Reduktion von Ilmenit im Labor-Drehrohrofen mit Kohle als Reduktionsmittel

In den zurzeit industriell betriebenen Anlagen zur Reduktion von Ilmenit im Drehrohrofen mit Kohle als Reduktionsmittel werden ausschließlich hochwertige verwitterte australische Ilmenite mit einem TiO2-Gehalt von 58 - 62 % und subbituminöse australische Collie-Kohle als Reduktionsmittel eingesetzt. Der so erhaltene reduzierte Ilmenit mit einer Eisenmetallisierung von ca. 95 – 97 % wird ausschließlich für die Herstellung von synthetischem Rutil verwendet. Für die Reduktion von weniger verwitterten Ilmeniten mit Kohlen aus anderen Regionen und bei geringeren Eisenmetallisierungen im reduzierten Ilmenit von ca. 70 % liegen keine zuverlässigen Betriebsdaten vor, die als sichere Grundlage für die verfahrenstechnische Auslegung einer Industrieanlage verwendet werden können. Im Rahmen der vorliegenden Arbeit sollen die wesentlichen Unterschiede zwischen der Reduktion von Eisenerz und Ilmenit dargestellt werden und Ilmenite mit TiO2-Gehalten zwischen 48 und 62 % auf ihr Verhalten bei der Reduktion im Labor-Drehrohrofen mit lignitischer und subbituminöser Kohle als Reduktionsmittel untersucht und diskutiert werden. Schwerpunkt soll hier auf den Reduktionverlauf in der eigentlichen Reduktionszone des Drehrohrofens, in der die Reduktion vom Wüstit zum metallischen Eisen erfolgt, gelegt werden. Die Bestimmung der optimalen Reduktionstemperatur für die Versuche im Labor- Drehrohrofen soll durch thermogravimetrische Reduktionsversuche unter Verwendung von Kohlenmonoxid als Reduktionsgas und unter Berücksichtigung der Reduktionstemperatur industrieller Drehrohröfen erfolgen. Die Ergebnisse der Reduktionsversuche, sowie die entsprechenden Daten aus einem industriellen Drehrohrofen für Ilmenitreduktion, sollen als Parameter für die Kalibrierung eines bei Outotec neu entwickelten Simulationsmodelles zur Reduktion von Ilmenit im Drehrohrofen mit Kohle als Reduktionsmittel verwendet werden. Der Energieverbrauch und die CO2-Emission bei der konventionellen Erzeugung von Titanschlacke im Elektroreduktionsofen soll den Werten bei Verwendung von erwärmtem, reduziertem Ilmenit, unter Nutzung anfallender Abwärmen zur Stromerzeugung, gegenübergestellt und diskutiert werden.