FI75192B - Foerfarande foer anrikning av kromitmalmer. - Google Patents

Description

1 75192

Menetelmä kromiittimalmien rikastamiseksi

Keksintö koskee menetelmää kromiittimalmien rikastamiseksi pelkistämällä suoraan osa niiden sisältä-5 mästä rautaoksidimäärästä rautasieneksi kiinteitä hii-lipitoisia pelkistimiä käyttäen, liuottamalla pelkistettyä materiaalia hapettavasti sen sisältämän metallisen raudan muuttamiseksi rautaoksideiksi ja erottamalla rautaoksidit muusta aineesta.

10 Puhtaan kromiittispinellin (FeO.C^C^) kromi- rautasuhde (CrMFe) on 2:1. Luonnossa esiintyvässä kro-miittispinellissä kromi-rautasuhde on sen sijaan yli 2, koska Mg tai Ai valtaa raudan paikkoja kromiittihilassa. Toivottava suhde metallurgisiin tarkoituksiin on 3:1 15 tai sitä suurempi. Koska paljon hyödynnetään luonnon kromimalmeja, joissa kromi-rautasuhde on yli 2, on suhdetta kohotettava köyhemmissä esiintymissä. On olemassa suuria kromiittiesiintymiä, joissa kromirautasuhde on paljon pienempi kuin 2:1.

20 GB-patenttijulkaisun 980 864 ja US-patenttijul kaisun 2 339 793, jotka käsittelevät yksityiskohtaisesti ilmeniittimalmien rikastamista, perusteella on tunnettua rautaoksidipitoisten malmien, jotka sisältävät Mn:a, Cu:a, Al:a, Cr:a, V:a, Ti:a tai Au:a, rikastami-25 nen siten, että malmi pelkistetään ensin suoraan pyörivässä putkiuunissa kiinteätä hiilipitoista ainetta lisäten, jolloin ainakin osa sen sisältämästä rautaoksidi-määrästä pelkistyy rautasieneksi. Sen jälkeen pelkistetylle materiaalille suoritetaan hapettava käsittely vesi-30 liuoksessa. Tällöin metallinen rauta hapettuu ja liukenee hilasta. Hapettunut rauta voidaan sen jälkeen erottaa muusta aineesta esimerkiksi dekantoimalla, jolloin viimeksi maintun sisältämien ei-rautametallien pitoisuus kohoaa. Pelkistetyn materiaalin liotus tapahtuu katio-35 neja, kuten ammonium-, alkalimetalli-, kupari- tai - - 1.

2 751 92 koboltti-ioneja, ja anioneja, kuten kloridi-, sulfaatti-, nitraatti- tai fluoridi-ioneja, sisältävissä vesiliuoksissa. Lisäksi lisätään pieniä määriä happoja pH:n säätämiseksi suunnilleen alueelle 4-7. Ylimääräinen kiin-5 teä pelkistin voidaan erottaa ennen liotuksen aloitta mista. Metallisen raudan hapettumisen nopeuttamiseksi vesiliuoksen ja pelkistetyn materiaalin muodostamaan suspensioon puhalletaan ilmaa ja/tai suspensiota sekoitetaan .

10 US-patenttijulkaisussa 2 339 793 ilmoitetaan pelkistyslämpötilaksi noin 1000°C. GB-patenttijulkaisussa 980 864 ilmoitetaan kultamalmeja varten lämpötila 950°C ja ilmeniittiä varten lämpötilat 1000°C ja 1150°C, jolloin Ti02:n rikastuminen on korkeammassa lämpötilas-15 sa huonompaa kuin alemmassa lämpötilassa. Sovellettaes sa näitä arvoja kromiittimalmien rikastukseen saavutetaan erittäin huono kromin rikastuminen.

Keksinnön pohjana on tarve kohottaa taloudellisella tavalla huomattavasti rautaoksidipitoisten kro-20 miittimalmien kromipitoisuutta.

Tämä toteutetaan keksinnön mukaisesti siten, että suoraan pelkistettävän kromiittimalmin hiukkaskoko on alle 3 mm, suhde C^^rFe säädetään suuremmaksi kuin 1 ja lämpötila tässä suorassa pelkistyksessä säädetään 25 1100°C:n yläpuolelle. Suora pelkistys toteutetaan edulli sesti pyörivässä putkiuunissa syöttämällä kiinteä panos ja kaasuatmosfääri vastavirtaan. Kiinteinä hiilipitoisi-na pelkistiminä käytetään pääasiassa erittäin reaktiivisia paakkuuntumattomia hiililaatuja, kuten esimerkiksi 30 ruskohiililaatuja. Suhde Cfix:Fe on laskettu panoksessa.

Pyörivää putkiuunia käytettäessä osa hiilestä voidaan puhaltaa sisään ulostulopäästä ja jakaa panokselle pel-kistysvyöhykkeellä. Suhde C^^jFe, joka on yli yhdestä kahteen, on huomattavasti niiden tavanomaisten arvojen 35 yläpuolella, joita käytetään rautaoksidipitoisten ainei- 75192 den, kuten rautamalmien, ilmeniittien, jne., suorassa pelkistyksessä. Nämä vaihtelevat noin 0,3:sta 0,6 seen. Suhteella tarkoitetaan painosuhdetta. Lämpötilalla tarkoitetaan panoksen lämpötilaa. Lämpötilan yläraja mää-5 räytyy sen lämpötilan mukaan, jossa panoksen aineosien sintrautuminen tapahtuu. Malmin 3 mmsn hiukkaskoolla tarkoitetaan suurinta hiukkaskokoa, ts. malmi voi sisältää huomattavia määriä hienojakoisempia fraktioita. Pelkistetty materiaali erotetaan edullisesti ylimääräisestä 10 hiilestä ja liuotetaan sitten tunnetulla tavalla. Metal lipitoisuus säädetään halutun rikastuksen edellyttämään arvoon.

Edullinen suoritusmuoto on se, että suora pelkistys tehdään kromiittimalmille, jonka hiukkaskoko on 15 alle 2 mm. Tätä hiukkaskoon ylärajaa käytettäessä saa vutetaan erityisen hyviä tuloksia.

Edullisessa suoritusmuodossa lämpötila suorassa pelkistyksessä säädetään 1150°C:n yläpuolelle. Siten parannetaan vielä rikastumista.

20 Edullisessa suoritusmuodossa suhde C£. :Fe sää-

f IX

detään johonkin arvoon runsaasta yhdestä kahteen. Näitä rajoja noudatettaessa saavutetaan hyviä tuloksia ja vältetään tarpeettoman suuri hiiliylimäärä.

Edullinen suoritusmuoto on se, että suoran pel-25 kistyksen yhteydessä lisätään alkalimetalliyhdisteitä.

Alkalimetalliyhdisteitä, erityisesti Na2C02 ja/tai K2CC>3 lisäämällä voidaan pelkistyslämpötilaa alentaa tulosten säilyessä yhtä hyvinä, parantaa tulosta pidettäessä lämpötila samana ja saavuttaa hyvä tulos vähemmän 30 reaktiivisia hiililaatuja käytettäessä. Vastaaviin tuloksiin on mahdollista päästä, jos vähemmän reaktiiviseen pelkistimeen lisätään jotakin hyvin reaktiivista hiiltä, esimerkiksi ruskohiiltä tai reaktiivista palau-tushiiltä.

4 751 92

Edullisessa suoritusmuodossa pelkistetyn materiaalin hapettava liotus toteutetaan siten, että suspensiossa kiintoainemäärän suhde vesimäärään on 1:2 - 1:5. Siten saavutetaan metallisen raudan hyvä hapettuminen 5 suhteellisen lyhyessä ajassa.

Edullinen suoritusmuoto on se, että pelkistetyn materiaalin hapettava liotus tapahtuu liuoksessa, johon on lisätty NH^Cl. Tämä lisäys nopeuttaa hapettumista, eikä mitään poistovesiongelmia synny.

10 Keksintöä valaistaan lähemmin esimerkkien avulla.

Esimerkki 1 1000 g:n kromiittimalmirikastenäytettä (hiukkas-koko alle 2 mm), jonka C^O^-pitoisuus oli 44 % ja jossa kromirautasuhde (Cr:Fe) oli 1,55:1, pelkistettiin ki-15 vihiilellä pyörivässä putkiuunissa 1100°C:ssa 4 tuntia.

Suhde Cfix:Fe oli 2. Pelkistyksen jälkeen tuote jäähdytettiin typpiatmosfäärin alla. Pelkistetty kromimalmi-rikaste erotettiin ylimääräisestä hiilestä magneettiero-tusta käyttäen. Pelkistettyä rikastetta (930 g) sekoi-20 tettiin 1860 ml:ssa NH^Cl-pitoista kuumaa vettä (lämpö tila noin 80°C). NH^Cl:n pitoisuus liuoksessa oli 15 g/1 H2O, ja pelkistetyn rikasteen määrän suhde vesimäärään oli 1:2. Alku-pH-arvo oli 5,9. Sekoitusliotusvaiheen aikana suspensioon johdettiin ilmaa noin nopeudella 25 1 1/min. Suspension lämpötila säädettiin vesihauteella 80°C:ksi.

Heti sen jälkeen, kun pelkistetty rikaste oli lisätty NH^Cl-pitoiseen veteen, suspensio värjäytyi mustaksi, joka väri muuttui ajan myötä ruskeaksi. Sekoitus-30 liotuksen reaktiomekanismia seurattiin redox-potenti- aalimittausten avulla. Redox-potentiaalin alkuarvo oli -545 mV. Tunnin kuluttua (suspensio oli värjäytynyt ruskeaksi) redox-potentiaali oli -250 mV. 21/2 tunnin kuluttua redox-potentiaali oli -0 mV. 4 tunnin kuluttua 35 (redox-potentiaali + 55 mV) kokeet lopetettiin. 1 * 5 75192

Hapetettu rauta erotettiin kromiittirikasteesta pystysuorassa pleksilasiputkessa nousuvirtausta käyttäen. Rautaoksidi poistettiin yläpäästä, kun taas kromiit-ti kerääntyi putken alaosaan. Saatiin 798 g rikastettua 5 kromiittia. Kromi-rautasuhde parani arvosta 1,55:1 arvoon 2,8:1.

Esimerkki 2

Kromiittimalmirikastetta (1000 g; samanlainen lähtömateriaali kuin esimerkissä 1) pelkistettiin pyö- 10 rivässä putkiuunissa 1000°C:ssa 4 tuntia. Suhde C-. :Fe X ΧΛ oli 2. Erotus ja sekoitusliotus tapahtuivat samalla tavalla kuin esimerkissä 1. Kromi-rautasuhde kohosi arvosta 1,55:1 arvoon 1,7:1.

Esimerkki 3 15 1000 g kromiittimalmirikastetta pelkistettiin 1100°C:ssa esimerkin 1 mukaisesti. Suhde C^^:Fe oli pelkistyksessä 0,5. Kromirautasuhde kohosi arvosta 1,55:1 arvoon 1,75:1.

Esimerkki 4 20 1000 g kromiittimalmirikastetta pelkistettiin 1100°C:ssa esimerkin 1 mukaisesti. Suhde C.^x:Fe oli pelkistyksessä 1,2. Kromi-rautasuhde parani arvosta 1,55:1 arvoon 2,1:1.

Esimerkki 5 25 1000 g kromiittimalmirikastetta pelkistettiin 1150°C:ssa esimerkin 1 mukaisesti. Suhde C^x:Fe oli pelkistyksessä 2,0. Kromirautasuhde kohosi arvosta 1,55:1 arvoon 3,4:1.

Esimerkki 6 30 1000 g kromiittimalmirikastetta pelkistettiin 1100°C:ssa esimerkin 1 mukaisesti. Suhde Cfix:Fe 1 pelkistyksessä 2,0. Hiileen lisättiin ^200^. Kromirautasuhde kohosi arvosta 1,55:1 arvoon 3,3:1.

6 751 92

Esimerkki 7 1000 g kromiittimalmirikastetta, jonka hiukkas-koko oli yli 3,5 mm ja jossa kromirautasuhde oli 1,63:1, käsiteltiin esimerkin 1 mukaisesti (pelkistys-5 lämpötila 1100°C, Cf^x:Fe s 2,0). Kromirautasuhde kohosi arvosta 1,63:1 arvoon 1,69:1.

Esimerkki 8 1000 q kromiittimalmirikastetta, jossa kromirautasuhde oli 2,28:1, käsiteltiin esimerkin 1 mukaises-10 ti. Pelkistys lämpötila oli 1150°C ja suhde C^x:Fe oli 2,0. Kromirautasuhde kohosi arvosta 2,28:1 arvoon 5,1:1.

Keksinnön etuna on se, että rautapitoisten kro-miittimalmien kromipitoisuuden erittäin voimakas kohottaminen taloudellisella tavalla on mahdollista.

Claims (7)

751 92

1. Menetelmä kromiittimalmien rikastamiseksi pelkistämällä suoraan osa niiden sisältämästä rautaoksidimääräs- 5 tä rautasieneksi kiinteitä hiilihappopitoisia pelkistimiä käyttäen, uuttamalla pelkistettyä materiaalia hapettavasti sen sisältämän metallisen raudan muuttamiseksi rautaoksideiksi ja erottamalla rautaoksidit muusta materiaalista, tunnettu siitä, että suoraan pelkistettävän kromiit- 10 timalmin hiukkaskoko on alle 3 mm, ja että suhde C^. :Fe J fix säädetään panoksessa suuremmaksi kuin 1 ja lämpötila suorassa pelkistyksessä säädetään 1100°C:n yläpuolelle.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että suoraan pelkistettävän kromiittimal- 15 min hiukkaskoko on alle 2 mm.

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että lämpötila suorassa pelkistyksessä säädetään 1150°C:n yläpuolelle.

4. Jonkin patenttivaatimuksen 1-3 mukainen menetelmä, 20 tunnettu siitä, että suhde C^x:Fe säädetään arvoon yli 1-2.

5. Jonkin patenttivaatimuksen 1-4 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että suoran pelkistyksen yhteydessä lisätään alkalimetalliyhdisteitä.

6. Jonkin patenttivaatimuksen 1-5 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että pelkistetyn materiaalin hapettava uutto suoritetaan suspensiossa, jossa kiintoaineen suhde on välillä 1:2 ja 1:5.

7. Jonkin patenttivaatimuksen 1-6 mukainen menetelmä, 30 tunnettu siitä, että pelkistetyn materiaalin hapettava uutto suoritetaan lisäämällä NH4C1.