PL43106B1 - - Google Patents

Description

Opublikowano dnia 14 maja 1960 r. / 3^ wsli^i- O £ A Wt BIB L I O T B K Al Urzedu Pateat owego! Polskiej Rzeczypospolitej Ludewejl POLSKIEJ RZECZYPOSPOLITEJ LUDOWEJ OPIS PATENTOWY Nr 43106 Feliks Olszak Kraków, Polska Zygmunt Osika Kraków, Polska Jerzy Wolny Kraków, Polska Sposób przerabiania zuzla martenowskiego Patent trwa od dnia 3 listopada 1958 r.KI. 18b, 21/01 Przedmiotem wynalazku jest sposób przera¬ biania zuzla martenowskiego celem odzyskania zawartego w nim manganu, zelaza i fosforu.Zuzel martenowski mimo ze zawiera sze¬ reg cennych skladników nie znajduje w zasa¬ dzie zastosowania przemyslowego i z tego tez wzgledu uwazany jest jako produkt odpadowy, nie nadajacy sie do dalszej przeróbki tech¬ nicznej.Istnieje wiele sposobów przerabiania zuzla martenowskiego, niemniej jednak nie daja one pelnego odzysku zawartych w nim sklad¬ ników, a poza tym sa to sposoby kosztowne i dlatego nie stosowane na skale przemyslowa.Sposób wedlug wynalazku usuwa wady do¬ tychczasowych metod i jest od nich znacznie tanszy.Typowy sklad zuzla martenowskiego za¬ wiera 4—11% tlenku manganawego MnO, 15—22% tlenku zelazawego FeO, 1,5—3% pie¬ ciotlenku fosforu P205, 18—24% krzemionki SiOa, 35—45% tlenku wapnia CaO, 3—6% tlen¬ ku glinu A1203 oraz 6—8% tlenku magnezu MgO. Z zuzla o powyzszym lub podobnym skladzie chemicznym mozna otrzymac na ska¬ le techniczna stop, zawierajacy okolo 90% ze¬ laza, okolo 6,5% manganu i okolo 1,5% fosfo¬ ru. Ponadto sposobem wedlug wynalazku otrzymuje sie chlorek manganawy MnCli oraz niewielkie ilosci chlorku zelazowego FeCl2, z których nastepnie mozna uzyskac mangan me¬ taliczny oraz zelazo, nadajace sie do proce¬ sów metalurgicznych.Sposób wedlug wynalazku polega na odpo-wiednira przygotowaniu mieszaniny zuzla, a nastepnie poddaniu jej prazeniu w odpowied¬ nio -wysokiej temperaturze, Przygotowanie mieszaniny polega na do¬ kladnym wysuszeniu zuzla martenowskiego w temperaturze okolo 150°C przez okrer 2— 3 go¬ dzin zaleznie od stopnia wilgotnosci zuzla, przy czym suszenie nie wymaga zadnych spe¬ cjalnych urzadzen. Do wysuszonego zuzla do¬ daje sie 3—5% rozdrobnionego wegla, który w procesie prazenia spelnia role reduktora oraz 20—25% bezwodnego chlorku wapnia CaCl* jako czynnika chlorujacego wedlug proporcji: kg CaCl2 kg (Fe + Mn) = lf2 gdzie. (Fe + Mn) równa sie sumie zawartosci tych skladników w zuzlu. * Tak przygotowana mieszanina stanowi wsad, który nastepnie poddaje sie dokladnemu roz¬ drobnieniu oraz wymieszaniu w znanym mly¬ nie kulowym, przy czym srednica rozdrobnio¬ nych ziarn nie powinna przekraczac 3 mm.Wsad umieszcza sie w znanym lecz nie uzy¬ wanym do tej pory i do tego celu piecu elek¬ trycznym oporowym o wylozeniu weglowym, do którego podlaczono aparature, stanowiaca uklad zamkniety.Uklad zamkniety aparatury, bezwzglednie potrzebnej do przebiegu procesu odzyskowego, przedstawia fig. 1.Komora reakcyjna 1 pieca elektrycznego oporowego polaczona jest z aparatura odpo¬ wiednimi rurowymi przewodami 2, z konden- zatorem 3, odpylaczem 4, pompa 5 waz z od- tleniaczem 6, którego wlot wchodzi do komo¬ ry 1.Zastosowanie pieca elektrycznego oporowe¬ go do przerobienia zuzla martenowskiego we- znanych pieców elektrycznych np. lukowych, pozwala na utrzymanie w komorze reakcyjnej 1 optymalnej i stalej temperatury w grani¬ cach np. 1380—1440°C, która jest bezwzgled¬ nie potrzebna dla wlasciwego przebiegu reak¬ cji chemicznych. Jako elementy grzejne sto¬ sowane sa opory weglowe.W komorze reakcyjnej 1 wsaci poddaje sie prazeniu w temperaturze 1300—1500°C pracz okres 30—90 minut, co zalezy od Kosci wsadu i szybkosci przeplywu gazów transportowych.Przeplyw gazów transportowych powoduje pompa 5. Gazy transportowe, krazace w zam¬ knietym ukladzie jak na fig. 1 charakteryzu¬ ja sie tym, ze nie zawieraja w swym skladzie wolnego tlenu, skutkiem czego w komorze 1 panuje zawsze atmosfera redukujaca. Gazy transportowe przenosza lotne produkty reak¬ cji, a mianowicie pary chlorku manganawego MnCl2 i chlorku zelazawego FeCl2 z komory reakcyjnej I do kondenzatora 3.Niepozadanemu zetknieciu sie lotnych par MnCl2 i FeCl2 z tlenem, który by ewentualnie dostal sie do gazu transportowego na skutek nieszczelnosci ukladu {dzikie powietrze) zapo¬ biega odHeniacz tf, zawierajacy koks nagrzany do temperatury 800—900°C, w którym tlen wiaze sie wedlug reakcji: C + l/202 — CO W czasie prazenia, które odbywa sie w at¬ mosferze redukujacej powstaja trzy fazy, a mianowicie faza lotna zawierajaca lotne pary MnCi2 i FeCk, faza zuzlowa zawierajaca glów¬ nie Si02, AI2O3, CaO, MgO, i CaCl2 oraz faza metaliczna, do której przechodzi prawie w ca¬ losci zelazo, znaczna ilosc fosforu oraz reszta manganu. Przebieg glównych reakcji chemicz¬ nych przedstawia sie nastepujaco: MnO + CaCl2 MnCl2 + CaO FeO+C Fe + CO P205 + 5 C P3 +5 CO FeO + CaCl2 -, FeCb + CaO Reakcja pierwsza, druga i czwarta przebiega¬ ja równolegle z tym, ze szybkosc przebiegu reakcji drugiej jest wieksza od szybkosci prze¬ biegu reakcji czwartej, skutkiem czego faza lotna zawiera glównie MnCl2 oraz niewielkie ilosci FeCl2.Na skutek zamknietego obiegu gazu trans¬ portowego pary MnCl2 i FeClj zostaja usunie¬ te z komory reakcyjnej 1 do kondenzatora 3, gdzie osadzaja sie w postaci krystalicznej. Zre¬ dukowane zelazo skutkiem naweglenia topi sie stosunkowo latwo i splywa na dno komory reakcyjnej 1, wyplukujac po drodze fosfor oraz czesc zredukowanego manganu, Przy podniesieniu koncentracji zelaza do 30% we wsadzie"w przeliczeniu"na HO naste¬ puje praktycznie calkowite ueumiecie fosforu z zuzla i rozpuszczenie go w plynnym zelazie.W wyniku przerobienia zuzla martenowskiego sposobem wedlug wynalazku otrzymuje sie nastepujace produkty: destylat chlorkowy - 2 -MnCV4o k*órt*o pnechKfci JO—70% Ma za¬ wartego w zuzlu, stop zelaza, zawierajacy oko¬ lo 6,5% manganu, prawie calkowita ilosc fos* foru i zelaza zawartego we wsadzie oraz zuzel bez zawartosci tych trzech skladników.Z otrzymanego tym sposobem destylatu chlorkowego MiiCl2 mozna uzyskac znanymi sposobami koncentrat manganu o duzej czy¬ stosci wedlug reakcji: 500°C MnCl2 +HaO MnO -J- 2HC1 wzglednie metoda elektrolityczna mangan me¬ taliczny. Otrzymany równiez tym sposobem stop zelaza moze miec duze zastosowanie do niektórych procesów metalurgicznych, np. ja¬ ko dodatek stopowy do odlewów cienkoscien¬ nych.Przyklad: do 100 kg zuzla martenow- skiego wysuszonego w temperaturze okolo 150°C i zawierajacego w swym skladzie m, in. 20,01% Fe, (które w przeliczeniu na FeO wy¬ nosi 25,8%) oraz 5,13% MnO = 3,97% Mn do¬ daje sie 28,8 kg bezwodnego chlorku wapnia CaCl2 oraz 3 kg rozdrobnionego wegla, po czym cala mieszanine poddaje sie dokladnemu rozdrobnieniu i wymieszaniu w mlynie kulo¬ wym. Tak przygotowany wsad umieszcza sie w komorze reakcyjnej elektrycznego pieca oporowego i poddaje sie prazeniu w tempera¬ turze 1440°C przez okres 40 minut. Prazenie odbywa sie w atmosferze redukujacej, w któ¬ rej powstaja fazy lotna, metahczna oraz zuzlo¬ wa. Tworzace sie w komorze reakcyjnej pary MnCl2 i FeCh unoszone sa przez gaz transpor¬ towy do kondenzatara, gdzie osadzaja sie w postaci krysztalków, natomiast latwo reduku¬ jace sie zelazo metaliczne splywa na dno komo¬ ry reakcyjnej, wyplukujac z zuzla fosfor i czesc zredukowanego manganu. W wyniku przebiegu reakcji otrzymuje sie z podanej ilosci zuzla okolo 6,5 kg MnCl2, okolo 21,3 kg stopu zelaza o zawartosci okolo 90% Fe, okolo 8,5% Mn i okolo 1,5% P^oraz okolo 100 kg zu¬ zla bez zawartosci manganu, zelaza l fosforu.Zasadniczymi produktami reakcji odzysko¬ wych jest stop Fe-Mn-P* oraz technicznie czy¬ sty chlorek manganawy ftlnCh z niewielka do¬ mieszka chlorku zelazawego FeCl2. Chlorek manganawy poddany dalszym znanym reak¬ cjom chemicznym daje mangan metaliczny. PL

Claims (4)

1. Zastrzezenia patentowe 1. Sposób przerabiania zuzla martenowskie- go, znamienny tym, ze do zuzla martenow- skiego dodaje sie 3—5% rozdrobnionego wegla oraz 20—25% bezwodnego chlorku wapnia, po czym mieszanine dokladnie sie rozdrabnia i miesza w znanym mlynie ku¬ lowym, calosc zas poddaje sie prazeniu w znanym piecu elektrycznym.

2. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze dla przeprowadzenia w komorze reak¬ cyjnej (1) reakcji chemicznych, wymaga¬ jacych optymalnej i stalej temperatury w granicach mp. 1380—1440°C, uzywa sie pieca oporowego o wylozeniu weglowym, w którym elementami grzejnymi sa opory weglowe.

3. Sposób wedlug zastrz. 1—2, znamienny tym, ze w wypelnionym rozgrzanym we¬ glem znanym odtleniaczu. (6), którego wlot wchodzi do komory reakcyjnej (1) naste¬ puje skutkiem ciaglego krazenia gazu sta¬ le wiazanie dostajacego sie z zewnatrz ukladu tlenu na tlenek wegla.

4. Sposób wedlug zastrz. 1—3, znamienny tym, ze do wsadu dodaje sie zelazo w po¬ staci tlenkowych rud zelaza. Feliks Olszak Zygmunt Osika J erzy WolnyDo opisu patentowego nr 43106 465. RSW „Prasa';, Kielce ... .<,; iM Liidera PL