DE69003502T2 - Vorrichtung zum Umschmelzen zur Gewinnung von Metallen. - Google Patents

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG Gebiet der Erfindung
• Diese Erfindung bezieht sich auf eine Schmelzofeneinrichtung für das Erkennen und Rückgewinnen von Metallen und insbesondere auf das Wiedereinschmelzen von Materialien, in welchen bestimmte Metalle, wie z.B. Edelmetalle und Seltene Erden, nicht erkannt werden, um zu gestatten, daß die Metalle erkannt werden und wiedergewonnen werden.
Beschreibung des Standes der Technik
• Vor der Entwicklung der hier offenbarten Vorrichtung und des Verfahrens gab es keinen befriedigenden Weg, weder in Beziehung auf eine Vorrichtung noch auf ein Verfahren, des Rückgewinnens von Metallen in wesentlichen Mengen aus bestimmten Erzarten, Erzkonzentraten, Anodenschlamm, Schlacke u.ä. Der Hauptgrund dafür war, daß die Edelmetalle nicht erkannt werden können.
• Es wurde beobachtet, daß Edelmetalle in bestimmten Clustern nicht erkennbar sein können. Die Cluster können in primären Erzen oder in dem Produkt aus Schmelzvorgängen oder anderen Prozessen sein, aus welchen bestimmte Metallarten typischerweise rückgewonnen werden, wie z.B. der Verarbeitung von Kupfererzen, Eisenerzen u.ä.
• Während die chemische Zusammensetzung der Cluster weder vollständig verstanden noch bekannt ist, wird nun, hauptsächlich durch die Bemühungen und mittels der Vorrichtung und des Verfahrens, die hier offenbart werden, erkannt, daß die nicht erkennbaren Metalle in den Clustern, speziell Edelmetalle und Seltene Erden, aus den Clustern freigesetzt werden können und somit entweder in Form von freien Atomen des Metalls dargestellt werden können oder mit anderen Metallen legiert werden können. In beiden Fällen können die Metalle erkannt werden und folglich durch herkömmliche Rückgewinnungs-Techniken zurückgewonnen werden.
• US 3,388,903 A offenbart einen Schmelzofen zum Herstellen von Blöcken oder Barren aus Metallen und speziell einen Elektronenstrahlschmelzofen des herkömmlichen Typs.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
• Die hier beschriebene und beanspruchte Erfindung umfaßt eine Schmelzofenvorrichtung zum Rückgewinnen bestimmter Metalle, wie z.B. Edelmetalle und Seltene Erden. Grundmaterialien werden in einem Elektronenstrahlschmelzofen geschmolzen und verdampft, und die aus den Grundmaterialien freigesetzten Metalle werden entweder als freie Atome auf Kondensatorplatten gesammelt, oder, im Falle von einigen der Metalle, die Metalle werden mit verschiedenen Metallen im Grundmaterial legiert. Die Metalle werden durch das Verdampfungsverfahren aus den Clustern freigesetzt, in welchen sie nicht erkennbar sind.
• Unter den Aufgaben der vorliegenden Erfindung sind die folgenden:
• Eine neue und nützliche Vorrichtung zum Verdampfen von Grundmaterialien für die Rückgewinnung darin enthaltener Edelmetalle bereitzustellen.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG
• Fig. 1 ist eine Ansicht im Teilschnitt der Vorrichtung der vorliegenden Erfindung.
• Fig. 2 ist eine Ansicht im Teilschnitt im wesentlichen entlang der Linie 3-3 der Fig. 1.
• Fig. 3 ist eine vergrößerte Ansicht im Teilschnitt im wesentlichen von Oval 4 der Fig. 1.
• Fig. 4 ist eine Ansicht im Teilschnitt eines Abschnitts einer alternativen Ausführungsform der Vorrichtung von Fig. 1.
• Fig. 5 ist eine Ansicht im Teilschnitt einer alternativen Ausführungsform der Vorrichtung der vorliegenden Erfindung.
• Fig. 6 ist ein Blockdiagramm des die vorliegende Erfindung umfassenden Verfahrens.
• Fig. 7 ist eine Ansicht im Teilschnitt einer Galvanisiervorrichtung, aus der Material in eine Schmelzofenvorrichtung der Fig. 1 oder 5 gebracht wird.
• Fig. 6 ist ein Blockdiagramm 10, das die Schritte des Behandelns von Materialien vor und nach einer Behandlung in einer Schmelzofenvorrichtung darstellt. Das Blockdiagramm 10 umfaßt eine Vielzahl von Blöcken, die die verschiedenen durchgeführten Schritte angeben, und es werden im wesentlichen drei verschiedene Verfahren angegeben. Alle der drei Verfahren umfassen einen ersten gemeinsamen Schritt, nämlich einen Schritt 12, der das Sammeln der Ausgangsmaterialien umfaßt. Es gibt im wesentlichen drei Arten von Ausgangsmaterialien. Die drei umfassen Roherz, Erzkonzentrate oder Anodenschlamm. Das Erz kann gebrochener Stein o.ä. sein. Die Erzkonzentrate können die Materialien sein, die aus einem Schmelzvorgang o.ä. resultieren. Der Anodenschlamm ist ein Material, das aus einem Galvanisiervorgang resultiert, bei welchem der Schlamm das Material ist, das auf den Boden eines Badbehälters fällt und bei dem Galvanisiervorgang nicht auf die Kathode überführt oder galvanisiert wird. Dies wird ausführlicher unten in Verbindung mit Fig. 5 diskutiert.
• Zwei Verfahren umfassen gemeinsame Schritte für das Erz oder Erzkonzentrate. Dies wird durch einen Block 14 angegeben. Wie in Block 14 angegeben ist, nehmen Erz und Erzkonzentrate einen anderen Weg als das Anodenschlamm-Ausgangsmaterial. Im Falle irgendeines Erzes oder von Erzkonzentraten ist es nicht ungewöhnlich, verschiedene Metallenarten als Sammler (collectors) zuzugeben. Verschiedene als Sammler zugegebene Metallarten umfassen Silber, Kupfer, Zinn, Zink, Blei, Gold, Platin oder andere Metalle.
• Der zweite Schritt und ein für jegliche Erz- oder Erzkonzentrat-Ausgangsmaterialien gemeinsamer Schritt umfaßt die Bildung von Blöcken aus den Erzen oder Erzkonzentraten. Dies ist in Block 16 des Verfahrens 10 der Fig. 6 angegeben.
• Die Blöcke, die die Erze oder Erzkonzentrate umfassen, und die zugegebenen Sammlermetalle können dann, abhängig von verschiedenen Faktoren, einen von zwei Wegen nehmen. Diese beiden Wege umfassen zwei der drei in Fig. 6 dargestellten Wege.
• Der linke Weg in Fig. 6 sieht vor, daß die Blöcke von Block 16 in einem Elektronenstrahlschmelzofen wiedereingeschmolzen werden. Dieser Schritt ist in Block 18 dargestellt. Das heißt, die Blöcke werden direkt zu einem Elektronenstrahlschmelzofen geschickt, wo sie geschmolzen werden. Nach dem Wiedereinschmelzungsvorgang im Elektronenstrahlschmelzofen gibt Block 20 an, daß nach dem Wiedereinschmelzungsschritt im Elektronenstrahlschmelzofen wiederum Blöcke gebildet sind. Die in Block 20 rückgewonnenen oder ausgebildeten Blöcke werden dann in einer Galvanisierlösung als Anode verwendet. Der Galvanisierschritt wird ausführlicher unten in Fig. 5 diskutiert.
• Im Galvanisierschritt des Blocks 22 wird Anodenschlamm vom Boden des Badbehälters gesammelt. Wie oben angegeben, umfaßt der Anodenschlamm ein Material, das beim Galvanisiervorgang nicht auf die Kathode galvanisiert wird. Der Anodenschlamm wird aus dem Badbehälter entnommen und wird dann durch wohlbekannte Techniken in verschiedene im Anodenschlamm enthaltene Metalle getrennt. Dies ist in Block 24 der Fig. 1 angegeben.
• Das zweite Verfahren für das Erz oder Erzkonzentrate verwendet die Blöcke aus Block 16 direkt in einer Galvanisierlösung. Dies ist in Block 30 der Fig. 6 dargestellt. Die Blöcke aus Block 16 werden direkt in einen Badbehälter gegeben, und die Blöcke, wie oben angegeben, werden als Anode in der Galvanisierlösung verwendet. Die Metalle von den Blöcken, welche nicht auf die Kathode galvanisiert werden, fallen als Anodenschlamm auf den Boden des Behälters. Dies ist in Block 32 der Fig. 6 angegeben.
• Der Anodenschlamm 32 wird in Block 34 aus dem Badbehälter gesammelt und wird zu Pellets gepreßt. Die Pellets 34 werden dann im Elektronenstrahlschmelzofen wiedereingeschmolzen, wie in Block 36 der Fig. 6 angegeben.
• Die Blöcke, die aus dem Wiedereinschmelzen der Pellets im Elektronenstrahlschmelzofen in Schritt 36 resultieren, werden dann durch die in der Technik wohlbekannten und verstandenen Standard-Trenntechniken getrennt. Dies ist in Block 38 der Fig. 6 angegeben. Die Edelmetalltrennschritte der Blöcke 24 und 38 sind, wie oben angegeben, wohlbekannte und verstandene Schritte. Die Metalle in dieser Stufe oder diesen Stufen können nun erkannt werden, da sie von den in den ursprünglichen Ausgangsmaterialien, welche das Erz, die Erzkonzentrate oder Anodenschlamm umfassen, enthaltenen Clustern abgebrochen oder getrennt sind, wie in Block 12 der Fig. 6 angegeben.
• Das Anodenschlamm-Ausgangsmaterial von Block 12 umfaßt das Anfangsmaterial für die dritte Trenntechnik, wie in Block 50 der Fig. 6 angegeben. Der Anodenschlamm von Block 50 wird zu Pellets gepreßt, wie in Block 52 der Fig. 6 angegeben. Die Pellets von Block 52 werden dann gemäß Block 54 der Fig. 6 im Elektronenstrahlschmelzofen wiedereingeschmolzen.
• Das wiedereingeschmolzene Material von Block 54 wird dann gemäß dem Schritt von Block 56 der Fig. 6 durch die oben diskutierten Standard-Trenntechniken getrennt. Es wird bemerkt, daß die die Blöcke 50, 52, 54 und 56 umfassenden Schritte im wesentlichen identisch oder vergleichbar mit den in den Blöcken 32, 34, 36 und 38 der Fig. 6 angegebenen Schritten sind, und welche das zweite Verfahren für das Erz oder Erzkonzentrat- Ausgangsmaterialien umfassen, nachdem die Ausgangsmaterialien zu Blöcken geformt sind. Eine gepunktete Linie 40 in Fig. 6 zeigt die Korrelation zwischen Verfahren 2 und 3 an.
• Es wird bemerkt, daß die Blöcke 24, 38 und 56 der Fig. 6 sich alle auf zu trennende "edle Metalle" beziehen. Der Begriff "edle Metalle" wird dort und hier im weiten Sinne als für alle Metalle geltend gebraucht, einschließlich Edelmetallen und Seltenen Erden, die in den Clustern nicht allgemein erkannt werden, aus welchen sie durch das Verfahren und die Vorrichtung der vorliegenden Erfindung freigesetzt werden.
• Fig. 1 ist eine Ansicht im Teilschnitt durch einen Elektronenstrahlschmelzofen 70 gemäß der Erfindung. Fig. 2 ist eine Ansicht im Teilschnitt eines Abschnittes der Schmelzofenvorrichtung 70 der Fig. 1, im allgemeinen entlang der Linie 3-3 der Fig. 1. Fig. 3 ist eine vergrößerte Ansicht eines anderen Abschnitts der Schmelzofenvorrichtung 70 der Fig. 1, im allgemeinen vom Oval 4 der Fig. 1. Für die folgende Diskussion wird in erster Linie die Bezugnahme auf Fig. 1, 2, 3 gerichtet sein.
• Der Elektronenstrahlschmelzofen 70 umfaßt ein äußeres Gehäuse 72 und ein inneres Gehäuse 82. Das äußere Gehäuse 72 und das innere Gehäuse 82 sind mit Abstand voneinander angeordnet. Eine Vielzahl von Kühlschlangen 90 sind an dem inneren Gehäuse 82 im Raum zwischen dem äußeren Gehäuse 72 und dem inneren Gehäuse 82 angeordnet. Innerhalb des inneren Gehäuses 82 ist eine innere Kammer 86. Zwei Elektronenstrahlkanonen 160 und 170 werden benutzt, um die Ausgangsmaterialien in dem Schmelzofen 70 zu verdampfen oder wiedereinzuschmelzen.
• Die Kühlschlangen 90 umfassen eine Serpentinen-Konfiguration von Wasserrohren, die helfen, das innere Gehäuse 82 zu kühlen. Die Kühlschlangen 90 sind mit einer Wasserquelle 92 durch ein Paar Rohrleitungen 94 und 96 verbunden. Durch die Rohrleitung 94 wird Kühlwasser zu den Kühlschlangen 90 gepumpt, und das Wasser wird aus den Schlangen 90 durch die Rohrleitung 96 zurückgeführt oder gepumpt.
• Obwohl "Wasser" und "Wasserquelle" diskutiert und dargestellt werden, ist es klar, daß jegliches Kühlmittelmedium benutzt werden kann. Jedes geeignete Medium, wie z.B. ein verflüssigtes Gas, kann anstelle von Wasser benutzt werden. Je kühler die Innenwände des Schmelzofens des inneren Gehäuses 82, die den Kondensator oder Kondensatorplatten umfassen, umso größer die Effizienz des Kondensierens von verdampftem Metall von der Verdampfung der verschiedenen Metalle aus dem Wiedereinschmelzungsvorgang des Elektronenstrahls.
• Zum Zuführen von Rohmaterial, wie z.B. einer Vielzahl von Blöcken 16, Pellets 34 oder Pellets 52 (siehe Fig. 6), in das Innere 86 der Schmelzofenvorrichtung 70, ist eine Zufuhreinrichtung 100 entsprechend an dem äußeren Gehäuse 72 befestigt und erstreckt sich durch das innere Gehäuse 82. Die Zufuhreinrichtung 100 umfaßt einen Trichter oder Behälter 102, der eine Vielzahl gestapelter Blöcke 16 oder Pellets 34 oder 52 enthält.
• An der Unterseite des Trichters oder Behälters 102 ist ein Stoßvorrichtungsgehäuse 104. Das Stoßvorrichtungsgehäuse 104 umfaßt einen Kanal 106, der eine Öffnung 108 umfaßt, die sich durch die Wände 72 und 82 erstreckt und mit dem Inneren 86 des Schmelzofens 70 in Verbindung steht. Innerhalb des Kanals 106 ist ein Stoßvorrichtungskolben 110 angeordnet, und eine Stange 112 ist mit dem Kolben 110 verbunden.
• Bei Betrieb wird der Kolben 110 von seiner Kolbenstange 112 zurückgezogen, um zu gestatten, daß der unterste Block 16 oder eine Vielzahl von Pellets aus dem Trichter 102 in den Kanal 106 herunterfallen. Der Kolben 110 wird dann vorwärts bewegt, oder nach rechts, wie in Fig. 1 gezeigt, um zu bewirken, daß der Block oder eine Vielzahl von Pellets sich in das Innere des Schmelzofens 86 bewegen. Die Stoß-Stange 110 wird mit der Fähigkeit einer Elektronenstrahlkanone, den Block oder die Pellets zu schmelzen, koordiniert, um zu bewirken, daß der geschmolzene Block oder die Pellets in einen Behälter oder Tiegel 120 fallen.
• In dem Behälter oder Tiegel 120 führt eine andere Elektronenstrahlkanone 170 den Wiedereinschmelzungsvorgang zum Schmelzen des Blocks oder der Pellets fort, um die Bindungen zu brechen oder die verschiedenen Metalle aus ihrem geclusterten Zustand zu freisetzen, so daß sie erkannt und folglich durch herkömmliche Verfahren rückgewonnen werden können.
• Der Behälter 120 erstreckt sich nach unten und aus den Gehäusen 72 und 82 nach außen, so daß das geschmolzene Material wie gewünscht aus der Schmelzofenvorrichtung entnommen werden kann. Am unteren Abschnitt des Behälters 120 ist eine Tür 122. Die Tür 122 wird natürlich zum Entnehmen des geschmolzenen oder wiedereingeschmolzenen Materials aus dem Behälter 120 benutzt.
• Wegen der Fähigkeit, ständig dem Elektronenstrahlschmelzofen 70 Material zuzugeben und das geschmolzene oder wiedereingeschmolzene Material aus dem Schmelzofen zu entnehmen, kann die Schmelzofenvorrichtung 70 als eine kontinuierliche Schmelz ofenvorrichtung betrachtet werden. Die Fähigkeit, ständig zuzuführen und ständig zu entnehmen, gestattet, daß der Schmelzofen ohne die Notwendigkeit zum Beenden des Betriebs des Schmelzofens, um geschmolzenes oder wiedereingeschmolzenes Material daraus zu entnehmen und neues zu schmelzendes oder wiedereinzuschmelzendes Material in den Schmelzofen zu geben, in Betrieb gehalten wird.
• Zum Evakuieren des Inneren des Schmelzofens oder der Schmelzofenkammer 86 wird eine Vakuumpumpe 130 entsprechend mit dem Inneren 86 durch die Gehäuse oder Wände 72 und 82 verbunden. Die Vakuumpumpe 130 wird durch eine Rohrleitung 132 mit dem Inneren 86 verbunden. Aus der Vakuumpumpe 130 erstreckt sich eine Rohrleitung 134. Die Rohrleitung 134 wird in die Atmosphäre entlüftet.
• Entlang der Rohrleitung 134 sind zwei Rückgewinnungseinheiten zum Rückgewinnen von Metallen aus dem Inneren des Schmelzofens angeordnet. Die Rückgewinnungseinheiten umfassen eine Osmium- Rückgewinnungseinheit 140 und eine Ruthenium-Rückgewinnungseinheit 142. Osmium- und Rutheniummoleküle werden während der Verdampfung oder des Schmelzvorgangs aus den Blöcken oder Pellets freigesetzt. So aus den Clustern freigesetzt, an welche sie gebunden sind, sind sie relativ flüchtig und werden folglich aus dem Inneren 86 durch die Vakuumpumpe 130 abgesaugt. Die Rückgewinnung des Osmium und Ruthenium wird durch wohlbekannte und verstandene Rückgewinnungseinheiten auf der Auslaßseite der Vakuumpumpe 130 erreicht.
• Die Elektronenstrahlkanone 160 ist der Öffnung 108 benachbart angeordnet oder positioniert und wird benutzt, um den untersten Block oder die Pellets zu schmelzen, wenn er (sie) von dem Kolben 110 in die Kammer 86 gestoßen wird (werden). Wie in Fig. 2 dargestellt, bewegt sich der Strahl aus der Elektronenkanone 160 im allgemeinen in Richtung einer einzigen Achse. Das heißt, er streicht in breiter Richtung über die Vorderseite der Öffnung 108, Block 116 (oder Pellets) vor und zurück, wenn der Block (oder Pellets) von dem Kanal 106 in das Innere 86 der Schmelzofenvorrichtung 70 gestoßen wird (werden). Das Material, das durch den Elektronenstrahl 160 von dem Block 108 geschmolzen wird, wenn er in das Innere des Schmelzofens gestoßen wird, fällt nach unten in den Behälter 120. In dem Behälter oder Tiegel 120 wird der geschmolzene Block, oder die Pellets, wenn Pellets anstelle von Blöcken verwendet werden, weiterem Schmelzen oder Wiedereinschmelzen durch die Elektronenstrahlkanone 170 unterzogen.
• Wie schematisch in Fig. 1 dargestellt, bewegt sich die Elektronenstrahlkanone 170 in zwei Achsen, sowohl einer X-Achse als auch einer Y-Achse, um im wesentlichen die gesamte Oberfläche des in einem Behälter 120 angeordneten Materials zu erfassen. Die Führung oder der Bogen der Elektronenstrahlen von den Kanonen 160 und 170 wird von magnetischen Ablenkjochs (magnetic deflector yokes) auf wohlbekannte und verstandene Weisen gesteuert. Die X- und Y-Bewegung des Elektronenstrahls vom Elektronenstrahl 170 ist schematisch in Fig. 1 dargestellt.
• Eine Stromquelle und Steuereinheit 180 ist mit den Elektronenstrahlkanonen 160 und 170 durch geeignete Leiter 182 bzw. 184 verbunden. Die Leiter 182 und 184 sind in Wirklichkeit eine Vielzahl von Leitern, wie für das Steuern der Kanonen 160 und 170 und ihrer magnetischen Ablenkspulen etc. erforderlich, ganz wie in der Technik wohlbekannt und verstanden.
• Fig. 4 ist eine Ansicht im Teilschnitt einer alternativen Ausführungsform des Tiegels 120 der Fig. 1. In Fig. 4 sind zusätzlich zu den Kühlschlangen 90, die an der Wand des inneren Gehäuses 82 angeordnet sind, auch Kühlschlangen 124 in den Wänden des Tiegels 120 angeordnet. Die Kühlschlangen 124 können einfach in den Tiegel 120 gebohrte oder gegossene Durchgänge sein, die als Kanäle für das Kühlmedium, wie z.B. Wasser, dienen, welches durch die Schlangen 90 fließt. Da der Tiegel 120 an seinem Platz befestigt ist, können die Kühlschlangen 90 direkt mit den Kühlschlangen oder Durchgängen 124 im Behälter oder Tiegel 120 verbunden sein. Der Tiegel oder Behälter 120 erfordert folglich kein separates Kühlsystem.
• Vielmehr sind die verschiedenen Kühlschlangen oder Durchgänge alle als Teil eines einzigen Wasser-Kühlmittelsystems zum Kühlen der Elektronenstrahlschmelzofeneinrichtung 70 verbunden.
• Fig. 5 ist eine Ansicht im Teilschnitt eines Elektronenstrahlschmelzofens 200. Der Schmelzofen 200 ist kein Schmelzofen mit kontinuierlicher Zufuhr, wie es der Schmelzofen 70 ist. Vielmehr ist der Schmelzofen 200 ein Schmelzofen vom diskontinuierlichen Typ, der vorzugsweise Steine oder Pellets 53 in einem Tiegel aufnimmt. Der Tiegel mit den Steinen oder Pellets wird in den Schmelzofen eingeführt, und der Schmelzofen wird dann eingeschaltet. Nach dem Schmelzen der Steine oder Pellets wird der Schmelzofen abgeschaltet, und der Tiegel min seinem geschmolzenen Material wird entnommen.
• Der Schmelzofen 200 umfaßt ein äußeres Gehäuse 202 und ein inneres Gehäuse 210. Das äußere Gehäuse 202 und das innere Gehäuse 210 sind mit Abstand voneinander angeordnet. Innerhalb des inneren Gehäuses 210 ist eine innere Kammer 214. Das innere Gehäuse 210 umfaßt einen Boden 216, welcher den Boden der Kammer 214 umfaßt. Ein Tiegel 240 ist auf dem Boden 216 der Kammer 214 angeordnet. Der Tiegel 240 kann aus Kupfer o.ä. hergestellt sein und ist vorzugsweise wassergekühlt. (Es sind keine Kühlschlangen o.ä. gezeigt).
• Zugang zu der Kammer 214 besteht mittels einer Tür 218, die eine Öffnung 212 bedeckt, welche sich sowohl durch das äußere Gehäuse 202 als auch das innere Gehäuse 210 erstreckt.
• Eine Vielzahl von Kühlschlangen 220 sind entsprechend an der Außenseite des inneren Gehäuses 210 befestigt. Die Kühlschlangen 220 sind im wesentlichen identisch mit den Kühlschlangen 90 der Schmelzofenvorrichtung 70, wie oben diskutiert. Die Kühlschlangen 220 sind durch ein Paar Rohrleitungen 224 und 226 mit einer Pumpe oder anderen Wasser- oder Kühlmittelquelle 222 verbunden. Die Wasser- oder Kühlmittelquelle (und Pumpe) 222 sorgt für die Zirkulation des Kühlmittelmediums durch die Schlangen 220 für das Gehäuse 210 (und für ein Kühlsystem für den Tiegel 240)
• Eine Vakuumpumpe 230 ist mit der inneren Kammer 214 durch eine Rohrleitung 232 verbunden. Die Vakuumpumpe 230 ist auch mit einer Auslaßleitung 234 zum Entlüften der Vakuumpumpe 230 in die Atmosphäre verbunden. Osmium- und Ruthenium-Rückgewinnungseinheiten sind ebenfalls geeigneterweise mit der Entlüftungsleitung 234 verbunden, wie bei der Vakuumpumpe 130 und ihrer Entlüftungsleitung 134.
• Eine Elektronenstrahlkanone 250 ist zentral am oberen Teil des Schmelzofens 200 angeordnet. Die Elektronenstrahlkanone 250 ist mit geeigneten Strom- und Steuerelementen mittels eines Kabelbündels 254 verbunden. Die Elektronenstrahlkanone 250 wird benutzt, um die in dem Tiegel 240 angeordneten Steine und/oder Pellets 53 zu schmelzen. Wie schematisch in Fig. 5 dargestellt ist, bewegt sich der Elektronenstrahl von der Kanone 250 in zwei Ebenen, um zum Schmelzen des Materials 53 im Tiegel 240 im wesentlichen die gesamte Fläche des Tiegels 240 zu erfassen. Die Steuerung des Elektronenstrahls wird nach dem oben genannten wohlbekannten und verstandenen Verfahren der magnetischen Ablenkjochs erreicht.
• Offensichtlich wird die Intensität aller der in der Vorrichtung der vorliegenden Erfindung benutzten Elektronenstrahlkanonen wie gewünscht durch geeignete Strom- und Steuerelemente 180 und 252 gesteuert, wie schematisch in Fig. 1 und 5 dargestellt.
• Fig. 7 ist eine Ansicht im Teilschnitt einer Galvanisiervorrichtung 300, die in den oben in Verbindung mit Fig. 6 diskutierten Galvanisierschritten verwendbar ist. Die Galvanisiervorrichtung 300 umfaßt einen Behälter oder Bottich 302. Am Boden des Behälters oder Bottichs 302 und unterhalb der Anode angeordnet, welche ein Block 16 ist, ist ein Sumpf (sump) 304. Der Behälter oder Bottich 302 enthält eine Elektrolytlösung 310. Zusätzlich zu dem Anodenblock 16 erstreckt sich eine Kathode 320 in den Elektrolyt 310 im Bottich 302. Die Kathode 320 kann eine Platte aus rostfreiem Stahl, eine Kupferplatte, Nickelplatte oder andere geeignete Metallplatte o.ä. sein.
• Eine Stromquelle 330 ist mit der Blockanode 16 und der Kathode 320 durch ein Paar Leiter 332 bzw. 334 verbunden.
• Während des Galvanisiervorgangs wird Material von der Anode oder dem Block 16 in den Elektrolyt überführt und auf die Kathode 320 galvanisiert. Material, das nicht auf die Kathode 320 überführt oder galvanisiert wird, fällt in den Sumpf 304. Dieses Material oder Anodenschlamm 32 wird dann aus dem Sumpf 304 des Bottichs 302 entnommen und zu Pellets gepreßt, wie oben in Verbindung mit Fig. 6 diskutiert, und wird dann in einem Elektronenstrahlschmelzofen, wie z.B. dem Schmelzofen 70 der Fig. 2 oder dem Schmelzofen 200 der Fig. 5, geschmolzen.
• Wieder Bezug nehmend auf Fig. 6 wird bemerkt, daß weite Begriffe benutzt werden. Da verschiedene Metalle und Materialien verschiedene Schmelztemperaturen und verschiedene Verdampfungstemperaturen besitzen, ist offensichtlich, daß manche der Materialien von den Elektronenstrahlkanonen verdampft und nicht nur "geschmolzen" werden, wie ursprünglich oben diskutiert. Zum Beispiel haben die Schmelzöfen 70 und 200 jeweils Osmium- und Ruthenium-Rückgewinnungseinheiten in den Auslaßabschnitten der Vakuumpumpensysteme. Offensichtlich können jene besonderen Metalle oder andere von den Elektronenstrahlkanonen verdampft werden und werden, wie diskutiert, im allgemeinen aus den Schmelzofenanordnungen in ihren verdampften Zuständen oder in relativ kleinen kondensierten Partikelstrukturen und in und durch die Vakuumpumpenandordnungen getragen. In gleicher Weise können auch andere Metalle verdampft und aus den Schmelzofenanordnungen transportiert werden, und werden in dem Vakuumpumpenauslaß rückgewonnen. Folglich schließt der Begriff "schmelzen" und/oder "wiedereinschmelzen", wie er hier benutzt wurde, "verdampfen" in seiner Bedeutung ein.
• Wenn die Seiten der Schmelzöfen kühl genug sind, können mehr Metalle in dem Schmelzofen kondensieren, entweder auf den Seiten oder in den Tiegeln. Offensichtlich, je umfangreicher die Kondensation der Metalle, umso leichter die endgültige Rückgewinnung der Metalle und umso größer die Effizienz der Vorrichtung und der Metallrückgewinnung.

Claims (9)

1. Schmelzofenvorrichtung zum Rückgewinnen von Metallen, welche umfaßt: sowohl eine Gehäuseeinrichtung, die ein inneres Gehäuse und ein mit Abstand von dem inneren Gehäuse angeordnetes äußeres Gehäuse umfaßt eine innerhalb der Gehäuseeinrichtung angeordnete Tiegeleinrichtung zum Fassen einer Menge eines ein oder mehrere Metalle enthaltenden Materials, eine an der Gehäuseeinrichtung befestigte Elektronenstrahlkanoneneinrichtung zum Schmelzen und Verdampfen des Materials in der Tiegeleinrichtung als auch eine Einrichtung zum Kühlen des inneren Gehäuses zum Kondensieren solcher durch die Elektronenstrahlkanone verdampften Metalle.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, in welcher die Gehäuseeinrichtung weiterhin eine Vakuumeinrichtung zum Evakuieren des inneren Gehäuses zum Schmelzen und Verdampfen des Materials durch die Elektronenstrahlkanoneneinrichtung umfaßt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, in welcher die Gehäuseeinrichtung weiterhin eine Einrichtung zum im wesentlichen kontinuierlichen Zuführen von Material in das innere Gehäuse zum Schmelzen und Verdampfen umfaßt.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, in welcher die Einrichtung zum im wesentlichen kontinuierlichen Zuführen von Material in das innere Gehäuse eine Trichtereinrichtung zum Halten des Materials, eine mit der Trichtereinrichtung und dem inneren Gehäuse in Verbindung stehende Kanaleinrichtung zum Aufnehmen von Material aus der Trichtereinrichtung, und durch welche das Material in das innere Gehäuse bewegt wird, und eine Einrichtung zum Bewegen des Materials durch die Kanaleinrichtung und in das innere Gehäuse umfaßt.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, in welcher die Elektronenstrahlkanoneneinrichtung eine erste Elektronenstrahlkanone zum Schmelzen des kontinuierlich zugeführten Materials, um zu bewirken, daß das Material in die Tiegeleinrichtung fällt, und eine zweite Elektronenstrahlkanone zum Schmelzen des Materials in der Tiegeleinrichtung umfaßt.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, in welcher die Tiegeleinrichtung einen Behälter mit einem sich nach außen aus dem äußeren Gehäuse erstreckenden Abschnitt und eine Türeinrichtung auf dem sich nach außen erstreckenden Abschnitt umfaßt, durch welche das Material nach dem Schmelzen durch die Elektronenstrahlkanoneneinrichtung entnommen wird.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, in welcher die Gehäuseeinrichtung Türeinrichtungen umfaßt und die Tiegeleinrichtung mit dem darin befindlichen Material in das innere Gehäuse zum Schmelzen und Verdampfen des darin befindlichen Materials durch die Türeinrichtung bewegbar ist und die Tiegeleinrichtung aus dem inneren Gehäuse durch die Türeinrichtung bewegbar ist, nachdem das darin befindliche Material geschmolzen und verdampft wurde.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, in welcher die Einrichtung zum Kühlen des inneren Gehäuses durch Kühlschlangen bereitgestellt wird, die an dem inneren Gehäuse in dem Raum zwischen dem äußeren und dem inneren Gehäuse angeordnet sind.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, in welcher die Innenwände des inneren Gehäuses Kondensatoren von Kondensatorplatten umfassen.