DE740913C

DE740913C - Verfahren zur Reduktion von Eisenoxyden oder Eisenerzen

Info

Publication number: DE740913C
Application number: DED82226D
Authority: DE
Inventors: Dr Kurt Andrich; Walter Stephan
Original assignee: Degussa GmbH
Current assignee: Evonik Operations GmbH
Priority date: 1940-03-01
Filing date: 1940-03-01
Publication date: 1943-11-01

Description

Verfahren zur Reduktion von Eisenoxyden oder Eisenerzen Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf die Gewinnung von Eisen- durch Reduktion von Eisenoxyden oder'solches enthaltenden Stoffen. Als Ausgangsprodukte kommen beis#iels#v-eiise in Betracht reines, durch Fällen oder Hitzeoxyd#ation# erhaltenes Eisenoxyd, Hammerschlag, ferner techh-ische Walzzunder Produkte, wie oder Kiesabbrände' auch natürlich vorkommende oxydische Eisenerze. Als Reduktionsgase können reiner Wasserstoff oder auch wasserstoffhaltige Gase, ferner Kohlenoxyd oder Gasgemische, wie Wasser-,las, oder auch feste kohlenstoffhaltige Reduktionsmittel verwendet werden. So kann: man beispielsweise die Ausgangsstoffe mit Kohle mischen und erhitzen und sodann die.Reduktion mit Wasserstoff zil Ende führen. Es ist bekannt, daß man diese Stoffe mit Was'serstoff oder wasserstoffhaltigenGasen bei höheren Temperaturen reduzieren kann. Es zeigt sich jedoch, daß diese Reduktion insofern auf Schwierigkeiten stößt, als man,- hierzu im allgemeinen bei unerwünscht hohen Temperaturen. bzw. innerhalb technisch nicht tragbarer Zeiträume arbeiten muß, ein Mißstand, der sich besonders bei den Oxyden vom Typ F,e.30j. bemerkbarmadlit. Gemäßvorliegendem Verfahren werden diese Nachteile vermieden.
Das Wesen, der vorliegenden, Erfindung besteht darin, daß die Reduktion, in Gegenwart von Halogen-Wasserstoff-Säuren oder solche bildenden Stoffen durchgeführt wird mit der Maßgabe, daß der Halo 'gen-Wasserstoff-Gehalt weniger als 25 VOlumprozent in der Gasphase ausmacht. Die Mengen an Halogenwasserstoff bzw. solchen erzeugenden Stoffen kann innerhalb der angegebenen Grenzen weitgehend geändert werden. So wird man im allgemeinen schon mit Mengen. von 5 Volumprozent und weniger ausgezeichnete, Ergebnisse erzielten. Dabei werden diese vorteilhaften Wirkungen bereits erzielt bei Verwen-Z> dung von sehr geringen Mengen Halogenwasserstoffs, bzw. solchen erzeugenden Verb#indungen, z. B. in Mengen der Grbßenordnung von o,i Volumprozent Halogenwasserstoffs. An Stelle von Halogenwasserstoff, d. h. also, Bromwasserstoff, Jodwasserstoff, Fluorwasserstoff oder vor allem Chlorwasserstoff kann man auch die freien Halogene, z. B. elementares Chlor, verwenden. Andere. Stoffe, die ebenfalls unter Reaktionsbedingungen Haloggenwasserstoff erzeugen und für die vorliegende Erfindung - eignet sind, sind Z, tle flüchtige Halogenverhindungen, z. B. die Chloride des Eisens oder Aluminiums, ferner Sulfurvlchlorid, Acetylchlorid, Ammonitimelilorid, Tetrachlorkohlenstoff, Phosgen, Phosphortrichlorid. Weiter kann die Halogenwasserstofflieferung auch durch unter Reaktionsbedingungen nichtflüchtige Chloride b,--?-, el wirkt werden-, z. B. durch Eisenchlorür, Bleichlorid, Zinkchlorid usw. Eine weitere Ab- änderung der Erfindung besteht darin, daß manden etwaigen Chlorgehalt des Ausgangsinaterials, z. B. chlorhaltiges Eisenoxyd, als Halogenwasserstofferzeuger verwendet oder in Rechnung setzt. In diesem Falle ist jedoch im Sinne der vorliegenden Erfindung dafür zu sorgen, daß in der Reduktionszone auch wirklich HalogenwasserstGiff stets vorhanden ist. So kann inan in diesem Sinne ein Eisenoxyd verwenden, welches durch Oxvdation von metallischem Eisen in Gegenwart von Chlor oder Chloriden erzeugt worden ist, oder man kann an sich chlorfreie Ausgangsmaterialien vor der Reduktion mit# Salzsäure behandeln bzw. Halogenide dazusetzen.
Erfindungsgemäß läßt sich die Reduktion bei wesentlich niedrigen Temperatläreri, z. B. schon bei Temperaturen unterhalb 6oo' C, durchführen, und dabei erhält man in verhältnismäßig kurzer Zeit Reduktionsausbeuten bis zu 98 % und mehr. Ganz abgesehen von der durch die niedrigen Temperaturen bedingten leichteren Arbeitsweise und Materialschonung kn erzielt man erfindungsgernäß den weiteren Vorteil, daß das Eisen in einer besonders lockeren Form, d. h. mit niedrigem Schüttgewicht, anfällt. Das erfindungsgeinäß hergestellte Eisen und insbesondere das nach dem vorliegenden Verfahren aus dem an sich schon vorzerkleinerten Aus-anäsi-naterial herstellbare Eisen hat sich als besonders geeignet erwiesen zur Herstellung von Sinter-. zn. el körpern aus Eisen allein oder in Kombination mit an-deren Metallen.
Das vorliegende Verfahren war keineswegs naheliegend. Zunächst erwiesen sich im allgemeinen die Halogenverbindungen als scliädlieh bei der Durchführung von Reduktionen. Weiterhin ist bekannt, daß z. B. Eisenchlorür an sich schwerer reduzierbar ist als Eisenoxvd. Tüberraschenderweise werden jedoch unter den vorliegenden Bedingungen sogar die oben geschild erten vorteilhaften Wirkungen erzielt.
Eine weitere Ausführungsform des vorliegenden Verfahrens besteht darin, daß man außerdem noch für die Gegenwart von Al- kali- oder Erdalkalimetallverbindungen während der Reduktion Sorge trägt. Als solche seien, genannt: Oxyde, Hvdroxyde, Carbonate, ferner Nitrate, Acetate, Chloride Von Natriuni, Kalium, Ammonium, Kalzium, Barium. Die Menge dieser aktivierenden Zusätze soll jedoch im allgeineinen 20'11, nicht überschreiten. lin Interesse der Erzieltineines mö-lichst reinen Ausgangsproduktes ist i# el z21 es vorteilhaft, mit diesen Zusätzen unter 00 herunterzugehen. So werden z. B. s21ir gute Ergebnisse bereits mit Mengen von bis o,i "/, und sogar von o,ooi % erzieit.

k#t B e i s p i e 1 Zum Beweis des technisch erzielbaren Erfolgs seien folgende Vergleichsversuche angeführt. Behandelt wurden immer i # kg Oxyd z#I mit io cbm/Std. Wasserstoff bei 58o #is 6ool C in 8 Stunden. Dabei wurden folgende Ergebnisse erzielt:

Material Zusatz Fe-Metall Schüttgewicht

4.1

T ..

i. Eisenoxyd 85,5 1,56

2. o,7 % Fe CI', 91,25 1,78

01 FeCI", o,o-1, NHCl 1,67

3- 0,7 !0 u 95175

4. Walzsinter 77,2 2,57

5- - o,67'/,HCI als Salzsäure 92,5 2170

6. - o,67 0/1,) HCI, 0,4 0/, Ca-nitrat 95po 2,22

7- - 0,I'/OCI im Wasserstoff 97,0 2104

8. - o"51/OCI im Wasserstoff 97,75 :1,92

9- - o,io,' 0 Cl, 0,23 '/" Ca CI., 97,50 1,73

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i.- Verfahren zur Reduktion, von, Ei#senoxyden oder solche enthalte ' nden Stoffen, z. B. Eisenerzen vermittels Wasserstoff oder solchen enthaltender bzw. bildender Gase, dadurch gekennzeichnet, daß die Reduktion in Gegenwart von Halogenwasserstoffsätiren oder solche bildenden Stoffen durchgeführt wird mit der Maggabe, daß der-Halogenwasserstaffgehalt weniger als 25 Volumprozent in der Gasph,ase ausmacht.
2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß dem Reduktionsgas freie Halogene, vorteilhaft elementares Chlo,r, zugesetzt werden. 3. Verfahren nach Anspruch i und :2, dadurch gekennzeichnet, daß die Red#uktion in, Gegenwart geringer Mengen von Verbindungen der Alkali- bzw. Erdalkalimetalle durchgeführt wird. Zur Abgrenzung des Anmeldungsgegenstandes vom Stand der Technik sind iin Erteilungsverfahren. folgende Druckschriften in Bietracht gezog .,en worden: österreichische Patentschrift Nr. 62 750, 659 689; britische Patentschrift ...... Nr. 3 5 8 494-