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Publication number: DET0006964MA
Authority: DE

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

Tag der Anmeldung: 11. November 1952 Bekanntgemacht am 5. April 1956

DEUTSCHES PATENTAMT

Die Verwendung von Feinerzen sowie feinteiligen Eisenoxyden, die in verschiedenen Zweigen der Industrie anfallen, zur Herstellung von Eisen ist bekanntlich dadurch erschwert, daß im normalen Hochofenprozeß feinteiliges Material nicht eingesetzt werden kann. Es sind aus diesem Grunde zahlreiche Verfahren ausgebarbeitet worden, deren Ziel es ist, feinteilige Eisenerze oder -oxyde in stückige Form zu. bringen. Diese Verfahren erreichen; die notwendige Verfestigung des Materials entweder — unter Anwendung sehr hoher Tempe raturen,—' durch einen Sinterungsprozeß oder im Falle der sogenannten Brikettierung durch Formen des mit einem. Bindemittel versetzten Materials unter starkem Druck und anschließendes Erhitzen der Preßlinge. Als Bindemittel für den Brikettierungsprozeß werden die verschiedensten Materialien empfohlen. Sie sind zum Teil anorganische Stoffe, beispielsweise Alkalisilikatlösungen oder Zement und gelangen als unerwünschte Fremdbestandteile mit den Briketts in die Hochofenbeschickung. Die meisten Verfahren wenden Bindemittel organischer Herkunft an, beispielsweise Teerprodukte, Braunkohle, Torf oder Sulfitablauge.

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Die Festigkeit der Briketts wird in diesem Falle durch eine Verkokung beim Erhitzen der Preßlinge erzielt. Solche Briketts geben im Hochofen Teerbestandteile ab, die mit den Gichtgasen ausgetragen werden und an kälteren Stellen störende Ansätze bilden. Bei Verwendung von Sulfitablauge ist insbesondere der Schwefelgehalt nachteilig.

Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung von Eisenoxyd-Formlingen aus feinteiligem Eisenoxyd, welches dadurch gekennzeichnet ist, daß das Eisenoxyd in Gegenwart von Wasser mit einem Eisensalz mit flüchtigem Anion versetzt wird, das Gemisch verformt und anschließend bis zur Zersetzung des Eisensalzes, vorzugsweise unter oxydierenden Bedingungen, erhitzt wird. Auf diesem Wege wird die Verfestigung feinteiliger Eisenoxyde durch Einmischen von geringen Mengen Ferrochlorid oder Ferronitrat oder auch Salzsäure, Verformen des Materials unter Druck und anschließendes Erhitzen bewirkt. Dabei dem Erhitzungsprozeß das Anion des Eisensalzes zum größten Teil entweicht, sind die auf diese Art gewonnenen Briketts weitgehend frei von Nebenbestandteilen, die sich in der Hochofenbeschickung störend auswirken könnten. Sowohl z. B. Ferrochlorid als auch rohe Salzsäure sind billige. Materialien, so daß das Verfahren auch in wirtschaftlicher Hinsicht günstig arbeitet.

Eine Abwandlung des Verfahrens besteht darin, daß man der zu brikettierenden Mischung ein Reduktionsmittel, z. B, ..Koks oder Holzkohle in gepulverter Form, zusetzt und auf diese Weise Briketts erhält, die beim Erhitzen auf hohe Temperatur ein gesintertes Roheisen . liefern. Die Festigkeit der Briketts wird durch einen solchen Kokszusatz in der zur vollständigen Reduktion des Eisenoxydes erforderlichen Höhe nicht beeinträchtigt.

Beispiel 1

i, 16 kg feuchtes Eisenoxyd, das aus einem chemischen Prozeß stammt und 38% Wasser enthält, werden mit 128 kg trockenem Eisenoxyd und 47 g FeCl₂ · 4 H₂O gründlich vermischt. Die Mischung enthält 18,4% H₂O und 1,5% FeCl₂, bezogen auf . wasserfreies Oxyd. Sie wird mit Hilfe einer Stempelpresse unter 400 atü Druck zu zylindrischen Preßlingen von 40 mm Durchmesser und etwa 40 mm Höhe verformt. Die Preßlinge werden in einem offenen Topfofen während etwa 2 Stunden langsam bis auf 350 bis 400⁰ erhitzt und etwa ι Stunde bei dieser Temperatur gehalten. Die nunmehr verfestigten Briketts werden heiß ausgebracht und durch Stehenlassen an der Luft heruntergekühlt.

Die Standfestigkeit der Briketts, durch Abdrücken mit der Stempelpresse geprüft, liegt bei etwa 100 kg pro cm². Die Cl-Bestimmung in den Briketts ergibt 0,3 bis 0,5%.

Beispiel 2

In einem Taumelscheibenmischer werden 68 kg H₂ O-freies Fe-Oxyd und 124 kg feuchtes Fe-Oxyd (H₂O-Gehalt 21,4%) mit 6,241 roher Salzsäure (Dichte 1,185) und 3,12 1 H₂O gründlich vermischt. Die Mischung enthält 17% H₂O. Die zugesetzte H Cl-Menge ergibt bei vollständigem Umsatz zwischen Fe-Oxyd und Säure einen FeCl₂-Gehalt von 2,9 °/<», bezogen auf H₂ O-f reies Fe-Oxyd. Das gemischte Gut wird mit Hilfe einer gewöhnliehen Eierbrikettpresse verformt und anschließend im offenen Ofen auf 350 bis 400⁰ erhitzt.

Eine kleine Menge des Mischgutes wird zwecks genauer Testung der Standfestigkeit, welche an Eierbriketts nicht gut vorgenommen werden kann, mit Hilfe einer kleinen Fallgewichtspresse zu zylinderiscben Preßlingen — Durchmesser 40 mm, Höhe etwa 40 mm— verformt. Das Fallgewicht wiegt 2 kg. Die Fallhöhe beträgt 450 mm. Die Formung wird mit jeweils zehn Schlägen des Fallgewichtes vorgenommen. Nach der Verfestigung durch allmähliches Erhitzen auf 350 bis 400⁰C während etwa 3 Stunden werden einige Briketts mit der Stempelpresse abgedrückt. Die hierbei ermittelte durchschnittliche Standfestigkeit beträgt 95 kg pro cm².

Beispiel 3

In einem Taumelscheibenmischer werden 85 kg H₂ O-f reies Fe-Oxyd und 155 kg feuchtes Fe-Oxyd (H₂O-Gehalt 21,4%) und 40 kg gemahlener Koks mit 8,8 1 Rohsalzsäure (Dichte 1,185) und 3,9 1 H₂O gründlich vermischt. Die zugesetzte H Cl-Menge entspricht bei vollständigem Umsatz mit dem Fe-Oxyd einem Fe Cl₂-Gehalt von 2,75 °/o, bezogen auf H₂ O-f reies Oxyd. Da sich herausgestellt hat, daß der Kokszusatz eine Erhöhung der Wassermenge relativ zum Fe-Oxyd nicht erforderlich macht, wird der H₂O-Gehalt der Mischung ohne Rücksicht auf den Kokszusatz eingestellt und angegeben. Er beträgt im vorliegenden Beispiel 17,4%, bezogen auf die Gesamtmasse ohne Koks. Wie im Beispiel 2 wird der größere Teil des Mischgutes auf Eierbriketts verarbeitet, deren Festigkeitseigenschaften in keiner Weise ungünstiger ausfallen als bei der Arbeit ohne Kokszusatz. Eine kleine Menge des Materials wird wiederum mit Hilfe der Fallgewichtspresse zu zylinderförmigen Preßlingen verarbeitet und durch die gleiche Temperaturbehandlung bei 350 bis 400⁰ C verfestigt. Eine Anzahl dieser Preßlinge wird mit der Stempelpresse abgedrückt und ergibt eine durchschnittliche Standfestigkeit von 100,4 kg pro cm².

Claims

PATENTANSPRÜCHE: ^X15

!..Verfahren zur Herstellung von Eisenoxyd-Formlingen aus feinteiligem Eisenoxyd, dadurch gekennzeichnet, daß das Eisenoxyd in Gegenwart von Wasser mit einem Eisensalz mit flüchtigem Änion gemischt und verformt wird und die Formlinge anschließend bis zur Zersetzung des Eisensalzes, vorzugsweise unter oxydierenden Bedingungen, erhitzt werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das feinteilige Eisenoxyd in

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Anwesenheit von Wasser mit Ferrochlorid gemischt, verformt und die Formlinge erhitzt werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das feinteilige Eisenoxyd in Anwesenheit von Wasser mit Salzsäure gemischt, verformt und die Formlinge erhitzt werden.
4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das feinteilige Eisenoxyd mit so viel Ferrochlorid und Wasser versetzt wird, daß die entstehende Mischung 15 bis 20 ⁰Io, vorzugsweise 16 bis 19% Wasser und 1 bis 5%, vorzugsweise 1,5 bis 3% Ferrochlorid — das letzte bezogen auf wasserfreies Oxyd — enthält und diese Mischung sodann unter Druck zu Preßlingen verformt wird, die anschließend auf Temperaturen zwischen 300 bis 500⁰, vorzugsweise 350 bis 400⁰, erhitzt werden.
5. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß feinteiliges Eisenoxyd mit so viel wäßriger Salzsäure versetzt wird, wie dem Ferrochloridzusatz im Anspruch 4 stöchio^ metrisch entspricht.
6. Verfahren nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der zu verformenden Mischung ein Reduktionsmittel, wie Koks oder Holzkohle, in der zur vollständigen Reduktion des Eisenoxyds zu Eisenmetall erforderlichen Höhe zugesetzt wird.