150721. lajstromszámú szabadalom • Kohászati eljárás
150.721 5 ábra a találmány szerinti eljárás egyes lépéseit némileg egyszerűsbítve feltüntető szemléletes folyamatábra. A 2. ábra a találmány előnyös megvalósítására alkalmas redukáló-klórozó egység távlati képe, amelyen az áramlási irányt mutató nyilak mellé írt számok jelzik a csővezetékekben áramló anyagok természetét, éspedig: 1 gáz és koksz, 2 gáz, 3 kevert kloridok gáza, 4 gáz és szilárd anyag, 5 friss és visszakeringeteft klór és 6 a hulladékba távozó meddő jelölése. 1. példa: A következő példában mind a redukáló-klórozó, mind az oxidáló-klórozó lépéseket ellenáramú cikioncsoportokban végezzük, ahogy a fentiekben ismertettük és a 2. ábrán szemléltetjük. Rövidség okából ezeket az egységeket „redukáló ciklonoknak", ill. „oxidáló ciklonoknak" fogjuk nevezni. A kísérletekben a következő összetételű vasércet és barnaszén-félkokszot haasználtuk: Vasérc Fe 30,0% A120 3 8,0% Mn 0,2% CaO 4,0% P 0,5% MgO 2,0% Si02 26,0% H2 0 10,0% Barnaszén-félkoksz C 61% S 1% H2 0 20% H 2% hamu 15% O + N 1% 285 kg barnaszén félkokszot zúzógépben maximálisan 0,05 mm szemcsenagyságúra őröltük és szárító ciklonban 280 C°-os ellenáramú nitrogénnel melegítettük. 3333 kg vasércet ugyancsak maximálisan 0,05 mm szemcsenagyságúra őröltük zúzógépben és olajégő segítségével szárítottuk szárítókészülékben; ez a kezelés az ércet 800 C°-ra melegítette. A szárítókészülékből távozó gázokból hőszigetelt ciklonban leválasztottuk a port, a gázt mosóban mostuk és a szabadba bocsátottuk ki. A szárítókészülékből jövő 280 C°-os forró kokszot és a ciklonból jövő koksz-ércpor keveréket a redukáló ciklonokba vezettük. A 300 C°-os forró ércport (a hűtőciklonból jövő visszavezetett porral együtt) az oxidáló ciklonokba vezettük. Az ércport az oxidáló ciklonokból a redukáló ciklonokba szállítottuk, ahol kokszporral kevertük. A vasmentes meddőt és a kokszhamut a reakció után a, redukáló ciklonckból szállítómű segítségével távolítottuk el. 690 m3 (= 2226 kg) klórt vezettünk be a redukáló ciklonokba 30 C = hőmérsékleten és itt kb. 800 C°-ra melegítettük (felszabadult kémiai hővel és meddő érccel ellenáramban történő érintkezéssel), ugyanakkor a meddőt kb. 280 C°-ra hűtve. Mivel mind az oxidáló mind a redukáló ciklonokban erősen exot.erm reakció folyik le, jelentékeny mennyiségű feles hő szabadul fel, amit megfelelő hűtőberendezéssel olyan mértékben lehet felfogni, amenynyire a folyamatban nem hasznosítjuk. A klór a porhoz képest ellenáramban áramlik át mind a redukáló, mind az oxidáló ciklonokon. A gáznemű reakciótermékek elhagyják az oxidáló ciklonokat és ezután elválasztjuk a portól és egyúttal 320 C°-ra hűtjük hűtőcikíonban és ezután forró gáz-szűrőn szűrjük a visszamaradt finom porszemcsék leválasztására. A szilárd vas(III)kloridot 120 C°-on választottuk le a megtisztított gázkeverékből a vas(III)klorid kondenzálóban. A visszamaradt gázt a vas-(Ill)klorid kondenzálóból a foszforsav reaktorba vezettük. Itt 29,4 kg hideg vizet permeteztünk a reaktorba. A víz elgőzölgött és 61,7, kb. 86%-os foszforsav keletkezett aeroszol alakjában, amit tömény foszforsavban nyelettünk el. A foszforsav keletkezése alatt a foszforsav reaktorban a hőmérséklet 120 C°-ról 140 C°-ra emelkedik. A foszforsav reaktorból kijövő gázkeverék 140 C°-os volt és gyakorlatilag csak széndioxidot és sósavat tartalmazott, ez utóbbit sósav elnyelőben (gázmosóban) nyelettük el ellenáramban kb. 10%-os sósavvá. Az abszorpció folyamán felszabaduló hőt és a felszabadult gázok érzékelhető hőjét az elnyelő hűtésével nyertük vissza. A sósavat (kb. 33%-os) a hidrogénklorid elnyelőből a sósav elektrolizálóba vezettük, ahol 81 m3 (= 263 kg) klór és 82 m 3 hidrogén keletkezett. Elektrolízis után 10%-os sósavoldat maradt vissza és ezt a hidrogénklorid elnyelőben használtuk fel újra az ellenáramos abszorpcióban. A folyamat végrehajtásának során 1500 m3 levegőt választottunk szét levegőelválasztő üzemben 300 m3 oxigénre és 1200 m 3 nitrogénre. Az oxigént 400 C°-ra melegítettük oxigénmelegítő készülékben olajégő segítségével. A 120 C°-os szilárd vas(III)kloridot az FeCls kondenzálóból az FeCl.3 melegítőbe vittük és olajégővel melegítettük 308 C°-ra. A keletkezett olvadt vas(III)kloridot elégettük a forró oxigénben és a 730 C° égési hőmérsékleten vas(III)oxidot és szabad klórt kaptunk. A forró vas(III)oxid legnagyobb részét (kb. 90%-át) közvetlenül az elégető készülékben választottunk el a klórtól. További mennyiséget választottuk le hűtőciklonban, ahol a klórt 30 C°-ra hűtöttük le. A maradék vas(III)oxidot a gázból finom porszűrővel távolítottuk el. Ekkor az összegyűjtött vasoxidot a redukáló kamrába juttattuk. 1425 kg vas(III)oxid és 590 m3 (= 1903 kg) klór keletkezett, az égetőberendezésben. A nátriumklorid elektrolizálóban 68 kg nátriumhidroxid, 19 m3 klór és 19 m 3 hidrogén keletkezett az elektroli zálás folyamán 100 kg nátriumkloridból. A klór összesített mennyiségét (vagyis a nátriumklorid elektrolízisből eredő friss klórt és a sósav elektrolízisből és az elégető berendezésből eredő, visszacirkuláltatott klórt) a redukáló ciklonokba vezettük vissza ellenáramban a forró koksz-érc keverékhez képest. A levegő elválasztó üzemből 700 m3 nitrogént vezettünk nitrogén melegítőbe, ahol a redukáló ciklonokból kikerült meddő hulladék ellenáramban 280 C°-ot megközelítő hőmérsékletre melegítette és ugyanakkor a meddő kb. 120 C°-ra hűlt le. A nitrogén melegítését ellenáram elrendezésű ciklonsorban végeztük. Ezután a forró
