WO2002061158A1 - Fluidized bed chloride method for obtaining metal oxide concentrate, especially titanium dioxide - Google Patents

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Abstract

Disclosed is a method for obtaining metal oxide concentrate from an ore containing metal and iron. The ore is subjected to the effects of chlorine in a fluidized bed reactor in the presence of carbon and optionally other additives at a temperature of over 900 DEG C. The reaction is carried out in batches in the fluidized bed reactor and a gas containing oxygen, and chlorine are fed to the fluidized bed reactor as a fluidizing gas. More than 5 wt. % excess carbon is present, in relation to the required amount for the reaction, in order to remove the iron as chloride. A product enriched with metal oxide is removed. A valuable reaction product can thus be obtained by the inventive method in a simple, economical way.

Description

FLIESSBETT-CHLORID-VERFAHREN ZUR GEWINNUNG VON METALLOXID-KONZENTRAT, INSBESOND ERE TITANDIOXIDFLUID BED CHLORIDE METHOD FOR PRODUCING METAL OXIDE CONCENTRATE, ESPECIALLY ERE TITANIUM DIOXIDE
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Gewinnung von Metalloxid-Konzentrat aus einem das entsprechende Metall sowie Eisen enthaltenden Erz, wobei das Erz in einem Fließbettreaktor in Gegenwart von Kohlenstoff und gegebenenfalls weiteren Zusätzen bei einer Temperatur von mehr als 900 °C der Einwirkung von Chlor ausgesetzt wird.The invention relates to a process for obtaining metal oxide concentrate from an ore containing the corresponding metal and iron, the ore being exposed to the action of chlorine in a fluidized bed reactor in the presence of carbon and optionally further additives at a temperature of more than 900 ° C. ,
Das am häufigsten genutzte Rohmaterial zur Gewinnung von Titandioxid-Pigment ist mineralischer Ilmenit. Dieser ist im wesentlichen eine chemische Verbindung aus TiO2 und FeO mit Fe2O3-Anteilen, deren Titandioxid-Gehalt zwischen 30 und 70% liegt. Ilmenit enthält im Molekülgitter ferner verschiedene Verunreinigungen, zuzüglich einen kleinen Anteil an Gangartmineralien. Das kommerzielle Titandioxid wird derzeit entweder nach dem Sulfat- oder Chlorid-Verfahren gewonnen. Es ist als Anatas- oder Rutil-Typ erhältlich, die sich in der Kristallstruktur unterscheiden. Allein die Betreiber des Sulfat- Verfahrens können derzeit Anatas herstellen. Der Rutil, der thermody- namisch stabiler ist, kann nach beiden Verfahren gewonnen werden. Mehr als 56% des Bedarfes des Weltmarktes (US-$ 8 Milliarden/a) an Titandioxid werden anhand von Anlagen gedeckt, die auf der Grundlage des Chlorid- Verfahrens arbeiten.The most commonly used raw material for the extraction of titanium dioxide pigment is mineral ilmenite. This is essentially a chemical compound of TiO 2 and FeO with Fe 2 O 3 components, the titanium dioxide content of which is between 30 and 70%. Ilmenite also contains various impurities in the molecular lattice, plus a small proportion of gangue minerals. Commercial titanium dioxide is currently obtained using either the sulfate or chloride process. It is available as anatase or rutile type, which differ in the crystal structure. The operators of the sulfate process alone can currently produce anatase. The rutile, which is thermodynamically more stable, can be obtained by both methods. More than 56% of the world market (US $ 8 billion / a) requirement for titanium dioxide is covered by plants that operate on the basis of the chloride process.
Während der letzten 20 Jahre ging der Nettoanstieg der Titandioxid-Kapazität im we- sentlichen auf das Chlorid- Verfahren zurück. Hierbei wird das Eisen des Ausgangsmaterials als Eisenchlorid entfernt. Die große Menge an anfallendem Eisenchlorid wirft Abfallprobleme auf. Daher benötigen die meisten Hersteller von Titandioxid ein Ausgangsmaterial mit einem Mindestgehalt an Titandioxid von etwa 85%. Natürlicher Ilmenit, dessen Titandioxid-Gehalt angehoben worden ist, wird als synthetischer Rutil bezeichnet. Dieser wird gewöhnlich aus einem Ilmenit gewonnen, der 45 bis 60% Titandioxid enthält. Je höher der Gehalt des Ausgangsmaterials an Titandioxid ist, desto niedriger ist der Anteil an unerwünschtem Abfall. Der durchschnittliche Titan- dioxid-Gehalt des Ausgangsmaterials beim Chlorid-Verfahren ist aufgrund der strengeren Anforderungen an den Umweltschutz fortwährend angehoben worden. Man hat sich daher in der Vergangenheit stets darum bemüht, diesen Anforderungen gerecht zu werden.Over the past 20 years, the net increase in titanium dioxide capacity has been largely due to the chloride process. The iron of the starting material is removed as iron chloride. The large amount of iron chloride produced poses waste problems. Therefore, most manufacturers of titanium dioxide require a raw material with a minimum titanium dioxide content of around 85%. Natural ilmenite, the titanium dioxide content of which has been increased, is known as synthetic rutile. This is usually obtained from an ilmenite that contains 45 to 60% titanium dioxide. The higher the content of titanium dioxide in the starting material, the lower the proportion of undesirable waste. The average titanium The dioxide content of the starting material in the chloride process has been continuously increased due to the stricter requirements for environmental protection. In the past, efforts have therefore always been made to meet these requirements.
Bisher bekannte Verfahren zur Herstellung eines künstlichen oder "synfhtischen" Rutils, die die Verunreinigungen der Vorstoffe, im wesentlichen Ilmenite, durch Chlorierung abtrennen, benötigen mehrere Fließbettreaktoren, die kontinuierlich arbeiten und in Serie geschaltet sind. Es entstehen verschiedene Abgasströme, die nur schwierig zu reinigen sind. Insbesondere in der letzten Stufe treten merkliche Verluste an Titandioxid auf, das als TiCk mitverflüchtigt wird. Ein entsprechendes Verfahren geht aus der US 4,332,615 (aus 1982) hervor. Danach wird ein titanhaltiges Erz zu im wesentlichen reinem Titandioxid aufgearbeitet, das zur Herstellung von Pigmenten verwendet wird, indem das Erz in einem ersten Fließbettreaktor in Gegenwart von Kohlenstoff und bei hoher Temperatur kontinuierlich chloriert wird, bis der Eisengehalt auf etwa 3,5 Gew.-% vermindert ist. Die anfallende Mischung wird kontinuierlich einem zweiten Reaktor zugeführt, in dem der Eisengehalt auf etwa 0,1 bis 1 Gew.-% herabgesetzt werden kann. Kontinuierliche Verfahren zur Gewinnung von Titandioxid aus titanhaltigen Erzen werden auch in der US 4,211,755 (aus 1980) sowie US 4,085,189 (aus 1978) beschrieben.Previously known processes for the production of an artificial or "synthetic" rutile, which separate the impurities of the precursors, essentially ilmenites, by chlorination, require several fluid bed reactors which operate continuously and are connected in series. There are different exhaust gas flows that are difficult to clean. In the last stage in particular there are noticeable losses of titanium dioxide, which is also volatilized as TiCk. A corresponding method is shown in US 4,332,615 (from 1982). A titanium-containing ore is then worked up to essentially pure titanium dioxide, which is used for the production of pigments by continuously chlorinating the ore in a first fluidized bed reactor in the presence of carbon and at high temperature until the iron content has reached approximately 3.5% by weight. % is reduced. The resulting mixture is fed continuously to a second reactor in which the iron content can be reduced to about 0.1 to 1% by weight. Continuous processes for the extraction of titanium dioxide from titanium-containing ores are also described in US Pat. No. 4,211,755 (from 1980) and US Pat. No. 4,085,189 (from 1978).
Es ist ersichtlich seit langem Fachmeinung, das Verfahren zur Gewinnung von Titandioxid aus den entsprechenden Erzen unter übergreifenden Gesichtspunkten allein kontinuierlich zu führen, obwohl bei dessen Durchführung eine Anzahl von Kompli- kationen auftritt. Dies betrifft insbesondere die Abtrennung toxischer Gase, um Feststoffe zu entfernen, sowie einen gewissen Verlust an Chlor- und Titan- Anteilen. Darüber hinaus muß eine komplexe Kette von Reaktionsbehältern eingesetzt werden, so oft mehr als zwei Chloriereinrichtungen sowie mehrere Einrichtungen zur Fließbettseparation. Die US 3,699,206 sieht es als vorteilhaft an, eine zusätzliche Behandlung durch ein alternierendes Einbringen von Kohlenmonoxid einerseits und Chlor andererseits in den Fließbettreaktor vorzunehmen. Es hat sich überraschend gezeigt, dass entgegen der herrschenden Fachmeinung ein chargenweise betriebenes Verfahren zu unerwarteten Vorteilen führt, auf die in der folgenden detaillierten Schilderung der vorliegenden Erfindung eingegangen wird.It has been evident for a long time that the process for the extraction of titanium dioxide from the corresponding ores is carried out continuously from an overall point of view, although there are a number of complications when it is carried out. This applies in particular to the removal of toxic gases to remove solids and a certain loss of chlorine and titanium. In addition, a complex chain of reaction vessels must be used, often more than two chlorinators and several fluid bed separation devices. No. 3,699,206 considers it advantageous to carry out an additional treatment by alternately introducing carbon monoxide on the one hand and chlorine on the other hand into the fluidized bed reactor. It has surprisingly been found that, contrary to the prevailing technical opinion, a batch process leads to unexpected advantages, which are discussed in the following detailed description of the present invention.
Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Gewinnung von Metalloxid- Konzenatrat, das dadurch gekennzeichnet ist, dass ein Titan und Eisen enthaltendes Erz aufgearbeitet wird, wobei die Reaktion im Fließbettreaktor chargenweise durchgeführt wird, dem Fließbettreaktor als fluidisierendes Gas ein sauerstoffhaltiges Gas und Chlor zugeführt werden, der Kohlenstoff gegenüber der nötigen Umsetzungsmenge zur Entfernung des Eisens als Chlorid in einem Überschuß von mehr als etwa 5 Gew.- % vorliegt und ein mit Titandioxid angereichertes Erzeugnis abgeführt wird.The invention relates to a process for the production of metal oxide concentrate, which is characterized in that an ore containing titanium and iron is worked up, the reaction being carried out in batches in the fluidized bed reactor, an oxygen-containing gas and chlorine being fed to the fluidized bed reactor as fluidizing gas. the carbon is present in an excess of about 5% by weight in excess of the conversion amount required to remove the iron as chloride and a product enriched with titanium dioxide is removed.
Wesentliches Merkmal der vorliegenden Erfindung ist es somit, dass die Reaktion in einem Fließbettreaktor chargenweise durchgeführt wird, in dem der Rohstoff und zu- gesetzter Kohlenstoff den Festanteil des Bettes bilden, und dem zur Fluidisierung Chlor und ein sauerstoffhaltiges Gas, insbesondere mit Sauerstoff angereichte Luft, zugeführt werden. Durch Einstellung der im folgenden beschriebenen Prozessparameter wird erreicht, dass intermediär Titantetrachlorid aus im Reaktor belassenem Rutil gebildet wird und dieses die Verunreinigungen des Vorstoffs durch eine Aus- tauschreaktion als Chloride verflüchtigt, wobei sich reduziertes Titan an die Stelle der Verunreinigungen in das Oxidgitter setzt.It is therefore an essential feature of the present invention that the reaction is carried out in batches in a fluidized bed reactor, in which the raw material and added carbon form the solid part of the bed, and in which chlorine and an oxygen-containing gas, in particular air enriched with oxygen, are used for fluidization. be fed. By adjusting the process parameters described below, it is achieved that intermediate titanium tetrachloride is formed from rutile left in the reactor and this evaporates the impurities of the precursor as chlorides through an exchange reaction, with reduced titanium replacing the impurities in the oxide lattice.
Das erfindungsgemäße Verfahren arbeitet in der genannten Weise, wenn dafür gesorgt wird, dass durch einen Kohlenstoffüberschuß ständig ein Reduktionspotential (= CO:Cθ2-Verhältnis) aufrechterhalten wird, das die Reduktion und Chlorierung von Rutil ermöglicht. Indem der Kohlenstoff nicht nur für die chemische Reaktion benötigt wird, sondern auch noch durch Verbrennung zu CO Energie liefern muß, ist ein hoher Überschuß erforderlich. Die Menge an zugesetztem Kohlenstoff, bezogen auf die Erzmenge, muß daher mindestens etwa 5 Gew.-% betragen. Bevorzugt ist es, wenn der Überschuß mindestens etwa 10 Gew.-% und insbesondere etwa 20 Gew.-% beträgt. Ganz besonders bevorzugt ist ein Überschuß von mehr als etwa 25 Gew.-%. Ein Überschuß von mehr als etwa 40 Gew.-% bietet im allgemeinen keinen Vorteil. AI- lerdings sind höhere Mengen nicht schädlich. Sie müssen später lediglich wieder abgetrennt und zurückgeführt werden.The process according to the invention works in the manner mentioned if it is ensured that a reduction potential (= CO: CO 2 ratio) is constantly maintained by means of an excess of carbon, which enables the reduction and chlorination of rutile. Since the carbon is not only required for the chemical reaction, but also has to provide energy by combustion to CO, a large excess is required. The amount of carbon added, based on the amount of ore, must therefore be at least about 5% by weight. It is preferred if the excess is at least about 10% by weight and in particular about 20% by weight. An excess of more than about 25% by weight is very particularly preferred. An excess of about 40% by weight is generally of no benefit. AI however, higher amounts are not harmful. They only have to be separated and returned later.
Der Fließbettreaktor ist so eingerichtet, dass in die laufende Charge wahlweise weiterer Kohlenstoff oder Erz bis zum Verfahrensende, auch in der fertigen Charge, eindosiert werden können. Hierdurch liegt der Kohlenstoff stets in der erforderlichen Menge vor. Es kann auch von Vorteil sein, gegen Ende der Reaktion frisches Erz hinzuzufügen. Die Aufarbeitung der fertigen Charge erfolgt in der nachfolgend beschriebenen Weise.The fluidized bed reactor is set up in such a way that additional carbon or ore can be metered into the running batch until the end of the process, including in the finished batch. As a result, the carbon is always available in the required amount. It may also be beneficial to add fresh ore towards the end of the reaction. The finished batch is worked up in the manner described below.
Für die Zwecke der Erfindung wird als Kohlenstoff vorzugsweise Petrolkoks mit niedrigem Aschegehalt und hohem fixierten Kohlenstoffgehalt eingesetzt. Die Teilchengröße liegt vorzugsweise zwischen etwa 1,5 und 4 mm, insbesondere zwischen etwa 2 und 3 mm. Geeignet ist besonders ein Petrolkoks folgender Zusammensetzung: fi- xierter Kohlenstoff 96 bis 98%, flüchtige Anteile 0,5 bis 1 %, Feuchtigkeit 0,1 bis 0,5%, Aschegehalt 0,5%, Schwefel maximal 1 %. Der Kohlenstoff, insbesondere der Petrolkoks, werden bei der Durchführung der Chlorierung in einer solchen Überschußmenge eingesetzt, dass während der Reaktion im Fließbettreaktor hauptsächlich Eisen(II)-chlorid und allenfalls eine nur unwesentliche Menge an Eisen(III)-chlorid entsteht. Vorzugsweise wird das Verfahren so gesteuert, dass kein Eisen(III)-chlorid abgeführt wird.For the purposes of the invention, petroleum coke with a low ash content and a high fixed carbon content is preferably used as carbon. The particle size is preferably between about 1.5 and 4 mm, in particular between about 2 and 3 mm. A petroleum coke of the following composition is particularly suitable: fixed carbon 96 to 98%, volatile fractions 0.5 to 1%, moisture 0.1 to 0.5%, ash content 0.5%, sulfur maximum 1%. The carbon, in particular the petroleum coke, is used in the chlorination in such an excess amount that during the reaction in the fluidized bed reactor mainly iron (II) chloride and at most an insignificant amount of iron (III) chloride are formed. The process is preferably controlled so that no iron (III) chloride is removed.
Im Rahmen der Erfindung lassen sich beliebige Titan und Eisen enthaltende Erze einsetzen. Wenn nachfolgend von "titanhaltigen Erzen" gesprochen wird, dann sollen diese neben Titan und Eisen auch noch andere verunreinigende Bestandteile, wie Vanadium und Chrom, enthalten können. So können auch titanhaltige Erze niedriger Qualität genutzt werden. Hierzu zählen z.B. nicht-verwitterte Ilmenite und verwitterte Ilmenite, wie Orissa und sogar Telness, die u.a. Magnesium enthalten. Ilmenite werden bevorzugt. Die Teilchengröße des titanhaltigen Erzes liegt vorzugsweise zwischen etwa 50 und 450 μm, insbesondere zwischen etwa 70 und 350 μm und ganz besonders bevorzugt zwischen etwa 150 und 250 μm. Besondere Bedeutung im Rahmen der Erfindung als Ausgangsmaterial hat ein Ilmenit, der international als "beach sand ilmenite" bezeichnet wird. Dieser hat die folgende typische Zusammensetzung: 50,2% Titandioxid, 12,8% Eisentrioxid, 34,1 % Eisenoxid, 0,6% Aluminiumoxid, 0,6% Manganoxid, 0,05% Chromoxid, 0,25% Vanadiumoxid, 0,6% Magnesiumoxid, 0,03% P2O5, 0,01 % Zrθ2, 0,8% Siliziumdioxid und Spuren an Seltenen Erden. Hier gilt auch die bereits angesprochene Teilchengröße als bevorzugt. Eine Schüttdichte von etwa 2,4 bis 3,0 g/cm3, insbesondere etwa 2,6 bis 2,8 g/cm3, führt zu einer besonders vorteilhaften Verfahrensführung und zu einem besonders günstigen Erzeugnis.Any titanium and iron-containing ores can be used within the scope of the invention. If one speaks subsequently of “titanium-containing ores”, then these should also contain other contaminating constituents, such as vanadium and chromium, in addition to titanium and iron. In this way, low-quality ores containing titanium can also be used. These include, for example, non-weathered ilmenites and weathered ilmenites, such as Orissa and even Telness, which contain magnesium, among other things. Ilmenites are preferred. The particle size of the titanium-containing ore is preferably between approximately 50 and 450 μm, in particular between approximately 70 and 350 μm and very particularly preferably between approximately 150 and 250 μm. An ilmenite, which is internationally referred to as "beach sand ilmenite", is of particular importance in the context of the invention as a starting material. This has the following typical composition: 50.2% titanium dioxide, 12.8% iron trioxide, 34.1% iron oxide, 0.6% aluminum oxide, 0.6% manganese oxide, 0.05% chromium oxide, 0.25% vanadium oxide, 0 , 6% magnesium oxide, 0.03% P2O5, 0.01% Zrθ2, 0.8% silicon dioxide and traces of rare earths. The particle size already mentioned is also preferred here. A bulk density of approximately 2.4 to 3.0 g / cm 3 , in particular approximately 2.6 to 2.8 g / cm 3 , leads to a particularly advantageous procedure and to a particularly cheap product.
Für eine erfolgreiche Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist die Einhaltung einer Mindesttemperatur im Hauptreaktionsbereich von etwa 900 °C erforderlich. Es wird ganz besonders bevorzugt, dass die Reaktionstemperatur auf mehr als etwa 1000°C, insbesondere auf etwa 1030 bis 1100°C eingestellt wird. Die besten Ergebnisse werden dann erzielt, wenn die Temperatur im Fließbett etwa 1040 bis 1070°C beträgt.To successfully carry out the method according to the invention, it is necessary to maintain a minimum temperature in the main reaction range of about 900 ° C. It is very particularly preferred that the reaction temperature is set to more than about 1000 ° C., in particular to about 1030 to 1100 ° C. The best results are achieved when the temperature in the fluidized bed is around 1040 to 1070 ° C.
Die vorteilhaften Temperaturbedingungen bei der Durchführung der Chlorierung werden insbesondere dadurch eingehalten, indem als fluidisierendes Gas ein sauerstoff- haltiges Gas, insbesondere ein mit Sauerstoff angereichertes Gas, neben dem Chlor eingesetzt wird, vorzugsweise ein Gas aus Stickstoff und Sauerstoff mit hohem Sauerstoffanteil, insbesondere eine Mischung aus etwa 90% Sauerstoff und etwa 10% Stickstoff. Auch reiner Sauerstoff kann eingesetzt werden. Durch die Menge des Sauerstoffs in dem fluidisierenden Gas, das dem Fließbettreaktor im unteren Teil durch eine spezielle Verteilerplatte zugeführt wird, kann die gewünschte Reaktionstemperatur eingestellt werden. Das fluidisierende Gas kann das für die Chlorierung notwendige Chlor enthalten. Dies kann jedoch auch, gesondert von dem sauerstoffhaltigen Gas, isoliert in das System eingeführt werden.The advantageous temperature conditions when carrying out the chlorination are maintained in particular by using an oxygen-containing gas, in particular an oxygen-enriched gas, in addition to the chlorine, preferably a gas of nitrogen and oxygen with a high oxygen content, in particular a mixture, as the fluidizing gas from about 90% oxygen and about 10% nitrogen. Pure oxygen can also be used. The desired reaction temperature can be set by the amount of oxygen in the fluidizing gas which is fed to the fluidized bed reactor in the lower part through a special distributor plate. The fluidizing gas can contain the chlorine necessary for chlorination. However, this can also be introduced into the system in isolation from the oxygen-containing gas.
Die Gaseintrittbedingungen des Festbettes (z.B. Eintrittsdruck und Fluidisierungsge- schwindigkeit) können vom Fachmann ohne weiteres bestimmt werden. Typischerweise ist der Eintrittsdruck abhängig von der Fließbetttiefe und ist gleich dem Fließbett- druck am anfänglichen Fluidisierungspunkt zuzüglich des Gasaustrittsdrucks. Vorzugsweise wird der Eintrittsdruck bei mindestens etwa 50 kPa und bei nicht mehr als etwa 150 kPa gehalten. Die Fluidisierungsgeschwindigkeit hängt auch von der Dichte des zu fluidisierenden Materials ab und liegt notwendigerweise unterhalb der Aus- trittsgeschwindigkeit, die deutlich unterhalb der minimalen Strömungsgeschwindigkeit liegt, die für die Fluidisierung sorgt. Die Gasgeschwindigkeit liegt im Bodenbereich des Fließbettes vorzugsweise zwischen etwa 70 mm/s und 140 mm/s.The gas entry conditions of the fixed bed (for example entry pressure and fluidization speed) can be readily determined by a person skilled in the art. Typically, the inlet pressure is dependent on the fluid bed depth and is equal to the fluid bed pressure at the initial fluidization point plus the gas outlet pressure. Preferably the inlet pressure is maintained at at least about 50 kPa and not more than about 150 kPa. The fluidization rate also depends on the density of the material to be fluidized and is necessarily below the exit rate, which is well below the minimum flow rate that ensures the fluidization. The gas velocity in the bottom region of the fluidized bed is preferably between approximately 70 mm / s and 140 mm / s.
Vorgeschaltet ist der Hauptreaktion im allgemeinen eine Trocknung des Ausgangsma- terials, vorzugsweise in einem Fließbettreaktor bei einer Temperatur von mindestens etwa 110°C. Das Einbringen des Ausgangsmaterials erfolgt mit Vorteil portionsweise. Zu Beginn des Verfahrens beträgt dabei die Temperatur im allgemeinen etwa 600°C. Zudem kann der Fließbettreaktor auch noch nicht-umgesetzten Ilmenit, künstlichen Rutil und Koks eines vorausgegangenen Herstellungzyklus enthalten. Der neue Zyklus beginnt dann vorteilhafterweise mit Einspeisen des Erzes, vorzugsweise in Portionen, während die Temperatur durch Fluidisieren des Bettes mit Luft und durch Verbrennen restlichen Kohlenstoffs auf nicht weniger als etwa 600 °C gehalten wird. Darauf wird weiterer Kohlenstoff hinzugegeben. Es schließt sich eine Aufheizphase an, wobei die Temperatur vorzugsweise auf etwa 1000°C, insbesondere auf die genannten bevor- zugten Bereiche, eingestellt wird. Zu diesem Zeitpunkt beginnt die eigentliche Chlorierung anhand des in den Bodenbereich eingespeisten Chlors (zweckmäßigerweise aus einem Behälter mit komprimiertem flüssigen Chlor). Das Verfahrenserzeugnis wird in einen zentralen Sammelbehälter überführt, um dann den Weiterverarbeitungsmaßnahmen, auf die nachfolgend noch eingegangen wird, zugeführt zu werden.The main reaction is generally preceded by drying of the starting material, preferably in a fluidized bed reactor at a temperature of at least about 110.degree. The starting material is advantageously introduced in portions. At the start of the process, the temperature is generally about 600 ° C. In addition, the fluidized bed reactor can also contain unreacted ilmenite, artificial rutile and coke from a previous production cycle. The new cycle then advantageously begins with feeding the ore, preferably in portions, while maintaining the temperature at no less than about 600 ° C by fluidizing the bed with air and burning residual carbon. Additional carbon is then added. This is followed by a heating phase, the temperature preferably being set to approximately 1000 ° C., in particular to the preferred ranges mentioned. At this point, the actual chlorination begins based on the chlorine fed into the bottom area (expediently from a container with compressed liquid chlorine). The process product is transferred to a central collecting container in order to then be sent to the further processing measures, which will be discussed in the following.
Wenn eine Charge beendet ist, wird das Fließbett zweckmäßigerweise durch Einblasen von Luft und/oder Stickstoff von Chlor und Kohlenmonoxid befreit und dann in einen kräftigen Wasserstrom entleert, der für eine Abschreckung des heißen Materials sorgt. Die Entleerungsöffhung ist in einer solchen Höhe angebracht, dass ein genügend ho- hes Rutilfließbett für den Start der nächsten Charge im Reaktor verbleibt. Um zu einem Rutil der gewünschten Reinheit zu kommen, muß das abgeschreckte Material einer mechanischen Naßaufbereitung unterzogen werden. Diese erfolgt zweckmäßig in drei Schritten: Absiebung groben Überschußkokses, Trennung nach Dichte auf einem Setzherd und magnetische Separierung nicht ausreagierten Ilmenits, Rezirkulieren der abgetrennten Produkte, wobei sie vorher getrocknet werden. Lediglich am Setzherd fällt mit der Gangart des Erzes eine Fraktion an, die zu verwerfen ist. Der Titandioxidgehalt des Verfahrenserzeugnisses liegt vorzugsweise bei mindestens 96 Gew.-% oder insbesondere deutlich darüber. Eine typische Analyse dieses "Rutil 96" stellt sich bezüglich der verbliebenen Verunreinigungen wie folgt dar: etwa 0,5 Gew.-% Aluminiumoxid, etwa 0,1 Gew.-% jeweils Calciumoxid, Magnesiumoxid, Vanadiumoxid, Chromoxid und Phosphorpentoxid, etwa 0,3 Gew.-% Eisen (IΙI)-oxid, etwa 0,2 Gew.-% Magnanoxid, etwa 0,9 Gew.-% Siliciumdioxid.When a batch has ended, the fluidized bed is expediently freed of chlorine and carbon monoxide by blowing in air and / or nitrogen and then emptied into a vigorous stream of water which serves to deter the hot material. The discharge opening is located at a height such that a sufficiently high rutile fluid bed remains in the reactor for the start of the next batch. In order to obtain a rutile of the desired purity, the quenched material must be subjected to mechanical wet processing. This is expediently carried out in three steps: sieving off coarse excess coke, separating by density on a setting stove and magnetic separation of unreacted ilmenite, recirculating the separated products, whereby they are dried beforehand. Only at the setting hearth is there a fraction with the gait of the ore, which must be discarded. The titanium dioxide content of the process product is preferably at least 96% by weight or in particular significantly higher. A typical analysis of this "rutile 96" is as follows with regard to the remaining impurities: about 0.5% by weight of aluminum oxide, about 0.1% by weight in each case of calcium oxide, magnesium oxide, vanadium oxide, chromium oxide and phosphorus pentoxide, about 0, 3% by weight of iron (IΙI) oxide, about 0.2% by weight of magnane oxide, about 0.9% by weight of silicon dioxide.
Die Gase, die den Fließbettreaktor verlassen, werden zur Kondensierung des Ei- sen(II)-chlorids gekühlt, das in einem Zyklon abgetrennt wird. Des weiteren werden Kohlenmonoxid und Kohlendioxid zusammen mit verschiedenen anderen flüchtigen Chloriden, insbesondere Vanadium(V)- und Chrom(III)-chlorid, durch einen Gaswäscher unter Ausscheiden der Chloride geführt. Diese können in geeigneter Weise aufgearbeitet werden. Das schließlich verbliebene Kohlenmonoxid kann innerhalb des erfindungsgemäßen Verfahrens als Heizgas für Trocknungsmaßnahmen herangezogen werden.The gases leaving the fluidized bed reactor are cooled to condense the iron (II) chloride, which is separated in a cyclone. Furthermore, carbon monoxide and carbon dioxide, together with various other volatile chlorides, in particular vanadium (V) and chromium (III) chloride, are passed through a gas scrubber with the chlorides being eliminated. These can be worked up in a suitable manner. The remaining carbon monoxide can be used as a heating gas for drying measures within the process according to the invention.
Nahezu der gesamte Gehalt des Chlors, der in dem Hauptreaktor des erfindungsgemäßen Verfahrens eingesetzt wird, findet sich in dem anfallenden Eisen(II)-chlorid. Die- ses wird in einem Zwischenbunker gelagert.Almost all of the chlorine used in the main reactor of the process according to the invention is found in the iron (II) chloride obtained. This is stored in an intermediate bunker.
Ein besonderes Merkmal des erfindungsgemäßen Verfahrens ist die Weiterbehandlung des abgetrennten Eisen(II)-chlorids. Dies wird in üblicher Form mit Sauerstoff oxi- diert, um Eisen(III)-oxid und Chlorgas zu bilden, das dem Fließbettreaktor in vorteil- hafter Weise während der Chlorierung wieder zugeführt wird. Die Oxidierungsreakti- on wird in einer Verbrennungskammer bei einer Temperatur von vorzugsweise etwa 650 bis 800°C durchgeführt. Obwohl die Reaktion geringfügig exotherm ist, kann es von Vorteil sein, eine sekundäre Wärmequelle zu nutzen, die aus einem Kohlenmon- oxid-Gasbrenner besteht. Das erhaltene Eisen (III)-oxid ist ein wertvolles Nebenprodukt. Es wird von dem Chlor-Strom in einem Zyklon abgetrennt, mit Kohlendioxid gespült und mit Wasser abgeschreckt. Aufgrund seiner Reinheit von etwa 95% an Fe2O3 kann es in einem Hüttenwerk benutzt werden.A special feature of the process according to the invention is the further treatment of the separated iron (II) chloride. This is oxidized in the usual form with oxygen to form iron (III) oxide and chlorine gas, which is advantageously returned to the fluidized bed reactor during the chlorination. The oxidation reaction is carried out in a combustion chamber at a temperature of preferably about 650 to 800 ° C. Although the reaction is slightly exothermic, it can be advantageous to use a secondary heat source consisting of a carbon monoxide gas burner. The iron (III) oxide obtained is a valuable by-product. It is separated from the chlorine stream in a cyclone, rinsed with carbon dioxide and quenched with water. Due to its purity of around 95% Fe 2 O 3 , it can be used in a steel mill.
Die wesentlichen Abläufe des erfindungsgemäßen Verfahrens im Zusammenhang mit der Umsetzung im Fließbettreaktor lassen sich anhand der beiliegenden Figur 1 darstellen. Ein Ilmenit-Konzentrat wird bei 110°C in einem Fließbett getrocknet. Glei- ches erfolgt mit dem eingesetzten Petrolkoks. Anschließend wird der getrocknete Ilmenit zur Chlorierung in das Fließbett eingeleitet, in dem die Temperatur oberhalb etwa 900°C liegt. Dem Fließbettreaktor wird ferner Petrolkoks zugeführt. Die fluidi- sierenden Bedingungen werden durch zugeführtes Chlor und mit Sauerstoff angereicherter Luft eingestellt. Aus dem Fließbett wird gasförmiges Eisen(II)-chlorid abge- führt. Nach Abscheiden in fester Form wird es in einer Einrichtung bei etwa 700 °C zu Eisen(III)-oxid oxidiert. Dieses wird isoliert und abgeführt. Das Chlor wird abgezogen und in den Fließbettreaktor rückgeführt. Es fällt eine feste Mischung aus nicht- umgesetztem Ilmenit, verbliebenem Petrolkoks und gewünschtem Rutil an. Diese wird verschiedenen Aufarbeitungsmaßnahmen unterzogen, z.B. einer Naßaufarbeitung, Sieben, Behandeln auf einem nassen Setzherd und einer magnetischen Abtrennung von nicht umgesetztem Ilmenit. Der nicht umgesetzte Ilmenit wird in den Fließbettreaktor rückgeführt, die Gangart abgeleitet und der gewünschte Rutil bei 110°C getrocknet. Der Rutil weist einen Titandioxid-Gehalt von mehr als etwa 96% auf. Er ist natürlichem Rutil in vielfältiger Weise überlegen. Es handelt sich um harte, nicht-bröcklige Teilchen hoher Dichte. Dies führt zu einem minimalen Verlust durch Abrieb oder Übertrag in dem Fließbettreaktor gegenüber z.B. einem Produkt nach dem Chlorid- Verfahren. Darüber hinaus ist er reaktiver mit Chlor als natürlicher Rutil oder Rutil, der z.B. nach dem Becher- Verfahren erhalten wird. Dies bedeutet einen höheren Durchsatz bei einer gegebenen Chlorierungsanlage.The essential processes of the method according to the invention in connection with the implementation in the fluidized bed reactor can be illustrated with the aid of the attached FIG. 1. An ilmenite concentrate is dried at 110 ° C in a fluid bed. The same happens with the petroleum coke used. The dried ilmenite is then introduced into the fluidized bed for chlorination, in which the temperature is above about 900 ° C. Petroleum coke is also fed to the fluidized bed reactor. The fluidizing conditions are adjusted by the addition of chlorine and air enriched with oxygen. Gaseous iron (II) chloride is removed from the fluid bed. After deposition in solid form, it is oxidized to iron (III) oxide in a facility at about 700 ° C. This is isolated and removed. The chlorine is drawn off and returned to the fluidized bed reactor. A solid mixture of unreacted ilmenite, remaining petroleum coke and the desired rutile is obtained. This is subjected to various processing measures, e.g. wet processing, sieving, treatment on a wet setting stove and magnetic separation of unreacted ilmenite. The unreacted ilmenite is returned to the fluidized bed reactor, the gait is derived and the desired rutile is dried at 110 ° C. The rutile has a titanium dioxide content of more than about 96%. It is superior to natural rutile in many ways. They are hard, non-friable, high-density particles. This leads to a minimal loss due to abrasion or carryover in the fluid bed reactor compared to e.g. a product using the chloride process. In addition, it is more reactive with chlorine than natural rutile or rutile, e.g. is obtained by the cup method. This means higher throughput for a given chlorination plant.
Von besonderem wirtschaftlichen Vorteil ist bei der Aufarbeitung gemäß der Erfindung die Wiedergewinnung des Chlors aus dem gebildeten Eisen(II)-chlorid, indem dieses mit Sauerstoff unter Bildung von Eisen(III)-oxid und Chlor umgesetzt wird. Bei einem kontinuierlichen Verfahren erfolgt dies dadurch, dass aus dem Fließbett abgezogene Gase oxidiert werden. Hierbei läßt sich das Chlor von den Kohlenstoffoxiden schwierig abtrennen. So wurde bisher das verflüssigte Chlor von den niedrig- siedenden Gasen (Kohlendioxid, Kohlenmonoxid und Stickstoff) durch Destillation abgetrennt. Hierzu ist eine aufwendige Kompression der Mischung zur Verflüssigung des Chlors erforderlich. Die Erfindung schließt diese Probleme aus. Das Eisen(II)- chlorid wird schnell abgekühlt und in fester Form konzentriert. Es läßt sich leicht von den gebildeten Gasen abtrennen. Das Chlor liegt im Eisen(II)-chlorid in einer quasi stabilen Zwischenform vor. Dieses läßt sich leicht mit Sauerstoff zu festem Eisen(III)- oxid oxidieren, wobei Chlor entsteht, das problemlos wiedergewonnen und der Chlorierungsstufe zugeführt werden kann.Of particular economic advantage in the work-up according to the invention is the recovery of the chlorine from the iron (II) chloride formed by this is reacted with oxygen to form iron (III) oxide and chlorine. In a continuous process, this is done by oxidizing gases drawn from the fluidized bed. Here, the chlorine is difficult to separate from the carbon oxides. So far, the liquefied chlorine has been separated from the low-boiling gases (carbon dioxide, carbon monoxide and nitrogen) by distillation. This requires complex compression of the mixture to liquefy the chlorine. The invention eliminates these problems. The iron (II) chloride is quickly cooled and concentrated in solid form. It can be easily separated from the gases formed. The chlorine is present in iron (II) chloride in a quasi-stable intermediate form. This can be easily oxidized with oxygen to solid iron (III) oxide, producing chlorine which can be easily recovered and fed to the chlorination stage.
Es gibt noch eine Fülle von weiteren Vorteilen, die bei der Durchführung des erfin- dungsgemäßen Verfahrens in Erscheinung treten: So ermöglicht die Erfindung einen leichteren Betrieb unter Einsparen von Bestandteilen, führt zu einer besseren Wärmetransfereffizienz, guter Wärmebilanz, zu einer leichten Einregelung des Verfahrens sowie zur Nutzung eines einzigen separaten Fließbettreaktors. Die Feststoffe werden in dem Fließbettreaktor zweckmäßigerweise vorgeheizt und verbleiben in diesem, bis die Aufarbeitung vervollständigt ist. Nach Ausspülen der entstehenden toxischen Gase können die Feststoffe problemlos entnommen werden. Es sind keine weitergehenden Fest-/Gas-Isolierungsschritte erforderlich.There are a host of other advantages which appear when the method according to the invention is carried out: the invention thus enables easier operation while saving on components, leads to better heat transfer efficiency, good heat balance, easy regulation of the method and to use a single separate fluid bed reactor. The solids are expediently preheated in the fluidized bed reactor and remain there until the work-up is complete. After flushing out the resulting toxic gases, the solids can easily be removed. No further solid / gas isolation steps are required.
Durch den erfindungsgemäßen Vorschlag werden keine wesentlichen Mengen an Ti- tantetrachlorid erzeugt. Dies schließt einen wesentlichen Verlust an Titan aus. Bei der kontinuierlichen Verfahrensführung führt die Bildung von Titantetrachlorid zu einem Verlust an Titan. Anfallendes Eisen(III)-oxid ist verunreinigt und für eine sonst mögliche Verarbeitung unbrauchbar.The proposal according to the invention does not produce any significant amounts of titanium tetrachloride. This precludes a significant loss of titanium. In the continuous process, the formation of titanium tetrachloride leads to a loss of titanium. Accumulated iron (III) oxide is contaminated and unusable for any other possible processing.
Für den Fall, dass das eingesetzte titanhaltige Erz einen merklichen Anteil an Vanadium enthält, besonders wenn es sich um Ilmenit handelt, wird Vanadium als Oxitrichlorid entfernt. Bei den Verfahrensbedindungen stellt es ein Gas dar (Siede- punkt 127°C). Es durchläuft die Stufe, innerhalb derer das Eisen(II)-chlorid kondensiert wird. Abgeführtes Vanadiumoxitrichlorid kann mit Wasser umgesetzt werden, was zu nicht-flüchtigem Vanadiumoxid oder -hydroxid führt, das leicht abgetrennt werden kann. Wird es in größeren Mengen angesammelt, stellt es ein wertvolles Weiterverarbeitungsmaterial dar.In the event that the titanium-containing ore used contains a noticeable amount of vanadium, especially if it is ilmenite, vanadium is removed as oxitrichloride. In the process conditions, it is a gas (boiling point 127 ° C). It goes through the stage in which the ferric chloride is condensed. Vanadium oxitrichloride that is removed can be reacted with water, resulting in non-volatile vanadium oxide or hydroxide that can be easily separated. If it is collected in large quantities, it is a valuable processing material.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist im Ergebnis einfach, wirtschaftlich und sicher zu führen und liefert darüber hinaus ein wertvolles Verfahrenserzeugnis. Komplizierte zusätzliche Maßnahmen, wie beispielsweise das alternierende Einbringen von Koh- lenmonoxid und Chlor zur Vor-, Zwischen- und/oder Nachbehandlung, sind nicht nötig.The result of the process according to the invention is simple, economical and safe to operate and, moreover, it provides a valuable process product. Complicated additional measures, such as the alternating introduction of carbon monoxide and chlorine for pre-, intermediate and / or post-treatment, are not necessary.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Beispiels noch näher erläutert.The invention is explained in more detail below using an example.
Beispielexample
In einem Fließbettreaktor von 2400 mm innerem Durchmesser und 2700 mm lichter Höhe verbleibt nach Entleerung einer Charge ein Restfließbett von etwa 300 mm Höhe. Es besteht aus einer Mischung aus Rutil und Petrolkoks und wird durch Einblasen von Luft auf einer Temperatur von nicht weniger als 600°C fließfähig gehalten. Bevor die neue Erzcharge in einer Menge von 14000 kg während 35 min über eine doppelte Zellenradschleuse zugeführt wird, erfolgt ein Aufheizen des Bettes durch Kokseingabe und Zuführung sauerstoffangereicherter Luft auf 1050°C. Insgesamt benötigt die Charge 1200 kg Petrolkoks. Sobald die angegebene Temperatur erreicht und der Koks chargiert ist, beginnt die Chlorzugabe. Das Chlor wird aus dem parallel betriebenen Oxidierreaktor bezogen. Die Temperatur wird durch Steuerung der Sauerstoffmenge eingehalten. Die zugesetzte Koksmenge bewirkt, dass der Kohlenstoff im wesentlichen zu CO verbrennt, was für die Reduktion und Chlorierung des Rutils erforderlich ist. Der Überdruck am Boden des Fließbettreaktors beträgt zu Beginn der Charge etwa 30 kPa und nach Auffüllen des Reaktors etwa 50 kPa. Der gesamte Gasstrom durchströmt das Fließbett mit einer Geschwindigkeit von etwa 100 mm/s. Die eigentliche Reaktionszeit - Aufheizen und Chlorieren - beträgt etwa 2,5 h, während die Zyklus- zeit für eine Charge, die das Entleeren und andere Nebenarbeiten einschließt, mit rund 3,5 h anzugeben ist. Die Reaktionsgase (CO, CO2, N2 und verflüchtigte Chloride) verlassen den Reaktor durch ein etwa 20 m hohes, senkrechtes und wassergekühltes Rohr mit einem Durchmesser von 350 mm. Auf dem Wege durch dieses Rohr kondensiert das Eisen(II)-chlorid und kann so anschließend in einem Zyklon abgeschieden werden. Die verbliebenen Gase passieren dann eine Gaswäsche zur Abtrennung restlicher Chloride, besonders des Vanadiumoxichlorids, und gelangen danach in eine Verbrennungskammer, in der die Verbrennungsenthalpie des CO-Gases für Trocknungszwecke ausgenutzt wird.In a fluidized bed reactor with an internal diameter of 2400 mm and an inside height of 2700 mm, after a batch has been emptied, a residual fluid bed of approximately 300 mm remains. It consists of a mixture of rutile and petroleum coke and is kept flowable by blowing air at a temperature of not less than 600 ° C. Before the new ore batch in a quantity of 14000 kg is fed over 35 minutes over a double rotary valve, the bed is heated up to 1050 ° C by entering the coke and supplying oxygen-enriched air. The batch requires a total of 1200 kg of petroleum coke. As soon as the specified temperature is reached and the coke is charged, the chlorine begins to be added. The chlorine is obtained from the oxidation reactor operated in parallel. The temperature is maintained by controlling the amount of oxygen. The amount of coke added causes the carbon to essentially burn to CO, which is necessary for the reduction and chlorination of the rutile. The overpressure at the bottom of the fluidized bed reactor is about 30 kPa at the start of the batch and about 50 kPa after the reactor has been filled. The entire gas flow flows through the fluidized bed at a speed of approximately 100 mm / s. The actual reaction time - heating and chlorination - is about 2.5 hours, while the cycle The time for a batch, which includes emptying and other ancillary work, should be specified at around 3.5 hours. The reaction gases (CO, CO2, N2 and volatilized chlorides) leave the reactor through an approximately 20 m high, vertical and water-cooled tube with a diameter of 350 mm. The iron (II) chloride condenses on its way through this tube and can then be separated off in a cyclone. The remaining gases then pass through a gas scrub to separate residual chlorides, especially the vanadium oxychloride, and then enter a combustion chamber in which the enthalpy of combustion of the CO gas is used for drying purposes.
Das im Zyklon abgeschiedene Eisen(II)-chlorid gelangt in einen Zwischenbunker und aus diesem über eine dosierende Zellenradschleuse in den Oxidierreaktor. Dieser Reaktor hat etwa die gleichen Abmessungen wie der Chlorierreaktor, ist jedoch am Boden mit einer CO-Erzeugungsanlage verbunden - z.B. ein kleiner Fließbettreaktor, in dem ein Koksbett mit Sauerstoff und Kohlendioxid reagiert. Das entwickelte Kohlenmonoxid wird mit Sauerstoff verbrannt. Die entwickelte Wärme dient zum Aufheizen des Reaktors und zur Aufrechterhaltung der Temperatur in den Zeiten, wo kein Chlor benötigt wird. Die erforderliche Temperatur liegt zwischen 700 und 800°C. Die Oxi- dation des Eisen(II)-chlorids zu Eisen(III)-oxid erfolgt, indem das Eisen(II)-chlorid mit einem Sauer Stoffstrom in die heiße Oxidationskammer geblasen wird. Der Druck des Sauerstoffs wird dabei so eingestellt, dass das entstehende und rückgeführte Chlor am Boden des Chlorierreaktors noch einen Druck von 50 kPa hat. Das Reaktionsprodukt Fe2O3 wird mittels eines Zyklons aus dem Chlorstrom abgeschieden.The iron (II) chloride separated in the cyclone reaches an intermediate bunker and from there via a metering cellular wheel sluice into the oxidation reactor. This reactor has approximately the same dimensions as the chlorination reactor, but is connected at the bottom to a CO production plant - for example a small fluidized bed reactor in which a coke bed reacts with oxygen and carbon dioxide. The developed carbon monoxide is burned with oxygen. The heat developed is used to heat the reactor and to maintain the temperature at times when chlorine is not required. The required temperature is between 700 and 800 ° C. The iron (II) chloride is oxidized to iron (III) oxide by blowing the iron (II) chloride into the hot oxidation chamber with a stream of oxygen. The pressure of the oxygen is adjusted so that the chlorine that is formed and recycled at the bottom of the chlorination reactor still has a pressure of 50 kPa. The reaction product Fe 2 O 3 is separated from the chlorine stream by means of a cyclone.
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Claims

Patentansprüche claims
1. Verfahren zur Gewinnung von Metalloxid-Konzentrat aus einem das entsprechende Metall sowie Eisen enthaltenden Erz, wobei das Erz in einem Fließbettreaktor in Gegenwart von Kohlenstoff und gegebenenfalls weiteren Zusätzen bei einer Temperatur von mehr als 900 °C der Einwirkung von Chlor ausgesetzt wird, dadurch ge^ kennzeichnet, dass ein Titan und Eisen enthaltendes Erz aufgearbeitet wird, wobei die Reaktion im Fließbettreaktor chargenweise durchgeführt wird, dem Fließbettreaktor als fluidisierendes Gas ein sauerstoffhaltiges Gas und Chlor zugeführt werden, der Kohlenstoff gegenüber der nötigen Umsetzungsmenge zur Entfernung des Eisens als Chlorid in einem Überschuß von mehr als etwa 5 Gew.-% vorliegt und ein mit Titan- dioxid angereichertes Erzeugnis abgeführt wird.1. A process for the extraction of metal oxide concentrate from an ore containing the corresponding metal and iron, the ore being exposed to the action of chlorine in a fluidized bed reactor in the presence of carbon and optionally further additives at a temperature of more than 900 ° C., thereby ge ^ indicates that an ore containing titanium and iron is worked up, the reaction being carried out in batches in the fluidized bed reactor, an oxygen-containing gas and chlorine being fed to the fluidized bed reactor as fluidizing gas, the carbon compared to the amount of reaction required to remove the iron as chloride in one Excess of more than about 5 wt .-% is present and a product enriched with titanium dioxide is removed.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperatur im Fließbett auf mehr als etwa 1000°C, insbesondere auf etwa 1030 bis 1100°C, eingestellt wird.2. The method according to claim 1, characterized in that the temperature in the fluidized bed is set to more than about 1000 ° C, in particular to about 1030 to 1100 ° C.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperatur im Fließbett auf etwa 1040 bis 1070°C eingestellt wird.3. The method according to claim 2, characterized in that the temperature in the fluidized bed is set to about 1040 to 1070 ° C.
4. Verfahren nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Überschuß an Kohlenstoff auf mehr als etwa 5 Gew.-% , insbesondere auf etwa 10 bis 25 Gew.-%, eingestellt wird.4. The method according to at least one of the preceding claims, characterized in that the excess of carbon is set to more than about 5 wt .-%, in particular to about 10 to 25 wt .-%.
5. Verfahren nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das sauerstoffhaltige Gas eine Mischung aus Stickstoff und Sau- erstoff mit hohem Sauerstoffanteil ist. 5. The method according to at least one of the preceding claims, characterized in that the oxygen-containing gas is a mixture of nitrogen and oxygen with a high proportion of oxygen.
6. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass als fluidisierendes Gas Sauerstoff und Chlor zugeführt werden.6. The method according to at least one of claims 1 to 4, characterized in that oxygen and chlorine are supplied as the fluidizing gas.
7. Verfahren nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Titan und Eisen enthaltendes Erz Ilmenit eingesetzt wird.7. The method according to at least one of the preceding claims, characterized in that ilmenite is used as the ore containing titanium and iron.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Ilmenit eine Teilchengröße von etwa 50 bis 450 μm, insbesondere etwa 70 bis 350 μm, und/oder eine Schüttdichte von etwa 2,4 bis 3,0 g/cm3, insbesondere etwa 2,6 bis 2,8 g/cm3, aufweist.8. The method according to claim 7, characterized in that the ilmenite has a particle size of approximately 50 to 450 μm, in particular approximately 70 to 350 μm, and / or a bulk density of approximately 2.4 to 3.0 g / cm 3 , in particular approximately 2.6 to 2.8 g / cm 3 .
9. Verfahren nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Kohlenstoff Petrolkoks, insbesondere niedrigen Aschegehaltes und hohen fixierten Kohlenstoffgehaltes, verwendet wird.9. The method according to at least one of the preceding claims, characterized in that petroleum coke, in particular low ash content and high fixed carbon content, is used as carbon.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Petrolkoks eine Teilchengröße von etwa 1,5 bis 4 mm, insbesondere etwa 2 bis 3 mm, aufweist.10. The method according to claim 9, characterized in that the petroleum coke has a particle size of about 1.5 to 4 mm, in particular about 2 to 3 mm.
11. Verfahren nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kohlenstoff in einem solchen Überschuß eingesetzt wird, dass während der Reaktion im Fließbettreaktor im wesentlichen Eisen(II)-chlorid und allenfalls nur eine unwesentliche Menge an Eisen(III)-chlorid entwickelt wird.11. The method according to at least one of the preceding claims, characterized in that the carbon is used in such an excess that during the reaction in the fluidized bed reactor essentially iron (II) chloride and possibly only an insignificant amount of iron (III) chloride is developed.
12. Verfahren nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die den Fließbettreaktor verlassenden Gase zum Kondensieren von Eisen(II)-chlorid gekühlt werden, das in einem Zyklon abgetrennt wird.12. The method according to at least one of the preceding claims, characterized in that the gases leaving the fluidized bed reactor are cooled to condense iron (II) chloride, which is separated off in a cyclone.
13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die nach Abtrennen des Eisen(II)-chlorids verbliebenen Gase, die Kohlenmonoxid und Kohlendioxid und weitere flüchtige Chloride, insbesondere Vanadium- und Chromchloride, enthalten, abgeführt und unter Ausscheiden der Chloride durch einen Gaswäscher geführt werden. 13. The method according to claim 12, characterized in that the gases remaining after separation of the iron (II) chloride, which contain carbon monoxide and carbon dioxide and other volatile chlorides, in particular vanadium and chromium chlorides, are removed and the chlorides are eliminated by a gas scrubber be performed.
14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das verbliebene Kohlenmonoxid innerhalb des Verfahrens als Heizgas für Trocknungsmaßnahmen genutzt wird.14. The method according to claim 13, characterized in that the remaining carbon monoxide is used within the process as a heating gas for drying measures.
15. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das abgetrennte Eisen(II)-chlorid mit Sauerstoff oxidiert wird, um Eisen(III)-oxid und Chlorgas zu bilden, das in den Fließbettreaktor rückgeführt wird.15. The method according to claim 12, characterized in that the separated iron (II) chloride is oxidized with oxygen to form iron (III) oxide and chlorine gas, which is returned to the fluidized bed reactor.
16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass das Eisen(III)-oxid in einem Zyklon vom Chlor abgetrennt, mit Kohlendioxid oder Sauerstoff gespült und in Wasser abgeschreckt wird.16. The method according to claim 15, characterized in that the iron (III) oxide is separated from the chlorine in a cyclone, rinsed with carbon dioxide or oxygen and quenched in water.
17. Verfahren nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das mit Titandioxid angereicherte Erzeugnis zur Isolierung des Rutils durch nasses Absieben überschüssigen Kohlenstoffs, Trennen der Gangart auf einem Setzherd sowie durch magnetische Separierung nicht umgesetzten Ilmenits aufbereitet wird.17. The method according to at least one of the preceding claims, characterized in that the product enriched with titanium dioxide is prepared for the isolation of the rutile by wet screening of excess carbon, separation of the gait on a setting hearth and by magnetic separation of unreacted ilmenite.
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