SE450132B - Forfarande for anrikning av ett material innehallande oxid av jern i kombination med oxid av krom - Google Patents

Description

4s0k1z2 kromhalten, beräknad såsom Cr2O3, understiger 50 % och i vilka järnhalten är förhållandevis hög med ett förhållande krom:järn som kan understiga 2:1. Sådana malmer kan på grund av den höga järnhalten kräva behandling för anriktning om de skall bli användbara, exempelvis för framställning av "ferrokrom" för vilken användning ett förhållande kromzjärn av vanligen minst 3:1 och med säkerhet väl överstigande 2:l erfordras.

Höghaltig kromit kan uppvisa en kromhalt, beräknad såsom Cr2O3, av 50 till 55 viktprocent och ett förhållande krom: :järn överstigande 3:1. Dessa höghaltiga malmer är lämpliga för framställning av krom/järnlegeringar innehållande cirka 60 till 70 % krom och vilka allmänt betecknas "ferrokrom“.

Icke desto mindre kan även höghaltiga malmer kräva anrikning för andra ändamål, t.ex. för framställning av högkromhaltigt anrikat gods, och detta faller även inom ramen för uppfin- ningen.

Den fysiska formen av naturliga kromitfyndigheter påverkar även den lätthet med vilken de kan exploateras. Exempelvis de stora fyndigheterna av kromitsand i Syd Afrika utgöras av förhållandevislåghaltig kromit och är särskilt besvär- liga att anrika på grund av den fina partikelstorleken.

Problemet att öka förhållandet krom:järn, som erhålles i kromitfyndigheter, har ägnats ett omfattande undersöknings- arbete vilket även sammanfattas i den amerikanska patent- skriften 3 216 817. I denna patentskrift drar man slutsatsen att tidigare kända processer för selektiv klorering av krom- malmer för avlägsnande av enbart järnhalten är besvärliga på grund av affiniteten av både järn och krom till klor vid höga temperaturer, samt att användning av kol såsom reduk- _tionsmedel tillsammans med ett kloreringsmedel såsom klor erbjuder_möjligheter till vissa praktiska fördelar men det ~ har visat sig att man lättare erhåller fullständig klore- ring av kromitmalmbeståndsdelarna och därför är mindre för- delaktigt att använda vid selektiva kloreringsmetoder samt att tidigare kända metoder icke möjliggjort selektiv klore- ring med klor och kol på ett praktiskt sätt för framställ- ning av ett anrikat malmkoncentrat med tillräckligt för- hållande kromzjärn.

Ett ändamål med den amerikanska patentskriften 3 216 817 är att undvika de ovan nämnda problemen. Enligt det förfarande som anges i denna patentskrift kan krommalmer anrikas genom selektiv klorering i närvaro av kol i fluidiserad bädd för omvandling av järnoxid i malmen till ferriklorid, varvid flyktig ferriklorid avges från den fluidiserade reaktions- massan. Enligt det förfarande som anges måste-reaktions- temperaturen regleras under 920°C företrädesvis under 900°C eftersom högre temperaturer medför hastigt ökande förluster av krom från malmen. Användningen av ett överskott av klor, som kan uppgå till 100 % överskott eller mer, anges. Från reaktorn utmatas kontinuerligt en ström innehållande klor, kväve och koloxider. Detta ger det dubbla problemet att återvinna kol från blanding med kväve och koloxider liksom från bildad järnklorid.

Utvecklingen av en selektiv_klorering i fluidiserad bädd av krommalm har tagit ytterligare ett steg med den ameri- kanska patentskriften 3 473 916 i vilken föreslås arbete vid en temperatur av från 920°C till 105000 men vid vilken anges vara nödvändigt att såsom reduktionsmedel använda kolmonoxid i den gas som tillföres till den fluidiserade bädden. Processbetingelserna som anges i amerikanska patent- skriften 3 473 916 skulle medföra omvandling av järnhalten i malmen till ferriklorid. 7 Det skulle vara önskvärt att genomföra ett förfarande för anríkning av matrial innehållande järnoxid i.kombination med kromoxid genom selektiv klorering varvid järnnalten omvandlas till ferroklorid istället för till ferriklorid mfmflf '-7 Ä ' I 450 132 eftersom man härigenom kan uppnå en mycket avsevärd besparing av kapitalkostnaderna på grund av den lägre teoretiska klor- mängd som erfordras vid processen. Ferrokloridånga är emel- lertid ett svårhanterligt material som har en benägenhet att bilda fasta avsättningar på innerytor av utrustningen. Icke desto mindre beskriver. den amerikanska patentskriften 2 752 301 ett förfarande för att öka förhållandet kromzjärn i kromit genom selektiv bildning och sublimering av ferro- klorid. Förfarandet som beskrivits i denna patentskrift innefattar väsentligen, bland andra åtgärder, användning av torr väteklorid såsom reaktionskomponent och noggrant und- vikande av fri klor samt frånvaro eller väsentlig frånvaro av kol, varvid den maximala mängden kol som tillåtes ärl del perö viktdelar järnoxid som återstår i malmresten vid slu- tet av processen.

Föreliggande uppfinning möjliggör genom noggrann reglering av en kombination av åtgärder såsom anges i det följande, ett förfarande för anrikning av material innehållande oxid av järn i kombination med oxid av krom, exempelvis kromit, med utnyttjande av klorering av järn i malmen till ferro- klorid.

Föreliggande uppfinning avser ett förfarande för anrikning av ett material innehållande oxid av järn i kombination med oxid av krom genom reaktion av åtminstone en del av järn- halten i malmen med klor och avlägsnande av bildad järn- klorid såsom ånga samt kännetecknas av att man bereder en fluidiserad bädd med ett expanderat bäddjup av minst l meter, varvid bädden-innehåller det angivna materialet i finförde- ' lad-form och finfördelat kol, varvid kolet'föreligger i bäd- den i en mängd som åtminstone är tillräcklig för reaktion med eventuellt tillsatt eller i bädden bildat syre samt i en mängd av minst 15 % av den totala vikten av kol och av materialet, varvid man upprätthåller en reaktionstempera- tur 'av från 9691111 11oo°c i bähaen och till bäaaen tin- för en klorhaltig gas som ger en koncentration av klor av från 20 till 60 volymprocent av de gaser som tillföras till bädden samt bringar klor att reagera med järn som förefinnes i materialet till bildning av ferroklorid samt upprätthåller partialtrycket av ferroklorid i det utflöde som bortgår från bädden vid en tillräckligt låg nivå för att förhindra över- förande till vätskeform av ferrokloriden, avlägsnar utflödet innehållande gasformig ferroklorid från bädden och tillva- ratar det återstående anrikade kromhaltiga bäddmaterialet.

Det material som behandlas med förfarandet enligt uppfin- ningen kan typiskt ha en järnhalt,beräknad såsom Fe, från cirka 10 till 30 viktprocent och en kromhalt beräknad såsom Cr203 av från cirka 25 till 50 viktprocent. Materialet kan lämpligen föreligga i form av en malm som malts så att den huvudsakligen icke innehåller några partiklar utanför inter- valla: 75 x 1o'6m till 500 x 1o'6 partikelstørlek av från cirka 150 X io" ' 6 m i diameter med en medel-, öm till zso X 1o“6m i diameter, exempelvis från l50 x 10- m till 200 x l0_6m i diameter. Med "genomsnittlig" i det föregående och i det följande avses viktmedelvärde.

Alternativt kan materialet föreligga i form av en naturligt förekommande sand, exempelvis kromitsand, från vilken de fi- naste partiklarna avlägsnats och som till följd härav har en partikelstorleksfördelning likartad med den förut angivna.

Det är mycket lämpligt att sanden utgöres av en fraktion med huvuddelen, exempelvis 80 % eller, företrädesvis, hela vikt- mängden, inom ett förhållandevis snävt partikelstorleks- 6m diameter intervall på exempelvis en spridning av 100 x 10- eller även 50 x l0_6m diameter varvid, företrädesvis, upp till 10 % är finare och upp till 10 % är grövre, beräknat på vikten.

Det kol som införlivas i den fluidiserade bädden har före- trädesvis en något grövre partikelstorlek än den ovan angiv- na, exempelvis en genomsnittlig partikelstorlek av från 500 till 800 x l0'6m i diameter, exempelvis 700 x l0_6m och 'flljjwfjï T' å' 450 132 innehållande väsentligen icke några partiklar med storlek öm till zooo x 166m samt utgöres företrädesvis av på lämpligt sätt mald koks. Mängden utanför intervallet 75 x l0_ kol i den fluidiserade bädden är i huvudsak minst 15 % och företrädesvis från l5 till 50 % samt i synnerhet minst 20 % och företrädesvis från 20 till 50 % räknat på vikten av bädden. Om den anrikade produkten är avsedd för metallurgis- ka ändamål kan en kvarvarande kolhalt vara acceptabel.

Den fluidiserade bäddens djup vid drift påverkar förfarandet enligt uppfinningen. En bädd med ett djup understigande l meter har benägenhet att bilda ferriklorid. En bädd med större djup än 2,5 meter är svår att fluidisera på grund av tätheten. Bäddjupet hålles därför företrädesvis.från l,5 till 2,5 meter samt i synnerhet från 1,5 till 2,25 meter.

Ett föredraget sätt att bilda bädden är att fluidisera denna med hjälp av ett flöde av tillsatt syre, om denna gas till- föres, klor samt eventuellt tillföniinert utspädande gas som föres uppåt in i den fluidiserade bäddreaktorn innehållande blandningen.

De reaktioner som förlöper vid bildningen av ferroklorid är mindre exoterma än de som förekommer vid bildning av ferri- klorid och tillförsel av värme till den fluidiserade bädden erfordras därför för upprätthållande av den önskade reak- tionstemperaturen. Det är lämpligt att den önskade reak- tionstemperaturen upprätthålles under inverkan av en exotermisk reaktion mellan kol i bädden och fri, dvs. icke kemiskt bunden, syrgas som tillföres till bädden. Det är synnerligt lämpligt att till bädden tillföra tillräcklig mängd fritt syre för upprätthållande av den önskade reak- tionstemperaturen. Mängden tillfört fritt syre som erfordras kan åtminstone delvis bero på den mängd syre som från början finnes kemiskt bunden med järnet i bädden. Eftersom mängden kol som förefinnes i bädden företrädesvis är minst tillräck- lig för reaktion med det eventuellt förekommande syre som 450 1232 förefinnes i eller tillsättes till bädden och företrädesvis överstiger denna mängd, kan regleringen av bäddtemperaturen åstadkommas genom reglering av mängden tillfört syre. Det är i hög grad önskvärt att mängden infört syre som tillföres vid godtycklig punkt i den fluidiserade bädden icke kommer att överstiga 10 volymprocent av den totalt till bädden tillförda gasmängden eftersom detta_skulle ge en allt för hög temperatur i en del av bädden. Om det är omöjligt att upprätthålla den önskade reaktionstemperaturen med en enda syretillförsel som ger högst l0 volymprocent av den totalt införda gasmängden i bädden är det lämpligt att utnyttja tillförsel av ytterligare mängd syre på ett eller fler ställen i bädden där den ursprungliga syrekoncentrationen utarmats. Den ytterligare tillförda syremängden eller syre- mängderna regleras så att den föredragna maximala syrehalten icke överstiges. En ytterligare föredragen åtgärd för genom- förande av uppfinningen är att införa klor i den fluidisera- de bädden en del av distansen uppför bädden, varvid den fluidiserade gasen införes i den nedre delen av bädden inne- håller en syremängd som överstiger den föredragna maximala halten av l0 volymprocent men samtidigt i sådan mängd att _denna mängd utarmas eller förbrukas i sådan grad att det angivna maximivärdet upprätthålles vid det ställe där klor infördes. Det är lämpligt att diametern hos den för den fluidiserade bädden använda reaktorn ökar stegvis på det ställe där klor infördes för upprätthållande av en konstant fluidiseringsgashastighet upp genom bädden. En alternativ nætod för att upprätthålla den erforderliga reaktionstempe- raturen är att införa yttre genererad värme i den fluidi- serade bädden. Detta kan åstadkommas genom att man anord- nar reaktorn med den fluidiserade bädden i en ugn eller på annat sätt tillför värme till bädden utifrån och/eller genom förvärmning av fast material eller gas som tillföres till bädden, exempelvis förvärmning av den klorhaltiga gasen eller en beståndsdel av denna. Om så önskas kan den erforder- liga reaktionstemperaturen upprätthållas delvis under in- verkan av reaktion mellan syre och kol i bädden och delvis 450 132 genom tillföring till bädden av externt genererad värmemängd.

Det har visat sig att om reaktionstemperaturen får falla allt för kraftigt mot eller under 900°C blir den förbrän- ningsprocess som ger den erforderliga extra värmemängden för att möjliggöra praktisk drift av processen markant mind- re effektiv. Om reaktionstemperaturen tillåtes stiga allt för kraftigt kan en oacceptabel grad av klorering av krom- halten i malmen erhållas. Företrädesvis bör enligt uppfin- ningen reaktionstemperaturen överstiga 920°C och icke över- stiga 105000. I synnerhet bör reaktionstemperaturen översti- ga 9zo°c och icke överstiga 1ooo°c.

Selektiviteten av angreppet på järn i förhållande till krom enligt uppfinningen och bildningen av ferroklorid till skill- nad mot ferriklorid och därav följande ekonomiska fördelar 'vid praktisk drift står i samband med koncentrationen av klor i den klorhaltiga gas som användes och djupet av den fluidiserade bädden. Användning av minst den ovan angivna minimimängden kol som är väsentlig för uppfinningen bidra- ger till att säkerställa att mängden kol icke verkar såsonlen beqränsande faktor som kan störa den reglerande effekten av klorhalten. Enligt uppfinningen reagerar klor med järn- halten i bädden och bildar ferroklorid med preferens i förhållande till ferriklorid och kromklorider, och den bil- dade ferrokloriden föres ut från bädden såsom ånga. Vid temperaturer som icke överstiger l000°C har ferroklorid benägenhet att avsättas på det inre av anläggningen, exempelvis det inre av rör, och bilda avsättningar som kan förhindra genomförandet av förfarandet.Enligt uppfinningen regleras emellertid partialtrycket av ferroklorid i förhål- lande till temperaturen hos den fluidiserade bädden vilket innebär att avsättning av ferroklorid kan undvikas eller minimeras. Om reaktionstemperaturen icke överstiger l000OC och partialtrycket av ferroklorid i utflödet från bädden hålles, företrädesvis, vid mindre än 0,006 (T-900)+0,2 x l05N och i synnerhet företrädesvis under 0,005 (T-900)+0,2 x l05N 450 132 per m2, varvid T är reaktionstemperaturen. Partialtrycket av ferrdklorid är en funktion av klorhalten i de gaser som tillföres bädden eftersom, upp till en övre gräns vid vilken ferriklorid och/eller kromklorid bildas, mängden ferroklorid i gaserna i den fluidiserade bädden stiger med klorhalten i de gaser som tillföras bädden. Ovanför denna gräns tenderar bildningen av ferriklorid istället för ferroklorid att mins- ka ferrokloridpartialtrycket och bildning av en begränsad mängd ferriklorid\kan därför användas såsom ett medel för processreglering. Företrädesvis regleras partialtrycket av ferroklorid i utflödet från bädden genom reglering av kon- centrationen av klor som tillföres bädden. Det är lämpligt att ferriklorid bildas i en mängd av mindre än l mol per mol ferroklorid, företrädesvis per 3 mol ferroklorid och speci- ellt per 5 mol ferroklorid. Koncentrationen av klor i de gaser som tillföras till den fluidiserade bädden är företrä- desvis från 25 till 55 % och i synnerhet från 30 till 50 ° beräknat på volymen, varvid resten företrädesvis innefattar c\ syre om denna gas användes, samt en lämplig inert utspäd- ningsgas, såsom kväve.

Det är ett fördelaktigt särdrag för uppfinningen att ferro~ klorid bildas med icke någon eller icke mer än den i det föregående nämnda begränsade mängden ferriklorid. Kromklo- rider har en benägenhet att bildas samtidigt om ferriklorid bildas vilket totalt medför såsom olägenheter förlust av krom från produkten, ökat klorbehov och benägenhet till avsättning av en del av kromkloriden i den fluidiserade bädden.

Förfarandet enligt uppfinningen kan i synnerhet tillämpas ekonomiskt för partiell anrikning av ett material genom i huvudsak fullständigt avlägsnande av järn från en del av materialet och blandning av det erhållna väsentligen järn- fria materialet med obehandlat material så att man erhåller -en blandad produkt med något minskad genomsnittlig järnhalt.

En sådan blandad produkt kan accepteras såsom råmaterial 450 132 lO för framställning av "ferrokrom".

Alternativt kan det väsentligen järnfria materialet i sig eller ett material därifrån vilket endast en del av järn- halten avlägsnats utgör en önskad produkt enligt uppfin- ningen..

Kromitsand är ett särskilt lämpligt råmaterial för den sist- nämnda utföringsformen av förfarandet enligt uppfinningen eftersom den större partikelstorleksfraktionen av detta material är lämplig för direkt fluidisering och "återbland- ning"-operationen kan genomföras för åstadkommande av en acceptabel homogenitet utan ytterligare speciell behandling eller bearbetning.

Kromit innehåller ett antal i mindre mängd förekommande beståndsdelar som antingen är införlivade i spinell struk- turen eller föreligger såsom separata faser. Aluminium kan förefinnas i en mängd av upp till cirka 10 viktprocent be- räknat såsom AIZO3 och magnesium kan förefinnas i en mängd av upp till över 20 % beräknat såsom MgO. Huvudmängden av aluminiumet och upp till 60 % av magnesiumhalten i malmen kan förbli oklorerad. Detta är icke en olägenhet om produk- ten är avsedd för metallurgisk bearbetning eller behandling.

Kromit kan även innehålla kiseldioxid såsom en separat fas, vilken i fråga om kromitsand förefinnes i form av separata korn av kiseldioxid. Sådana korn av kiseldioxid är finför- delade och om endast den större partikelstorleksfraktionen av kromitmalmen skall behandlas enligt uppfinningen förblir huvuddelen av kiseldioxiden i den oklorerade fina partikel- storleksfraktionen och påverkar därför icke genomförandet av uppfinningen.

Igångsättningsproceduren vid förfarandet enligt uppfinningen -kan variera avsevärt. Enligt en lämplig metod kan en bland- ning av det material, som skall anrikas, samt kol, formas till en fluidiserad bädd med användning av en inert fluidi- 450 '5252 ll serande gas, förvärmd genom externt utvecklat värme och därefter, när den erforderliga temperaturen uppnåtts, bring- as att reagera med klor i en klorhaltig gas som kan utgöra den fluidiserande gasen och kan innehålla syre om man önskar generera den erforderliga temperaturen, åtminstone delvis, 1 bä¿den_ Enligt ytterligare en lämplig utföringsform kan det material som skall anrikas formas till en fluidiserad bädd med användning av luft, och bädden kan'förvärmas med externt utvecklad värme varefter kol tillsättes och den klorhaltiga gasen, med eller utan tillsatt syre beroende på vad som är lämpligt och såsom ersättning för luften såsom fluidiserad gas om så önskas, införes. Enligt en föredragen och särskild effektiv metod formas en blandning av det ma- terial som skall anrikas samt kol till en fluidiserad bädd med användning av luft såsom fluidiserande gas och förvärm- ning genomföres, åtminstone delvis, genom reaktion mellan syre i luften och kol i bädden. När den erforderliga reak- tionstemperaturen uppnåtts kan den klorhaltiga gasen infö- ras exempelvis såsom en andel av den fluidiserande gasen.

Det är uppenbart att modifikationer av de ovan beskrivna metoderna lätt kan utformas, exempelvis användning av en blandning av syre och en utspädande gas såsom ersättning för luft, utan att man avviker från uppfinningstanken.

Processen kan drivas satsvis eller kontinuerligt. Det först- nämnda kan föredragas om man önskar avlägsna i huvudsak hela mängden järn från materialet och den sistnämnda metoden i annat fall. Det anrikade material som utmatas från bädden kan om så önskas behandlas för separering från kvarvarande kol.

Det gasformiga utflödet från den fluidiserade bädden, som innehåller ferroklorid, kan förbehandlas för regenerering av klorhalten. Företrädesvis bringas det gasformiga utflödet från den fluidiserade bädden, som innehåller ferro- kloridânga, i kontakt med en mängd syre i överskott över den mängd som erfordras'stökiometriskt för omvandling av 450 132 12 ferrokloriden till ferriklorid och klor, varvid partial- trycket av ferroklorid i det gasformiga utflödet är tillräckligt låg för att förhindra överförande till flytande form av ferrokloriden under åtminstone de två första sekun~ derna efter denna kontakt samt utflödet har en hastighet som är tillräcklig för att medrycka partiklarna av ferri- oxid som bildas, samt partiklarna av ferriklorid som bildas avskiljes från utflödet innehållande kvarvarande klor.

Den regenererade kloren kan efter eventuellt nödvändig be- handling för att öka reningsgraden användas för anrikning av ytterligare mängd material. En sådan cyklisk process är en särskild fördelaktig utföringsform av uppfinningen.

Uppfinningen åskådliggöres i det följande närmare med ut- föringsexempel. Vid båda dessa exempel användes en reaktions- kammare som utgjordes av envertikal cylinder av smält kisel- dioxid med inre diametern 150 mm och längden cirka 2 m med en konisk bassektion och inlopp för fasta reaktionskompo~ nenter vid toppen av reaktionskammare, inlopp för gaser vid basen av den koniska sektionen, organ för avlägsnande av fast material från bassektionen och utlopp för flyktiga reaktionsprodukter från toppen av reaktionskammaren för passage till en cyklon, samt termoelement i hylsor av smält kiseldioxid på lämpligt sätt anordnade nära toppen och botten av reaktionskammaren. Kammaren är anbringad i ett upphettat hölje för att möjliggöra temperaturreglering.

Det material som skall anrikas utgöres i båda exemplen av kromitmalm med följande sammansättning i viktprocentzfl 30,2 % Cr(Cr2O3 44,1 %) 15,8 % Al 1,6 % SiO. 203' 2 22,6 s Peo 8,7 % Mgo 0,21 % Mno 3,6 s Fe2o3 0,12 % cao Den enligt detta ekempel använda koksen innehöll i huvudsak hela mängden partiklar i storleksområdet 90 till 1800 x 10-6 meter. 450 132 13 Partikelstorleksanalys av koks som användes enligt exemplet är: Maskvidd gm Kumulativt % +12oo g 16,5 + 710 48,8 + 500 66,5 + 300 84,2 + 210 90,9 + 150 95,2 + 125 97,6 - 125 ' 100,0 Malmen som användes vid båda exemplen innehåller i huvud- sak hela mängden partiklar inom storleksintervallet 106 till 250 x 10'6 meter., Partikelstorleksanalys för malmen är: o Maskvidd Enl Kumulativt s + 250 0 + 212 6,3 + 180 32,7 + 150 57,7 + 125 82,6 + l06 92,4 - 106 100,0 Kväve och klorgas som användes enligt exemplen erhölls från förråd av flytande gas.

Exemgel l Reaktionskammaren förvärmdes under det att en ström av kväve i en mängd av cirka 36 l/min fördes in i gasinloppet.

En blandning av 24,0 kg kromitmalm och 6,0 kg petroleumkoks infördes i reaktionskammaren i vilken strömmen av kväve bringade de fasta materialen att anta formen av en fluidi- 450 132 14 serad bädd. Denna bädd förvärmdes till en temperatur inom intervallet 950-lO00°C och hölls inom detta intervall under efterföljande reaktion.

För âstadkommande av reaktionen ersattes den fluidiserande strömmen av kvävgas med en blandning av 33 volymprocent klor i kväve i en mängd av 36 l/min. Detta tillstånd upprätthölls a under l8Q minuters tid varunder små prover av bädden avlägs- nades för undersökning.

Vid slutet av denna tidrymd ändrades den fluidiserande gasen åter till cirka 36 l/min kvävgas och bädden samt kammaren tilläts svalna varefter bädden tillvaratogs. Efter endast några få minuters reaktion förändrades bäddens färg från den svarta färgen hos kromitmalm till en mörkt grön färg likartad med krom(III)oxid. Denna hastiga förändring visar att det första angreppet ägde rum vid ytan av partiklarna och att ytterligare angrepp fortskred gradvis mot centrum i överensstämmelse med det kända topokemiska beteendet hos kromit gentemot reagenser. Bildningen av den gröna färgen indikerade att krom angreps endast långsamt eller icke alls trots den förhållandevis kraftiga exponeringen av kromoxid vid ytan av partiklarna gentemot kloren.

Fasta material som tillvaratogs genom att produktgaserna fick svalna utgjordes huvudsakligen av järnklorider i vilka molförhâllandet ferrikloridzferroklorid var 1:18.

De återstående gasformiga reaktionsprodukterna analyserades beträffande kväve, kolmonoxid och koldioxid. Enligt detta exempel var molförhållandet C02/CO 1,66, men detta kan variera beroende på de reaktionsbetingelser som användes. 'fu Den tillvaratagna bädden visade sig utgöras av en blandning av 4,1 kg kvarvarande koks och 15,2 kg grönfärgad produkt. 9 Halterna av krom och järn i den separerade produkten, be- räknades såsom metaller, jämföras med halterna i den ursp- É 450 132 15 rungliga malmen i följande tabell.

Komponent Utgångsmalm Behandlad malm Cr % 30,2 38,9 Fe % 20,1 2,0 Den behandlade malmen innehöll även: 19,2 % Al2O3, 0,10 % CaO, 1,5 % SiO2, 0,04 % Mn0, 10,7 % MgO.

Med beaktande av det material som avlägsnades såsom prover under reaktionen var utbytet av kromhalten i den behandlade malmen 94 %.

Exempel_g Malmen infördes i reaktionskammaren såsom enligt exempel l och förvärmdes i fluidiserat tillstånd i närvaro av en ström av 36 1/min luft under 30 minuters tid. Koks tillsattes och därefter igångsattes fluidisering med 33 % klor i kväve i blandning såsom anges i exempel 1. Samma beteende erhölls.

Slutprodukten var likartad med den ovan angivna och innehöll 40,5 % Cr samt 1,6 % Fe (båda närvarande såsom oxiderl 19,7 % Al2O3, 9,1 % MgO, 1,8 % SiO2, 0,12 % CaO och 0,01 % MnO.

Av resultaten i exemplen kan man härleda att angreppet av klor under de angivna betingelserna på kromitmalm kan genom- föras så känsligt att järn avlägsnas från kromitpartiklarna med kvarlämnande av en produkt med låg järnhalt och anrikad på krom. Andra element som närvaro i malmen kan avlägsnas i större eller mindre grad men avlägsnandet av dessa behöver inte vara av lika kritisk betydelse för den fortsatta be~ handlingen av malmen jämfört med avlägsnandet av järn.

Avlägsnandet av olika element från malmen enligt föregående exempel kan i sammandrag anges i följande tabell: 45oï152 Element Fe Si Ca M9 Al 16 Avlägsnad mängd av element % Exempel 1 92 85 25 20 Exempel 2 94 95 19 25 22 7

Claims (11)

-Fš- (S1 CI) ...s La BJ PATENTKRAV
1. l. Förfarande för anrikning av ett material innehål- lande oxid av järn i kombination med oxid av krom, t.ex. i form av kromit, eventuellt i form av naturligt förekommande sand, genom att man bringar åtminstone en del av järnhalten i materialet att reagera med klor och avlägsnar den bildade järnkloriden som ånga, k ä n n e t e c k n a t därav attt man bereder en fluidiserad bädd med ett expanderat bädd- djup av minst l meter, varvid bädden innehåller materialet i finfördelad form samt finfördelat kol, varvid kolmängden i bädden är åtminstone tillräcklig för att reagera med syre som eventuellt tillsättes till eller utvecklas i bädden, varvid kolvikten uppgår till minst 15% av den totala vikten av kol och utgångsmaterialet, samt upprätthåller en reaktionstemperatur av från 900 till 1l00°C i bädden, till bädden tillför en klorhaltig gas som medför en klor- halt av från 20 till 60 volymprocent av den till bädden tillförda gasen och bringar klor att reagera med järn som förefinnes i utgångsmaterialet till bildning av ferroklorid, upprätthåller partialtrycket av ferroklorid i det gasfor- miga utflödet vid en nivå som är tillräckligt låg för att förhindra överföring till flytande form av ferrokloriden, samt avlägsnar utflödet innehållande gas- formig ferroklorid från bädden och tillvaratar det kvarva- rande anrikade kromhaltiga bäddmaterialet.
2. 2. Förfarande enligt patentkrav 1, k ä n n e t e c k n a t därav, att reaktionstemperaturen upprätthålles under inver- kan av en exotermisk reaktion mellan fritt syre som till- föres till bädden och kol i bädden, varvid man företrädes- vis tillför så stor mängd fritt syre till bädden att reaktionstemperaturen upprätthâlles genom reaktionen med 'kol i bädden. 450 132
3. 3. Förfarande enligt patentkravet l eller 2, k ä n n e - t e c k n a t därav, att reaktionstemperaturen hålles över 9zo°c-een/eller icke högre än 1oso°c.
4. 4. Förfarande enligt något av föregående patentkrav, k ä n n e t e c k n a t därav, att mängden tillfört syre vid alla tillföringsställen i bädden begränsas så att denna mängd icke överstiger 10 volymprocent av den totala till bädden förda gasmängden.
5. 5. Förfarande enligt något av patentkraven l-4, k ä n - n e t e c k n a t därav, att utgångsmaterialet är i huvud- sak fritt från partiklar med storlek utanför intervallet 75 x 1o'6 m till soo X 1o'6 materialet företrädesvis utgöres av kromitsand med en medel- öm tilizsox 1o'6m 1 dia- m i diameter, varvid utgångs- partikelstorlek av från 150 x 10- meter.
6. 6. Förfarande enligt något av föregående patentkrav, k ä n n e t e c k n a t därav, att kolmängden i bädden uppgår till minst 20% av den totala vikten av kol och ut- gångsmaterial samt företrädesvis till 20-50% av den totala viktmängden kol och utgångsmaterial.
7. 7._ Förfarande enligt något av föregående patentkrav, k ä n n e t e c k n a t därav, att kolet är i huvudsak fritt från partiklar med storlek utanför intervallet 75 x l0_6m till 2000 x l0_6m i diameter, och/eller att kolet har grövre medelpartikelstorlek än utgångsmaterialet, -varvid företrädesvis medelpartikelstorleken hos kolet är 6 6 från soo X 10' m till aoo x 10' m 1 diameter.
8. 8. Förfarande enligt något av föregående patentkrav, k ä n n e t e c k n a t därav, att bäddjupet är från l till 2,5 m. .m 'u 450 132 H
9. 9. Förfarande enligt något av föregående patentkrav, k ä n n e t e c k n a t därav, att partialtrycket av ferroklorid i den gasformiga effluenten från bädden hålles vid ett värde överstigande 0,006(T-900) + 0,2 x l05N per m2, varvid T är reaktionstemperaturen, när bädden i temperaturen är under l00O°C, varvid företrädesvis partialtrycket av ferroklorid i det gasformiga utflödet från bädden regleras genom reglering av koncentrationen av klor som tillföres till bädden för att tillåta bildning av ferriklorid i en mängd understigande l mol per 3 mol bildad ferroklorid.
10. 10. Förfarande enligt något av föregående patentkrav, k ä nun e t e c k n a t därav, att koncentrationen klor som tillföres till bädden är från 25 till 55 volymprocent och företrädesvis från 30 till 50 volymprocent.
11. ll. Förfarande enligt något av föregående patentkrav, k ä n n elt e c k n a t därav, att ferrokloriden behandlas för regenerering av klor, företrädesvis genom att det gas- formiga utflödet från den fluidiserade bädden, som inne- håller ferrokloridånga, bringas i kontakt med en mängd syre som överstiger den mängd som stökiometriskt erfordras för omvandling av ferrokloriden till ferrioxid och klor, varvid partialtrycket av ferroklorid i det gasformiga ntflödet hålles tillräckligt lågt för att förhindra överförande till flytande form av ferroklorid under åtminstone det två första sekunderna efter denna kontakt, och varvid hos utflödet upprätthålles en hastighet som är tillräcklig för medryckande av partiklar av ferrioxid som bildas, samt separering av partiklarna av ferrioxid som bildas från resterande klorhaltigt utflöde.