JPH0260604B2 - - Google Patents

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JPH0260604B2
JPH0260604B2 JP6223685A JP6223685A JPH0260604B2 JP H0260604 B2 JPH0260604 B2 JP H0260604B2 JP 6223685 A JP6223685 A JP 6223685A JP 6223685 A JP6223685 A JP 6223685A JP H0260604 B2 JPH0260604 B2 JP H0260604B2
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JP
Japan
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iron
gas
red mud
bauxite
carbon monoxide
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JP6223685A
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Japanese (ja)
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JPS61227916A (en
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Kushikosu Rezuso
Batorii Yozusefu
Fuarukasu Isutoban
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MAGYARU ASUBANYORAI E FUERUTOGATSU KISERURECHI INTEZETE
Original Assignee
MAGYARU ASUBANYORAI E FUERUTOGATSU KISERURECHI INTEZETE
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Publication date
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    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00Technologies related to metal processing
    • Y02P10/20Recycling

Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は赤泥及びボーキサイトを脱鉄し、かつ
アルミナ工業用の高品質の原料物質を製造する方
法に関するものである。処理中に、粉末ヤ金用に
価値のある原料物質、五カルボニル鉄が副生成物
として生成する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION TECHNICAL FIELD The present invention relates to a process for deironating red mud and bauxite and producing high quality raw material for the alumina industry. During processing, pentacarbonyl iron, a valuable raw material for powdered gold, is produced as a by-product.

アルミナの製造のときに生成する赤泥を、鉄を
全く含まないし、かつ数十年間蓄積した赤泥か
ら、アルミナ工業で使用するのに適切な原料物質
を供給する方法を詳述するのが本発明の目的であ
る。
This book details how to supply raw material suitable for use in the alumina industry from the red mud produced during the production of alumina, which contains no iron and has been accumulated over several decades. This is the object of the invention.

ボーキサイトを鉄を全く含まないし、従つて鉄
含有量が低く、かつアルミナ工業向きに酸化アル
ミニウムが濃くなつている原料物質を供給する方
法を詳述するのが本発明の更に別の目的である。
It is a further object of the present invention to detail a process for supplying bauxite as a raw material which is completely free of iron and therefore has a low iron content and is enriched in aluminum oxide for the alumina industry.

本発明の方法によれば、ボーキサイト原料物質
の鉄含有量を80〜95%あるいはもつと大きな程度
までも減少させ、従つて現存するアルミナ工場の
生産能力を20〜25%も増大させることができる。
本発明の方法の他の利点はアルミニウム製造中の
生成する赤泥の量及び廃棄酸化アルミニウムの量
を著しく減じることができることである。
According to the method of the present invention, the iron content of the bauxite raw material can be reduced by 80-95% or even to a large extent, thus increasing the production capacity of existing alumina plants by as much as 20-25%. .
Another advantage of the process of the invention is that the amount of red mud produced during aluminum production and the amount of waste aluminum oxide can be significantly reduced.

本発明の方法によれば、赤泥又はボーキサイト
から鉄を五カルボニル鉄の形態で除去し、かつこ
の副生成物から高純度の粉末性五カルボニル鉄を
製造することができる。このように急速に発展し
ている粉末ヤ金の原料物質供給を行うことがで
き、かつ廃棄物質の量を減じることができる。
According to the process of the invention, it is possible to remove iron in the form of pentacarbonyl iron from red mud or bauxite and to produce highly pure powdered pentacarbonyl iron from this by-product. In this way, it is possible to supply raw materials for powdered gold, which is rapidly developing, and to reduce the amount of waste materials.

技術的背景 一般にアルミニウムはボーキサイトから得られ
る純粋なアルミナの電解によつてバイヤー
(Bayer)法で製造する。良好な品質のボーキサ
イトの酸化アルミニウム含有量は約50%である。
アルミナの不純物―特に鉄酸化物及び鉄オキシ水
和物の存在する量は約25%である―は加圧下でア
ルカリで処理して除去する。この段階で生成する
赤泥は酸化鉄40〜45%、及び酸化アルミニウム10
〜20%を含有する。赤泥を処理する公知の適切な
技法がないので、アルミナ工場の近傍には赤泥数
百万トンが蓄積され、膨大な量の赤泥の貯蔵及び
累積が重大問題を引き起こす。
Technical background Aluminum is generally produced by the Bayer process by electrolysis of pure alumina obtained from bauxite. The aluminum oxide content of good quality bauxite is about 50%.
Impurities in the alumina, particularly iron oxides and iron oxyhydrates, present in an amount of about 25%, are removed by treatment with alkali under pressure. The red mud produced at this stage contains 40-45% iron oxide and 10% aluminum oxide.
Contains ~20%. As there is no known suitable technique for processing red mud, millions of tons of red mud accumulate in the vicinity of alumina plants, and the storage and accumulation of huge amounts of red mud causes serious problems.

酸化アルミニウム含有量が少なく、かつ酸化鉄
含有量の多い、低品質のボーキサイトはバイヤー
法で経済的な仕方で処理することができない。
Low quality bauxite with low aluminum oxide content and high iron oxide content cannot be processed economically in the Bayer process.

本発明の方法では種々の品質の赤泥及びボーキ
サイトを処理することができる。すなわち本発明
の方法ではアルミナ工場の原料物質供給を改良す
ることができ、かつボーキサイトの採掘を減じる
のに寄与することができ、かつ処理中に生成す
る、かなりの量の五カルボニル鉄が鉄粉末ヤ金の
集約的な発展を増進することができる。その上、
現在赤泥の貯蔵に使用中の広大な有効な広場を農
業用に使用することができる。
Different qualities of red mud and bauxite can be processed in the method of the invention. Thus, the process of the present invention can improve the raw material supply of alumina plants and contribute to reducing the mining of bauxite, and a significant amount of pentacarbonyl iron produced during processing can be converted into iron powder. It can promote the intensive development of financial institutions. On top of that,
A large usable open space currently used for storing red mud can be used for agricultural purposes.

赤泥の処理及び利用、並びにボーキサイトの鉄
を全くなくする問題は世界中で徹底的に研究して
いる。若干の刊行物及び特許明細書では、ボーキ
サイトの鉄含有量を減じることによつて酸化アル
ミニウム及びアルミニウムの生産増大の問題を扱
つている。しかしながら、該先行技術の方法はこ
れまでは工業的な規模では全く使用されなかつた
か、あるいはその使用が非常に制限されていた。
この原因は、該公知の技法が複雑であり、費用が
かかり、処理することのできない副生成物が生成
し、多量の補助剤が必要であり、エネルギー必要
性が高く、かつ過程は選択的でない点にあるとす
るこができる。
The treatment and utilization of red mud and the problem of making bauxite iron-free are being thoroughly researched all over the world. Several publications and patent specifications address the problem of increasing aluminum oxide and aluminum production by reducing the iron content of bauxite. However, this prior art process has hitherto never been used on an industrial scale, or its use has been very limited.
This is because the known techniques are complex, expensive, produce by-products that cannot be processed, require large amounts of auxiliary agents, have high energy requirements, and the process is not selective. If it is at a point, you can do this.

一般的に見解によれば、赤泥は将来性のある第
二の原料物質供給源である(サクール、アール・
エス、サント、ビー・アール〔Thakur,R.S.,
Sant,B.R.〕:ケム・エラ〔Chem.Era〕、1980
年、第16巻(5号)、第106〜7ページ、チンマ
ー、イー〔Zimmer,E.〕:アルミニウム((デユ
ツセルドルフ))〔Aluminium((Dusseldorf))〕
1980年、第56巻(10号)、第639〜42ページ)。
According to the general opinion, red mud is a promising second raw material source (Sakur, R.
S, Santo, B.R. [Thakur, RS,
Sant, BR]: Chem.Era, 1980
Zimmer, E.: Aluminum ((Dusseldorf))
1980, Volume 56 (No. 10), Pages 639-42).

他の方法(ヨシイ・チカオ・イシムラ・コウタ
ロ〔Yoshii Chikao,Ishimra Koutaro〕、北海
道大学工学部研究報告〔Hokkaido Daigaku
Kogakubu Kenkyu Hokoku〕、1978年、(89号)
第1〜6ページ)によれば、赤泥をスラグ形成剤
をしての酸化カルシウムの存在で、温度1450℃で
焼成し、その後、焼成生成物を溶融アルカリで処
理し、かつ赤泥及びアルミニウムをNaAl2O2
形態で溶解させる。
Other methods (Yoshii Chikao, Ishimra Koutaro), Hokkaido University Faculty of Engineering Research Report [Hokkaido Daigaku]
Kogakubu Kenkyu Hokoku], 1978, (No. 89)
(pages 1 to 6), red mud is calcined at a temperature of 1450°C in the presence of calcium oxide as a slag-forming agent, the calcined product is then treated with molten alkali, and red mud and aluminum is dissolved in the form of NaAl 2 O 2 .

別の方法(マトヤシユ、ブイ・ジー、クデイノ
フ、ビー・ゼツト、レオンテフ、エル・アイ
〔Matyash,V.G.,Kudinov,B.Z.,Leontev,
L.I〕:トランザクシヨンズ・オブ・ザ・インスチ
チユート・オブ・メタルズ〔Tr.Inst.Metall〕、
アカド・ナウク・ユー・エス・エス・アール・ウ
ラル・ネウチン・ツエントル.〔AKad.Nauk
USSR.Ural.Neuchn.Tsentr.〕1977年、第30巻、
第103〜5ページ)によれば、原料物質を酸化カ
ルシウムと共に温度1100℃で焼成し、かつこの段
階を半コークスによる還元と組み合わせる。こう
して鉄含有量のうちの80%を除去することができ
る。
Another method (Matyash, VG, Kudinov, BZ, Leontev,
LI]: Transactions of the Institute of Metals [Tr.Inst.Metall],
Akad Nauk U S S R Ural Neutin Tzentl. [AKad.Nauk
USSR.Ural.Neuchn.Tsentr.] 1977, Volume 30,
103-5), the raw material is calcined with calcium oxide at a temperature of 1100 DEG C., and this step is combined with reduction with semi-coke. In this way, 80% of the iron content can be removed.

更に別の方法(エジマ・タツヒコ、シマカゲ・
カズヨシ、ホシ・ナサヨシ〔Ejima,
Tatsuhiko,Shimakage Kazuyoshi,Hoshi
Nasayoshi〕:軽金属〔Keikinzoku〕1978年、第
28巻(9号)第443〜9ページ)によれば、焼成
はNH4HSO4を用いて450℃で行う。アルミニウ
ム及び鉄を焼成生成物から硫酸で溶解する。
Yet another method (Ejima Tatsuhiko, Shimakage
Kazuyoshi, Hoshi Nasayoshi [Ejima,
Tatsuhiko, Shimakage Kazuyoshi, Hoshi
Nasayoshi]: Light Metal [Keikinzoku] 1978, No.
According to Vol. 28 (Issue 9), pages 443-9), calcination is carried out at 450° C. using NH 4 HSO 4 . Aluminum and iron are dissolved from the calcined product with sulfuric acid.

更に別の方法(ロゴメラツク、ブイ・ジー
〔Logomerac,V.G〕:トラブ・コム・イント・
エチユード ボーキサイツ、アルマイン アルム
〔Trav.Com.Int.Etude Bauxites,Alumine
Alum.〕1979年、第15巻、第279〜85ページ)に
よれば、焼成は電気炉中で行い、その後金属を30
%硫酸で溶解し、ビス−2−エチル−ヘキシルリ
ン酸で抽出して有効成分を回収する。
Yet another method (Logomerac, VG): TRAB.com.int.
Etude Bauxites, Alumine
[Alum.] 1979, Vol. 15, pp. 279-85), firing is carried out in an electric furnace, and then the metal is
% sulfuric acid and extracted with bis-2-ethyl-hexyl phosphoric acid to recover the active ingredient.

他の方法によれば、焼成はFeSO4の存在で400゜
〜1000℃で行い、かつ生成する硫酸塩はそれらを
水に溶解してSiO2から分離する(三井アルミナ
製造株式会社〔Mitsui Alumina Seizo K.K〕:
日本公開特許公報〔Jpn.Kokai Tokkyo Koho〕
第8177309号、昭和54年11月29日)。
According to another method, the calcination is carried out at 400 ° to 1000 ° C in the presence of FeSO 4 and the sulfates formed are separated from SiO 2 by dissolving them in water (Mitsui Alumina Seizo Co., Ltd.). KK〕:
Japanese Patent Publication [Jpn.Kokai Tokkyo Koho]
No. 8177309, November 29, 1978).

若干の方法は強酸、例えば塩酸、硫酸、又は三
酸化硫黄の使用に基ずいている(チンマー、イ
ー:アルミニウム((デユツセルドルフ))1980
年、第56巻(10号)第639〜42ページ、ハンガリ
ー国特許〔Hungarian patent〕第150459号明細
書、米国特許〔US patent〕第3185545号明細書、
ハンガリー国特許第179799号明細書)。これらの
方法によれば、乾燥し、かつ粉砕した赤泥を向流
状態で酸で処理、かつ生成した金属塩を焼成して
相当する酸化物に転化させる。
Some methods are based on the use of strong acids, such as hydrochloric acid, sulfuric acid, or sulfur trioxide (Zimmer, E.: Aluminum ((Düsseldorf)) 1980
, Volume 56 (No. 10), Pages 639-42, Hungarian patent No. 150459, US patent No. 3185545,
Hungarian Patent No. 179799). According to these methods, dried and ground red mud is treated with acid in countercurrent conditions and the metal salts formed are converted into the corresponding oxides by calcination.

英国特許(British patent)第2078211号明細
書には非常に興味のある方法を開示してある。中
和した赤泥を磁石の助けで2分画に分離し、分画
の一方は鉄分の濃度が高いが、もう一方は鉄分含
有量が低い。
British patent no. 2078211 discloses a very interesting method. With the help of a magnet, the neutralized red mud is separated into two fractions, one of which has a high concentration of iron, and the other with a low iron content.

バイヤー法では、石灰の量を15〜20%増すため
に、鉄含有量の多いボーキサイトの鉄含有量を減
じることができる(パウカー、ブイ.アイ、ツバ
レフ、ブイ・アイシマコバ、エル・ジー
〔Pauker,V.I.,Zubarev,V.I.,Simakova,L.
G.〕((ユー・エス・エス・アール))((ツベト
ン))ツベトン.メト.〔((USSR))((Tsvetn))
Tsveton.Met.〕1980年、(7号)、第79〜83ペー
ジ)。
In the Bayer method, the iron content of iron-rich bauxite can be reduced in order to increase the amount of lime by 15-20% (Pauker, V. I., Tubarev, V. Aishimakova, L.G. VI, Zubarev, VI, Simakova, L.
G.〕((USSR))((TSUBETON))TSUBETON. Met. [((USSR))((Tsvetn))
Tsveton.Met.] 1980, (No. 7), pp. 79-83).

別の群のやり方によれば、鉄を塩化鉄として除
去する。ボーキサイトを乾燥し、600゜〜700℃の
高温で焼成し、粉砕し、かつ塩酸又は気体塩素で
交流状態で処理する。該過程では、アルミニウム
も又転化されて塩化物になり、かつ分別蒸留によ
つて鉄、チタン、マグネシウム、カルシウム及び
ケイ素の塩化物から分離させることになるか、又
は上記の化合物から選択的に溶解させることがで
きる(ゾテイコバ、エー・エヌ、コズロブ、ブ
イ・エム、ビンケルベルグ、ブイ・ジー、グセ
バ、エヌ・エス、パブロバ、エル・エム
〔Zotikova,A.N.,Kozlov,V.M.,
Vinkelberg,V.G.,Guseva,N.S.,Pavlova,
L.M.〕:((ユー・エス・エス・アール))レフ.
ツー.メタル〔Ref.Zh.Metall.〕1979年、アブス
トル〔Abstr.〕第12G175号、フオリー、イー、
ワズレー、エム・ダブルユー〔Foley,E.,
Wadsley,M.W.〕英国特許第2023113号明細書、
1979年、12月、28日、ゾテイコバ、エー・エヌ、
ビンケンベルグ、ブイ・ジー・、パブロバ、エ
ル・エム、ミニナ、ケー・ピー〔Minina,K.
P〕:((ユー・エス・エス・アール))レフ・ツ
ー・キム〔Ref.Zh.Khim.〕1982年、アブストル
第1L98号、カポリー エル、スザボ ルネー、
ツエグレデイビー、ストツカー エル、リーデル
アウエル スズ、ストツカー エル〔Kapoly
L.,Szabo Lne,Czegledi B.,Stoker L.,
Riederauer Sz.,Stocker L.〕:「ハザイ ボー
キシトク バスタラニタサ」タタバンヤ
〔“Hazai bauxitok vastalanitase”
Tatabanya〕、1982年、11月1日)。
According to another group of methods, iron is removed as iron chloride. The bauxite is dried, calcined at high temperatures of 600° to 700°C, ground and treated with hydrochloric acid or gaseous chlorine in alternating current conditions. In the process, aluminum is also converted to chloride and is separated from the chlorides of iron, titanium, magnesium, calcium and silicon by fractional distillation, or selectively dissolved from the above compounds. (Zotikova, AN, Kozlov, VM, Winkelberg, VT, Guseva, NS, Pavlova, LM)
Vinkelberg, VG, Guseva, NS, Pavlova,
LM]: ((USSSR)) Lev.
Two. Metal [Ref.Zh.Metall.] 1979, Abstract [Abstr.] No. 12G175, Fuori, Yi,
Foley, M. Double You [Foley, E.,
Wadsley, MW] British Patent No. 2023113,
December 28, 1979, Zoteykova, A.N.
Binkenberg, V.G., Pavlova, L.M., Minina, K.P.
P〕: ((U.S.S.R.)) Ref.Zh.Khim.〕1982, Abstr No. 1L98, Kapoly L, Suzabo Renée,
Zsegredavi, Stotzker L, Riederauer Suz, Stotzker L [Kapoly
L., Szabo Lne, Czegledi B., Stoker L.,
Riederauer Sz., Stocker L.: “Hazai bauxitok vastalanitase”
Tatabanya], November 1, 1982).

特定のやり方によれば、バイヤー法で生成した
アルミン酸塩溶液を塩酸で処理し、かつ有機リン
酸塩、又は酸化剤の助けでこの溶液から鉄を分離
する(ニ、エル・ピー、サブチエンコ、エー・ア
イ〔Ni,L.P.,Savchenko,A.I.〕:((ユー・エ
ス・エス・アール))コムプレクスン.イスポル
ズ.マイナー.シルヤ〔Kompleksn.Ispolz.
Miner.Syrya〕、1980年(6号)第81〜83ページ、
コツコ、エー、コルツシ アイ、キクキ アイ、
メリアニ エス〔Cocco,A.,Colussi,I.,
Kikic,I.,Meriani,S.〕:イント.ソルベント
エクストル コンフ((プロク))〔Int.Solvent
Extr.Conf.((Proc))〕1980年、第3巻、論文第80
〜186、第7ページ)。
According to a particular approach, the aluminate solution produced by the Bayer process is treated with hydrochloric acid and the iron is separated from this solution with the aid of organophosphates or oxidizing agents (N. L.P., Subtyenko, et al. Ni, LP, Savchenko, AI: ((U.S.S.R.)) Kompleksn.Ispolz. Minor. Silja.
Miner.Syrya], 1980 (No. 6), pages 81-83,
Kotsuko, A, Kortsushi Ai, Kikuki Ai,
Merianis [Cocco, A., Colussi, I.,
Kikic, I., Meriani, S.]: Int. Solvent Extor Conf ((Proc)) [Int.Solvent
Extr.Conf. ((Proc))] 1980, Volume 3, Paper No. 80
~186, page 7).

ハンガリー国の研究者の発表した研究によれ
ば、鉄含有量の多いボーキサイト、あるいは赤泥
の濃度の高いボーキサイトを高温で塩化アンモニ
ウムで処理して、鉄をFe(OH)3の形態にして除
去する(ザーンボー ジエー、モルナール エ
ル、シクローシ ピー〔Zambo,J.,Molnar
L.,Siklosi P.〕:バーンヤーズ コハーズ ラ
ポク コハーズ〔Banyasz.Kohasz Lapok
Kohasz〕、1980年、第113巻(6号)、第270〜3
ページ、ザーンボー ジエー、モルナール エ
ル、シクローシ ピー:トラブ コム イント
エトウド ボーキサイテス、アルマインアラム
1981年、第16巻、第183〜92ページ)。
According to a study published by Hungarian researchers, bauxite with a high iron content, or bauxite with a high concentration of red mud, can be treated with ammonium chloride at high temperatures to remove iron in the form of Fe(OH) 3 . Zambo, J., Molnar
L., Siklosi P.: Banyasz.Kohasz Lapok
Kohasz], 1980, Vol. 113 (No. 6), No. 270-3
Page, Zahnborg J., Molnár L., Ciclosi P.: Trav.com Int.
etoud bauxites, almaine arum
(1981, Vol. 16, pp. 183-92).

該やり方によれば、非常に複雑な方法で鉄含有
量の約70〜80%を除去することができ、かつたい
ていの場合にアルミニウムが塩化物として得られ
る。
According to this procedure, approximately 70-80% of the iron content can be removed in a very complicated manner and aluminum is obtained in most cases as chloride.

若干の刊行物で五カルボニル鉄の製造を扱つて
いる。しかしながら、参考文献は1つとして赤泥
又はボーキサイトからの五カルボニル鉄の製造に
関連しているものはない。
Several publications deal with the production of pentacarbonyl iron. However, not a single reference relates to the production of pentacarbonyl iron from red mud or bauxite.

五カルボニル鉄は仏国で1891年にエム・ベルテ
ロ〔M.Berthelott〕が見い出し(ベルテロ、エ
ム:コント・ランデユ〔Compt.rend.〕第112巻、
第1343ページ(1891年)、第113巻、第679ページ
(1892年))、又英国では上記の著者とは無関係に
モンド〔Mond〕、その他が見い出した(モンド
エル、ランゲル シー〔Mond,L.,Langer,
C.〕:ジヤーナル・オブ・ザ・ケミカル・ソサイ
エテイ〔J.Chem.Soc.〕第59巻、第1090ページ、
(1891年))。五カルボニル鉄を得るためには、シ
ユウ酸鉄を還元して得た鉄粉を大気圧下で一酸化
炭素と反応させる。低収率を改良するために、
COの圧力を増して300バールにしたが、しかし転
化率100%に達することはできなかつた。
Pentacarbonyl iron was discovered in France in 1891 by M.Berthelott (Berthelot, M.: Compt.rend., Vol. 112,
Page 1343 (1891), Vol. .,Langer,
C.]: Journal of the Chemical Society [J.Chem.Soc.] Volume 59, Page 1090,
(1891)). To obtain pentacarbonyl iron, iron powder obtained by reducing iron oxalate is reacted with carbon monoxide under atmospheric pressure. To improve low yield,
The CO pressure was increased to 300 bar, but it was not possible to reach 100% conversion.

ミタツシユ エイ〔Mittasch A.〕(ミタツシ
ユ エイ:ツアイト シユリフト・フユール・ア
ンゲワンテ・ヘミー〔Z.Angew.Chem〕第41巻、
第827ページ(1928年))、及びヒーベル
〔Hieber〕、その他(ヒーベル ダブルユー
〔Hieber.W.〕:メタルカルボニル、エフ・アイ・
エイ・テイ レビユーインオルガニツク ミスト
リー パート〔Metallcarbonyle,FIAT
Review.Inorg.Chem.Part.〕第108〜145ページ
(1946年))によれば、原料物質としてラニー鉄
〔Raney−iron〕を使用して非常に良好な結果を
得た。
Mittasch A. (Z.Angew.Chem) Volume 41,
Page 827 (1928)), and Hieber, et al. (Hieber.W.: Metal Carbonyl, F.I.
A.T. Review-in-Organic Mistry Part [Metallcarbonyle, FIAT
Review. Inorg. Chem. Part.] pages 108-145 (1946)), very good results were obtained using Raney-iron as the raw material.

レツペ〔Reppe〕、その他は高温高圧下で硫酸
鉄からカルボニル鉄を製造した(レツペ、ダブル
ユー〔Reppe,W.〕:アナーレ・デ・シミー
〔Ann.Chem.〕、1953年、第582号、第116〜121ペ
ージ)。
Reppe and others produced carbonyl iron from iron sulfate under high temperature and pressure (Reppe, W.: Ann. Chem., 1953, No. 582, no. pages 116-121).

五カルボニル鉄の工業規模の製造は鉄粉―鉄酸
化物を還元して得る―を原料にして、圧力200バ
ールのCO中で180゜〜200℃で行う(ジルキン、ブ
イ・ジー〔Szirkin,V.G.〕:カルボニルニー メ
タリイ、モズクバ〔Karbonylnie Metalli,
Moszkva〕、1978年、第98ページ)。
Industrial-scale production of pentacarbonyl iron is carried out from iron powder - obtained by reducing iron oxide - at 180° to 200°C in CO at a pressure of 200 bar (Szirkin, VG). ]: Karbonylnie Metalli, Mozukuba [Karbonylnie Metalli,
Moszkva], 1978, p. 98).

本発明の要約 本発明の方法によれば、乾燥した赤泥又は粉末
にしたボーキサイトを、活性化及びカルボニル化
促進剤、いわゆる「促進剤(promoters)」の存
在で、水素含有還元性ガス中、好ましくは一酸化
炭素を全く含有しないガス気流中で、0.1バール
から100バールまでの圧力下で温度150゜〜800℃で
活性化するのが好ましく、その後、これを圧力25
〜300バールの一酸化炭素中で温度50゜〜300℃で
カルボニル化する。
SUMMARY OF THE INVENTION According to the method of the invention, dried red mud or powdered bauxite is prepared in a hydrogen-containing reducing gas in the presence of activation and carbonylation promoters, so-called "promoters". Activation is preferably carried out at a temperature of 150° to 800°C under a pressure of from 0.1 bar to 100 bar, in a gas stream which preferably does not contain any carbon monoxide, and then this is carried out at a pressure of 25°C.
Carbonylation at temperatures between 50° and 300°C in carbon monoxide at ~300 bar.

本発明の方法は赤泥又はボーキサイトのほとん
ど全鉄含有量を五カルボニル鉄の形態で選択的に
除去することのできるボーキサイト工業の唯一の
方法である。赤泥及びボーキサイトは若干の種類
の金属を含有するが、これらの鉄から最高の反応
率で一酸化炭素と反応させることができ、かつ生
成した揮発性の液体五カルボニル鉄を容易に除去
することができる。
The process of the present invention is the only process in the bauxite industry that is capable of selectively removing almost the entire iron content of red mud or bauxite in the form of pentacarbonyl iron. Red mud and bauxite contain several types of metals, but these irons can be reacted with carbon monoxide with the highest reaction rate, and the volatile liquid pentacarbonyl iron formed can be easily removed. Can be done.

本発明の詳細な説明 本発明の過程によれば、粉末にした固体の原料
物質を使用して、副生成物を生成させないで、溶
剤を全く存在させないで単一段階で鉄の除去を行
う。このように、赤泥及びボーキサイトの酸化ア
ルミニウムのほとんど全含有量を回収することが
でき、かつ鉄含有量を高純度の生成物の形態で除
去することができる。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION According to the process of the present invention, a powdered solid feed material is used to perform iron removal in a single step without the formation of by-products and in the absence of any solvent. In this way, almost the entire aluminum oxide content of red mud and bauxite can be recovered and the iron content removed in the form of a highly purified product.

化学工業の大多数の方法とは反対に、本発明の
方法では好ましくない副生成物を全然生成させる
ことなく、従つて本発明は環境汚染を避ける新式
方法のよい実例である。
Contrary to the majority of processes in the chemical industry, the process of the present invention does not produce any undesirable by-products, and thus the present invention is a good example of a new type of process that avoids environmental pollution.

本発明の過程によれば、乾燥した赤泥又は粉末
にしたボーキサイトを、活性化及びカルボニル化
の促進剤、いわゆる「促進剤(promoters)」の
存在で、水素含有還元性ガス中、好ましくは一酸
化炭素を含有しないガス気流中で、温度150゜〜
800℃で0.1バールから100バールまでの圧力の下
で活性化させるのが好ましく、その後これを圧力
が25〜300バールの一酸化炭素中で、温度50゜〜
300℃でカルボニル化させる。
According to the process of the present invention, dried red mud or powdered bauxite is prepared in a hydrogen-containing reducing gas, preferably in the presence of activation and carbonylation promoters, so-called "promoters". In a gas stream that does not contain carbon oxide, at a temperature of 150°~
Activation is preferably carried out at 800°C under a pressure of 0.1 bar to 100 bar, followed by activation in carbon monoxide at a pressure of 25 to 300 bar and at a temperature of 50° to
Carbonylate at 300℃.

手順中で元素硫黄、無機又は有機硫黄化合物
(例えばH2S、HgS、CuS、FeS、メルカプタン)
又はHgO、CuO、元素ヨウ素又はヨウ素化合物
(例えばHJ、CuJ)あるいはこれらの混合物を促
進剤として、原料物質の重量に対して計算して
0.5〜30%の量で使用してもよい。促進剤は原料
物質の組成、鉄含有量、アルカリ金属含有量及び
石灰含有量に基づいて変化させる。例えば、赤泥
はアルカリ及び石灰の含有量がボーキサイトより
も多い。従つて、赤泥を原料として使用する場合
には、酸性促進剤(例えばS、H2S又はHJ)又
はこれらの混合物を使用するのが好ましい。これ
に反して、ボーキサイトを処理する場合には、元
素硫黄、メルカプタン、HgO、CuO、FeS、又は
FeCO3あるいはこれらの混合物を使用するのが好
ましい。
Elemental sulfur, inorganic or organic sulfur compounds (e.g. H2S , HgS, CuS, FeS, mercaptans) in the procedure
or HgO, CuO, elemental iodine or iodine compounds (e.g. HJ, CuJ) or mixtures thereof as accelerators, calculated relative to the weight of the raw material.
May be used in amounts of 0.5-30%. Accelerators vary based on the composition of the raw material, iron content, alkali metal content, and lime content. For example, red mud has a higher alkali and lime content than bauxite. Therefore, when using red mud as raw material, it is preferable to use acid promoters (eg S, H 2 S or HJ) or mixtures thereof. On the other hand, when treating bauxite, elemental sulfur, mercaptans, HgO, CuO, FeS, or
Preference is given to using FeCO 3 or mixtures thereof.

鉄化合物は最初の原料物質中に存在しているの
で、活性化の手順中に、高温のために熱分解を受
ける。従つて、オキシ水和物、炭酸塩、水酸化物
及び他の鉄化合物は分解して酸化鉄になり、これ
が水素で還元されて活性鉄になる。活性化段階中
には、促進剤は鉄化合物の分解及び還元を促進
し、カルボニル生成段階では、該促進剤はカルボ
ニル化合物の生成率を増大する。
Since the iron compounds are present in the initial raw material, during the activation procedure they undergo thermal decomposition due to the high temperatures. Thus, oxyhydrates, carbonates, hydroxides and other iron compounds decompose to iron oxides, which are reduced with hydrogen to active iron. During the activation stage, the promoter promotes the decomposition and reduction of iron compounds, and during the carbonyl production stage, the promoter increases the production rate of carbonyl compounds.

還元性ガスとしては、純粋の水素、好ましくは
一酸化炭素を全く含有しないガス、水性ガス、ア
ンモニア又は水素及び(又は)アンモニアを含有
するガスを使用することができる。活性化は大気
圧の下で好ましく行うことができる。この段階に
とつての好ましい温度は150゜〜300℃である。
As reducing gas it is possible to use pure hydrogen, preferably a gas which does not contain any carbon monoxide, a water gas, ammonia or a gas containing hydrogen and/or ammonia. Activation can preferably be carried out under atmospheric pressure. The preferred temperature for this step is between 150° and 300°C.

活性化段階の後には、活性化させた赤泥又はボ
ーキサイトを活性化の高温から冷却して50℃から
300℃まで、好ましくは50℃から80℃までのカル
ボニル化温度にし、その後これを25〜300バール
の圧力下で一酸化炭素と反応させる。純粋の一酸
化炭素、一酸化炭素を含有する合成ガス、ジエネ
レーターガス(generator gas)又はプロデユー
サーガス(producer gas)をカルボニル化に使
用することができる。ボーキサイト化は発熱反応
であつて、温度の上昇は五カルボニル鉄の生成を
示す。それの生成と同時に五カルボニル鉄を加圧
下で凝縮させ、CO気流中で反応器から貯蔵タン
クに連続的に導出させる。
After the activation stage, the activated red mud or bauxite is cooled from the high temperature of activation to 50°C.
A carbonylation temperature of up to 300°C, preferably from 50°C to 80°C is reached, which is then reacted with carbon monoxide under a pressure of 25 to 300 bar. Pure carbon monoxide, carbon monoxide-containing synthesis gas, generator gas or producer gas can be used for carbonylation. Bauxitization is an exothermic reaction, with an increase in temperature indicating the formation of pentacarbonyl iron. Simultaneously with its formation, the pentacarbonyl iron is condensed under pressure and continuously led out of the reactor into a storage tank in a stream of CO.

驚異的にも、活性化及びカルボニル生成の段階
中に、1種類以上の促進剤―すなわち硫黄粉末あ
るいは有機又は無機の硫黄を含有する促進剤―を
同時に使用する場合には、促進剤の効果を増大す
ることを見い出した。2種類以上の促進剤を使用
すれば、個々の促進剤の効果は単純に簡約されな
いので、それらは互いに他の作用に力を与えて、
これまでに見たことのない相乗作用を得ることが
できる。
Surprisingly, during the activation and carbonyl formation steps, if more than one type of promoter is used simultaneously, i.e. sulfur powder or organic or inorganic sulfur-containing promoters, the effectiveness of the promoters can be reduced. found that it increases. If two or more types of accelerators are used, the effects of individual accelerators cannot be simply reduced, so they mutually contribute to the effects of the other,
You can get synergies that you have never seen before.

2種類以上の促進剤を使用する場合には、恐ら
く鉄が促進剤とで活性中間化合物を形成し、こう
して生成した活性化合物が一段とたやすく一酸化
炭素と反応することができるのであろう。この場
合には、カルボニル化段階が配位子交換過程を包
含し、鉄に結合してした配位子は一酸化炭素に交
換される。これら2過程の活性エネルギーの和は
一酸化炭素配位子を鉄に単に結合する活性化エネ
ルギーよりも、はるかに小さく、それ故、促進剤
は五カルボニル鉄の生成を非常に容易にする。
When more than one type of promoter is used, it is likely that the iron forms an active intermediate compound with the promoter, and the active compound thus formed is able to react more easily with carbon monoxide. In this case, the carbonylation step involves a ligand exchange process, in which the iron-bound ligand is exchanged for carbon monoxide. The sum of the activation energies of these two processes is much smaller than the activation energy of simply bonding the carbon monoxide ligand to iron, and therefore the promoter greatly facilitates the formation of pentacarbonyl iron.

促進剤の最適の相乗作用効果は原料の赤泥の化
学的組成に左右され、このために促進剤の最適量
は各赤泥原料物質について個々の実験で決められ
ることになる。赤泥又はボーキサイトの化学的組
成を測定した後に、、促進剤の種々の組み合わせ
で、試料100gを使用して、実験室規模の反応器
で予備実験を行い、かつ該予備実験結果を比較す
る。
The optimum synergistic effect of the accelerator will depend on the chemical composition of the raw red mud, so the optimum amount of accelerator will be determined by individual experiments for each red mud raw material. After determining the chemical composition of the red mud or bauxite, preliminary experiments are carried out in a laboratory scale reactor using 100 g of samples with various combinations of promoters and the results of the preliminary experiments are compared.

下記の実施例では本発明の細部を更に確認しよ
うとするものであり、保護の範囲を該実施例に限
定するものではない。
The following examples are intended to further confirm the details of the invention and are not intended to limit the scope of protection to these examples.

実施例 1 500mlのステンレス鋼反応器の中で、赤泥の乾
燥粉末10g(酸化アルミニウム含有量15.9g、酸
化鉄含有量43.1g((Fe=30.1g)))を水素気流
中でかき混ぜながら、加熱速度50〜60℃/時で
350℃まで加熱し、かつこの温度で、水素の存在
で、20バールの圧力下で12時間かき混ぜて活性化
させた。活性化させた赤泥を150℃まで冷却し、
圧力50バールの一酸化炭素中で、かき混ぜながら
10時間カルボニル化させた。生成した液体の五カ
ルボニル鉄を冷却して反応器から取り出す。オー
トクレーブ中に残存する残留物は鉄15.2gを含有
する。このようにして原料物質の全鉄含有量の
49.5%を除去することができた。脱鉄処置の結果
として、赤泥の酸化アルミニウム含有量は15.9%
から22.0%まで増大する。
Example 1 In a 500 ml stainless steel reactor, 10 g of dry powder of red mud (aluminum oxide content 15.9 g, iron oxide content 43.1 g ((Fe = 30.1 g))) was stirred in a hydrogen stream. Heating rate 50-60℃/hour
It was activated by heating to 350° C. and stirring at this temperature in the presence of hydrogen for 12 hours under a pressure of 20 bar. The activated red mud is cooled to 150℃,
in carbon monoxide at a pressure of 50 bar with stirring.
Carbonylation was carried out for 10 hours. The liquid pentacarbonyl iron produced is cooled and removed from the reactor. The residue remaining in the autoclave contains 15.2 g of iron. In this way, the total iron content of the raw material
We were able to remove 49.5%. As a result of iron removal treatment, the aluminum oxide content of red mud is 15.9%
It increases from 22.0% to 22.0%.

実施例 2 赤泥の乾燥粉末100g(酸化アルミニウム含有
量15.9g、酸化鉄含有量43.1g((Fe=30.1g)))
を硫黄粉末2gと完全に混合し、その後混合物を
500mlのステンレス鋼反応器の中で、かき混ぜな
がら水素気流中で、加熱速度50〜60℃/時で加熱
して700℃にし、かつこの温度でかき混ぜながら、
30バールの圧力下で12時間活性化させる。活性化
させた赤泥を圧力が150バールの一酸化炭素中で、
温度200゜〜210℃で、かき混ぜながら10時間カル
ボニル化させる。生成した液体の五カルボニル鉄
を冷却しながら反応器から除去する。オートクレ
ーブ中の残留物は鉄8.2gを含有している。従つ
てFeの除去率は72.8%になる。鉄除去処置の結果
として、赤泥の酸化アルミニウム含有量は15.9%
から24.3%まで増加する。
Example 2 100 g of dry powder of red mud (aluminum oxide content 15.9 g, iron oxide content 43.1 g ((Fe = 30.1 g)))
was thoroughly mixed with 2g of sulfur powder, then the mixture
In a 500 ml stainless steel reactor, in a hydrogen stream with stirring, heat at a heating rate of 50-60 °C/hour to 700 °C, and at this temperature, with stirring.
Activate for 12 hours under 30 bar pressure. The activated red mud was placed in carbon monoxide at a pressure of 150 bar.
Carbonylate at a temperature of 200° to 210°C for 10 hours while stirring. The liquid pentacarbonyl iron produced is removed from the reactor while cooling. The residue in the autoclave contains 8.2 g of iron. Therefore, the Fe removal rate is 72.8%. As a result of iron removal treatment, the aluminum oxide content of red mud is 15.9%
This will increase from 24.3% to 24.3%.

実施例 3 赤泥の乾燥粉末100g(酸化アルミニウム含有
量15.9g、酸化鉄含有量43.1g((Fe=30.1g)))
を硫化鉄5.5g((S=2g))と完全に混合し、
かつ500mlのステンレス鋼反応器の中で、かき混
ぜながら水素気流中で、加熱速度50゜〜60℃/時
で加熱して400℃にし、かつこの温度で大気中の
水素の存在で12時間活性化させる。活性化させた
赤泥を230℃で圧力が115バールの一酸化炭素中で
かき混ぜながら10時間カルボニル化させる。生成
した液体の五カルボニル鉄を冷却しながら反応器
から除去する。オートクレーブの中の赤泥は残留
鉄8.5gを含有する。鉄の除去率71.8%になる。
鉄除去処置の結果として、赤泥の酸化アルミニウ
ム含有量は増加して24.2%になる。
Example 3 100 g of dry powder of red mud (aluminum oxide content 15.9 g, iron oxide content 43.1 g ((Fe = 30.1 g)))
thoroughly mixed with 5.5 g of iron sulfide ((S = 2 g)),
and heated to 400°C in a hydrogen stream with stirring at a heating rate of 50° to 60°C/hour in a 500 ml stainless steel reactor and activated at this temperature for 12 hours in the presence of atmospheric hydrogen. let The activated red mud is carbonylated for 10 hours with stirring in carbon monoxide at 230°C and a pressure of 115 bar. The liquid pentacarbonyl iron produced is removed from the reactor while cooling. The red mud in the autoclave contains 8.5 g of residual iron. The iron removal rate is 71.8%.
As a result of the iron removal treatment, the aluminum oxide content of the red mud increases to 24.2%.

実施例 4 赤泥の乾燥粉末100g(酸化アルミニウム含有
量12.9g、酸化鉄含有量42.4g((Fe=29.7g)))
を硫化鉄2.7g((S=1g))及び硫黄粉末1g
と完全に混合する。混合物を500mlのステンレス
鋼反応器の中で水素気流中でかき混ぜながら、加
熱速度40゜〜60℃/時で加熱して600℃にし、かつ
この温度で、大気圧下の水素の存在で12時間活性
化させる。活性化させた赤泥を200℃で、圧力が
90バールの二酸化炭素中で、かき混ぜながら10時
間カルボニル化させる。生成した液体の五カルボ
ニル鉄を冷却しながら反応器から除去する。残留
する赤泥は鉄2gを含有する。鉄の除去率は93.3
%に達し、かつ赤泥の酸化アルミニウム含有量は
21.6%まで増加することになる。
Example 4 100 g of dry powder of red mud (aluminum oxide content 12.9 g, iron oxide content 42.4 g ((Fe = 29.7 g)))
2.7g of iron sulfide ((S=1g)) and 1g of sulfur powder
Mix thoroughly. The mixture was heated to 600°C in a 500ml stainless steel reactor with stirring in a hydrogen stream at a heating rate of 40° to 60°C/h, and at this temperature in the presence of hydrogen at atmospheric pressure for 12 hours. Activate. Activated red mud is heated to 200℃ under pressure.
Carbonylation is carried out in carbon dioxide at 90 bar for 10 hours with stirring. The liquid pentacarbonyl iron produced is removed from the reactor while cooling. The remaining red mud contains 2 g of iron. Iron removal rate is 93.3
%, and the aluminum oxide content of red mud is
This will increase to 21.6%.

実施例 5 赤泥の乾燥粉末100g(酸化アルミニウム含有
量12.9g、酸化鉄含有量42.4g((Fe=29.7g)))
を硫黄粉末2g及び微粉末にした黄鉄鉱(組成:
H2O=1.0%、S=50.6%、Fe=45.5%、SiO2
0.9%、Zn=0.10%、Cu=0.31%、Pb=0.2%、As
=0.09%、Ca=0.49%、Mg=0.05%)4gと完
全に混合する。混合物を500mlのステンレス鋼反
応器の中で水素気流中でかき混ぜながら、加熱速
度50゜〜60℃/時で加熱して500℃にし、かつこの
温度で、大気圧の水素の存在で12時間活性化させ
る。活性化させた赤泥を圧力が90バールの一酸化
炭素中で、200℃でかき混ぜながら10時間カルボ
ニル化させる。生成した液体の五カルボニル鉄を
冷却しながら反応器から除去する。残留する赤泥
は鉄0.8gを含有し、鉄の除去率は97.3%になり、
かつ赤泥の酸化アルミニウム含有量は22.0%まで
増加することになる。
Example 5 100 g of dry powder of red mud (aluminum oxide content 12.9 g, iron oxide content 42.4 g ((Fe = 29.7 g)))
2g of sulfur powder and finely powdered pyrite (composition:
H 2 O = 1.0%, S = 50.6%, Fe = 45.5%, SiO 2 =
0.9%, Zn=0.10%, Cu=0.31%, Pb=0.2%, As
= 0.09%, Ca = 0.49%, Mg = 0.05%) and mix thoroughly with 4 g. The mixture was heated to 500°C in a 500ml stainless steel reactor with stirring in a stream of hydrogen at a heating rate of 50° to 60°C/hour, and activated at this temperature for 12 hours in the presence of hydrogen at atmospheric pressure. to become The activated red mud is carbonylated in carbon monoxide at a pressure of 90 bar at 200°C for 10 hours with stirring. The liquid pentacarbonyl iron produced is removed from the reactor while cooling. The remaining red mud contains 0.8g of iron, and the iron removal rate is 97.3%.
And the aluminum oxide content of red mud will increase to 22.0%.

実施例 6 赤泥の乾燥粉末100g(酸化アルミニウム含有
量12.9g、酸化鉄含有量42.4g((Fe=29.7g)))
を硫黄粉末1.5g及び微粉砕した黄鉄鉱(組成:
H2O=1.0%、S=50.6%、Fe=45.5%、SiO2
0.9%、Zn=0.10%、Cu=0.31%、Pb=0.2%、As
=0.09%、Ca=0.49%、Mg=0.05%)3gと完
全に混合する。500mlのステンレス鋼反応器の中
で、混合物をかき混ぜながら水素気流中で加熱速
度50゜〜60℃/時で加熱して500℃にし、かつこの
温度の大気圧で水素を徐々に導入しながら12時間
活性化させる。連続的に赤泥の中を通り抜ける水
素に、全量2gのエチルメルカプタンを添加す
る。活性化された赤泥を200℃でかき混ぜながら、
圧力が90バールの一酸化炭素中で10時間カルボニ
ル化させる。生成した液体の五カルボニル鉄を冷
却しながら反応器から除去する。残留する赤泥は
鉄1.0gを含有し、鉄の除去率は96.6%になる。
鉄除去処置の結果として、原料赤泥の酸化アルミ
ニウム含有量は12.9%から22.0%まで増加する。
Example 6 100 g of dry powder of red mud (aluminum oxide content 12.9 g, iron oxide content 42.4 g ((Fe = 29.7 g)))
1.5g of sulfur powder and finely ground pyrite (composition:
H 2 O = 1.0%, S = 50.6%, Fe = 45.5%, SiO 2 =
0.9%, Zn=0.10%, Cu=0.31%, Pb=0.2%, As
= 0.09%, Ca = 0.49%, Mg = 0.05%) and mix thoroughly with 3 g. In a 500 ml stainless steel reactor, the mixture was heated to 500°C in a hydrogen stream with stirring at a heating rate of 50° to 60°C/h, and at atmospheric pressure at this temperature with gradual introduction of hydrogen for 12 hours. Activate time. A total of 2 g of ethyl mercaptan is added to the hydrogen that passes continuously through the red mud. While stirring activated red mud at 200℃,
Carbonylation is carried out for 10 hours in carbon monoxide at a pressure of 90 bar. The liquid pentacarbonyl iron produced is removed from the reactor while cooling. The remaining red mud contains 1.0g of iron, and the iron removal rate is 96.6%.
As a result of the iron removal treatment, the aluminum oxide content of the raw red mud increases from 12.9% to 22.0%.

実施例 7 赤泥の乾燥粉末100g(酸化アルミニウム含有
量12.9g、酸化鉄含有量42.4g((Fe=29.7g)))
を元素ヨウ素0.75g及びCuJ1.12gと完全に混合
する。500mlのステンレス鋼反応器の中で、混合
物を水素気流中でかき混ぜながら、加熱速度50゜
〜60℃/時で485℃まで加熱し、かつこの温度で
10時間活性化させる。反応器の中の内容を180℃
まで冷却し、かつ圧力110バールの一酸化炭素中
で8時間カルボニル化させる。生成した五カルボ
ニル鉄を加圧して凝縮させ、かつ水冷して、生成
した液体を一酸化炭素気流中で連続的に除去す
る。残留する赤泥は鉄0.95gを含有し、鉄除去率
は96.8%になる。残留物の酸化アルミニウム含有
量は22.0%に増加する。
Example 7 100 g of dry powder of red mud (aluminum oxide content 12.9 g, iron oxide content 42.4 g ((Fe = 29.7 g)))
is thoroughly mixed with 0.75 g of elemental iodine and 1.12 g of CuJ. In a 500 ml stainless steel reactor, the mixture was heated in a hydrogen stream with stirring at a heating rate of 50° to 60°C/hour to 485°C, and at this temperature.
Activate for 10 hours. The contents inside the reactor are heated to 180℃
and carbonylation for 8 hours in carbon monoxide at a pressure of 110 bar. The pentacarbonyl iron produced is condensed under pressure and water cooled, and the produced liquid is continuously removed in a stream of carbon monoxide. The remaining red mud contains 0.95g of iron, and the iron removal rate is 96.8%. The aluminum oxide content of the residue increases to 22.0%.

実施例 8 粒度が300〜400μの乾燥したボーキサイト100
g分画(酸化アルミニウム含有量50.7%、酸化鉄
24.4%((Fe=17.1%)))を粉末硫黄0.5と混合し、
かつ混合物を500mlのステンレス鋼オートクレー
ブの中に入れる。反応器の内容を水素気流中で、
加熱速度50゜〜60℃/時で、350℃まで加熱し、か
つこの温度で12時間活性化させる。活性化させた
ボーキサイトを200℃まで冷却し、かつ圧力180バ
ールの一酸化炭素中で、190゜〜210℃で10時間カ
ルボニル化させる。生成した五カルボニル鉄を冷
却しながら連続的に系から除去する。残留するボ
ーキサイトの酸化アルミニウム含有量は61.9%に
達する。鉄含有量は17.1%から6.3%まで低下し、
鉄の除去率は63.2%である。
Example 8 Dry bauxite 100 with particle size 300-400μ
g fraction (aluminum oxide content 50.7%, iron oxide
24.4% ((Fe = 17.1%))) mixed with powdered sulfur 0.5,
and place the mixture into a 500ml stainless steel autoclave. The contents of the reactor are placed in a hydrogen stream,
Heat to 350°C at a heating rate of 50° to 60°C/hour and activate at this temperature for 12 hours. The activated bauxite is cooled to 200° C. and carbonylated at 190° to 210° C. for 10 hours in carbon monoxide at a pressure of 180 bar. The pentacarbonyl iron produced is continuously removed from the system while cooling. The aluminum oxide content of the remaining bauxite reaches 61.9%. Iron content decreased from 17.1% to 6.3%;
The iron removal rate is 63.2%.

実施例 9 ボーキサイトの乾燥粉末100g(酸化アルミニ
ウム含有量50.7%、鉄含有量17.1%)を硫黄粉末
2gと混合し、かつ500mlのステンレス鋼反応器
に入れる。混合物を水素気流中で、加熱速度
60゜/時で500℃まで加熱し、かつこの温度で圧力
25バールの水素中で12時間活性化させる。活性化
後、反応混合物を冷却して200℃にし、かつ圧力
150バールの一酸化炭素中で10時間カルボニル化
させる。生成する五カルボニル鉄を加圧下で凝縮
させて連続的に除去する。残留するボーキサイト
はAl2O362.7%及び鉄5.2%を含有している。鉄の
除去率は69.6%である。
Example 9 100 g of dry powder of bauxite (aluminum oxide content 50.7%, iron content 17.1%) are mixed with 2 g of sulfur powder and placed in a 500 ml stainless steel reactor. Heating the mixture in a hydrogen stream at
Heating at 60°/hour to 500°C and pressure at this temperature.
Activate for 12 hours in 25 bar hydrogen. After activation, the reaction mixture is cooled to 200 °C and pressure
Carbonylation is carried out for 10 hours in carbon monoxide at 150 bar. The pentacarbonyl iron formed is continuously removed by condensation under pressure. The remaining bauxite contains 62.7% Al 2 O 3 and 5.2% iron. The iron removal rate is 69.6%.

実施例 10 乾燥ボーキサイト100g(酸化アルミニウム含
有量50.7%、酸化鉄含有量24.4%((Fe=17.1
%)))を硫黄粉末3gと完全に混合する。混合物
を500mlのステンレス鋼オートクレーブの中に導
入し、水素気流中で加熱速度50゜〜60℃/時で600
℃まで加熱し、かつこの温度で、大気圧下で12時
間活性化させる。活性化させたボーキサイトを
190℃まで冷却し、かつ圧力115バールの一酸化炭
素中で10時間カルボニル化させる。生成した五カ
ルボニル鉄を冷却しながら連続的に系から除去す
る。残留するボーキサイトの酸化アルミニウム含
有量は63.5%に達する。鉄含有量は17.1%から4.3
%まで減少する。鉄の除去率は74.9%に達する。
Example 10 100 g of dry bauxite (aluminum oxide content 50.7%, iron oxide content 24.4% ((Fe = 17.1
%))) is thoroughly mixed with 3 g of sulfur powder. The mixture was introduced into a 500ml stainless steel autoclave and heated at a heating rate of 50° to 60°C/h in a stream of hydrogen.
℃ and activate at this temperature under atmospheric pressure for 12 hours. activated bauxite
Cool to 190° C. and carbonylate for 10 hours in carbon monoxide at a pressure of 115 bar. The pentacarbonyl iron produced is continuously removed from the system while cooling. The aluminum oxide content of the remaining bauxite reaches 63.5%. Iron content ranges from 17.1% to 4.3
%. The iron removal rate reaches 74.9%.

実施例 11 乾燥粉砕したボーキサイト100g(酸化アルミ
ニウム含有量50.7%、酸化鉄含有量24.4%((Fe
=17.1%)))を硫黄粉末20gと完全に混合する。
混合物を500mlのステンレス鋼オートクレーブに
仕込み、水素気流中で加熱速度50゜〜60℃/時で
700℃まで加熱し、かつこの温度でかき混ぜなが
ら大気圧下で12時間活性化させる。活性化させた
ボーキサイトを200℃で圧力90バール一酸化炭素
中で10時間カルボニル化させる。生成する五カル
ボニル鉄を冷却しながら連続的に系から除去す
る。残留するボーキサイトの酸化アルミニウム含
有量は66.0%になり、鉄含有量は17.1%から減少
して1.3%になる。鉄除去率は92.4%に達する。
Example 11 100 g of dry and crushed bauxite (aluminum oxide content 50.7%, iron oxide content 24.4% ((Fe
= 17.1%))) is thoroughly mixed with 20 g of sulfur powder.
The mixture was placed in a 500 ml stainless steel autoclave and heated at a heating rate of 50° to 60°C/hour in a hydrogen stream.
Heat to 700°C and activate at this temperature for 12 hours under atmospheric pressure with stirring. The activated bauxite is carbonylated at 200° C. in carbon monoxide at a pressure of 90 bar for 10 hours. The pentacarbonyl iron formed is continuously removed from the system while cooling. The remaining bauxite has an aluminum oxide content of 66.0% and an iron content of 1.3%, down from 17.1%. The iron removal rate reaches 92.4%.

実施例 12 ボーキサイトの乾燥粉末100g(酸化アルミニ
ウム含有量50.7%、酸化鉄含有量24.4%((Fe=
17.1%)))を500mlのステンレス鋼オートクレー
ブの中に仕込み、加熱速度50゜〜60℃/時で500℃
まで加熱し、同時にアンモニアと合成ガスとの混
合物を導入する。合成ガスを連続的に系に流通さ
せながら、原料物質をこの温度で大気圧下で12時
間活性化させる。活性化中にエチルメルカプタン
8gを合成ガス気流に添加する。活性化させたボ
ーキサイトを200℃で圧力100バールの一酸化炭素
中で、10時間カルボニル化させる。生成した五カ
ルボニル鉄を冷却しながら連続的に反応器から除
去する。残留するボーキサイトの酸化アルミニウ
ム含有量は66.2%になり、かつ鉄含有量は17.1%
から減少して1.2%になる。鉄の除去率は93.0%
になる。
Example 12 100g of dry bauxite powder (aluminum oxide content 50.7%, iron oxide content 24.4% ((Fe=
17.1%))) was placed in a 500 ml stainless steel autoclave and heated to 500°C at a heating rate of 50° to 60°C/hour.
and at the same time introduce a mixture of ammonia and synthesis gas. The feed material is activated at this temperature and atmospheric pressure for 12 hours while syngas is continuously passed through the system. 8 g of ethyl mercaptan is added to the syngas stream during activation. The activated bauxite is carbonylated in carbon monoxide at 200° C. and 100 bar pressure for 10 hours. The pentacarbonyl iron produced is continuously removed from the reactor with cooling. The aluminum oxide content of the remaining bauxite is 66.2%, and the iron content is 17.1%.
This will decrease from 1.2% to 1.2%. Iron removal rate is 93.0%
become.

実施例 13 乾燥し微粉末にしたボーキサイト100g(酸化
アルミニウム含有量50.7%、酸化鉄含有量24.4%
((Fe=17.1%)))を微粉末にした硫黄鉱(組成:
H2O=1.0%、S=50.6%、Fe=45.5%、SiO2
0.9%、Zn=0.10%、Cu=0.31%、Pb=0.2%、As
=0.09%、Ca=0.49%、Mg=0.05%)8gと混
合し、かつ混合物を500mlのステンレス鋼反応器
の中で、かき混ぜながら水素気流中で加熱速度
50゜〜60℃/時で500℃まで加熱し、かつこの温度
で水素の存在で、かき混ぜながら大気圧下で12時
間活性化させる。活性化させたボーキサイトを
200℃でかき混ぜながら圧力100バールの一酸化炭
素中で10時間カルボニル化させる。生成した液体
の五カルボニル鉄を冷却しながら反応器から除去
する。残留するボーキサイトの酸化アルミニウム
含有量は65.6%に達し、鉄含有量は17.1%から1.8
%まで減少する。鉄除去率は89.5%になる。
Example 13 100 g of dried and finely powdered bauxite (aluminum oxide content 50.7%, iron oxide content 24.4%)
((Fe=17.1%))) pulverized sulfur ore (composition:
H 2 O = 1.0%, S = 50.6%, Fe = 45.5%, SiO 2 =
0.9%, Zn=0.10%, Cu=0.31%, Pb=0.2%, As
= 0.09%, Ca = 0.49%, Mg = 0.05%) and heated the mixture in a 500 ml stainless steel reactor in a hydrogen stream with stirring.
Heat to 500°C at 50°-60°C/h and activate at this temperature in the presence of hydrogen for 12 hours under atmospheric pressure with stirring. activated bauxite
Carbonylation is carried out for 10 hours in carbon monoxide at a pressure of 100 bar with stirring at 200°C. The liquid pentacarbonyl iron produced is removed from the reactor while cooling. The aluminum oxide content of the remaining bauxite reaches 65.6%, and the iron content ranges from 17.1% to 1.8
%. The iron removal rate will be 89.5%.

実施例 14 粉末のボーキサイト100g(酸化アルミニウム
含有量50.7%、酸化鉄含有量24.4%((Fe=17.1
%)))をHgO2g及び過ヨウ素酸ナトリウム3.35
gと混合し、かつ混合物を500mlのステンレス鋼
の管状反応器の中に仕込む。混合物を、COを全
く含有しない合成ガス及び送風アンモニア工場ガ
スの気流(150〜300ml/時)中で、加熱速度30゜
〜50℃/時で650℃まで加熱し、かつこの温度で
かき混ぜながら大気圧下で10時間活性化させる。
活性化させたボーキサイトを100℃まで冷却し、
かつ一酸化炭素ガス気流の圧力を10バールから
160バールまで連続的に増大させながら、11時間
カルボニル化させた。温度は圧力の上昇に平行し
て上昇する。五カルボニル鉄の生成率を温度の上
昇率に従わせることができる。生成した五カルボ
ニル鉄を加圧して凝縮させ、かつ一酸化炭素ガス
気流で反応器から連続的に取り出して五カルボニ
ル鉄貯蔵タンクの中に入れる。残留するボーキサ
イトの鉄含有量は17.1%から115%まで減少し、
これは鉄の除去率93.25%に相当する。オートク
レーブ内に残留するボーキサイトの酸化アルミニ
ウム含有量は50.7%から66.6%まで増加する。
Example 14 100 g of powdered bauxite (aluminum oxide content 50.7%, iron oxide content 24.4% ((Fe = 17.1
%))) HgO2g and sodium periodate 3.35
g and charge the mixture into a 500 ml stainless steel tubular reactor. The mixture was heated to 650°C at a heating rate of 30° to 50°C/h in a stream of syngas containing no CO and blown ammonia factory gas (150-300 ml/h), and heated to 650°C with stirring at this temperature. Activate for 10 hours under atmospheric pressure.
The activated bauxite is cooled to 100℃,
and the pressure of the carbon monoxide gas stream from 10 bar
Carbonylation was carried out for 11 hours with continuous increase to 160 bar. Temperature increases parallel to the increase in pressure. The production rate of pentacarbonyl iron can be made to follow the rate of increase in temperature. The produced pentacarbonyl iron is condensed under pressure and continuously removed from the reactor with a stream of carbon monoxide gas into a pentacarbonyl iron storage tank. The iron content of the remaining bauxite decreased from 17.1% to 115%,
This corresponds to an iron removal rate of 93.25%. The aluminum oxide content of bauxite remaining in the autoclave increases from 50.7% to 66.6%.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 (a) 赤泥又はボーキサイト原料物質を、1種
類以上の促進剤の存在で、圧力が0.1〜100バー
ルの還元性ガス気流中で、150゜〜800℃で活性
化し、かつその後 (b) 一酸化炭素又は一酸化炭素を含有するガス
で、25〜300バールの圧力下で、50℃〜300℃で
カルボニル化して、生成した五カルボニル鉄を
系から取る出す、 ことを特徴とする、赤泥又はボーキサイトを脱
鉄し、かつアルミナ工業用の原料物質及び五カ
ルボニル鉄を製造する方法。 2 還元性ガス気流として、水素含有ガス、好ま
しくは一酸化炭素を全く含有しないガスを使用す
ることを特徴とする、特許請求の範囲第1項に記
載の方法。 3 還元性ガス気流として、水素又は水素及び
(又は)アンモニアを含有するガスを使用するこ
とを特徴とする、特許請求の範囲第1項と第2項
とのいずれか1項に記載の方法。 4 促進剤として、好ましくは硫黄粉末、1種類
以上の有機又は無機の硫黄化合物、又は硫黄含有
鉱物質、及び(又は)ヨウ素及び(又は)1種類
以上のヨウ素化合物を使用することを特徴とす
る、特許請求の範囲第1項から第3項までのいず
れか1項に記載の方法。 5 出発原料物質に対して計算して0.1〜30重量
%の量の促進剤を使用することを特徴とする、特
許請求の範囲第1項から第4項までのいずれか1
項に記載の方法。 6 一酸化炭素を含有するガスとして、発生炉ガ
ス、ブローガス、アースガス(earth gas)又は
ジエネレーターガス(generator gas)の分解で
生成する合成ガスを使用することを特徴とする、
特許請求の範囲第1項から第5項までのいずれか
1項に記載の方法。
[Scope of Claims] 1 (a) Red mud or bauxite raw material is activated in the presence of one or more promoters at 150° to 800°C in a stream of reducing gas at a pressure of 0.1 to 100 bar. , and then (b) carbonylating with carbon monoxide or a gas containing carbon monoxide at a temperature of 50° C. to 300° C. under a pressure of 25 to 300 bar and removing the pentacarbonyl iron formed from the system. A method for deironating red mud or bauxite and producing raw material for alumina industry and pentacarbonyl iron, characterized by: 2. Process according to claim 1, characterized in that a hydrogen-containing gas, preferably a gas completely free of carbon monoxide, is used as the reducing gas stream. 3. The method according to any one of claims 1 and 2, characterized in that hydrogen or a gas containing hydrogen and/or ammonia is used as the reducing gas stream. 4. Characterized by the use of sulfur powder, one or more organic or inorganic sulfur compounds, or sulfur-containing minerals, and/or iodine and/or one or more iodine compounds as accelerators. , the method according to any one of claims 1 to 3. 5. Any one of claims 1 to 4, characterized in that the promoter is used in an amount of 0.1 to 30% by weight, calculated on the starting material.
The method described in section. 6. characterized in that the gas containing carbon monoxide is a synthesis gas produced by decomposition of generator gas, blow gas, earth gas, or generator gas;
A method according to any one of claims 1 to 5.
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