PL42074B1

PL42074B1 -

Info

Publication number: PL42074B1
Application number: PL42074A
Authority: PL
Filing date: 1958-07-28
Publication date: 1959-04-15

Description

Opublikowano dnia 6 sierpnia 1959 r.^ POLSKIEJ RZECZYPOSFOLITEJ LUDOWEJ OPIS PATENTOWY Nr 42074 Ki. 40 a, 11/50 Instytut Metali Lekkich i Rzadkich*) Skawina k. Krakowa, Polska Sposób wzbogacania popiolu wegla lub ropy naftowej w pierwiastki rzadkie, jak gal, german, tytan, wanad, molibden, uran, tor oraz cyna, kobalt i nikiel Patent trwa od dnia 28 lipca 1958 r.Popiól z wegla kamiennego, brunatnego lub ropy naftowej oraz rózne odpady .techniczne i naturalnie (np. lupki prazone) o podobnym -skladzie chemicznym, jak popioly z wegla, za¬ wieraja oprócz kilku procent zelaza maly pro¬ cent innych pierwiastków rzadkich jak gal, german, tytan, wanad, molibden, uran, tor oraz cyna kobalt, nikiel. Istnieja r6ziw metody otrzymywania poszczególnych pierwiastków pod warunkiem, ze ich stezenie osiagnie co naj¬ mniej granice oplacalnosci procesu otrzymy¬ wania. Na przyklad minimalna zawartosc ger¬ manu wynosi 0,1%, galu zas 0,01%, dla wana¬ du liczba ta wynosi 1%. Przy stezeniu 0,1% Ge i 0,01% Ge istnieja chemiczne sposoby prze- *) Wlasciciel patentu oswiadczyl, ze twórca wynalazku jest inz. Michal Ryczek. robu na drodze mokrej przez chlorowanie, oparte o metode G.T. Morgana.Zawartosc pieciotlenku wanadu w popiele wegla brunatnego z Ameryki Poludniowej przekracza nawet 30%. Przy . przerobie ~ tego surowca stosuje sie tu normalne lugowanie po uprzednim prazeniu z weglanem sodu lub wo¬ dorotlenkiem sodowym. Dla tytanu i molibde¬ nu nie zostaly jeszcze opracowane metody przerobu, poniewaz stezenie w popiolach we- j*la zawsze jeszcze znajduje sie ponizej granicy oplacalnosci przerobu.Stezenie germanu i galu tylko w bardzo, nie¬ wielu rodzajach wegla oraz w innych produk¬ tach (pylach gazownianych lub genaratoro- wych) przekracza dolna granice oplacalnosci przerobu. Ilosc tych surowców w stosunku do ilosci surowców ubogich (jak np. pyly kotlow- niane i elektrowniane) jest znikoma. Dla wzbo-gacenia gewnanu opracowana zostala przez I. W. Goldschmidta metoda, oparta na latwej lotnosci moncsiarczku germanu. Surowce o nizszej zawartosci germanu sa poddawane dzia¬ laniu gazu, zawierajacego siarkowodór i stano¬ wiacego poza tym atmosfere redukcyjna. W temperaturze 980 — 1080° C tworzy sie latwo- lótny monósiarczek germanu, który po ochlo¬ dzeniu gazu wydziela sie i zostaje w procesie odpylania zatrzymany wraz z innymi pylami.Metoda ta jest bardzo kosztowna i daje efekty pozadane tylko w tym przypadku, kiedy ger¬ man znajduje sie w surowcu w postaci roz¬ puszczalnej w HC1.Sposób wedlug wynalazku rózni sie od in¬ nych tym, ze daje mozliwosci wzbogacenia wszystkich pierwiastków metalicznych, obec¬ nych w rudzie lub popiolach jednoczesnie, nie¬ zaleznie od tego, w jakim stezeniu znajduja sie one w surowcu, w jakiej postaci i czy sa wbudowane w inne siatki krystaliczne, czy tez znajduja sie w postaci rozpuszczalnej.Piopiól wegla lub rózne odpady hutnicze, za¬ nieczyszczone takze zwiazkami zelaza, zostaja poddane redukcji w piecach hutniczych rózne¬ go typii w temperaturze powyzej 1000° C, na przyklad w piecu obrotowym, szybowym lub zawieszeniowym. Namiar ustala sie wedlug ro¬ dzaju pieca, korygujac dodatkami na podsta¬ wie trójkata Rankina, tak zeby w piecu moz¬ na bylo obok odpowiedniej lepkosci zuzla otrzymywac redukcje tlenku zelaza az do zja¬ wienia sie metalicznego zelaza. W toku tego procesu german redukuje sie calkowicie do tlenku dwuwartosciowego, przy czym z pieca ulatnia sie on i zostaje osadzony w pyle pieco¬ wym, jako skladnik nie zwiazany GeO, gal zas redukuje sie czesciowo do Ga*0. Pyl zatem wzbogaca sie w gal i german. Przy zbrykieto- waniu namiaru maleje zapylenie gazu, przy czym wzrasta stezenie germanu i galu w pyle piecowym. Znaczna czesó tlenku galu redukuje sie *do metalicznego galu, a poniewaz dla nie¬ go zelazo jest kolektorem, rozpuszcza sie on w fazie metalicznej zelaza. Molibden, znajdujac sie .w surowcu, przechodzi glównie do metalu a czesciowo do pylu jako MoOs. Wanad, chrom, kobalt, nikiel, uran i tor, które znajduja sie w popiele wegla, zostaja calkowicie zredukowa¬ ne .do metalu. Tytan tworzy weglik lub krzemek, który zostaje rozpuszczony w stopio¬ nym zelazie, a nastepnie osobno wykrystalizo- wuje sie z fazy metalicznego zelaza.W procesie hutniczym w piecu szybowym od¬ dziela sie metal od zuzla po czesciowej lub cal- .. kowitej redukcji zelaza, w piecach zas obroto¬ wych przeprowadza sie oddzielanie za pomoca magnesu.W obu, tych operacjach otrzymuje sie trzy produkty. Pierwszym produktem jest pyl pie¬ cowy, osadzony ponizej 500° C, zawierajacy ger¬ man i gal oraz n^olibden i cyne z uzyskiem 90, 30 i 25%. Drugim produktem jest zelazo i niecalkowicie zredukowany sztuczny magne¬ tyt, zawierajacy tytan, gal/molibden, uran i tor z uzyskiem 50, 60, i 50% oraz calkowi¬ ta ilosc wanadu* niklu i kobaltu. Trzecim pro¬ duktem jest zuzel krzemianowy.Maksymalny stopien wzbogacenia germanu w pyle w stosunku do jego stezenia w namia¬ rze moze byc 10 — 20 krotny a przy zbrykie- towaniu wsadu wzbogacenie podwyzsza sie nawet 40-krotnie.Odmiana sposobu wydzielenia germanu w temperaturze powyzej 500° C polega na bez¬ posredniej redukcji wodorem.W tym przypadku tlenek germanu redukuje sie do metalicznego germanu, który laczy sie z wodorem na czterowodorek germanu. Czte- rowodorek germanu rozklada sferze pieca i tworzy z dwutlenkiem wegla lot¬ ny monotlenek germanu, ^tó,ry osadza sie w pyle piecowym; gal zas calkowicie redukuje sie do metalu i wydziela sie ze sztucznym ma¬ gnetytem.Faza metalicznego zelaza moze byc przero¬ biona w dwojaki sposób, opisany ponizej.Pierwszy sposób polega na stopieniu, swie¬ zeniu i wprowadzeniu V, Ti, Mo i Cr do zuzla, przy czym Ga^O uchodzi z pylem konwertoro¬ wym, a zuzel wanadowo-tytanowy oraz galo- nosny pyl konwertorowy sluza do dalszego przerobu.Wedlug drugiego sposobu faza metaliczna po granulacji zostaje poddana przeróbce chemicz¬ nej przez chlorowanie suchym chlorem w tem¬ peraturze do 360*0. Jako destylaty otrzymuj? sie mieszanke bezwodnych chlorków TiCh, VCl4, GaCls, SiCh o malej zawartosci FeCh, która poddaje sie nastepnie rektyfikacji. Gab¬ ka, pozostajaca po chlorowaniu, jest lugowana woda, przy czym do roztworu przechodza chlorki Ni, Co, U i Th oraz male ilosci FeCl*.Droga ekstrakcji frakcjonowanej otrzymuje sie z roztworu wymienione chlorki, wymyte zas granulki zelaza po przetopieniu maja taka wartosc jak zlom stalowniczy. PL

Claims

Zastrzezenia patentowe 1. * Spoinb wzbogacania popiolu wegla lub ropy naftowej w pierwiastki rzadkie jak gal, ger¬ man, tytan, wanad, molibden, uran, tor oraz cyna, kobalt i nikiel, anamienny tym, ze wsad zawierajacy zwiazki zelaza podda¬ je sie redukcja w piecach hutniczych dowol¬ nego typu w temperaturze powyzej 1000° C az do utworzenia metalicznego zelaza, przy czym german i ozesc galu wraz z cyna i mo¬ libdenem i redukuja sie na lotne tlenki o najnizszym stopniu utlenienia, przez co wzrasta ich stezenie w uchodzacym pyle, inne zas skladniki redukuja sie do metalu i gromadza sie w zelazie lub sztucznym magnetycie.
2. Odmiana sposcbu wzbogacania wedlug zastrz. 1, zamienna tym, ze redukcje prze¬ prowadza gie za pomoca wodoru w tempe¬ raturze powyzej 500° C, przy czym german laczac sie z wodorem wydziela sie jako ger- .manctwodór, który utleniajac sie w atauw sferze pieca osadza sie w pyle piecowym.
3. Sposób wzbogacenia wedlug zastrz. 1 i 2, znamienny tym, ze otrzymane zelazo zawie¬ rajace skladniki jak Ti, Mo, V, Or, U itp. poddaje sie swiezeniu tlenem in sta/tu nas- cendi, stosujac jako srodek utleniajacy nad¬ tlenek manganu (MnOn), nadzelazian sodu (NagFeO*) itp. 4. Odmiana sposobu wedlug zastrz. 3, znamien¬ na tym, ze zelazo, zawierajace slady sklad¬ ników Ti, V, Mo, Cr, U, Ni, Co itp. poddaje sie przeróbce chemicznej przez chlorowanie suchym chlorem w temperaturze do 3fl0° C i po odprowadzeniu destylatów pozostalosc luguje sie woda. Instyiut Metali Lekkich i Rzadkich Zastepca: dr Adam Poniklo, rzecznik patentowy Bltk 127^ 2.
4.59 r. 100 B-J PL