DE974379C

DE974379C - Verfahren zur thermischen Spaltung und magnetisierenden Roestung von Eisenspat oder Eisenmanganspat

Info

Publication number: DE974379C
Application number: DEB28668A
Authority: DE
Inventors: Adolf Dr Johannsen; Georg Dr Wittmann; Herbert Dr-Ing Wolf
Original assignee: BASF SE
Current assignee: BASF SE
Priority date: 1953-12-03
Filing date: 1953-12-03
Publication date: 1960-12-08

Description

Verfahren zur thermischen Spaltung und magnetisierenden Röstung von Eisenspat oder Eisenmanganspat Es ist bekannt, durch Rösten von Eisenmanganspat in Schachtöfen das in ihm enthaltene Eisen-Mangan-Carbonat thermisch zu spalten und gleichzeitig durch schwache Oxydation in stark magnetisches Eisen-Mangan-Oxyd überzuführen, das nach Vermahlung magnetisch von der Gangart getrennt werden kann. Um die für die Röstung erforderliche Temperatur von 70o bis 8oo°C zu erreichen, werden dem Rohspat i bis 2 °/o Koks zugeschlagen. Damit ein ungehinderter Gasabzug im Schachtofen gewährleistet ist, darf der Rohspat nicht in beliebigen Korngrößen dem Ofen zugeführt werden.
Erfahrungsgemäß eignen sich hierfür nur Korngrößen zwischen q. und 15 mm. Von den bei der Zerkleinerung des Rohspats für die Beschickung des Ofens anfallenden Korngrößen von unter q mm kann man zwar die Fraktion von o,5 bis q. mm in dem Maße mitverwenden, wie Wärmestauungen im Ofen, die durch diese kleineren Korngrößen hervorgerufen werden, erwünscht sind. Der übrige Teil der Fraktion von 0,5 bis q. mm aber muß direkt, ohne daß vorher eine magnetische Anreicherung durchgeführt wird, im Hochofen verarbeitet werden. Die Fraktion von o bis 0,5 mm, die etwa 2 °/o des zerkleinerten Rohspats beträgt, kann weder im Schachtofen noch direkt verarbeitet werden und wurde bisher auf die Halde gefahren.
Bekannt ist auch, daß zwecks Erzeugung von y-Fe203 aus Roteisenstein, Brauneisenerzen oder Eisenspat zweistufig gearbeitet werden muß, indem man vor der Oxydation zu Ferrioxyd eine Reduktion zu Eisenoxyduloxyd durchführt.
Es wurde nun gefunden, daß man auch das Feingut, und zwar sowohl für sich als auch im Gemisch mit der groben Fraktion, in wirtschaftlicherWeise verarbeiten kann und auch für die Oxydation zu y-Ferrioxyd nur eine Verfahrensstufe benötigt, wenn man den Eisenspat oder Eisenmanganspat mit einer Korngröße von o bis 4 mm für sich oder zusammen mit dem hierfür an sich bekannten Korngrößenbereich von 4 bis 15 mm nach dem Wirbelschichtverfahren in ein und derselben Wirbelschicht behandelt, wobei man die von unten zugeführten sauerstoffhaltigen Gase vorgewärmt zuleitet, die Temperatur der Wirbelschicht auf 400 bis 8oo°C, vorzugsweise 50o bis 650°C, und die Höhe der Wirbelschicht, auf den Ruhezustand bezogen, auf unter 1,5 m hält.
Die in anderem Zusammenhang an sich bekannte Zuführung der sauerstoffhaltigen Gase im vorgewärmten Zustand ist notwendig, da die für die thermische Spaltung des Eisenspätes oder Eisenmanganspates benötigte Wärmemenge von der bei der Oxydation des Eisenoxyds zu stark magnetischem Eisenoxyd frei werdenden Wärmemenge nicht ganz gedeckt wird. Zur Deckung des Wärmebedarfs kann man zweckmäßig einen Teil des heißen, die Wirbelschicht verlassenden Gasgemisches der Wirbelschicht von neuem zuführen. Auf diese Weise läßt sich gleichzeitig der Sauerstoffpartialdruck des in der Wirbelschicht gebildeten Gasgemisches auf einen solchen Wert einstellen, daß eine Überoxydation des Röstgutes, die zu nichtmagnetischem Eisenoxyd bzw. nichtmagnetischen Eisen-Mangan-Oxyd-Gemischen führt, vermieden wird.
Da selbst bei den im Gegensatz zum Schachtofenverfahren, bei dem normalerweise bei 70o bis 80o° C gearbeitet wird, vorzugsweise angewendeten Temperaturen von etwa 50o bis 650°C Verweilzeiten des zu behandelnden Gutes in der Wirbelschicht von etwa 5 bis io Minuten genügen, lassen sich aber auch mit vorgewärmter Luft allein neben sehr hohen Raumzeitausbeuten gute Ergebnisse in bezug auf den Grad der magnetisierenden Röstung erzielen.
Statt ausschließlich mit vorgewärmten Gasen zu arbeiten, kann man den Wärmebedarf der Umsetzung teilweise auch durch Einführen flüssiger oder fester Brennstoffe in die Wirbelschicht decken.
Für die Erzielung der Wirbelbewegung in der Schicht genügt im allgemeinen ein Druck von weniger als 2 m, vorzugsweise weniger als i m Wassersäule, mit dem die vorgewärmten Gase in die Schicht eingeführt werden. Die Einhaltung einer dementsprechenden Wirbelschichthöhe von - auf den Ruhezustand bezogen - 1,5 m ist in der Wirbelschichttechnik bekannt. Beispiel i Eisenmanganspat mit einer Korngröße von unter z mm, der 26,8 °/, Eisen, 5,4 °/, Mangan und 3o,1 °/, Kohlendioxyd enthält, wird kontinuierlich einer im Ruhezustand 6o cm hohen und durch von unten mit einem Druck von o,6 m Wassersäule eingeführte, auf :z50' C vorgewärmte Luft in auf und ab wirbelnde Bewegung versetzten Schicht zugeführt. Durch Vorheizen der Schicht wird die thermische Spaltung und magnetisierende Röstung des Eisenmanganspates in Gang gebracht. Die Temperatur in der Schicht wird anschließend konstant auf 60o bis 650°C gehalten. Das fertig behandelte Gut wird aus der Schicht kontinuierlich oder periodisch abgezogen. Der Durchsatz beträgt stündlich 3,1 t Eisenmanganspat je qm der Grundfläche der Schicht. Das abgezogene Gut besteht zu 86,6 °/, aus einem magnetischen Anteil mit 46,z °/, Eisen, 9,4°/o Mangan und 0,25°/o Kohlendioxyd und zu z3,40/, aus unmagnetischem Material mit 2,27°/a Eisen, 0,33 °/, Mangan und o,18 °/, Kohlendioxyd.
Beispiel 2 Unter den gleichen Bedingungen wie im Beispiel i werden stündlich je qm Grundfläche der Schicht 2,8 t feingemahlener Eisenmanganspat mit 23,3 °/, Eisen, 4,6 °/, Mangan und 23,4 °/, Kohlendioxyd in die Wirbelschicht eingeführt.
Das behandelte Gut wird kontinuierlich abgezogen und magnetisch geschieden. 980/, des abgezogenen Gutes sind magnetisch und bestehen aus 33,9 °/o Eisen, 6,7 °/, Mangan und o,45 °/o Kohlendioxyd. Der unmagnetische Anteil in Höhe von 2 °/, des abgezogenen Gutes enthält 2,640/, Eisen, 0,410/, Mangan und 0,7o °/, Kohlendioxyd.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: r. Verfahren zur thermischen Spaltung und magnetisierenden Röstung von gemahlenem Eisenspat oder Eisenmanganspat in einem Arbeitsgang, dadurch gekennzeichnet, daß man den Eisenspat oder Eisenmanganspat mit einer Korngröße von o bis 3 mm für sich oder zusammen mit dem hierfür an sich bekannten Korngrößenbereich von 4 bis 15 mm nach dem Wirbelschichtverfahren in ein und derselben Wirbelschicht behandelt, wobei man die von unten zugeführten sauerstoffhaltigen Gase vorgewärmt zuleitet, die Temperatur der Wirbelschicht auf 40o bis 8oo°C, vorzugsweise 50o bis 650°C, und die Höhe der Wirbelschicht, auf den Ruhezustand bezogen, auf unter 1,5 m hält.
2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß man die vorgewärmten Gase mit einem Druck von weniger als 2 m, vorzugsweise von weniger als i m Wassersäule in die Wirbelschicht einführt.
3. Verfahren nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß man einen Teil des heißen, die Wirbelschicht verlassenden Gasgemisches in die Wirbelschicht zurückführt.
4. Verfahren nach Anspruch i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß man in die Wirbelschicht flüssige oder feste Brennstoffe einführt. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 384 327, 444 847; deutsche Patentanmeldung D 616 VI/ib (bekanntgemacht am 14. 12. 1950); USA.-Patentschrift Nr. 2 343 78o; »Stahl und Eisen«, 1929, S.466/467, und 1937, S. 805 ff.; »Angewandte Chemie«, Teil B, 1948, Nr. io, S. 269; »Chemical Engineering« Bd.55, Dezember 1947, S. 112 bis 114.