k

˜ OFICINA ESPANOLA DE PATENTES Y MARCAS

19

k 2 114 861 kInt. Cl. : C22B 1/10, C22B 5/14

11 N´ umero de publicaci´on: 6

51

˜ ESPANA

C22B 34/30, B01J 8/32 B22F 9/22, C21B 13/14 C21B 13/00

k

TRADUCCION DE PATENTE EUROPEA

12

kN´umero de solicitud europea: 90908418.8 kFecha de presentaci´on : 30.05.90 kN´umero de publicaci´on de la solicitud: 0 474 704 kFecha de publicaci´on de la solicitud: 18.03.92

T3

86 86 87 87

k

54 T´ıtulo: Pre-calentamiento y pre-reducci´ on de un mineral de ´ oxido met´ alico utilizando gases de

escape a alta temperatura.

k

73 Titular/es: CRA Services Limited

k

72 Inventor/es: Batterham, Robin John;

30 Prioridad: 02.06.89 AU 4545/89

55 Collins Street Melbourne, VIC 3000, AU

45 Fecha de la publicaci´ on de la menci´on BOPI:

16.06.98

k

45 Fecha de la publicaci´ on del folleto de patente:

ES 2 114 861 T3

16.06.98

Aviso:

k k

Grant, Roderick Macpherson; Happ, James Vincent y Thiele, Glenn Ashley

k

74 Agente: D´ıez de Rivera de Elzaburu, Alfonso

En el plazo de nueve meses a contar desde la fecha de publicaci´on en el Bolet´ın europeo de patentes, de la menci´on de concesi´on de la patente europea, cualquier persona podr´a oponerse ante la Oficina Europea de Patentes a la patente concedida. La oposici´on deber´a formularse por escrito y estar motivada; s´olo se considerar´a como formulada una vez que se haya realizado el pago de la tasa de oposici´ on (art◦ 99.1 del Convenio sobre concesi´on de Patentes Europeas). Venta de fasc´ ıculos: Oficina Espa˜ nola de Patentes y Marcas. C/Panam´ a, 1 – 28036 Madrid

1

ES 2 114 861 T3

DESCRIPCION Campo del invento Este invento se refiere a un procedimiento para el pre-calentamiento y la pre-reducci´ on de un mineral de o´xido met´ alico usando gases de reducci´on calientes, tales como gases residuales calientes, por ejemplo, procedentes de un horno. Este invento proporciona tambi´en un procedimiento para enfriar los gases residuales calientes. Antecedentes del invento Los gases residuales procedentes de hornos de fusi´ on y reducci´on son de alta temperatura y pueden contener cantidades significativas de gases de reducci´on, tales como de mon´oxido de carbono y de hidr´ ogeno. Es claro que supondr´ıa una ventaja econ´omica el recuperar al menos parte del calor perceptible y hacer uso de algo del potencial de reducci´on de los gases. Son conocidos una serie de procedimientos de la t´ecnica anterior por los cuales se proporciona ya sea pre-calentamiento o ya sea pre-reducci´on de minerales de ´oxidos met´ alicos. En dos procedimientos, uno de la compa˜ n´ıa Kawasaki Steel y el otro de la compa˜ n´ıa Nippon Kokan se combinan ambas caracter´ısticas. Hablando en t´erminos generales, los procedimientos conocidos entra˜ nan una u otra de las siguientes desventajas, y algunas veces m´ as de una: ∗

se pueden requerir varios pasos de tratamiento;

∗

puede requerirse el costoso coque u otros agentes de reducci´on; o

∗

puede haber limitaciones de temperatura que conduzcan a que lo que se consiga sea una baja pre-reducci´ on, un alto tiempo de permanencia, o una baja temperatura de pre-calentamiento.

Si la temperatura a la cual se expone el mineral de o´xido es demasiado alta, las part´ıculas pueden reblandecerse, conduciendo a un acrecimiento en el aparato y/o a la aglomeraci´ on de part´ıculas. En el caso de mineral cromita, los procedimientos de pre-calentamiento y/o pre-reducci´on descritos en la t´ecnica anterior est´an limitados, hablando en t´erminos generales, a temperaturas de aproximadamente 1200◦C, a cuyas temperaturas la reducci´ on es muy lenta. En la Patente de EE.UU. N◦ 4.629.506 concedida a Krupp, se usa un gran exceso de agente de reducci´ on conjuntamente con altas temperaturas, en un intento de superar el lento r´egimen de reducci´on del mineral cromita. No obstante, la mejora de este r´egimen se consigue a expensas de la temperatura de pre-calentamiento. Se pueden requerir pasos adicionales en el procedimiento que implique enfriar, triturar y tamizar, en los que se recicla el exceso de agente de reducci´on. En un procedimiento desarrollado por la firma Kawasaki Steel KK se hace uso de mineral fino, no aglomerado; v´ease el documento JP 59080706. El pre-calentamiento y la pre-reducci´on se realizan en un lecho fluidificado. Se suministran calor y gas de reducci´on rico en mon´ oxido de 2

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

2

carbono desde los gases residuales del horno de fusi´ on y reducci´ on, que se suplementan mediante la inyecci´on de hidrocarburos en estado gaseoso. El premezclado de los gases del horno a 1350as 1400◦C con hidrocarburos en estado gaseoso m´ fr´ıos, por ejemplo, metano o propano, da por resultado una mezcla de gases m´as fr´ıa, tal que la temperatura del lecho es de aproximadamente 1200◦C. Se cree que a esa temperatura se requiere un tiempo de permanencia de 12-15 horas para una reducci´ on sustancial de la cromita ´ de Africa del Sur con un di´ ametro de part´ıculas medio de 325 µm. Se cree tambi´en que se consigue tan solo una reducci´ on limitada de los ´oxidos de hierro y de cromo cuando se usan exclusivamente gases procedentes del horno, que comprenden mon´ oxido de carbono. El hidrocarburo en estado gaseoso aporta una importante contribuci´on a la reducci´on de la cromita. Se cree que las desventajas de este procedimiento son la necesidad de a˜ nadir hidrocarburo en estado gaseoso para conseguir una reducci´on sustancial, y la baja temperatura del lecho fluidificado, la cual origina bajos reg´ımenes de reacci´on, pero que es necesaria para evitar el reblandecimiento de la alimentaci´on de cromita y la subsiguiente aglomeraci´on de las part´ıculas dentro del lecho fluidificado. Parece que el consiguiente elevado tiempo de permanencia impide que la totalidad de la alimentaci´ on de mineral cromita sea pre-calentada y pre-reducida. (Algo del mineral cromita se inyecta directamente en el horno de fusi´ on y reducci´ on). Breve Sumario del invento Este invento depende de la observaci´ on de que, si las part´ıculas de mineral de o´xido que son arrastradas en un gas se exponen a una alta temperatura bajo condiciones de reducci´ on, de tal manera que se reduzca al m´ınimo el contacto de las part´ıculas entre s´ı o con una superficie s´ olida, se consigue un mejor r´egimen de reducci´ on en comparaci´on con el de la t´ecnica anterior. Al mismo tiempo, se obtiene como resultado el que una mayor proporci´ on de las part´ıculas conserven su integridad. Este objeto deseable se puede conseguir haciendo pasar las part´ıculas de mineral de o´xido arrastradas en un gas a trav´es de una o m´ as lumbreras, a una c´ amara de tratamiento en donde el flujo de part´ıculas se combina con un flujo de gases de reducci´on de alta temperatura, de tal manera que las part´ıculas sean calentadas r´ apidamente y entren patrones de flujo tales que se reduzca al m´ınimo el contacto de las part´ıculas entre s´ı y con las superficies internas de la c´ amara de tratamiento, y que las part´ıculas calentadas pierdan calor. El mineral tratado puede ser luego conducido a un vaso de fusi´ on, ser vuelto a tratar (por ejemplo mediante pre-reducci´ on adicional), o almacenado. En su contexto m´ as amplio, el invento queda definido por las caracter´ısticas que se exponen la Reivindicaci´on 1. De acuerdo con el invento, las part´ıculas son calentadas hasta una temperatura significativamente m´as alta, si se compara con las de los pro-

3

ES 2 114 861 T3

cedimientos de pre-reducci´on de la t´ecnica anterior. As´ı, las part´ıculas son calentadas muy r´ apidamente a una alta temperatura, a la cual puede tener lugar algo de pre-reducci´ on a metal, juntamente con algo de fusi´ on. Puesto que las part´ıculas pueden ponerse entonces algo “pegajosas”, son r´apidamente enfriadas hasta una temperatura m´as baja para reducir la aglomeraci´ on y el acrecimiento de la pared de la c´amara de precalentamiento y pre-reducci´ on. El procedimiento de acuerdo con el invento tiene las siguientes ventajas: ∗

∗

los minerales de ´oxidos met´ alicos pueden ser pre-calentados a una alta temperatura y se puede conseguir algo de pre-reducci´on al tiempo que se limita la p´erdida de integridad de las part´ıculas y el acrecimiento de las superficies del aparato. La conservaci´on del tama˜ no fino de las part´ıculas ayuda al subsiguiente tratamiento de los minerales de ´oxidos met´ alicos.

El invento se lleva a la pr´actica en una c´ amara de tratamiento para el pre-calentamiento y la prereducci´on de minerales de ´oxidos met´ alicos por el procedimiento de acuerdo con el invento. La configuraci´ on interna de la c´ amara y de los conductos de entrada para el gas de reducci´ on se eligen de modo que se favorezcan el pre-calentamiento y la pre-reducci´ on, al tiempo que se reducen al m´ınimo la aglomeraci´ on y el acrecimiento. El invento se lleva a la pr´actica ventajosamente en un aparato para la fusi´ on de un mineral de ´oxido met´ alico, el cual incorpora la c´ amara de tratamiento definida en lo que antecede. Una sorprendente ventaja del presente invento es la de que el procedimiento proporciona enfriamiento de los gases residuales con la suficiente rapidez como para asegurar que cualesquiera s´olidos pegajosos u otro material arrastrado son enfriados a temperaturas a las cuales la aglomeraci´on y el acrecimiento se reducen mucho o se evitan totalmente. Si los gases residuales contienen una proporci´ on relativamente alta de s´ olidos pegajosos, etc., puede ser necesario alterar ciertas variables del procedimiento, tales como el r´egimen de inyecci´on de part´ıculas s´olidas nuevas. Este invento proporciona adem´ as un aparato para el pre-calentamiento y la pre-reducci´ on de minerales de o´xidos met´ alicos. Breve descripci´ on de los dibujos En los dibujos que se acompa˜ nan, la Fig. 1 ilustra una realizaci´ on del invento. Los gases residuales de un reactor de ba˜ no fundido pasan a una c´ amara de pre-calentamiento y pre-reducci´ on. Tambi´en se hace pasar mineral nuevo a esta c´amara y desde ella a una c´amara de sedimentaci´on y finalmente al reactor de ba˜ no fundido. En la Fig. 2 se ha ilustrado otra realizaci´ on del invento en la cual se usan dos c´amaras de pre-calentamiento y pre-reducci´on que operan en serie para llevar a la pr´ actica el procedimiento del invento. En las Figs. 3(a) y 3(b) se ha ilustrado otro ejemplo de una c´ amara de tratamiento adecuada para llevar a la pr´ actica el invento.

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

4

Descripci´ on detallada del invento Se describir´ a este invento con referencia en particular al mineral cromita, pero puede tambi´en aplicarse a cualquier otro mineral de ´oxido. No obstante, es de aplicaci´on en particular a los minerales de ´oxido que tienen un “punto de adherencia por pegajosidad” a una temperatura que est´e dentro del, o pr´ oxima al, margen de temperaturas a las cuales tiene lugar la reducci´on con relativa rapidez. Ciertos minerales de ´oxido contienen m´ as de un metal. Por ejemplo, la cromita contiene hierro adem´ as de cromo. La pre-reducci´on de uno cualquiera, o de los dos metales, es una ventaja. Se admite que la pre-reducci´on puede no reducir todos los ´oxidos o componentes de ´oxido. Se puede usar el invento conjuntamente con cualquier reactor que produzca gases residuales a elevadas temperaturas, con potencial de reducci´on. Es de uso en particular conjuntamente con un reactor de ba˜ no fundido, por ejemplo, un reactor de ba˜ no de una aleaci´ on f´errica fundida, usado para reducir el mineral cromita. Cuando se usan gases residuales, el procedimiento de acuerdo con el invento realiza la funci´on de reacci´on y/o calentamiento del material en part´ıculas, y los gases residuales se enfr´ıan por s´ı mismos. Cualquier sustancia pegajosa o fundida arrastrada en los gases residuales puede adherirse a las part´ıculas finas. En muchos casos, la presencia de una cierta cantidad de esta sustancia es bastante aceptable. En el invento, en una de sus realizaciones, se utiliza algo de la energ´ıa qu´ımica y del calor perceptible, derivados de un reactor pirometal´ urgico, para pre-calentar y pre-reducir minerales de ´oxidos met´ alicos. Estas part´ıculas de un mineral de o´xido met´ alico pueden ser calentadas hasta una temperatura muy alta, para obtener reg´ımenes aumentados de reducci´ on de los ´oxidos met´alicos. Incluso aunque las temperaturas empleadas sean m´as bajas que aqu´ellas a las cuales sea significativa la pegajosidad de las part´ıculas, el procedimiento de acuerdo con el invento proporciona una mejora sobre la t´ecnica anterior, al disminuir el contacto de las part´ıculas contenidas en la corriente de gases entre s´ı mismas y tambi´en con las superficies interiores. Las part´ıculas son subsiguientemente enfriadas r´ apidamente por debajo de su temperatura de adherencia por pegajosidad. En la Memoria Descriptiva, ha de entenderse que la expresi´ on “temperatura de adherencia por pegajosidad” incluye el caso en que la pegajosidad se inicia dentro de un margen de temperaturas. Hablando en t´erminos generales, los gases residuales calientes procedentes de una fuente adecuada son introducidos a trav´es de uno o m´ as conductos de entrada situados pr´oximos a un extremo de una c´ amara de pre-calentamiento y prereducci´on alargada. El conducto o conductos est´an situados adem´ as de preferencia axialmente o pr´ oximos al eje geom´etrico de la c´amara. El a´rea de la secci´on transversal de la c´ amara de pre-calentamiento y pre-reducci´on deber´ a ser sustancialmente mayor que la correspondiente ´area de la secci´on transversal de los conductos, para disminuir al m´ınimo el contacto directo de los gases residuales con las paredes de la c´amara. 3

5

ES 2 114 861 T3

Las part´ıculas de ´oxido deber´an ser introducidas preferiblemente en la c´amara por uno o m´ as puntos en estrecha proximidad a los puntos de entrada de los gases residuales. La entrada o entradas de mineral deber´ an estar orientadas de preferencia sustancialmente en alineaci´on con la direcci´on del flujo en masa de los gases residuales y en cierta medida hacia el eje geom´etrico de la c´amara. Se puede tambi´en proporcionar un cierto grado de turbulencia en los gases que transportan a las part´ıculas de o´xido. Las part´ıculas de ´oxido pueden originarse en una c´ amara de almacenamiento en masa o en otra c´ amara hecha funcionar conjuntamente con la c´amara primeramente mencionada. Las part´ıculas de ´oxido son transportadas a la c´ amara por cualesquiera gases adecuados, incluidos los gases residuales, que hayan quedado completamente oxidados. Las part´ıculas de ´oxido son introducidas en la corriente de gases residuales en la c´amara de tratamiento de tal manera que sean arrastradas en el flujo en masa de gases, disminuy´endose al m´ınimo el contacto entre las part´ıculas y el de ´estas con las superficies interiores. Las part´ıculas finas de o´xidos met´ alicos son calentadas r´ apidamente hasta muy altas temperaturas por el contacto con los gases residuales calientes. Se da por supuesto que ciertos patrones de flujo establecidos dentro de la c´amara cerca de la pared de la c´amara tienen un papel principal en la presentaci´ on del acrecimiento y de la aglomeraci´ on. A trav´es de la pared de la c´amara se pierde calor. En la etapa de descarga desde la c´amara, las part´ıculas contenidas en los patrones de flujo han disminuido de temperatura, por debajo de la temperatura de adherencia por pegajosidad. El contacto entre las part´ıculas de o´xido calientes puede disminuirse al m´ınimo variando para ello las proporciones relativas del gas caliente y del o´xido met´ alico. Usualmente, la cantidad de gases disponible viene “dada” y depende del funcionamiento del horno, por ejemplo. Por consiguiente, el r´egimen de alimentaci´on de o´xido met´alico est´ a en proporci´ on al flujo de gases para evitar, en la medida en que sea posible, la no deseable colisi´on entre part´ıculas de o´xido y para controlar la temperatura objetivo dentro de la c´amara. Este factor deber´ a ser tambi´en tomado en consideraci´on en el dise˜ no de la c´ amara, por ejemplo, para evitar puntos de estrangulaci´ on innecesarios y para favorecer el flujo de gases el cual, despu´es de la entrada en la c´amara, deber´ a ser sustancialmente axial. La c´amara puede estar provista de un tubo de subida y en ese caso las part´ıculas se enfriar´an m´as antes de entrar en los medios para conducir las part´ıculas a la etapa siguiente del tratamiento. Como se ha mencionado anteriormente, la configuraci´ on interna de la c´ amara y las lumbreras de entrada se eligen para favorecer el precalentamiento y la pre-reducci´on y para disminuir al m´ınimo la aglomeraci´ on de part´ıculas y el acrecimiento de las superficies interiores. La forma de la lumbrera, o de cada una de ellas, o la del conducto de entrada, se seleccionan para proporcionar superficies interiores lisas, redondeadas, con un m´ınimo de espacio muerto para disminuir o 4

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

6

eliminar la aglomeraci´on de part´ıculas procedentes del ba˜ no fundido del reactor de ba˜ no fundido alrededor de la lumbrera o del conducto. Una vez disminuida la temperatura de las part´ıculas hasta la deseada, las mismas pueden ser retiradas de la c´ amara y hechas pasar a posterior tratamiento, por ejemplo, en un cicl´ on. Se puede conseguir un gradiente de temperaturas adecuado por medio de un enfriamiento externo. El tiempo de permanencia de las part´ıculas en la regi´ on de elevada temperatura se puede controlar ajustando para ello los reg´ımenes de flujo de uno, o de los dos, de los gases residuales del horno y de los gases portadores. Es de hacer notar que las part´ıculas de o´xido pueden ser hechas pasar a trav´es de la c´amara una vez, o m´ as de una vez, seg´ un se requiera. En una realizaci´ on del invento, se puede a˜ nadir un fundente, o m´ as de un fundente, a ya sea la alimentaci´on de o´xido nuevo o ya sea la alimentaci´on de o´xido reciclado, siendo arrastrados el fundente o los fundentes en los gases de arrastre. Puede ser ventajoso el inyectar alg´ un material carbon´ aceo y gas que contenga ox´ıgeno, los cuales, al experimentar combusti´on, pueden usarse para reforzar la temperatura dentro de la c´amara para aumentar el r´egimen de reducci´on. Pasando ahora a una consideraci´ on m´as detallada del uso de gases residuales procedentes de, por ejemplo, un reactor de ba˜ no fundido, que contengan una concentraci´ on relativamente alta de mon´ oxido de carbono y de hidr´ ogeno, la temperatura de salida de estos gases puede estar comprendida entre 1400◦C y 1800◦C. Estos gases residuales son hechos pasar a una c´amara de tratamiento 1, como se ha ilustrado en la Fig. 1, en donde salen desde el conducto de entrada 2 al interior de la c´ amara. El conducto 2 se ha representado situado aguas arriba de las lumbreras 3 y 4 a trav´es de las cuales pasa mineral nuevo en un gas portador. (La situaci´ on aguas arriba es la situaci´ on usual). La relaci´ on espacial entre el conducto 2 y las lumbreras 3 y 4, y las dimensiones internas de 1 se han elegido se han elegido para favorecer la r´ apida reducci´ on de las part´ıculas de mineral en la regi´ on en general pr´ oxima a las lumbreras 3 y 4, seguida del enfriamiento al penetrar m´ as en la c´amara. De este modo, se reduce al m´ınimo la fusi´ on de las part´ıculas y se reduce la pegajosidad. La configuraci´ on geom´etrica del conducto 2 y de las lumbreras 3 y 4, y la relaci´on espacial entre ellos, se eligen para disminuir el contacto de las part´ıculas con la pared de la c´ amara, disminuy´endose o evit´andose su acumulaci´ on sobre la pared. Los gases y s´ olidos arrastrados pasan al separador 5, desde el cual los gases de desecho pasan a la limpieza de gases. Los s´olidos procedentes de 5, todav´ıa arrastrados en el gas, pasan al divisor de corriente 6. Todos los s´olidos pueden ser hechos pasar a un reactor de ba˜ no fundido 7, o bien se puede hacer retornar una proporci´ on de los mismos a la c´ amara de tratamiento 1. Pasando ahora a la Fig. 2, se han previsto dos c´amaras de tratamiento 8 y 9 en serie. Los gases residuales procedentes del reactor de ba˜ no fundido 10 pasan a la c´ amara 8, donde se combinan

7

ES 2 114 861 T3

con los s´olidos arrastrados que tienen su origen el separador, en la c´amara 9 y, finalmente, en una fuente de alimentaci´ on nueva (no representada). Los gases y s´olidos procedentes de la c´ amara 8 son hechos pasar al separador 12, siendo hechos pasar los gases separados a la c´amara 9 y los s´olidos al divisor 13. Los s´ olidos procedentes del divisor 13 son divididos, siendo hecha pasar una parte al reactor 10 y la otra parte a la c´ amara 9. Los conductos y las lumbreras en las c´ amaras 8 y 9 son similares a los de la c´amara 1 de la realizaci´ on ilustrada en la Fig. 1. En la realizaci´ on ilustrada en la Fig. 2, los s´olidos nuevos son inyectados en la c´ amara de tratamiento 9 m´ as fr´ıa, antes de ser hechos pasar, a trav´es del separador 11, a la c´ amara 8 m´as caliente. En ambas realizaciones ilustradas en las Figs. 1 y 2, los s´ olidos que son hechos pasar al reactor de ba˜ no fundido respectivo son convenientemente admitidos a trav´es de la parte superior del reactor, pero pueden ser inyectados por otros puntos en el reactor. En la parte superior del reactor, la lumbrera de entrada puede estar separada o combinada con la lumbrera de entrada para el gas que contiene ox´ıgeno, por ejemplo, a trav´es de un anillo que rodee a la lumbrera de entrada para el gas que contiene ox´ıgeno. En la realizaci´ on de las Figs. 3(a) y 3(b) el material en part´ıculas m´as fr´ıas es introducido en la c´amara 14 por la parte pr´ oxima a la salida de la c´amara, pero en las proximidades de las paredes de la c´ amara, de modo que se proporcione una cortina de part´ıculas m´as fr´ıas que caen adyacentes a la superficie interior. Estas part´ıculas, al caer hacia el conducto de entrada de gases residuales de la c´amara, quedan arrastradas en el flujo de gases residuales, y salen de la c´amara a trav´es del conducto de salida de gases y s´ olidos. Las part´ıculas entran en la c´amara 14 a trav´es del distribuidor anular interno 15. La cortina que cae se ha designado por 16 en la Fig. 3(b), la cual representa una vista en secci´ on transversal a lo largo de la l´ınea A—A de la Fig. 3(a). El conducto 17 y las lumbreras 18 y 19 son similares a los que se han ilustrado en la Fig. 1. Expresado en t´erminos generales, los s´ olidos calientes, que tienen tendencia a aglomerarse durante el tratamiento anterior, no son f´ aciles de conducir para su introducci´ on en los ba˜ nos fundidos a trav´es de toberas o inyectores. Como consecuencia del fino tama˜ no de sus part´ıculas, los s´olidos pre-calentados producidos de acuerdo con este invento, son perfectamente adecuados para su transporte e inyecci´ on en un procedimiento de ba˜ no fundido. En ambas realizaciones ilustradas en las Figs. 1 y 2, la flecha en l´ıneas de trazos a la izquierda de la figura indica la inyecci´ on de material carbon´ aceo y de gases que contienen ox´ıgeno. No obstante, la regi´ on de la inyecci´on debe ser cuidadosamente seleccionada de modo que no interfiera con el mecanismo de r´ apido calentamiento de las part´ıculas seguido del enfriamiento. El r´egimen de reducci´on debe tambi´en ser reforzado por la inyecci´on de, por ejemplo, mon´ oxido de carbono, a trav´es del conducto 2. En la Memoria Descriptiva, la expresi´ on “ga-

5

10

15

20

25

30

35

8

ses que contienen ox´ıgeno” se refiere a ox´ıgeno puro y a gas que contiene ox´ıgeno, incluido el aire y el aire enriquecido en ox´ıgeno. En la Memoria Descriptiva, la expresi´ on “material carbon´aceo” se refiere a cualquier material a base de carb´ on que pueda ser quemado para producir una temperatura adecuadamente alta, e incluye; la antracita, el carb´ on bituminoso o subbituminoso, el carb´ on para coquizaci´on o para producci´ on de vapor de agua, el coque, el lignito, el coque de inferior calidad obtenido a partir del lignito, los residuos de petr´ oleo pesados, y el gas natural. El lignito puede haber sido densificado usando el procedimiento descrito en las Patentes australianas N◦ 561584 y 588565, y en la Solicitud caducada N◦ 52422/86. Un procedimiento para preparar un coque de inferior calidad a partir de tal producto densificado se ha descrito en la Solicitud de Patente Australiana N◦ 52234/86. En la Memoria Descriptiva el reactor de ba˜ no fundido del cual se suministran los gases residuales calientes puede ser, por ejemplo, cualquiera de los siguientes: reactor de ba˜ no de hierro fundido, reactor de tratamiento de escorias en profundidad, reactor de ba˜ no de aleaci´on f´errica, reactor de ba˜ no de aleaci´ on no f´errica, o reactor de ba˜ no de cualquier otro proceso pirometal´ urgico. En este invento se hace preferiblemente uso de una c´ amara de tratamiento para el pre - calentamiento y la pre-reducci´ on de mineral de ´oxido, la cual comprende: 1. un vaso adaptado para encerrar y dirigir un flujo de part´ıculas de o´xido y de gases de reducci´on de alta temperatura; 2. una o m´ as lumbreras para part´ıculas de ´oxido arrastradas en el gas portador; y

40

45

50

55

3. uno o m´ as conductos de entrada para gases de reducci´on, estando la lumbrera (o lumbreras) y el conducto (o conductos) de entrada dispuestos de tal modo que las part´ıculas de o´xido son inicialmente expuestas a condiciones de reducci´on y son subsiguientemente enfriadas para controlar la aglomeraci´on y la pegajosidad. Este invento puede ser llevado a la pr´ actica conjuntamente con un aparato para la fusi´ on de un mineral de o´xido met´ alico, el cual comprende, en combinaci´on: 1. un reactor de ba˜ no fundido para la fusi´ on del mineral; 2. medios para conducir gases residuales desde el reactor a

60

3. una o m´ as c´amaras de tratamiento tal como se han definido en lo que antecede; 65

4. medios para inyectar un mineral de o´xido met´alico nuevo o un mineral de o´xido met´ alico que haya sido pre - calentado y parcialmente pre - reducido en la c´amara o c´amaras; 5

9

ES 2 114 861 T3

gas de arrastre al reactor y, si se desea, una proporci´ on a la c´amara o c´amaras.

5. medios para conducir la part´ıculas de ´oxido arrastradas en el gas desde la c´ amara o c´amaras hasta uno m´ as separadores de gases y s´olidos; y 6. medios para conducir al menos una proporci´ on de los s´olidos separados y algo del

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

6

10

Se comprender´ a claramente que el invento, en sus aspectos generales, no queda limitado a los detalles espec´ıficos a los que se ha hecho referencia aqu´ı en lo que antecede.

11

ES 2 114 861 T3

REIVINDICACIONES 1. Un procedimiento para pre-calentar y prereducir un o´xido met´ alico, cuyo procedimiento comprende: (a) introducir part´ıculas de o´xido met´ alico en una corriente de gases de reducci´on calientes de modo que las part´ıculas de ´oxido met´ alico vayan arrastradas en el flujo en masa de los gases de reducci´on calientes y que sea m´ınimo el contacto entre las part´ıculas de ´oxido y con una superficie s´ olida, calent´ andose con ello r´apidamente las part´ıculas de ´oxido met´ alico y reduci´endose al menos parcialmente el ´oxido met´ alico y, luego (b) enfriar r´ apidamente las part´ıculas de ´oxido met´alico hasta una temperatura inferior a aqu´ella a la cual las part´ıculas de ´oxido met´alico reducidas presenten caracter´ısticas de pegajosidad. 2. Un procedimiento definido como en la Reivindicaci´on 1, que comprende el paso de arrastrar las part´ıculas de o´xido met´ alico en un gas para formar una corriente de part´ıculas de ´ oxido met´alico e introducir despu´es la corriente de part´ıculas de ´oxido met´ alico arrastradas en la corriente de gases de reducci´ on calientes del paso (a). 3. Un procedimiento definido como en la Reivindicaci´on 1 o´ en la Reivindicaci´on 2, que comprende introducir part´ıculas de ´oxido met´ alico y la corriente de gases de reducci´on calientes del paso (a) en una c´amara de tratamiento que es alargada en la direcci´on del flujo en masa de los gases de reducci´on calientes. 4. Un procedimiento definido como en la Reivindicaci´on 3, que comprende introducir la co-

5

10

15

20

25

30

35

12

rriente de gases de reducci´ on calientes en la c´amara de tratamiento a trav´es de uno o m´ as conductos de entrada situados pr´oximos a un extremo de la c´amara alargada. 5. Un procedimiento definido como en la Reivindicaci´on 4, que comprende introducir las part´ıculas de ´oxido met´ alico en la c´amara de tratamiento a trav´es de una o m´as lumbreras de entrada situadas en estrecha proximidad a, y aguas abajo, en la direcci´ on del flujo en masa, del conducto o conductos de entrada de los gases de reducci´ on calientes. 6. Un procedimiento definido como en la Reivindicaci´on 5, en el que el a´rea de la secci´on transversal de la c´amara es sustancialmente mayor que el ´area de la secci´on transversal del conducto o conductos de entrada, para que sea m´ınimo el contacto directo de los gases de reducci´on calientes con las paredes de la c´amara de tratamiento. 7. Un procedimiento definido como en la Reivindicaci´on 2, que comprende introducir la corriente de part´ıculas de ´oxido met´ alico en la corriente de gases de reducci´ on calientes, de modo que la corriente de gases de reducci´ on calientes comunique un grado de turbulencia a la corriente de part´ıculas de ´oxido met´ alico. 8. Un procedimiento definido como en una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que los gases de reducci´ on calientes son unos gases residuales procedentes de un vaso de fusi´on y reducci´on. 9. Un procedimiento definido como en la Reivindicaci´on 8, en el que la temperatura de los gases residuales est´a comprendida en el margen de 1400◦C a 1800◦C. 10. Un procedimiento definido como en una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que una parte del o´xido met´ alico comprende part´ıculas recicladas de ´oxido met´ alico.

40

45

50

55

60

NOTA INFORMATIVA: Conforme a la reserva del art. 167.2 del Convenio de Patentes Europeas (CPE) y a la Disposici´ on Transitoria del RD 2424/1986, de 10 de octubre, relativo a la aplicaci´ on del Convenio de Patente Europea, las patentes europeas que designen a Espa˜ na y solicitadas antes del 7-10-1992, no producir´ an ning´ un efecto en Espa˜ na en la medida en que confieran protecci´ on a productos qu´ımicos y farmac´euticos como tales.

65

Esta informaci´ on no prejuzga que la patente est´e o no inclu´ıda en la mencionada reserva.

7

ES 2 114 861 T3

8

ES 2 114 861 T3

9

ES 2 114 861 T3

10