NO782318L - Fremgangsmaate til oppredning av titanmalmer - Google Patents
Fremgangsmaate til oppredning av titanmalmerInfo
- Publication number
- NO782318L NO782318L NO782318A NO782318A NO782318L NO 782318 L NO782318 L NO 782318L NO 782318 A NO782318 A NO 782318A NO 782318 A NO782318 A NO 782318A NO 782318 L NO782318 L NO 782318L
- Authority
- NO
- Norway
- Prior art keywords
- iron
- particles
- titanium
- segregation
- chloride
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 65
- 239000010936 titanium Substances 0.000 title claims description 49
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 title claims description 44
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims description 43
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 159
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims description 81
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 70
- 238000005204 segregation Methods 0.000 claims description 45
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 40
- OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N titanium oxide Inorganic materials [Ti]=O OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 29
- 150000002505 iron Chemical class 0.000 claims description 28
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 27
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims description 17
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 17
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 16
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 14
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 14
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 14
- 230000009467 reduction Effects 0.000 claims description 14
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims description 10
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 229910002091 carbon monoxide Inorganic materials 0.000 claims description 8
- -1 one iron halide Chemical class 0.000 claims description 8
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 claims description 7
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 7
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 239000010439 graphite Substances 0.000 claims description 6
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 claims description 6
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 239000000956 alloy Substances 0.000 claims description 5
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims description 5
- 229910000041 hydrogen chloride Inorganic materials 0.000 claims description 5
- IXCSERBJSXMMFS-UHFFFAOYSA-N hydrogen chloride Substances Cl.Cl IXCSERBJSXMMFS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- CPELXLSAUQHCOX-UHFFFAOYSA-N Hydrogen bromide Chemical compound Br CPELXLSAUQHCOX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- TWRXJAOTZQYOKJ-UHFFFAOYSA-L Magnesium chloride Chemical compound [Mg+2].[Cl-].[Cl-] TWRXJAOTZQYOKJ-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 4
- WCUXLLCKKVVCTQ-UHFFFAOYSA-M Potassium chloride Chemical compound [Cl-].[K+] WCUXLLCKKVVCTQ-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 4
- 239000000571 coke Substances 0.000 claims description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 4
- 229910001339 C alloy Inorganic materials 0.000 claims description 3
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M Chloride anion Chemical compound [Cl-] VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 3
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims description 3
- XMBWDFGMSWQBCA-UHFFFAOYSA-N hydrogen iodide Chemical compound I XMBWDFGMSWQBCA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 238000011065 in-situ storage Methods 0.000 claims description 3
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000002904 solvent Substances 0.000 claims description 3
- 229910052723 transition metal Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 150000003624 transition metals Chemical group 0.000 claims description 3
- 230000005945 translocation Effects 0.000 claims description 3
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- CPELXLSAUQHCOX-UHFFFAOYSA-M Bromide Chemical compound [Br-] CPELXLSAUQHCOX-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 2
- WKBOTKDWSSQWDR-UHFFFAOYSA-N Bromine atom Chemical compound [Br] WKBOTKDWSSQWDR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- UXVMQQNJUSDDNG-UHFFFAOYSA-L Calcium chloride Chemical compound [Cl-].[Cl-].[Ca+2] UXVMQQNJUSDDNG-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 2
- ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N Chlorine atom Chemical compound [Cl] ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-M Fluoride anion Chemical compound [F-] KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 2
- PXGOKWXKJXAPGV-UHFFFAOYSA-N Fluorine Chemical compound FF PXGOKWXKJXAPGV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 239000005864 Sulphur Substances 0.000 claims description 2
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 claims description 2
- GDTBXPJZTBHREO-UHFFFAOYSA-N bromine Substances BrBr GDTBXPJZTBHREO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910052794 bromium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000001110 calcium chloride Substances 0.000 claims description 2
- 229910001628 calcium chloride Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000000460 chlorine Substances 0.000 claims description 2
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000011737 fluorine Substances 0.000 claims description 2
- 229910052736 halogen Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 150000002367 halogens Chemical class 0.000 claims description 2
- 229910000042 hydrogen bromide Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910001629 magnesium chloride Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 238000002844 melting Methods 0.000 claims description 2
- 230000008018 melting Effects 0.000 claims description 2
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 claims description 2
- 239000001103 potassium chloride Substances 0.000 claims description 2
- 235000011164 potassium chloride Nutrition 0.000 claims description 2
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims description 2
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims description 2
- ZCYVEMRRCGMTRW-UHFFFAOYSA-N 7553-56-2 Chemical compound [I] ZCYVEMRRCGMTRW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 229910000881 Cu alloy Inorganic materials 0.000 claims 1
- YOCUPQPZWBBYIX-UHFFFAOYSA-N copper nickel Chemical compound [Ni].[Cu] YOCUPQPZWBBYIX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 229910000043 hydrogen iodide Inorganic materials 0.000 claims 1
- 239000011630 iodine Substances 0.000 claims 1
- 229910052740 iodine Inorganic materials 0.000 claims 1
- KEHCHOCBAJSEKS-UHFFFAOYSA-N iron(2+);oxygen(2-);titanium(4+) Chemical class [O-2].[O-2].[O-2].[Ti+4].[Fe+2] KEHCHOCBAJSEKS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- YDZQQRWRVYGNER-UHFFFAOYSA-N iron;titanium;trihydrate Chemical compound O.O.O.[Ti].[Fe] YDZQQRWRVYGNER-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 31
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 20
- UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N Iron oxide Chemical compound [Fe]=O UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 14
- NMCUIPGRVMDVDB-UHFFFAOYSA-L iron dichloride Chemical class Cl[Fe]Cl NMCUIPGRVMDVDB-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 13
- 229910021577 Iron(II) chloride Inorganic materials 0.000 description 12
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 10
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 9
- 239000004576 sand Substances 0.000 description 9
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 8
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 8
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 7
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 description 6
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 6
- 238000007885 magnetic separation Methods 0.000 description 5
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000000696 magnetic material Substances 0.000 description 4
- 238000011946 reduction process Methods 0.000 description 4
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 4
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 4
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910000990 Ni alloy Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 3
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 3
- 150000004820 halides Chemical class 0.000 description 3
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 3
- 239000003077 lignite Substances 0.000 description 3
- 239000002243 precursor Substances 0.000 description 3
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 3
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 3
- 229910000640 Fe alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- CWYNVVGOOAEACU-UHFFFAOYSA-N Fe2+ Chemical compound [Fe+2] CWYNVVGOOAEACU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000009471 action Effects 0.000 description 2
- 239000003575 carbonaceous material Substances 0.000 description 2
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 2
- 229910001026 inconel Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000002506 iron compounds Chemical class 0.000 description 2
- KFZAUHNPPZCSCR-UHFFFAOYSA-N iron zinc Chemical compound [Fe].[Zn] KFZAUHNPPZCSCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- QMQXDJATSGGYDR-UHFFFAOYSA-N methylidyneiron Chemical compound [C].[Fe] QMQXDJATSGGYDR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- SOQBVABWOPYFQZ-UHFFFAOYSA-N oxygen(2-);titanium(4+) Chemical class [O-2].[O-2].[Ti+4] SOQBVABWOPYFQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000011435 rock Substances 0.000 description 2
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 2
- 239000011343 solid material Substances 0.000 description 2
- KZBUYRJDOAKODT-UHFFFAOYSA-N Chlorine Chemical compound ClCl KZBUYRJDOAKODT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001021 Ferroalloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910021575 Iron(II) bromide Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001508 alkali metal halide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000008045 alkali metal halides Chemical class 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 239000005667 attractant Substances 0.000 description 1
- 239000002585 base Substances 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 1
- 238000004821 distillation Methods 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 238000005188 flotation Methods 0.000 description 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
- 239000003779 heat-resistant material Substances 0.000 description 1
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 description 1
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 1
- PNDPGZBMCMUPRI-UHFFFAOYSA-N iodine Chemical compound II PNDPGZBMCMUPRI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 159000000014 iron salts Chemical class 0.000 description 1
- GYCHYNMREWYSKH-UHFFFAOYSA-L iron(ii) bromide Chemical compound [Fe+2].[Br-].[Br-] GYCHYNMREWYSKH-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 1
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000006148 magnetic separator Substances 0.000 description 1
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 description 1
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011572 manganese Substances 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002923 metal particle Substances 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000000053 physical method Methods 0.000 description 1
- 239000000049 pigment Substances 0.000 description 1
- 230000000750 progressive effect Effects 0.000 description 1
- 238000010992 reflux Methods 0.000 description 1
- 230000033458 reproduction Effects 0.000 description 1
- 238000007873 sieving Methods 0.000 description 1
- 150000003608 titanium Chemical class 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
- C22B34/00—Obtaining refractory metals
- C22B34/10—Obtaining titanium, zirconium or hafnium
- C22B34/12—Obtaining titanium or titanium compounds from ores or scrap by metallurgical processing; preparation of titanium compounds from other titanium compounds see C01G23/00 - C01G23/08
- C22B34/1218—Obtaining titanium or titanium compounds from ores or scrap by metallurgical processing; preparation of titanium compounds from other titanium compounds see C01G23/00 - C01G23/08 obtaining titanium or titanium compounds from ores or scrap by dry processes
- C22B34/1222—Obtaining titanium or titanium compounds from ores or scrap by metallurgical processing; preparation of titanium compounds from other titanium compounds see C01G23/00 - C01G23/08 obtaining titanium or titanium compounds from ores or scrap by dry processes using a halogen containing agent
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
- C22B34/00—Obtaining refractory metals
- C22B34/10—Obtaining titanium, zirconium or hafnium
- C22B34/12—Obtaining titanium or titanium compounds from ores or scrap by metallurgical processing; preparation of titanium compounds from other titanium compounds see C01G23/00 - C01G23/08
- C22B34/1204—Obtaining titanium or titanium compounds from ores or scrap by metallurgical processing; preparation of titanium compounds from other titanium compounds see C01G23/00 - C01G23/08 preliminary treatment of ores or scrap to eliminate non- titanium constituents, e.g. iron, without attacking the titanium constituent
- C22B34/1209—Obtaining titanium or titanium compounds from ores or scrap by metallurgical processing; preparation of titanium compounds from other titanium compounds see C01G23/00 - C01G23/08 preliminary treatment of ores or scrap to eliminate non- titanium constituents, e.g. iron, without attacking the titanium constituent by dry processes, e.g. with selective chlorination of iron or with formation of a titanium bearing slag
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P10/00—Technologies related to metal processing
- Y02P10/20—Recycling
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geology (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
- Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
Description
"Fremgangsmåte til oppredning
av titanmalmer
Denne oppfinnelse angår oppredning av metallholdige materialer, og mer spesielt angår oppfinnelsen oppredning av materialer som inneholder titanoksyd.
Det er blitt foreslått å opprede ikke-jern-metallér fra oksydholdige materialer som inneholder jernoksyd. Således er det i australsk patent 473 854 beskrevet en ett-^trinns prosess i hvilken slike materialer i form av malm oppvarmes i nærvær av hydrogenklorid, en alkalimetallhalogenid-flux og tilstrekkelig karbonholdig materiale til å redusere jernet i malmen til metall, ved en temperatur som er tilstrekkelig høy til selektivt å redusere jernoksyd-bestanddelen til segregerte metalliske jernpartikler, slik at ikke-jern-metall-oksydene delvis reduseres, hvoretter det således dannede metalliske jern fraskilles ved fysikalske midler. Slike prosesser kan ha sine anvendelser, men det er i industriell praksis blitt funnet at forutsetningene for effektiv omdannelse til metall hindret segregeringen av de metalliske jernpartikler og omvendt.
I motsetning til denne teknikkens stand angående oppredning, ifølge hvilken det er vesentlig for prosessen at det anvendes, i kombinasjon, en flux, en kilde for karbon og hydrogenklorid, er det nå blitt funnet å være fordelaktig å
opprede metallholdige materialer i en flertrinns, fortrinnsvis
en totrinns, prosess. Videre omfatter denne flertrinnsprosess en prosess som ikke nødvendigvis innebærer bruk av en flux,
en kilde for karbon eller hydrogenklorid, selv om hvilket som
helst eller alle disse materialer kan anvendes ved.fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen om det ønskes.
Fra australsk patent 24 7 110 er det kjent å bruke
en flertrinns-prosess for oppredning av ilmenitt, hvor ilmenitten reduseres under dannelse av metallisk jern, hvoretter dette jern utlutes ved rusting, hvorved det blir tilbake partikler av titanoksyd. Ulempen ved denne prosess er at reduksjon av ilmenitt vanligvis medfører at det metalliske jern dannes som meget små partikler som er jevt dispergert og intimt forbundet med en grunnmasse av titanoksyd i de reduserte ilmenitt-partikler. Det lar seg ikke godt gjøre å skille det metalliske jern fra titanoksydet ved fysikalske metoder, og kjemiske metoder må anvendes som har den ulempe at 'det metalliske jern omdannes i prosessen til en mindre ønskelig jernforbindelse.
Vi har nå funnet at det metalliske jern som er intimt forbundet med titanoksyd, slik det vanligvis erholdes ved reduksjon av ilmenitt, kan bringes til å.segregere fra det indre av partiklene, slik at det lett lar seg skille fra titanoksydet; denne segregering utføres ved oppvarmning av partiklene i et miljø omfattende et jernsalt.
Den foreliggende oppfinnelse tilveiebringer således
en fremgangsmåte til oppredning av partikler av titanholdig materiale omfattende som en første bestanddel titanoksyd og som en annen bestanddel metallisk jern, hvor de to bestanddeler er intimt forbundet med hverandre i partiklene som angitt ovenfor,karakterisert vedat partiklene utsettes for et ikke-oksyderende miljø omfattende damper av et jernsalt ved en for-høyet temperatur, slik at i det minste en del av det metalliske jern segregeres ved translokasjon fra det indre av partiklene til partiklenes utside, og det således segregerte metalliske jern skilles fra resten av partiklene.
I det foreliggende blir uttrykket "segregering" brukt for å beskrive translokasjonen av de metalliske jernpartikler som inneholdes i en partikkel av titanholdig materiale, til partiklens utside, men innenfor massen av titanholdige partikler som underkastes segregeringstrinnet i fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen. Uttrykket separasjon eller fraskillelse vil bli brukt for å beskrive fjerning av det segregerte metalliske jern fra massen av titanholdige partikler.
Fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen kan anvendes for oppredning av mange titanholdige materialer. Slike materialer innbefatter eksempelvis de som fremstilles av titanholdige malmer som generelt betegnes "ilmenitt", hvilket uttrykk innbefatter forbindelsen ilmenitt, FeTiO^, og andre malmer med ilmenitt-struktur, såsom (Fe, Mn, Mg)TiC>2 så vel som oksyderte former av malmene inneholdende jern i treverdig tilstand og forvitrede former av malmene. Andre navn som anvendes på disse malmer, er ulvospinell, arizonitt, pseudobrookitt, titanomagnetitt og kalkowskyn nevnt eksempelvis. Andre egnede titanholdige materialer innbefatter samtlige ovenfor nevnte som også inneholder jernoksyd-inneslutninger, samt materialer som kan be-skrives som jern-sand. De titanholdige malmer finnes vanligvis i strandsand eller som bergarter.
Den fremgangsmåte som anvendes for tilveiebringelse av de partikler av titanholdig materiale som inneholder titanoksyd og metallisk jern, og som fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen anvendes på, er ikke kritisk eller avgjørende for fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen. Den reduksjonsmetode som anvendes for omdannelse av det jernholdige materiale til metallisk jern, kan hensiktsmessig være en konvensjonell prosess og kan utføres i kjent apparatur. Reduksjonsmidlet kan hensiktsmessig være et middel som konvensjonelt anvendes til å redusere metalliske forbindelser til metallisk tilstand. Typiske midler er eksempelvis hydrogen, karbonmonoksyd eller blandinger derav, og slike midler anvendes hensiktsmessig i gassform. Alternativt er det ofte hensiktsmessig å anvende faste karbonholdige materialer eller fast materiale som virker som en forløper for (omdannes til) et reduksjonsmiddel under de reaksjonsbetingelser som anvendes i prosessen. Det er kjent slike faste materialer, og som et typisk eksempel nevnes aktiverte karbonholdige produkter såsom vanndamp-aktivert varmebehandlet brunkull. Det titanholdige materiale bør omsettes med reduksjonsmidlet ved en tilstrekkelig høy temperatur til at i det minste en del av de jernholdige stoffer og fortrinnsvis hele mengden av disse reduseres til metallisk tilstand. Denne temperatur vil til en viss grad variere med det titanholdige materialets og reduksjonsmidlets natur, men for de fleste slike materialer ligger de egnede temperaturer i området 500-1300°C, og temperaturer i området' 800-1200°C er vanlige.. Tiden eller varigheten av behandlingen av det titanholdige materialet med reduksjonsmidlet vil i noen grad avhenge av hvor god kontakt som oppnås mellom materialet og reduksjonsmidlet. For de forskjellige metoder til å bevirke kontakt er det best å bestemme den ønskelige behandlingstid ved forsøk og progressiv analyse av materialet for bestemmelse av jerninnholdet under behandlingsperioden. Den tid som anvendes for reduksjonstrinnet, varierer sterkt. Ved noen arbeidsmåter kan denne tid således dreie seg om dager, men på den annen side kan det ved anvendelse av virvelsjikt bare kreves noen minutter for omdannelse til metall, og denne tid kan reduseres ytterligere når det anvendes plasma.
Det er ikke nødvendig, men det er ønskelig at betingelsene ved reduksjonsprosessen som anvendes for fremstilling av titanholdige materiale som brukes ved fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen, er slik at dette titanholdige materiale består av titanoksyder i hvilke titanet i det vesentlige foreligger som Ti(IV). Ideelt skulle betingelsene være at pC^ i reduksjonsprosessen er i samsvar med den som er nødvendig for fullstendig reduksjon av jernforbindelsene og minst mulig reduksjon av Ti(IV)-forbindelsene. Hensiktsmessig kan Ti(III) i produktet fra reduksjonsprosessen oksyderes til Ti(IV) for fremstilling av et utgangsmateriale for fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen med et høyt innhold av Ti(IV).
Det jernsalt som anvendes, vélges hensiktsmessig.fra gruppen jern (II)-halogenider. Fortrinnsvis anvendes jern (II)-klorider, men andre halogenider, såsom flourid, bromid og jodid kan anvendes, enten alene eller som en blanding av jern (II)-halogenider. Når jernsaltet anvendes som det eneste kjemiske reagens i segregeringstrinnet, finner man at det metalliske jern vandrer fra partiklenes indre og danner separate partikler i reaksjonsmassen, eller det avsettes som et skall på den ytre overflate av partiklene, hvorfra det kan fjernes ved sliping eller kjemiske midler. Effektiviteten av segregeringstrinnet kan forbedres hvis et "jern-tiltrekkende middel" anvendes i kombinasjon med jernsaltet. Ifølge en bekvem utførelsesform av oppfinnelsen kan jernsaltet således anvendes i nærvær av en kilde for karbon, som eksempelvis kan være en gass såsom karbonmonoksyd, eller et fast stoff såsom koks, grafitt eller en karbonholdig legering. Ifølge en annen utførelsesform av oppfinnelsen er det hensiktsmessig å anvende, i forbindelse med jernsaltet, et materiale som kan danne en fast eller flytende legering eller forbindelse med jern. Slike materialer betegnes ofte som "iron-sinks", og typiske eksempler på slike materialer er gasser såsom nitrogen, ikke-metalliske elementer såsom bor, fosfor, silisium eller svovel, eller metaller, særlig overgangs-metaller såsom nikkel eller kobber. Slike "iron-sinks" kan anvendes enkeltvis eller som blandinger, eller de kan inngå i en legering.
Det ligger også innenfor oppfinnelsens ramme å anvende "oppløsningsmidler" for jernsaltet, særlig når driftsbetingelsene er slik at jernsaltet har tendens til å avdestilleres fra segre-geringssonen. Eksempelvis nevnes at hvis jern (II)-klorid anvendes i segregeringsprosessen, kan det være gunstig å tilsette natriumklorid, kaliumklorid, kalsiumklorid eller magnesiumklorid.
Damper av jernsaltet kan tilveiebringes som resultat av tilsetningen av selve jernsaltet, men det er også mulig å tilsette en forløper som kan danne den ønskede jernsalt-damp in situ. Således kan eksempelvis damper av et halogenid av toverdig jern tilveiebringes ved at det metalliske jern i det titanholdige materiale ved forhøyet temperatur omsettes med et halogenid, såsom hydrogenklorid eller hydrogenbromid, eller med et halogen såsom klor, fluor, brom eller jod, eller et jern (III)-halogenid.
Segregeringstrinnet i fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen bør utføres i nærvær av en inertgass, såsom argon eller nitrogen eller en ikke-oksyderende gass, som hensiktsmessig kan være karbonmonoksyd. Med ikke-oksyderende gass menes en gass som tilveiebringer en slik atmosfære at det metalliske jern og titanoksydene kan sameksistere under de gitte drifts-betingelser, hvilke kan beregnes ut fra termodynamiske data for temperatur og trykk.
Segregeringstrinnet bør utføres ved en temperatur
som er tilstrekkelig høy til å sikre at noe fordampet jernsalt foreligger under segregasjonen. Jernsaltets damptrykk er fortrinnsvis høyere enn 10 _ 3 atmosfære. Således bør temperaturen være minst høy nok til å sikre at jernsaltet er i smeltet form og bør fortrinnsvis være tilstrekkelig høy til å sikre at damper
av jernsalt vil foreligge i tilstrekkelig mengde. Temperaturen bør imidlertid ikke være så høy at en betydelig grad av.begynnende smeltning finner sted i titanoksyd-fasen. Når jern (II)-klorid anvendes som jernsalt, er det blitt funnet ønskelig å utføre segregeringstrinnet ved temperaturer i området 700-1200°C og fortrinnsvis ved temperaturer under 1000°C. Segregeringstrinnet kan utføres ved atmosfæretrykk, men det ligger innenfor oppfinnelsens ramme at det kan anvendes trykk over eller under atmosfæretrykk i dette trinn.
Det vil forstås at med segregeringsreaksjonen ifølge oppfinnelsen vil fullstendig bevegelse av det metalliske jern bort fra partiklenes indre under noen omstendigheter ikke finne sted i én passasje. Det forventes at i en utførelsesform ifølge oppfinnelsen vil bare en del av det metalliske jern segregeres, hvoretter denne segregerte del av jernet skilles fra den gjenværende hovedmengde av titanholdige partikler på hvilken.som helst kjent måte.De således partielt oppredede titanholdige partikler kan returneres til segregeringstrinnets begynnelse,
og prosessen kan gjentas for oppredning av ytterligere mengder av titanholdige partikler.
Ved en foretrukken fremgangsmåte til å utføre segregeringstrinnet anvendes en rørformet reaksjonsbeholder, som til-virkes av et varmefast materiale såsom aluminiumoksyd, eller av en nikkellegering såsom "Inconel" 601 (58-63 vekt% nikkel, 21-25 vekt% krom, resten hovedsakelig jern). Man foretrekker å bruke reaksjonsbeholderen i en slik stilling at rørets hoved-dimensjon er i det vesentlige vertikal, idet rørets nedre ende er lukket, skjønt beholderen kan anvendes i andre stillinger om
.det ønskes. Røret er forsynt med stengbare åpninger for til-førsel, sirkulering eller tilbakeholdelse av gasser i røret. Røret er også forsynt med en åpning omtrent midtveis, regnet i rørets lengderetning, for tilførsel av jernsalt, oppløsnings-middel og eventuelle karbonholdige eller jerntiltrekkende materialer. De partikler som skal behandles, anbringes i rørets nedre ende sammen med jernsaltreagenset og eventuelle hjelpe-materialer. Når denne nedre ende oppvarmes til en "varm sone", vil en del av det fordampede jernsalt stige opp til en "intermediær varmesone" i de midtre områder av røret og deretter til en "kald sone" hvor dampene kondenseres. Røret virker således
som en reaksjonsbeholder med en tilbakeløpskjøler og reduserer således tap av jernsalt ved fordampning.
Ved en annen utførelsesform av fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen kan apparatet ha form av et antall kamre som er innbyrdes forbundet ved ledninger og forsynt med midler hvor-. ved damper kan sirkuleres gjennom kamrene ved forhøyet temperatur.
Ved utførelse av segregeringstrinnet i prosessen
under anvendelse av denne apparatform blir en førsteserie av ett eller flere kamre forsynt med de forhåndsreduserte partikler inneholdende det metalliske jern, og en annen serie av ett eller flere kamre forsynes med karbondholdig eller "iron sink" materiale. Kamrene i den første serie kan hensiktsmessig alternere med kamrene i den annen serie. En passende mengde jernsalt, eller en forløper for dette, plasseres i apparatet, fordampet jernsalt dannes i dette, og de således erholdte damper sirkuleres via damp-sirkulasjonsanordningene, som hensiktsmessig kan være en vifte eller en gasspumpe, slik at dampen bringes i kontakt med innholdet i kamrene, hvorved jernet som foreligger i den første serie av kamre, progressivt overføres til den annen serie av kamre, hvor i det minste én del av det overførte jern reagerer med det karbonholdige eller "iron sink" materiale. Ved denne fremgangsmåte segregeres jernet fra den jernholdige bestanddel, og det segregerte jern transporteres derved til et annet sted hvor det hensiktsmessig omdannes til andre jernholdige produkter, som for eksempel verdifulle ferrolegeringer. Ved denne utførelsesform av fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen blir segregering og separasjon av jernet og den titanholdige bestanddel bevirket samtidig ved fysiko-kjemiske og pneumatiske midler. Når fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen imidlertid utføres på en slik måte at segregeringstrinnet er et trinn for seg som er atskilt fra separasjonstrinnet, idet de segregerte jernpartikler og de titanholdige partikler foreligger som en blanding av forskjellige stoffer i den ene beholderen, så kan disse hensiktsmessig skilles ved fysikalske midler.
I alminnelighet vil graden av segregasjon som oppnås ved fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen, være tilstrekkelig til å frigjøre de metalliske jernpartikler med bare lett maling.
Den opprinnelige partikkelstørrelse av det titanholdige materiale kan således opprettholdes. Dette er en vesentlig fordel når det oppredede titanoksydmateriale skal anvendes som utgangsmateriale for fremstilling av TiC^-pigment etter den velkjente "klorid-rute". En særlig godt egnet separasjonsmetode for en slik blanding av partikler består i at den etter segregering og lett maling underkastes virkningen av magnetiske krefter, hvorved fraksjoner inneholdende forskjellige andeler av jernpartikler og titanholdige partikler kan erholdes. En annen separasjonsmetode som kan anvendes, er å bruke en teknikk som skiller partiklene etter størrelse, for eksempel siktning. Denne metode kommer særlig til anvendelse når man bruker et jern-tiltrekkende middel i partikkelform, hvor partiklene er markert større enn partiklene i det titanholdige materiale som fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen anvendes på.
Andre separasjonsmetoder, som vil være kjent for
fagfolk på området, såsom separasjon under tyngdekraftens
virkning, elektrostatisk separasjon og fIotasjon, kan anvendes. Alternativt kan det segregerte jern fjernes ved kjemiske midler.
Fig. 1 viser skjematisk et flytskjema vedrørende en prosess for oppredning av strandsand-ilmenitt i industriell målestokk, hvor en utførelsesform av fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen inngår som et vesentlig ledd. En sjarge av strandsand-ilmenitt 1 tilføres et reduksjonsanlegg 2, hvor hovedsake-
lig alt jernoksyd reduseres til metallisk tilstand ved oppvarmning i et reduserende miljø. Det varme produkt 3 fra reduksjonsanlegget 2 føres til en segregeringsreaktor 4. Jern (II)-klorid fra en lagerbeholder 5 og et jern-tiltrekkende middel fra en lagerbeholder 6 tilføres også til segregeringsbeholderen 4, som holdes ved den ønskede temperatur mellom 700-900°C i 3 timer,
om nødvendig under anvendelse av oppvarmningshjelpemidler. Produktet fra segregeringsreaktoren blir, etter at jern (II)-kloridet i det vesentlige er fjernet ved destillasjon og lagret i lager-beholderen 5, kjølt i en ikke-oksyderende atmosfære i kjølere
7. Produktet fra kjølerne 7 føres gjennom en magnetisk skille-innretning 8 som deler produktet i tre fraksjoner, en ikke-magnetisk fraksjon 10 omfattende gjenværende partikler av titanoksyd med et lavt jerninnhold, en magnetisk fraksjon 11 omfattende partikler av metallisk jern sammen med det jern-tiltrekkende middel som anvendes, og en intermediær fraksjon 12 omfattende partikler av titanoksyd som inneholder tilstrekkelig metallisk jern til å gjøre dem svakt magnetiske. Den ikke-magnetiske fraksjon 10 er det ønskede oppredede titanoksyd-produkt. Den magnetiske fraksjon 11 behandles ved en prosess som ikke er vist på fig. 1, hvorved det metalliske jern skilles fra det jern-tiltrekkende middel, og sistnevnte resirkuleres til lager-beholderen 6. Den intermediære fraksjon 12 resirkuleres til segregeringsreaktoren 4 og tilsettes til en etterfølgende sjarge av varme produkter 3 fra reduksjonsanlegget 2.
Ved denne utførelsesform av fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen er operasjonene beskrevet slik de utføres sjarge-vis. Fagfolk på området vil imidlertid forstå at det også er mulig å utføre utførelsesformer av fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen som kontinuerlige operasjoner.
De følgende eksempler, hvor alle deler og prosent-angivelser er på vektbasis med mindre annet er sagt, vil ytterligere belyse oppfinnelsen.
I eksempler 1-5 var det titanholdige materiale som
de forskjellige utførelsesformer av fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen ble anvendt på, fremstilt på følgende måte: 200 deler av en strandsand-ilmenitt som inneholdt 32,8% titan og 31,3% jern, og som ble anvendt i form av partikler med en gjennomsnittlig størrelse på 160^um, ble anbrakt i en reaksjonsbeholder og behandlet med en strøm av hydrogen ved ca. 1200°C, slik at 98,6% av den jernholdige bestanddel i ilmenitten ble redusert til metallisk tilstand.
Det således erholdte produkt bestod av partikler med omtrentlig samme størrelse som i den opprinnelige strand-sand-ilmenitt. Mikroskopundersøkelser av seksjoner av disse partikler viste at hver partikkel i alminnelighet var sammensatt av et stort antall av meget små (mindre enn 5^um) partikler av metallisk jern innleiret i en grunnmasse bestående av titanoksyd.
Eksempel 1
20 deler partikkelformig redusert strandsand-ilmenitt fremstilt ved den ovenfor beskrevne fremgangsmåte ble blandet med 1,5 del pulverisert grafitt og 20 deler hydratisert jern (II)-klorid, og den således dannede blanding ble plassert i en digel anbrakt i et vertikalt reaksjonsrør tilvirket av legeringen "Inconel" 601. Blandingen ble oppvarmet til en temperatur innen området 1150-1200°C samtidig som en strøm av argon ble innført i reaksjonsrøret. Etter at den nevnte temperatur var nådd, ble argonstrømmen stanset, reaksjonsbeholderen ble lukket, og materialet i digelen ble holdt i det nevnte temperaturområde i 200 minutter. Digelen med innhold ble så tatt ut fra reaksjons-røret, og. innholdet ble vasket med vann og tørket. Mikroskop-undersøkelse av det tørkede innhold viste at største delen av det metalliske jern var segregert som separate korn atskilt fra de korn som hovedsakelig bestod av titanoksyd. Når en prøve av det tørkede innhold ble underkastet magnetisk separasjonsbehandling, erholdtes en magnetisk fraksjon som utgjorde 72,6% av innholdet, mens resten hovedsakelig bestod av ikke-magnetisk materiale. Det meste av overskuddet av grafitt ble skilt fra det tørkede innhold, som deretter ble malt og underkastet magnetisk separasjonsbehandling. Det produkt som derved erholdtes, ble delt i en hovedsakelig magnetisk fraksjon som utgjorde 52,6% av produktet, og en hovedsakelig ikke-magnetisk restfraksjon som bestod av titanoksyd og en liten mengde magnetisk materiale.
Eksempel 2
Den generelle fremgangsmåte i eksempel 1 ble gjentatt med unntagelse av at mengden av reduserte ilmenitt-partikler som ble behandlet i segregeringstrinnet i prosessen, ble øket til 40 deler, mengden av grafitt ble øket til 3 deler, og argonet i eksempel 1 ble .erstattet med karbonmonoksyd. Mikroskopunder-søkelse av produktet viste at segregeringen av det metalliske jern fra titanoksyd-bestanddelen var som i eksempel 1. Det malte, fraskilte produkt hadde en hovedsakelig ikke-magnetisk fraksjon som utgjorde 57,2% av produktet, og som inneholdt 2,8% metallisk jern og 57,8% titan.
Eksempel 3
Den generelle fremgangsmåte i eksempel 1 ble gjentatt med unntagelse av at grafitten ble erstattet med 5 deler av en jern-karbon-legering. Det tørkede innhold i digelen viste segregering av jernmetall-bestanddelen tilsvarende den segregering som ble oppnådd i eksempel 1,.og i umalt form utgjorde den magnetiske fraksjon 66,2% av det således erholdte produkt.
Eksempel 4
Den generelle fremgangsmåte i eksempel 3 ble gjentatt med unntagelse av at jern-karbon-legeringen ble erstattet med 5 deler pulverisert nikkel.. Segregeringen av jernmetall-partiklene fra titanoksyd-partiklene tilsvarte den som ble oppnådd i eksempel 3.
Mikroskopundersøkelse av seksjoner av partikler av produktet fra segregeringstrinnet viste at nikkel/jern-legerings-partikler var dannet som klart skilte seg ut fra de titanholdige partikler. Partiklene av nikkel/jern-legering ble fjernet, uten at det var nødvendig å male produktet fra segregeringstrinnet,
ved hjelp av et magnetisk felt. Den magnetiske fraksjon utgjorde 57% av produktet.
Eksempel 5
Til 10 deler av produktet fra den ovenfor beskrevne hydirogenreduks jon av ilmenitt ble det tilsatt 6 deler natriumklorid, 2 deler hydratisert jern (II)-klorid og 1 del metallurgisk koks, og den således fremstilte blanding ble oppvarmet i en atmosfære av karbonmonoksyd i 4 timer ved en temperatur i området 1000-1200°C, hvoretter innholdet i reaksjonsbeholderen ble kjølt til romtemperatur, vasket med vann for fjerning av vannoppløselige salter og tørket, hvorved det erholdtes et produkt.hvor det metalliske jern og den titanholdige bestanddel var segregert. Det således erholdte tørkede materiale ble opp-delt i en hovedsakelig ikke-magnetisk fraksjon, en hovedsakelig magnetisk fraksjon og én fraksjon som med hensyn til magnetiske egenskaper lå imellom de to andre fraksjoner, hvor vektforholdet mellom de tre fraksjoner var 50:44:6. Den ikke-magnetiske fraksjon inneholdt 91% av det titan som forelå i ilmenitten,
og hadde et jerninnhold på 6,6%.
En annen prøve av strandsand-ilmenitt ble redusert
på følgende måte for fremstilling av det titanholdige utgangsmateriale for eksempler 6 og 7:
500 deler strandsand-ilmenitt ble blandet med 100
deler aktivt varmebehandlet brunkull. Blandingen ble anbrakt i en oventil åpen reaksjonsbeholder og oppvarmet i 80 minutter ved en temperatur i området 1120-1170°C, hvorunder hovedsakelig alt jernoksyd i ilmenitten ble redusert til metallisk jern.
Mikroskopundersøkelse av produktet fra denne reduk-sjonsprosess viste at partiklene av redusert ilmenitt hadde en lignende struktur som de ved hydrogenreduksjon erholdte partikler, dvs. de bestod av små partikler av metallisk jern innleiret i en grunnmasse av titanoksyd.
Eksempel 6
300 deler natriumklorid og 75 deler hydratisert jern (II)-klorid ble tilsatt til og blandet med produktet fra brunkull-reduksjonen av ilmenitt. Den således erholdte blanding ble oppvarmet i en atmosfære av karbonmonoksyd i to timer i en ovn ved temperaturer i området 1160-1180°C og ble deretter kjølt, vasket med vann for fjerning av rester av vannoppløseiige salter og tørket. Mikroskopundersøkelse av det tørkede pro-
dukt viste vesentlig segregering av den metalliske jern-bestanddel fra titan-bestanddelen. Det således erholdte produkt ble skilt i en hovedsakelig ikke-magnetisk fraksjon, en hovedsakelig magnetisk fraksjon og en med hensyn til magnetiske egenskaper mellomliggende fraksjon. Den ikke-magnetiske fraksjon utgjorde 54% av det tørkede produkt og inneholdt over 80% av det samlede titaninnhold i den opprinnelige ilmenitt som ble behandlet, og inneholdt også 6% jern. Den magnetiske fraksjon inneholdt 4% titan.
Eksempel 7
863 deler av produktet fra den ovenfor beskrevne fremgangsmåte til reduksjon av ilmenitt ble tilsatt til og blandet med 580 deler natriumklorid. Den resulterende blanding ble anbrakt i en oventil åpen reaksjonsbeholder og overført til en ovn som ble oppvarmet til en temperatur i området 1140^1150oC. En blanding av karbonmonoksyd og hydrogen-
klorid i volumforhoidet 2,5:1 ble ledet inn i ovnen, hvor den kom i kontakt med innholdet i reaksjonsbeholderen. Etter 2,25 timer ble reaksjonsbeholderen med innhold tatt ut av ovnen og kjølt til romtemperatur. Innholdet i beholderen ble vasket med vann inntil det var fritt for natriumklorid og ble så tørket, hvorved det erholdtes et produkt i hvilket største delen av jernmetall-bestanddelen var segregert fra deri titanholdige bestanddel. Det således erholdte produkt ble behandlet i et magnetisk felt, hvorved tre fraksjoner
erholdtes. Den første fraksjon utgjorde 37% av det tørkede innhold og var hovedsakelig ikke-magnetisk; den annen fraksjon utgjorde 18% av det tørkede innhold og var hovedsakelig magnetisk; den tredje fraksjon var en fraksjon som med hensyn til magnetiske egenskaper lå mellom de to andre fraksjoner,
og som utgjorde 45% av det tørkede innhold. Den ikke-magnetiske fraksjon ble kalsinert, og det således erholdte kalsinerte produkt inneholdt 55,8% titan (hvilket tilsvarer 93% uttrykt som T±0^) og 2,2% jern. Den magnetiske fraksjon inneholdt 0,8% titan, og resten av denne fraksjon har hovedsakelig metallisk jern.
Eksempler 8- 10
En prøve av malt, oksydert norsk bergarts-ilmenitt
ble redusert med hydrogen ved 760-780°C inntil en vesentlig del av jernoksyd-innholdet var omdannet til metallisk tilstand.
Mikroskopundersøkelse viste at partiklene var som de som erholdtes ved reduksjon av strandsand-ilmenitt. Partiklene var magnetiske. 100 deler av denne reduserte norske ilmenitt ble holdt ved 800°C i nærvær av FeC^, som var fremstilt av FeCl24H20, og jern-tiltrekkende midler i mengder som angitt
i tabell 1. Magnetisk separasjon av produktet fra segregeringsreaksjonen gav en ikke-magnetisk fraksjon, en magnetisk fraksjon og en med hensyn til magnetiske egenskaper mellomliggende fraksjon. Mengden av ikke-magnetisk materiale som ble utvunnet i hvert eksempel er angitt i tabell 1.
Mikroskopundersøkelse viste at de ikke-magnetiske fraksjoner i alle tre eksempler omfattet oppredet titanoksyd og var i det vesentlige fri for metallisk jern og koks.
Eksempler 11- 17
Det skal nå gis eksempler på utførelsesformer av fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen hvor nikkel anvendes som det jern-tiltrekkende middel og FeCl2, tilført på forskjellige måter, som det segregerende middel. Eksemplene viser effektiviteten av fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen når den anvendes over et segregeringstemperatur-område fra 700°C til 1000°C under anvendelse av prøver av oksydert strandsand-ilmenitt som er blitt redusert med hydrogen ved temperaturer mellom 770°C og 1200°C. I eksempler 11-15 ble FeCl2avledet, fra FeCl24H20. I eksempel 14 ble FeCl2 blandet med natriumklorid. I eksempler 16 og 17 ble FeCl2fremstilt in situ ved tilførsel av henholdsvis HC1 og Cl2til segregeringsbeholderen ved segregeringstemperaturen.
Magnetiske separasjoner av de produkter som erholdtes i disse forsøk, gav ikke-magnetiske, magnetiske og i magnetisk henseende mellomliggende fraksjoner. Utbyttet av titan i den ikke-magnetiske fraksjon i hvert eksempel er angitt i tabell 2.
Mikroskopundersøkelse viste at de ikke-magnetiske fraksjoner i samtlige eksempler omfattet titanoksyd og var i det vesentlige fri for metallisk jern og nikkel. Opp-redningstallet defineres her som vekt% titan i det ikke-magnetiske produkt dividert med vekt% titan i den reduserte ilmenitt som anvendes som utgangsmateriale for segregeringsprosessen.
Et oppredningstall større enn 1 indikerer at oppredning har funnet sted. Sammenligningsvis ble det funnet at når den temperatur ved hvilken den reduserte ilmenitt som anvendt i eksempel 14 ble oppvarmet i nærvær av jern (II)-klorid, bare var 600°C, så kunne det ikke fraskilles noen ikke-magnetisk fraksjon, slik at ingen oppredning ble ansett å ha funnet sted.
Eksempler 18- 23
Stransand-ilmenitt ble redusert med hydrogen ved 760-780°C inntil en vesentlig del av jernoksyd-innholdet var omdannet til den metalliske tilstand. I hvert eksempel ble 100 deler av denne reduserte strandsand-ilmenitt oppvarmet i nærvær av jernsalter ved temperaturer som angitt i tabell 3. I eksempler 18-22 var jernsaltet Fel2. I eksempel 23
ble det som jernsalt anvendt en blanding av Fel2og FeBr2•
De jern-tiltrekkende midler som ble anvendt, er angitt i tabell 3.
Magnetisk separasjon av de vaskede produkter fra segregeringsreaksjonene gav ikke-magnetiske, magnetiske og i magnetisk henseende mellomliggende fraksjoner.
Mikroskopundersøkelse viste at de ikke-magnetiske fraksjoner omfattet oppredet titanoksyd og var i det vesentlige fri for metallisk jern. De utbytter som er angitt i tabell 3, er beregnet ut fra den mengde av ikke-magnetisk materiale som ble utvunnet, uttrykt som den prosentvise andel av titanoksyd-bestanddelen i den reduserte ilmenitt.
Fig. 2, 3 og 4 er reproduksjoner av mikrofotografier av seksjoner av partikler og illustrerer segregeringsfenomenet slik det finner sted ved utførelse av utførelsesformer av den foreliggende oppfinnelse.
Under de betingelser som ble anvendt da mikrofotografi-ene ble tatt, fremtrer metallisk jern som de hvite områder 1. Titanoksyd-materialet er i kontrast hertil vist som lysegrå områder 2. De mørkere grå områder 3 viser hvor det er tomrom i partikkelen. Forstørrelsen er på fig. 2 X625 og på fig. 3 og 4 X125.
I redusert ilmenitt (fig. 2) vil jernet 1 ses å være innleiret i en grunnmasse av titanoksyd 2 med en del tomrom 3.
Fig 3 og 4 viser partikler erholdt fra segregeringstrinnet i utførelsesformer av fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen.
Det er intet synlig jern i de større partikler, som omfatter titanoksyd 2 og tomrom 3. Jernet 1 vil ses å foreligge i form av små atskilte partikler når det ikke. anvendes noe jern-tiltrekkende middel (fig. 3). På fig. 4 foreligger jernet 1 sammen med kobber-partikler tilsatt som et jern-tiltrekkende middel.
Claims (13)
1. Fremgangsmåte til oppredning av partikler av titanholdig materiale omfattende som en første bestanddel titanoksyd og som en annen bestanddel metallisk jern, hvor den første og annen bestanddel foreligger intimt forbundet i partiklene,
hvilken fremgangsmåte er karakterisert ved at man første' i et segregeringstrinn utsetter partiklene for et ikke-oksyderende miljø, hvilket miljø kjennetegnes ved forhøyet temperatur og omfatter damper avledet fra et jernsalt, slik at i det minste en del av det metalliske jern segregeres ved translokasjon fra partiklenes indre til partiklenes utside, og at man i et separasjonstrinn skiller det således segregerte metalliske jern fra resten av partiklene.
2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at partiklene av titanholdig materiale er det produkt som erholdes ved reduksjon av malmer omfattende jerntitan-oksyder.
3. Fremgangsmåte ifølge krav 1 eller 2, karakterisert ved at de nevnte damper erholdes fra i det minste et jernhalogenid valgt fra gruppen bestående av fluorid, klorid, bromid og jodid av toverdig jern.
4. Fremgangsmåte ifølge krav 3, karakterisert ved at jernhalogenidet fremstilles in situ ved omsetning av metallisk jern med i det minste et halogenholdig stoff valgt fra gruppen bestående av hydrogenklorid, hydrogenbromid, hydro-genjodid, klor, fluor, brom, jod og jern (III)-halogenider.
5. Fremgangsmåte ifølge et av kravene 1-4, karakterisert ved at den forhøyede temperatur som anvendes i segregeringstrinnet, ligger i området 600-1200°C.
6. Fremgangsmåte ifølge et av kravene 1-4, karakterisert ved at den forhøyede temperatur som anvendes i segregeringstrinnet, ligger i området mellom jernsaltets smeltepunkt og 1000°C.
7. Fremgangsmåte ifølge et av de foregående krav, karakterisert ved at det anvendes et jern-tiltrekkende middel i segregeringstrinnet.
8. Fremgangsmåte ifølge krav 7, karakterisert ved at det jern-tiltrekkende middel er en kilde for karbon valgt fra gruppen bestående av karbonmonoksyd, koks, grafitt og karbon-legeringer.
9.. Fremgangsmåte ifølge krav 7, karakterisert ved at det jern-tiltrekkende middel er et element valgt fra gruppen nitrogen, bor, fosfor, silisium og svovel, og er i stand til å danne en legering eller forbindelse med jern.
10. Fremgangsmåte ifølge krav 7, karakterisert ved at det jern-tiltrekkende middel er et overgangsmetall.
11. Fremgangsmåte ifølge krav 10, karakterisert ved at overgangsmetallet velges fra gruppen bestående av nikkel., kobber og nikkel-kobber-legeringer.
12. Fremgangsmåte ifølge et av de foregående krav, karakterisert ved at det ikke-oksyderende miljø omfatter et oppløsningsmiddel for jernsaltet valgt fra gruppen bestående av natriumklorid, kaliumklorid, magnesiumklorid, kalsiumklorid og blandinger derav.
.
13. Fremgangsmåte ifølge et av de foregående krav, karakterisert ved at man i separasjonstrinnet skiller det segregerte metalliske jern fra det øvrige materiale ved magnetiske midler.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
AUPD075077 | 1977-07-08 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
NO782318L true NO782318L (no) | 1979-01-09 |
Family
ID=3767076
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
NO782318A NO782318L (no) | 1977-07-08 | 1978-07-04 | Fremgangsmaate til oppredning av titanmalmer |
Country Status (13)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4295878A (no) |
JP (1) | JPS5437015A (no) |
BR (1) | BR7804366A (no) |
CA (1) | CA1116867A (no) |
DE (1) | DE2830302A1 (no) |
ES (1) | ES471550A1 (no) |
FR (1) | FR2396801A1 (no) |
GB (1) | GB2000755B (no) |
IT (1) | IT1158881B (no) |
NL (1) | NL7807372A (no) |
NO (1) | NO782318L (no) |
NZ (1) | NZ187688A (no) |
ZA (1) | ZA783519B (no) |
Families Citing this family (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4938085A (en) * | 1987-06-30 | 1990-07-03 | Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha | Power transmission system in a tractor |
BR9005383A (pt) * | 1989-10-31 | 1991-09-17 | Du Pont | Processo para beneficiamento de material transportando titanio contendo ferro |
US5660805A (en) * | 1989-10-31 | 1997-08-26 | E. I. Du Pont De Nemours And Company | Method for beneficiating titanium-bearing material containing iron |
NZ281896A (en) * | 1994-03-08 | 1998-06-26 | Rgc Mineral Sands Ltd | Acid leaching of titaniferous ores; comprising separate sulphuric acid leaching and hydrochloric acid leaching and one or more pretreatment steps |
DE19537447A1 (de) * | 1995-10-07 | 1997-04-10 | Basf Ag | Rückgewinnung von Aktivkomponenten aus Trägerkatalysatoren oder Vollkatalysatoren |
MX2007006879A (es) * | 2004-12-10 | 2007-08-17 | Altair Nanomaterials Inc | Tratamiento preliminar de menas titaniferas refractarias. |
US20130022522A1 (en) * | 2010-04-06 | 2013-01-24 | Iluka Resources Limited | Synthetic rutile process a |
Family Cites Families (22)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB827470A (en) | 1956-04-03 | 1960-02-03 | Walter M Weil | Treatment of titanium dioxide ores |
GB827471A (en) | 1956-04-03 | 1960-02-03 | Walter M Weil | Treating titanium oxide ore |
FR1159588A (fr) * | 1956-04-19 | 1958-06-30 | Traitement des minerais de bioxyde de titane | |
US3148974A (en) * | 1962-05-15 | 1964-09-15 | Rampacek Carl | Method for segregating copper ores |
BE752158A (fr) * | 1969-06-18 | 1970-12-18 | Laporte Industries Ltd | Procede d'enrichissement de minerais |
IL32685A (en) * | 1969-07-23 | 1972-08-30 | Dead Sea Works Ltd | Decomposition of ilmenite |
GB1317021A (en) * | 1970-01-09 | 1973-05-16 | Stone Webster Eng Corp | Production of nickel |
ZA71371B (en) * | 1970-01-21 | 1972-06-28 | Dunn Inc W | Recovery of thio2 from ores thereof |
JPS4920853B1 (no) * | 1970-05-26 | 1974-05-28 | ||
SU396368A1 (ru) | 1970-09-22 | 1973-08-29 | Способ получения металлизованных окатышей | |
AU3667971A (en) * | 1970-12-11 | 1973-06-14 | Nilux Holding | Beneficiation of ores |
US4062675A (en) * | 1971-03-25 | 1977-12-13 | The Hanna Mining Company | Ore treatment involving a halo-metallization process |
GB1383398A (en) * | 1971-04-07 | 1974-02-12 | Mitsubishi Metal Mining Co Ltd | Method for producing titanium concentrate |
AU472288B2 (en) * | 1971-04-29 | 1973-10-18 | Wendell E. Dunn, Inc | A process for beneficiating titaniferous ores |
CA965961A (en) * | 1972-02-09 | 1975-04-15 | Ramamritham Sridhar | Concentration of nickel values in oxidized ores |
US3859077A (en) * | 1972-03-17 | 1975-01-07 | Donald F Othmer | Manufacture of titanium chloride, synthetic rutile and metallic iron from titaniferous materials containing iron |
GB1397200A (en) * | 1972-04-04 | 1975-06-11 | Ici Australia Ltd | Process of producing metallic iron from iron oxides |
AU473854B2 (en) * | 1972-04-04 | 1974-09-26 | Ici Australia Limited | A process forthe benefication of oxide ores |
US3802868A (en) * | 1972-06-07 | 1974-04-09 | R Cech | Method of refining substantially sulphurfree copper ore concentrates |
AU477800B2 (en) * | 1972-07-13 | 1975-01-09 | Commonwealth Scientific & Industrial Research Organisation | Improvements in and relating tothe extraction of metals from metal ores |
US3926614A (en) * | 1974-04-19 | 1975-12-16 | Du Pont | Ilmenite beneficiation with fecl' 3 'glaeser; hans hellmut |
GB1471544A (en) | 1974-10-25 | 1977-04-27 | British Steel Corp | Direct reduction of metallic ores |
-
1978
- 1978-06-20 ZA ZA00783519A patent/ZA783519B/xx unknown
- 1978-06-27 NZ NZ187688A patent/NZ187688A/xx unknown
- 1978-07-04 NO NO782318A patent/NO782318L/no unknown
- 1978-07-05 GB GB7828851A patent/GB2000755B/en not_active Expired
- 1978-07-06 IT IT25412/78A patent/IT1158881B/it active
- 1978-07-06 CA CA000306946A patent/CA1116867A/en not_active Expired
- 1978-07-06 BR BR7804366A patent/BR7804366A/pt unknown
- 1978-07-07 ES ES471550A patent/ES471550A1/es not_active Expired
- 1978-07-07 FR FR7820397A patent/FR2396801A1/fr not_active Withdrawn
- 1978-07-07 NL NL7807372A patent/NL7807372A/xx not_active Application Discontinuation
- 1978-07-08 JP JP8252778A patent/JPS5437015A/ja active Pending
- 1978-07-10 DE DE19782830302 patent/DE2830302A1/de active Granted
-
1979
- 1979-10-10 US US06/083,516 patent/US4295878A/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
ES471550A1 (es) | 1979-01-16 |
GB2000755A (en) | 1979-01-17 |
US4295878A (en) | 1981-10-20 |
NZ187688A (en) | 1980-12-19 |
ZA783519B (en) | 1979-10-31 |
JPS5437015A (en) | 1979-03-19 |
IT7825412A0 (it) | 1978-07-06 |
BR7804366A (pt) | 1979-05-02 |
CA1116867A (en) | 1982-01-26 |
IT1158881B (it) | 1987-02-25 |
DE2830302A1 (de) | 1979-01-25 |
FR2396801A1 (fr) | 1979-02-02 |
NL7807372A (nl) | 1979-01-10 |
DE2830302C2 (no) | 1987-04-02 |
GB2000755B (en) | 1982-04-21 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Brocchi et al. | Chlorination methods applied to recover refractory metals from tin slags | |
US7972412B2 (en) | Process for recovering platinum group metals from ores and concentrates | |
NZ579055A (en) | A method of producing titanium metal powder through the reduction of titanium trifluoride with aluminium | |
Yuan et al. | A critical review on extraction and refining of vanadium metal | |
Kang et al. | Removal of iron from titanium ore through selective chlorination using magnesium chloride | |
NO180645B (no) | Fremgangsmåte ved gjenvinning av titan fra en kompleks titan-nitrid-matriks | |
NO166932B (no) | Fremgangsmaate til fremstilling av jernglimmer. | |
NO782318L (no) | Fremgangsmaate til oppredning av titanmalmer | |
Seki et al. | Reduction of titanium dioxide to metallic titanium by nitridization and thermal decomposition | |
Dunn et al. | Pyrolysis of arsenopyrite for gold recovery by cyanidation | |
NO127517B (no) | ||
Túnez et al. | Kinetic study on the chlorination of indium oxide | |
US2770541A (en) | Method of producing titanium | |
Moodley et al. | Chlorination of titania feedstocks | |
NO152041B (no) | Fremgangsmaate for fremstilling av vannfritt magnesiumklorid ved klorering av magnesiumkarbonat | |
US3407031A (en) | Process for the manufacture of inorganic chlorides | |
US2783142A (en) | Method of producing titanium | |
NO782319L (no) | Fremgangsmaate til behandling av metallholdige materialer | |
Campbell et al. | Preparation of high-purity vanadium by magnesium reduction of vanadium dichloride | |
CN111187916B (zh) | 一种利用工业钛渣制备高纯钛的方法 | |
US3729544A (en) | Separation of iron by chlorination of a ferro-alloy | |
Shen et al. | Kinetics of selective removal of iron from chromite by carbochlorination in the presence of sodium chloride | |
Mudzanapabwe et al. | In situ carbothermic reduction of a ferro-columbite concentrate in the recovery of Nb and Ta as metal matrix composite from tin smelting slag waste dump | |
GB2122223A (en) | Recovering iron and non-ferrous metals | |
NO156488B (no) | Fremgangsmaate for fremstilling av ett eller flere titanklorider |