150721. lajstromszámú szabadalom • Kohászati eljárás
150.721 7 A szilárd vas(III)kloridot (120 C°-on) a vas(III)-klorid kondenzálóből az égeLőkészülékbe visszüli (pl. kígyócső segítségével), ahol a vas(III)klorid elgőzölög és a forró oxigénben vas(III)oxid és klór keletkezése közben 730 C° hőmérsékleten elég. A forró vas(III)oxid legnagyobb részét (kb. 90%-át) az égetőkészülékben választjuk el a klórtól. A klórt hűtőciklonban 30 C°-ra hűtjük le; itt további vas(III)oxid mennyiség válik le; a maradék vas(IIÍ)oxidot ezután finom porszűrőben választjuk el a gáztól. Az égetőkészülékben, a hűtőciklonban és a finom porszűrőben keletkezett vasoxidot a redukáló kamrába visszük. 1425 kg vas(III)oxid és 590 m3 {=.-, 1903 kg) klór keletkezik az égetőkészülékben. A nátriumklorid elektrolizálőban 36,5 kg nátriumhidroxidot. 11 m3 (32.3 kg) klórt és 11 m 3 hidrogént nyerünk elektrolízissel 53,3 kg nátriumkloridból. A nátriumklorid elektrolízálőból és a sósav elektrolizálóból visszanyert klórt keverjük az égetőkészülék klórjával és ezután visszavezetjük a redukáló ciklonokba (a forró koksz-érc keverékkel ellentétes irányban). A levegő szétválasztó üzemből 200 m3 nitrogént a nitrogénmelegítőbe vezetünk, itt a nitrogént a forró meddő ellenáramban haladva 520 C°-ra melegíti, míg a meddő 474 C°-ra hííl le. A forró nitrogént ekkor a szárítókészülékbe vezetjük, ahol a fentebb említett módon szárítja a kokszot. 2684 kg meddő és kokszhamu keveréket 474 C° hőmérsékleten a nitrogénmelegítőből kiürítve hűtőbe vezetjük, ahol a keverék 24 C°-ra hűl le. A meddő és a kokszhamu teljesen vasmentes keveréke 400 kg titánt tartalmazott (kb. 15%ban) és a titán kinyerés nyersanyagként használtuk fel. 1882 m3 generátorgázt állítottunk elő gázgenerátorban és 1000 C° hőmérsékleten juttattuk be a redukáló kamrába. A nátriumklorid elektrolizálóból és a sósav elektrolizálóből 20 m'J hidrogént adtunk hozzá a generátorgázhoz. A redukáló gázkeveréket (1902 m3 ) a redukáló kamrába vezetve a gáz 1425 kg vasoxidot redukál 1000 C° hőmérsékleten 1 metrikus tonna tiszta vas keletkezése közben. Az energiafejlesztésre használt gőzt az üzem különböző helyein hűtéssel keletkezett hő útján nyertük vissza. A kapott hőmennyiségből - kb. 2 656 000 kcal — 700 kWh-t nyerünk, ebből 180 kWh-t használ el a sósav és a nátriumklorid elektrolizálása (70 kWh a sósav, ill. 110 kWh a nátriumklorid elektrolízisre). Következésképpen 484 kWh-t más célokra lehet felhasználni. 3. példa: Rutil és magnetit mesterséges keverékét az 1. és 2. példákkal analóg módon kezeltük, de a vizsgálatot laboratóriumi körülmények között végeztük, hogy pontosan megállapíthassuk a redukáló klórozás és az oxidáló klórozás reakcióinak hatékonysági fokát. Az érckeverék elemzése a következő adatokat szolgáltatta: Ti 19,31% Fe 19,89%, SiOo, meddő, és a tartalmazott oxigén 57,74% nedvesség 3,06% 100,00% Az érckeveréket két részre osztottuk és az egyikhez stöchiometrikus mennyiségben faszenet adtunk hozzá. A kezelés az előzetesen leírt módon történt és a gáznemű termékek, valamint a redukáló ciklon és az oxidáló ciklon maradékait gondosan elemeztük. Azt tapasztaltuk, hogy a vas(IJI)kloridban a titánnak még nyomait sem lehetett kimutatni. Az oxidáló klórozó kamrában az érckeverék titántartalma azonban közel 10'%ra növekedett. A klórozó redukáló reakcióból származó érckeverék kolorimetriás elemzésével kb. 0,01% vastartalmat találtunk. így tehát kimutattuk, hogy találmányunk szerint teljesen titánmentes vasat állítunk elő és hogy a hulladék meddő vasmentes és alkalmas a titán kinyerésérc. Szabadalmi igénypontok: 1. Eljárás tiszta vas kinyerésére vasoxidtarlalmú anyagokból, amelyre jellemző, hogy a vasoxidtartalmú anyagot magas hőmérsékleten széntartalmú redukálószer jelenlétében klórozva előállítjuk a vasnak és a meddő alkotórészeinek gáznemű kloridjait, majd a keletkezett gáznemű kloridokat szabad klór és további vasoxidtartalmú anyag jelenlétében és minden redukálószer távollétében oxidálóan klórozva előállítjuk a meddő alkotórészei zömének szilárd oxidjait és további gáznemű vas(III)kloridot, a keletkezett gázt elválasztjuk a szilárd oxidoktól és a vastartalmú anyagtól, a gázból a vas(III)kloridot kondenzáljuk és magas hőmérsékleten oxidálva tiszta vasoxidot és szabad klórt állítunk elő, végül a vasoxidot redukálószerrel redukálva fémvasat állítunk elő. 2. Az 1. igénypont szerinti eljárás foganatosí-' tási módja, amelyre jellemző, hogy a redukáló klórozás útján kapott reakciótermékből a vaskloridon kívül minden más kloridot további gáznemű vas(III)klorid egyidejű előállításával a megfelelő oxiddá alakítunk, a gáznemű vas(III)klori~ dot elválasztjuk egyrészt a keletkezett szilárd oxidoktól, másrészt a vas(III)klorid kondenzációs hőmérsékleténél magasabb hőmérsékleten kondenzálódó oxidoktól és kloridoktól, az elválasztott vasi(III)kloridot lényegileg tiszta alakban kondenzáljuk, és a kondenzált vas(III)kloridot szabad oxigént tartalmazó gáz jelenlétében oxidáljuk. 3. Az 1. igénypont szerinti eljárás foganatosítási módja, amelyre jellemző, hogy az oxidos anyagot finomra őrölve finom eloszlású széntartalmú redukálószer jelenlétében oly módon klórozzuk, hogy 800 és 1200 C° között a redukálószerrel és ellenáramú klórgázzal reagáltatjuk, miközben gáznemű vas(III)klorid és egyéb gáznemű kloridok — foszfor jelenlétében többek között foszfor kloridok — elegye keletkezik és a meddő egy része visszamarad, ezután a gáznemű kloridokat elválasztjuk a visszamaradt meddőtől, a
