DE1113467B

DE1113467B - Use of the low-shaft furnace process to extract technically pure manganese

Info

Publication number: DE1113467B
Application number: DE1957P0019026
Authority: DE
Inventors: Pierre Tardieu
Original assignee: Pechiney SA
Current assignee: Pechiney SA
Priority date: 1957-07-30
Filing date: 1957-07-30
Publication date: 1961-09-07

Description

Anwendung des Niederschachtofen-Verfahrens zum Gewinnen von technisch reinem Mangan Die Erfindung betrifft die Anwendung eines Schachtofens von verhältnismäßig geringer Höhe, der im folgenden auch als »Niederschachtofen« bezeichnet wird, zur Gewinnung von Mangan von hohem Reinheitsgrad.Application of the low-shaft furnace method to obtain technical pure manganese The invention relates to the use of a shaft furnace of relatively low height, which is also referred to as "low shaft furnace" in the following, for Extraction of manganese of a high degree of purity.

Es ist bekannt, hochwertige Ferromanganlegierungen mit bis zu 80 oder sogar 85 % Mangan im Hochofen zu erzeugen, dessen Anwendung jedoch zur Aufgabe der Erze in Stückform und von metallurgischem Koks von beträchtlicher mechanischer Festigkeit zwingt.It is known to have high quality ferromanganese alloys with up to 80 or even to produce 85% manganese in the blast furnace, but its application to the task of Lump ores and metallurgical coke of considerable mechanical strength forces.

Ferner läßt sich im elektrischen Ofen Ferromangan von hohem Mangangehalt oder auch technisch reines Mangan gewinnen, jedoch ist der Stromaufwand beträchtlich, und die Vorrichtung kann nicht überall angewandt werden.Furthermore, ferromanganese with a high manganese content can be found in the electric furnace or obtain technically pure manganese, but the power consumption is considerable, and the device cannot be used everywhere.

Im Buch von R. Durrer und G. Volkert, »Die Metallurgie der Ferrolegierungen«, 1953, S.266ff., ist die aluminothermische Herstellung von siliciumreichem Mangan beschrieben, wobei gegebenenfalls auch Niederschachtöfen verwendet werden können. Abgesehen von der Notwendigkeit der Verwendung des verhältnismäßig teueren Aluminiums als Reduktionsmittel besteht ein großer Nachteil dieses Verfahrens darin, daß es nicht möglich ist, einen niedrigen Siliciumgehalt zu erhalten.In the book by R. Durrer and G. Volkert, "The Metallurgy of Ferroalloys", 1953, p.266ff., Is the aluminothermic production of silicon-rich manganese described, it also being possible to use low-shaft ovens if necessary. Apart from the need to use the relatively expensive aluminum as a reducing agent, a major disadvantage of this process is that it it is not possible to obtain a low silicon content.

Ferner ist im Buch von H. K o p p e n b e r g und W. Wenzel, »Die Sauerstoffmetallurgie der Schachtofenprozesse«, 1953, S. 99 bis 101, die Herstellung von Ferrolegierungen mit hohem Eisengehalt und niedrigem Gehalt an schwer zu reduzierenden Bestandteilen, z. B. von Ferrosilicium mit etwa 35% Si, in einem Niederschachtofen erwähnt, wobei zur Herstellung von Ferrolegierungen mit höherem Gehalt an der letztgenannten Komponente der Elektroofen vorgeschlagen wird, da der mit Sauerstoff betriebene Niederschachtofen diesbezüglich versagt. Ferrolegierungen mit ähnlich hohem Eisengehalt und niedrigem Gehalt an schwer zu reduzierenden Bestandteilen, wie Mangan, können auch gemäß »Stahl und Eisen«, 1953, S. 257 bis 266, im Niederschachtofen erzeugt werden.Furthermore, in the book by H. K oppenberg and W. Wenzel, "The oxygen metallurgy of the shaft furnace processes", 1953, pp. 99 to 101, the production of ferroalloys with a high iron content and a low content of difficult-to-reduce components, z. B. of ferrosilicon with about 35% Si, mentioned in a low-shaft furnace, the electric furnace being proposed for the production of ferroalloys with a higher content of the last-mentioned component, since the low-shaft furnace operated with oxygen fails in this regard. Ferro alloys with a similarly high iron content and a low content of difficult-to-reduce constituents, such as manganese, can also be produced in the low-shaft furnace according to "Stahl und Eisen", 1953, pp. 257 to 266.

Durch die Erfindung werden die obenerwähnten Nachteile behoben, und es wird mit Hilfe eines Niederschachtofens, der unter anderem die Vorteile mit sich bringt, daß er mit Brennstoffen und pulverförmigen Erzen von geringem mechanischem Widerstand beschickt und mit einem geringen Aufwand an Investierungskosten selbst in nicht über eine ausreichende Stromversorgung verfügenden Gegenden errichtet werden kann, Mangan von hohem Reinheitsgrad gewonnen. Erfindungsgemäß ist die Anwendung des unter Einsatz von Kohle als Heiz- und Reduktionsmittel sowie Einführen sauerstoffangereicherten Windes durchgeführten Niederschachtofen-Verfahrens zum Gewinnen von technisch reinem Mangan mit 1 bis 39/o Eisen, 0,1 bis 0,5% Silicium und 6,5 bis 7% Kohlenstoff aus gegebenenfalls durch Flotation angereicherten Manganerzen, insbesondere Pyrolusit, vorgesehen. So läßt sich ein 89- bis 92%iges Mangan gewinnen, das außer den erwähnten Stoffen Spuren von Schwefel und Phosphor enthalten kann. Es sei hervorgehoben, daß die in der Beschickung enthaltene Kieselsäure fast ganz mit dem Gasstrom entfernt wird, und zwar wahrscheinlich in Form von SiO. Dies bedeutet einen besonderen Vorzug des Verfahrens nach der Erfindung und führt zu einem hochwertigen Mangan.The above-mentioned disadvantages are eliminated by the invention, and it is made with the help of a low-shaft furnace, which among other things has the advantages brings that he with fuels and powdered ores of little mechanical Resistance charged and with a low investment cost itself be erected in areas with insufficient electricity supply can, obtained manganese of a high degree of purity. The application is according to the invention the one enriched with the use of coal as heating and reducing agent and introduction of oxygen Windes carried out the low-shaft furnace process to obtain technically pure Manganese with 1 to 39 / o iron, 0.1 to 0.5% silicon and 6.5 to 7% carbon where appropriate, manganese ores enriched by flotation, in particular pyrolusite, intended. 89 to 92% manganese can be obtained in this way, in addition to those mentioned Substances may contain traces of sulfur and phosphorus. It should be emphasized that almost all of the silica contained in the feed is removed with the gas stream probably in the form of SiO. This means a special advantage of the method according to the invention and leads to a high quality manganese.

Als Ausgangsmaterial kann man einen pulverförmigen Pyrolusit verwenden, der, beispielsweise durch Flotation, angereichert ist und die folgende Zusammensetzung aufweist: Mangan ....... 60 bis 62 0/0 (als Mn 02) Eisen .......... 1 bis 1,5 0/0 (als Fee 03) Kieselsäure ..... 2 bis 3 % (Gangart) Das Erz wird mit Hilfe eines organischen Bindemittels, z. B. Maniok, zu Kugeln ausgeformt.A powdery pyrolusite can be used as the starting material, which is enriched, for example by flotation, and has the following composition: Manganese ....... 60 to 62 0/0 (as Mn 02) Iron .......... 1 to 1.5 0/0 (as Fee 03) Silicic acid ..... 2 to 3% (gangue) The ore is made using an organic binder, e.g. B. cassava, shaped into balls.

Als Reduktionsmittel kann Anthrazit, Holzkohle oder eine beliebige (vorzugsweise eisenarme) Kokssorte dienen. Um einen besonders hohen Mangangehalt zu erzielen, kann man beispielsweise Teer-oder Pechkoks mit einem Aschengehalt von 0,5 bis 0,6% verwenden.As a reducing agent can be anthracite, charcoal or any (preferably low-iron) type of coke. To a particularly high manganese content to achieve, you can, for example, tar or pitch coke with an ash content of Use 0.5 to 0.6%.

Als Wind für den »Niederschachtofen« kann Sauerstoff oder Luft mit 45 bis 701/o Sauerstoff dienen. Das Gemisch kann vorgewärmt werden, wozu beispielsweise die Abgase des Ofens benutzt werden können, jedoch kann auch mit kaltem Wind geblasen werden.Oxygen or air can be used as wind for the "low shaft furnace" 45 to 701 / o of oxygen are used. The mixture can be preheated, for example the exhaust gases of the stove can be used, but can also be blown with cold wind will.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform bereitet man die Charge aus dem betreffenden Erz und Kohle als Reduktionsmittel ohne irgendwelche schlakkenbildenden Bestandteile. Die Schlacke entsteht also lediglich aus der Gangart des Erzes und bzw. oder den Aschenbestandteilen des Brennstoffes und beläuft sich auf nicht mehr als einige zehnKilo je Tonne erzeugtes Mangan.According to a preferred embodiment, the batch is prepared the ore and coal in question as reducing agents without any clogging Components. The slag thus only arises from the gangue of the ore and or or the ash components of the fuel and no longer amounts to than tens of kilograms per ton of manganese produced.

Die Manganausbeute beträgt über 701/o und erreicht meist 75 bis 80%.The manganese yield is over 701 / o and usually reaches 75 to 80%.

Die Erfindung wird an Hand des folgenden Beispiels näher erläutert.The invention is explained in more detail using the following example.

Beispiel In einen Schachtofen von 1 m Durchmesser in Höhe der Düsen und 3 m Arbeitshöhe von den Düsen aus nach oben wurde eine Beschickung aufgegeben, deren Zusammensetzung je Tonne erzeugtes Metall die folgende war: Pechkoks ..................... 2300 kg Pyrolusitkugeln ................ 2250 kg Kalte Luft mit 50 % Sauerstoff . . 4000 m3 Bei einer Manganausbeute von 77 % erhielt man ein Metall der folgenden Zusammensetzung: Mangan ........................ 92% Kohlenstoff .................... 6,811/o Eisen .......................... 10/a Silicium ........................ 0,2% Je Tonne Metall wurden 50 kg Schlacke erhalten. In den Hochöfen von technischem Ausmaß ergab sich eine Erhöhung des Koksverbrauches mit ansteigendem Mangangehalt. Es war daher nicht vorauszusehen, daß in einem so kleinen Schachtofen, wie er nach der Erfindung benutzt wird, der Verbrauch an Koks für ein derart manganreiches Metall kaum die Mindestwerte des Verbrauches im Hochofen erreichen würde.Example In a shaft furnace with a diameter of 1 m at the height of the nozzles and 3 m working height from the nozzles upwards, a charge was placed whose composition per ton of metal produced was the following: Pitch coke ..................... 2300 kg Pyrolusite balls ................ 2250 kg Cold air with 50% oxygen. . 4000 m3 With a manganese yield of 77%, a metal with the following composition was obtained: Manganese ........................ 92% Carbon .................... 6.811 / o Iron .......................... 10 / a Silicon ........................ 0.2% 50 kg of slag were obtained per ton of metal. In the technical-scale blast furnaces, there was an increase in coke consumption with increasing manganese content. It could therefore not be foreseen that in such a small shaft furnace as is used according to the invention, the consumption of coke for such a manganese-rich metal would hardly reach the minimum values of the consumption in the blast furnace.

Mit großer Sicherheit kann gesagt werden, daß bei Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung in einem niedrigen Schachtofen von 2 bis 2,50 m Durchmesser in Düsenhöhe der Brennstoffverbrauch noch beträchtlich zurückgeht.It can be said with great certainty that if the Process according to the invention in a low shaft furnace of 2 to 2.50 m in diameter at nozzle height the fuel consumption still decreases considerably.

Außerdem war eigentlich zu befürchten, daß die Manganverluste in den Gasen auf Grund der relativen Flüchtigkeit des Metalls und der geringen Ofenhöhe beträchtlich ansteigen würden. Es war daher keineswegs vorherzusehen, daß man derartig hohe Manganausbeuten erhalten würde, wobei sich fast das ganze in der Charge enthaltene Silicium verflüchtigt.In addition, it was actually to be feared that the manganese losses in the Gases due to the relative volatility of the metal and the low furnace height would increase considerably. It was therefore by no means foreseeable that such a thing would happen high manganese yields would be obtained, with almost all of it contained in the batch Silicon volatilizes.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Application of the use of coal as heating and reducing agents and introducing oxygen-enriched wind Low shaft furnace process for obtaining technically pure manganese with 1 to 3% iron, 0.1 to 0.5% silicon and 6.5 to 711 / o carbon, optionally Manganese ores enriched by flotation, especially pyrolusite.

2. Procedure according to claim 1, characterized in that an exclusively ore and fuel feed is abandoned.

3. Procedure according to Claim 1 and 2, characterized in that the starting point is powdered ore will. Documents considered: German Patent No. 295 549; R. Duner and G. Volkert, "The Metallurgy of Ferroalloys", 1953, p. 266 ff., in particular pp. 273 and 264, 266; H. Koppenberg and W. Wenzel, »The oxygen metallurgy the shaft furnace processes ”, 1953, pp. 99 to 101; "Steel and Iron", 1953, p. 257 bis 266.