161775. lajstromszámú szabadalom • Eljárás karbonátos és oxidos vas- és mangánércek feldolgozására
161775 ciklonkamrában történő kísérleteket titánérckoncentrátummal végezték, a ciklonkamrába tangenciálisan beépített földgázégők segítségévél. A kifolyó salakot ívfény kemencében antra-, cií és petrolkoksz felhasználásával redukálták, 5 Ez az eljárás üzemi méretben nem kerül felhasználásra, a füstgázokat sem hasznosították. A jelen találmány célkitűzése a gyenge minőségű ércek feldolgozásánál a kohósítási költ- 10 ségek csökkentése, a fajlagos kokszfelhasználás csökkentése és az ércolvasztásnál képződő melléktermékek hasznosítása, ezzel a fémkinyerés gazdaságosságának növelése. A találmány szerinti eljárás por alakú kar- 15 bonátos és oxidos vas- és mangánércek feldolgozására szénpor hozzákeverésével, külön ércelőkészítési művelet nélkül azzal jellemezhető, hogy az érc és szénporkeverék összetételét úgy állítjuk be, hogy a képződő olvadékban az Si02 2( > mennyisége 10—40%, vasérc esetén a vasoxidok mennyisége 30—50%, mangánérc esetén a mangánoxid mennyisége 25—75% legyen, a keveréket ciklonkamrában kis légfelesleggel, gyengén oxidáló gázösszetétel mellett elégetjük és a 25 füstgázok hőtartalmát hasznosítjuk, a képződő, érc és szénkeverék salakjából álló olvadékot a jelenlevő fémoxidok redukciójához szükséges redukáló anyag jelenlétében külön térben redukáljuk, a fémolvadéktól elválasztott olvadt 30 salakot pedig adott esetben műkő feldolgozásra hasznosítjuk. A találmány szerinti eljárásnál még 5000 Kai/ /kg fűtőértékű szén is jól felhasználható, míg ennél kisebb fűtőértékű szén esetében a kedvező 35 szén- és ércarány beállítására olaj-támasztólángot alkalmazzunk. A ciklonkamra égésterébe a levegőt több helyen tápláljuk be, a fémoxidok redukciójánál képződött fölös szénmonoxidot pedig a ciklon- 40 kamra égésterében széndioxiddá égetjük el. A találmány szerinti eljárásnál használt vasérc 60—90% szideritet vagy 40—90% vasoxidot tartalmaz. A felhasználható mangánérc 30—90% mangánkarbonátot vagy 18—75% mangánoxidot 45 tartalmaz. A gyengébb minőségű vas- és a mangánércek komplex feldolgozása a salakolvasztásos ciklonkamra alkalmazásával vált lehetővé. A salakolvasztásos ciklonkamrák két évtizede ismére- 50 tesek és nagy erőművekben számos helyen használnak ilyen égésterű kazánokat. A ciklokamra kis térfogatú olvasztó kamrájában magas hőterhelés érhető el és az ércek olvasztásához már 5000 Kcal/kg feletti fűtőértékű, magas kén- 55 tartalmú szenek is felhasználhatók. Az érc és a szénkeverék elégetését olyan hőmennyiségnek kell kísérni, hogy a képződő salak olvadt állapotban folyjon ki a ciklonból. 60 Az eljárás kivitelezésénél a salakolvasztásos ciklonkamra fűtésére kis hamutartalmú (legfeljebb 10%) szénport használunk, amelyhez annyi por alakú, gyenge minőségű vas- és mangánércet keverünk, hogy a szén eredeti hamu- 65 tartalmának és a hozzákevert ércnek összmenynyisége a salakban az eredetileg bevitt menynyiségre számítva 30—60% legyen. Felismerésünk szerint a ciklonkazán égésterének magas hőmérsékletén termikus disszociáció zajlik le, ennek megfelelően a karbonátos ércek FeO, illetve MnO és C02 -re bomlanak, adott esetben részleges redukció is végbemegy, majd az egész érc-salakkeverék megolvad és a ciklonkamra falazatán végigfolyik. A ciklonkamrából eltávozó magas hőmérsékletű gázokat kazánrendszerbe vezetjük és így az ércfeldolgozási rendszerből technológiai energiatermelő rendszer ágaztatható le. A ciklonkamrában megolvadt és jelentős mértékben túlhevített érc-salakolvadékot intenzív redukciónak vetjük alá, miközben izzó kokszrétegen vezetjük keresztül. A koksz izzítása kb. 30—35% oxigén tartalmú levegővel való fúvatással, magas hőmérsékletű égő segítségével vagy elektromos fűtéssel valósítható meg. A redukciós tér alsó részében gyűlik össze a képződött fémolvadék és salak. A fémolvadék elválasztása után, a salakból megfelelő hőkezeléssel és átkristályosítási folyamat segítségével mesterséges kőzet állítható elő. A füstgázok hőtartalma teljes egészében hasznosítható, az ércek feldolgozásához szükséges fajlagos kokszmennyiség jelentős mértékben csökkenthető. A találmány szerinti eljárás előnyei az alábbiakban foglalhatók össze: 1. Lehetőséget nyújt mind jó minőségű, mind gyengébb, por alakú karbonátos és oxidós vases mangánércek ércelőkészítés néíkül történő gazdaságos feldolgozására; 2. A fémoxidok redukciójához szükséges kokszmennyiség jelentős mértékben csökkenthető és a kohászati iparban korábban nem használható gyengébb minőségű szénnel pótold ható; 3. A ciklonkamrában a szén elégése mellett az érc beolvasztása is megtörténik anélkül, hogy az ércolvasztás az energiatermelési részt zavarná; 4. A képződő melléktermékek, mint pl. a szénsalak műkő gyártására hasznosítható külön hőenergia befektetése nélkül; 5. Az ércek olvasztására már 5000 Kcal-nál nagyobb fűtőértékű szén is használható, míg ennél kisebb fűtőértékű szén felhasználása esetén a ciklonkamrában olajégő beiktatásával a kívánt hőmennyiség biztosítható. A találmány szerinti eljárás kivitelezését az alábbi példák kapcsán mutatjuk be anélkül, hogy a találmány oltalmi körét a felsorolt példákra korlátoznánk. 1. példa: Nyersvas előállítása karbonátos vasércből A példában felhasznált érc eisenerzi-sziderit, mely szideriten kívül ankeritet, mészkövet, do-2
