147706. lajstromszámú szabadalom • Eljárás a FeO-nál pozitívabb thermodinamikai normálpotenciálú fémoxid fémét vagy fémvegyületét is tartalmazó ércből vagy termékekből a fémoxid fémjének kinyerésére
2 147 70Ö CoO M0O2 WO oxidokat, azonban nem redukálja a FeO Cr2 0 3 MnO Si02 V;.03 CO Ti02 MgÖ AI2O3 CaO oxidokat. A redukció terméke a redukált oxid férnie (Fe2 03 esetén alacsonyabb rendű vasoxid) és FeO. Ha pl. Fe helyett Si-mal végezzük a redukálást teljes redukcióig, akkor a fentieken kívül még a FeO, Cr20 3 és a MnO is redukálódik, „C"-nal való redukálásnál pedig még Si02 is. Ha a redukálandó anyagban többféle redukálható fémoxid is van, akkor — mint már említettük — sorrendben először azok redukálódnak, amelyek könnyebben bomlanak, vagyis amelyek pozitívabb thermodinamikai normálpotenciálúak. Ha a redukáló anyagból nincs annyi a rendszerben, ami valamennyi redukálható fémoxid redukálására elegendő, akkor a fémoxidoknak csak egy része redukálódik, mégpedig sorrendben azok, amelyek a legpozitívabb normálpotenciálúak. Ebben az esetben a redukciós folyamat befejeződése után a végtermék a redukált oxidok féméiből, a nem-redukált oxidokból és a redukáló fém oxidjából áll. A redukciós folyamatok csak az egyensúlyi viszonyoknak megfelelő mértékig mennek végbe és annál tökéletesebben, minél távolabb vannak egymástól a redukáló fém (vagy C) oxidjának és a redukálandó oxidoknak a diagramba berajzolt vonalai. Ha egy rendszerben valamilyen fém és ennek oxidja van túlsúlyban, akkor csak olyan fémoxidok redukálhatok, amelyeknek thermodinamikai norrnálpotenciálja pozitívabb a túlsúlyban levő fém vagy fémoxid thermodinamikai normálpotenciáljánál. Ennél negatívabb fémoxid csak azután redukálható, ha az eredetileg túlsúlyban levő fémoxid már maga is teljes egészében redukálódott. Az ilyen redukció a túlsúlyban levő fémoxidra nézve elhatárolt redukció. A találmány szerinti eljárás részletesebb megvilágítására példaképpen alacsony százalékban NiO-t tartalmazó vasérc feldolgozását ismertetjük. Az eljárás célja az, hogy a vasérc feldolgozásával nyert termékben a Ni nagyobb százalékban legyen jelen, -mint amilyen százalékban a C-redukciós nagyolvasztóban nyert vasban lenne. Az ércet erre alkalmas — elektromos árammal vagy más tüzelőanyaggal fűtött — kemencében acélhulladékkal olvasztjuk össze és redukáljuk. Redukálásra Fe-t vagy más, a FeO-nál negatívabb thermodinamikai normálpotenciálú oxid fémét vagy C-t használunk. A redukálási folyamat meggyorsítása és fokozása céljából FeO-nál vagy C-nál negatívabb thermodinamikai norrnálpotenciálú fémet vagy fémoxidot is használhatunk, azonban ezek mennyisége nem érheti el azt a mértéket, amelynél már a FeO is jelentősen redukálódik. Az eljárásnál az érc folyamatosan is adagolható a kemencébe, amikor a Ni szempontjából redukált ércet salakként folyamatosan távolítjuk el a kemencéből. A folyamatos ércadagolást addig folytatjuk, amíg a megolvasztott acélbetéthez szükséges teljes ércmennyiséget fel nem dolgoztuk. Az acélolvadék és a feldolgozásra kerülő érc súlyviszonyának beállításával tetszőleges Ni-tartalraű végterméket kapunk. Érc helyett bármilyen nikkel-tartalmú hulladék vagy félkésztermék is feldolgozható. A kemencéből eltávolított salak a feldolgozott ércből vagy hulladékból benne maradt fémek, illetve fémoxidok milyenségétől és mennyiségétől függően kohósításra, esetleg acélfrissítésre alkalmas. Az acélbetét úgy is előállítható, hogy az ércből a kívánt betétsúlynak megfelelő mennyiségű Fe-t is redukáljuk, azután a nyert terméket FeO-dal elhatárolt redukcióval Ni-ben dúsítjuk. A találmány szerinti eljárás alkalmas arra is, hogy azzal közvetlenül a kész acélt állítsuk elő, ha az eljárást acélgyártásra is alkalmas kemencében (pl. ívfényes elektrokemencében) végezzük. Ha az eljárás folyamán keletkező salak FeO-on kívül más — negatívabb thermodinamikai potenciálú — fémoxidot is tartalmaz (pl. Cr2 0 3 -t), melyet dúsított fém formájában kívánunk kinyerni, akkor a kinyerést részleges redukcióval folyékony állapotban végezzük. A kinyerést további kemenceberendezésben, illetve üstben foganatosítjuk. Az eljárás első műveleteként a FeO redukálást végezzük el úgy, hogy az eltávolítandó salakban bizonyos mennyiségű FeO marad, azután a maradék oxidsalakot a dúsított fém formájában kinyerni kívánt fémig (pl. Cr-ig) bezárólag teljes redukciónak vetjük alá. A kétlépcsős redukció terméke, Fe, illetve FeCr. Az üstben végrehajtott redukció redukáló anyaga előnyösen FeSi, a kemencében végzett redukáláshoz használt anyag pedig valamilyen C bázisú, anyag. A találmány szerinti eljárás azért is előnyös az eddig ismert eljárásokhoz képest, mert a gazdaságos gyártási lehetőségen kívül a végtermék összetétele is megbízhatóan a kívánt mértékűre állítható be. Szabadalmi igénypontok: 1. Eljárás vasnál nemesebb fém vegyületét is tartalmazó ércből, hulladékból, salakból vagy féltermékből a vasnál nemesebb fém acéltermékbe vitelére és abban való dúsítására, azzal jellemezve, hogy az anyagokat acélhulladékkal vagy anélkül megolvasztjuk, Fe-al, vagy FeO-nál negatívabb termodinamikai normálpotenciálú oxid fémjével vagy C-al FeO-dús salak jelenlétében a kívánt dúsítás eléréséig redukáljuk, majd a salakot folyékony vagy szilárd állapotban további, vas, acél, vagy egyéb vasötvözetet előállító redukciónak vetjük alá.
