NO165337B - Fremgagnsmaate ved en nedstroemmedrivningsprosess for klorering av fint, titanholdig materiale. - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse vedrører en fremgangsmåte ved en nedstrøm-medrivningspr.osess for klorering av fint titanholdig materiale med klor og/eller organoklorider i nærvær av kullavledet, fint porøst reduksjonsmiddel.

Den grunnleggende prosess med medrevet strømning er beskrevet i US patent 4.343.775. Der benyttes et bestemt pulverformig antrasittavledet reduksjonsmiddel i en nedstrøm-kloreringssone med et slikt dampformig kloreringsmiddel og titanholdig pulver ved forhøyet temperatur. Den fundamentale støkiometri til denne kloreringsoperasjonen kan eksemplifiseres temmelig fundamentalt ved følgende ligninger I og II hvori klorgass reagerer med titandioksyd og fast karbon:

Jern er en vanlig urenhet i mange titanholdige tilførsler

for foreliggende operasjon. Kn medrevet strømningsprosess kan klorere titan- og jernforbindelser samtidig ifølge den støkiometri som er eksemplifisert og generalisert ved følgende spesifiserte ligninger hvori den titanholdige tilførsel er FeTiC^-partikler:

Som det klart fremgår for en fagmann på dette området ville det være forventet at noe tilstedeværende dampformig organoklorid, slik som karbontetraklorid tilførte noe karbon og klor til reaksjonen) og en titanholdig tilførsel av en annen spesifikk sammensetning ville også nødvendiggjøre justering av reaktant-tilførsler.

US patent 4.343.775 påpeker at nedstrøm-medrivnings-reaksjonen forløper hurtig med friskt, findelt antrasitt-avledet reduksjonsmiddel med mikroporer (dvs. porer som har effektiv diameter på 20 Å eller mindre størrelse) som tilveiebringer en vesentlig andel av karbonoverflate-arealet til en slik frisk tilførsel. I US patent 4.440.730 påpekes det at porøst lignittisk avledet karbon

(slik som forkullingsmateriale fra brunkull eller lignitt)

har en uventet fordel i forhold til antrasittavledet reduksjonsmiddel, nemlig det at det vesentlig opprett-holder sitt nyttige overflateareal når det anvendes for klorering av titanholdige materialer slik som malm i en konvensjonell virvelsjiktoperasjon. Således, etter hvert som en slik virvelsjiktoperasjon som benytter lignittisk forkullingsmateriale forløper, vil aktiviteten til et slikt reduksjonsmiddel motstå nedbrytning istedenfor å være tilbøyelig til å nedbrytes, hvilket kunne forekomme når antrasitt-avledet reduksjonsmiddel anvendes i et sj ikt.

Andre US-patenter som er relevante i forbindelse med klorering av titanholdige materialer innbefatter: 4.183.899; 4.279.871; 4.310.495 og 4.329.322.

Fordeler ved foreliggende forbedring innbefatter ikke bare de som kan oppnås fra en nedstrøm-medrivingsklorering av titanholdig materiale slik som den i US-patent 4.343.775, men også en hurtigere reaksjon enn den i dette patent med medfølgende besparelser, slik som med henblikk på apparat og/eller produksjonskapasitet. I et henseende, nemlig det som gjelder bruk av karbonholdig reduksjonsmiddel avledet fra et lavkvalitet-kullmateriale slik som lignitt lik det porøse reduksjonsmiddel i Serial Number 442.284 inngitt 17. november 1982, kan også en vesentlig uheldig endring i karbonets overflateareal forhindres. I rettferdighetens navn skal det likevel påpekes at en slik nyttevirkning i forbindelse med foreliggende forbedring ikke ville for-ventes å være av den samme store størrelsesorden som den som kan forekomme i forbindelse med virvelsjiktprosessen i nevnte US patent 4.440.730.

Foreliggende oppfinnelse angår en forbedring i en medrevet strømningsprosess for klorering av fint jernholdig titanholdig pulver med klorgass og/eller organoklorider i nærvær av fint porøsti kullbasert reduksjonsmiddelpulver for oppnåelse som produkter titan- og jernklorider, hvorved begge nevnte pulvere medrives i en strøm nedover gjennom en kloreringssone ved en temperatur på minst ca. 800°C.

Ifølge foreliggende oppfinnelse er det således tilveiebragt en fremgangsmåte for en nedstrøm-medrivningsprosess for klorering av fint jernholdig, titanholdig pulver med klorgass og/eller organoklorid i nærvær av fint, porøst kullbasert reduksjonsmiddelpulver for oppnåelse som produkter av titan- og jernklorider, hvorved begge nevnte pulvere medrives i og strømmer nedover gjennom en kloreringsreaksjonssone ved en temperatur på minst 800°C, omfattende tilførsel av titanholdige pulvere og reduksjonsmiddelpulvere til nevnte reaksjonssone i en hastighet som er tilstrekkelig for opprettelse og bibeholdelse av titan-, jern- og karbonreaktanter deri, i vesentlig overskudd over de støkiometriske mengder for fullstendig reaksjon av det tilstedeværende klor, og denne fremgangsmåten er kjenne-tegnet ved at man

anvender nevnte tilførsel i en partikkelstørrelse mindre enn 105 mikrometer;

anvender, som i det minste den største andelen av friskt reduksjonsmiddel, pulverisert lignitt-forkullingsmateriale med et overf lateareal på minst 10 m<2>/g og en partikkelstørrelses på mindre enn 105 mikrometer;

separerer karbonfaststoffer og titanholdige faste stoffer fra reaksjonens avløp;

resirkulerer i det minste den største andelen av de resulterende separerte faste stoffer som partikler med en størrelse mindre enn 105 mikrometer til nevnte reaksjonssone.

Fremgangsmåten foretas fordelaktig slik at man separerer karbon-faststoffer og titanholdige faste stoffer fra reaksjonssoneutløpet ved en temperatur over duggpunktet for ferroklorid. Videre er hele den friske reduksjons-middeltilførselen til prosessen med fordel lignittisk forkullingsmateriale. Det benytttede reduksjonsmiddel har fordelaktig overflateareal på minst ca. 100 m<2>/g, nevnte overskudd av reaktanter er minst ca. 10%, kloreringsmiddelet er klorgass, og klorerings-temperaturen er minst ca. 1000°C.

Fig. 1 i tegningene viser laboratorieapparatur egnet for nedstrøm-medrivningsklorering i en operasjon med engangs-gjennomløp. Fig. 2 angir støkiometriske faktorer for klorering av brasiliansk anatasmalm med forskjellige typiske reduksjonsmidler. Fig. 3 er en grafisk fremstilling av karbonoverflateareal av slike reduksjonsmidler mot overskuddet av slik malm som skal til for fullstendig klorgassreaksjon ved anvendelse av slike reduksjonsmidler.

Fig. 4 er et prosess-flytskjema som viser hvordan foreliggende forbedring kan benyttes på foretrukket måte. Tegningene vil bli beskrevet i detalj i forbindelse med følgende tekst.

Typiske titanholdige tilførsler innbefatter ilmenitt, anatas, rutil, brokitt, titanholdig slagg og findelt rutil utvunnet fra porfyriske kobberutvinningsrester. Dette materialet bør passere gjennom en sikt med 105 mikrometer åpninger. Det er fordelaktig mindre enn 74 mikrometer, og vanligvis er vesentlig all slik tilførsel mindre enn 44 mikrometer i partikkel-størrelse.

Mens det friske reduksjonsmiddel kan være et porøst materiale oppnådd fra antrasitt (som i seg selv er et ANSI/ASTM Klasse I kull), er det for foreliggende forbedring bedre når det oppnås fra et kull av lavere grad, men med andre ord er det bituminøst, sub-bituminøst eller lignittisk kull. Det friske reduksjonsmiddel bør være mikroporøst og ha et overflateareal på minst ca. 10 og fordelaktig minst ca. 100 m<2>/g. Friskt reduksjonsmiddel kan fremstilles ved pyrolyse, delvis forbrenning og/eller dampbehandling av kullmaterialet, og for hensiktsmessighetens skyld vil det her bli betegnet et "forkullingsmateriale" ("char") uansett kilde. Lignittisk (brunt) kull er typisk tilgjengelig fra Australia, Texas og Nord-Dakota. Partikkelstørrelsen for forkullingsmaterialet er som nevnt mindre enn 105 mikrometer, fordelaktig mindre enn 74 mikrometer, og fortrinnsvis bør vesentlig alt passere gjennom en sikt med 44 mikrometer åpninger. De kjemiske og fysikalske egenskapene som er spesielt nyttige som frisk tilførsel for foreliggende forbedring, er oppsummert nedenfor.

Egnede friske reduksjonsmiddel-tilførsler for denne forbedring vil vanligvis ikke ha vesentlig mer enn ca. 1500 m<2>/g av indre overflateareal og fortrinnsvis ikke vesentlig mer enn ca. 1000 m /g av indre overf lateareal. Et typisk brunkull-forkullingsmateriale, som vist overfor, har overf latetekstur som er temmelig lik den til den behandlede antrasitt vist i US-patent 4.343.775 og i samtidig søknad Serial Number 442.284 inngitt 17. november 1982. Det vil ha mesteparten av sitt overf lateareal i mikroporer med en diameter på 20 Å eller mindre. Den maksimale porediameteren til et slikt karbon er vanligvis i området 20-60 Å. Et typisk forkullingsmateriale avledet fra lignittkull, som vist ovenfor, er forskjellig med hensyn til overflatetekstur. Mesteparten av dets overf lateareal er i porene som er større enn 20 Å i diameter, og den maksimale porediameteren er typisk 450 Å. Ved foreliggende klorering forblir mikroporøsiteten til et lignittisk karbon relativt stabil etter hvert som karbonet forbrukes, og det kan forekomme en relativt stor økning i porer som er større enn 20 Å i diameter når et slikt karbon anvendes gjentatte ganger i en resirkulasjons-operasjon. Overflateareal som er uttrykt heri, er "effektivt overf lateareal" som bestemt fra ^-absor<p>s jons-isotermen ved -195°C og anvendelse av Brunauer, Emmet og Teller (BET)-metoden. En Digisorb 2500-automatisk multigass overflateareal- og porevolumanalysator fremstilt av Micromeritics Instrument Corporation, Norcross, GA, er nyttig for å foreta disse målinger.

Det friske reduksjonsmiddelet som innføres i prosessen, er best tørt. Vann anvendes imidlertid ofte for å undertrykke støvdannelse av karbonholdig materiale under transport, eller som en rest fra vasking) flotasjon eller annen behandling, eller ubeskyttet lagring. Det friske reduksjonsmiddelet blir følgelig best tørket før maling for å unngå kakedannelse og ført til kloreringsanlegget i tørr tilstand for å unngå vesentlig HCl-dannelse og følgelig vesentlig klortap på denne måte. Antrasittkull kan aktiveres for foreliggende formål med damp. Dé fleste kullmaterialer av lavere grad for foreliggende formål krever heving av deres temperatur for å avdrive mesteparten av deres kombinerte hydrogen.

Konsentrasjonen av friske tilførsel-faststoffer og resirkulerte tilførsel-faststoffer (titanholdig materiale + karbon) totalt i kloreringsreaksjonssonen holdes typisk ved fra 0,16 kg/m<3> til 3,2 kg/m<3> og er fortrinnsvis mindre enn 0)96 kg/m<3>, basis faststoffer som kommer inn i sonen.

Det foretrukne klor-tilveiebringende materiale er klorgass. Organoklorider slik som karbontetraklorid, heksaklorbenzen og/eller karbonylklorid kan også benyttes i dampform i reaktoren.

Kloreringsreaksjonssonen i foreliggende forbedring er et avlangt kammer som har et inntak for partikkelformige reaktanter og den klortilveiebringende damp ved eller nær toppen og et utløp for titanklorider og biprodukt-materialer (avløp) ved eller nær kammerets bunn. De partikkelformige materialene strømmer gjennom kammeret ved sin tyngdekraft sammen med kloreringsmiddelet og eventuell sekundær bæregass-strøm) i retning nedover. For å hindre oppbygging av faststoffer på veggene og for å tillate kontinuerlig operasjon bør kammerets indre vegger være vertikale eller nesten vertikale, dvs. innen 15° i forhold til vertikalplanet.

Under reaksjonsprosessen holdes temperaturen i kloreringsreaks jonssonen ved minst ca. 800°C og fordelaktig ved ca. 1000°C eller høyere. Kloreringstemperaturen er fordelaktig 1000-1200°C, skjønt den kan være vesentlig høyere. Oppholdstid for faststoffer i kloreringsreaksjonssonen er mellom 1 og 20 sek. og fordelaktig 8-10 sek.

Det er spesielt fordelaktig ;å holde avløpsstrømmen fra kloreringssonen over duggpunktet til ferroklorid. Resirkulering av dette materialet hjelper ikke reaksjonen eller reaktoren. Kloreringsapparatet opereres følgelig best ved en temperatur over dette duggpunkt) og avløps-strømmen holdes over dette duggpunkt for separering av faste stoffer derfra. Avløpet inneholder produkt-titanklorider, biproduktgasser og partikkelformige materialer. Faste stoffer separeres mest effektivt fra avløpsstrømmen fra kloreringssonen ved hjelp av en separator av syklontypen for tilveiebringelse av damper inneholdende titankloridene for ytterligere behandling og for oppsamling av en blanding av titanholdige faste stoffer og karbon-faststoffer. Slike faste stoffer vil vanligvis ha passende finhet for direkte resirkulering til kloreringsanlegget sammen med de friske faste tilførsels-stoffene og kloreringsmiddelet. Dersom de faste resirkuleringsstoffene må klassifiseres eller findeles av en eller annen grunn, kan de bearbeides på konvensjonell måte.

For effektivitet og besparelse bør resirkulasjonsstrømmen av faste stoffer være vesentlig for derved å holde titan, tilfeldig jern og karbon-reduksjonsmidler i de totale faststoffene i tilførselen vesentlig i overskudd over den støkiometriske mengde som skal til for fullstendig reaksjon av klortilførselen. Det vises til de ovenfor spesifiserte ligninger for den grunnleggende representa-tive støkiometri. I denne sammenheng, for å hindre porøsiteten til det resirkulerte karbon i å forringes ved en slik resirkuleringsoperasjon, utgjøres den friske reduksjonsmiddel-tilførselen fortrinnsvis fullstendig av lignittisk forkullingsmateriale. Et typisk minimum overskudd av titan, jern og karbon-reduksjonsmidler i forhold til den støkiometriske mengde som skal til for fullstendig reaksjon av det tilstedeværende klor, er minst ca. 5%, helst er den minst ca. 10% og kan være endog 75-350% eller mer når oppholdstiden i kloreringssonen er kort.

De følgende eksempler utvikler prinsippene ved foreliggende oppfinnelse på en spesiell måte. Alle temperatu-rer er i grader Celcius, alle delangivelser er vektdeler, og alle prosentangivelser er vekt-% med mindre annet uttrykkelig er angitt. I foreliggende sammenheng er oppholdstiden for reaktantene i kloreringsreaksjonssonen beregnet som oppholdstiden for damper i nevnte sone under antagelse av pluggformet strøm ved temperaturen og trykket (normall atmosfære totaltrykk) i sonen, skjønt drift ved høyere eller lavere trykk er mulig.

Under henvisning til fig. 1 fremstilles en bestemt blanding av findelt titanmalm (brasiliansk anatas) og karbonreduksjonsmiddel, og denne tilføres til en trakt 1 for hvert driftsforløp. Et vertikalt kvartsreaktorrør 8 med en indre diameter på 7 cm og en oppvarmet lengde på 105 cm oppvarmes til driftstemperatur på 1000°C ved hjelp av en elektrisk motstandsovn 7. Under dets oppvarming spyles apparatet med argon innført gjennom ledningen 3. Når kloreringsreaktortemperaturen stabiliserer seg ved den ønskede driftstemperatur) avstenges argonstrømmen. Samtidig innføres tilførsler av charge-faststoff gjennom ledning 2 og klorgass gjennom ledning 6 til reaktoren 8 sammen med nitrogengass gjennom ledning 3. Malmen i hvert tilfelle inneholder ca. 86)5% Ti02, 3,3% Fe203 og 0,3% kombinert H.

Egenskapene til de faste eksemplifiserte reaktantene er:

Prøver av gass som forlater bunnen av sone 8 tas gjennom ledning 12 og analyseres for CO, CO 2, N2 og Cl2 ved gasskromatografi. Mengden av ureagert Cl2) dersom dette forekommer, beregnes fra de kjente inntaksstrømmene av Cl2 og N2 og de målte strømmene av produkt og biproduktdamper. Det varme reaktoravløpet (ca. 1000°C) strømmer ut gjennom utløpet 9 inn i faststoffseparatoren 10. I separatoren 10 bibeholdes faste stoffer mens produkt- og biproduktdamper (TiCl^, jern- og spormetallklorider, HC1, karbonoksyder og inerte gasser slik som nitrogen)) uttømmes gjennom utløpet 11.

Eksempler 1- 17

Den støkiometriske faktor beregnet for hver 17 eksempel-driftsforløp (eksempler 1-17, inklusive) er basert på mengden av Ti, Fe og kombinert H i tilførselsfaststoffene som er tilgjengelige for reaksjon med klortilførselen for dannelse av TiCl4, FeCl2 og HC1. En faktor på 1,0 indikerer den støkiometriske mengde av Ti, Fe og sådant H som er til stede for reaksjon med nevnte klor. En støkiometrisk faktor på 2,0 indikerer et dobbelt-støkiometrisk overskudd av slik Ti, Fe og H. Tilførselshastigheter og gass-strømmer i hvert driftsforløp reguleres for tilveiebringelse av en omtrentlig oppholdstid i reaktoren på 10 sek.

Malm og antrasittisk forkullingsmateriale tilføres til reaktoren i driftsforløp 1-7 ved stØkiometrike faktorer på 1,00, 1,15, 1,20, 1,25, 1,55, 1,63 og 2,90, respektivt. Malm og lignittisk forkullingsmateriale tilføres til reaktoren i driftsforløp 8-13 ved støkiometriske faktorer på 0,75, 1,10, 1,25, 1,27, 1,60 og 1,70, respektivt. Malm og petroleumkoks tilføres til reaktoren i driftsforløp 14-17 ved støkiometriske faktorer på 1,95, 2,20, 3,15 og 4,85, respektivt.

Prosentandelen av klor som reagerer ved hver støkiometriske faktor er plottet på fig. 2. Ureagert malm og karbon utvunnet fra driftsforløp 2, 3 og 4 var komposittdannet; likeledes fra driftsforløp 9, 10 og 11. Den ureagerte malm og karbon fra driftsforløp 14 ble reservert. Disse utvunnede materialene (fra driftsforløp foretatt nær det støkiometriske forhold på 1) vaskes frie for vannoppløselige kloreringsprodukter forut for bestemmelse av overflatearealet til de utvunnede karbonmaterialene. Nevnte karbon-overflatearealer fra komposittmaterialet fra driftsforløp 2, 3 og 4 (under anvendelse av antrasittisk forkullingsmateriale) er 233; fra komposittmaterialet fra driftsforløp 9, 10 og 11 (ved bruk av lignittisk forkullingsmateriale) 572; fra drifts-forløp 14 (petroleumkoks), 1, alt i m<2>/g.

Det vises nå til fig. 3. Denne fremstilling viser at reaksjonseffektiviteten til klor med malmen er direkte relatert til det indre overflatearealet til det benyttede karbon, og at overskuddet av malm som skal til for fullstendig klorreaksjon avtar nesten lineært med økende karbon-overflateareal. Fullstendig reaksjon av klor kan oppnås enten ved å øke oppholdstiden i kloreringssonen eller ved å øke mengden av overskudd malm og karbon. Økning av denne oppholdstid er det minst ønskelige alternativ fordi dette øker kloreringsreaktorens størrelse og pris.

Ved ny henvisning til fig. 2 fremgår det at ca. 80% av kloret reagerer når en støkiometrisk mengde malm og det lignittiske karbon er i reaksjonssonen i 10 sek. Dersom oppholdstiden i reaktoren økes, vil andelen av reagert klor øke inntil ved en viss høyere oppholdstid, praktisk talt alt kloret vil reagere. Den mer praktiske metode for oppåelse av fullstendig reaksjon av kloret er å foreta tilførsel ved 75% overskudd malm og lignittisk karbon mens det benyttes en reaksjonstid på 10 sek. Bruk av enda mer enn et 75% overskudd vil forkorte den nødvendige oppholdstid i kloreringsapparatet.

Den foretrukne fremgangsmåte for bruk av et vesentlig overskudd av malm og karbon for oppnåelse av fullstendig klorreaksjon kan bevirkes ved å resirkulere ureagert malm og karbon til. inntaket av medrivningsstrøm-kloreringsapparatet. Det trengs således ikke være noe vesentlig tap av malm og karbon for oppnåelse av fullstendig bruk av kloret.

Eksempel 18

Det vises til flytskjema på fig. 4. Dette viser et generalisert skjema for fremstilling av titantetraklorid fra klorgass og det fine lignittiske forkullingsmateriale og den fine malmen i eksemplene 1-17 under anvendelse av en resirkulering av utvunnede faste stoffer fra reaktor-avløpet," en temperatur i kloreringsreaks jonssonen på 1000°C og en oppholdstid i denne sone på 10 sek. Konstruksjonsmaterialer i apparatet er de som er konvensjonelle for høy temperatur og korrosjons-bestandighet, f. eks. ildfast stein med høyt silisium-dioksydinnhold, keramiske materialer og spesielle legeringer, idet de med høyt nikkelinnhold ofte foretrekkes.

En frisk faststofftilførsel av malt malm og forkullingsmateriale og en tilførsel av klorgass passerer gjennom ledning 14 og kommer inn ved toppen av kloreringsreaksjonssonen 17. Samtidig kommer en tilførsel av gjenvunnede resirkulerte faste stoffer inn i sonen 17 fra ledning 16. Disse resirkulerte og friske tilførsler av faste stoffer tilveiebringer nok karbon, titan, jern og hydrogen for reaksjon med all nevnte klortilførsel til reaksjonssonen for derved å danne TiCl^, jernklorider) HC1 og karbonoksyder—CO og CO2—som damper og ureagerte titanholdige faste stoffer og karbon-faststoffer i nevnte sone.

Overskuddet av malm i nevnte sone over den støkiometriske mengde for reaksjon med alt nevnte klor er 75%; for praktisk drift holdes det tilsvarende overskudd av karbon noe høyere enn dette. Ved stabil tilstand kommer vesentlig alt av dette overskudd fra den resirkulerte strøm av faste stoffer.

Avløp fra bunnen av kloreringssonen 17 passerer gjennom ledningen 18 og inn i syklonseparatoren 19. Denne separatoren opereres nær kloreringsapparatets temperatur, dvs. ca. 1000°C. Dette hindrer kondensasjon av metall-kloridurenheter slik som ferroklorid, som har duggpunkt mellom 700 og 900°C ifølge operasjonsbetingelsene og tilførselssammensetningen. Vesentlig bare ureagert malm og karbon fjernes fra avløpet av denne faststoffseparatoren. Disse faste stoffer strømmer fra separatoren 19 gjennom ledningen 22, resirkuleres deretter gjennom ledningen 24 og inn i trakten 26 ved pneumatisk transport. For en slik transport kan det anvendes en inert eller ikke-oksyderende gass slik som nitrogen som ikke vil forbrenne det varme karbonmateriale, som en "løftegass" som kommer inn fra ledningen 23. Løftegassen går ut gjennom ledningen 27. Alternativt kan det benyttes et begerverk eller lignende for å resirkulere faste stoffer tilbake til trakten 26. Som vist i forbindelse med de tidligere eksemplene blir overflatearealet til det lignittiske forkullingsmateriale (og dets reaktivitet for foreliggende formål) ikke særlig endret under dets forbruk for kloreringen av malmen. Det resirkulerte karbon er derfor like reaktivt som den friske tilførselen av forkullingsmaterialet. TiCl^ og karbonoksyder fjernes fra separatoren 19 gjennom ledningen 21.

For å utføre vesentlig den samme resirkuleringsoperasjon og fullstendig utnytte kloret med det antrasittiske forkullingsmaterialet i eksemplene 1-17 istedenfor et slikt lignittisk forkullingsmateriale, ville det kreves en mye større resirkuleringsstrøm. Overflatearealet til ureagert antrasittisk forkullingsmateriale avtar under dets resirkulering gjennom kloreringssonen. Når et slikt antrasittisk karbon holdes i og resirkuleres til kloreringssonen inntil det er praktisk talt fullstendig reagert, vil et slikt karbonmateriale tape ca. 3/4 av sitt opprinnelige overflateareal. Således, for det ovenfor tabulerte antrasittiske forkullingsmateriale, vil likevekt-overflatearealet nedgå fra 365 til 91 m <2>/g av karboninnhold. Under henvisning til fig. 3 fremgår det klart at et karbon med et slikt likevekt-overflateareal ville kreve minst ca. 340% overskudd malm og koks for å reagere kloret fullstendig under de her angitte betingelser. Med andre ord, det nødvendige overskudd malm og koks ville øke fra minst 150% ved oppstarting til minst 340% ved stabil tilstand.

Man kan betrakte den tilstand hvor et antrasittisk og lignittisk forkullingsmateriale har det samme innledende overflateareal, f.eks. vanligvis 500 m /g. Det nødvendige overskudd malm og lignittisk karbon er ca. 100% (slik det klart fremgår fra fig. 3) ved oppstarting, og ved stabil tilstand ville det være omtrent det samme. Det antrasittiske karbon vil avta i overflateareal til ca. 125 m 2 /.g ved stabil tilstand. Dette ville da kreve et overskudd av slikt antrasittisk forkullingsmateriale på ca. 100% ved oppstarting, og et slikt nødvendig overskudd ville nå ca. 310% ved stabil tilstand. Således, når slike forkullingsmaterialer har omtrent den samme innledende reaktivitet, ville bruken av det lignittiske forkullingsmateriale bare kreve ca. 1/3 av den resirkulerte mengde som skal til for slikt antrasittisk forkullingsmateriale for opprettholdelse av cirka ekvivalent reaktivitet.

Lignittisk og bituminøst kull (ikke forkullingsmaterialer) har i seg selv for meget tilgjengelig hydrogen (som bruker klor for dannelse av HC1) til å være attraktive her. Antrasittisk kull har i seg selv et lavt hydrogeninnhold, men det trenger aktivering (utvikling av en viss mikro-porøsitet) for å bli benyttet i en medrevet strømnings-prosess. Muligheten for utnyttelse av i det minste noe antrasittisk kull i seg selv og aktivering av dette) spesielt der en høy resirkulering av karbon er ønskelig, bør imidlertid ikke overses. Denne forbedring gir således adgang til den mulighet at man f.eks. starter med lignittisk eller annet egnet forkullingsmateriale, deretter erstatter resirkuleringskarbon med antrasittisk kull eller annet kull som har hensiktsmessig størrelse, og som er hensiktsmessig aktivert i prosessen, før det når kloreringssonen.

Claims (4)

1. Fremgangsmåte ved en nedstrøm-medrivnings-prosess for klorering av fint jernholdig, titanholdig pulver med klorgass og/eller organoklorid i nærvær av fint, porøst kullbasert reduksjonsmiddelpulver for oppnåelse, som produkter, av titan- og jernklorider, hvorved begge nevnte pulvere medrives i og strørmier nedover gjennom en kloreringsreaksjonssone ved en temperatur på minst 800°C, omfattende tilførsel av titanholdige pulvere og reduksjonsmiddelpulvere til nevnte reaksjonssone i en hastighet som er tilstrekkelig for opprettelse og bibeholdelse av titan-, jern- og karbonreaktanter deri, i vesentlig overskudd over de støkiometriske mengder for fullstendig reaksjon av det tilstedeværende klor, karakterisert ved at man anvender nevnte tilførsel i en partikkelstørrelse mindre enn 10 5 mikrometer; anvender, som i det minste den største andelen av friskt reduksjonsmiddel, pulverisert lignitt-forkullingsmateriale med et overflateareal på minst 10 m 2/g og en partikkelstørrelse på mindre enn 105 mikrometer; separerer karbonfaststoffer og titanholdige faste stoffer fra reaksjonssonens avløp; resirkulerer i det minste den største andelen av de resulterende separerte faste stoffer som partikler med en størrelse mindre enn 105 mikrometer til nevnte reaksjonssone.

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at separeringen av nevnte karbon-faststoffer og titanholdige faste stoffer fra reaksjonsson3-avløpet foretas ved en temperatur over duggpunktet for ferroklorid.

3. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at hele den friske reduksjonsmiddeltilførselen er lignittisk forkullingsmateriale.

4. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at nevnte reduksjonsmiddel har et overflateareal på minst 100 m 2/g, nevnte overskudd av reaktanter er minst 10%, kloreringsmiddelet er klorgass, og at kloreringstemperaturen er minst 1000°C.