PL4504B1 - Sposób wytapiania zelaza z rud. - Google Patents

Description

Przy wytapianiu zelaza z rud, sposo¬ bami zwyklemi w wielkich piecach lub pie¬ cach elektrycznych, rudy te odtleniamy koksem lub weglem drzewnym w obecno¬ sci wapna, przyczem powstaje stopione zeliwo oraz plynny zuzel wapniowo-krze- mowy.Czesc siarki dostaje sie jednak z la¬ dunku pieca do zelaza. Dla uzyskania ze¬ laza o nizszej zawartosci siarki nadajace¬ go sie do celów zwyklych, poszukujemy rud posiadajacych niezbyt wiele siarki i posilkujemy sie koksem o mozliwie jak- najnizszej zawartosci tejze. Skoro chodzi o wyrób zelaza (w gatunku bardzo wyso¬ kim) o szczególnie niskiej zawartosci siar¬ ki, wypada, przy stosowaniu procesów o- becnych, uciekac sie do rud o szczuplej zawartosci siarki oraz do wegla drzewne¬ go. Do wytwarzania nadajacej sie do u- zytku stali z zeliwa zawierajacego siarke, nalezy je poddac oczyszczaniu w piecu elektrycznym z zastosowaniem zuzla silnie zasadowego, zawierajacego w charakterze glównego swego skladnika wapno. Dla pewnych jednakowoz celów przekladamy zeliwo wolne od siarki, które ma szerokie zastosowanie i popyt dla fabrykacji stali gatunku wysokiego. Cena podobnego zeli¬ wa przekracza wówczas bardzo znacznie cene zeliwa zwyklego.Wynalazek niniejszy dotyczy sposobu, który daje moznosc wytapiac zelazo z od¬ czynnikami i zuzlotwornemi materjalami i bezposrednio otrzymywac zelazo z mala zawartoscia siarki nawet jezeli wytapianarufia zawiera kilka procent siarki. Donio- ., «l&^echa niaiejsajej metody polega na tem, i zefWyn^ pie&i caWierajacy rude zela- zlia, odczynniki ódtleniajace, tudziez sklad¬ niki zuzlotwórcze, posiada sklad taki, iz powstaje zuzel wapnio-glinowy o przewa¬ dze tlenku glinowego nad krzemionka, znajdujaca sie wreszcie w ilosci drobnej, w porównnaiu z ilosciami napotykanemi w zuzlu ze zwyklego wielkiego pieca.W sposobach zwyklych wytapiania ze¬ liwa, zuzel sklada sie glównie z krzemianu wapniowego wraz z pewna iloscia krze¬ mianu glinowego oraz moze z drobna ilo¬ scia glinianu wapniowego. Zawartosc tlen¬ ku glinowego w zuzlu nie przekracza wo- góle 10%.Wynalazca odkryl obecnie, ze w wy¬ padku odwrócenia stosunku krzemionki i glinki w zuzlu tak, by zawartosc glinianów wynosila np. 30—50% zuzla, a zawartosc krzemianów 5—10% (w jakowym wypad¬ ku zawartosc wapna wynosi zazwyczaj okolo 40%), wtedy zuzel wapnio-glinowy posiada wlasnosc utrzymywania siarki w stopniu tak znacznym, ze niewielka tylko czesc jej dostaje sie do zelaza. Stwierdzo¬ no np., ze przy zastosowaniu ladunku o skladzie podobnym mozna, posilkujac sie koksem zwyklym, wytopic z rudy, posia¬ dajacej az 2% siarki, zelazo zawierajace siarki tylko od 0,003 do 0,05%.Doswiadczenia przeprowadzone wyka¬ zaly, ze ta sama ruda przetopiona z za¬ stosowaniem zwyklego zuzla wapnio-krze- mowego wykazuje siarki 5—10 razy wie¬ cej, niz w wypadku, gdy ladunek posiada sklad wytwarzajacy, w mysl wynalazku niniejszego, zuzel wapnio-glinowy.Dla uzyskania pozadanego zuzla glino¬ wego mozna stosowac w charakterze sklad¬ nika ladunku boksyt, diaspore lub inne wlasciwe materjaly, zawierajace tlenek glinu.Rzecza bywa korzystna posilkowanie sie materjalami obfitujacemi w zelazo nie- tylko dlatego, ze sa one wogóle tansze od materjalów w zelazo ubogich, lecz rów¬ niez, ze przewazajaca czesc zawartego w nich zelaza mozna przeprowadzic w forme metalu.Zuzel wytworzony w mysl wynalazku niniejszego sklada sie glównie z glinianu wapniowego wraz z pewna iloscia krzemia¬ nu i drobna iloscia tlenku zelaza i siarcz¬ ków. W obecnosci zuzla glinowego czesc siarki zdaje sie ulatniac w postaci siarcz¬ ku krzemowego.Do urzeczywistnienia sposobu nadaje sie najlepiej piec elektryczny typu np. po¬ wszechnie stosowanego do elektrotermicz¬ nej redukcji rud zelaznych. Mozna jednak poslugiwac sie równiez i piecami innemi np. zwyklemi wielkiemi piecami.Szczególniejsza dogodnosc prowadzenia niniejszego sposobu w piecach elektrycz¬ nych polega na tern, ze latwiej jest stoso¬ wac znaczne ilosci rudy zelaznej lub in¬ nych skladników ladunku w postaci roz¬ drobnionej.Stosujac rude zelazna o zawartosci 64% Fe, 5,5% Si02, 0,6% S, 0,016% P, 2,75% A/203, 2,75% CaO, 1,8% MgO i 0,1% Ti02, otrzymano w szeregu trwaja¬ cych przez dwa miesiace procesów topiel- nych zelazo, zawierajace 0,002—0,05% siar¬ ki, Q,4—2,7% krzemu, okolo 2,5% wegla i 0,02% fosforu. Zuzel otrzymywany w tych doswiadczeniach zawieral 4,9—7% krze¬ mu, 1,3—2,5% Ti02, 1^4% FeO, 47— 52% A/203, 30—40% CaO i 0,5—0,8% siarki. W pewnym przykladzie tego procesu stopiono ladunek, skladajacy sie z 2,4 t wzbogaconej rudy sposobem magnetycz¬ nym, 0,6 t koksu, 0,27 t mialu antracyto- wego, 2,7 t boksytu i 2,2 t wapniaku. Ruda zelazna posiadala sklad podany powyzej.Boksyt zawieral 2,5% Si02, 52,9% A/203, 27,4% Fe2Os, 3% Ti02, 15% wilgoci i dal 12,9% strat przy spalaniu. Koks zawieral 9,5% popiolu, z którego 3,8% stanowil Sf02, a 1,0% siarka. Zawieral on 5,7% — 2 —wilgoci i 7% substancyj lotnych. Wapniak zawieral 54,05% CaO, 1,03% Si02, 0,6% Ai2On + Fe20^ i dal 43,8% strat przy spalaniu. Mial antracytowy zawieral 4,4% popiolu, z którego 1,5% stanowil Si02, a 1,2% siarka. - Boksyt wprowadzano do la¬ dunku w zwyklej jego formie wielkich bryl, wapnik w postaci kawalków wielko¬ sci orzecha laskowego, koks — wielkosci orzecha, a antracyt w postaci proszku.Ladunek stopiono w piecu elektrycz¬ nym, o elektrodzie wykonanej w postaci trzonu, i drugiej elektrodzie przetknietej zgóry pieca. Otrzymano 2,15 t zeliwa i 3 t zuzla.Analiza wykazala nastepujacy sklad zeilaiza: Si — 0,7%, S — 0,004%, C — 2,5%, P — 0,02% i Al — 0,03%, a zuzla Si02— 5,1%, Ti02 — 1,7%, FeO — 4,0%, A/203— 48,3%, CaO — 40,5% i S — 0,8%.Uzyskany w procesie tym zuzel wap- nio-glinowy jest nader cenny, jako suro¬ wiec do wyrobu cementu glinowego, szcze¬ gólniej jednak korzystnie nadaje sie do otrzymywania tlenku glinowego. W tym celu zuzel kruszymy i lugujemy cieplym roztworem weglanu sodu. Krzemiany i ty¬ taniany nie reaguja z soda, natomiast gli¬ nian wapna reaguje z nia wedlug równa¬ nia: CaO.Al203 + Na2COs = Na2OAl2Os + Ca C03.Otrzymany glinian sodu rozpuszcza sie w wodzie i odsacza.Rozpuszczone polaczenia krzemowe sitraicamy w ten lailb inny sposób, jak ito< np. opisano w patencie amerykanskim Nr 1422 004 w autoklawie zawierajacym wapno. Czysty tlenek glinu mozna odzy¬ skac z oczyszczonego roztworu dowolnym sposobem, np. stracaniem zapomoca dwu¬ tlenku wegla. PL

Claims (9)

1. Zastrzezenia patentowe. 1. Sposób wytapiania zelaza o malej zawartosci siarki z rud, znamienny tem, ze ladunkowi pieca nadajemy sklad taki, iz powstaje zuzel wapnio-glinowy o wiekszej zawartosci tlenku glinowego, niz krzerriion- ki, znajdujacej sie w ilosci znacznie mniej¬ szej od 20 %.
2. 2. Sposób wedlug zastrz. 1, znamien¬ ny tem, ze ladunek pieca posiada sklad taki, iz powstaje zuzel zawierajacy od okolo 30% do okolo 50% tlenku glinowe¬ go, reszta zas sklada sie glównie z wapna.
3. 3. Sposób wedlug zastrz. 1 i 2, zna¬ mienny tem, ze w charakterze materjalu zuzlotwórczego stosuje sie zelazisty boksyt lub inne tworzywo zelaziste, z którego zelazo redukuje sie i odzyskuje, a tlenek glinowy zuzytkowuje na wytwarzanie zuzla.
4. 4. Sposób wedlug zastrz. 1, znamien¬ ny tem, ze przetapianie uskutecznia sie w warunkach panujacych w piecu elektrycz¬ nym.
5. 5. Sposób wedlug zastrz. 1, 2, 3 lub 4, znamienny tem, ze wszystka ruda ze¬ lazna lub czesc jej tylko wprowadza sie do ladunku pieca w stanie rozdrobionym.
6. 6. Sposób wytwarzania zelaza zapo¬ moca przetapiania ladunku zawierajacego rude zelazna, odczynniki redukujace i topniki, znamienny tem, ze ladunek posia¬ da sklad taki, ze wraz z ruda zelazna, od¬ czynnikami redukcyjnemi weglonosnemi i topnikami, potrzebnemi do utworzenia ze skalina rudy odpowiedniego zuzla, zawiera nadmiar wapna wraz z materjalami glino- wemi tak ilosciowo dostosowany, ze po¬ wstaje glinian wapnia z nadmiarem wapna.
7. 7. Sposób wedlug zastrz. 1 i 6, zna¬ mienny tem, ze ladunek posiada sklad ta¬ ki, iz powstaje zuzel ubogi w krzemionke.
8. 8. Sposób wedlug zastrz. 1, znamien¬ ny tem, ze ladunek zawierajacy rozdrobio- na rude zelazna (np. koncentrat separacji magnetycznej) wraz z innemi skladnikami naboju w postaci bryl przetapia sie w pie¬ cu elektrycznym. — -3 —
9. 9. Sposób wedlug zastrz, 4, znamien¬ ny tern, ze stosuje sie mial koksowy lub drobny wegiel, 10, Sposób wedlug zastrz, 1, znamien¬ ny tern, ze otrzymany zuzel glinowy stosu¬ je sie do wytwarzania tlenku lub wodoro¬ tlenku glinowego, najpraktyczniej w dro¬ dze obróbki roztworem sodowym, celem wytworzenia roztworu glinianu sodu, z którego wodorotlenek glinu wytraca sie, w sposób znany, dwutlenkiem wegla, a roztwór sody odzyskuje sie dla obróbki nowych ilosci glinianu, Norsk Aluminium Company, Zastepca: M, Sferzypkowski, rzecznik patentowy. Druk L. Boguslawskiego, Warszawa. PL