FI81838B - Tillvaratagande av klor. - Google Patents
Tillvaratagande av klor. Download PDFInfo
- Publication number
- FI81838B FI81838B FI852337A FI852337A FI81838B FI 81838 B FI81838 B FI 81838B FI 852337 A FI852337 A FI 852337A FI 852337 A FI852337 A FI 852337A FI 81838 B FI81838 B FI 81838B
- Authority
- FI
- Finland
- Prior art keywords
- carbon
- iron
- chlorination
- chlorine
- metal
- Prior art date
Links
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 65
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 64
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 61
- 238000005660 chlorination reaction Methods 0.000 claims abstract description 51
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 50
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 41
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 40
- 239000000460 chlorine Substances 0.000 claims abstract description 40
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 claims abstract description 40
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims abstract description 40
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 40
- ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N Chlorine atom Chemical compound [Cl] ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 39
- YDZQQRWRVYGNER-UHFFFAOYSA-N iron;titanium;trihydrate Chemical compound O.O.O.[Ti].[Fe] YDZQQRWRVYGNER-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 19
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims abstract description 18
- 229910001570 bauxite Inorganic materials 0.000 claims abstract 2
- RBTARNINKXHZNM-UHFFFAOYSA-K iron trichloride Chemical compound Cl[Fe](Cl)Cl RBTARNINKXHZNM-UHFFFAOYSA-K 0.000 claims description 61
- UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N iron oxide Inorganic materials [Fe]=O UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 60
- 229910021578 Iron(III) chloride Inorganic materials 0.000 claims description 55
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N titanium dioxide Inorganic materials O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 34
- 235000013980 iron oxide Nutrition 0.000 claims description 32
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 30
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 29
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 claims description 16
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 claims description 16
- 239000002893 slag Substances 0.000 claims description 14
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 13
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 13
- KZBUYRJDOAKODT-UHFFFAOYSA-N Chlorine Chemical compound ClCl KZBUYRJDOAKODT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 claims description 10
- 239000010936 titanium Substances 0.000 claims description 10
- 229910001510 metal chloride Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 239000004408 titanium dioxide Substances 0.000 claims description 7
- VBMVTYDPPZVILR-UHFFFAOYSA-N iron(2+);oxygen(2-) Chemical class [O-2].[Fe+2] VBMVTYDPPZVILR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 230000008929 regeneration Effects 0.000 claims description 4
- 238000011069 regeneration method Methods 0.000 claims description 4
- NMCUIPGRVMDVDB-UHFFFAOYSA-L iron dichloride Chemical group Cl[Fe]Cl NMCUIPGRVMDVDB-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 3
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000000956 alloy Substances 0.000 claims description 2
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 claims description 2
- 239000000428 dust Substances 0.000 claims 6
- 239000002817 coal dust Substances 0.000 claims 3
- -1 iron oxides Chemical class 0.000 claims 1
- VZGDMQKNWNREIO-UHFFFAOYSA-N tetrachloromethane Chemical compound ClC(Cl)(Cl)Cl VZGDMQKNWNREIO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 abstract description 11
- 239000007787 solid Substances 0.000 abstract description 11
- 238000010790 dilution Methods 0.000 abstract description 6
- 239000012895 dilution Substances 0.000 abstract description 6
- FBAFATDZDUQKNH-UHFFFAOYSA-M iron chloride Chemical compound [Cl-].[Fe] FBAFATDZDUQKNH-UHFFFAOYSA-M 0.000 abstract description 6
- ZXOKVTWPEIAYAB-UHFFFAOYSA-N dioxido(oxo)tungsten Chemical compound [O-][W]([O-])=O ZXOKVTWPEIAYAB-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 abstract 1
- 235000017168 chlorine Nutrition 0.000 description 37
- 239000000571 coke Substances 0.000 description 20
- 150000001805 chlorine compounds Chemical class 0.000 description 16
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 12
- 239000000047 product Substances 0.000 description 9
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 8
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 7
- 239000003245 coal Substances 0.000 description 7
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 5
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 4
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 4
- 239000002006 petroleum coke Substances 0.000 description 4
- 238000004064 recycling Methods 0.000 description 4
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical class [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N Dioxygen Chemical compound O=O MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 description 3
- 125000001309 chloro group Chemical class Cl* 0.000 description 3
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 3
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 3
- 239000004576 sand Substances 0.000 description 3
- OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N titanium oxide Inorganic materials [Ti]=O OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- TWRXJAOTZQYOKJ-UHFFFAOYSA-L Magnesium chloride Chemical compound [Mg+2].[Cl-].[Cl-] TWRXJAOTZQYOKJ-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 229910000990 Ni alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 2
- 239000000567 combustion gas Substances 0.000 description 2
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 description 2
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 2
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 2
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 2
- 238000004817 gas chromatography Methods 0.000 description 2
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 2
- 238000004886 process control Methods 0.000 description 2
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 2
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- XJDNKRIXUMDJCW-UHFFFAOYSA-J titanium tetrachloride Chemical compound Cl[Ti](Cl)(Cl)Cl XJDNKRIXUMDJCW-UHFFFAOYSA-J 0.000 description 2
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- CWYNVVGOOAEACU-UHFFFAOYSA-N Fe2+ Chemical compound [Fe+2] CWYNVVGOOAEACU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000287828 Gallus gallus Species 0.000 description 1
- 229910021577 Iron(II) chloride Inorganic materials 0.000 description 1
- GLFNIEUTAYBVOC-UHFFFAOYSA-L Manganese chloride Chemical class Cl[Mn]Cl GLFNIEUTAYBVOC-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229910010413 TiO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N Zirconium Chemical compound [Zr] QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001297 Zn alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 1
- 235000011148 calcium chloride Nutrition 0.000 description 1
- 150000001721 carbon Chemical class 0.000 description 1
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910002091 carbon monoxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910002090 carbon oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 1
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 229910001882 dioxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 1
- 239000003546 flue gas Substances 0.000 description 1
- 238000005243 fluidization Methods 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 229910001026 inconel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 description 1
- 239000003077 lignite Substances 0.000 description 1
- 229910001629 magnesium chloride Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000002867 manganese chloride Nutrition 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 239000005445 natural material Substances 0.000 description 1
- 229910052758 niobium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010955 niobium Substances 0.000 description 1
- GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N niobium atom Chemical compound [Nb] GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 description 1
- SOQBVABWOPYFQZ-UHFFFAOYSA-N oxygen(2-);titanium(4+) Chemical class [O-2].[O-2].[Ti+4] SOQBVABWOPYFQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 230000001172 regenerating effect Effects 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 1
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 description 1
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 description 1
- LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N vanadium atom Chemical compound [V] LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 description 1
Classifications
-
- 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
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01G—COMPOUNDS CONTAINING METALS NOT COVERED BY SUBCLASSES C01D OR C01F
- C01G49/00—Compounds of iron
- C01G49/10—Halides
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
- Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
- Compounds Of Iron (AREA)
- Devices And Processes Conducted In The Presence Of Fluids And Solid Particles (AREA)
- Acyclic And Carbocyclic Compounds In Medicinal Compositions (AREA)
- Saccharide Compounds (AREA)
- Treating Waste Gases (AREA)
- Processing Of Solid Wastes (AREA)
- Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)
Description
1 81838
Kloorin talteenotto Tämä keksintö koskee kloorin talteenottoa hapetettavista metalliklorideista.
5 Arvokkaita metalliosia voidaan ottaa talteen rau taa sisältävistä metallipitoisista oksidimateriaaleista kloorausprosesseilla. Tällaisiin prosesseihin voi liittyä materiaalissa olevien arvokkaiden rautaosien selektiivinen klooraus ja rautakloridin poisto metallioksidin sisältäkö västä jäännöksestä, joista yleensä käytetään nimitystä ri-kastus- tai "osittaisklooraus"-prosessit, tai sekä materiaalissa olevien arvokkaiden rautaosien että arvokkaiden metalliosien klooraus ja senjälkeen rautakloridin erotus näin tuotetusta metallikloridista, joista yleensä käyte-15 tään nimitystä "kokonais”-kloorausprosessit. Kummassakin prosessityypissä on toivottavaa ottaa kloori talteen kierrätystä varten mahdollisesti huomattavasta määrästä rauta-kloridia, johon tavallisesti liittyy myös muiden pienempien aineosien klorideja tai jopa oksidimateriaalin muun 20 päämetalliaineosan kuin raudan kloridin ainemäärä. Tämän < jälkeen viittaus rautakloridiin sisältää viittauksen mui-/ hin siihen liittyviin klorideihin ellei yhteys muuta vaa di.
Erästä prosessia kloorin talteenottamiseksi suoraan 25 kierrätettävässä muodossa kuvataan julkaisussa the Jour--nal of Metals Voi 27 nro 11, 1975, sivut 12-16. Viitatussa artikkelissa kuvataan kloorin poistoa kiinteästä rauta-kloridista höyrystämällä se ja saattamalla se kosketukseen esikuumennetun hapen kanssa ulkoapäin kuumennetussa 30 rautaoksidihiukkasten kerroksessa. Erittäin suuriväke-vyistä klooria on saatavissa tällä tavoin, mutta hyvin huomattavilla energiakustannuksilla.
Toista prosessia kloorin talteenottamiseksi rauta-kloridista, joka on tuotettu selektiivisen tai "osittai-35 sen” malmin kloorausprosessin avulla, kuvataan SCM Corp.- 2 81838 yhtiön US-patentissa nro 4Q94954. Tässä prosessissa ti-taanipitoisen malmin, esimerkiksi australialaisen ilme-niitin rautaoksidisisältö, joka malmi sisältää 54 % Ti02 ja 30 % rautaoksideja yhteensä, kloorataan maaöljykoksin 5 läsnäollessa ja höyrymäinen virta, joka sisältää rautaklo-ridin höyrymuodossa, saatetaan kosketukseen puhtaan hapen kanssa rautaoksidin ja kloorikaasun saamiseksi, joka puretaan pois systeemistä.
Koska tämä kaasu sisältää malmin klooraukseen käy-10 tetyn koksin palamistuotteita, se ei voi olla sopivassa väkevyydessä kierrätettäväksi suoraan kloorausreaktioon, johon tarkoitukseen käytetään erillistä kloorisyöttöä.
Vielä muuta prosessia kloorin talteenottamiseksi rautakloridista, joka voi olla tuotettu sivutuotevirtana 15 ilmeniitin kloorausprosessista titaanidioksidin valmistamiseksi, jolla virralla on tyypillisesti koostumus:
FeCl^ 87 paino-%
FeCl2 5 paino-%
TiCl^ 3 paino-% 20 AlCl-j 2 paino-%
MnCl·^ 2 paino-%
MgCl2 0,6 paino-%
Sekalaisia 0,4 paino-%
Yhteensä 100,0 paino-% 25 Kuvataan DuPont-yhtiön US-patenteissa nro 4174381 ja 4282185. Tämän prosessin mukaisesti käytetään monivaiheista kierrätettävän leijukerroksen reaktoria, joka antaa alussa tiiviit ja alavirtaan laimeat leijutetut vyöhykkeet ja jolla on määrätyt dimensiot. Kerroksen materiaalit koos-30 tuvat kierrätetystä rautaoksidista, natriumkloridista ka-talyyttinä ja hiilipitoisesta polttoaineesta, jota lisätään palamislämmön aikaansaamiseksi rautakloridin höyrys-tämistä varten, joka tällöin kykenee reagoimaan reaktoriin lisätyn ylimääräisen hapen kanssa. Tässä prosessissa hiili-•V 35 pitoinen polttoaine on edullisesti kuivaa, pulveroitua lig- 3 81838 niittihiiltä ja se edustaa huomattavaa prosessikustannusta.
Tämän keksinnön mukaisesti aikaansaadaan prosessi kloorin talteenottamiseksi leijukerroskloorausprosessis-sa, jossa kloorataan rautaa sisältäviä metallipitoisia 5 oksidimateriaaleja, jossa leijukerroskloorausvaihe tuottaa rautakloridijäännöksiä ja ylijäämähiiltä, jolle prosessille on luonteenomaista, että: aikaansaadaan tietty rautaa sisältävä metallioksidimate-riaalien seos, jossa on rautaoksidia; 10 kloorataan metallioksidimateriaalien seos ylimäärin olevan hiilen läsnäollessa lämpötiloissa välillä 500-1050°C sanottujen metallioksidimateriaalien klooraamiseksi, jotka sisältävät ainakin osan sanotusta rautaoksidista, rauta-kloridia sisältävien metallikloridien tuottamiseksi; 15 poistetaan poistovirrassa olevaa höyrymäistä rautakloridia ja tietty määrä ylijäämähiiltä kloorausvaiheesta painosuhteessa noin 1-3 osaa ylijäämähiiltä 1-14 osaa kohti metal-liklorideja rautakloridi mukaanluettuna, jolloin sanottua painosuhdetta säädetään sanotussa seoksessa olevan rauta-20 oksidisisällön avulla verrattuna sanottuun ylimäärin olevaan hiileen; regeneroidaan sanotusta poistovirrasta saatavaa klooria antamalla sanotun poistovirran, joka sisältää metalli-·: klorideja rautakloridi mukaanluettuna ja ylijäämähiiltä, | 25 reagoida riittävästi happea sisältävän kaasun kanssa, jo ka sisältää ylimäärin happea yli sen määrän, joka vaaditaan polttamaan ylijäämähiili ja hapettamaan ainakin osan metalliklorideista rautakloridit mukaanluettuna kloorikaasun tuottamiseksi kierrätettäväksi seoksen kloorausvaihee-30 seen.
Tämä keksintö kohdistuu menetelmään, jossa kloora-. . taan rautaa sisältävää metallipitoista oksidimateriaalia leijukerroksessa klooria sisältävän kaasun avulla ylimäärin olevan hiilen läsnäollessa materiaalissa olevien ar-35 vokkaiden rautaosien klooraamiseksi ainakin osittain ja 4 81838 osan hiilestä polttamiseksi, poistetaan leijukerroksesta poistovirta, joka sisältää höyrymäistä rautakloridia ja palamiskaasuja, kondensoidaan rautakloridi kiinteäksi aineeksi, poistetaan kondensoitu rautakloridi poistovirras-5 ta ja siinä olevista palamiskaasuista, höyrystetään uudelleen rautakloridi ja saatetaan se sopivassa korotetussa lämpötilassa kosketukseen hapen kanssa kloorikaasun rege-neroimiseksi siitä, jolloin poistovirta sisältää myös yli-jäämähiiltä ennalta määrätyn määrän, joka hiili poistetaan 10 poistovirrasta kondensoidun rautakloridin kanssa ja siten, että kloorauksella muodostettua rautakloridin määrää säädetään mitä tulee kondensoidun rautakloridin määrään, joka voidaan kuumentaa polttamalla sanottu hiilimäärä sanottuun korotettuun lämpötilaan ja joka reagoi hapen kanssa 15 tuottaen klooria, jonka väkevyys on esimerkiksi 30-50 %, joka on sopiva kierrätettäväksi suoraan klooraukseen.
Tällä keksinnöllä on se etu, ettei se vaadi mitään lisälämmönlähdettä kloorin regenerointiin rautakloridista ja kierrätettävän väkevyyden omaavan kloorin suoraan tuo-20 tantoon ja vaatii prosessisäädön aikaansaamisesta tavalla, .. . jota ei ole aikaisemmin neuvottu.
Rautaa sisältävien metallipitoisten oksidimateri-aalien, kuten sopivien malmien, puhdistettujen malmien, . ·: kuonien tai teollisten sivutuotteiden tai yhden tai useam- 25 man yllä mainitun seoksen leijukerrosklooraus ylimäärin olevan hiilen läsnäollessa on hyvin tunnettu. Hiilen tehtävänä on liittyä rauta- tai metallioksidien happisisäl-töön ja aikaansaada reaktiolämpö polttoprosessin tuloksena. Ellei hiiltä ole ylimäärin, muodostuneilla klori-30 deilla on pyrkimys hapettua uudelleen. Lisäksi on olemassa useita "osittais"-kloorausprosesseja, joissa saavutetaan kloorauksen selektiivisyys käyttämällä laimennettua klooria ylimäärin olevan hiilen käytön poistaessa hiilen prosessia säätävänä tekijänä. Tätä prosessia ku-·’ 35 vataan tämän jälkeen viitaten oksidirautaa sisältävien ti- 5 81838 taanipitoisten materiaalien klooraukseen, mutta se soveltuu yhtä hyvin muiden rautaa sisältävien oksidimateriaa-lien klooraukseen, sillä keksinnön toiminnalle merkityksellinen kriittinen piirre on tuotetun rautaoksidin mää-5 rä. Näin ollen eräässä määrätyssä toteutusmuodossa keksintöä voidaan käyttää hyväksi oksidirautaa sisältävän titaanipitoisen materiaalin "kokonais"-kloorauksen suhteen poistovirran tuottamiseksi, joka sisältää titaanitet-rakloridia rautakloridin lisäksi kondensoiden rautaklori-10 di selektiivisesti titaanitetrakloridihöyrystä. Yhtä hyvin keksintöä voidaan soveltaa oksidirautaa sisältävän materiaalin "osittais"-klooraukseen tai rikasteeseen rau-takloridille selektiivisen kloorausprosessin avulla edellyttäen, että rautakloridin määrää poistokaasussa sääde-15 tään tässä neuvotulla tavalla. Muita rautaa sisältäviä metallipa toisia materiaaleja, joihin tätä keksintöä voidaan myös soveltaa, ovat esimerkiksi hauksiitti, kromiitti, wolf-ramiitti, scheeliitti, tantaliitti tai kolumbiitti.
Rautaa sisältävien metallipitoisten oksidimateriaa-20 lien leijukerrosklooraus voidaan suorittaa kerroksen kiintoaineiden ylivuotamisen minimoimiseksi. Esimerkiksi EPO-patentissa nro 0034434, jossa leijukerroksen poistovirras-sa oleva rautakloridi saatetaan kosketukseen hapen kans-.: sa osittaishapetusreaktion suorittamiseksi korkean kloo- 25 rausreaktorin huipulla, joka sisältää leijutetun kerroksen reaktorin alaosassa, selostetaan, että happi syötetään sellaiseen kohtaan kerroksen pinnan yläpuolelle, että poistovirran mukana kulkeutunut hiili tai osa siitä on ensin lakannut kulkeutumasta sen mukana suhteellisen pienen kaa-30 sun nopeuden vuoksi ylöspäin, jolloin tämä hiili on estynyt reagoimasta hapen kanssa. Tässä patentissa neuvotaan pienennetyn poikkileikkauksen käyttöä reaktorissa, jotta taattaisiin muodostuneiden kiintoaineiden mukana kulkeutuminen, mutta vain sen kohdan yläpuolella, jossa ylivuo-35 taneet kerroksen kiintoaineet lakkaavat kulkeutumasta mu- 6 81 838 kana. Näistä varotoimista huolimatta esiintyy luonnollisesti aina hiilen häviötä johtuen hienompien hiukkasten ylivuotamisesta. Esimerkiksi US-patentin nro 4094954 prosessissa, johon yllä viitattiin, tällaiset hiukkaset 5 häviäisivät kiinteiden sivutuotteiden mukana, jotka poistetaan syklonin avulla.
Tämän keksinnön mukaisesti ei ole välttämätöntä kärsiä sen modifioidun reaktorimallin kustannuksista, joka on esitetty EPO-patentissa nro 0034434 eikä muulla ta-10 voin ryhtyä varotoimiin ylivuotavan hiilen määrän pienentämiseksi, vaikkakaan prosesseja, joihin tällaiset varotoimet sisältyvät, ei suljeta pois tästä keksinnöstä. Tämän keksinnön toteutukselle merkityksellistä on, että ylivuotavan hiilen määrä tiedetään ja muodostunut rautaklo-15 ridin määrä säädetään suhteessa siihen esimerkiksi valitsemalla kulloisenkin rautaa sisältävän metallipitoisen materiaalin koostumus. Ylivuotavan hiilen ja rautakloridin määrä kaasumaisessa poistovirrassa leijukerroksesta on helppo määrittää näytteenotolla ja analyyttisellä perus-20 tekniikalla sovellettuna joko kaasumaiseen poistovirtaan tai siitä talteenotettuun rautakloridikondensaattiin.
; On edullista, että hiilisisältö rautakloridikon- \ densaatissa on suurempi kuin 7,5 paino-%, vaikka se on ' erityisen edullisesti vähintään 8,5 paino-%. Kehitty- 25 neen kloorin väkevyys riippuu hiilen poltolla tuotettujen hiilen oksidien määrästä. Tämän vuoksi on edullista säätää hiilen määrää kehittyneen kloorin hyväksymättömän laimennuksen välttämiseksi ja/tai kloridien määrää säädetään samassa tarkoituksessa. Yleensä on edullista, et-3Q tä hiilen määrä kondensoidussa rautakloridituotteessa on alle 20 paino-%; erityisen edullisesti alle 15 paino-% • ja hyvin sopivasti korkeintaan 12,5 paino-%.
Kondensoitu rautakloridituote sisältää tavallises-ti klooratun materiaalin pienempien aineosien klorideja 35 tai jopa tietyn määrän sen muiden pääaineosien klorideja, 7 81838 joista eräät, kuten titaanin, sirkoniumin, kromin, niobin, vanadiinin, wolframin kloridit ovat hapetettavissa rauta-kloridilla ja tämän vuoksi edustavat talteensaatavaa klooria, ja joista eräät, esimerkiksi kalsiumin ja mangaanin 5 kloridit eivät ole hapetettavissa näissä olosuhteissa. Kondensaatin analyysi paljastaa helposti hapetettavien ja hapettamattornien kloridien määrän ja näin ollen hapen määrän, joka vaaditaan reagoimaan hapettavien kloridien kanssa ja polttamaan hiilen. Tarpeeton ylimäärä happea 10 toimii laimentaen tuotettua klooria. Mikäli laimennuksen kannalta on hyväksyttävää, hapen ja ilman seosta voidaan käyttää hapetuksen suorittamiseen. Hapen laimentaminen voi alentaa hapetuksen hyötysuhdetta niin, että suurempi ylimäärä happea saattaa olla tarpeen, kun käytetään hapen 15 ja ilman seosta. Edullisesti hapen ylimäärä puhtaaseen happeen tai hapen ja ilman seoksiin, jotka eivät sisällä oleellisesti enempää kuin 50 % ilmaa, on 5-75 %, erityisen edullisesti 5-50 % mitä tulee määrään, joka vaaditaan polttamaan hiili ja reagoimaan hapetettavien kloridien 20 kanssa.
Tämä keksintö pannaan edullisesti täytäntöön syöt-.·. tämällä kondensoitu rautakloridi, joka sisältää ylivuoto- , ; aineita, inertin materiaalin hiukkasten kerrokseen, sopi vasti leijutettuun kerrokseen, johon syötetään happea si-25 sältävää kaasua. Inertti materiaali voi sopivasti olla hiukkasmaista rautaoksidia vaikka muutakin inerttiä materiaalia, kuten piidioksidia tai käytettyä kloorauslait-teen kerrosta voidaan käyttää. On havaittu olevan erityisen edullista käyttää useampaa kuin yhtä happi- tai hap-30 pea sisältävän kaasun syöttövirtaa. Edullisesti ensimmäistä virtaa syötetään kerrokseen leijutuskaasuna sopiva määrä reagoimaan syötön hiilipitoisuuden kanssa ja ylläpitämään kerroksen lämpötilaa. Tätä virtaa voidaan myös haluttaessa käyttää kerroksen esikuumentamiseen polttamalla 35 hiilen alkupanos. Kerros on edullista esikuumentaa vähin- 8 81838 tään 500°C:n lämpötilaan ja jopa 1000°C:n lämpötiloja tai sitäkin korkeampia, esimerkiksi vähintään 105Q°C voidaan sopivasti ylläpitää prosessin kuluessa. Edullisesti lämpötilaa pidetään vähintään 550°C:ssa ja erityisen edulli-5 sesti vähintään 600°C:ssa. On havaittu, ettei ole välttämätöntä esikuumentaa tätä ensimmäistä virtaa. Edullisesti hapen tai happea sisältävän kaasun toinen virta tai useampi kuin yksi tällainen lisävirta syötetään kerroksen pinnan yläpuolelle ja kosketukseen uudelleen höyrytetyn 20 rautakloridin kanssa. Jos käytetään suurta ylimäärää happea teoreettisesti vaadittuun määrään nähden prosessin tässä kohdassa, saatetaan pitää toivottavana esikuumentaa happea sisältävän kaasun toista ja/tai lisävirtaa jossain määrin, vaikka tämä ei ole kaikissa tapauksissa tarpeen.
25 Yllä mainittu edullinen hapen ylimäärä viittaa käytettyyn hapen kokonaismäärään ja voidaan jakaa käytetyn hapen tai happea sisältävän kaasun eri virtojen välille. Edullisesti ei kuitenkaan ensimmäisessä virrassa käytetä enempää kuin 25 %:n ylimäärää ja erityisen edullisesti ei enempää 20 kuin 15 %:n ylimäärää happea siihen nähden, mitä vaaditaan halutun lämpötilan saavuttamiseen.
- - Uudelleen höyrystetyn rautakloridin ja hapen väli sen reaktion seurauksena hapetusvyöhykkeestä lähtevät kaa-/ / sut sisältävät rautaoksidihiukkasia, jotka voidaan ottaa 25 talteen minkä tahansa sopivan lämpötilan säädön jälkeen tavallisilla välineillä, kuten esimerkiksi syklonilla. Tällainen talteenotettu rautaoksidi voi sisältää tietyn määrän hapettumatonta rautakloridia ja se kierrätetään tämän vuoksi edullisesti kerrokseen, josta vastaava määrä 3Q inerttejä kiintoaineita on edullista puhaltaa ulos.
Vaikka hiilen ylivalumisen määrää voidaan vaihdella tietyissä rajoissa, nämä rajat ovat jonkin verran ka-peat hyväksyttävissä leijutetun kerroksen kloorausolosuh-... teissä. Kloorattavan materiaalin rautaoksidisisältöä voi- 35 daan kuitenkin vaihdella sekoittamalla keskenään materiaa- 9 81838
Iin eri laatuluokkia. Jos kloorin virtaus on riittävä, rautakloridin ja muiden hapettuvien kloridien määrä kon-densaatissa, joka otetaan talteen kloorauksen poistovir-rasta, vaihtelee suhteessa materiaalissa olevien oksidien 5 määrään. Näin ollen on mahdollista säätää ylivuotaneen hiilen suhde rautakloridiin (ja muihin klorideihin ja materiaaleihin) kloorauspoistovirrassa. Sopiva tällainen suhde on edullisesti 1:3-1:14 ja erityisen edullisesti 1:4-1:12.
10 Tämä keksintö soveltuu edullisesti kloorin talteen ottoon rautakloridista, joka on tuotettu rautaa sisältävien titaanipitoisten oksidimateriaalien kloorauksen kuluessa, ja se vaatii normaalikäytännön modifiointia tällaisten materiaalien kloorauksessa. Rautaa sisältävien 15 titaanipitoisten oksidimateriaalien klooraus on pyrkinyt jakautumaan kahteen kategoriaan, jotka ovat sellaisten materiaalien "kokonais"-‘klooraus, kuten rutiilin tai synteettisen rutiilin, joka sisältää yli noin 85 paino-% titaanioksidia ja alle noin 5 paino-% rautaoksidia, ja sel-20 laisten materiaalien "osittais"-klooraus tai rikastus kuin ilmeniitin, joka sisältää yleensä alle noin 50 paino-% titaanioksidia ja korkeintaan noin 60 % rautaoksidia. Jälkimmäisessä kategoriassa tuoterikastetta, joka sisältää korkeintaan noin 5 paino-% rautaoksidia, on tavallisesti 25 käytetty raaka-aineena "kokonais"-kloorausprosessille. Kumpikaan prosessi ei tuota rautakloridikondensaattia, joka sopii tämän keksinnön soveltamiseen, sillä hiilen yli-vuotamisen yhteydessä reaktioista, joita ei ole erityisesti suunniteltu vähentämään tätä, jonka vuodon määrä on 30 noin 0,075-0,125 osaa yhtä paino-osaa kohti kloorattua titaanidioksidia, ensimmäinen kategoria tuottaa rautakloridikondensaattia, joka sisältää suhteellisesti liian vähän rautakloridia niin, että keksinnön soveltaminen johtaisi hiilen palamistuotteiden kehittämän kloorin kohtuut-35 toman suureen laimennukseen ja toinen kategoria tuottaa rau- ίο 81838 takloridikondensaattia, joka sisältää suhteellisesti liian vähän hiiltä niin, että kallista lisähiiltä olisi lisättävä huomattavassa määrin.
Tämän keksinnön mukaisesti sovellettaessa sitä rau-5 taa sisältävien titaanipitoisten oksidimateriaalien klooraukseen materiaalin rautaoksidisisältö voi sopivasti olla yli noin 10 %:sta 35 %:iin, edullisesti noin 12-30 % ja erityisen edullisesti noin 15-30 paino-% materiaalista. Titaanidioksidisisältö materiaalissa voi sopivasti olla 10 noin 7Q-85 paino-% materiaalista. Sopivaa materiaalia, joka sisältää aineosia tällaisissa suhteissa ei ole helposti saatavissa ja tästä johtuen keksintö on sopivaa panna täytäntöön klooraamalla materiaalien seoksia, jotka antavat tällaisia suhteita. Edullisesti tällainen seos on 15 ilmeniittiä, jossa on joko rutiilia tai rutiilin ja kuonan seosta. Sopivaa kuonaa tuottaa Richards Bay Company-yhtiö ja se sisältää tyypillisesti yli noin 85 paino-% titaanidioksidia ja noin 10 % rautaoksidia, vaikka runsaasti titaanidioksidia sisältäviä kuonia, jotka sisältä-20 vät jopa noin 96 % titaanidioksidia ja jopa vain noin 2 % rautaoksidia, voidaan käyttää, mikäli niitä on saatavissa. - Rutiili- ja ilmeniittimalmien tai -hiekkojen lähteet ovat . ’. alalla toimiville hyvin tunnettuja.
/ Eräs sopiva rutiilin, kuonan ja ilmeniitin seosten *··’ 25 alue käytettäväksi tämän keksinnön mukaisesti on seuraava.
Rutiili:
Esimerkiksi Australian rutiili ja/tai Sierra-rutiili, joiden vastaavat suhteet esimerkiksi 20-30 osaa 5-15 osaa kohti. Rautaoksidisisältö noin 0,5-3 %. Titaanioksidisi-30 sältö noin 95-98 %.
Ilmeniitti:
Esimerkiksi Australian ilmeniitti.
Kuona:
Esimerkiksi Richards Bay-kuona, jossa on rautaoksidia 35 noin 5-15 % ja titaanioksidia noin 80-90 %.
n 81838
Suhteet TiC^sta laskettuna: (a) Rutiili: kuona = 70-55:30-45 edullisesti = 68-58:32-42 esimerkiksi = 63:37 5 (b) Rutiili + kuona: ilmeniitti = 50-60:50-40 edullisesti = 52-57:48-43 esimerkiksi = 55:45
Yllä mainitut määrätyt malmilähteet eivät ole kriittisiä. Yllä annetut alueet sallivat harkita ilmeniitin käyt-^ töä, joka sisältää noin 50-55 % titaanidioksidia ja noin 45-40 % rautaoksideja. Jos käytetään ilmeniittiä, joka sisältää merkittävästi enemmän rautaoksideja, suhteita on ehkä muutettava vastaavasti, jos vaaditaan saatavaksi rau-takloridia sisältävä kondensaatti, joka sisältää yllä edul-lisiksi mainituissa suhteissa hapettuvissa klorideja ja hiiltä ottaen huomioon ilmeniitissä tavatun rautaoksidi-pitoisuuden suuren vaihtelun.
Tämän keksinnön prosessi perustuu rautaa sisältävän metallipitoisen oksidimateriaalin leijukerroskloorauk-20 seen klooria sisältävällä kaasulla ylimäärin olevan hiilen läsnäollessa leijutetun kerroksen lämpötiloissa, jotka ovat yli 5Q0°C. Metallipitoiset oksidimateriaalit koostuvat tavallisesti yhden tai useamman metallioksidia sisältävän malmin seoksesta niin, että oksidimateriaali-25 seoksen rautaoksidipitoisuudeksi saadaan 10-35 paino-%. Kloorausvaihe klooraa ainakin osan oksidimateriaaliseok-sessa olevista arvokkaista rautaosista samalla, kun kuumuus polttaa ainakin osan hiilestä tuottaen poistovirran, joka sisältää höyrymäistä rautakloridia ja tietyn määrän .· 30 ylivuotohiiltä yhdessä palamiskaasujen kanssa. Höyrymäinen rautakloridi kondensoidaan ja poistetaan poistovirrasta yhdessä ylivuotohiilihiukkasten kanssa, jolloin saadaan jäännös, jossa kondensoidun rautakloridin määrä on säädetty ylivuotohiilen määrän suhteen. Tässä suhteessa konden-: 35 soidun rautakloridin ja ylivuotohiilen suhteellisia mää- ia 81 838 riä säädetään säätämällä rautaoksidisisältö välille 10-35 % metallioksidia sisältävien malmien lähtöseoksessa.
Näin ollen oksidimateriaalin lähtöseoksessa oleva rautaoksidisisältö säädetään tuottamaan tietyt määrät rauta-5 kloridia ja ylivuotohiiltä kloorausvaiheesta saatuina jäännöksinä. Tämän keksinnön mukaisesti jäännökset sisältävät ylivuotohiiltä yhdessä kondensoidun rautakloridin kanssa painosuhteessa 1-3 osaa ylivuotohiiltä 1-14 osaa kohti kon--ensoitua rautakloridia (mukaanluettuna pienehköt määrät 2_q muita hapetettavia metalliklorideja) . Painosta laskettuna ylivuotohiilen sisältö rautakloridikondensaatissa on välillä noin 7,5-20 % ylivuotohiiltä laskettuna ylivuotohiilen ynnä rautakloridin painosta.
Kondensoitu rautakloridimäärä yhdessä annetun yli-15 vuotohiilen määrän kanssa kuumennetaan sitten uudelleen kierrätyspolttovaiheessa yli noin 500°C:n korotettuun lämpötilaan, jolloin hiili ja rautakloridi reagoivat ylimäärin olevan hapen kanssa tuottaen kloorikaasua, hiilimonoksidi- tai -dioksidikaasua ja rautaoksidikiintoaineita kaa-20 suvirrassa, joka sisältää 30-50 tilavuus-% kloorikaasua.
Tämä kaasuvirta voidaan kierrättää prosessin ensimmäiseen ; ·' kloorausvaiheeseen. Hapen ylimäärä kierrätyspolttovaihees- : sa on edullisesti 5-75 % yli ekvivalenttimäärien, joita vaaditaan hiilen polttamiseen ja reagoimaan hapettuvien ; : 25 kloridien kanssa. Tässä suhteessa ylivuotohiilen määrä yhtyy rauta- ja muiden metallioksidien happisisältöön aikaansaaden reaktiolämmön kierrätyspolttovaiheeseen. Ylivuotohiiltä sisältävä kondensoitu rautakloridi voidaan kuumentaa kierrätyspolttovaiheessa inerttien materiaalien 3Q leijutetussa kerroksessa, johon happea sisältävää kaasua syötetään. Leijutettu kerros voidaan esikuumentaa yli 500°C: sta jopa noin 1050°C:een kierrätyspolttovaihetta ja kloo-: : rin regenerointia varten.
Tästä johtuen rautakloridin määrää säädetään suh-35 teessä ylivuotohiilen määrään, jolloin kierrätyspoltto- i3 81 838 vaiheessa oleva ylivuotohiilen määrä on riittävä aikaansaamaan vaaditun lämmön kierrätyspolttovaiheeseen ja välttämään kuitenkin kierrätyspolttovaiheesta kehittyneen kloorin kohtuutonta laimennusta. Väkevyydeltään 5 30-50 tilavuus-%:nen kloori voidaan palauttaa suoraan ensimmäiseen leijukerroskloorausvaiheeseen. Tämän keksinnön mukaisesti mitään lisälämmönlähdettä ei vaadita kier-rätyspolttovaiheessa kloorin regeneroimiseksi kondensoi-dusta rautakloridista.
10 Keksinnön prosessia kuvataan seuraavilla esimer keillä ja koeajoilla.
Kaikissa näissä ajoissa käytettiin liitteenä olevassa piirroksessa esitettyä laitteistoa.
Esimerkeissä ja koeajoissa käytetty laitteisto kä-15 sittää leijukerroskloorausyksikön 1, joka sisältää sisä-halkaisijaltaan 200 mm:n ja 3,6 m pitkän piidioksidiput-ken, joka on asennettu pystysuoraan kaasulla kuumennettuun uuniin, joka on varustettu välineellä 2, joka päästää lei-jutuskaasun sisään pohjalta ja kaasumaiset tuotteet pois-2Q tetaan yläosasta 3 pitkin vaakasuoraa jäähdytysputkea 4, joka on varustettu päittäisliitoksella kylmäsykloniin 5, . . välineellä 6 kiintoaineiden purkamiseksi syklonin pohjal- ; ta ja kaasujen purkamiseksi sen pyörrekerääjistä skrubbe- ·[ riin (ei esitetty) poisluovutettavaksi. Putken pohja on 25 myös varustettu välineellä 7 kerroksen poistamiseksi kat-: : kaisematta leijutuskaasujen virtausta ja välineellä ker roksen lämpötilan mittaamiseksi. Leijukerroksen painehä-viö voitaisiin mitata.
Laitteistoon on liitetty väline 8 sekoitetun malmin 30 ja koksin syöttämiseksi hallitulla nopeudella ja ne johdetaan sanottujen leijutuskaasujen virtaukseen, joka syö-;·. tetään uuniin välineen 2 kautta.
.. Näin kuvattu yksikkö muodostaa välineen juuri val- mistetun rautatrikloridin virtauksen tuottamiseksi näiden 35 malmien kokonais- tai osittaiskloorauksella ja suolaa seu- 81838 raavat malmissa olevat epäpuhtaudet ja malmin ja koksin ylivuotohiukkaset.
Tapauksessa, jossa kloorauslaite toimii kokonais-kloorauslaitteena, kaasujen virtaus sen pohjalle on oleel-5 lisesti puhdasta kloorikaasua, vaikka pienempiä väkevyyksiä voidaan myös käyttää ja kloridit, jotka ovat haihtu-vampia kuin rautatrikloridi ja jotka jäävät kaasutaasiin, joka kulkeutuu ulos kylmäsyklonin pyörrekokoojasta, ja jotka täysmittakaavaisessa laitoksessa otetaan talteen 10 käyttöä varten, johdetaan tässä pois skrubberiin poisluo-vutettavaksi.
Tapauksessa, jossa kloorauslaite toimii osittais-kloorauslaitteena, kaasujen virtaus sen pohjalle on klooria, joka on laimennettu 30-50 %:seksi kaasuilla, jotka 15 ovat inertteja tapahtuvalle reaktiolle ja luonnonmateriaalia, johon on rikastunut aineita, jotka ovat vähemmän reaktiivisia kloorin suhteen kuin rautaoksidi, poistetaan aika ajoin kerroksen poistovälineen kautta, joka on yksikön pohjalla. Kylmäsyklonista poistuvat kaasut ovat tässä tapauk-20 sessa oleellisesti inerttejä, mutta sisältävät vähäisiä : ·.. hivenmääriä klooria, joka karkaa leijukerroksen ohi ja joka poistetaan skrubberissa.
Käytössä rautatrikloridia sisältävä virta putoaa .- kylmäsyklonin 5 pohjalta sen kiintoaineen poistoventtiilin . 25 kautta, joka on taskuventtiili, tähtiventtiili tai vastaava mekaanisesti käytetty jatkuvatoiminen venttiili ja pystysuoraan syöttöputkeen 9, jonka sisähalkaisija on 75 mm, joka johtaa materiaalin klooriregeneraattoriin 10, jota nyt kuvataan.
3Q Koeklooriregeneraattoriyksikkö 10 on valmistettu runsasnikkelistä lejeerinkiä (Niraonic tai Inconel) olevasta putkesta, jonka sisähalkaisija on 180 mm ja pituus 2,4 m ja joka on asennettu pystysuoraan kaasulla kuumennettuun uuniin ja varustettu välineellä, joka päästää ·;·[ 35 leijutuskaasua sisään pohjalta 11, ja josta kaasumaiset is 81838 tuotteet poistetaan, yläpäästä pitkin vaakasuoraa jäähdy-tysputkea 12, joka on varustettu liittämällä kylmäsyklo-niin 13, välineellä 14 kiintoaineiden purkamiseksi syklonin pohjalta ja välineellä 15 kaasujen vapauttamiseksi 5 sen pyörrekokoojasta skrubberiin (ei-esitetty) poisluo-vutettavaksi. Putken pohja on varustettu välineellä 16 kerroksen poistamiseksi keskeyttämättä leijutuskaasujen virtausta ja välineellä kerroksen lämpötilan mittaamiseksi .
10 Yksikön pohja on varustettu upotteella 17, joka myös on runsasnikkelistä lejeerinkiä, jonka sisähalkaisija on 125 mm ja pituus 450 mm ja joka on asennettu pystysuoraan niin, että se muodostaa tämän halkaisijäisen leiju-kerroksen yksikön sisään rajoittaen täten kaasunen tila-15 vuusvirtausnopeutta, joka tarvitaan kerroksen leijutukseen.
Pystysuora syöttöputki 9, jonka sisähalkaisija on 75 mm, päättyy 100 mm tämän upotteen 17 yläpuolelle ja happikaasun syöttöputki 18 sinkkilejeerinkiä olevaan putkeen on sijoitettu 11Q0 mm upotteen 17 yläpuolelle.
2Q Leijukerroksen painehäviö voidaan mitata.
Käytännössä rengasmaisen tilan upotteen 17 ja reaktioastian 10 välissä annettiin täyttyä leijuttamatto-• maila kerrosmateriaalilla painehäviötietojen aikaansaa- . : dessa tietoa kerroskorkeudesta tämän toteuttamiseksi alun- 25 perin ja kerroksen ajon sallimiseksi upotteen yläosassa V siitä eteenpäin.
Materiaaleja, hienoa hiekkaa ja koksia, joita tarvittiin alunperin tämän kerroksen muodostamiseen ja sen kerroksen täydentämiseen, jota poistettiin yksikön pohjal-3Q ta, lisättiin suppilosta kloorauslaitteen kylmäsykloniin, josta ne laskeutuivat mekaanisen venttiilin ja syöttöput-ken kautta regeneraattorin leijukerrokseen.
Esimerkeissä ja koeajoissa käytettyjä materiaaleja kuvataan titaanipitoisten malmien suhteen, mutta on huo-35 mättävä, että keksintö soveltuu myös muille malmeille, esim. alumiinipitoisille malmeille.
ie 81838
Ilmeniitti-55 % TiC>2 sisältävä länsiaustralialai-nen ilmeniitti, jonka hiukkaskokojakautuma on 90 mikronista 220 mikroniin tai vastaava, painokeskimääräinen koko on 170 mikronia tai vastaava.
5 Kuona - 85 % Ti02 sisältävä eteläafrikkalainen kuona, jonka hiukkaskokojakautuma on 100-500 mikronia tai vastaava, painokeskimäärinen koko 230 mikronia tai vastaava.
Maaöljykoksi A - Oleellisesti puhdas hiili, noin 10 99 %:nen ja tyypillinen hiukkaskoko 90-2000 mikronia, on jauhettua koksia ja sisältää noin 10 paino-% alle 200 mikronin materiaalia.
Maaöljykoksi B - Oleellisesti puhdas hiili, noin 99 %:nen ja tyypillinen hiukkaskoko 100-3500 mikronia, on 15 jauhettua koksia ja sisältää noin 4 % alle 200 mikronin materiaalia. A ja B on ostettavissa yhtiöltä Conoco tai PMC.
Maaöljykoksi C - Oleellisesti puhdas hiili, noin 99 %:nen ja tyypillinen hiukkaskoko 500-4000 mikronia, 20 on jauhettua koksia ja painokeskimääräinen koko on 1500 mikronia. C on ostettavissa yhtiöltä Great Lakes Carbon.
Nyt kuvataan koeajoja, jotka itsessään eivät kuulu keksinnön piiriin.
; Koeajo 1 25 Ilmeniitin ja koksin B leijukerros kloorattiin ai- ;V kaisemmin ja tätä kerrosta käytettiin lähtökerroksen muo dostamiseen kloorauslaitteessa, joka kerros sisälsi noin 80 paino-% malmihiekkaa ja 20 paino-% koksia ja oli 1 m syvä. Senjälkeen suoritettiin selektiivinen klooraus.
3Q Kerros kuumennettiin uunin avulla 950°C:n samalla, : kun sitä leijutettiin typellä ja senjälkeen kaasut vaih dettiin niin, että ne sisälsivät 60 1/min klooria, 15 1/min ilmaa ja 70 1/min typpeä ilman ollessa säädetty siten, että kerroksen lämpötila oli 950-1000°C uunin lämpötilan 35 ollessa myös 950-1000°C samalla, kun syötettiin 3,2 kg 1’ 81838 ilmeniittiä yhdessä 0,8 kg:n kanssa koksia B tasaisesti joka 10:s minuutti.
Näissä olosuhteissa tapahtuu noin 2 % kloorin luisumista ja muodostunut rautakloridi on rautatrikloridi, 5 2 %:n luisuminen on hallittavissa vaihtelemalla kerrok sen syvyyttä sopivaksi käyttäen painehäviötä ilmaisimena ja poistaen kerroksen materiaaleja (rikastettua ilmeniittiä ja koksia) suuremmalla tai pienemmällä poistonopeudella kerroksen syvyyden pienentämiseksi tai suurentamiseksi, C^-10 luiston mittauksen tapahtuessa syklonista kaasukromatogra-fien avulla. Rautatrikloridi jne ja ylivuotomateriaalit kondensoituvat jäähdytyskanavassa ja otetaan talteen syklonissa, josta ne putoavat mekaanisen venttiilin läpi ja alas pitkin syöttöputkia.
15 Hiekan ja saman koksin leijukerros aikaansaatiin klooriregeneraattoriin samoin 950-1000°C:ssa, uunin lämpötilan ollessa 95Q-1000°C:ssa ja leijutettiin 45 1/min: 11a C^/^-seosta, joiden suhteita voitiin vaihdella leiju-kerroksen lämpötilan säädön aikaansaamiseksi. Happea li-20 sättiin myös hapen lisäysputken kautta 1 m regeneraatto-rissa olevan syöttöputken pohjan yläpuolelta ja tämän määrä säädettiin antamaan C^/C^-suhde noin 10/1 poisto-kaasuun mitattuna kaasukromatografisesti. Tässä tapauksessa todettiin tuotteessa tyypillisesti 35 tilavuus-% 25 vaa^ittiin 20 1/min 02 · Näissä olosuhteissa pienel lä C^/C^-suhteella rautatrikloridia on ylimäärin läsnä systeemissä, joka kondensoituu toisen yksikön syklonissa ja käytettävissä kierrätettäväksi yksikköön kaikenkaikkiaan oleellisesti 100 %:n konversiohyötysuhteen saavuttami-3Q seksi.
/ Toimien yllä esitetyllä tavalla havaitaan, että ellei lisähiiltä lisätä toisen yksikön leijukerrokseen, havaitaan ehkä mahdottomaksi hallita lämpötilaa toisessa yksikössä, koska riittämättömästi hiiltä jatkaa eteenpäin 35 ensimmäisestä yksiköstä sen ylläpitämiseksi.
ie 81838 Tällaisen koksin lisääminen on kuitenkin mahdollinen keino ajaa yksikköä, vaikka se ei olekaan tässä paljastetun keksinnön suojapiirin puitteissa.
Koeajo 2 5 Tässä koeajossa ensimmäiseen yksikköön lisätty materiaali on 10 kg kuonaa, 2,5 kg koksia B 10 minuuttia kohti kaikkien muiden määrien ollessa samat.
Tässä tapauksessa havaitaan, ettei ole mahdollista hallita yksikköä, koska ei ole mahdollista saada C^/C^-1Q suhdetta 10:1 yli 25 %:n Cl2-väkevyydellä, koska suuri ylimäärä koksia jatkaa eteenpäin ensimmäisestä yksiköstä ja jonka kanssa happivirrat ensisijaisesti reagoivat laimentaen tuotekaasussa olevaa Cl2:a ja antaen epämieluisan lämpötilan nousun toiseen yksikköön asettaen laitteiston 15 eliniän uhanalaiseksi.
Seuraavat esimerkit kuvaavat tämän keksinnön prosessia.
Esimerkki 1
Yhtä suuret painomäärät ilmeniittiä ja kuonaa syö-20 tettiin yksikköön nopeudella 4,8 kg seosmalmia 1,2 kg:n :·. kanssa koksia B, jotka syötettiin tasaisesti joka 10 mi- . nuutti.
Tässä tapauksessa havaitaan mahdolliseksi saavuttaa 35 tilavuus-% Cl2-pitoisuus Cl2/02-suhteella 10:1 li-25 säämättä lisäkoksia ja aikaansaaden muuttumattomat käyttölämpötilat.
Esimerkki 2 Länsiaustralialaista ilmeniittiä syötettiin 3,2 kg joka 10 minuutti ensimmäiseen torniin kuten edellä, mutta 3Q sensijaan, että olisi myös syötetty 0,8 kg koksia B joka **·. 10 minuutti syötettiin koksin A ja koksin C seosta siten, että samalla, kun 0,8 kg seosta syötettiin joka 10 minuutti seoksen suhteet vaihtelivat niin, että ajoa voitiin ylläpitää lisäämättä erikseen koksia toiseen yksik-35 köön. Havaitaan, että koksin C lisäaineen lisääminen vain i9 81 838 pieninä määrinä sai aikaan koksin ylivuotamisen väheneminen ensimmäisestä yksiköstä toiseen yksikköön ja koksia A, joka on halpa ja taloudellinen syöttölähde, käytettiin lähes yksinomaan.
Claims (14)
1. Tapa ottaa talteen klooria leijukerrosklooraus-menetelmässä, jossa kloorataan rautaa sisältäviä, metal- 5 lipitoisia oksidimateriaaleja, jolloin leijukerroskloo-rausvaiheessa muodostuu rautakloridijäännös ja hiilipö-lyä, tunnettu siitä, että valmistetaan seos rautaa sisältävistä metallioksideista mukaanluettuna rautaoksidi; 10 rautaoksidien seos kloorataan hiiliylimäärän läsnäollessa lämpötilassa 500 - 1050 °C metallioksidimateriaalien ja ainakin rautaoksidin osan klooraamiseksi metallikloridi-en, mukaanluettuna rautakloridi, saamiseksi; höyrymäistä rautakloridia ja hiilipölyä poistetaan kloo- 15 rausvaiheesta tulevana poistovirtana painosuhteessa noin 1-3 osaa hiilipölyä 1-14 osaan metalliklorideja mukaanluettuna rautakloridi, jolloin painosuhdetta säädetään seoksen rautaoksidin pitoisuuden avulla suhteessa hi i1iy1imäärään; 20 poistovirran klooria regeneroidaan saattamalla metalli-klorideja mukaanluettuna rautakloridi ja hiilipölyä si-sältävä poistovirta reagoimaan kaasun kanssa, joka sisäl-tää ylimäärin happea verrattuna määrään, joka tarvitaan polttamaan hiilipölyn ja hapettamaan ainakin osan metal-- - 25 liklorideista mukaanluettuna hiilikloridi kloorikaasun saamiseksi kierrätettäväksi seoksen kloorausvaiheeseen.
2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen tapa, tunnettu siitä, että regenerointivaihe toteutetaan lisäämättä hiiltä hiilipölyn lisäksi.
3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen tapa, , : tunnettu siitä, että seoksen kloorausvaiheeseen kierrätetyn kloorikaasun väkevyys on noin 30 - 50 tila-V vuus-%.
4. Jonkin patenttivaatimuksen 1-3 mukainen tapa, 35 tunnettu siitä, että vähintään yksi seoksen me- : tallioksidimateriaaleista on titaanipitoinen materiaali. 2i 81838
5. Patenttivaatimuksen 4 mukainen tapa, tunnettu siitä, että seoksen metallioksidimateriaalit käsittävät ilmeniitti- ja rutiilimalmia ja tarvittaessa rutiilikuonaa.
6. Jonkin patenttivaatimuksen 1-3 mukainen tapa, tunnettu siitä, että seoksen metallioksidimateriaalit sisältävät bauksiittia.
7. Jonkin patenttivaatimuksen 1-3 mukainen tapa, tunnettu siitä, että yksi seoksen metallioksidi- 10 materiaaleista on kromiitti, wolframiitti, scheeliitti, tantaliitti tai kolumbiitti.
8. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen tapa, tunnettu siitä, että seoksen oksidimate-riaali sisältää noin 10 - 35 paino-% rautaoksidia.
9. Jonkin patenttivaatimuksen 1-3 mukainen tapa, tunnettu siitä, että titaanidioksidin pitoisuus on 70 - 85 paino-%.
10. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen tapa, tunnettu siitä, että kloorausmenetelmä on 20 kokonaiskloorausmenetelmä.
11. Jonkin patenttivaatimuksen 1-9 mukainen tapa, tunnettu siitä, että kloorausmenetelmä on osittaiskloorausmenetelmä.
12. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen 25 tapa, tunnettu siitä, että poistovirta, joka sisältää höyrymäisiä metallioksideja rautaoksidit mukaan luettuna, kondensoidaan niiden poistamiseksi poistovir-rasta yhdessä hiilipölyn kanssa.
13. Patenttivaatimuksen 12 mukainen tapa, t u n - 30. e t t u siitä, että kondensoidut metallioksidit käsittävät 7,5 - 20 paino-% laskettuna kondensoitujen metalli-oksidien ja hiilipölyn kokonaismäärästä.
14. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen tapa, tunnettu siitä, että happiylimäärä regene- 35 rointivaiheessa on 5 - 50 % verrattuna määrään, joka vaaditaan polttamaan hiilipöly. 22 81 838
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| GB8415034 | 1984-06-13 | ||
| GB848415034A GB8415034D0 (en) | 1984-06-13 | 1984-06-13 | Recovery of chlorine |
Publications (4)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FI852337A0 FI852337A0 (fi) | 1985-06-12 |
| FI852337L FI852337L (fi) | 1985-12-14 |
| FI81838B true FI81838B (fi) | 1990-08-31 |
| FI81838C FI81838C (fi) | 1990-12-10 |
Family
ID=10562353
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| FI852337A FI81838C (fi) | 1984-06-13 | 1985-06-12 | Tillvaratagande av klor. |
Country Status (11)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4624843A (fi) |
| EP (1) | EP0165543B1 (fi) |
| JP (1) | JPS6156251A (fi) |
| AT (1) | ATE79092T1 (fi) |
| BR (1) | BR8502793A (fi) |
| CA (1) | CA1249725A (fi) |
| DE (2) | DE165543T1 (fi) |
| ES (1) | ES8606193A1 (fi) |
| FI (1) | FI81838C (fi) |
| GB (1) | GB8415034D0 (fi) |
| ZA (1) | ZA854275B (fi) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB9803018D0 (en) * | 1998-02-13 | 1998-04-08 | Tioxide Group Services Ltd | Treatment of metal chloride |
| AUPP455098A0 (en) | 1998-07-07 | 1998-07-30 | Commonwealth Scientific And Industrial Research Organisation | Process for chlorine recovery |
| US6277354B1 (en) * | 1999-06-10 | 2001-08-21 | E. I. Dupont De Nemours And Company | Process for the recovery of chlorine from iron chlorides |
| DE10103977C1 (de) * | 2001-01-30 | 2002-07-11 | Colour Ltd | Verfahren zur Gewinnung von Metalloxid-Konzentrat |
| JP6326405B2 (ja) * | 2013-03-06 | 2018-05-16 | 東邦チタニウム株式会社 | 四塩化チタンの製造方法 |
Family Cites Families (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2657976A (en) * | 1949-10-19 | 1953-11-03 | Nat Lead Co | Process for producing iron oxide and titanium tetrachloride from titaniferous iron ores |
| US3092456A (en) * | 1959-12-23 | 1963-06-04 | American Cyanamid Co | Iron chloride combustion |
| 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 |
| JPS49123918A (fi) * | 1973-03-16 | 1974-11-27 | ||
| US4094954A (en) * | 1974-04-08 | 1978-06-13 | Scm Corporation | Oxidation of ferric chloride from selective chlorination of titaniferous material |
| US4083923A (en) * | 1976-01-22 | 1978-04-11 | Toth Aluminum Corporation | Process for the production of aluminum chloride and related products |
| DE2611667A1 (de) * | 1976-03-19 | 1977-09-29 | Kronos Titan Gmbh | Verfahren zur gewinnung von chlor und eisenoxid aus verunreinigten eisen(ii)-chloridhaltigen chloridgemischen, welche bei der chlorierung titanhaltiger rohstoffe anfallen |
| US4183899A (en) * | 1977-07-21 | 1980-01-15 | Scm Corporation | Chlorination of ilmenite and the like |
| DE2818881C3 (de) * | 1977-09-21 | 1981-08-06 | Mineral Process Licensing Corp. B.V., Den Haag | Verfahren zur Chlorierung von Eisen und insbesondere auch Titan enthaltenden Materialien |
| US4144316A (en) * | 1978-04-24 | 1979-03-13 | E. I. Du Pont De Nemours And Company | Production of chlorine and iron oxide from ferric chloride |
| AU4678679A (en) * | 1978-05-10 | 1979-11-15 | Mineral Process Licensing Corporation B.V. | Recovering chlorine valves from iron chloride obtained from chlorinated aluminous material |
| JPS54150393A (en) * | 1978-05-16 | 1979-11-26 | Mineral Process Licensing Corp | Recovery of chlorine |
| ZA81604B (en) * | 1980-02-19 | 1982-02-24 | Laporte Industries Ltd | Process for beneficiating oxidic ores |
| US4363789A (en) * | 1981-04-20 | 1982-12-14 | Reynolds Metals Company | Alumina production via aluminum chloride oxidation |
| US4389391A (en) * | 1981-06-28 | 1983-06-21 | Dunn Jr Wendell E | Process for beneficiating titaniferous ores |
| FR2514028B1 (fr) * | 1981-10-01 | 1986-05-09 | Pechiney Aluminium | Procede de chloruration selective de melanges d'oxydes metalliques d'origine naturelle ou synthetique |
-
1984
- 1984-06-13 GB GB848415034A patent/GB8415034D0/en active Pending
-
1985
- 1985-06-05 ZA ZA854275A patent/ZA854275B/xx unknown
- 1985-06-10 US US06/743,055 patent/US4624843A/en not_active Expired - Lifetime
- 1985-06-11 AT AT85107187T patent/ATE79092T1/de not_active IP Right Cessation
- 1985-06-11 DE DE198585107187T patent/DE165543T1/de active Pending
- 1985-06-11 DE DE8585107187T patent/DE3586443T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1985-06-11 EP EP85107187A patent/EP0165543B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1985-06-12 FI FI852337A patent/FI81838C/fi not_active IP Right Cessation
- 1985-06-12 CA CA000483824A patent/CA1249725A/en not_active Expired
- 1985-06-12 BR BR8502793A patent/BR8502793A/pt not_active IP Right Cessation
- 1985-06-12 ES ES544096A patent/ES8606193A1/es not_active Expired
- 1985-06-13 JP JP60127274A patent/JPS6156251A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| BR8502793A (pt) | 1986-02-18 |
| ATE79092T1 (de) | 1992-08-15 |
| EP0165543B1 (en) | 1992-08-05 |
| DE165543T1 (de) | 1986-07-03 |
| EP0165543A2 (en) | 1985-12-27 |
| GB8415034D0 (en) | 1984-07-18 |
| JPS6156251A (ja) | 1986-03-20 |
| ES8606193A1 (es) | 1986-04-16 |
| EP0165543A3 (en) | 1987-01-07 |
| JPH0336892B2 (fi) | 1991-06-03 |
| CA1249725A (en) | 1989-02-07 |
| FI852337L (fi) | 1985-12-14 |
| US4624843A (en) | 1986-11-25 |
| ZA854275B (en) | 1986-01-29 |
| DE3586443D1 (de) | 1992-09-10 |
| DE3586443T2 (de) | 1993-01-14 |
| FI81838C (fi) | 1990-12-10 |
| ES544096A0 (es) | 1986-04-16 |
| FI852337A0 (fi) | 1985-06-12 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| FI103033B (fi) | Menetelmä titaanin talteenottamiseksi | |
| EP0125259B1 (en) | Improvement in entrained downflow chlorination of fine titaniferous material | |
| FI81838B (fi) | Tillvaratagande av klor. | |
| FI70248C (fi) | Foerfarande foer separering av metall foeretraedesvis jaern urxidmaterial | |
| US4046853A (en) | Production of titanium tetrachloride | |
| EP0173132B1 (en) | Two stage chlorination of titaniferous ore with fecl3 reclamation | |
| EP0217237B1 (en) | Chlorination of iron-containing metaliferous materials | |
| US4994255A (en) | Oxidation of ferrous chloride directly to chlorine in a fluid bed reactor | |
| US4961911A (en) | Process for reducing carbon monoxide emissions from a fluidized bed titanium dioxide chlorinator | |
| EP0315985A2 (en) | Improved fluidized bed process for chlorinating titanium-containing material | |
| US4145395A (en) | Deactivating particulate waste containing hydrolyzable metal chlorides | |
| US4519988A (en) | Two stage chlorination of titaniferous ore | |
| US5064632A (en) | Process for partial oxidation of FeCl2 to FeCl3 | |
| EP0173133B1 (en) | Process for partial oxidation of fecl2 to fecl3 | |
| NZ239070A (en) | Recovery of titanium values from a complex matrix by chlorinating titanium nitride in the matrix | |
| Bonsack et al. | Process for partial oxidation of FeCl 2 to FeCl 3 | |
| US5032372A (en) | Dilute-phase chlorination procedure | |
| WO1995026809A1 (en) | Improved fluidized bed process | |
| CA2131319C (en) | Process for the recovery of titanium values | |
| JPH044977B2 (fi) | ||
| EP0754091A1 (en) | Improved fluidized bed process | |
| AU7310494A (en) | Improved fluidized bed process |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM | Patent lapsed |
Owner name: SCM CHEMICALS LIMITED |