JP2015535883A5

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Publication number: JP2015535883A5
Application number: JP2015533013A
Authority: JP
Filing date: 2013-08-29
Publication date: 2017-12-14
Anticipated expiration: 2033-08-29

Description

上記に記載の態様は本発明の少数の例として理解すべきである。本発明の範囲から逸脱することなく、これらの態様に種々の修正、結合、及び変化を行うことができることが、当業者に理解されるであろう。特に、技術的に可能な場合には、異なる態様における異なる複数の部分的解決策を他の構成において組み合わせることができる。しかしながら、本発明の範囲は添付の特許請求の範囲によって規定される。
本発明は、以下の態様を含む。
［１］
気化可能な金属及び気化可能な金属化合物の少なくとも１つを含む材料を溶融スラグに溶融し（２１０）；
高温ガスの浸漬噴射によって溶融スラグを撹拌し（２１２）；そして
気化可能な金属及び気化可能な金属化合物の少なくとも１つの少なくとも一部を溶融スラグから蒸散させる（２１６）：
工程を含み；
高温ガスを、少なくとも２００ＭＪ／キロモル、好ましくは少なくとも３００ＭＪ／キロモルのエンタルピーを有するように制御する（２１４）；
更なる工程を特徴とする、気化可能な物質を回収する方法。
［２］
気化可能な金属及び気化可能な金属化合物の少なくとも１つの少なくとも一部を溶融スラグから蒸散させる工程（２１６）が、気化可能な金属及び気化可能な金属化合物の少なくとも１つを気化させて高温ガス中に蒸散させることを含むことを特徴とする、［１］の方法。
［３］
溶融スラグが、スラグの融点よりも１００℃未満高く、好ましくはスラグの融点よりも５０℃未満高い平均温度を有することを特徴とする、［１］又は［２］の方法。
［４］
溶融スラグが１２００℃より低く、好ましくは１１５０℃より低い平均温度を有することを特徴とする、［１］〜［３］のいずれかの方法。
［５］
高温ガスが、溶融スラグに導入される時点で３０００℃より高く、好ましくは４０００℃より高い温度を有することを特徴とする、［１］〜［４］のいずれかの方法。
［６］
材料を溶融及び／又は蒸散させるためのエネルギーを高温ガスの浸漬噴射によって供給することを特徴とする、［１］〜［５］のいずれかの方法。
［７］
炭素又は炭化水素を高温ガス中に加えることによって高温ガスの酸素ポテンシャルを調節することを特徴とする、［１］〜［６］のいずれかの方法。
［８］
固体の炭素及び／又は炭化水素をスラグ中に加えることによってスラグにおける酸素ポテンシャルを調節することを特徴とする、［１］〜［７］のいずれかの方法。
［９］
酸素ポテンシャルを１０ ^−４〜１０ ^−１４気圧の範囲内に調節することを特徴とする、［７］又は［８］の方法。
［１０］
スラグにおける酸素ポテンシャルを調節する工程が、スラグ中の金属化合物が溶融金属相に還元されるようにスラグにおける酸素ポテンシャルを調節することを含むこと；及び
溶融金属相を取り出す更なる工程
を特徴とする、［７］〜［９］のいずれかの方法。
［１１］
スラグがイオウ又はイオウ化合物を含むこと；
スラグにおける酸素ポテンシャルを調節する工程が、イオウが酸化されるのを阻止するようにスラグにおける酸素ポテンシャルを調節し、スラグ中の金属化合物を溶融マット相中に回収することを含むこと；及び
溶融マット相を除去する更なる工程を特徴とする、［７］〜［１０］のいずれかの方法。
［１２］
溶融スラグを還元するためのエネルギーを高温ガスの浸漬噴射によって供給することを特徴とする、［１］〜［１１］のいずれかの方法。
［１３］
連続プロセスであることを特徴とする、［１］〜［１２］のいずれかの方法。
［１４］
加熱炉（１０）；
加熱炉内において気化可能な金属及び気化可能な金属化合物の少なくとも１つを含む材料（２２）を溶融スラグ（２４）に溶融するように構成されている加熱装置（２０）；
羽口（２９）を通して溶融スラグ（２４）中に浸漬されており、高温ガス（２７）の浸漬噴射装置（２６）によって溶融スラグ（２４）を撹拌するように構成されているプラズマトーチシステム（２８）；及び
溶融スラグ（２４）から蒸散される気化可能な金属及び気化可能な金属化合物の少なくとも１つを回収するように構成されているフューム処理システム（３０）；
を含み；
プラズマトーチシステム（２８）は、高温ガス（２７）に少なくとも２００ＭＪ／キロモル、好ましくは少なくとも３００ＭＪ／キロモルのエンタルピーを与えるように運転するように設計されていることを特徴とする、気化可能な物質を回収するための装置（１）。
［１５］
フューム処理システム（３０）が、溶融スラグから蒸散される気化可能な金属及び気化可能な金属化合物の少なくとも１つを高温ガス（２７）中に回収するように構成されていることを特徴とする、［１４］の装置。
［１６］
加熱装置の制御装置（２０）が、溶融スラグ（２４）を、スラグの融点よりも１００℃未満高く、好ましくはスラグの融点よりも５０℃未満高い平均温度に維持するように構成されていることを特徴とする、［１４］又は［１５］の装置。
［１７］
加熱装置（２０）が、溶融スラグ（２４）を１２００℃より低く、好ましくは１１５０℃より低い平均温度に維持するように加熱装置（２０）を運転するように構成されている制御装置（２３）を含むことを特徴とする、［１４］〜［１６］のいずれかの装置。
［１８］
加熱装置（２０）の制御装置（２３）が、スラグの温度を反応器壁の冷却と平衡させて反応器壁（１５）上に保護固化スラグ層（１６）を形成するように構成されていることを特徴とする、［１４］〜［１７］のいずれかの装置。
［１９］
プラズマトーチシステム（２８）が、３０００℃より高く、好ましくは４０００℃より高い温度の高温ガスを生成させることができることを特徴とする、［１４］〜［１８］のいずれかの装置。
［２０］
加熱装置（２０）の制御装置（２３）が、材料（２２）を溶融するのに必要なエネルギーを供給するようにプラズマトーチシステム（２８）を運転するように構成されていることを特徴とする、［１４］〜［１９］のいずれかの装置。
［２１］
高温ガスの酸素ポテンシャルを調節するために高温ガス噴射装置中に炭素又は炭化水素を加えるように構成されている導入手段（１７）を特徴とする、［１４］〜［２０］のいずれかの装置。
［２２］
スラグの酸素ポテンシャルを調節するためにスラグ中に炭素及び／又は炭化水素を加えるように構成されている導入手段を特徴とする、［１４］〜［２０］のいずれかの装置。
［２３］
導入手段（１７）が、酸素ポテンシャルを１０ ^−４〜１０ ^−１４気圧の範囲内に調節するように構成されていることを特徴とする、［２１］又は［２２］の装置。
［２４］
導入手段（１７）が、スラグ中の金属化合物を選択的に還元するように溶融スラグ（２４）における酸素ポテンシャルを調節するように構成されていることを特徴とする、［２１］〜［２３］のいずれかの装置。
［２５］
スラグがイオウ又はイオウ化合物を含むこと；
導入手段（１７）が、イオウが酸化されるのを阻止するようにスラグにおける酸素ポテンシャルを調節し、スラグ中の金属化合物を溶融マット相中に回収するように構成されていること；及び
溶融マット相のための出口を更に含むこと；
を特徴とする、［２１］〜［２４］のいずれかの装置。
［２６］
加熱装置（２０）の制御装置（２３）が、溶融スラグ（２４）を還元するのに必要なエネルギーを供給するようにプラズマトーチシステム（２８）を運転するように構成されていることを特徴とする、［１２］〜［２５］のいずれかの装置。
［２７］
加熱炉（１０）が連続プロセスを実施するように構成されていることを特徴とする、［１２］〜［２６］のいずれかの装置。

Claims

気化可能な金属及び気化可能な金属化合物の少なくとも１つを含む材料を溶融スラグに溶融し（２１０）；
高温ガスの浸漬噴射によって溶融スラグを撹拌し（２１２）；そして
気化可能な金属及び気化可能な金属化合物の少なくとも１つの少なくとも一部を溶融スラグから蒸散させる（２１６）：
工程を含み；
高温ガスを、少なくとも２００ＭＪ／キロモルのエンタルピーを有するように制御する（２１４）更なる工程、及び
溶融スラグが１１５０℃より低い平均温度を有することを特徴とする、気化可能な物質を回収する方法。
高温ガスを制御する（２１４）工程が、高温ガスを、少なくとも３００ＭＪ／キロモルのエンタルピーを有するように制御する（２１４）ことを含むことを特徴とする、請求項１に記載の方法。
気化可能な金属及び気化可能な金属化合物の少なくとも１つの少なくとも一部を溶融スラグから蒸散させる工程（２１６）が、気化可能な金属及び気化可能な金属化合物の少なくとも１つを気化させて高温ガス中に蒸散させることを含むことを特徴とする、請求項１又は２に記載の方法。
溶融スラグが、スラグの融点よりも１００℃未満高い平均温度を有することを特徴とする、請求項１〜３のいずれかに記載の方法。
溶融スラグが、スラグの融点よりも５０℃未満高い平均温度を有することを特徴とする、請求項１〜３のいずれかに記載の方法。
高温ガスが溶融スラグに導入される時点で３０００℃より高い温度を有することを特徴とする、請求項１〜５のいずれかに記載の方法。
高温ガスが溶融スラグに導入される時点で４０００℃より高い温度を有することを特徴とする、請求項１〜５のいずれかに記載の方法。
材料を溶融及び／又は蒸散させるためのエネルギーを高温ガスの浸漬噴射によって供給することを特徴とする、請求項１〜７のいずれかに記載の方法。
炭素又は炭化水素を高温ガス中に加えることによって高温ガスの酸素ポテンシャルを調節することを特徴とする、請求項１〜８のいずれかに記載の方法。
固体の炭素及び／又は炭化水素をスラグ中に加えることによってスラグにおける酸素ポテンシャルを調節することを特徴とする、請求項１〜９のいずれかに記載の方法。
酸素ポテンシャルを１０^−４〜１０^−１４気圧の範囲内に調節することを特徴とする、請求項９又は１０に記載の方法。
スラグにおける酸素ポテンシャルを調節する工程が、スラグ中の金属化合物が溶融金属相に還元されるようにスラグにおける酸素ポテンシャルを調節することを含むこと；及び
溶融金属相を取り出す更なる工程を特徴とする、請求項９〜１１のいずれかに記載の方法。
スラグがイオウ又はイオウ化合物を含むこと；
スラグにおける酸素ポテンシャルを調節する工程が、イオウが酸化されるのを阻止するようにスラグにおける酸素ポテンシャルを調節し、スラグ中の金属化合物を溶融マット相中に回収することを含むこと；及び
溶融マット相を除去する更なる工程を特徴とする、請求項９〜１２のいずれかに記載の方法。
溶融スラグを還元するためのエネルギーを高温ガスの浸漬噴射によって供給することを特徴とする、請求項１〜１３のいずれかに記載の方法。
連続プロセスであることを特徴とする、請求項１〜１４のいずれかに記載の方法。
加熱炉（１０）；
加熱炉内において気化可能な金属及び気化可能な金属化合物の少なくとも１つを含む材料（２２）を溶融スラグ（２４）に溶融するように構成されている加熱装置（２０）；
羽口（２９）を通して溶融スラグ（２４）中に浸漬されており、高温ガス（２７）の浸漬噴射装置（２６）によって溶融スラグ（２４）を撹拌するように構成されているプラズマトーチシステム（２８）；及び
溶融スラグ（２４）から蒸散される気化可能な金属及び気化可能な金属化合物の少なくとも１つを回収するように構成されているフューム処理システム（３０）；
を含み；
プラズマトーチシステム（２８）は、高温ガス（２７）に少なくとも２００ＭＪ／キロモルのエンタルピーを与えるように運転するように設計されていること、及び
溶融スラグ（２４）を１１５０℃より低い平均温度に維持するように加熱装置（２０）を運転するように構成されている制御装置（２３）をさらに含むことを特徴とする、気化可能な物質を回収するための装置（１）。
プラズマトーチシステム（２８）は、高温ガス（２７）に少なくとも３００ＭＪ／キロモルのエンタルピーを与えるように運転するように設計されていることを特徴とする、請求項１６に記載の装置。
フューム処理システム（３０）が、溶融スラグから蒸散される気化可能な金属及び気化可能な金属化合物の少なくとも１つを高温ガス（２７）中に回収するように構成されていることを特徴とする、請求項１６又は１７に記載の装置。
加熱装置（２０）の制御装置（２３）が、溶融スラグ（２４）を、スラグの融点よりも１００℃未満高い平均温度に維持するように構成されていることを特徴とする、請求項１６〜１８のいずれかに記載の装置。
加熱装置（２０）の制御装置（２３）が、溶融スラグ（２４）を、スラグの融点よりも５０℃未満高い平均温度に維持するように構成されていることを特徴とする、請求項１６〜１８のいずれかに記載の装置。
加熱装置（２０）の制御装置（２３）が、スラグの温度を反応器壁の冷却と平衡させて反応器壁（１５）上に保護固化スラグ層（１６）を形成するように構成されていることを特徴とする、請求項１６〜２０のいずれかに記載の装置。
プラズマトーチシステム（２８）が、３０００℃より高い温度の高温ガスを生成させることができることを特徴とする、請求項１６〜２１のいずれかに記載の装置。
プラズマトーチシステム（２８）が、４０００℃より高い温度の高温ガスを生成させることができることを特徴とする、請求項１６〜２１のいずれかに記載の装置。
加熱装置（２０）の制御装置（２３）が、材料（２２）を溶融するのに必要なエネルギーを供給するようにプラズマトーチシステム（２８）を運転するように構成されていることを特徴とする、請求項１６〜２３のいずれかに記載の装置。
高温ガスの酸素ポテンシャルを調節するために高温ガス噴射装置中に炭素又は炭化水素を加えるように構成されている導入手段（１７）を特徴とする、請求項１６〜２４のいずれかに記載の装置。
スラグの酸素ポテンシャルを調節するためにスラグ中に炭素及び／又は炭化水素を加えるように構成されている導入手段（１７）を特徴とする、請求項１６〜２４のいずれかに記載の装置。
導入手段（１７）が、酸素ポテンシャルを１０^−４〜１０^−１４気圧の範囲内に調節するように構成されていることを特徴とする、請求項２５又は２６に記載の装置。
導入手段（１７）が、スラグ中の金属化合物を選択的に還元するように溶融スラグ（２４）における酸素ポテンシャルを調節するように構成されていることを特徴とする、請求項２５〜２７のいずれかに記載の装置。
スラグがイオウ又はイオウ化合物を含むこと；
導入手段（１７）が、イオウが酸化されるのを阻止するようにスラグにおける酸素ポテンシャルを調節し、スラグ中の金属化合物を溶融マット相中に回収するように構成されていること；及び
溶融マット相のための出口を更に含むこと；
を特徴とする、請求項２５〜２８のいずれかに記載の装置。
加熱装置（２０）の制御装置（２３）が、溶融スラグ（２４）を還元するのに必要なエネルギーを供給するようにプラズマトーチシステム（２８）を運転するように構成されていることを特徴とする、請求項１６〜２９のいずれかに記載の装置。
加熱炉（１０）が連続プロセスを実施するように構成されていることを特徴とする、請求項１６〜３０のいずれかに記載の装置。