IP-Coster | WO2026109885 | CARBON-FREE METHOD AND APPARATUS FOR PRODUCING IRON AND STEEL

Country	Stages	Total
China	Filing, Examination, Granting	3343
EPO	Filing, Examination, Granting	14132
Japan	Filing, Examination, Granting	2731
South Korea	Filing, Examination, Granting	3325
USA	Filing, Examination, Granting	7790

Abstract[English] The present invention provides a method and apparatus for producing iron from an iron ore, together with an option for the onward conversion of that iron into steel. The iron may come from an iron ore in which the iron is present as at least one of the mineral and mineraloid forms of iron oxide and iron oxyhydroxide, such as hematite and limonite, as well as from red bauxite. The invention may also be used to produce elemental iron from other sources of iron oxide, such as from mill scale, whereby sources of waste iron oxide may be recycled. The method comprises comminuting the iron ore into fines, dehydrating the iron ore and dehydroxylating hydroxylated compounds in the ore. The ore thus treated is then reacted with an amount of liquid sodium in excess of the stoichiometric amount thereof required for a redox reaction between the liquid sodium and iron oxide(s) from the ore. This precipitates out from the liquid sodium both elemental iron and other insoluble products at least comprising sodium oxide. The redox reaction is conducted in an inert atmosphere and its temperature is controlled to remain below about 450 °Celsius to inhibit the production of ternary oxides like Na4FeO3. The method then comprises separating the iron from the other insoluble products, for example using magnetic and/or density-based separation, and separating the iron and the other insoluble products as a solid phase from the liquid sodium, in any order. Thus iron can be extracted from iron ore without producing any greenhouse gas emissions, and sodium oxide, which has a high affinity for carbon dioxide, is produced as a co-product. Since the iron is produced as a finely divided particulate, it may subsequently be converted into steel using a powder metallurgical technique with a considerable energy saving over prior art steelmaking techniques. If the sodium oxide is used to mineralize captured carbon dioxide, the invention can have a negative carbon footprint overall. If the iron ore comprises red bauxite, the other insoluble products may also be processed to extract alumina from them without creating environmentally hazardous red mud. In some embodiments, the other insoluble products may be used to produce an alkaline activator for an alkaline activated or geopolymer cement. The corresponding apparatus (3a) comprises a comminution device (2) (such as a rock crusher or grinder), a dryer (4) for dehydrating and dehydroxylating the iron ore, a gas-tight reaction vessel (130) for reacting the treated ore with the liquid sodium, a solid-species separator (180a) for separating the iron from the other insoluble products and a solid-liquid sodium phase separator (190a, 190b).[French] La présente invention concerne un procédé et un appareil de production de fer à partir d'un minerai de fer, ainsi qu'une option pour la conversion ultérieure de ce fer en acier. Le fer peut provenir d'un minerai de fer dans lequel le fer est présent sous au moins l'une des formes minérales et minéraloïdes d'oxyde de fer et d'oxyhydroxyde de fer, telles que l'hématite et la limonite, ainsi que de la bauxite rouge. L'invention peut également être utilisée pour produire du fer élémentaire à partir d'autres sources d'oxyde de fer, telles que la calamine, ce qui permet de recycler les sources d'oxyde de fer résiduel. Le procédé consiste à : broyer le minerai de fer en fines, déshydrater le minerai de fer et déhydroxyler les composés hydroxylés dans le minerai. Le minerai ainsi traité est ensuite mis à réagir avec une quantité de sodium liquide supérieure à sa quantité stœchiométrique requise pour une réaction d'oxydoréduction entre le sodium liquide et l'oxyde de fer ou les oxydes de fer provenant du minerai. Ceci provoque la précipitation, à partir du sodium liquide, à la fois du fer élémentaire et d'autres produits insolubles comprenant au moins de l'oxyde de sodium. La réaction d'oxydoréduction est réalisée dans une atmosphère inerte et sa température est régulée pour rester inférieure à environ 450 °Celsius en vue d'inhiber la production d'oxydes ternaires comme le Na4FeO3. Le procédé peut ensuite consister à : séparer le fer des autres produits insolubles, par exemple au moyen d'une séparation magnétique et/ou basée sur la densité, et séparer le fer et les autres produits insolubles en tant que phase solide du sodium liquide, dans n'importe quel ordre. Ainsi, du fer peut être extrait du minerai de fer sans produire d'émissions de gaz à effet de serre, et de l'oxyde de sodium, qui présente une affinité élevée pour le dioxyde de carbone, est produit en tant que co-produit. Étant donné que le fer est produit sous la forme de particules finement divisées, il peut ensuite être converti en acier au moyen d'une technique de métallurgie des poudres permettant une économie d'énergie considérable par rapport aux techniques de fabrication d'acier de l'état de la technique. Si l'oxyde de sodium est utilisé pour minéraliser le dioxyde de carbone capté, l'invention peut présenter une empreinte carbone globale négative. Si le minerai de fer est composé de bauxite rouge, les autres produits insolubles peuvent également être traités pour en extraire de l'alumine sans créer de boues rouges dangereuses pour l'environnement. Dans certains modes de réalisation, les autres produits insolubles peuvent être utilisés pour produire un activateur alcalin pour un ciment alcalin ou géopolymère. L'appareil correspondant (3a) comprend un dispositif de broyage (2) (tel qu'un concasseur de roche ou broyeur de roche), un séchoir (4) pour déshydrater et déshydroxyler le minerai de fer, une cuve de réaction étanche aux gaz (130) pour faire réagir le minerai traité avec le sodium liquide, un séparateur d'espèces solides (180a) pour séparer le fer des autres produits insolubles et un séparateur de phase sodium solide-liquide (190a, 190b).

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Entry into National Phase under	Chapter I *
Patent Delivery	Send the Letters Patent by Courier *
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WO2026109885 - CARBON-FREE METHOD AND APPARATUS FOR PRODUCING IRON AND STEEL

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