CN101903730B - 用于提取金属或金属化合物的装置和方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种装置和一种方法，用于从含有金属或金属化合物的材料中提取金属或金属化合物，具有壳体(2)，该壳体带有用于输送材料的第一入口(5)和用于排出废气的第一出口(6)，其中在壳体(2)中设有作为阳极的第一电极(5)和作为阴极的第二电极(6)，用于对壳体中的材料进行电加热，另外设有用于取出熔化了的金属或金属化合物的取出机构和用于渣子的溢流机构。
Description
技术领域
本发明涉及用于特别是从含有金属或金属化合物的固体中提取金属或金属化合物的装置和方法。因此，本发明特别是涉及一种根据权利要求1的装置，还涉及一种根据权利要求11的方法。
背景技术
金属或金属化合物通常与固体混在一起，所以要采用复杂的技术才能将金属或金属化合物与固体分离，以便用于其它目的和加工。因此，利用一种用于提取金属或金属化合物的装置来使得这种金属或金属化合物与固体分离。这种用于从含有金属或金属化合物的固体中提取金属或金属化合物的装置和方法在现有技术中是公知的。
例如WO 2006/131372公开了一种装置，其中在电弧炉内对液化的含有金属的渣子进行加热，其中在第一交流或直流炉中对含有金属的渣子加热，然后将熔液从第一炉转移到第二炉中，第二炉是直流电炉。
此外，EP 0714860B1公开了一种用于从废料燃烧设备选出固态残渣的方法，其中使得渣子在多个加热室中熔化，其中在第一加热室中使得渣子氧化，在第二渣子室中使得金属还原，在第三加热室中使得金属沉积，以便接下来将金属输送到前面的加热室中，金属在所述前面的加热室中汇集，并从中取出。
现有技术中已知的这些装置效率低下，其中提取到的金属或金属化合物含量仍然太少，而留下了的未提取出来的金属或金属化合物含量仍然太多。另外，仓储这些渣子或材料，例如仓储来自铁基合金工业或有色金属工业的渣子牵涉到高昂的成本，其中在生产或处理铂、铜、镍、铅等时，通常会产生大量的渣子，因而这会造成高昂的成本。
发明内容、目的、解决方案、优点
因此，本发明的目的是，提出一种装置和一种方法，借此能增加从固体中提取的金属量，或者能将固体中的金属或金属化合物含量减少到最低水平。
根据本发明，有关装置的目的通过权利要求1的特征得以实现。在此，采用一种用于特别是从含有金属或金属化合物的材料中提取金属或金属化合物的装置，即可实现该目的，该装置具有壳体，壳体带有用于输送材料的第一入口和用于排出废气的第一出口，其中在壳体中还设有作为阳极的第一电极和作为阴极的第二电极，用于对壳体中的材料进行电加热，另外设有用于取出熔化了的金属或金属化合物的取出机构和用于渣子的溢流机构。
在此有利的是，还设有渣子输送机构，借此能将渣子输送至壳体内部。由此可以将例如含有金属的渣子输送给用于消耗(Entreicherung)的装置。
为了加热装置的内含物，最好使得第一电极从上面伸入到壳体中，一直伸入到导电的材料层中。
为此最好还将第二电极设置在壳体底部上，或者内置在壳体底部中。
特别有利的是，在装置运行中在壳体内产生一种层结构，这种层结构包括导电材料层、渣子层和熔化了的金属或金属化合物层。
此外有利的是，在壳体中设有电极或加热棒，借此能对壳体中的材料、渣子和/或熔液进行电阻式加热。
同样有利的是，在壳体中设有能在电弧运行中对壳体内的材料、渣子和/或熔液进行加热的电极或加热棒。
在本发明的另一实施例中，最好设有能将还原剂输送到壳体中的输送机构。
在壳体中设有至少一个电磁体或电磁体线圈是有意义的，其中电磁体或线圈优选设置在渣子的高度上，以便使得材料在容器中运动或搅动。
此外有利的是，含有金属或金属化合物的材料是固体例如散状物料。
有关方法的目的通过权利要求11的特征得以实现。在此，该方法涉及一种用于特别是从含有金属或金属化合物的材料中提取金属或金属化合物的方法，其具有壳体，壳体带有用于输送材料的第一入口和用于排出废气的第一出口，在壳体中还设有作为阳极的第一电极和作为阴极的第二电极，用于对壳体中的材料进行电加热，另外设有用于取出熔化了的金属或金属化合物的取出机构和用于渣子的溢流机构，其中将材料装入到装置中，并在那里使其熔化，其方式为，通过电阻式加热方式或电弧运行方式引入电能。
进行化学还原是有利的，其中为此输送还原剂。
同样最好将夹杂物去除。
此外有利的是，利用一个或多个从外部施加的磁场例如直流场使得熔液和/或渣子在装置中搅动。
同样有利的是，将有待提取的金属或金属化合物电解地分离。
从属权利要求所述内容均为有利的改进。
简短的附图说明
下面对照附图基于实施例来详细地介绍本发明。
图中示出：
图1为本发明的装置的实施例的示意图；
图2为本发明的装置的实施例的示意图；
图3为本发明的装置的实施例的示意图；和
图4为本发明的装置的实施例的示意图；
本发明的优选设计
图1为本发明的装置1的实施例的示意图，该装置用于从与金属或金属化合物化合或混合或者含有金属或金属化合物的固体中提取金属或金属化合物例如合金。装置1具有壳体2，该壳体优选具有良好的热绝缘结构，从而能在壳体内部使得固体和/或所含有的金属或金属化合物熔化，且无需因为热量损失而将为此要耗用的能量增加太多。因此，壳体也可以是由内壳体壁3和外壳体壁4构成的双壁结构。在壳体2的顶侧设有第一接管5，其结构形式为供应管道或供应管。经由这些接管如入口5，可以将含有金属的固体例如作为散状物料装入到装置1中。另外，在壳体2的顶侧设有另一接管如出口6，其结构形式也为清除管道或清除管。接管6用于从装置中清除或排出废气。
装置1还具有用于渣子的可选的输送机构7，其设置在壳体旁侧，且例如像槽或管那样穿过壳体2的壁。
在装置的壳体2中设有电加热机构的两个电极8、9，其中杆状的阳极8穿过上壳体壁伸入到壳体2内部，其中为了使得阳极穿过壳体壁，设有穿通机构10，该穿通机构使得阳极8穿通壳体2并保持在该壳体上。另外，阴极9安置在壳体2的下底部中，或者设置在壳体的底部上。该阴极优选为扁平结构。
在壳体的下部区域设有取出机构11，使用该取出机构能取出汇集在壳体2的底部的熔化了的金属或熔化了的金属化合物12。
在工作中，较重的金属或较重的金属化合物12汇集在壳体2的底部。在所述金属或金属化合物的上面汇集有渣子层13。在渣子层13的上面是固体的导电的散状物料层14。
在壳体的旁侧设有用于渣子13的溢流机构16，其用于使得渣子13的高度水平向上受到限定，而不会继续上升。这样就基本上固定了阳极伸入其中的层14的位置。
在渣子13的高度设有电磁体15，其用于使得渣子和金属或金属化合物层12在各自的层面上运动，例如做环形运动。
图2示出根据本发明的一个实施例的装置20，除了图1中所述的特征外，该装置20还实现了一些其它特征。图1中已经示出的特征在图2中标有相同的附图标记。
与图1的装置1相比，图2的装置20具有用于固态和/或液态和/或气态的还原剂的输送机构21。在输送机构在图21中被构造成管，其从壳体2的外部伸入到壳体2中，并一直伸入到渣子13的区域中，从而经由管引入的还原剂一直进入到渣子中。将还原剂例如焦炭、煤炭、木炭、石油焦炭、电石和/或也由碳和氢组成的气体输送到壳体内部，就可以有针对性地控制壳体中的反应。
另外，在壳体中或上有多个磁场线圈15，这些磁场线圈在壳体的内部产生磁场，用于使得壳体中的材料搅动。
在壳体2中还有电极或加热棒22，用于针对电阻式运行给介质或渣子加热。在壳体2中还有电极或加热棒23，用于针对电弧式运行给介质或渣子加热。这样就能采用电阻式加热方式和/或电弧式加热方式来熔化或加热熔液12、导电的散状物料14和/或渣子13。由此能够明显地增加引入的能量，必要时还能均匀地引入能量。
图3和4示出本发明的装置30、40，其与图1和2的装置1和20基本相同，其中两个装置30、40的区别在于，没有用于使得熔液或渣子运动和搅动的磁场。因此可以在这些装置中利用焦炭床进行纯粹的直流运行。
利用本发明的装置1、20、30、40，能有利地实施用于从含有金属或金属化合物的固体中提取金属或金属化合物的方法，其中将固体装入到电炉中，并利用电炉优选直流电炉使其熔化。在直流电炉中，利用电弧炉或采用电阻式加热方式引入电能，对炉中的渣子进行加热，由此实现上述熔化。
另外，可以进行化学还原，且可以去除夹杂物。
在电炉中，还优选利用一个或多个从外部施加的磁场例如直流场，使得熔液在炉中搅动，所述磁场通过导电的散状物料和炉底的金属或金属化合物相而产生。
此外，可以对有待提取的金属或金属化合物进行电解分离。
由此可以有利地提高从渣子和石相提取金属或金属化合物的提取率，其例如在生产有色金属和铁基合金时产生。由此也可以对受污染的废矿层(Altlagerst
tten)进行选矿。总之可以对固体进行部分熔析(Armschmelzen)，从而使得由此产生的渣子份量较少。
附图标记列表
1 用于提取金属或金属化合物的装置
2 壳体
3 壳体壁
4 壳体壁
5 接管、入口
6 接管、出口
7 输送机构
8 电极
9 电极
10 穿通机构
11 取出机构
12 熔化了的金属或金属化合物
13 层、优选渣子层
14 层、优选导电的散状物料
15 电磁体、线圈
16 溢流机构
20 装置
21 输送机构
22 加热棒、电极
23 加热棒、电极
30 装置
40 装置
Claims (14)
1.一种装置，用于从含有金属或金属化合物的材料中提取金属或金属化合物，具有壳体(2)，该壳体带有用于输送材料的第一入口(5)和用于排出废气的第一出口(6)，其中在壳体(2)中设有作为阳极的第一电极(8)和作为阴极的第二电极(9)，用于对壳体中的材料进行电加热，另外设有用于取出熔化了的金属或金属化合物的取出机构和用于渣子的溢流机构(16)，其中还在壳体旁侧设有渣子的输送机构(7)，借此能将渣子输送至壳体(2)的内部，其特征在于，在装置(1)的运行中在壳体内产生一种由导电材料层、渣子层和熔化了的金属或金属化合物层构成的层结构，其中用于渣子(13)的溢流机构(16)使得渣子(13)的高度水平向上受到限定，由此基本上固定了层(14)的位置，第一电极(8)从上面伸入到壳体中，一直伸入到导电的材料层中。
2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，第二电极(9)设置在壳体底部上，或者内置在壳体底部中。
3.如前述权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，在壳体中设有电极或加热棒(22)，借此能对壳体中的材料、渣子和/或熔液进行电阻式加热。
4.如权利要求1或2所述的装置，其特征在于，在壳体中设有能在电弧运行中对壳体内的材料、渣子和/或熔液进行加热的电极或加热棒(23)。
5.如权利要求1或2所述的装置，其特征在于，设有能将还原剂输送到壳体中的输送机构(21)。
6.如权利要求1或2所述的装置，其特征在于，在壳体(2)中设有至少一个电磁体(15)或电磁体的线圈，其中电磁体或线圈优选设置在渣子的高度上。
7.如权利要求1或2所述的装置，其特征在于，含有金属或金属化合物的材料是固体。
8.如权利要求7所述的装置，其特征在于，所述固体为散状物料。
9.一种方法，用于借助于根据权利要求1至8中任一项的装置来提取金属或金属化合物，其中将材料装入到装置中，并在那里使其熔化，其方式为，通过电阻式加热方式或电弧运行方式引入电能。
10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，进行化学还原，其中为此输送还原剂。
11.如权利要求9或10所述的方法，其特征在于，将夹杂物去除。
12.如权利要求9或10所述的方法，其特征在于，利用一个或多个从外部施加的磁场使得熔液和/或渣子在装置中进行搅动。
13.如权利要求9或10所述的方法，其特征在于，将有待提取的金属或金属化合物电解地分离。
14.如权利要求12所述的方法，其特征在于，所述磁场为直流场。
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