DE2221006B2

DE2221006B2 - Verfahren zum aufbereiten von titanhaltigen eisenerzen

Info

Publication number: DE2221006B2
Application number: DE19722221006
Authority: DE
Inventors: Wendell Earl Woollahra Neusüdwales Dunn jun (Australien)
Original assignee: Titanium Technology B.V, Hilversum (Niederlande)
Priority date: 1971-04-29
Filing date: 1972-04-28
Publication date: 1977-08-18
Also published as: CA958897A; NO132491B; NO132491C; DE2221006A1; JPS5320442B1; ZA722474B; AT329286B; FR2134624A1; SE383899B; NL7205664A; BR7202761D0; IE37333B1; AU4110972A; DE2221006C3; ES402876A1; FI59421C; IT959669B; IE37333L; BE782776A; FR2134624B1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Aufbereiten /on titanhaltigem Eisenerz, bei dem man das titanhalti- ^ »e Eisenerz im Fließbett unter reduzierenden Bedingungen bei Temperaturen von 900 bis 1100⁰C mit Chlor in K.ontakt bringt und die gebildeten Eisenchloride abtrennt.

Es ist bekannt, daß sich bestimmte titanhaltige Eisenerze infolge ihres hohen Silikatgehaltes an den Korngrenzen und auch im Korn nur schwierig und unwirtschaftlich aufbereiten lassen. Bisher wurde diese Aufbereitung bekanntermaßen so vorgenommen, daß aus den titanhaltigen Eisenerzen die Eisenbejtandteile, ζ B. durch Auslaugen des Eisens mit Säurelösungen, entfernt wurden, ohne daß Titandioxid angegriffen wurde. Dabei durchlaufen die Erzteilchen als solche das Aufbereitungsverfahren ohne Veränderung des Anteils an Silikat und Titandioxid, so daß das Verhältnis von anteiligem Silikat zu vorhandenem Gehalt an Titandioxid nicht vermindert und entsprechend auch das Verhältnis von Titandioxid zu Silikat nicht erhöht wird, was jedoch zur Verbesserung der anteiligen Titandioxidmenge wünschenswert wäre, wenn das aufbereitete titanhaltige Erz als Ausgangsmateria! für die Gewinnung von Pigmenten durch Chlorierung benutzt werden

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes Aufbereitungsverfahren für titanhaltige Eisenerze, insbesondere solche, die große Mengen an Silikaten enthalten, zu schaffen, bei dem das anteilige Verhältnis von Titandioxid zu Silikat erhöht w ird.

Diese Aufgabe wird mittels eines Verfahrens der eingangs beschriebenen Art gelöst, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man das Chlor durch eine Mischung aus titanhaltigem Eisenerz hindurchleitet, die aus zwei unterschiedliche Teilchengrößen aufweisenden Fraktionen des Erzes besteht, von denen die die niedrigere Teilchengröße aufweisende Fraktion einen zur Reaktion mit dem molaren Anteil an Eisenoxid in der die größere Teilchengröße aufweisenden Fraktion ausreichenden molaren Anteil an Titandioxid enthält und im wesentlichen der gesamte Gehalt an Eisen in der die größere Teilchengröße aufweisenden Fraktion durchi Titan aus der die kleinere Teilchengröße aufweisenden Fraktion ersetzt wird.

Beim erfindungsgemäßen Verfahren erfolgt dementsprechend die Aufbereitung von titanhaltigen Eisenerzen, insbesondere mit hohem Silikatgehalt, durch eine Kombination von chemischen und mechanischen Behandlungen unter Einsatz von Fraktionen mit deutlich verschiedenen Größen der Erzteilchen, wobei der Titangehalt aus der die niedrigere Teilchengröße aufweisenden Fraktion zur Erhöhung des Titananteils in der die größere Teilchengröße aufweisenden Fraktion benutzt wird.

Mit dem erfindungsgemäßen Aufbereitungsverfahren läßt sich besonders vorteilhaft ein solches Produkt gewinnen, das zur Weiterverarbeitung auf Titandioxid-Pigmente oder zur Gewinnung von metallischem Titan verwendbar ist.

Zweckmäßig arbeitet man nach dem erfindungsgemäßen Aufbereitungsverfahren in der Weise, daß man bei Temperaturen von 900 bis 1100⁰C Chlor durch ein Bett leitet, das aus (a) einer ersten Fraktion von einzelnen Titan-Eisenerz-Teilchen, die zu etwa 90% als große Teilchen vorhanden sind, (b) einer zweiten Fraktior Fraktion aus Teilchen, die zu etwa 90% als kleine Teilchen vorhanden sind, und (c) Kohle in einer Menge von 10 bis 30 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtmenge an vorhandenem Titan-Eisenerz besteht, und di< freigesetzten Silikate mit den vorhandenen Inertsub stanzen und dem als Nebenprodukt anfallende) Eisenchlorid entfernt, und dabei in der zweiten Fraktioi (b) den vorhandenen molaren Anteil an Titandioxü durch den in der ersten Fraktion (a) vorhandene: molaren Anteil an an Eisenoxid substituiert. Es ha jedenfalls, soweit die Anmelderin bisher theoretisch ζ ermitteln vermochte, den Anschein, daß beim erfin dungiigemäßen Verfahren in dem Reaktionsmediur

Bedingungen geschaffen werden, die es erlauben, daß ler. Titangehalt aus der die kleine Teilchengröße snthaltenden Fraktion zum Ersatz des Eisengehaltes in ier die größeren Teilchen enthaltenden Fraktion zu lienen vermag. Wie gefunden wurde, wird während des irfindungsgemäßen Aufbereitungsverfahrens die die kleine Teilchengröße aufweisende Fraktion des Erzes vollständig verbraucht, und dabei wird der darin vorhandene Titan-Anteil zu Titantetrachlorid umgesetzt, das dann mit dem Eisenoxid in der die größeren "> Teilchen aufweisenden Fraktion reagiert und darin das Eisen unter Bildung von Titandioxid ersetzt, während das anteilige Eisen zu flüchtigen Eisenschloriden umgesetzt wird. Die Silikate, die in den die niedrige Teilchengröße aufweisenden Erzteilchen längs der 'S Korngrenzen und als Einschlüsse enthalten sind, werden frei und lassen sich durch die Wirkung der Reaktionsteilnehmer und der als Nebenprodukte entstehenden Gase aus der Reaktionsmasse ausblasen.

Es wird angenommen, daß während des erfindungsgemäßen Aufbereitungsverfahrens die folgenden Reaktionen ablaufen:

■ FeCl₂+TiO₂ + i/₂CO₂ TiO₂+2 CL₂+2 = TiCl₄

+ einem Gemisch aus CO undCO₂

bei den Teilchen mit niedriger Teilchengröße, und

TiCl₄+ 2 FeO TiO₂ = 2 FeCl₂+ 3 TiO₂ s/4 TiCl₄ + FeOi.5 · TiO₂ = FeCl₃ + ³A TiO₂ · TiO₂

Metallaustausch-Reaktion bei den Teilchen größerer Teilchengröße.

Die anteilige Menge an Teilchen größerer Teilchengröße in der einen Fraktion zu Teilchen niedrigerer Teilchengröße in der anderen Fraktion wird entsprechend der Menge an Eisenoxid und dessen Wertigkeit in der aus den größeren Teilchen bestehenden Fraktion und der Menge an Titandioxid in der aus Teilchen niedrigerer Teilchengröße bestehenden Fraktion eingestellt Wie nachstehend noch deutlicher ausgeführt werden wird, wird das Erzgemisch beim erfindungsgemäßen Aufbereitungsverfahren so zusammengestellt, daß in der aus den Teilchen mit niedrigerer Teilchengröße bestehenden Fraktion eine zur vollständigen Umsetzung mit dem gesamten Eisengehalt in der aus den Teilchen größerer Teilchengröße bestehenden Fraktion ausreichende Menge an Titandioxid vorhanden ist Es wird angenommen, daß das vorhandene Eisen in ein Gemisch aus flüchtigen Chloriden umgewandelt wird. Der Silikatanteil in der aus Teilchen mit 5<> niedrigerer Teilchengröße bestehenden Fraktion wird während der Chlorierung frei und läßt sich als feinteilige Asche aus dem Reaktionsgemisch entfernen, z. B. durch Austragen mittels der den Fließzustand des Bettes aufrechterhaltenden Gase. Es resultiert dann ein aufbereitetes Erz, dessen prozentualer Anteil an Silikat niedriger ist, als dies bei bisher bekannten Aufbereitungsverfahren möglich war.

Man kann das erfindungsgemäße Aufbereitungsverfahren in einem Steinbett-Reaktionsbehälter mit einer als Unterlage für die Erzschicht dienenden perforierten Platte durchführen. Ein solcher Reaktionsbehälter besitzt oberhalb des Bettes einen Einlaß für Erz und Kohle, ein Gaszuführungs- und Gasverteilungssystem, das die Zuleitung von Gas zum Boden der perforierten Platte ermöglicht, ein Auslaßrohr zum Ableiten der gasförmigen Nebenprodukte, das aus keramischem Material oder sonstigem gegen Korrosion durch Chloride bei UOO⁰C beständigem Material gebildet ist, und eine Abzugseinrichtung zum Entfernen der Bettfüllung. Die Reaktion wird zweckmäßig unter Verwendung eines Fließbettes, das etwa 0,15 bis 0.61 m oder höher ist, durchgeführt

Es wird mit Chlor als Reaktionskomponente unter reduzierenden Bedingungen gearbeitet. Die erforderlichen reduzierenden Bedingungen kann man dadurch erreichen, daß man Kohle oder kohlenstoffhaltiges Material in einer Menge von etwa 10 bis 30 Gew.-% mit dem Erz vermischt Man kann die Kohle in Form von Holzkohle, Petrolkoks, Koks u. dgl. einsetzen. Das Chlor leitet man bei einer Bett-Temperatur von 900 bis HOO⁰C und mit einer solchen Geschwindigkeit durch das Bett, daß dieses in den Fließzustand gebracht wird. Innerhalb des Bettes wird das Chlor vollständig umgesetzt, wobei Eisenschloride und andere Metallchloride gebildet werden, die als gasförmige Dämpfe abgezogen werden. Das Hindurchleiten von Chlor erfolgt vorteilhaft während einer Zeitspanne von etwa 20 bis 30 Minuten oder länger, bis der verfahrenskritische Punkt erreicht ist, d. h. der Punkt, bei dem TiCl₄ aus dem Bett zu entweichen beginnt. Die Eisenoxid-Konzentration in dem Produkt beträgt etwa 2 bis 10 Gew.-Vo.

Die mit dem erfindungsgemäßen Verfahren in Vorschlag gebrachte Verbesserung bei der Aufbereitung von titanhaltigem Eisenerz besteht also darin, daß man ein Gemisch von Teilchen dieses Eisenerzes einsetzt, dessen eine Fraktion zu etwa 90 Gew.-% aus Teilchen mit niedriger Teilchengröße und dessen andere Fraktion zu etwa 90 Gew.-% aus Teilchen größerer Teilchengröße besteht, und dabei den Gehait an Eisenoxid in der die größeren Teilchen enthaltenden Fraktion und den Titandioxidgehalt in der die Teilchen niedriger Teilchengröße enthaltenden Fraktion stöchiometrisch entsprechend den zuvor angegebenen Reaktionen vorsieht, und den Eisengehalt in der die größeren Teilchen enthaltenden Fraktion durch den Titananteil in der aus den Teilchen mit niedriger Teilchengröße bestehenden Fraktion ersetzt.

Das mittels des erfindungsgemäßen Aufbereitungsverfahrens gewonnene aufbereitete Erz hat eine mittlere Porosität, eine verbesserte Härte und ein Schüttgewicht von 1,6 bis 2,4 g/cm³. Dieses Produkt ist in der US-PS 39 29 501 ausführlich beschrieben.

Als titanhaltige Eisenerze können beliebige natürlich vorkommende Erze dieser Art, wie beispielsweise Ilmenit, eingesetzt werden. Da das Eisenoxid durch Titandioxid ersetzt wird, lassen sich Erze mit bis zu etwa 6 Gew.-% an Silikaten und anderen schwer zu chlorierenden Oxiden verwenden. Die Silikat-Konzentration bleibt in der aus den Teilchen größerer Teilchengröße bestehenden Fraktion im wesentlichen unverändert, während die Titandioxid-Konzentration in dieser Fraktion erhöht wird. Demzufolge ist das Verhältnis von Silikaten und sonstigen inerten Verunreinigungen zu Titandioxid in dem erfindungsgemäß ausbereiteten Produkt niedriger als in dem Ausgangserz.

Die als Nebenprodukte anfallenden Metallchloride bestehen vorwiegend aus Eisen(II)-chlorid und geringeren Mengen an Eisen(IH)-chlorid, Manganchlorid, Chromchlorid und Chloriden anderer Metalle. Die abströmenden Nebenprodukte enthalten außerdem Kohlendioxid und geringe Mengen an Titantetrachlorid und Kohlenmonoxid.

Als Chlor-Quelle kann man im Handel erhältliches

Chlor einsetzen. Auch aus dem Verfahrenskreislauf rückgeführtes Chlor kann verwendet werden. Die Strömungsgeschwindigkeit des Chlors sollte so eingestellt werden, daß das Titantetrachlorid, das in dem Bett gebildet wird, umgesetzt werden kann und ein Durchströmen durch das Bett, d. h. ein Entweichen von der Oberfläche des Erzbettes nach draußen vermieden wird. Die Strömungsgeschwindigkeit des Chlors kann im allgemeinen auf 0,06 bis 0,61 m/sec eingestellt werden.

Das erfindungsgemäße Aufbereitungsverfahren läßt sich kontinuierlich als im Kreisverfahren geführter Prozeß durchführen, und dazu werden teilweise aufbereitetes Erz und unbearbeitetes Ausgangsmaterial kontinuierlich unter reduzierenden Bedingungen einem auf 950 bis HOO⁰C erhitzten Fließbett-Reaktor zugeführt, und es wird Chlor durch das Erz hindurchgeleitet, während teilweise aufbereitetes Erz und Koks abgezogen und gekühlt werden. Das gekühlte Erz wird dann durch einen Magnetabscheider geleitet, und darin wird das Titandioxid-Produkt, das 0 bis 0,1 Gew.-% Eisenoxid enthält, abgeschieden. Die Anteile an aufbereitetem Gut, die mehr als 1,0 Gew.-% an Eisenoxid enthalten, werden zusammen mit rohrem Ausgangserz dem Reaktor wieder zugeführt. Auch die gesamte Menge an Peinerz, das sind die Teilchen, die kleiner sind als das gewünschte Titandioxid-Produkt, werden in den Reaktor zurückgegeben.

Das erfindungsgemäße Aufbereitungsverfahren ist besonders vorteilhaft zur Aufbereitung von bisher wenig brauchbaren Erzen, die größere Mengen an Calcium und Mangan sowie Silikaten und sonstigen schwierig zu chlorierenden Verunreinigungen enthalten, wie beispielsweise limenite aus Neuseeland und aus Südafrika. Bei der Verarbeitung dieser Modifikationen wird das hoch silikathaltige Erz zu einer aus kleinen Teilchen bestehenden Masse, beispielsweise solcher Teilchen, die ein Sieb mit einer lichten Maschenweite von 0,088 mm zu passieren vermögen, zerkleinert. Dieses zerkleinerte Erz wird vermischt mit anderem Ilmenit höherer Qualität und einer solchen Kornverteilung, daß 75 Gew.-<Vb des Korns durch ein Maschensieb mit einer lichten Maschenweite von 0,25 mm hindurchgehen, auf einem Sieb mit einer lichten Maschenweite von 0,15 mm jedoch zurückbleiben. Die Menge an Titan 4$ in dem feinzerkleinerten Erz sollte stöchiometrisch der Gesamtmenge an Eisen in den Teilchen größerer Teilchengröße entsprechen. Das Erz kann gemäß dem zuvor beschriebenen erfindungsgemäßen Verfahren weiter verbessert und aufbereitet werden. so

Die Reaktion wird bei Temperaturen von 800 bis 115O⁰C vorzugsweise 900 bis UOO⁰C und Insbesondere 95ObIs 1OSO⁰C durchgeführt.

Das zu verwendende Erzgemisch wird durch Vermischen der erforderlichen Mengen an erster und ss zweiter Erz-Fraktion zubereitet Beispielsweise wurden folgende Fraktionen miteinander vermischt:

54359 kg llmenlt (Murphyores Queensland, Australia beach sand) folgender Zusammensetzung!

Prüfsieb-Maschenweite (mm)

+0,25

-0,25 bis +0,18

-0,18 bis+0,15

-0,15 bis+0,125

-0,125

0,04Gew.-%
17,7Gew.-%
49,7Gew.-%
21,4Gew.-%

83Gew.-%

TiOi 54,lGew.-%

PeO 21,0Gew.-%

Fe₂O₃ 2i,0Qew.-%

AhOs (als Aluminate) 0,43Gew.-% SiOi(aliSlllkate) 0,4Gew.-%

andere Oxide Rest

und folgender Kornverteilung!

und 34,473 kg Ilmenit aus Taurange Bay, Cape Foulwind, Neuseeland, der folgenden aus dem New Zealand Journal of Science, Vol. 10, No. 2, Juni 1967, Seite 452, entnommenen Zusammensetzung:

TiO₂ 46,5Gew.-%

FeO 37,6Gew.-%

Fe₂O₃ 3,2Gew.-%

SiO₂ (als Silikate) 4,1 Gew.-%

AI2O3 (als Aluminate) 2,8 Gew.-%

CaO l,4Gew.-%

MnO 1,7 Gew.-%

MgO UGew.-%

sonstige Metalloxide Rest

mit einer Kornverteilung wie folgt:

Prüfsieb-Maschenweite (mm)

+ 0,21 031Gew.-%

- 0,21 bis + 0,15 18,92 Gew.-%
-0,15bis +0,105 56,21 Gew.-%

- 0,105 bis + 0,075 23,68 Gew.-%
-0,075 0,68Gew.-%

Zu diesem Erzgemisch wurden 30 Gew.-% an pulverisiertem Petrolkoks mit einer ein Sieb mit einer lichten Maschenweite von 2,0 mm passierenden Teilchengröße zugegeben. Das_AGemisch wurde in einen wie zuvor beschriebenen Reaktor eingefüllt und zu einem Fließbett mit einer Höhe von etwa 0305 m ausgebildet. Alsdann wurde auf 100O⁰C erhitzt Chlorgas wurde mit einer solchen Geschwindigkeit durch das Bett geleitet, daß das Erz-Koks-Gemisch im Fließzustand gehalten wurde. Die Durchflußmenge des Chlors betrug etwa 1,7 m³ je Minute. Das Chlor wurde so lange zugeführt, bis ein Teil des in den Teilchen mit niedriger Korngröße vorhandenen Titans in Titantetrachlorid umgewandelt war. Falls aus dem Reaktionsbett größere Mengen an Titantetrachlorid zu entweichen drohten, wurde zwischendurch die Chlorzufuhr für etwa 20 Minuten durch die Zufuhr von Kohlenmonoxid ersetzt Dann ließ man den Reaktor unter einem Druck von einer Atmosphäre Kohlenmonoxid auf Zimmertemperatur abkühlen. Das gewonnene Produkt ließ man ebenfalls auf Zimmertemperatur abkühlen.

Wie zuvor ausgeführt, liegt das Silikat und Aluminat in den Erzteilchen in sehr feinverteilter Schicht vor. Sofern diese Schicht erst einmal von umgebendem Titandloxid und Bisenoxid frei geworden ist, UBt sie sich mit den nach oben abströmenden gasförmigen Reaktionskomponenten und Nebenprodukten oder durch Hlndurchleitcn eines Inertgas» durch das Reaktion*· produkt zwecks Ausblasen des Silikats leicht aus dem Reaktionsbett austreiben. Man kann gewflnichtenfaUs die aus dem Bett entfernten leichteren Teilchen durch Feuchtigkeitsabscheidung abtrennen und to den Koks entfernen, und man kann zusätzlich durch Auswaschen das Calciumchlorid entfernen.

Bei der Aufbereitung von Neuseeland-Erz mittels bisher bekannter Verfahren entstand ein Produkt, das nloht mehr als etwa 88 Gew..«H> Titandioxid enthielt Bei Benutzung des erfindungsgemaßen Verfahrens llfit lieh

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dagegen ein Produkt gewinnen, das etwa 95 bis 97 Gew.-% TiO₂ und 1,0% Eisenoxid enthält.

Ein anderes Beispiel ist die Behandlung eines titanhaltigen Eisenerzes, in dem die Eisenerzteilchen mittels einer Matrix aus Siliciumdioxid gebunden sind. Ein solches Erz ist beispielsweise das in Südafrika bei Bothaville, Orange Free State, gefundene Erz, das aus durch Siliciumdioxid gebundenen Ilmenit-Teilchen besteht und folgende analytisch ermittelte Zusammensetzung aufweist:

TiO₂	49,1%
Fe₂O₃	44,85%
Al₂O₃	1,25%
SiO₂	1.9%
ZrO₂	0,21%
MnO	1,25%
	98,56%

IO

Als dieses Erz zerkleinert wurde, ergab sich, daß 70% des Siliciumdioxid-Gehaltes in der Korngrößenfraktion gefunden wurde, die durch ein S'eb mit einer lichten Maschenweite von 351 Mikron hindurchging und ein Sieb mit einer lichten Maschenweite von 175 Mikron nicht mehr zu passieren vermochte. Bisher war die Aufbereitung eines solchen Erzes sehr schwierig. Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren, wie es schematisch in Form von Fließbildern in den F i g. 1,2A und 2B in der Zeichnung veranschaulicht ist, konnten gute Ergebnisse erhalten werden. Dies wird im einzelnen nachstehend anhand dieser in der Zeichnung veranschaulichten Fließbilder wie folgt näher erläutert:

In F i g. 1 ist veranschaulicht, daß nach der mechanischen Trennung des Umenits von dem Roherz das Umenit unter reduzierenden Bedingungen bei 1000° C chloriert, danach unter reduzierenden Bedingungen abgekühlt und dann wie zuvor beschrieben durch ein Sieb mit einer lichten Maschenweite von 175 Mikron h die Korngrößenfraktion, dieses Sieb zu passieren vermochte, und die Korngrößenfraktion, die von diesem Sieb zurückgehalten wurde, aufgeteilt wurde. Die beiden Fraktionen wurden dann einer Magnet-Trennung unterzogen. Die Teilchen größer als 175 Mikron, die nicht magnetisch waren, wurden einer Luftsichtung unterzogen, und die leichteren Teilchen, die aus nicht umgesetztem Koks bestanden, wurden dem Fließbett wieder zugeführt, während die schwereren Siliciumdioxidteilchen, die dabei zurückblieben, als Abfall verworfen wurden. Die magnetischen Teilchen, deren Korngrößen größer als 175 Mikron waren, wurden auf eine Korngröße kleiner als 175 Mikron zerkleinert und erneut durch eine magnetische Trennvorrichtung geleitet. Wiederum wurde der aus nicht magnetischer Substanz bestehende Anteil mit Luft gesichtet, um das noch vorhandene Siliciumdioxid zu entfernen, und der SS Ruckstand wurde ebenso wie der Anteil an magnetischen Teilchen in den Reaktor zurückgeführt. Der Anteil der aus dem Reaktor abgezogenen Teilchen, die kleiner als 17S Mikron waren, wurde in gleicher Welse magnetisch getrennt. Der Anteil an magnetischen Teilchen wurde in das Bett zurückgeführt, während die Gesamtmenge an nlehtmagnetischen Teilchen dieser Korngröße als Verfahrensendprodukt gesammelt wurde. Aus dem PHeBbIId In P1 g. 1 erkennt man, daß die In das Verfahren zurückgeführten felntelllgen Anteile in 6] die Chlorierungsstufe eingegeben werden. Dadurch werden die noch darin vorhandenen Titandioxid-Anteile leicht zu Titantetrachlorid umgewandelt, mit dem das Eisenoxid in den größeren Teilchen angegriffen wird, so daß Eisenoxid als Eisenchlorid entfernt und Titandioxid in den größeren Teilchen abgelagert und damit deren Dichte und deren prozentualer Gesamtgehalt an Titandioxid erhöht werden kann.

Die Materialverteilung dieses im Labormaßstab durchgeführten Verfahrens ist in den F i g. 2A und 2B veranschaulicht. Fig.2B stellt die Fortsetzung des Fließschemas gemäß Fi g. 2A dar, wobei A'in Fi g. 2B ansetzt und bei A in F i g. 2A und B' in F i g. 2B ansetzt bei B in F i g. 2A. Es wurden 200 g des zuvor erwähnten Südafrika-Ilmenits 40 Minuten lang bei 1000°C mit CO, TiCU-Dampf und N₂ mit einer Geschwindigkeit von 26 mMol/min in Kontakt gebracht. Als Reaktionsbehälter wurde ein Quarzrohr mit einem Durchmesser von 5,08 cm, das elektrisch beheizt wurde, verwendet. Die direkte Benutzung von TiCU-Dampf war bei diesem Laborversuch erforderlich, weil die notwendige Höhe des Bettes zur Gewinnung ausreichend großer Mengen an TiCl₄ in dem Reaktions-Bett in diesem kleinen Bett nicht eingestellt werden konnte. Diese Verfahrensstufe ist in Fig.2A als Chlorierung I bezeichnet Die Bettfüllung wurde zerkleinert und in zwei Fraktionen aufgeteilt. Die erste Fraktion bestand aus Teilchen, die auf einem Sieb mit einer lichten Maschenweite von 175 Mikron zurückblieben, und die zweite Fraktion bestand aus Teilchen, die durch dieses Sieb mit einer lichten Maschenweite von 175 Mikron hindurchgingen. Die erste Fraktion wurde dann magnetisch separiert. Die magnetische Fraktion wurde erneut zerkleinert, und das Feinkorn (das durch ein Sieb mit einer lichten Maschenweite von 75 Mikron hindurchging) wurde verworfen. Die auf dem Sieb mit der lichten Maschenweite von 75 Mikron zurückbleibende Fraktion wurde erneut magnetisch separiert. Der Anteil an magnetischen Teilchen wurde für eine weitere Chlorierung vorgesehen. Die zweite Fraktion, d.h., die das 175-Mikron-Sieb passierende Teilchenmenge aus dem Reaktionsbett, wurde magnetisch separiert. Die nichtmagnetische Fraktion ergab bei der Analyse 90% TiO₂ und 2% Fe₂O₃. Die magnetische Fraktion wurde zusammen mit der magnetischen Fraktion aus den auf dem 75-Mikron-Sieb zurückbleibenden Teilchen einer weiteren Chlorierung mit TiCU, CO und N₂, die mit 26 mMol/min 4 Minuten lang durchgeführt wurde, unterworfen und anschließend eine Minute lang mit CO und eine Minute lang mit Cl₂, alternativ, während 10 Minuten, ebenfalls mit einer Geschwindigkeit von 26 mMol/min in Kontakt gebracht. Diese Verfahrensstufe 1st in Flg.2B als Chlorierung II bezeichnet Danach wurde die Bettfüllung in dem Reaktionsrohr reduziert, abgekühlt und magnetisch separiert Die nichtmagnetische Fraktion, die das Endprodukt darstell· te, ergab bei der Analyse 95% TlO₂ und 0,1% FejOj.

Vorzugsweise wird das erfindungsgemäße Aufbereitungsverfahren mit 60 bis 95 Gew.-% an Teilchen der große TeilchengröQen aufweisenden Fraktion und einer weiterer Teilchen niedrigerer Teilchengröße aufweisenden Fraktion durchgeführt.

Das beim erfindungsgemäßen Verfahren gewonnene Produkt laßt sich als Bestandteil von Schweißdraht vorteilhaft einsetzen. Man kann dieses Produkt auch mit sehr gutem Ergebnis für die Gewinnung von Titante· trachlorid und Titandioxid verwenden.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

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Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Aufbereiten von titanhaltigem Eisenerz, bei dem man das titanhaltige Eisenerz im Fließbett unter reduzierenden Bedingungen bei Temperaturen von 900 bis UOO⁰C mit Chlor in Kontakt bringt und die gebildeten Eisenchloride abtrennt, dadurch gekennzeichnet, daß man das Chlor durch eine Mischung aus titanhalti· gern Eisenerz hindurchleitet, die aus zwei unterschiedliche Teilchengrößen aufweisenden Fraktionen des Erzes, von denen die die niedrigere Teilchengröße aufweisende Fraktion einen zur 'Reaktion mit dem molaren Antetl an Eisenoxid in >5 der die größere Teilchengröße aufweisenden Fraktion ausreichenden molaren Anteil an Titandioxid enthält und im wesentlichen der gesamte Gehalt an Eisen in der die größere Teilchengröße aufweisenden Fraktion durch Titan aus der die kleinere Teilchengröße aufweisenden Fraktion ersetzt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gemisch aus den Fraktionen des titanhaltigen Eisenerzes in einer Schichthöhe von wenigstens 0,15 m eingesetzt wird. ^1J

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man das Verfahren kontinuierlich durchführt und dabei kontinuierlich einen Teil der Fließbett-Masse abzieht und in eine magnetische Fraktion und eine nichtmagnetische Fraktion zerlegt, dann die nichtmagnetische Fraktion siebt und in eine Fraktion relativ größerer Teilchen und eine Fraktion relativ kleinerer Teilchen aufteilt, die Fraktion aus den kleineren Teilchen mit der magnetischen Fraktion und einer so ausreichenden Menge an nicht chloriertem Erz in das Fließbett zurückführt, wie sie der kontinuierlich abgezogenen Menge aus dem Fließbett entspricht.

4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein titanhaitiges Eisenerz mit hohem Silikatanteil verarbeitet und dieses in einem Kohlenstoff enthaltenden Fließbett zunächst teilweise chloriert, dann das teilweise chlorierte Produkt aus dem Fließbett abigezogen und stufenweise der Siebung und magnetischen Separierung, Zerkleinerung und Trennung durch Sichten mit Luft unterworfen und die magnetischen Anteile dem Fließbett zwecks v/eiterer Chlorierung wieder zugeführt werden.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß dem Fließbett zusätzlich das aus den zerkleinerten magnetischen Anteilen mit größerer Teilchengröße anfallende Feinkorn wieder zugeführt wird.

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