157034. lajstromszámú szabadalom • Eljárás könnyen redukálódó fémoxidokat is tartalmazó vasdús ércek és salakok szelektív redukciójára

157034 4 mot a fémbe, azaz fcrómveszteségünk lesz. Ha pedig a fémíben nem akarunk krómot (c) eset), akkor 'meg számolnunk kell vasveszt es éggel, azaz a salakban is hagynunk kell 'bizonyos mennyiségű FeO-t. Az olvadékok klasszikus szelektív redukciójakor fellépő és a fentiek szerint értelmezett fémveszteség fizikai-kémiai összefüggésektől függő mértékű és jelentős gazdasági kihatású lehet. Különösen nagy a jelentősége abban az esetben, ha a végsalaikot még külön feldolgozzák és ezt zavarja a fémveszbeség miatt visszamaradó fémoxid. Pl. c) esetiben a salak krómra való feldolgozását (redukálását) zavarja a viszszamaradó FeO. A fémveszteség, illetve a fémeik egymástól való elválasztásának a hatásfoka — mint ismeretes — attól függ, hogy az érintett fémek oxidjainak a képződésekor jelentkező szabadentalpia-változás értékei között mekkora a különbség. Minél nagyobb két különböző fém oxidjának keletkezésekor a szaibadentalpia-valtozás közti különbség, a két fém annál jobb hatásfokkal választható el egymástól. Egy rendszerben jelen levő fémoxid szabadenitalpia-változásánaik értéke sok tényezőtől függ, köztük nagymértékben a fémoxid aktivitásától. Ebből következik, hogy a rendszeriben jelein levő fémoxidok szabadentalpia-válitozásainalk értékei közti különbségiét nagymértéklben befolyásolják a jelen levő fémoxidok és fémeik aktivitási körülményei. Az aktivitás arányos a koncentrációival, ezért ha valamely fémoxid mennyisége a redukció során csökken és ennek következtében aktivitása is kisebb lesz, ugyanakkor a visszaimaradó (nem redukálódó) fémoxid relatív mennyisége (koncentrációja) növekszik, ami aktivitásnak növekedésével is együtt jár, akkor a szabadenergia-változásuk közti különbség fokozatosan csökken, így a szelektív redukció egyre nehezebben hajtható végre, mert a két fém-oxid együtt redukálódik. Ez a fizikainkémiai törvényszerűség az oka annak, hogy egyszerű szelektív redukció útján csak jelentős veszteséggel választhatók szét egymástól a fémek. A fenti példa kapcsán megvilágítva: ha d) esetiben vasmentes nikkelt .akarunk nyerni, akikor viszanyliag sok nikkelt akarunk nyerni, akkor viszonylag sok a nikkelkihozatal; ha c) esetiben krómmentes vas-nikkel ötvözetet akarunk kiapni, akkor sok vasat kell visszahagynunk a krómos salakban, romlik tehát a vas'kihozatal; ha a vaskihozatalt javítani akarjuk, akkor meg számolnunk kell bizonyos mértékű krómiredukcióval is. A szelektív redukció célja legtöbbször a fémek egymástól való minél tökéletesebb 'szétválasztása, minél jobb kihozatal mellett. A két követelmény ^azonban ellentétes metallurgiai feladatot jelent, és az ismert egyszerű szelektív redukció alkalmazásakor a tökéletesdbb szétválasztás kihozatairomlással, a jó kihozatal viszont nem tökéletes szétválasztással jár együtt. A technikai érdek legtöbbször azt kívánja meg, hogy minél tökéletesebb legyen a szétválasztás, a gazdasági érdek ugyanakkor jó kihozatalt követel. ; A minél tökéletesebb szétválasztás és jó ki-5 hozatal tulajdonképpen azt jelenti, hogy a fém is és a salaik is bizonyos összetételi követelményekét támaszt. A fém azt, hogy minél több legyen benne abból a fémből, amelyet bele akarunk redukálni, a salak pedig azt, hogy minél 10 több legyen benne abból a fémből, amelyet akban vissza akarunk tartani. Mivel a salak és fém egymással érintkezik és a szóban levő fémek és oxidjaik a fém- és salakfürdoben fizikai-kémiai törvények áx„al meghatáro-15 zott egyensúlyt tartanak egymással, a két követelménynek egyszerre, egy időpontban nem lehet eleget tenni, ha a szabadentalpia-változások értékei közti különbség kicsi. A találmány célja, hogy a vasdús fémércek 20 vagy fémtartalmú salakok szelektív redukciójakor 'elkerülhetetlen fémveszteséget jelentősen csökkentse. A találmány szerint ezt a feladatat azáltal 25 oldjuk meg, hogy a redukciót olyan karbantartalmú vasfürdő felett hajtjuk végre, amelybe a könnyen redukálódó, de a salaikban visszatartani kívánt fémből számítással előre meghatározott mennyiséget adagoltunk, a felöntött 3G érc vagy salak és a vasfürdő érintkezési felületén végbemenő reakcióban a salakból vasat redukálunk, mialatt a fürdőbe ötvözött fém egy része salakba megy, elkkor a vasfürdő egy részletét csapoljuk, majd a vas tervezett mértékű 35 redukciója után a sálakot, és újabb adag érc vagy salak felöntésével a ciklust elölről kezdjük. Az eljárás a beadagolt fémet csupán az egyensúlyi arány kialakításában veszi igényibe, 40 azt sem a fémmel sem a salakkal nem távolítja el a rendszerből, tehát — némi hasonlósággal a katalizátoroklbjaz — a rendszerben marad. Ezt úgy éri el, hogy amikor a fémből csapol, akkor ez az egyensúlyi adalék éppen a 5 salakban van és véle marad vissza, aimilkor pedig a salakot csapolja le, akkor a fémben marad. A salakban visszatartana kívánt fémnek a vasfürdőbe adagolt [Me] mennyiségét az 50 (MeO) + Fe=[Me] + (FeO) , , „ [Me]-(FeO) reaKcioegyenlet K= -r-— egyensúlyi a!

t (MeO) 5g lamdójának a redukció véghőmérsékletére érvényes számértékéből és redukció végén, azaz salakcsapoláskor a salakban megengedett (FeO) és (MeO) koncentráció értékekből szamatjuk ki. 60 A redukálandó anyagot (érc vagy salak) a vasfürdőre akár megolvadt állapotban (egyszerre vagy részletekben beöntve) adagolhatjuk, akár íredükálószerrel együtt vagy annak utólagos adagolásával a redukcióra szolgáló beren-65 dezésben olvasztjuk meg. 2