FI67235B - Foerfarande foer selektiv meduktion av metalloxidmalmer - Google Patents

Description

E35^1 M miKUULUTUSJULKAISU ίηηχζ j^jTg w <"> utlAggningsskrift 6 7235

^ (51) tuiLftmuCL C 22 B 5/02, 1/1 A

SUOMI—FINLAND (21) 750A69 02, 19.02.75 ' 7 (23) ΑΙαρβΜ—GNtigkacada· 19.02.75 (41) Trite|ΛΜηΐ—MwieWndl| 22.08.75

Pfefemtti-ja rekisterihallitut ----------

P**®"*· och refitterttyralaan ^ AaaBta»*J*d31.10.8A

(32)(33)(31) tyydtty «awHuw BhW prior** 21.02.7A Ranska-Frankrike(FR) 7A05879 (71) Societe Francaise d‘Electrometallurgle "Sofrem", 10 Rue du G£n6ral Foy, F-75008 Paris, Ranska-Frankrike(FR) (72) Jean Montanteme, Aiguebelle, Andre Greffe, Annecy,

Francois Grandjacques, Annecy, Ranska-Frankrike(FR) (7A) Berggren Oy Ab (5A) Menetelmä metal 1ioksidimalmien selektiiviseksi pelkistämiseksi -Förfarande för selektiv reduktion av metalloxidmaImer Tämä keksintö kohdistuu oksidimalmien tai oksidiseoksen tai ok-sidikuonan käsittelyyn, josta halutaan selektiivisesti erottaa yksi tai useampi vähäisessä määrin läsnäoleva metalliosa, erityisesti se kohdistuu sellaisten oksidimalmien tai -kuonien, jotka sisältävät useita metallioksideja vähäisessä määrin ja nikkelioksidia määrässä noin 2-3 %, selektiiviseen pelkistysme-netelmään niissä olevan nikkelimetallin erottamiseksi lähes täydellisesti, jossa menetelmässä reaktioseos, joka muodostuu käsiteltävästä malmista tai kuonasta ja pelkistimestä, jonka tilavuuden suhde käsiteltävän aineen tilavuuteen on pieni, saatetaan korkeaan lämpötilaan.

On tavallista, että malmi sisältää useita metallioksideja, esimerkiksi kolmen metallin A, B ja C oksideja, joista helpoimmin pelkistettävä, esimerkiksi A, on arvokasta ainesosaa, jota on läsnä vähäisessä määrin. Jos A halutaan erottaa kokonaan metallina, joko puhtaana tai seoksena, jossa A-pitoisuus on voimakas, on käytetyn pelkistimen määrä rajoitettava hyvin pieneksi, silti jättämättä huomattavia määriä A:ta jäännökseen. Tämän rajoituksen avulla saadaan haluttu metalli välttämällä tai heikentämällä B:n ja C:n pelkistymistä.

2 67235 Tästä seuraa, että reaktioseoksen muodostavan pelkistimen ja malmin volyymien suhde on usein 1:10, ja jopa 1:50. Pelkistimen sekoittuminen tasaisesti seokseen on tästä syystä erittäin vaikeasti toteutettavissa tavanomaisin mekaanisin keinoin. Joissakin kohdissa pelkistimen puuttumisen vuoksi osa A:n oksidia ei pelkisty, kun sen sijaan toisissa kohdissa on liikaa pelkistintä ja niissä pelkistyy A:n oksidin kokonaismäärän lisäksi myös liian suuri määrä B:n ja C:n oksideja. Pelkistimen käyttö ei siis ole optimaalista; saatu metalli ei sisällä niin runsaasti A:ta kuin olisi toivottu ja kuonaan jää osa tätä arvometallia.

Keksinnön mukainen parannus auttaa tämän vaikeuden poistamisessa.

Keksinnön mukainen menetelmä tunnetaan pääasiallisesti siitä, että reaktioseos valmistetaan kahdessa peräkkäisessä vaiheessa, ensimmäisen vaiheen käsittäessä pelkistimen dispergoimisen sellaiseen määrään kantaja-ainetta, että saadun pelkistysmassan tilavuus on ainakin kolme kertaa pelkistimen tilavuus, toisen vaiheen käsittäessä tämän pelkistysmassan sekoittamisen reaktioseoksen muihin ainesosaa, minkä jälkeen saatu reaktioseos saatetaan pelkistymään ja sulamaan kohotetussa lämpötilassa.

Riippuen pelkistimen laadusta ja sen aineen laadusta, johon se dispergoidaan, voidaan ensimmäisessä vaiheessa käyttää useita suoritustapoja.

Ensimmäisen sovellutusesimerkin mukaan pelkistin on juoksevaa, esimerkiksi polttoöljyä, ja pelkistysmassa saadaan emulgoimalla veteen ja lisäämällä mahdollisesti kostutusainetta.

Toisen sovellutusesimerkin mukaan pelkistin, joka on tervaa tai raskasta hiilivetyä, liuotetaan liuotinaineeseen.

Kolmannen sovellutusesimerkin mukaan kiinteä pelkistin, joka on esimerkiksi piitä tai piirautaa, suspendoidaan nesteeseen kuten esimerkiksi veteen tai kevyeeseen öljyyn.

Neljännen sovellutusesimerkin mukaan kiinteä pelkistin, joka on esimerkiksi koksia, hiiltä tai piirautaa, sekoitetaan hyvin toiseen kiinteään aineeseen, joka voi olla osa itse käsiteltävää 3 67235 malmia tai kuonaa, jolloin pelkistin ja tämä toinen kiinteä aine on etukäteen jauhettu erittäin hienoksi.

Käsiteltävän aineen ja pelkistysmassan tilavuuden suhde voi vaihdella käsiteltävän tuotteen ja sen fysikaalisten ja kemiallisten ominaisuuksien mukaan; joka tapauksessa on välttämätöntä, että pelkistysmassan tilavuuden suhde pelkistimen tilavuuteen on suurempi kuin n. 3.

Keksinnön mukaisen menetelmän avulla voidaan siis lisätä pelkistysmassan nimellistilavuutta ja edistää sen jakaantumisen säännöllisyyttä ja homogeenisuutta seokseen: pelkistysmassan, johon pelkistin on dispergoituneena, tilavuuden ja reaktioseoksen tilavuuden suhde ei ole enää 1:10 tai 1:50, vaan ainakin kolme kertaa suurempi. Pelkistysmassan tilavuus valitaan mieluimmin sitä suuremmaksi mitä pienempi on pelkistimen tilavuuden ja käsiteltävän tuotteen alkuperäinen suhde.

Tämä edistää suurten pelkistyssaantojen saamista ja samalla näiden saantojen säännöllisyyttä.

Menetelmää voidaan käyttää edullisesti köyhien luonnonmalmien kuten nikkelimalmin ja kuparimalmin käsittelyyn ja metallurgisten kuonien tai meren pohjasta otettujen kappaleiden sisältämien metalliosien pelkistämiseen.

Edellä on esitetty tapaus, jossa on pelkistetty metalliosa A seoksesta, joka sisältää kolmen metallin A, B ja C oksideja. Menetelmä soveltuu myös tapaukseen, jossa halutaan erottaa kaksi tai useampia helposti pelkistettäviä metalliosia, esimerkiksi A, B ja C, ja jättää kuonaan ainakin osa muita vaikeammin pelkistettäviä ainesosia, kuten esimerkiksi D, E. Metallit A, B ja C voivat olla arvometalleja, jotka pyritään erottamaan, tai päinvastoin epäpuhtauksia, jotka halutaan poistaa, tavoitteen ollessa kuitenkin kahden metalliryhmän A, B ja C ja toisaalta D ja E hyvä erottaminen malmista, kuonasta tai metallioksidiseoksesta.

Seuraavat esimerkit valaisevat kahta menetelmän sovellutustapaa: 4 67235

Esimerkki 1 Käytettiin nikkelimalmia (garnieriittia), jonka paino-osakoostumus oli seuraava:

NiO 3,20 % (Ni 2,52 %)

CoO 0,15 % (Co 0,12 %)

Si02 39,00 % A1203 3,80 %

Fe203 24,30 % (Fe 17,00 %)

MgO 18,50 %

Cr2C>3 0,35 % hehkutushäviö 10,70 % 100,00 %

Yritettiin valmistaa nikkelirautaa, jossa olisi ainakin 33 % nikkeliä ja joka sisältäisi käytännöllisesti katsoen malmin koko nikkeli- ja kobolttimäärän. Hiilen määrä, joka lisättiin koko Fe203:n pelkistämiseksi rautaoksidina ja nikkelin, koboltin ja osaksi raudan muuttamiseksi metalliksi, oli 32,8 kg kuivaa mal-mitonnia kohti. Saannon huomioiden oli käytettävä 35 kg hiiltä kuivaa malmitonnia kohti, mikä vastasi 38,9 kg nestemäistä öljyä. Malmi oli kuivaamisen jälkeen jauhettu niin, että se meni kokonaan läpi 1 mm:n seulasta. Pelkistimen tilavuus oli 43,2 litraa, kun sen sijaan pelkistettävän jauhetun malmin tilavuus oli noin 1000 litraa, jauhetun malmin tiheyden ollessa 1. Pelkistimen ja jauhetun malmin tilavuuden suhde oli siis noin 1:23 ja näissä olosuhteissa oli vaikeata saada riittävän homogeeninen seos, jotta nikkeli saataisiin täydellisesti erotetuksi pelkistämättä samalla liian suurta määrää rautaa.

Muodostettiin emulsio, joka sisälsi: 345 litraa vettä 43,2 litraa polttoöljyä 1,8 litraa kostutusainetta 390 litraa emulsiota.

5 67235

Pelkistimen tilavuuden suhde emulsion tilavuuteen oli 43,2:390 = 1:9, kun sen sijaan malmitilavuuden suhde emulsion tilavuuteen oli 1000:390 = 2,6. Jauhettu malmi ja emulsio sekoitettiin, sitten seos pelletoitiin levylle ja työnnettiin kiertouuniin tai kiertävällä pohjalla varustettuun uuniin, jossa tapahtui kuivaus sekä alkupelkistys. Kuumat pelletit putosivat sähköuuniin, jossa pelkistys tapahtui loppuun ja jossa tapahtui myös sulaminen.

Nestemäisen metallin ja kuonan erottamisen jälkeen saatiin 67,8 kg seosta, jonka analyysi oli:

Ni 36 % C 0,040 %

Si 0,030 %

Co 1,79 %

Fe loput ja 782 kg kuonaa, joka sisälsi 0,105 % nikkeliä. Tämä vastaa nikkelin 96,8 % erotussaantoa. Tämä erinomainen saanto saatiin tasaisesti useissa kokeissa.

Claims (6)

67235

1. Sellaisten oksidimalmien tai -kuonien, jotka sisältävät useita metallioksideja vähäisessä määrin ja nikkelioksidia määrässä noin 2-3 %, selektiivinen pelkistysmenetelmä niissä olevan nikkelimetallin erottamiseksi lähes täydellisesti, jossa menetelmässä reaktioseos, joka muodostuu käsiteltävästä malmista tai kuonasta ja pelkistimestä, jonka tilavuuden suhde käsiteltävän aineen tilavuuteen on pieni, saatetaan korkeaan lämpötilaan, tunnettu siitä, että reaktioseos valmistetaan kahdessa peräkkäisessä vaiheessa, ensimmäisen vaiheen käsittäessä pelkistimen dispergoimisen sellaiseen määrään kantaja-ainetta, että saadun pelkistysmassan tilavuus on ainakin kolme kertaa pelkistimen tilavuus, toisen vaiheen käsittäessä tämän pelkistysmassan sekoittamisen reak-tioseoksen muihin ainesosiin, minkä jälkeen saatu reaktioseos saatetaan pelkistymään ja sulamaan kohotetussa lämpötilassa.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että ensimmäisessä vaiheessa muodostetaan nestemäisen pelkistimen emulsio veteen ja jossa toisessa vaiheessa muodostetaan agglomeraatteja käyttämällä tätä emulsiota sideaineena .

3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että ensimmäisessä vaiheessa pelkistin liuotetaan kevyeeseen öljyyn ja jossa toisessa vaiheessa muodostetaan agglomeraatteja käyttämällä tätä liuosta sideaineena.

4. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että ensimmäisessä vaiheessa jauhettu kiinteässä muodossa oleva pelkistin suspendoidaan veteen tai kevyeeseen öljyyn ja jossa toisessa vaiheessa muodostetaan agglomeraatte ja käyttämällä tätä suspensiota sideaineena.

5. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että ensimmäisessä vaiheessa kiinteässä muodossa oleva jauhettu pelkistin sekoitetaan hyvin jäljellä olevaan 7 67235 reaktioseoksen jauhettuun osaan ja jossa toisessa vaiheessa ensimmäisen vaiheen tuote sekoitetaan jäljellä olevaan reak-tioseokseen.

6. Vähän nikkeliä sisältävän malmin pelkistysmenetelmä, tunnettu siitä, että pelkistin dispergoidaan massaan, jonka tilavuus on ainakin kolme kertaa pelkistimen tilavuus, saatu pelkistysmassa sekoitetaan käsiteltävään malmiin reaktiomas-san muodostamiseksi, saatu reaktiomassa pannaan uuniin, jossa tapahtuu osittainen pelkistys reaktioseoksen ollessa kiinteässä muodossa, pelkistys saatetaan loppuun sulatusuunissa, nestemäisessä tilassa oleva metalli ja kuona erotetaan toisistaan.