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Procédé de production de fer.
La production de fer par voie chimique, notamment en vue de l'obtention de qualités très pures comme celles employées dans la métallurgie utilisant des poudres, ou pour la fabrication d'al- liages de fer à propriétés spéciales, a été l'objet de nombreuses propositions. Ainsi par exemple, on a déjà réduit l'oxyde de fer Fe203 ou Fe304, au moyen d'hydrogène ou d'autres gaz réducteurs, jusqu'à l'état de fer pur. Cependant, ce procédé exige, comme ma- tière de départ, des oxydes de fer très purs, car il n'est pas possible d'éliminer les impuretés présentes telles que les oxydes d'autres métaux, les silicates, etc.
Pour cette raison, on a préféré entreprendre la produc- tion de fer à l'aide de matières de départ moins pures, et en passant par l'état intermédiaire de chlorure de fer FeCl3- Le minerai de fer est chloré, au moyen de chlore ou d'acide chlor- hydrique, jusqu'à l'état de FeCl3 que l'on réduit ensuite par l'hydrogène pour obtenir du fer. Le procédé peut évidemment par- tir du FeCl3 obtenu comme sous-produit au cours de la régénéra- tion de bains de décapage ou d'autres procédés chimiques.
La production du fer avec passage par l'état de chlorure ferrique présente l'inconvénient que la réaction de réduction
F3Cl3 + 11/2 H2 = Fe + 3HC1 ne se produit que très incomplètement aux températures appliquées en pratique, de sorte qu'il faut toujours opérer avec un fort excès d'hydrogène, et que le gaz résultant de la réaction ne con- tient qu'une faible proportion d'acide chlorhydrique qui n'est que difficilement réutilisable.
L'invention a pour objet un procédé de traitement de minerai de fer par de l'acide chlorhydrique gazeux, suivant la réaction : Fe203 + 6HC1 = Fe2Cl6 + SE20 (1)
L'oxychlorure de fer se forme suivant la réaction :
Fe2Cl6 + 2H2O = 2Fe0Cl + 4HC1. (2)
Au cours de la réaction (2), les deux tiers de l'acide chlorhydrique primitivement employé se dégagent à l'état sec dé- siré pour resservir dans la réaction (1). Le procédé complet comprenant les réactions (1) et (2) ne nécessite donc, pour séparer
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le fer de la gangue, qu'un tiers de la quantité d'acide @@lorhy- drique qui serait nécessaire pour la réaction (1) seule.
Le procédé de formation d'cxychlorure de fer, conforme à l'invention, évite donc l'inconvénient inhérent au procédé connu d'hydrolyse du chlorure ferricue en vue de l'obtention d'oxyde de fer ; évite, en même temps, l'excès considérable d'eau qui dilue l'aci- de chlorhydricue dégagé et le rend impropre à la réutilisation.
Des essais ont montré que l'oxychlorure de fer se laisse facilement réduire, par l'hydrogène ou d'autres gaz réducteurs, à température élevée, jusqu'à l'état de fer métallique- La réduction s'effectue par exemple à des températures de 500 à 650 C.
Dans la praticue de la manutention, l'oxychlorure de fer présente encore, par rapport au chlorure ferrique, l'avantage de ne pas être hygroscopique, donc de ne pas attirer l'eau. Le degré d'utilisation de l'hydrogène au cours de la. réduction est sensiblement meilleur que dans la réduction du chlorure ferrique. En vue de la réduction, l'hydrogène peut être remplace par du gaz à l'eau.
REVENDICATIONS.
---------------------------- l.- Procédé de production de fer par chloration de minerais de fer au moyen d'acide chlorhydrique, caractérisé en ce crue l'eau formée au cours de la-chloration est utilisée pour transformer le chlorure ferrique d'abord en oxychlorure de fer, ce dernier étant ensuite réduit à l'état de fer métallique.
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Iron production process.
The production of iron by chemical means, in particular with a view to obtaining very pure qualities such as those employed in metallurgy using powders, or for the manufacture of iron alloys with special properties, has been the object of many proposals. Thus, for example, the iron oxide Fe203 or Fe304 has already been reduced by means of hydrogen or other reducing gases to the state of pure iron. However, this process requires very pure iron oxides as starting material, since it is not possible to remove the impurities present such as oxides of other metals, silicates, etc.
For this reason, it has been preferred to undertake the production of iron using less pure starting materials, and passing through the intermediate state of iron chloride FeCl3- The iron ore is chlorinated by means of chlorine or hydrochloric acid, to the state of FeCl3 which is then reduced with hydrogen to obtain iron. The process can of course start from FeCl3 obtained as a by-product during the regeneration of pickling baths or other chemical processes.
The production of iron with passage through the state of ferric chloride has the disadvantage that the reduction reaction
F3Cl3 + 11/2 H2 = Fe + 3HC1 occurs only very incompletely at the temperatures applied in practice, so that it is always necessary to operate with a large excess of hydrogen, and that the gas resulting from the reaction does not contain only a small proportion of hydrochloric acid which is difficult to re-use.
The subject of the invention is a process for treating iron ore with gaseous hydrochloric acid, according to the reaction: Fe203 + 6HC1 = Fe2Cl6 + SE20 (1)
Iron oxychloride is formed by the reaction:
Fe2Cl6 + 2H2O = 2Fe0Cl + 4HC1. (2)
During reaction (2), two-thirds of the hydrochloric acid originally used is released in the desired dry state to be used again in reaction (1). The complete process comprising reactions (1) and (2) therefore does not require, in order to separate
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the iron of the gangue, than one-third of the amount of hydrofluoric acid which would be necessary for reaction (1) alone.
The process for forming ferric chloride in accordance with the invention therefore avoids the drawback inherent in the known process of hydrolysis of ferric chloride with a view to obtaining iron oxide; at the same time avoids the considerable excess of water which dilutes the hydrochloric acid released and makes it unsuitable for reuse.
Tests have shown that iron oxychloride can easily be reduced, by hydrogen or other reducing gases, at elevated temperature, to the state of metallic iron - Reduction takes place, for example, at temperatures from 500 to 650 C.
In the practice of handling, iron oxychloride still has the advantage, compared with ferric chloride, of not being hygroscopic, and therefore of not attracting water. The degree of use of hydrogen during the. reduction is significantly better than in the reduction of ferric chloride. For the purpose of reduction, hydrogen can be replaced by water gas.
CLAIMS.
---------------------------- l.- Process for the production of iron by chlorination of iron ores with hydrochloric acid, characterized in this flood the water formed during the chlorination is used to transform the ferric chloride first into iron oxychloride, the latter then being reduced to the state of metallic iron.