoisista kaasuista erotettu jäljellä oleva kiinteä rautakloridi, joka on otettu talteen uudelleenhaihdutetun rautakloridin hapettamisen jälkeen, johdetaan kloorauslaitteeseen.
Eräs toinen edullinen keino hallita tehokkaasti lämpöä esillä olevassa menetelmässä on valmistaa malmin ja hiilen seos, jota käytetään muodostamaan fluidisoitu kloorauskerros sekä tämän jälkeen käsitellä tätä seosta.
Jotta ei olisi niin suurta tarvetta kehittää lämpöä itfee; fluidisoidussa kloorauskerroksessa, on edullista esilämmittää malmin ja hiilen seos. Keksinnön mukaisesti malmin ja hiilen seos esilämmitetään edullisesti aiheuttamalla hiilen osan palaminen valvotulla happimäärällä, joka voidaan muodostaa käyttämällä ilmaa. Vaikka hiili-lähteenä voidaan käyttää kalsinoitua kiviöljykoksia, tämä pyrkii muodostumaan kalliiksi. Tämän keksinnön eräs erityisen edullinen tunnusmerkki on kuitenkin se, että syöttöaineena käytetään haihtuvaa materiaalia sisältävää hiiltä, esimerkiksi kalsinoimatonta kiviöljy-koksia tai kasvisalkuperää olevaa hiiltä, kuten "puuhiiltä". Hiili kalsinoidaan edullisesti malmin esilämmityksen kuluessa polttamalla osa hiiltä. Malmi käsitellään edullisesti eräässä vaiheessa hiilipolttokaasuilla, sekoitetaan hiilessä olevista haihtuvista orgaanisista epäpuhtauksista tuleviin polttokaasuihin ja esilämmitetään osittain ja käsitelty malmi sekoitetaan jatkovaiheessa kaisi- 14 70248 noimattomaan hiileen, josta osa saatetaan palamaan palo-kaasujen muodostamiseksi ja lopun hiilen kalsinoimiseksi. Tällainen käsittely voidaan suorittaa useina vaiheina, mutta edullisesti se suoritetaan kahdessa vaiheessa. Käsittely suoritetaan edullisesti fluidisoiduissa kerroksissa, jotka on järjestetty siten, että ainakin malmin käsittelyyn palokaasuilla käytetty yksi fluidisoitu kerros on sijoitettu ainakin yhden fluidisoidun kerroksen yläpuolelle, jota jälkimmäistä käytetään hiilen polttamiseksi ja järjestely on sellainen, että nämä palokaasut joutuvat mukaan ylemmän fluidisoidun kerroksen fluidisoin-tikaasuun. Tällä tavoin valmistettu malmin ja kasvisperäisen kalsinoidun hiilen seos sopii erittäin hyvin käytettäväksi keksinnön tarkoituksiin. Polttokäsittely suoritetaan edullisesti lämpötilassa 800 - 1100°C ja erityisen edullisesti lämpötilassa 900 - 1150°C.
Malmin ja hiilen hiukkaskoot ovat edullisesti sopivia siten, että ne voidaan lisätä suoraan fluidisoituun kloorauskerrokseen.
Esillä olevan keksinnön tehon maksimoimiseksi menetelmä suoritetaan edullisesti jatkuvana siten, että malmi-ja hiilivirtoja esilämmitetään jatkuvasti ja kuuma malmi-ja hiiliseos johdetaan jatkuvasti fluidisoituun klooraus-kerrokseen. Kiinteiden aineiden liike astiasta toiseen suoritetaan edullisesti painovoimavirtauksen avulla. Menetelmässä vältetään kloorin nesteytymisvaihe ja se sopii suoritettavaksi korotetussa paineessa, joka on edullisesti ainakin 2 ilmakehää. Tämä paine säilytetään edullisesti ainakin kloorin talteenottoastiassa. Paine-lähteenä käytetään sopivasti fluidisoituun kloorin tal-teenottokerrokseen syötetyn hapen painetta. Tällä tavoin saadaan aikaan haluttu lämmön ja energian säästö.
Koska on tarve välttää reaktiovyöhykkeen ohittaminen, i5 70248 tällaiseen yllä kuvattuun jatkuvaan toimintaan liittyy edullisesti olennaisesti pystysuuntaisen levyn tai levyjen käyttö fluidisoidussa kloorauskerroksessa, jotka levyt estävät riittämättömästi reagoineen materiaalin kulun kerroksen läpi. Rikasteen ja mahdollisesti jäljellä olevan hiilen seos käsitellään edullisesti hiilen poistamiseksi, joka hiili voidaan kierrättää takaisin prosessin malmin esilämmityskäsittelyvaiheeseen, jossa se voidaan sekoittaa riittävään määrään lisähiiltä, jolloin muodostuu lämmönlähde esilämmitystä varten, mahdollisen lisälämmön-lähde malmin kloorausta varten, kloorauksen avulla malmista poistettuun rautaan yhtyneen hapen pelkistysaine ja lämmönlähde rautakloridin uudelleenhaihduttamiseksi. Esilämmitysvaiheessa lisätyn hiilen määrä on tästä syystä edullisesti 25 - 60 painoprosenttia, erityisen edullisesti 30 - 50 painoprosenttia malmista ja hiilestä.
Esillä olevan keksinnön mukainen menetelmä voidaan edullisesti soveltaa malmeihin, joissa läsnä oleva sen metallin oksidi, jonka pitoisuutta halutaan malmirikasteessa suurentaa, omaa kipsin vapaata kloorausenergiaa ainakin 10 kilokaloria käytettyä kloorimoolia kohti siten, että energia on negatiivisempi kuin malmissa olevan raudan oksidin. Esillä oleva keksintö on kuitenkin erityisen edullisesti sovellettavissa malmeihin, joissa sen metallin oksidilla, jonka metallin pitoisuutta on tarkoitus nostaa malmirikasteessa, on kipsin vapaata kloorausenergiaa ainakin 15, erityisen edullisesti yli 20 kilokaloria käytettyä kloorimoolia kohti, jolloin tämä energia on vähemmän negatiivinen kuin malmissa olevan raudan oksidin, mikä tarkoittaa sitä, että kyseessä on kipsin vapaa kloorausenergia, joka on vähemmän negatiivinen kuin 35 kilokaloria kloorimoolia kohti silloin, kun mainittu rautaoksidi on ferro-oksidi. Esimerkkejä erityisen edullisista keksinnön sovellutuksista ovat kromiittimalmit niiden kromipitoisuuden parantamiseksi, tantaliitti- i6 70248 tai kolumbiittimalmi niiden tantaali- ja/tai neobiumpi-toisuuden korottamiseksi, volframiittimalmi sen volframi-pitoisuuden korottamiseksi ja bauksiitti sen alumiini-oksidipitoisuuden korottamiseksi. Erittäin hyvin esillä olevaa keksintöä voidaan käyttää mineraalihiekan, esimerkiksi kromiittihiekan yhteydessä, jonka karkea fraktio voi olla erityisen edullinen käsiteltäväksi keksinnön mukaisesti. Esillä olevan keksinnön mukaisesti voidaan valmistaa tuote, joka sopii käytettäväksi valmistettaessa "ferrokromia", jonka kromi/rautasuhde alueella 2:1 tai sen yli voi olla riittävä, mutta menetelmällä voidaan kuitenkin saada aikaan mikä tahansa haluttu rikastusaste siten, että kromin ja raudan suhde on esimerkiksi jopa 20:1 tai ylikin.
Käytettäessä esillä olevaa keksintöä on selvää, että tiettyjä malmin ainesosia poistuu yhdessä raudan mukana. Rautakloridiin voi kuulua ja siihen voi muodostua esimerkiksi tietty määrä kalsium-, magnesium- tai sinkkiklorideja. Tämä saattaa edustaa kloorihäviötä prosessista, koska nämä kloridit eivät hapetu silloin, kun rautakloridi hapettuu sen klooripitoisuuden talteenottamiseksi. Samoin voi muodostua jonkin verran piikloridia tai alumiinikloridia ja joutua poistetuksi, vaikkakaan tämä ei edusta kloori-häviötä, koska nämä kloridit voivat hapettua rautakloridin kanssa niiden kloorin vapauttamiseksi. Tämän keksinnön normaalissa käytössä voi olla välttämätöntä ottaa huomioon tällaisten muiden kloridien läsnäolo fluidisoidusta kerroksesta tulevassa poistokaasussa johtuen esimerkiksi niiden vaikutuksesta poistokaasun yhden tai useamman ainesosan herkkyyteen kondensoitua ennenaikaisesti.
Esillä olevan keksinnön erään muunnosmuodon mukaisesti voidaan keksintöä soveltaa yhden tai useamman muun metallin kuin raudan poistoon oksidimalmista, joka malmi saattaa sisältää suhteellisen vähän rautaa tai kenties ei lainkaan i7 70248 rautaa ja edullisesti vähemmän rautaa kuin mainittua muuta tai muita metalleja kuin rautaa, jolloin mainittu poisto suoritetaan valinnaisesti yhdessä raudan kanssa tai raudan poissa ollessa. Edullisesti poistettua ainesosaa on läsnä ainakin 10 5o, edullisesti ainakin 15 % ja erityisen edullisesti ainakin 20 % ilmaistuna oksidina ja painona malmista ja sitä poistetaan malmista edullisesti ainakin 10 % malmin painosta.
Esillä olevan keksinnön tätä muunnosmuotoa voidaan erityisesti soveltaa esimerkiksi boorin, galliumin, zirkoniumin, toriumin, alumiinin, titaanin, piin tai uraanin poistoon tai useammankin näiden aineiden poistoon oksidimalmista joko jäljelle jäävien metalliarvojen korottamiseksi malmista tai menetelmänä ottaa talteen poistettu metalli. Tätä muunnosmuotoa voidaan käyttää syklisenä prosessina, jossa fluidisoidusta kerroksesta tulevassa poistokaasussa olevat kloridit kondensoidaan, nämä kloridit hapetetaan ja kloorataan ja tällä tavoin vapautettu kloori kierrätetään uudelleen, kuten edellä esitettiin rautakloridin yhteydessä. Valinnaisesti voidaan erikseen ottaa talteen tiettyjä metalleja kloridien jakotiivistyksellä.
Tästä syystä esillä olevan keksinnön avulla saadaan aikaan rikastusmenetelmä, joka on tunnettu seuraavasta ominaisuusyhdistelmästä: (a) kloorataan joku muu malmin metalli tai metalleja kuin rauta muodostamalla fluidisoitu kerros malmiosasista seoksena hiiliosasten kanssa, jolloin hiiltä on läsnä fluidisoidussa kerroksessa ainakin riittävä määrä reagoimaan mihin tahansa happimäärään, joka on lisätty fluidisoituun kerrokseen tai kehittynyt siitä, jolloin fluidisoidun kerroksen lämpötila on 800 - 1100°C, fluidisoituun kerrokseen päästetään klooria sisältävää kaasua, jolloin α8 70248 klooripitoisuudeksi muodostuu 20 - 60 tilavuusprosenttia fluidisoituun kerrokseen lisätyistä kaasuista ja kloori saatetaan reagoimaan kerroksessa olevan mainitun muun metallin kanssa mainitun muun metallin kloridin muodostamiseksi ; (b) kondensoidaan mainitun muun metallin kloridi ja erotetaan kondensoitu kloridi fluidisoidusta kerroksesta tulevasta poistokaasusta, (c) haihdutetaan uudelleen kondensoitu kloridi, (d) saatetaan uudelleenhaihdutettu kloridi kosketukseen hapen kanssa kloridin hapettamiseksi, jolloin muodostuu klooria, (e) kierrätetään tällä tavoin kehittynyt kloori kloori-pitoisena kaasuna fluidisoituun kerrokseen.
Voidaan todeta, että keksinnön tässä muunnosmuodossa fluidisoidusta kerroksesta tulevassa poistokaasussa olevien kloridien edullinen osahapetus saattaa olla epäsopivaa, jos kysymyksessä olevat kloridit eivät kykene hapettamaan korkeamman kloridin ja oksidin seosta ja/tai eivät kykene toimimaan kloorin puhdistusaineena.
Edullisesti malmista poistettavaksi halutun metallin oksidin Gibbs'in vapaa kloorausenergia on ainakin 10 ja erityisen edullisesti ainakin 15 kilokaloria käytettyä kloorimoolia kohti negatiivisempi kuin jonkun muun metallin vapaa energia, joka jälkimmäinen metalli halutaan säilyttää malmissa ja edullisesti se on myös ainakin niin negatiivinen kuin -25 kilokaloria käytettyä kloorimoolia kohti. Esillä olevan keksinnön kloorausvaihe antaa ensimmäisen kloorauksen erittäin herkän valinnaisuuden ja tästä johtuen on mahdollista käyttää keksintöä metallien erottamiseksi jopa silloin, kun jäljelle jäävät metallit ovat normaalisti kloorattavia ja poistetut metallit paremmin kloorattavia.
i9 702 4 8 Tästä syystä on mahdollista riippuen malmin tai muun käsitellyn materiaalin koostumuksesta ja prosessin käyttötavasta, että jonkin verran esimerkiksi alumiinipiitä, titaania, kromia tai vanadiinia pitäisi joko poistaa tai jättää jäljelle. Malmista poistettavaksi halutun metallin kloridin Gibbs'in vapaa hapetusenergia on edullisesti negatiivisempi kuin -10 ja erityisen edullisesti negatiivisempi kuin -25 kilokaloria käytettyä happimoolia kohti. Keksinnön tämän näkökohdan mukaisista käytöistä ovat esimerkkejä alumosilikaatit arvokkaiden alumiinien talteenottamiseksi niistä ja berylli arvokkaiden berylliumien talteenottamiseksi siitä. Tässä yhteydessä viitataan julkaisuun "The thermochemical properties of the oxides, fluorides and chlorides to 2500°K", tekijä A Glassner, julkaissut Argonne National Laboratory, jossa tarkastellaan metallioksidien ja kloridien vapaan klooraus- ja hapetus-energian arvojen määritystä.
Keksintöä valaistaan seuraajassa viittaamalla oheisiin sovellutusesimerkkeihin tiettyjen malmien yhteydessä.
Esimerkki 1 Tämä esimerkki esittää volframiitin rikastuksen poistamalla siitä rauta- (ja mangaani-) arvot.
Käytettyyn laitteeseen kuului pystysuuntainen valukvartsi-putkireaktori, jossa oli 150 mm nimellisporaus ja kar-tiomainen runko-osa, joka toimi kaasun jakajana sekä vaakasuuntainen aukko reaktorin yläpäässä, joka oli liitetty jäähdytettyyn sykloniin. Reaktorin yläosaan oli muodostettu kaasun tuloaukko.
15 kg volframiittimalmia, jonka hiukkaskokoalue oli 44 - 200 mikronia, yhteisfluidisoitiin reaktorissa kiviöljykoksin kanssa, jonka hiukkaskokoalue oli 80 - 20 7 0 2 4 8 600 mikronia, jolloin fluidisointi suoritettiin saattamalla virtaamaan sisään reaktorin runko-osan läpi 28 l.m"^ typpeä. Saatu fluidisoitu malmikeros lämmitettiin ulkopuo-lisesti ja pidettiin lämpötilassa 980 - 1000°C. Typpi johdettiin reaktorin yläosaan muodostetun syöttöaukon kautta nopeudella 57 1 m“^.
Malmin klooraus suoritettiin korvaamalla osa sisäänvir-taavasta fluidisointitypestä sellaisella määrällä klooria, joka riitti saattamaan sekoitettujen kaasujen klooripi-toisuuden jopa 20 tilavuusprosenttiin ja tätä jatkettiin, kunnes 1,09 klooria oli kulkenut fluidisoituun kerrokseen, jonka ajan jälkeen fluidisointia jatkettiin pelkästään typellä ja kerroksen annettiin jäähtyä. Kiinteitä näytteitä otettiin reaktorista tietyin välein prosessin aikana. Kloorauksen aikana typen virtausta reaktorin yläosaan jatkettiin sen seikan varmistamiseksi, että poistokaasu jäähtyi nopeasti siinä läsnäolevien terroja mangaanikloridien sulamispisteen alapuolelle näiden kloridien kasaantumisten estämiseksi. Tästä syystä tämä esimerkki ei valaise esillä olevan keksinnön mukaista kloorin talteenottoa. Kondensoidut kloridit otettiin talteen jäähdytettyyn sykloniin ja niiden havaittiin sisältävän ferro- ja ferriklorideja moolisuhteessa 17:1.
Kun kerros otettiin talteen reaktorista prosessin päättyessä ja erotettiin rikastetuksi malmiksi ja koksiksi, rikastettu malmi muodostui mustista hiukkasista, jotka lämmitettäessä 900°C:een asti ilmassa muuttuivat väriltään keltaisiksi. Alkuperäisen malmin samanlainen lämmittäminen aiheutti malmin muuttumisen purppuran- ja mustanväriseksi. Kun kerrosmateriaalinäytteitä, joita oli prosessin aikana otettu tietyin välein, käsiteltiin samalla tavoin, havaittiin, että reaktioajan mukaisesti keltaisen värin muodostumisessa oli tietty järjestys tai porrastus, mikä osoitti, että reaktio tapahtuu enemmän tai vähemmän yhtenäisesti malmihiukkasen läpi eikä alapinnasta. AI- 2i 70248 kuperäisten ja rikastettujen malmien osa-analyysin havaittiin antavan seuraavat painosuhteet.
Taulukko 1
Alkuperäinen Rikastettu malmi malmi W ilmaistuna % W0^ 71,2 88,1
Fe ilmaistuna ¾ ^2*^3 12,1 0,3
Mn ilmaistuna % MnO 12,1 0,6
Esimerkki 2 Tämä esimerkki valaisee bauksiitin rikastamista poistamalla siitä rauta-arvot, mutta esimerkki ei käsittele kloorin talteenottoa muodostuneesta rautakloridista.
Käyttämällä samaa laitetta kuin esimerkissä 1 fluidisoitiin 33 kg kalsinoimatonta Ghanan bauksiittia käyttämällä typen sisäänvirtausta 35 1 m“l ja sen jälkeen muodostunut fluidisoitu kerros kuumennettiin 600°C:een ulkopuolisella lämmityksellä. Bauksiittihiukkasten kokoalue oli 106 - 600 mikronia ja fluidisoituun kerrokseen lisättiin 6 kg kiviöljykoksia, jonka hiukkaskokoalue oli 90 -1800 mikronia, jonka jälkeen kerros kuumennettiin ja pidettiin lämpötilassa 860 - 890°C.
Malmin klooraus suoritettiin korvaamalla 30 % typpivirrasta kloorilla. 160 minuutin jälkeen kloorikaasuvirta pysäytettiin ja typpivirtaa jatkettiin ja kerroksen annettiin jäähtyä. Kerros erotettiin sen jälkeen rikastetuksi malmiksi ja jäljelle jääneiksi koksifraktioiksi. Alkuperäisen malmin, kalsinoidun alkuperäisen malmin ja rikastetun malmin analyysi antoi seuraavat tulokset.
Taulukko 2 70248
Alkuperäinen Kalsinoitu Rikastettu malmi malmi malmi A1203 paino-Ä 53,8 74,3 93,5
Fe^O^ paino-% 14,8 21,9 1,5
Esimerkki 3 Tämä esimerkki valaisee kromiittimalmin rikastusta poistamalla siitä rauta-arvot ja edelleen se esittää muodostuneen rautakloridin osittaishapetuksen, mutta ei kloorin talteenottoa rautakloridista.
Käytetty laite oli samanlainen kuin esimerkissä 1. Reaktorissa yhteisfluidisoituun typpisyötön 36 1 m”* avulla 24 kg kromiittimalmia, jossa olennaisesti kaikkien hiukkasten kokoalue oli 106 - 250 mikronia sekä 6 kg kivi-öljykoksia, jonka olennaisesti kaikkien hiukkasten kokoalue oli 90 - 1800 mikronia. Fluidisoitu kerros lämmitettiin ja sen lämpötila pidettiin alueella 950 - 980°C reaktorin ulkopuolisella lämmityksellä. Ilmavirta nopeudella 17 1 m” päästettiin reaktorin yläosaan suurimman osan, mutta ei kaiken fluidisoidusta kerroksesta tulevissa poistokaasuissa olevan ferrokloridin hapettamiseksi ferrikoridi- ja ferrioksidiseoksen muodostamiseksi.
Kloorausreaktio suoritettiin korvaamalla 44 tilavuusprosenttia fluidisoivasta typpivirrasta kloorilla ja korottamalla yhdistettyjen kaasujen virtaus kerrokseen arvoon 37 1 m”^. Kloorausta jatkettiin 150 minuuttia.
Tämän ajan jälkeen kloorikaasuvirta pysäytettiin samalla, kun typpivirtaa jatkettiin ja kerroksen annettiin jäähtyä. Sen jälkeen kerros erotettiin rikastetuksi malmiksi ja jäljelle jääneeksi koksiksi. Rikastettu malmi analysoitiin ja saatiin seuraaat tulokset.
23 702 4 8
Taulukko 3
Alkuperäinen Käsitelty malmi malmi
Cr paino-?o 30,2 40,5
Fe painot 20,1 1,6
Vain muutaman minuutin kloorauksen alkamisen jälkeen poistetun malminäytteen väri oli vihreä osoittaen sen, että reaktio oli alkanut hiukkasten ulkopuolella ja siirtyisi asteettain kohti hiukkasten keskustaa. Jäähdytettyyn sykloniin kerätyt kiinteät ainekset analysoitiin ja saatiin 16,3 painoprosenttia FeCl2, 49,3 painoprosenttia FeClj ja 5,1 painoprosetntia Fe20j, mikä osoitti läsnäolevan ferrokloridin osittaista, mutta ei täydellistä hapetusta.
Kun yllä kuvatun kaltainen prosessi suoritettiin ilman fluidisoidusta kerroksesta tulevassa poistokaasussa olevan rautakloridin osittaishapetusta, jäähdytettyyn sykloniin kondensoituna ja talteenotettuna oli tämän kloridin ferrokloridi/ferrikloridisuhde 18:1 osoittaen sen, että malmin rauta-arvojen haluttu muuttuminen pääasiallisesti ferrokloridiksi tapahtui prosessin klooraus va iheessa .
Esimerkki 4 Tämä esimerkki valaisee rautakloridin haihduttamisen käytännöllisyyttä fluidisoidussa kerroksessa.
Käyttämällä esimerkissä 1 kuvattua reaktoria fluidisoitiin kerros typellä, jonka virtausnopeus oli 49 1 m-\ jolloin kerroksessa oli 16 kg tulenkestävää hiekkaa ja 4 kg kiviöljykoksia. Hiekan osaskoko oli olennaisesti alueella 60 - 220 mikronia ja koksioasten koko oli olennaisesti alueella 90 - 1800 mikronia.
24 7 02 4 8
Kerros kuumennettiin ulkopuolisesti noin 950°C:een ja lämpötilan annettiin vakiintua.
Fluidisoiva kaasu vaihdettiin ilmaksi, joka virtasi samalla nopeudella ja välittömästi aloitettiin rautakloridin syöttö keskinopeudella 315 g minuutissa pudottamalla sitä kerroksen päälle. Rautakloridi oli valmistettu klooraamalla titaanipitoista malmia sellaisen höyryvirran muodostamiseksi, joka sisälsi rautakloridia pääasiallisesti ferrokloridin muodossa ja tämän jälkeen suoritettiin kuvatulla tavalla hapetus, jossa hapetettiin vain suurin osa mainitusta ferrokloridista ferrikloridi- ja ferri-oksidiseokseksi.
Kerroksen lämpötilassa ei havaittu muutosta ja tästä todettiin, että polttamalla koksia kerroksessa olevassa ilmassa aikaansaatu lisälämpö oli sama kuin kerroksen rautakloridin absorboima lämpö ja että rautakloridi ei pysynyt kerroksessa.
Kun tällä tavoin valmistettu höyrymäinen rautakloridi saatetaan välittömästi kosketukseen hapen kanssa, se alkaa välittömästi reagoida muodostaen rautaoksidia ja vapauttaen klooriaan suurena saantona, kuten alan ammattimiehet tietävät.
Esimerkki 5 Tässä esimerkissä kuvataan muiden metallien kuin raudan poistoa malmista. Jotkut metallit, esimerkiksi pii ja alumiini, ovat hapetettavissa kloorin talteenottamiseksi niistä.
Esimerkissä kuvatun kaltaiseen reaktiokammioon syötettiin malmia, jonka koostumus oli painoprosentteina: I! 25 30,2 % Cv (Cr203 44,1 %) 70248
22.6 % FeO
3.6 % Fe203 15,8 % A1203
8.7 % MgO 1,6 % Si02 0,21 % MnO 0,12 % CaO
ja esilämmitettiin fluidisoidussa tilassa 30 minuuttia, jolloin läsnä oli ilmavirta 36 1 min”^. Koksia lisättiin ja tämän jälkeen aloitettiin fluidisointi 33 %:lla klooria typpiseoksessa, fluidisointia jatkettiin 180 minuuttia. Lopputuote sisälsi 40,5 % Cr; ja 1,6 % Fe (molemmat läsnä oksideina); 19,7 % A1203; 9,1 % MgO; 1,8 % Si02; 0,12 ?0Ca0 ja 0,01 % MnO. Malmista oli poistettu 94 % raudasta, 95 % mangaanista, 19 % piistä, 25 % kalsiumista ja 22 % magnesiumista.
Claims (21)
1. Menetelmä raudan erottamiseksi rautapitoisesta oksidimate-riaalista, tunnettu seuraavasta toimenpiteiden yhdistelmästä: (a) materiaalin rauta kloorataan muodostamalla fluidisoitu kerros materiaalin hiukkasista seoksena hiilihiukkasten kanssa, jolloin hiiltä on fluidisoidussa kerroksessa läsnä ainakin riittävä määrä reagoimaan mahdollisesti lisätyn tai kerroksesta muodostuneen hapen kanssa ja jonka fluidisoidun kerroksen lämpötila on 800 - 1100°C, fluidisoituun kerrokseen syötetään klooria sisältävää kaasua niin, että klooripitoisuus on 20 - 60 tilavuus-% kerrokseen lisätyistä kaasuista ja kloori saatetaan reagoimaan malmin sisältävän raudan kanssa rautaklo-ridin muodostamiseksi pääasiallisesti ferrokloridin muodossa, (b) saatetaan poistokaasu fluidisoidusta kerroksesta, jossa materiaalin rauta on kloorattu; mitä kerrosta kutsutaan tämän jälkeen fluidisoiduksi kloorauskerrokseksi; joka poistokaasu sisältää mainitun ferrokloridin höyryn muodossa, kosketukseen happimäärän kanssa, jota kontrolloidaan siten, että se hapettaa moolipohjalta laskettuna yli 50 % poistokaasussa olevasta ferrokloridista yhtälön 3 FeCl2 + 0,75 02=0,5Fe2C>3 + 2FeCl3 mukaisesti rautakloridi- ja ferrioksidiseoksen muodostami-seks i, (c) mainitussa seoksessa oleva rautakloridi kondensoidaan ja kondensoitu rautakloridi erotetaan fluidisoidusta kerroksesta tulevasta poistokaasusta, (d) kondensoitu rautakloridi haihdutetaan uudelleen, (e) uudelleenhaihdutettu rautakloridi saatetaan kosketukseen hapen kanssa tällä tavoin kosketukseen tuodun rautakloridin hapettamiseksi ferrioksidiksi kloorin kehittyessä ja (f) tällä tavoin kehittynyt kloori kierrätetään uudelleen klooripitoisena kaasuna fluidisoituun kloorauskerrokseen. 27 70248
2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että alle 100 % fluidisoidussa kloorauskerroksessa muodostuneesta ferrokloridista hapetetaan.
3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että hiilimäärä fluidisoidussa kloorauskerroksessa on 20 - 40 % malmin ja hiilen painosta.
4. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että klooripitoisuus klooria sisältävässä kaasussa on 20- 50 tilavuusprosenttia.
5. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että happea lisätään fluidisoituun kloorauskerrokseen määrä, joka ei ylitä 15 % kerrokseen syötettävän kaasun kokonaistilavuudesta.
6. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että fluidisoidun kloorauskerroksen paisumissyvyys on 1 - 2,7 m.
7. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että hapetus suoritetaan johtamalla ilmaa fluidisoidun kloorauskerroksen yläpuolella olevaan vapaaseen tilaan.
8. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että rautakloridi haihdutetaan uudelleen kosketuksessa kuumiin kaasuihin, jotka on saatu polttamalla hiiltä hapen avulla, jolloin happi sisältää inerttejä kaasuja, joiden määrä on kontrolloitu pienemmäksi kuin ilmassa olevien.
9. Patenttivaatimuksen 8 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että uudelleenhaihdutettava rautakloridi 28 70248 lisätään fluidisoidun kerroksen yläpuolella olevaan vapaaseen tilaan, jossa hiilen ja inertin materiaalin seos poltetaan.
10. Patenttivaatimuksen 9 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että uudelleenhaihdutetun rautakloridin hapetus aloitetaan ainakin osittain johtamalla happipitoista kaasua fluidisoidun kerroksen yläpuolella olevaan vapaaseen tilaan, jossa hiili poltetaan.
11. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että rautakloridi haihdutetaan uudelleen kosketuksessa kaasuihin, joiden lämpötila on 800 - 1100°C.
12. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että rautakloridi ohjataan fluidisoidun kloorauskerroksen yläpuolella olevaan vapaaseen tilaan siinä olevan lämmön kontrolloimisen avustamiseksi.
13. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että malmi esilämmitetään saattamalla se kosketukseen palokaasujen kanssa, jotka on muodostettu polttamalla hiiltä ilman avulla.
14. Patenttivaatimuksen 13 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että hiili sisältää haihtuvaa ainetta, joka kuluu loppuun tai poistuu palamisen aikana.
15. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että rautakloridin uudelleenhaihdutus suoritetaan paineessa, joka on ainakin 1,5 bar yli ilmanpaineen.
16. Patenttivaatimuksen 15 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että malmin klooraus suoritetaan ilmanpaineen ylittävässä paineessa, joka on saatu 29 7 0 2 4 8 paineistamalla menetelmän uudelleenhaihdutusvaihe.
17. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että materiaali sisältää raudan oksidin lisäksi titaanin, vanadiinin, niobiumin, tantaalin, molybdeenin, kromin, volframin tai nikkelin oksidia tai oksideja, joiden pitoisuus kasvaa prosessin aikana.
18. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että raudan oksidien lisäksi materiaali sisältää yhtä tai useampaa muuta oksidia, jotka poistetaan prosessin kestäessä.
19. Menetelmä muun kuin rautametallin tai -metallien erottamiseksi oksidimateriaalista, tunnettu seuraavasta toimenpiteiden yhdistelmästä: (a) kloorataan materiaalin joku muu metalli tai metalleja kuin rauta muodostamalla materiaalihiukkasten ja hiilihiukkasten seoksena fluidisoitu kerros, jolloin hiiltä on fluidisoidussa kerroksessa ainakin riittävä määrä reagoimaan fluidisoituun kerrokseen lisätyn tai siitä kehittyneen hapen kanssa ja fluidisoidun kerroksen lämpötila on 800 - 1100°C, fluidisoituun kerrokseen johdetaan klooripitoista kaasua niin, että kloori-pitoisuus on 20 - 60 % fluidisoituun kerrokseen lisättyjen kaasujen tilavuudesta ja kloori saatetaan reagoimaan mainittujen muiden metallien kanssa kerroksessa mainitun muun metallin kloridin muodostamiseksi, (b) mainitun muun metallin kloridi kondensoidaan ja erotetaan kondensoitu kloridi fluidisoidusta kerroksesta tulevasta poistokaasusta, (c) haihdutetaan kondensoitu kloridi uudelleen, (d) saatetaan uudelleenhaihdutettu kloridi kosketukseen hapen kanssa kloridin hapettamiseksi samalla kehittäen klooria, (e) kierrätetään näin kehittynyt kloori uudelleen kloori- 30 70248 pitoisena kaasuna fluidisoituun kerrokseen.
20. Patenttivaatimuksen 19 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että klooratun metallin tai metallien muun kuin raudan Gibbs'in vapaa energia klooraukselle on vähintään 10 Kcal/kloorimoolia negatiivisempi kuin jonkun muun malmi-komponentin.
21. Patenttivaatimuksen 19 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että mainittu muu metalli kuin rauta on boori, gallium, zirkonium, torium, alumiini, pii tai uraani. li 31 70248
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| GB8005517 | 1980-02-19 | ||
| GB8005517 | 1980-02-19 |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FI810320L FI810320L (fi) | 1981-08-20 |
| FI70248B true FI70248B (fi) | 1986-02-28 |
| FI70248C FI70248C (fi) | 1986-09-15 |
Family
ID=10511482
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| FI810320A FI70248C (fi) | 1980-02-19 | 1981-02-04 | Foerfarande foer separering av metall foeretraedesvis jaern urxidmaterial |
Country Status (15)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4576636A (fi) |
| EP (1) | EP0034434B1 (fi) |
| JP (1) | JPS56134525A (fi) |
| BR (1) | BR8100981A (fi) |
| CA (1) | CA1151429A (fi) |
| DE (1) | DE3163438D1 (fi) |
| ES (2) | ES8201633A1 (fi) |
| FI (1) | FI70248C (fi) |
| IN (1) | IN156300B (fi) |
| PH (1) | PH23062A (fi) |
| PL (1) | PL127857B1 (fi) |
| YU (1) | YU41519B (fi) |
| ZA (1) | ZA81604B (fi) |
| ZM (1) | ZM181A1 (fi) |
| ZW (1) | ZW1881A1 (fi) |
Families Citing this family (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5841066A (ja) * | 1981-08-27 | 1983-03-10 | 大日本印刷株式会社 | 包装方法および包装容器 |
| CA1212549A (en) * | 1982-06-01 | 1986-10-14 | Alan D. Crosby | Production of metal chlorides |
| DE3368687D1 (en) * | 1982-10-09 | 1987-02-05 | Scm Chemicals | Process for the chlorination of oxidic materials |
| GB8415034D0 (en) * | 1984-06-13 | 1984-07-18 | Laporte Industries Ltd | Recovery of chlorine |
| US4652434A (en) * | 1985-08-05 | 1987-03-24 | Scm Corporation | Chlorination of ores containing alkali or alkaline earth values |
| US4994255A (en) * | 1986-07-24 | 1991-02-19 | Scm Chemicals, Inc. | Oxidation of ferrous chloride directly to chlorine in a fluid bed reactor |
| DE3625735A1 (de) * | 1986-07-30 | 1988-02-11 | Hoechst Ag | Verfahren zur herstellung von reinem feinteiligem titandioxid |
| US4933153A (en) * | 1987-12-09 | 1990-06-12 | Qit Fer Et Titane, Inc. | Method of preparing a synthetic rutile from a titaniferous slag containing magnesium values |
| US5389355A (en) * | 1987-12-09 | 1995-02-14 | Qit-Fer Et Titane, Inc. | Method of preparing a synthetic rutile from a titaniferous slag containing alkaline earth metals |
| US5063032A (en) * | 1990-03-27 | 1991-11-05 | Qit-Fer Et Titane, Inc. | Method of preparing a synthetic rutile from a titaniferous slag containing magnesium values |
| GB9803018D0 (en) * | 1998-02-13 | 1998-04-08 | Tioxide Group Services Ltd | Treatment of metal chloride |
| US6277354B1 (en) | 1999-06-10 | 2001-08-21 | E. I. Dupont De Nemours And Company | Process for the recovery of chlorine from iron chlorides |
Family Cites Families (21)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2030868A (en) * | 1934-04-21 | 1936-02-18 | Peter Shields | Art of removing metals as volatile chlorides from ores and other matters containing the same |
| US2752301A (en) * | 1951-03-07 | 1956-06-26 | Walter M Weil | Recovery of chromium and iron values from chromium-iron ores |
| US2867501A (en) * | 1956-06-06 | 1959-01-06 | William R Hanley | Volatile chloride process for the recovery of metal values |
| US3240557A (en) * | 1962-03-22 | 1966-03-15 | Dominion Gulf Company | Selective chlorination with elemental chlorine of ores containing high melting metals |
| DE1243165B (de) * | 1964-12-31 | 1967-06-29 | Halomet Ag | Verfahren zur Gewinnung reiner Metallchloride |
| US3473916A (en) * | 1966-08-31 | 1969-10-21 | Du Pont | Process for beneficiating chrome ores |
| US3816093A (en) * | 1970-05-28 | 1974-06-11 | Ethyl Corp | Halogenating method of reducing iron and titanium content of alumina-silica ore |
| GB1359882A (en) * | 1971-01-27 | 1974-07-17 | Laporte Industries Ltd | Beneficiation of ores |
| US3865920A (en) * | 1973-03-14 | 1975-02-11 | Rutile & Zircon Mines Newcastl | Process for beneficiating a titaniferous ore and production of chlorine and iron oxide |
| US4094954A (en) * | 1974-04-08 | 1978-06-13 | Scm Corporation | Oxidation of ferric chloride from selective chlorination of titaniferous material |
| AU488695B1 (en) * | 1974-04-17 | 1976-10-07 | Comalco Limited | PRODUCTION OF BAUXITE AND ALUMINIUM SPECIFICATION Chloride of low iron content |
| DE2528310A1 (de) * | 1975-06-23 | 1977-01-13 | Vmw Ranshofen Berndorf Ag | Verfahren zur herstellung von aluminiumchlorid und eisen direkt aus erzen |
| GB1481144A (en) * | 1975-07-04 | 1977-07-27 | Laporte Industries Ltd | Production of titanium tetrachloride |
| CA1096177A (en) * | 1977-07-21 | 1981-02-24 | James P. Bonsack | Chlorination of ilmenite |
| US4159310A (en) * | 1978-01-30 | 1979-06-26 | Public Service Company Of New Mexico | Process for recovering aluminum and other metal values from fly ash |
| EP0005018B1 (en) * | 1978-04-21 | 1981-09-09 | Laporte Industries Limited | Production of titanium chlorides |
| US4174381A (en) * | 1978-04-24 | 1979-11-13 | E. I. Du Pont De Nemours & Co. | Chlorine and iron oxide from ferric chloride--process and apparatus |
| GB2021539A (en) * | 1978-05-16 | 1979-12-05 | Mineral Process Licensing Corp | Recovering Chlorine from Iron Chloride Values |
| JPS559450A (en) * | 1978-07-05 | 1980-01-23 | Nec Corp | Container for semiconductor device |
| DE2834165C3 (de) * | 1978-08-04 | 1982-04-22 | Holland, Gerhard, Dr.rer.pol., 6000 Frankfurt | Verfahren zur selektiven Gewinnung mehrerer voneinander getrennter reiner Halogenide und/oder Halogenidgemische aus einem Gemisch fester Oxide |
| EP0016516B1 (en) * | 1979-02-21 | 1983-02-16 | Laporte Industries Limited | Process for upgrading iron-containing materials and the product obtained by this process |
-
1981
- 1981-01-29 ZA ZA00810604A patent/ZA81604B/xx unknown
- 1981-01-29 ZW ZW1881A patent/ZW1881A1/xx unknown
- 1981-02-03 DE DE8181300441T patent/DE3163438D1/de not_active Expired
- 1981-02-03 ZM ZM181A patent/ZM181A1/xx unknown
- 1981-02-03 EP EP19810300441 patent/EP0034434B1/en not_active Expired
- 1981-02-04 FI FI810320A patent/FI70248C/fi not_active IP Right Cessation
- 1981-02-12 PH PH25212A patent/PH23062A/en unknown
- 1981-02-16 ES ES499458A patent/ES8201633A1/es not_active Expired
- 1981-02-17 US US06/234,987 patent/US4576636A/en not_active Expired - Lifetime
- 1981-02-17 CA CA000371019A patent/CA1151429A/en not_active Expired
- 1981-02-18 YU YU41281A patent/YU41519B/xx unknown
- 1981-02-18 BR BR8100981A patent/BR8100981A/pt unknown
- 1981-02-19 JP JP2231281A patent/JPS56134525A/ja active Pending
- 1981-02-19 PL PL1981229766A patent/PL127857B1/pl unknown
- 1981-02-19 IN IN192/CAL/81A patent/IN156300B/en unknown
- 1981-08-13 ES ES504727A patent/ES8205866A1/es not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| FI70248C (fi) | 1986-09-15 |
| ES504727A0 (es) | 1982-06-16 |
| JPS56134525A (en) | 1981-10-21 |
| FI810320L (fi) | 1981-08-20 |
| ZM181A1 (en) | 1981-10-21 |
| EP0034434A1 (en) | 1981-08-26 |
| YU41519B (en) | 1987-08-31 |
| EP0034434B1 (en) | 1984-05-09 |
| US4576636A (en) | 1986-03-18 |
| PH23062A (en) | 1989-03-27 |
| DE3163438D1 (en) | 1984-06-14 |
| YU41281A (en) | 1983-06-30 |
| IN156300B (fi) | 1985-06-15 |
| ES499458A0 (es) | 1981-12-16 |
| ES8205866A1 (es) | 1982-06-16 |
| ZA81604B (en) | 1982-02-24 |
| PL229766A1 (fi) | 1981-09-18 |
| CA1151429A (en) | 1983-08-09 |
| ES8201633A1 (es) | 1981-12-16 |
| ZW1881A1 (en) | 1981-04-29 |
| BR8100981A (pt) | 1981-08-25 |
| PL127857B1 (en) | 1983-11-30 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| AU639089B2 (en) | Production of synthetic rutile | |
| FI70248C (fi) | Foerfarande foer separering av metall foeretraedesvis jaern urxidmaterial | |
| US5013532A (en) | Method for recycling electric arc furnace dust | |
| JP2563011B2 (ja) | チタン有価物の回収方法 | |
| WO2006048283A1 (en) | Process and plant for producing titania slag from ilmenite | |
| TW201437382A (zh) | 鈦氧化物及鐵氧化物之製備方法 | |
| US4046853A (en) | Production of titanium tetrachloride | |
| FI83234B (fi) | Klorning i tvao steg av titanhaltig malm genom utnyttjande av ferriklorid. | |
| US4994255A (en) | Oxidation of ferrous chloride directly to chlorine in a fluid bed reactor | |
| US4046854A (en) | Recovery of titanium tetrachloride | |
| US4519987A (en) | Treatment of oxidic materials | |
| AU597935B2 (en) | Selective chlorination of iron values in titaniferous ores | |
| US4288414A (en) | Process for chlorinating clays and bauxite | |
| FI69114B (fi) | Foerfarande foer anrikning av jaernhaltiga materialer | |
| CN116199257B (zh) | 一种四氯化钛生产工艺中氯化产物的分离回收方法 | |
| JPS6156251A (ja) | 塩素の回収方法 | |
| CA1212549A (en) | Production of metal chlorides | |
| US3159454A (en) | Recovering tio2 from ilmenite | |
| JPH044977B2 (fi) | ||
| Bonsack et al. | Process for partial oxidation of FeCl 2 to FeCl 3 | |
| JPS6153124A (ja) | 塩化第１鉄の塩化第２鉄への部分酸化方法 | |
| JPS6360103B2 (fi) | ||
| SE184068C1 (fi) |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MA | Patent expired |
Owner name: SCM CHEMICALS LIMITED |