JP2022546150A - Pgm転換プロセスおよびジャケット装着回転式転炉 - Google Patents
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Abstract
Description
本出願は、2019年4月29日に出願された米国第16/397,441号、および2019年7月10日に出願された米国第16/507,158号の利益および優先権を主張する。
業界は、製錬と同様に、転炉からのPGM濃縮合金生成物の、不純物を適切に除去し、かつPGM含有量を向上させるために、低融点、軽密度スラグの形成には、SiO2およびMgO/CaOなどの比較的高いレベルの添加フラックス材料が必要であることを一般に受け入れてきた。例えば、前述の特許文献は、スラグ形成材料が、70~90重量%のSiChおよび10~30重量%のMgO/CaO、または40~90重量%のMgO/CaOおよび10~60重量%のSiChを含有する、1重量部のコレクタ合金当たり0.2または1重量部の最小比率での、硫黄および銅を含まないスラグ形成材料の添加を開示している。それでも、濃縮合金中の有害元素の含有量が非常に低いレベル、例えば10重量%未満の鉄に低減されるにつれて、スラグ中のPGM損失も急速に増加し始める。
(a)ニッケルを含む溶融合金プールを保持している転炉の坩堝に転炉供給物を導入するステップであって、転炉供給物が、
(i)100重量部のコレクタ合金であって、コレクタ合金の総重量に基づいて、0.5重量%以上のPGM、40重量%以上の鉄、および0.5重量%以上のニッケルを含む、100重量部のコレクタ合金と、
(ii)20重量部未満の添加フラックス材料であって、添加フラックス材料の重量に対して、10重量%以上のシリカ、ならびに/または10重量%以上の酸化カルシウム、酸化マグネシウム、もしくは酸化カルシウムおよび酸化マグネシウムの組み合わせを含む、20重量部未満の添加フラックス材料と、を含む、導入するステップと、
(b)酸素含有ガスを合金プールに注入して、コレクタ合金からの鉄を酸化鉄に転換し、合金プール中のPGMを濃縮するステップと、
(c)酸化鉄を含むスラグが合金プールの上方の低密度層に集まることを可能にするステップと、
(d)低密度層をタッピングして、転炉からスラグを回収するステップと、
(e)合金プールをタッピングして、PGM濃縮合金を回収するステップと、を含む、プロセスを提供する。好ましくは、コレクタ合金は、3重量%以下の硫黄および3重量%以下の銅を含み、供給物は、シリカ、酸化カルシウム、または酸化マグネシウム含有量にかかわらず、100重量部のコレクタ合金あたり、20重量部未満の任意の添加フラックス材料を含み、および/または転炉供給物の導入および酸素含有ガスの注入は、少なくとも部分的に同時である。
(a)ニッケルを含む溶融合金プールを保持している転炉の坩堝に転炉供給物を導入するステップであって、転炉供給物が、
(i)100重量部のコレクタ合金であって、コレクタ合金の総重量に基づいて、0.5重量%以上のPGM、40重量%以上の鉄、0.5重量%以上のニッケル、3重量%以下の硫黄、および3重量%以下の銅を含む、100重量部のコレクタ合金と、
(ii)20重量部未満の添加フラックス材料であって、添加フラックス材料の重量に対して、10重量%以上のシリカ、ならびに/または10重量%以上の酸化カルシウム、酸化マグネシウム、もしくは酸化カルシウムおよび酸化マグネシウムの組み合わせを含む、20重量部未満の添加フラックス材料と、を含む、導入するステップと、
(b)酸素含有ガスを合金プールに注入して、コレクタ合金からの鉄を酸化鉄に転換し、かつ合金プール中のPGMを濃縮するステップであって、転炉供給物の導入、および酸素含有ガスの注入が、少なくとも部分的に同時である、転換し、かつ濃縮するステップと、
(c)酸化鉄を含むスラグが合金プールの上方の低密度層に集まることを可能にするステップと、
(d)低密度層をタッピングして、転炉からスラグを回収するステップと、
(e)合金プールをタッピングして、PGM濃縮合金を回収するステップと、を含む、プロセスを提供する。好ましくは、供給物は、シリカ、酸化カルシウム、または酸化マグネシウム含有量にかかわらず、100重量部のコレクタ合金当たり、20重量部未満の任意の添加フラックス材料を含む。
(I)コレクタ合金の総重量に基づいて、0.5重量%以上のPGM、40重量%以上の鉄、0.5重量%以上のニッケル、3重量%以下の硫黄、および3重量%以下の銅を含む未加工のコレクタ合金を部分的に予備酸化するステップと、
(II)初期装入物を転炉の坩堝に導入するステップであって、初期装入物が、未加工のコレクタ合金、ステップ(I)の部分的に予備酸化されたコレクタ合金生成物、またはそれらの組み合わせを含む、導入するステップと、
(III)初期装入物を溶解して、坩堝内に合金プールを形成するステップと、
(IV)合金プールに転炉供給物を導入するステップであって、転炉供給物が、未加工のコレクタ合金、ステップ(I)の部分的に予備酸化されたコレクタ合金生成物、またはそれらの組み合わせを含み、初期装入物および転炉供給物の少なくとも一方または両方が、ステップ(I)の部分的に予備酸化されたコレクタ合金生成物を含む、導入するステップと、
(V)酸素含有ガスを合金プールに注入して、鉄を酸化鉄に転換し、かつ合金プール中のPGMを濃縮するステップであって、転炉供給物の導入、および酸素含有ガスの注入が、少なくとも部分的に同時である、転換し、かつ濃縮するステップと、
(VI)酸化鉄を含むスラグが合金プールの上方の低密度層に集まることを可能にするステップと、
(VII)低密度層をタッピングして、転炉からスラグを回収するステップと、
(VIII)合金プールをタッピングして、PGM濃縮合金を回収するステップと、を含む、プロセスを提供する。好ましくは、初期装入物は、(i)少なくとも20重量部のステップ(I)の部分的に予備酸化されたコレクタ合金製品と、(ii)最大80重量部の未加工のコレクタ合金と、を含み、未加工のコレクタ合金とステップ(I)の部分的に予備酸化されたコレクタ合金製品との重量部の合計は、100に等しい。
(a)溶融合金プールを保持している転炉の坩堝に転炉供給物を導入するステップであって、転炉供給物が、
(i)100重量部のコレクタ合金であって、コレクタ合金の総重量に基づいて、0.5重量%以上のPGM、40重量%以上の鉄、0.5重量%以上のニッケル、3重量%以下の硫黄、および3重量%以下の銅を含む、100重量部のコレクタ合金と、
(ii)100重量部のコレクタ合金当たり約5~100重量部の量の再循環された転炉スラグと、を含む、導入するステップと、
(b)酸素含有ガスを合金プールに注入して、コレクタ合金からの鉄を酸化鉄に転換し、かつ合金プール中のPGMを濃縮するステップであって、転炉供給物の導入、および酸素含有ガスの注入が、少なくとも部分的に同時である、転換し、かつ濃縮するステップと、
(c)酸化鉄を含むスラグが合金プールの上方の低密度層に集まることを可能にするステップと、
(d)低密度層をタッピングして、転炉からスラグを回収するステップと、
(e)ステップ(d)で回収されたスラグを、ステップ(a)で転炉供給物に再循環させるための第1のスラグ部分と、ステップ(a)に再循環されない第2のスラグ部分と、に分離するステップと、
(f)合金プールをタッピングして、PGM濃縮合金を回収するステップと、のサイクルを含むプロセスを提供する。
(I)転炉の坩堝内でコレクタ合金の初期装入物を溶解して、合金プールを形成して、転炉サイクルを開始するステップと、
(II)合金プールを有する坩堝に転炉供給物を導入するステップと、
(III)酸素含有ガスを合金プールに注入して、鉄を酸化鉄に転換し、かつ合金プール中のPGMを濃縮するステップであって、転炉供給物の導入、および酸素含有ガスの注入が、少なくとも部分的に同時である、転換し、かつ濃縮するステップと、
(IV)酸化鉄を含むスラグが合金プールの上方の低密度層に集まることを可能にするステップと、
(V)ステップ(II)および(III)を終了し、低密度層をタッピングして転炉からスラグを回収するステップと、
(VI)ステップ(II)、(III)、(IV)、および(V)のシーケンスを、1つ以上の非最終シーケンスおよび最終シーケンスを含めて複数回繰り返すステップであって、各シーケンスのステップ(V)が、ステップ(III)および(IV)の後に続く、繰り返すステップと、
(VII)各非最終シーケンスのステップ(V)での低密度層のタッピングの前に、低密度層中で同伴される合金が、酸素含有ガス注入の終了後に合金プール内に実質的に沈殿することを可能にするステップと、
(VIII)最終シーケンスのステップ(V)での酸素含有ガス注入の終了後に低密度層のタッピングを速やかに開始するステップであって、坩堝内の合金プールの固化が回避される、速やかに開始するステップと、
(IX)転炉サイクルの終了時に、合金プールをタッピングして、PGM濃縮合金を回収するステップであって、坩堝内の合金プールの固化が回避される、回収するステップと、を含むプロセスを提供する。
(1)触媒材料を(好ましくは非転換の)一次炉内で製錬するステップと、
(2)一次炉から一次炉スラグおよび第1のコレクタ合金を回収するステップと、
(3)一次炉スラグを(好ましくは非転換の)二次炉内で製錬するステップと、
(4)二次炉から二次炉スラグおよび第2のコレクタ合金を回収するステップと、
(5)第1および第2のコレクタ合金を転炉内で転換して、PGM濃縮合金および転炉スラグを回収することと、
(6)ステップ(5)で転炉から回収された転炉スラグを、第1および第2の転炉スラグ部分に分離するステップと、
(7)ステップ(3)で一次炉スラグとともに製錬するために、第1の転炉スラグ部分を二次炉に供給するステップと、を含むプロセスを提供する。第1および/または第2の合金は、好ましくは、0.5重量%以上のPGM、40重量%以上の鉄、0.5重量%以上のニッケル、3重量%以下の硫黄、および3重量%以下の銅を含む。
長手方向軸を中心に回転するために取り付けられた傾斜した転炉坩堝と、
溶融合金プールを保持するための、坩堝の耐火ライニングと、
合金プールを有する坩堝に転炉供給物を導入するための、坩堝の上部の開口部と、
合金プールに酸素含有ガスを注入するためのランスと、
耐火ライニングに隣接する、坩堝の熱伝達ジャケットと、
ジャケットを通して熱伝達媒体を循環させて、耐火ライニングと熱連通した合金プールから熱を除去するための冷却剤システムと、を含む、回転式転炉の実施形態を提供する。好ましくは、回転式転炉は、坩堝を同時に回転させ、かつ熱伝達媒体を循環させるための回転式カップリングを含む。
(a)回転式転炉の坩堝を耐火物でライニングするステップと、
(b)坩堝内にニッケルを含む溶融合金プールを保持するステップと、
(c)合金プールを有する坩堝に転炉供給物を導入するステップであって、転炉供給物が、鉄を含むPGMコレクタ合金(好ましくは、コレクタ合金の総重量に基づいて、0.5重量%以上のPGM、40重量%以上の鉄、0.5重量%以上のニッケル、3重量%以下の硫黄、および3重量%以下の銅を含む)を含む、導入するステップと、
(d)酸素含有ガスを合金プールに注入して、合金プール内の温度を1250℃~1800℃(好ましくは少なくとも1450℃)に維持し、コレクタ合金からの鉄を酸化鉄に転換し、合金プール中のPGMを濃縮する(好ましくは、転炉供給物の導入、および酸素含有ガスの注入が、少なくとも部分的に同時である)ステップと、
(e)耐火ライニングに隣接して坩堝にジャケットを装着するステップと、
(f)ジャケットを通して冷却剤を循環させて、耐火ライニングと熱連通した合金プールから熱を除去するステップと、
(g)酸化鉄を含むスラグが合金プールの上方の低密度層に集まることを可能にすることと、
(h)低密度層をタッピングして、転炉からスラグを回収することと、
(i)合金プールをタッピングして、PGM濃縮合金を回収することと、を含む転換プロセスを提供する。好ましくは、坩堝は、回転され、冷却剤は、同時にジャケットを通して循環される。
したがって、本発明は、以下の非限定的な実施形態を提供する。
1.白金族金属(PGM)コレクタ合金を転換するためのプロセスであって、
(a)溶融合金プール(好ましくはニッケルを含む)を保持している転炉の坩堝に転炉供給物を導入するステップであって、転炉供給物が、
(i)100重量部のコレクタ合金であって、コレクタ合金の総重量に基づいて、0.5重量%以上のPGM、40重量%以上の鉄、および0.5重量%以上のニッケル(ならびに好ましくは3重量%以下の硫黄および3重量%以下の銅)を含む、100重量部のコレクタ合金と、
(ii)添加フラックス材料が、添加フラックス材料の重量に対して、10重量%以上のシリカ、ならびに10重量%以上の酸化カルシウム、酸化マグネシウム、または酸化カルシウムおよび酸化マグネシウムの組み合わせを含む場合、20重量部未満の添加フラックス材料と、を含む、導入するステップと、
(b)酸素含有ガスを合金プールに注入して、コレクタ合金からの鉄および1つ以上の他の酸化性元素を対応する酸化物に転換し、合金プール中のPGMを濃縮する(好ましくは、転炉供給物の導入および酸素含有ガスの注入が、少なくとも部分的に同時である)ステップと、
(c)酸化鉄を含むスラグが合金プールの上方の低密度層に集まることを可能にするステップと、
(d)低密度層をタッピングして、転炉からスラグを回収するステップと、
(e)合金プールをタッピングして、PGM濃縮合金を回収するステップと、を含む、プロセス。
2.
坩堝を耐火材料でライニングすることと、
合金プールを保持している坩堝に、転炉供給物中の100重量部のコレクタ合金当たり最大20重量部の耐火保護剤の割合で、好ましくは100重量部のコレクタ合金当たり18重量部以下、より好ましくは100重量部のコレクタ合金当たり5~15重量部の耐火保護剤の割合で、耐火保護剤を供給することと、をさらに含む、実施形態1に記載のプロセス。
3.耐火保護剤が、(i)合金プールを最初に溶解した後、かつステップ(b)を開始する前、(ii)ステップ(a)および(b)の一方または両方の間、ならびに/または(iii)ステップ(a)および(b)の一方または両方を停止してステップ(d)で低密度層をタッピングした後、ステップ(a)および(b)の一方または両方を再開する前に、坩堝に供給される、実施形態2に記載のプロセス。
4.耐火保護剤が、ステップ(a)で導入されたコレクタ合金とともに坩堝に供給される、実施形態2または実施形態3に記載のプロセス。
5.耐火保護剤が、ステップ(a)で導入されたコレクタ合金とは別個に坩堝に供給され、好ましくは坩堝への耐火保護剤の供給が定期的である、実施形態2または実施形態3に記載のプロセス。
6.耐火保護剤が、耐火材料と共通の成分を含み、好ましくは共通の成分が、アルミナを含む、実施形態2~5のいずれかに記載のプロセス。
7.転炉供給物が、シリカ、酸化カルシウム、および/または酸化マグネシウムの含有量にかかわらず、100重量部のコレクタ合金当たり、20重量部未満の任意の添加フラックス材料を含む、実施形態2~6のいずれかに記載のプロセス。
8.ステップ(b)で、酸素含有ガスを合金プール内に延在するランスを通して合金プールに注入することをさらに含み、ランスが、消耗性耐火材料を含み、ランスの先端が消耗するにつれてプール内に前進され、消耗性耐火材料が、ライニングと共通の成分を含み、好ましくは共通の成分が、アルミナを含む、実施形態2~7のいずれかに記載のプロセス。
9.ライニングの耐火材料が、アルミナを含むラミング耐火物を含み、好ましくはラミング耐火物が、少なくとも90重量%のアルミナを含む、実施形態2~8のいずれかに記載のプロセス。
10.
耐火ライニング内の温度を、耐火ライニング内に取り付けられた半径方向に離間したセンサで感知することと、
センサからの温度感知情報を1つ以上の送信機に伝達することと、
温度感知情報を含む信号を1つ以上の送信機から受信機に送信することと、をさらに含み、
好ましくは、センサが、坩堝の金属壁に隣接して取り付けられており、および/または1つ以上の送信機が、坩堝の外部に取り付けられており、信号を受信機に無線で送信する、実施形態2~9のいずれかに記載のプロセス。
11.坩堝にジャケットを装着することと、ステップ(b)の間、冷却剤、好ましくは水を、ジャケットを通して循環させることと、をさらに含む、実施形態2~10のいずれかに記載のプロセス。
12.酸素含有ガスが、1800℃以下の温度で、好ましくは約1250℃~1700℃、より好ましくは1450℃~1700℃の範囲の温度で、合金プールを溶融状態に維持するのに十分な割合で転炉合金プールに注入される、実施形態2~11のいずれかに記載のプロセス。
13.ステップ(a)の前に、(I)コレクタ合金の一部分を未加工の状態から部分的に予備酸化するステップをさらに含み、好ましくはステップ(I)での部分的な予備酸化が、ステップ(I)の前の未加工のコレクタ合金部分中の鉄に基づいて、10~90パーセントの鉄の転換、より好ましくは25~75パーセントの鉄転換、さらにより好ましくは30~60パーセントの鉄転換を含む、実施形態1~12のいずれかに記載のプロセス。
14.ステップ(I)での予備酸化が、(I.A)未加工のコレクタ合金の粒子を酸素リッチの火炎に通過させることを含み、好ましくは火炎が、2000℃以上、より好ましくは2000℃~3500℃、特に2000℃~2800℃の火炎温度を呈する、実施形態13に記載のプロセス。
15.酸素リッチの火炎が、坩堝を加熱するためのバーナによって生成され、(I.B)火炎から坩堝に少なくとも部分的に溶解および/または予備酸化されたコレクタ合金粒子を堆積させることをさらに含む、実施形態14に記載のプロセス。
16.(I.C)粒子を冷却して固化させて、予備酸化されたコレクタ合金のコーティングを坩堝の耐火ライニングの内面上に形成することをさらに含み、ステップ(II)が、コーティングを溶解することを含む、実施形態14または実施形態15に記載のプロセス。
17.ステップ(a)の前に、
(II)部分的に予備酸化されたコレクタ合金を坩堝内で溶解して、ステップ(b)での酸素含有ガスの注入のために十分な体積の合金プールを形成するステップと、
(III)次いで、ステップ(a)での坩堝への転炉供給物導入、およびステップ(b)での合金プールへの酸素含有ガス注入を開始するステップと、をさらに含む、実施形態13~16のいずれかに記載のプロセス。
18.ステップ(I)での予備酸化が、ステップ(II)、(III)、(a)、(b)、(c)、(d)、および(e)のサイクルを通して転炉を運転して、部分的に酸化されたスタータ合金を調製することを含み、スタータ合金調製サイクルが、
部分的に酸化されたスタータ合金の事前に調製された装入物を坩堝内で溶解して、合金プールを形成することと、
ステップ(b)での酸素含有ガスの注入と同時に、ステップ(a)で合金プールに転炉供給物を定期的または継続的に供給することと、
酸素含有ガスの注入を継続して、合金プールを部分的に酸化することであって、好ましくは、転炉合金プールに供給される転炉供給物中の鉄の重量に基づいて、転炉供給物中の鉄の10~90パーセント、より好ましくは25~75パーセントが酸化される、部分的に酸化することと、
転炉坩堝からのスラグを、好ましくは複数回、タッピングすることと、
次いで、部分的に酸化された合金プールを回収して固化させることと、
好ましくは、スタータ合金調製サイクルからの固化された部分的に酸化されたコレクタ合金を、同様の複数の転炉運転サイクルおよび/またはスタータ合金調製サイクルのための複数のスタータ合金装入物に分割することと、を含む、実施形態17に記載のプロセス。
19.ステップ(I)での予備酸化が、コレクタ合金の粒子を、少なくとも800℃、例えば800℃~950℃の温度で、好ましくは回転式キルンまたは流動床ロースタ内で、酸素含有ガスと接触させることを含む、実施形態13に記載のプロセス。
20.
(A.l)ステップ(d)で回収されたスラグを複数の部分に分離するステップと、
(A.2)ステップ(a)で坩堝に導入された転炉供給物に、ステップ(A.l)からの回収されたスラグ部分の第1のスラグ部分を再循環させるステップであって、転炉供給物が、100重量部のコレクタ合金当たり約5~100重量部の量の再循環されたスラグを含み、好ましくは、転炉供給物が、100重量部のコレクタ合金当たり10~50重量部の量の再循環されたスラグを含む、再循環させるステップと、をさらに含む、実施形態1~19のいずれかに記載のプロセス。
21.(A.3)ステップ(a)での転炉供給物への同時の導入のために、好ましくは単一の供給ユニットから、コレクタ合金および再循環スラグを組み合わせることをさらに含む、実施形態20に記載のプロセス。
22.ステップ(A.2)での再循環されたスラグが、ステップ(d)からの回収されたスラグの平均の全PGM含有量よりも高いPGM含有量、および/または再循環されたスラグの約2重量パーセントを超えるニッケル含有量を有する、ステップ(d)からの回収されたスラグの高品位部分を含む、実施形態20または実施形態21に記載のプロセス。
23.
(B.1)ステップ(d)からの回収されたスラグを冷却し、固化させ、および粉砕するステップと、
(B.2)粉砕されたスラグを磁気感受性画分および非磁気感受性画分に磁気的に分離するステップと、
(B.3)ステップ(A.2)で磁気感受性画分を転炉供給物に再循環させるステップと、
(B.4)任意で、ステップ(A.2)で非磁気感受性画分の一部分を転炉供給物に再循環させるステップと、をさらに含む、実施形態18~22のいずれかに記載のプロセス。
24.
(C.l)ステップ(a)~(e)の前に、部分的に予備酸化されたコレクタ合金を坩堝内で溶解して合金プールを形成することによって、転炉運転サイクルを開始するステップと、
(C.2)次いで、ステップ(e)の前に、ステップ(a)、(b)、(c)、および(d)のシーケンスを複数回繰り返すステップであって、各シーケンスのステップ(d)が、ステップ(b)および(c)の後に続く、繰り返すステップと、
(C.3)ステップ(C.2)のシーケンスの最後のシーケンスで、ステップ(d)で低密度層の最終タッピングから回収されたスラグを、磁気感受性にかかわらずステップ(A.2)で転炉供給物に再循環させ、および/またはステップ(d)での最終タッピングからのステップ(B.2)で分離された非磁気感受性画分の全部もしくは一部を、ステップ(A.2)で転炉供給物に再循環させるステップと、
(C.4)ステップ(C.2)のシーケンスの最後のシーケンスのステップ(d)での低密度層の最終タッピングの後に、ステップ(e)で合金プールをタッピングするステップと、をさらに含む、実施形態20~23のいずれかに記載のプロセス。
25.
(D.1)ステップ(C.2)での最終タッピングに先行する低密度層のタッピングのために、低密度層中で同伴される合金が、それぞれの低密度層のタッピングの前に合金プール内に実質的に沈殿することを可能にするステップと、
(D.2)ステップ(C.2)での最終タッピングのために、タッピングを迅速に開始して、坩堝内の合金プールの固化を回避し、任意で、ステップ(C.2)での最終タッピングのために低密度層中の合金の同伴をもたらすステップと、をさらに含む、実施形態24に記載のプロセス。
26.
(1)ステップ(a)~(e)の前に、部分的に予備酸化されたコレクタ合金を坩堝内で溶解して、ステップ(a)のための合金プールを形成することによって、転炉運転サイクルを開始するステップと、
(2)次いで、ステップ(e)の前に、ステップ(a)、(b)、(c)、および(d)のシーケンスを複数回繰り返すステップであって、各シーケンスのステップ(d)が、ステップ(b)および(c)の後に続く、繰り返すステップと、
(3)ステップ(2)の最終シーケンスのステップ(d)での低密度層の最終タッピングに先行する、ステップ(2)の各シーケンスのステップ(d)での低密度層のタッピングのために、低密度層中で同伴される合金が、それぞれの低密度層のタッピングの前に、好ましくはステップ(2)のそれぞれのシーケンスのそれぞれのステップ(b)での酸素含有ガス注入の終了後5分間以上の期間に、合金プール内に実質的に沈殿することを可能にするステップと、
(4)ステップ(2)の最終シーケンスのステップ(d)での低密度層の最終タッピングのために、最終タッピングを速やかに行って、坩堝内の合金プールの固化を回避し、好ましくは、ステップ(2)の最終シーケンスのステップ(b)での酸素含有ガス注入の終了後5分以下の期間内に、ステップ(d)での低密度層の最終タッピングを開始することによって、任意で、ステップ(2)の最終シーケンスのステップ(d)での最終タッピングの低密度層中で合金を同伴するステップと、
(5)ステップ(2)のシーケンスの最後のシーケンスのステップ(d)での低密度層の最終タッピングの後に、ステップ(e)で合金プールをタッピングするステップと、をさらに含む、実施形態1~25のいずれかに記載のプロセス。
27.
(6)ステップ(2)の各シーケンスのステップ(d)からの回収されたスラグを冷却し、固化させ、および粉砕するステップと、
(7)ステップ(2)の最終シーケンスのステップ(d)での低密度層の最終タッピングから回収されたスラグを、ステップ(a)で転炉供給物に再循環させるステップと、をさらに含む、実施形態26に記載のプロセス。
28.
(E.l)触媒材料を(好ましくは非転換の)一次炉内で製錬するステップと、
(E.2)一次炉から一次炉スラグおよび第1のコレクタ合金を回収するステップと、
(E.3)一次炉スラグを(好ましくは非転換の)二次炉内で製錬するステップと、
(E.4)二次炉から二次炉スラグおよび第2のコレクタ合金を回収するステップと、
(E.5)第1および第2のコレクタ合金を、ステップ(a)で転炉供給物に供給するステップと、
(E.6)ステップ(d)で転炉から回収されたスラグの少なくとも一部分を、ステップ(E.3)で一次炉スラグとともに製錬するために二次炉に供給するステップと、をさらに含む、実施形態1~27のいずれかに記載のプロセス。
29.転炉の坩堝が、耐火材料でライニングされており、ステップ(E.2)からの一次炉スラグの一部分を、ステップ(a)および(b)の耐火保護剤として坩堝に、好ましくは100重量部のコレクタ合金当たり20重量部以下の一次炉スラグの割合で、より好ましくは100重量部のコレクタ合金当たり18重量部の一次炉スラグ、より好ましくは100重量部のコレクタ合金当たり5~15重量部の一次炉スラグの割合で、供給することをさらに含む、実施形態28に記載のプロセス。
30.ステップ(b)での酸素含有ガス注入が、合金プールが、合金プールの総重量に対して約10重量%以下の鉄、好ましくは5重量%以下の鉄を含むまで継続される、実施形態1~29のいずれかに記載のプロセス。
31.
0.5~12重量%のPGM、
40重量%以上の鉄、好ましくは40~80重量%の鉄、
0.5重量%以上のニッケル、好ましくは1~15重量%のニッケル、
3重量%以下の硫黄、好ましくは0.1重量%以上の硫黄、
好ましくは3重量%以下の銅、より好ましくは0.1~3重量%の銅、好ましくは2重量%以下のクロム、より好ましくは0.1~2重量%のクロム、および好ましくは20重量%以下のケイ素、より好ましくは1~20重量%のケイ素を含む、実施形態1~30のいずれかに記載のプロセス。
32.PGM濃縮合金が、
25重量%以上のPGM、好ましくは25~60重量%のPGM、
25重量%以上のニッケル、好ましくは25~70重量%のニッケル、ならびに
好ましくは、2重量%以下のケイ素、2重量%以下のリン、10重量%以下の銅、および2重量%以下の硫黄を含む、実施形態1~31のいずれかに記載のプロセス。
33.転炉供給物の導入、および酸素含有ガスの注入が、少なくとも部分的に同時である、実施形態1~32のいずれかに記載のプロセス。
34.溶融合金プールが、ニッケルを含む、実施形態1~33のいずれかに記載のプロセス。
35.コレクタ合金が、3重量%以下の硫黄、および3重量%以下の銅を含む、実施形態1~34のいずれかに記載のプロセス。
36.溶融合金プールが、ニッケルを含み、コレクタ合金が、3重量%以下の硫黄、および3重量%以下の銅を含み、転炉供給物の導入、および酸素含有ガスの注入が、少なくとも部分的に同時である、実施形態1~35のいずれかに記載のプロセス。
低フラックス転炉プロセスの実施形態
Al.白金族金属(PGM)コレクタ合金を転換するためのプロセスであって、
(a)ニッケルを含む溶融合金プールを保持している転炉の坩堝に転炉供給物を導入するステップであって、転炉供給物が、
(i)100重量部のコレクタ合金であって、コレクタ合金の総重量に基づいて、0.5重量%以上のPGM、40重量%以上の鉄、および0.5重量%以上のニッケルを含む、100重量部のコレクタ合金と、
(ii)20重量部未満の添加フラックス材料であって、添加フラックス材料の重量に対して、10重量%以上のシリカ、ならびに/または10重量%以上の酸化カルシウム、酸化マグネシウム、もしくは酸化カルシウムおよび酸化マグネシウムの組み合わせを含む、20重量部未満の添加フラックス材料と、を含む、導入するステップと、
(b)酸素含有ガスを合金プールに注入して、コレクタ合金からの鉄を酸化鉄に転換し、かつ合金プール中のPGMを濃縮するステップであって、転炉供給物の導入、および酸素含有ガスの注入が、少なくとも部分的に同時である、転換し、かつ濃縮するステップと、
(c)酸化鉄を含むスラグが合金プールの上方の低密度層に集まることを可能にするステップと、
(d)低密度層をタッピングして、転炉からスラグを回収するステップと、
(e)合金プールをタッピングして、PGM濃縮合金を回収するステップと、を含む、プロセス。
A2.
坩堝を耐火材料でライニングすることと、
合金プールを保持している坩堝に、転炉供給物中の100重量部のコレクタ合金当たり最大20重量部の耐火保護剤の割合で、好ましくは100重量部のコレクタ合金当たり18重量部以下、より好ましくは100重量部のコレクタ合金当たり5~15重量部の耐火保護剤の割合で、耐火保護剤を供給することと、をさらに含む、実施形態Alに記載のプロセス。
A3.耐火保護剤が、(i)合金プールを最初に溶解した後、かつステップ(b)を開始する前、(ii)ステップ(a)および(b)の一方または両方の間、ならびに/または(iii)ステップ(a)および(b)の一方または両方を停止してステップ(d)で低密度層をタッピングした後、ステップ(a)および(b)の一方または両方を再開する前に、坩堝に供給される、実施形態A2に記載のプロセス。
A4.耐火保護剤が、ステップ(a)で導入されたコレクタ合金とともに坩堝に供給される、実施形態A3に記載のプロセス。
A5.耐火保護剤が、ステップ(a)で導入されたコレクタ合金とは別個に坩堝に供給され、好ましくは坩堝への耐火保護剤の供給が定期的である、実施形態A3に記載のプロセス。
A6.耐火保護剤が、耐火材料と共通の成分を含み、好ましくは共通の成分が、アルミナを含む、実施形態A2~A5のいずれかに記載のプロセス。
A7.ステップ(b)で、酸素含有ガスを合金プール内に延在するランスを通して合金プールに注入することをさらに含み、ランスが、消耗性耐火材料を含み、ランスの先端が消耗するにつれてプール内に前進され、消耗性耐火材料が、ライニングと共通の成分を含み、好ましくは共通の成分が、アルミナを含む、実施形態A6に記載のプロセス。
A8.ライニングの耐火材料が、アルミナを含むラミング耐火物を含み、好ましくはラミング耐火物が、少なくとも90重量%のアルミナを含む、実施形態A2~A7のいずれかに記載のプロセス。
A9.
耐火ライニング内の温度を、耐火ライニング内に取り付けられた半径方向に離間したセンサで感知することと、
センサからの温度感知情報を1つ以上の送信機に伝達することと、
温度感知情報を含む信号を1つ以上の送信機から受信機に送信することと、をさらに含み、
好ましくは、センサが、坩堝の金属壁に隣接して取り付けられており、および/または1つ以上の送信機が、坩堝の外部に取り付けられており、信号を受信機に無線で送信する、実施形態A2~A8のいずれかに記載のプロセス。
A10.坩堝にジャケットを装着することと、ステップ(b)の間、冷却剤、好ましくは水および/または水性熱伝達媒体を、ジャケットを通して循環させることと、をさらに含む、実施形態A2~A9のいずれかに記載のプロセス。
All.酸素含有ガスが、1800℃以下の温度で、好ましくは約1250℃~1700℃、より好ましくは1450℃~1700℃の範囲の温度で、合金プールを溶融状態に維持するのに十分な割合で転炉合金プールに注入される、実施形態A2~A10のいずれかに記載のプロセス。
A12.ステップ(b)での酸素含有ガス注入が、合金プールが、合金プールの総重量に基づいて、約10重量%以下の鉄、好ましくは5重量%以下の鉄を含むまで継続される、実施形態A1~Allのいずれかに記載のプロセス。
A13.コレクタ合金が、
0.5~12重量%のPGM、
40~80重量%の鉄、
1~15重量%のニッケル、
3重量%以下の硫黄、好ましくは0.1重量%以上の硫黄、
3重量%以下の銅、好ましくは0.1~3重量%の銅、および
好ましくは20重量%以下のケイ素、より好ましくは1~20重量%のケイ素を含む、実施形態A1~A12のいずれかに記載のプロセス。
A14.PGM濃縮合金が、
25重量%以上のPGM、好ましくは25~60重量%のPGM、
25重量%以上のニッケル、好ましくは25~70重量%のニッケル、
10重量%以下の鉄、好ましくは5重量%以下の鉄、ならびに
好ましくは、2重量%以下のケイ素、2重量%以下のリン、10重量%以下の銅、および2重量%以下の硫黄を含む、実施形態A13に記載のプロセス。
A15.コレクタ合金の少なくとも一部分を未加工の状態から部分的に予備酸化することをさらに含み、坩堝への転炉供給物中に導入された100重量部のコレクタ合金のうち、転炉供給物が、少なくとも20重量部の部分的に予備酸化されたコレクタ合金を含み、好ましくは、部分的な予備酸化が、コレクタ合金の粒子を酸素リッチの火炎に通過させることを含み、好ましくは、火炎が、2000℃以上、より好ましくは2000℃~3500℃、特に2000℃~2800℃の火炎温度を呈する、実施形態A1~A14のいずれかに記載のプロセス。
A16.転炉供給物が、100重量部のコレクタ合金当たり約5~100重量部の量の再循環された転炉スラグをさらに含む、実施形態A1~A15のいずれかに記載のプロセス。
A17.転炉が、
(I)コレクタ合金の少なくとも一部分を部分的に予備酸化するステップと、
(II)ステップ(I)からの部分的に予備酸化されたコレクタ合金の装入物を転炉の坩堝内で溶解して、合金プールを形成して、転炉運転サイクルを開始するステップと、
(III)転炉供給物を合金プールとともに坩堝に導入するステップであって、転炉供給物が、(i)ステップ(I)からの部分的に予備酸化されたコレクタ合金生成物、(ii)予備酸化されていないコレクタ合金、または(iii)それらの組み合わせであって、転炉供給物が、任意で、以前の転炉サイクルからの再循環スラグをさらに含み得る、(i)、(ii)、または(iii)を含む、導入するステップと、
(IV)鉄の酸化鉄への転換、および合金プール中のPGMの濃縮のために、酸素含有ガスを合金プールに注入するステップと、
(V)酸化鉄を含むスラグが、合金プールの上方の低密度層に集まることを可能にするステップと、
(VI)ステップ(III)および(IV)を終了し、低密度層をタッピングして転炉からスラグを回収するステップと、
(VII)ステップ(III)、(IV)、(V)、および(VI)のシーケンスを、1つ以上の非最終シーケンスおよび最終シーケンスを含めて複数回繰り返すステップであって、各シーケンスのステップ(VI)が、ステップ(IV)および(V)の後に続く、繰り返すステップと、
(VIII)各非最終シーケンスのステップ(VI)での低密度層のタッピングの前に、低密度層中で同伴される合金が、酸素含有ガス注入の終了後に合金プール内に実質的に沈殿することを可能にするステップと、
(IX)最終シーケンスのステップ(VI)での酸素含有ガス注入の終了後に低密度層のタッピングを速やかに開始するステップであって、坩堝内の合金プールの固化が回避される、速やかに開始するステップと、
(X)転炉サイクルの終了時に、合金プールをタッピングして、PGM濃縮合金を回収するステップであって、坩堝内の合金プールの固化が回避される、回収するステップと、を含む運転サイクルを有する、実施形態A1~A16のいずれかに記載のプロセス。
A18.
(1)触媒材料を(好ましくは非転換の)一次炉内で製錬するステップと、
(2)一次炉から一次炉スラグおよび第1のコレクタ合金を回収するステップと、
(3)好ましくは冶金コークスを添加して、一次炉スラグを(好ましくは非転換の)二次炉内で製錬するステップと、
(4)二次炉から二次炉スラグおよび第2のコレクタ合金を回収するステップと、
(5)転炉供給物が、第1および第2のコレクタ合金を含んで、
(6)ステップ(d)で転炉から回収されたスラグの少なくとも一部分を、ステップ(3)で一次炉スラグとともに製錬するために二次炉に供給するステップと、をさらに含む、実施形態A1~A17のいずれかに記載のプロセス。
A19.
(A)坩堝を耐火物でライニングすることと、
(B)耐火物でライニングされた坩堝内に溶融合金プールを保持することと、
(C)耐火ライニングに隣接して坩堝にジャケットを装着することと、
(D)ジャケットを通して冷却剤を循環させて、耐火ライニングと熱連通した合金プールから熱を除去することと、をさらに含む、実施形態A1~A18のいずれかに記載のプロセス。
A20.転炉が、回転式転炉を含み、回転式転炉が、
坩堝が、長手方向軸を中心に回転するために取り付けられた傾斜した坩堝を含んで、
溶融合金プールを保持するための、坩堝の耐火ライニングと、
合金プールを有する坩堝に転炉供給物を導入するための、坩堝の上部の開口部と、
合金プールに酸素含有ガスを注入するためのランスと、
耐火ライニングに隣接する、坩堝の熱伝達ジャケットと、
ジャケットを通して熱伝達媒体を循環させて、耐火ライニングと熱連通した合金プールから熱を除去するための冷却剤システムと、を含む、実施形態A1~A19のいずれかに記載のプロセス。
部分的な予備酸化転炉プロセスの実施形態
Bl.白金族金属(PGM)コレクタ合金を転換するためのプロセスであって、
(I)コレクタ合金の総重量に基づいて、0.5重量%以上のPGM、40重量%以上の鉄、0.5重量%以上のニッケル、3重量%以下の硫黄、および3重量%以下の銅を含む未加工のコレクタ合金を部分的に予備酸化するステップと、
(II)初期装入物を転炉の坩堝に導入するステップであって、初期装入物が、未加工のコレクタ合金、ステップ(I)の部分的に予備酸化されたコレクタ合金生成物、またはそれらの組み合わせを含む、導入するステップと、
(III)初期装入物を溶解して、坩堝内に合金プールを形成するステップと、
(IV)合金プールに転炉供給物を導入するステップであって、転炉供給物が、未加工のコレクタ合金、ステップ(I)の部分的に予備酸化されたコレクタ合金生成物、またはそれらの組み合わせを含み、初期装入物および転炉供給物の少なくとも一方または両方が、ステップ(I)の部分的に予備酸化されたコレクタ合金を含む、導入するステップと、
(V)酸素含有ガスを合金プールに注入して、鉄を酸化鉄に転換し、かつ合金プール中のPGMを濃縮するステップであって、転炉供給物の導入、および酸素含有ガスの注入が、少なくとも部分的に同時である、転換し、かつ濃縮するステップと、
(VI)酸化鉄を含むスラグが合金プールの上方の低密度層に集まることを可能にするステップと、
(VII)低密度層をタッピングして、転炉からスラグを回収するステップと、
(VIII)合金プールをタッピングして、PGM濃縮合金を回収するステップと、を含む、プロセス。
B2.ステップ(I)での部分的な予備酸化が、ステップ(I)の前の未加工のコレクタ合金部分中の鉄に基づいて、10~90パーセントの鉄の転換、好ましくは25~75パーセントの鉄転換、より好ましくは30~60パーセントの鉄転換を含む、実施形態Blに記載のプロセス。
B3.ステップ(I)での予備酸化が、(I.A)未加工のコレクタ合金の粒子を酸素リッチの火炎に通過させることを含み、好ましくは火炎が、2000℃以上、より好ましくは2000℃~3500℃、特に2000℃~2800℃の火炎温度を呈する、実施形態Blまたは実施形態B2に記載のプロセス。
B4.酸素リッチの火炎が、坩堝を加熱するためのバーナによって生成され、(I.B)火炎から坩堝に少なくとも部分的に溶解された予備酸化されたコレクタ合金粒子を堆積させることをさらに含む、実施形態B3に記載のプロセス。
B5.
(I.C)粒子を冷却して固化させて、坩堝の耐火ライニングの内面上に予備酸化されたコレクタ合金のコーティングを形成するステップをさらに含み、
ステップ(III)が、坩堝内でコーティングを溶解して、ステップ(V)での酸素含有ガスの注入のために十分な体積の合金プールを形成することを含む、実施形態B4に記載のプロセス。
B6.ステップ(III)が、部分的に予備酸化されたコレクタ合金を坩堝内で溶解して、ステップ(IV)での酸素含有ガスの注入のための十分な体積の合金プールを形成することを含む、実施形態B1~B5のいずれかに記載のプロセス。
B7.ステップ(I)での予備酸化が、ステップ(II)、(III)、(IV)、(V)、(VI)、(VII)、および(VIII)のサイクルを通して転炉を運転して、部分的に酸化されたスタータ合金を調製することを含み、スタータ合金調製サイクルが、
部分的に酸化されたスタータ合金の事前に調製された装入物を坩堝内で溶解して、合金プールを形成することと、
ステップ(V)での酸素含有ガスの注入と同時に、ステップ(IV)で転炉供給物を合金プールに定期的または継続的に供給することと、
酸素含有ガスの注入を継続して、合金プールを部分的に酸化することであって、好ましくは、合金プールに供給される初期装入物および転炉供給物中の鉄の重量に基づいて、初期装入物および転炉供給物中の鉄の10~90パーセント、より好ましくは25~75パーセントが酸化される、部分的に酸化することと、
転炉坩堝からのスラグを、好ましくは複数回、タッピングすることと、
次いで、部分的に酸化された合金プールを回収して固化させることと、
好ましくは、スタータ合金調製サイクルからの固化された部分的に酸化されたコレクタ合金を、同様の複数の転炉運転サイクルおよび/またはスタータ合金調製サイクルのための複数のスタータ合金装入物に分割することと、を含む、実施形態B6に記載のプロセス。
B8.ステップ(I)での予備酸化が、未加工のコレクタ合金の粒子を、800℃よりも高い、例えば好ましくは800℃~950℃の温度で、好ましくは回転式キルンまたは流動床ロースタ内で、酸素含有ガスと接触させることを含む、実施形態B1~B7のいずれかに記載のプロセス。
B9.ステップ(V)での酸素含有ガス注入が、合金プールが、合金プールの総重量に基づいて、約10重量%以下の鉄、好ましくは5重量%以下の鉄を含むまで継続される、実施形態B1~B8のいずれかに記載のプロセス。
B10.未加工のコレクタ合金が、
40~80重量%の鉄、
1~15重量%のニッケル、
0.1重量%以上の硫黄、
0.1~3重量%の銅、および
1~20重量%のケイ素を含む、実施形態B1~B9のいずれかに記載のプロセス。
B11.PGM濃縮合金が、
25重量%以上のPGM、好ましくは25~60重量%のPGM、
25重量%以上のニッケル、好ましくは25~70重量%のニッケル、
10重量%以下の鉄、好ましくは5重量%以下の鉄、
10重量%以下の銅、
2重量%以下の硫黄、ならびに
好ましくは2重量%以下のケイ素、および2重量%以下のリンを含む、実施形態B1~B10のいずれかに記載のプロセス。
B12.転炉供給物が、ステップ(I)の少なくとも20重量部の部分的に予備酸化されたコレクタ合金生成物を含む、実施形態B1~Bllのいずれかに記載のプロセス。
B13.初期装入物および転炉供給物が、
(i)合計100重量部の未加工のコレクタ合金および部分的に予備酸化されたコレクタ合金と、
(ii)20重量部未満の添加フラックス材料であって、添加フラックス材料の重量に対して、10重量%以上のシリカならびに/または10重量%以上の酸化カルシウム、酸化マグネシウム、もしくは酸化カルシウムおよび酸化マグネシウムの組み合わせを含む20重量部未満の添加フラックス材料(好ましくは、シリカ、酸化カルシウム、または酸化マグネシウム含有量にかかわらず、20重量部未満(より好ましくは18重量部未満、さらにより好ましくは15重量部未満)の任意の添加フラックス材料)と、を含む、実施形態B1~B12のいずれかに記載のプロセス。
B14.
坩堝を耐火材料でライニングすることと、
合金プールを保持している坩堝に、初期装入物および転炉供給物中の100重量部の未加工のコレクタ合金および部分的に予備酸化されたコレクタ合金当たり最大20重量部の耐火保護剤の割合で、好ましくは100重量部の未加工のコレクタ合金および部分的に予備酸化されたコレクタ合金当たり18重量部以下、より好ましくは100重量部の未加工のコレクタ合金および部分的に予備酸化されたコレクタ合金当たり5~15重量部の耐火保護剤の割合で、耐火保護剤を供給することと、をさらに含む、実施形態B1~B13のいずれかに記載のプロセス。
B15.耐火保護剤が、耐火材料と共通の成分を含み、好ましくは共通の成分が、アルミナを含む、実施形態B14に記載のプロセス。
B16.初期装入物および転炉供給物が、合計100重量部の未加工のおよび/または部分的に予備酸化されたコレクタ合金当たり約5~100重量部の量の再循環された転炉スラグをさらに含む、実施形態B1~B15のいずれかに記載のプロセス。
B17.転炉が、
(1)ステップ(III)で、ステップ(I)からの部分的に予備酸化されたコレクタ合金の装入物を転炉の坩堝内で溶解して、合金プールを形成して、転炉運転サイクルを開始するステップと、
(2)ステップ(IV)で、合金プールを有する坩堝に転炉供給物を導入するステップであって、転炉供給物が、任意で、以前の転炉サイクルからの再循環スラグをさらに含み得る、導入するステップと、
(3)ステップ(V)で、鉄の酸化鉄への転換、および合金プール中のPGMの濃縮のために、合金プールに酸素含有ガスを注入するステップと、
(4)ステップ(VI)で、酸化鉄を含むスラグが、合金プールの上方の低密度層に集まることを可能にするステップと、
(5)ステップ(2)および(3)を終了し、低密度層をタッピングして、転炉からスラグを回収するステップと、
(6)ステップ(2)、(3)、(4)、および(5)のシーケンスを、1つ以上の非最終シーケンスおよび最終シーケンスを含めて複数回繰り返すステップであって、各シーケンスのステップ(5)が、ステップ(3)および(4)の後に続く、繰り返すステップと、
(7)各非最終シーケンスのステップ(6)での低密度層のタッピングの前に、低密度層中で同伴される合金が、酸素含有ガス注入の終了後に合金プール内に実質的に沈殿することを可能にするステップと、
(8)最終シーケンスのステップ(6)での酸素含有ガス注入の終了後に低密度層のタッピングを速やかに開始するステップであって、坩堝内の合金プールの固化が回避され、合金が任意で低密度層中で同伴される、速やかに開始するステップと、
(9)転炉サイクルの終了時に、合金プールをタッピングして、PGM濃縮合金を回収するステップであって、坩堝内の合金プールの固化が回避される、回収するステップと、を含む運転サイクルを有する、実施形態B1~B15のいずれかに記載のプロセス。
B18.
(1)触媒材料を(好ましくは非転換の)一次炉内で製錬するステップと、
(2)一次炉から一次炉スラグおよび第1のコレクタ合金を回収するステップと、
(3)好ましくは冶金コークスを添加して、一次炉スラグを(好ましくは非転換の)二次炉内で製錬するステップと、
(4)二次炉から二次炉スラグおよび第2のコレクタ合金を回収するステップと、
(5)ステップ(I)、ステップ(II)、および/またはステップ(IV)で、第1および第2のコレクタ合金が、未加工のコレクタ合金として供給され、
(6)ステップ(d)で転炉から回収されたスラグの少なくとも一部分を、ステップ(3)で一次炉スラグとともに製錬するために二次炉に供給するステップと、をさらに含む、実施形態B1~B16のいずれかに記載のプロセス。
B19.
(A)坩堝を耐火物でライニングすることと、
(B)耐火物でライニングされた坩堝内に溶融合金プールを保持することと、
(C)耐火ライニングに隣接して坩堝にジャケットを装着することと、
(D)ジャケットを通して冷却剤を循環させて、耐火ライニングと熱連通した合金プールから熱を除去することと、をさらに含む、実施形態B1~B17のいずれかに記載のプロセス。
B20.転炉が、回転式転炉を含み、回転式転炉が、
坩堝が、長手方向軸を中心に回転するために取り付けられた傾斜した坩堝を含んで、
溶融合金プールを保持するための、坩堝の耐火ライニングと、
合金プールを有する坩堝に転炉供給物を導入するための、坩堝の上部の開口部と、
合金プールに酸素含有ガスを注入するためのランスと、
耐火ライニングに隣接する、坩堝の熱伝達ジャケットと、
ジャケットを通して熱伝達媒体を循環させて、耐火ライニングと熱連通した合金プールから熱を除去するための冷却剤システムであって、好ましくは合金プールが、耐火ライニングと直接接触する、冷却剤システムと、を含む、実施形態B1~B18のいずれかに記載のプロセス。
スラグ再循環を用いる転炉プロセス
Cl.白金族金属(PGM)コレクタ合金を転換するためのプロセスであって、
(a)溶融合金プールを保持している転炉の坩堝に転炉供給物を導入するステップであって、転炉供給物が、
(i)100重量部のコレクタ合金であって、コレクタ合金の総重量に基づいて、0.5重量%以上のPGM、40重量%以上の鉄、0.5重量%以上のニッケル、3重量%以下の硫黄、および3重量%以下の銅を含む、100重量部のコレクタ合金と、
(ii)100重量部のコレクタ合金当たり約5~100重量部の量の再循環された転炉スラグと、を含む、導入するステップと、
(b)酸素含有ガスを合金プールに注入して、コレクタ合金からの鉄を酸化鉄に転換し、かつ合金プール中のPGMを濃縮するステップであって、転炉供給物の導入、および酸素含有ガスの注入が、少なくとも部分的に同時である、転換し、かつ濃縮するステップと、
(c)酸化鉄を含むスラグが合金プールの上方の低密度層に集まることを可能にするステップと、
(d)低密度層をタッピングして、転炉からスラグを回収するステップと、
(e)ステップ(d)で回収されたスラグを、ステップ(a)で転炉供給物に再循環させるための第1のスラグ部分と、ステップ(a)に再循環されない第2のスラグ部分と、に分離するステップと、
(f)合金プールをタッピングして、PGM濃縮合金を回収するステップと、のサイクルを含む、プロセス。
C2.1つのサイクルのステップ(e)からの再循環スラグ部分が、後続のサイクルのステップ(a)で再循環された転炉スラグとして供給される、実施形態Clに記載のプロセス。
C3.転炉供給物が、100重量部のコレクタ合金当たり10~50重量部の量の再循環されたスラグを含む、実施形態Clまたは実施形態C2に記載のプロセス。
C4.ステップ(a)での転炉供給物への同時の導入のために、好ましくは単一の供給ユニットから、コレクタ合金および再循環された転炉スラグを組み合わせることをさらに含む、実施形態Cl~C3に記載のプロセス。
C5.ステップ(a)での再循環された転炉スラグ、および/またはステップ(e)での第1のスラグ部分が、ステップ(d)からの回収されたスラグの平均の全PGM含有量よりも高いPGM含有量、および/または約2重量パーセントを超える酸化ニッケル含有量を有する高品位スラグを含む、実施形態Cl~C4に記載のプロセス。
C6.
ステップ(d)からの回収されたスラグを冷却し、固化させ、および粉砕するステップをさらに含み、
ステップ(e)での分離が、粉砕されたスラグを磁気感受性画分および非磁気感受性画分に磁気的に分離することを含み、
再循環スラグ部分が、磁気感受性画分を含み、
再循環スラグ部分が、任意で、非磁気感受性画分の一部分を含む、実施形態C5に記載のプロセス。
C7.
(C.l)ステップ(a)~(e)の前に、部分的に予備酸化されたコレクタ合金を坩堝内で溶解して合金プールを形成することによって、転炉運転サイクルを開始するステップと、
(C.2)次いで、ステップ(e)の前に、ステップ(a)、(b)、(c)、および(d)のシーケンスを複数回繰り返すステップであって、各シーケンスのステップ(d)が、ステップ(b)および(c)の後に続き、
ステップ(e)からの再循環スラグ部分が、磁気感受性にかかわらずステップ(C.2)のシーケンスの最後のシーケンスのステップ(d)での低密度層の最終タッピングから回収されたスラグを含む、繰り返すステップと、
(C.3)ステップ(C.2)のシーケンスの最後のシーケンスのステップ(d)での低密度層の最終タッピングの後に、ステップ(f)で合金プールをタッピングするステップと、をさらに含む、実施形態C6に記載のプロセス。
C8.
(C.l)ステップ(a)~(e)の前に、部分的に予備酸化されたコレクタ合金を坩堝内で溶解して合金プールを形成することによって、転炉運転サイクルを開始するステップと、
(C.2)次いで、ステップ(e)の前に、ステップ(a)、(b)、(c)、および(d)のシーケンスを複数回繰り返すステップであって、各シーケンスのステップ(d)が、ステップ(b)および(c)の後に続き、
ステップ(e)からの再循環スラグ部分が、ステップ(C.2)のシーケンスの最後のシーケンスのステップ(d)での低密度層の最終タッピングから回収されたスラグの非磁気感受性画分の全部または一部を含む、繰り返すステップと、
(C.3)ステップ(C.2)のシーケンスの最後のシーケンスのステップ(d)での低密度層の最終タッピングの後に、ステップ(f)で合金プールをタッピングするステップと、をさらに含む、実施形態C6に記載のプロセス。
C9.
(D.1)ステップ(C.2)での最終タッピングに先行する低密度層のタッピングのために、低密度層中で同伴される合金が、それぞれの低密度層のタッピングの前に合金プール内に実質的に沈殿することを可能にするステップと、
(D.2)酸素含有ガス注入を停止して5分以内に、ステップ(C.2)での最終タッピングを開始するステップと、をさらに含む、実施形態C8に記載のプロセス。
CIO.ステップ(b)での酸素含有ガス注入が、少なくとも1250℃、好ましくは少なくとも1450℃、または1250℃~1800℃、好ましくは1450℃~1700℃の合金プール内の温度を維持するのに十分な割合である、実施形態C1~C9のいずれかに記載のプロセス。
Cll.ステップ(b)での酸素含有ガス注入が、合金プールが、合金プールの総重量に基づいて、約10重量%以下の鉄、好ましくは5重量%以下の鉄を含むまで継続される、実施形態Cl~CIOのいずれかに記載のプロセス。
C12.コレクタ合金が、
40~80重量%の鉄、
1~15重量%のニッケル、
0.1重量%以上の硫黄、
0.1~3重量%の銅、および
20重量%以下のケイ素、好ましくは1~20重量%のケイ素を含む、実施形態Cl~Cllのいずれかに記載のプロセス。
C13.PGM濃縮合金が、
25重量%以上のPGM、好ましくは25~60重量%のPGM、
25重量%以上のニッケル、好ましくは25~70重量%のニッケル、ならびに
好ましくは、2重量%以下のケイ素、2重量%以下のリン、10重量%以下の銅、および2重量%以下の硫黄を含む、実施形態C12に記載のプロセス。
C14.転炉供給物が、
(i)100重量部のコレクタ合金と、
(ii)20重量部未満の添加フラックス材料であって、添加フラックス材料の重量に対して、10重量%以上のシリカならびに/または10重量%以上の酸化カルシウム、酸化マグネシウム、もしくは酸化カルシウムおよび酸化マグネシウムの組み合わせを含む20重量部未満の添加フラックス材料(好ましくは、シリカ、酸化カルシウム、または酸化マグネシウム含有量にかかわらず、20重量部未満(より好ましくは18重量部未満、さらにより好ましくは15重量部未満)の任意の添加フラックス材料)と、を含む、実施形態C1~C13のいずれかに記載のプロセス。
C15.
坩堝を耐火材料でライニングすることと、
合金プールを保持している坩堝に、転炉供給物中の100重量部のコレクタ合金当たり最大20重量部の耐火保護剤の割合で、好ましくは100重量部のコレクタ合金当たり18重量部以下、より好ましくは100重量部のコレクタ合金当たり5~15重量部の耐火保護剤の割合で、耐火保護剤を供給することであって、耐火保護剤が、耐火材料と共通の成分を含み、好ましくは共通の成分がアルミナを含む、供給することと、をさらに含む、実施形態C1~C14のいずれかに記載のプロセス。
C16.コレクタ合金の少なくとも一部分を未加工の状態から部分的に予備酸化することをさらに含み、坩堝への転炉供給物中に導入された100重量部のコレクタ合金のうち、転炉供給物が、少なくとも20重量部の部分的に予備酸化されたコレクタ合金を含み、好ましくは、部分的な予備酸化が、コレクタ合金の粒子を酸素リッチの火炎に通過させることを含み、好ましくは、火炎が、2000℃以上、より好ましくは2000℃~3500℃、特に2000℃~2800℃の火炎温度を呈する、実施形態C1~C15のいずれかに記載のプロセス。
C17.転炉が、
(1)部分的に予備酸化されたコレクタ合金の装入物を転炉の坩堝内で溶解して、合金プールを形成して、転炉運転サイクルを開始するステップと、
(2)ステップ(a)で、合金プールを有する坩堝に転炉供給物を導入するステップであって、転炉供給物が、任意で、以前の転炉サイクルからの再循環スラグをさらに含み得る、導入するステップと、
(3)ステップ(b)で、鉄の酸化鉄への転換、および合金プール中のPGMの濃縮のために、合金プールに酸素含有ガスを注入するステップと、
(4)ステップ(c)で、酸化鉄を含むスラグが、合金プールの上方の低密度層に集まることを可能にするステップと、
(5)ステップ(2)および(3)を終了し、低密度層をタッピングして、転炉からスラグを回収するステップと、
(6)ステップ(2)、(3)、(4)、および(5)のシーケンスを、1つ以上の非最終シーケンスおよび最終シーケンスを含めて複数回繰り返すステップであって、各シーケンスのステップ(5)が、ステップ(2)および(3)の後に続く、繰り返すステップと、
(7)各非最終シーケンスのステップ(6)での低密度層のタッピングの前に、低密度層中で同伴される合金が、酸素含有ガス注入の終了後に合金プール内に実質的に沈殿することを可能にするステップと、
(8)最終シーケンスのステップ(6)での酸素含有ガス注入の終了後に低密度層のタッピングを速やかに開始するステップであって、坩堝内の合金プールの固化が回避され、合金が任意で低密度層中で同伴される、速やかに開始するステップと、
(9)転炉サイクルの終了時に、合金プールをタッピングして、PGM濃縮合金を回収するステップであって、坩堝内の合金プールの固化が回避される、回収するステップと、を含む運転サイクルを有する、実施形態C1~C16のいずれかに記載のプロセス。
C18.
(1)触媒材料を(好ましくは非転換の)一次炉内で製錬するステップと、
(2)一次炉から一次炉スラグおよび第1のコレクタ合金を回収するステップと、
(3)好ましくは冶金コークスを添加して、一次炉スラグを(好ましくは非転換の)二次炉内で製錬するステップと、
(4)二次炉から二次炉スラグおよび第2のコレクタ合金を回収するステップと、
(5)ステップ(a)での転炉供給物が、第1および第2のコレクタ合金を含んで、
(6)ステップ(e)からの生成物スラグの少なくとも一部分を、ステップ(3)で一次炉スラグとともに製錬するために二次炉に供給するステップと、をさらに含む、実施形態C1~C17のいずれかに記載のプロセス。
C19.
(A)坩堝を耐火物でライニングすることと、
(B)耐火物でライニングされた坩堝内に溶融合金プールを保持することと、
(C)耐火ライニングに隣接して坩堝にジャケットを装着することと、
(D)ジャケットを通して冷却剤を循環させて、耐火ライニングと熱連通した合金プールから熱を除去することと、をさらに含む、実施形態C1~C18のいずれかに記載のプロセス。
C20 転炉が、回転式転炉を含み、回転式転炉が、
坩堝が、長手方向軸を中心に回転するために取り付けられた傾斜した坩堝を含んで、
溶融合金プールを保持するための、坩堝の耐火ライニングと、
合金プールを有する坩堝に転炉供給物を導入するための、坩堝の上部の開口部と、
合金プールに酸素含有ガスを注入するためのランスと、
耐火ライニングに隣接する、坩堝の熱伝達ジャケットと、
ジャケットを通して熱伝達媒体を循環させて、耐火ライニングと熱連通した合金プールから熱を除去するための冷却剤システムであって、好ましくは合金プールが、耐火ライニングと直接接触する、冷却剤システムと、を含む、実施形態C1~C19のいずれかに記載のプロセス。
段階的なスラグタッピングを用いる転炉プロセス
Dl.白金族金属(PGM)コレクタ合金を転換するためのプロセスであって、
(I)転炉の坩堝内でコレクタ合金の初期装入物を溶解して、合金プールを形成して、転炉サイクルを開始するステップと、
(II)合金プールを有する坩堝に転炉供給物を導入するステップと、
(III)酸素含有ガスを合金プールに注入して、鉄を酸化鉄に転換し、かつ合金プール中のPGMを濃縮するステップであって、転炉供給物の導入、および酸素含有ガスの注入が、少なくとも部分的に同時である、転換し、かつ濃縮するステップと、
(IV)酸化鉄を含むスラグが合金プールの上方の低密度層に集まることを可能にするステップと、
(V)ステップ(II)および(III)を終了し、低密度層をタッピングして転炉からスラグを回収するステップと、
(VI)ステップ(II)、(III)、(IV)、および(V)のシーケンスを、1つ以上の非最終シーケンスおよび最終シーケンスを含めて複数回繰り返すステップであって、各シーケンスのステップ(V)が、ステップ(III)および(IV)の後に続く、繰り返すステップと、
(VII)各非最終シーケンスのステップ(V)での低密度層のタッピングの前に、低密度層中で同伴される合金が、酸素含有ガス注入の終了後に合金プール内に実質的に沈殿することを可能にするステップと、
(VIII)最終シーケンスのステップ(V)での酸素含有ガス注入の終了後に低密度層のタッピングを速やかに開始するステップであって、坩堝内の合金プールの固化が回避される、速やかに開始するステップと、
(IX)転炉サイクルの終了時に、合金プールをタッピングして、PGM濃縮合金を回収するステップであって、坩堝内の合金プールの固化が回避される、回収するステップと、を含む、プロセス。
D2.酸素含有ガス注入の終了と低密度層タッピングの開始との間のステップ(VII)での経過時間が、5分以上である、実施形態D1に記載のプロセス。
D3.酸素含有ガス注入の終了と低密度層タッピングの開始との間のステップ(VIII)での経過時間が、5分以下である、実施形態D1または実施形態D2に記載のプロセス。
D4.ステップ(VIII)でタッピングされた低密度層中の合金を同伴することをさらに含む、実施形態D1~D3のいずれかに記載のプロセス。
D5.
(X)ステップ(V)からの回収されたスラグを冷却し、固化させ、および粉砕するステップと、
(XI)ステップ(V)からの回収されたスラグを、後続の転炉サイクルのステップ(II)での転炉供給物への再循環のためのスラグ部分と、再循環されないスラグ部分と、に分離するステップと、をさらに含む、実施形態D1~D4のいずれかに記載のプロセス。
D6.ステップ(II)での転炉供給物が、100重量部のコレクタ合金当たり5~100重量部、好ましくは10~50重量部の量の再循環されたスラグを含む、実施形態D5に記載のプロセス。
D7.ステップ(II)への再循環スラグが、ステップ(V)からの回収されたスラグの平均の全PGM含有量よりも高いPGM含有量を有する高品位スラグを含み、好ましくは、高品位スラグが、1000ppmを超えるPGMを含み、再循環されないスラグ部分が、1000ppm未満のPGMを含む、実施形態D5または実施形態D6に記載のプロセス。
D8.
ステップ(XI)での分離が、粉砕されたスラグを磁気感受性画分および非磁気感受性画分に磁気的に分離することを含み、
再循環スラグ部分が、磁気感受性画分を含み、
再循環スラグ部分が、任意で、非磁気感受性画分の一部分をさらに含む、ことをさらに含む、実施形態D5~D7のいずれかに記載のプロセス。
D9.再循環スラグ部分が、最終シーケンスのステップ(VIII)から回収されたスラグからの非磁気感受性画分をさらに含む、実施形態D8に記載のプロセス。
D10.再循環スラグ部分が、磁気感受性にかかわらず、最終シーケンスのステップ(VIII)から回収されたスラグを含む、実施形態D5~D9のいずれかに記載のプロセス。
Dll.ステップ(III)での酸素含有ガス注入が、合金プールが、合金プールの総重量に基づいて、約10重量%以下の鉄、好ましくは5重量%以下の鉄を含むまで継続される、実施形態D1~D10のいずれかに記載のプロセス。
D12.コレクタ合金が、コレクタ合金の総重量に基づいて、0.5重量%以上のPGM、40重量%以上の鉄、0.5重量%以上のニッケル、3重量%以下の硫黄、および3重量%以下の銅を含み、好ましくはコレクタ合金が、
40~80重量%の鉄、
1~15重量%のニッケル、
0.1重量%以上の硫黄、
0.1~3重量%の銅、および/または
20重量%以下のケイ素、好ましくは1~20重量%のケイ素を含む、実施形態Dl~Dllのいずれかに記載のプロセス。
D13.PGM濃縮合金が、
25重量%以上のPGM、好ましくは25~60重量%のPGM、
25重量%以上のニッケル、好ましくは25~70重量%のニッケル、
10重量%以下の鉄、好ましくは5重量%以下の鉄、ならびに
好ましくは、2重量%以下のケイ素、2重量%以下のリン、10重量%以下の銅、および2重量%以下の硫黄を含む、実施形態D12に記載のプロセス。
D14.転炉供給物が、
(i)合計100重量部のコレクタ合金と、
(ii)20重量部未満の添加フラックス材料であって、添加フラックス材料の重量に対して、10重量%以上のシリカならびに/または10重量%以上の酸化カルシウム、酸化マグネシウム、もしくは酸化カルシウムおよび酸化マグネシウムの組み合わせを含む20重量部未満の添加フラックス材料(好ましくは、シリカ、酸化カルシウム、または酸化マグネシウム含有量にかかわらず、20重量部未満(より好ましくは18重量部未満、さらにより好ましくは15重量部未満)の任意の添加フラックス材料)と、を含む、実施形態D1~D13のいずれかに記載のプロセス。
D15.
坩堝を耐火材料でライニングすることと、
合金プールを保持している坩堝に、転炉供給物中の合計100重量部の未加工のコレクタ合金および部分的に予備酸化されたコレクタ合金当たり最大20重量部の耐火保護剤の割合で、好ましくは合計100重量部の未加工のコレクタ合金および部分的に予備酸化されたコレクタ合金当たり18重量部以下、より好ましくは合計100重量部の未加工のコレクタ合金および部分的に予備酸化されたコレクタ合金当たり5~15重量部の耐火保護剤の割合で、耐火保護剤を供給することと、をさらに含み、好ましくは耐火保護剤が、耐火材料と共通の成分を含み、好ましくは共通の成分が、アルミナを含む、実施形態D1~D14のいずれかに記載のプロセス。
D16.コレクタ合金の少なくとも一部分を未加工の状態から部分的に予備酸化することをさらに含み、初期装入物、転炉供給物、またはその両方が、部分的に予備酸化されたコレクタ合金を含み、好ましくは、部分的な予備酸化が、未加工のコレクタ合金の粒子を酸素リッチの火炎に通過させることを含み、好ましくは、火炎が、2000℃以上、より好ましくは2000℃~3500℃、特に2000℃~2800℃の火炎温度を呈する、実施形態D1~D15のいずれかに記載のプロセス。
D17.初期装入物および/または転炉供給物が、それぞれ、20~100重量部の量の部分的に予備酸化されたコレクタ合金と、初期装入物および/または転炉供給物中の合計100重量部の未加工のコレクタ合金および部分的に予備酸化されたコレクタ合金当たり0~80重量部の量の未加工のコレクタ合金と、を含む、実施形態D16に記載のプロセス。
D18.
(1)触媒材料を(好ましくは非転換の)一次炉内で製錬するステップと、
(2)一次炉から一次炉スラグおよび第1のコレクタ合金を回収するステップと、
(3)好ましくは冶金コークスを添加して、一次炉スラグを(好ましくは非転換の)二次炉内で製錬するステップと、
(4)二次炉から二次炉スラグおよび第2のコレクタ合金を回収するステップと、
(5)初期装入物および/または転炉供給物が、第1および第2のコレクタ合金を含んで、
(6)ステップ(d)で転炉から回収されたスラグの少なくとも一部分を、ステップ(3)で一次炉スラグとともに製錬するために二次炉に供給するステップと、をさらに含む、実施形態D1~D17のいずれかに記載のプロセス。
D19.
(A)坩堝を耐火物でライニングすることと、
(B)耐火物でライニングされた坩堝内に溶融合金プールを保持することと、
(C)耐火ライニングに隣接して坩堝にジャケットを装着することと、
(D)ジャケットを通して冷却剤を循環させて、耐火ライニングと熱連通した合金プールから熱を除去することであって、好ましくは合金プールが、耐火ライニングと直接接触する、除去することと、をさらに含む、実施形態D1~D18のいずれかに記載のプロセス。
D20.転炉が、回転式転炉を含み、回転式転炉が、
坩堝が、長手方向軸を中心に回転するために取り付けられた傾斜した坩堝を含んで、
溶融合金プールを保持するための、坩堝の耐火ライニングと、
合金プールを有する坩堝に転炉供給物を導入するための、坩堝の上部の開口部と、
合金プールに酸素含有ガスを注入するためのランスと、
耐火ライニングに隣接する、坩堝の熱伝達ジャケットと、
ジャケットを通して熱伝達媒体を循環させて、耐火ライニングと熱連通した合金プールから熱を除去するための冷却剤システムであって、好ましくは合金プールが、耐火ライニングと直接接触する、冷却剤システムと、を含む、実施形態D1~D19のいずれかに記載のプロセス。
PGM回収および濃縮のための統合された転炉プロセス
El.PGMを回収および濃縮するためのプロセスであって、
(1)触媒材料を(好ましくは非転換の)一次炉内で製錬するステップと、
(2)一次炉から一次炉スラグおよび第1のコレクタ合金を回収するステップと、
(3)一次炉スラグを(好ましくは非転換の)二次炉内で製錬するステップと、
(4)二次炉から二次炉スラグおよび第2のコレクタ合金を回収するステップと、
(5)第1および第2のコレクタ合金を転炉内で転換して、PGM濃縮合金および転炉スラグを回収することと、
(6)ステップ(5)で転炉から回収された転炉スラグを、第1および第2の転炉スラグ部分に分離するステップと、
(7)ステップ(3)で一次炉スラグとともに製錬するために、第1の転炉スラグ部分を二次炉に供給するステップと、を含むプロセスを提供する。
E2.第2の転炉スラグ部分を、合計100重量部の第1および第2のコレクタ合金当たり約5~100重量部の第2の転炉スラグ部分の量の転炉への供給物に供給することをさらに含む、実施形態Elに記載のプロセス。
E3.第2の転炉スラグ部分が、第1の転炉スラグ部分よりも高いPGM含有量を有する高品位スラグを含み、好ましくは第2の転炉スラグ部分が、1000ppm以上のPGMを含む、実施形態E2に記載のプロセス。
E4.
ステップ(5)から回収された転炉スラグを冷却し、固化させ、および粉砕するステップをさらに含み、
ステップ(6)での分離が、粉砕されたスラグを磁気感受性画分および非磁気感受性画分に磁気的に分離することを含み、
第2の転炉スラグ部分が、磁気感受性画分を含み、
第2の転炉スラグ部分が、任意で、非磁気感受性画分の一部分を含む、実施形態E3に記載のプロセス。
E5.ステップ(5)での転換が、
(a)任意で部分的に予備酸化されたコレクタ合金を転炉の坩堝内で溶解して、坩堝内に保持される合金プールを形成することによって、転炉運転サイクルを開始することと、
(b)転炉供給物を坩堝に導入することと、
(c)酸素含有ガスを合金プールに注入して、コレクタ合金からの鉄を酸化鉄に転換し、かつ合金プール中のPGMを濃縮することであって、転炉供給物の導入、および酸素含有ガス注入が、少なくとも部分的に同時である、転換し、かつ濃縮することと、
(d)酸化鉄を含むスラグが合金プールの上方の低密度層に集まることを可能にすることと、
(e)転炉供給物導入および酸素含有ガス注入を停止し、低密度層をタッピングして転炉からスラグを回収することと、
(f)ステップ(b)、(c)、および(e)のシーケンスを複数回繰り返すことであって、各シーケンスのステップ(e)が、ステップ(b)および(c)の後に続き、ステップ(6)からの第2の転炉スラグ部分が、磁気感受性にかかわらず、シーケンスの最後のシーケンスのステップ(e)での低密度層の最終タッピングから回収された転炉スラグを含む、繰り返すことと、
(g)ステップ(f)のシーケンスの最後のシーケンスのステップ(e)での低密度層の最終タッピングの後に、合金プールをタッピングすることと、を含む、実施形態E4に記載のプロセス。
E6.ステップ(6)からの第2の転炉スラグ部分が、ステップ(f)のシーケンスの最後のシーケンスのステップ(e)での低密度層の最終タッピングから回収されたスラグの非磁気感受性画分の全部または一部を含む、実施形態E5に記載のプロセス。
E7.
(D.l)ステップ(f)での非最終シーケンスで、低密度層中で同伴される合金が、それぞれの低密度層のタッピングの前に合金プール内に実質的に沈殿することを可能にするステップと、
(D.2)ステップ(f)での最終シーケンスで、酸素含有ガス注入を停止して5分以内に、ステップ(e)での最終タッピングを開始するステップと、をさらに含む、実施形態E5に記載のプロセス。
E8.第1の転炉スラグ部分が、1000ppm未満のPGMを含み、第2の転炉スラグ部分が、1000ppmを超えるPGMを含む、実施形態E2に記載のプロセス。
E9.転炉の坩堝が、耐火材料でライニングされており、ステップ(2)からの一次炉スラグの一部分を耐火保護剤として坩堝に供給することをさらに含む、実施形態E1~E8のいずれかに記載のプロセス。
E10.耐火保護剤が、転炉に供給される100重量部の合計の第1および第2のコレクタ合金当たり20重量部以下の一次炉合スラグ、好ましくは、転炉に供給される100重量部の合計の第1および第2のコレクタ合金当たり18重量部の一次炉スラグ、より好ましくは、転炉に供給される100重量部の合計の第1および第2のコレクタ合金当たり5~15重量部の一次炉合スラグを含む、実施形態E9に記載のプロセス。
Ell.ステップ(5)での転換が、転炉の坩堝内の合金プールが、合金プールの総重量に基づいて、約10重量%以下の鉄、好ましくは5重量%以下の鉄を含むまで継続される、実施形態E1~E10のいずれかに記載のプロセス。
E12.転炉に供給される第1および第2のコレクタ合金が、
0.5~12重量%のPGM、
40重量%以上の鉄、好ましくは40~80重量%の鉄、
0.5重量%以上のニッケル、好ましくは1~15重量%のニッケル、
3重量%以下の硫黄、好ましくは0.1重量%以上の硫黄、
3重量%以下の銅、好ましくは0.1~3重量%の銅、および
好ましくは20重量%以下のケイ素、より好ましくは1~20重量%のケイ素を含む、実施形態Ellに記載のプロセス。
E13.ステップ(5)から回収されたPGM濃縮合金が、
25重量%以上のPGM、好ましくは25~60重量%のPGM、
25重量%以上のニッケル、好ましくは25~70重量%のニッケル、ならびに
好ましくは、2重量%以下のケイ素、5重量%以下のリン、10重量%以下の銅、および2重量%以下の硫黄を含む、実施形態E12に記載のプロセス。
E14.転炉への供給物が、
(i)合計100重量部の第1および第2のコレクタ合金と、
(ii)20重量部未満の添加フラックス材料であって、添加フラックス材料の重量に対して、10重量%以上のシリカならびに/または10重量%以上の酸化カルシウム、酸化マグネシウム、もしくは酸化カルシウムおよび酸化マグネシウムの組み合わせを含む20重量部未満の添加フラックス材料(好ましくは、シリカ、酸化カルシウム、または酸化マグネシウム含有量にかかわらず、20重量部未満(より好ましくは18重量部未満、さらにより好ましくは15重量部未満)の任意の添加フラックス材料)と、を含む、実施形態E1~E13のいずれかに記載のプロセス。
E15.第1および/または第2のコレクタ合金の少なくとも一部分を未加工の状態から部分的に予備酸化することをさらに含み、転炉への供給物が、100重量部の総転炉供給量当たり、少なくとも20重量部の部分的に予備酸化されたコレクタ合金を含む、実施形態E1~E14のいずれかに記載のプロセス。
E16.部分的な予備酸化が、コレクタ合金の粒子を酸素リッチの火炎に通過させることを含む、実施形態E15に記載のプロセス。
E17.火炎が、2000℃以上、好ましくは2000℃~3500℃、より好ましくは2000℃~2800℃の火炎温度を呈する、実施形態E16に記載のプロセス。
E18.
(A)転炉の坩堝を耐火物でライニングすることと、
(B)耐火物でライニングされた坩堝内に溶融合金プールを保持することと、
(C)耐火ライニングに隣接して坩堝にジャケットを装着することと、
(D)ジャケットを通して冷却剤を循環させて、耐火ライニングと熱連通した合金プールから熱を除去することと、をさらに含む、実施形態E1~E17のいずれかに記載のプロセス。
E19.転炉が、回転式転炉を含み、回転式転炉が、
長手方向軸を中心に回転するために取り付けられた傾斜した坩堝と、
溶融合金プールを保持するための、坩堝の耐火ライニングと、
合金プールを有する坩堝に転炉供給物を導入するための、坩堝の上部の開口部と、
合金プールに酸素含有ガスを注入するためのランスと、
耐火ライニングに隣接する、坩堝の熱伝達ジャケットと、
ジャケットを通して熱伝達媒体を循環させるための、かつ耐火ライニングと熱連通した合金プールから熱を除去するための冷却剤システムと、を含む、実施形態E1~E13のいずれかに記載のプロセス。
E20.PGMを回収および濃縮するためのプロセスであって、
(1)触媒材料を(好ましくは非転換の)一次炉内で製錬するステップと、
(2)一次炉から一次炉スラグおよび第1のコレクタ合金を回収するステップと、
(3)一次炉スラグを(好ましくは非転換の)二次炉内で製錬するステップと、
(4)二次炉から二次炉スラグおよび第2のコレクタ合金を回収するステップと、
(5)第1および第2のコレクタ合金を転炉内で転換して、PGM濃縮合金およびスラグを回収するステップであって、転換が、
(a)転炉の坩堝内で(好ましくは部分的に予備酸化された)コレクタ合金を溶融して、坩堝内に保持される合金プールを形成することによって、転炉運転サイクルを開始することと、
(b)合金プールを保持している坩堝に転炉供給物を導入することと、
(c)酸素含有ガスを合金プールに注入して、鉄を酸化鉄に転換し、かつ合金プール中のPGMを濃縮することであって、転炉供給物の導入、および酸素含有ガス注入が、少なくとも部分的に同時である、転換し、かつ濃縮することと、
(d)酸化鉄を含むスラグが合金プールの上方の低密度層に集まることを可能にすることと、
(e)転炉供給物導入および酸素含有ガス注入を停止し、低密度層をタッピングして転炉からスラグを回収することと、
(f)ステップ(b)、(c)、および(e)のシーケンスを複数回繰り返すことであって、各シーケンスのステップ(e)が、ステップ(b)および(c)の後に続く、繰り返すことと、
(g)ステップ(f)での非最終シーケンスで、低密度層中で同伴される合金が、それぞれの低密度層のタッピングの前に合金プール内に実質的に沈殿することを可能にすることと、
(h)ステップ(f)での最終シーケンスで、酸素含有ガス注入を停止して5分以内に、ステップ(e)での最終タッピングを開始することと、
(i)ステップ(f)のシーケンスの最後のシーケンスのステップ(e)での低密度層の最終タッピングの後に、合金プールをタッピングすることと、を含む、回収するステップと、
(6)ステップ(5)で転炉から回収された転炉スラグを、第1および第2の転炉スラグ部分に分離するステップであって、第2の転炉スラグ部分が、第1の転炉スラグ部分よりも高い平均のPGM含有量を含み、分離が、
(A)ステップ(5)から回収された転炉スラグを冷却し、固化させ、および粉砕すること、
(B)粉砕されたスラグを磁気感受性画分および非磁気感受性画分に磁気的に分離することを含み、
(C)第2の転炉スラグ部分が、磁気感受性画分と、最終スラグタッピングから取得された非磁気感受性画分の少なくとも一部分と、を含み、
(D)第1の転炉スラグ部分が、非磁気感受性画分の少なくとも一部分を含む、分離するステップと、
(7)ステップ(3)で一次炉スラグとともに製錬するために、第1の転炉スラグ部分を二次炉に供給するステップと、
(8)第2の転炉スラグ部分を、第1および第2のコレクタ合金とともに転炉に供給するステップと、
(9)ステップ(2)から一次炉スラグの一部分を、合金プールを保持している坩堝に供給するステップと、を含む、プロセス。
ジャケット装着PGM濃縮転炉
FI.回転式転炉であって、
長手方向軸を中心に回転するために取り付けられた傾斜した転炉坩堝と、
溶融合金プールを保持するための、坩堝の耐火ライニングと、
合金プールを有する坩堝に転炉供給物を導入するための、坩堝の上部の開口部と、
合金プールに酸素含有ガスを注入するためのランスと、
耐火ライニングに隣接する、坩堝の熱伝達ジャケットと、
ジャケットを通して熱伝達媒体を循環させて、耐火ライニングと熱連通した合金プールから熱を除去するための冷却剤システムと、を含む、回転式転炉。
F2.坩堝からスラグおよび合金を回収するためのタップをさらに含む、実施形態F1に記載の回転式転炉。
F3.合金プール内の温度を1250℃~1800℃に維持するために冷却剤供給および酸素含有ガス噴射を調整するための制御システムをさらに含む、実施形態F1または実施形態F2に記載の回転式転炉。
F4.制御システムが、1450℃以上、好ましくは1450℃~1700℃の温度を維持する、実施形態F3に記載の回転式転炉。
F5.冷却剤が、水性、例えば水または水およびグリコールである、実施形態F3または実施形態F4に記載の回転式転炉。
F6.
坩堝の回転を駆動するためのシャフトおよびモータと、
熱伝達媒体を、シャフトを通して、ジャケットに供給し、ジャケットから戻すための回転式カップリングと、をさらに含む、実施形態F1~F5のいずれかに記載の回転式転炉。
F7.温度感知情報を含む信号を受信機に送信するための1つ以上の送信機と通信する、耐火ライニングに半径方向に離間して取り付けられた温度センサをさらに含む、実施形態F1~F6のいずれかに記載の回転式転炉。
F8.温度センサが、坩堝の金属壁に隣接して取り付けられている、実施形態F7に記載の回転式転炉。
F9.1つ以上の送信機が、坩堝の外部に取り付けられており、信号を受信機に無線で送信する、実施形態F7または実施形態F8に記載の回転式転炉。
F10.坩堝内の開口部に隣接するヒュームフードをさらに含む、実施形態F1~F9のいずれかに記載の回転式転炉。
F11.坩堝の開口部に隣接する水冷式熱シールドをさらに含む、実施形態F1~F10のいずれかに記載の回転式転炉。
FI2.坩堝を加熱するためのバーナをさらに含む、実施形態F1~Fllのいずれかに記載の回転式転炉。
F13.バーナが、水冷式酸素バーナである、実施形態Fl2に記載の回転式転炉。
FI4.バーナが、バーナの火炎に転炉供給物を導入するためのシュートを含む、実施形態F12または実施形態FI3に記載の回転式転炉。
FI5.耐火ライニングが、アルミナベースのラミング耐火物を含む、実施形態FI~FI4のいずれかに記載の回転式転炉。
FI6.開口部を通して坩堝に転炉供給物を供給するための供給システムをさらに含む、実施形態FI~FI5のいずれかに記載の回転式転炉。
FI7.供給システムが、ホッパおよび振動フィーダを含む、実施形態FI6に記載の回転式転炉。
FI8.回転式転炉が、供給システム内の転炉供給物の装入物をさらに含む、実施形態FI6または実施形態FI7に記載の回転式転炉。
FI9.転炉供給物が、コレクタ合金の総重量に基づいて、0.5重量%以上のPGM、40重量%以上の鉄、0.5重量%以上のニッケル、3重量%以下の硫黄、および3重量%以下の銅を含むコレクタ合金を含む、実施形態FI8に記載の回転式転炉。
F20.転炉供給物が、再循環された転炉スラグ、耐火ライニングと共通の成分を含む耐火保護剤、またはそれらの組み合わせをさらに含む、実施形態FI9に記載の回転式転炉。
F21.転換プロセスであって、
(a)回転式転炉の坩堝を耐火物でライニングすることと、
(b)坩堝内に溶融合金プール(好ましくはニッケルを含む)を保持することと、
(c)合金プールを有する坩堝に転炉供給物を導入することであって、転炉供給物が、鉄を含むPGMコレクタ合金(好ましくは、コレクタ合金の総重量に基づいて、0.5重量%以上のPGM、40重量%以上の鉄、0.5重量%以上のニッケル、3重量%以下の硫黄、および3重量%以下の銅を含む)を含む、導入することと、
(d)酸素含有ガスを合金プールに注入して、合金プール内の温度を1250℃~1800℃(好ましくは少なくとも1450℃)に維持し、コレクタ合金からの鉄を酸化鉄に転換し、合金プール中のPGMを濃縮する(好ましくは、転炉供給物の導入、および酸素含有ガスの注入が、少なくとも部分的に同時である)ことと、
(e)耐火ライニングに隣接して坩堝にジャケットを装着することと、
(f)ジャケットを通して冷却剤を循環させて、耐火ライニングと熱連通した合金プールから熱を除去することと、
(g)酸化鉄を含むスラグが合金プールの上方の低密度層に集まることを可能にすることと、
(h)低密度層をタッピングして、転炉からスラグを回収することと、
(i)合金プールをタッピングして、PGM濃縮合金を回収することと、を含む、プロセス。
F22.耐火ライニングの温度を監視することをさらに含む、実施形態F21に記載のプロセス。
F23.耐火ライニングに取り付けられた1つ以上のセンサで耐火ライニング内の温度を感知することと、1つ以上のセンサからの温度感知情報を1つ以上の送信機に伝達することと、温度感知情報を含む信号を1つ以上の送信機から受信機に送信することとをさらに含む、実施形態F22に記載のプロセス。
F24.1つ以上の送信機が、坩堝の外部に取り付けられており、信号を受信機に無線で送信する、実施形態F23に記載のプロセス。
F25.坩堝を回転させることと、回転式カップリングを介して冷却剤を、ジャケットに供給し、およびジャケットから戻すことと、をさらに含む、実施形態F21~F24のいずれかに記載のプロセス。
F26.ステップ(h)で回収された転炉スラグを、ステップ(c)での転炉供給物に再循環させことをさらに含む、実施形態F21~F25に記載のプロセス。
F27.転換処理であって、
実施形態FI~F20のいずれかに記載の回転式転炉の坩堝に溶融合金プールを保持することと、
坩堝の上部の開口部を通して合金プールに転炉供給物を導入することと、
溶融合金プールを保持するための、坩堝の耐火ライニングと、
ランスを通して合金プールに酸素含有ガスを注入することと、
ジャケットを通して熱伝達媒体を循環させて、耐火ライニングと熱連通した合金プールから熱を除去することと、
坩堝からスラグおよび合金を回収することと、を含む、プロセス。
F28.熱伝達媒体循環および酸素含有ガス注入を調整して、合金プール内の温度を1250℃~1800℃、好ましくは1450℃~1700℃に維持することをさらに含む、実施形態F27に記載のプロセス。
F29.
シャフトおよびモータを使用して、坩堝の回転を駆動することと、
熱伝達媒体を、回転式カップリングを介してシャフトを通してジャケットに供給し、およびジャケットからシャフトを通して熱伝達媒体を戻すことと、を含む、をさらに含む、実施形態F27または実施形態F28に記載のプロセス。
F30.耐火ライニング内に、1つ以上の送信機と通信する半径方向に離間した温度センサを取り付けることと、温度感知情報を含む信号を1つ以上の送信機から受信機に送信することと、をさらに含む、実施形態F27~F29のいずれかに記載のプロセス。
F31.温度センサが、坩堝の金属壁に隣接して取り付けられている、実施形態F30に記載のプロセス。
F32.1つ以上の送信機が、坩堝の外部に取り付けられており、信号を受信機に無線で送信する、実施形態F30または実施形態F31に記載のプロセス。
F33.坩堝内の開口部に隣接してヒュームフードおよび水冷式熱シールドを配設することをさらに含む、実施形態F27~F32のいずれかに記載のプロセス。
F34.坩堝をバーナで加熱することをさらに含み、好ましくはバーナが、水冷式酸素バーナである、実施形態F27~F33のいずれかに記載のプロセス。
F35.転炉供給物を、シュートを通してバーナの火炎に導入することをさらに含む、実施形態F34に記載のプロセス。
F36.耐火ライニングが、アルミナベースのラミング耐火物を含む、実施形態F27~F35のいずれかに記載のプロセス。
F37.坩堝への開口部を通して、好ましくはホッパおよび振動フィーダを含む、供給システムから、転炉供給物を供給することをさらに含む、実施形態F27~F36のいずれかに記載のプロセス。
F38.供給システム内に転炉供給物の装入物を装填することをさらに含む、実施形態F37に記載のプロセス。
F39.転炉供給物が、コレクタ合金であって、コレクタ合金の総重量に基づいて、0.5重量%以上のPGM、40重量%以上の鉄、0.5重量%以上のニッケル、3重量%以下の硫黄、および3重量%以下の銅を含むコレクタ合金を含む、実施形態F38に記載のプロセス。
F40.転炉供給物が、再循環された転炉スラグ、好ましくは1000重量ppm以上のPGMを含む高品位スラグをさらに含む、実施形態F39に記載のプロセス。
Claims (176)
- 白金族金属(PGM)コレクタ合金を転換するためのプロセスであって、
(a)溶融合金プール(好ましくはニッケルを含む)を保持している転炉の坩堝に転炉供給物を導入するステップであって、前記転炉供給物が、
(i)100重量部のコレクタ合金であって、前記コレクタ合金の総重量に基づいて、0.5重量%以上のPGM、40重量%以上の鉄、および0.5重量%以上のニッケル(ならびに好ましくは3重量%以下の硫黄および3重量%以下の銅)を含む、100重量部のコレクタ合金と、
(ii)添加フラックス材料が、前記添加フラックス材料の重量に対して、10重量%以上のシリカ、ならびに10重量%以上の酸化カルシウム、酸化マグネシウム、または酸化カルシウムおよび酸化マグネシウムの組み合わせを含む場合、20重量部未満の前記添加フラックス材料と、を含む、導入するステップと、
(b)酸素含有ガスを前記合金プールに注入して、前記コレクタ合金からの鉄および1つ以上の他の酸化性元素を対応する酸化物に転換し、前記合金プール中のPGMを濃縮する(好ましくは、前記転炉供給物の前記導入および前記酸素含有ガスの前記注入が、少なくとも部分的に同時である)ステップと、
(c)前記酸化鉄を含むスラグが前記合金プールの上方の低密度層に集まることを可能にするステップと、
(d)前記低密度層をタッピングして、前記転炉から前記スラグを回収するステップと、
(e)前記合金プールをタッピングして、前記PGM濃縮合金を回収するステップと、を含む、プロセス。 - 前記坩堝を耐火材料でライニングすることと、
前記合金プールを保持している前記坩堝に、前記転炉供給物中の100重量部の前記コレクタ合金当たり最大20重量部の耐火保護剤の割合で、好ましくは100重量部の前記コレクタ合金当たり18重量部以下、より好ましくは100重量部の前記コレクタ合金当たり5~15重量部の耐火保護剤の割合で、耐火保護剤を供給することと、をさらに含む、請求項1に記載のプロセス。 - 前記耐火保護剤が、(i)前記合金プールを最初に溶解した後、かつステップ(b)を開始する前、(ii)ステップ(a)および(b)の一方または両方の間、ならびに/または(iii)ステップ(a)および(b)の一方または両方を停止してステップ(d)で前記低密度層をタッピングした後、ステップ(a)および(b)の前記一方または両方を再開する前に、前記坩堝に供給される、請求項2に記載のプロセス。
- 前記耐火保護剤が、ステップ(a)で導入された前記コレクタ合金とともに前記坩堝に供給される、請求項2に記載のプロセス。
- 前記耐火保護剤が、ステップ(a)で導入された前記コレクタ合金とは別個に前記坩堝に供給され、好ましくは前記坩堝への前記耐火保護剤の供給が定期的である、請求項2に記載のプロセス。
- 前記耐火保護剤が、前記耐火材料と共通の成分を含み、好ましくは前記共通の成分が、アルミナを含む、請求項2に記載のプロセス。
- 前記転炉供給物が、シリカ、酸化カルシウム、および/または酸化マグネシウムの含有量にかかわらず、100重量部のコレクタ合金当たり、20重量部未満の任意の添加フラックス材料を含む、請求項2に記載のプロセス。
- ステップ(b)で、前記酸素含有ガスを前記合金プール内に延在するランスを通して前記合金プールに注入することをさらに含み、前記ランスが、消耗性耐火材料を含み、前記ランスの先端が消耗するにつれて前記プール内に前進され、前記消耗性耐火材料が、前記ライニングと共通の成分を含み、好ましくは前記共通の成分が、アルミナを含む、請求項2に記載のプロセス。
- 前記ライニングの前記耐火材料が、アルミナを含むラミング耐火物を含み、好ましくは前記ラミング耐火物が、少なくとも90重量%のアルミナを含む、請求項2に記載のプロセス。
- 前記耐火ライニング内の温度を、前記耐火ライニング内に取り付けられた半径方向に離間したセンサで感知することと、
前記センサからの温度感知情報を1つ以上の送信機に伝達することと、
前記温度感知情報を含む信号を前記1つ以上の送信機から受信機に送信することと、をさらに含み、
好ましくは、前記センサが、前記坩堝の金属壁に隣接して取り付けられており、および/または前記1つ以上の送信機が、前記坩堝の外部に取り付けられており、前記信号を前記受信機に無線で送信する、請求項2に記載のプロセス。 - 前記坩堝にジャケットを装着することと、ステップ(b)の間、冷却剤、好ましくは水を、前記ジャケットを通して循環させることと、をさらに含む、請求項2に記載のプロセス。
- 前記酸素含有ガスが、1800℃以下の温度で、好ましくは約1250℃~1700℃、より好ましくは1450℃~1700℃の範囲の温度で、前記合金プールを溶融状態に維持するのに十分な割合で前記転炉合金プールに注入される、請求項2に記載のプロセス。
- ステップ(a)の前に、(I)前記コレクタ合金の一部分を未加工の状態から部分的に予備酸化する前記ステップをさらに含み、好ましくはステップ(I)での前記部分的な予備酸化が、ステップ(I)の前の前記未加工のコレクタ合金部分中の前記鉄に基づいて、10~90パーセントの鉄の転換、より好ましくは25~75パーセントの鉄転換、さらにより好ましくは30~60パーセントの鉄転換を含む、請求項1~12のいずれかに記載のプロセス。
- ステップ(I)での前記予備酸化が、(I.A)前記未加工のコレクタ合金の粒子を酸素リッチの火炎に通過させることを含み、好ましくは前記火炎が、2000℃以上、より好ましくは2000℃~3500℃、特に2000℃~2800℃の火炎温度を呈する、請求項13に記載のプロセス。
- 前記酸素リッチの火炎が、前記坩堝を加熱するためのバーナによって生成され、(LB)前記火炎から前記坩堝に少なくとも部分的に溶解および/または予備酸化されたコレクタ合金粒子を堆積させることをさらに含む、請求項14に記載のプロセス。
- (I.C)前記粒子を冷却して固化させて、前記予備酸化されたコレクタ合金のコーティングを前記坩堝の耐火ライニングの内面上に形成することをさらに含み、ステップ(II)が、前記コーティングを溶解することを含む、請求項14に記載のプロセス。
- ステップ(a)の前に、
(II)前記部分的に予備酸化されたコレクタ合金を前記坩堝内で溶解して、ステップ(b)での前記酸素含有ガスの前記注入のために十分な体積の前記合金プールを形成するステップと、
(III)次いで、ステップ(a)での前記坩堝への前記転炉供給物導入、およびステップ(b)での前記合金プールへの前記酸素含有ガス注入を開始するステップと、をさらに含む、請求項13に記載のプロセス。 - ステップ(I)での前記予備酸化が、ステップ(II)、(III)、(a)、(b)、(c)、(d)、および(e)のサイクルを通して前記転炉を運転して、部分的に酸化されたスタータ合金を調製することを含み、前記スタータ合金調製サイクルが、
前記部分的に酸化されたスタータ合金の事前に調製された装入物を前記坩堝内で溶解して、前記合金プールを形成することと、
ステップ(b)での前記酸素含有ガスの前記注入と同時に、ステップ(a)で前記合金プールに前記転炉供給物を定期的または継続的に供給することと、
前記酸素含有ガスの前記注入を継続して、前記合金プールを部分的に酸化することであって、好ましくは、前記転炉合金プールに供給される前記転炉供給物中の鉄の重量に基づいて、前記転炉供給物中の鉄の10~90パーセント、より好ましくは25~75パーセントが酸化される、部分的に酸化することと、
前記転炉坩堝からの前記スラグを、好ましくは複数回、タッピングすることと、
次いで、前記部分的に酸化された合金プールを回収して固化させることと、
好ましくは、前記スタータ合金調製サイクルからの前記固化された部分的に酸化されたコレクタ合金を、同様の複数の転炉運転サイクルおよび/またはスタータ合金調製サイクルのための複数のスタータ合金装入物に分割することと、を含む、請求項17に記載のプロセス。 - ステップ(I)での前記予備酸化が、前記コレクタ合金の粒子を、少なくとも800℃、例えば800℃~950℃の温度で、好ましくは回転式キルンまたは流動床ロースタ内で、酸素含有ガスと接触させることを含む、請求項13に記載のプロセス。
- (AT)ステップ(d)で回収された前記スラグを複数の部分に分離するステップと、
(A.2)ステップ(a)で前記坩堝に導入された前記転炉供給物に、ステップ(A.1)からの前記回収されたスラグ部分の第1のスラグ部分を再循環させるステップであって、前記転炉供給物が、100重量部の前記コレクタ合金当たり約5~100重量部の量の前記再循環されたスラグを含み、好ましくは、前記転炉供給物が、100重量部の前記コレクタ合金当たり10~50重量部の量の前記再循環されたスラグを含む、再循環させるステップと、をさらに含む、請求項1~12のいずれかに記載のプロセス。 - (A.3)ステップ(a)での前記転炉供給物への同時の導入のために、好ましくは単一の供給ユニットから、前記コレクタ合金および前記再循環スラグを組み合わせることをさらに含む、請求項20に記載のプロセス。
- ステップ(A.2)での前記再循環されたスラグが、ステップ(d)からの前記回収されたスラグの平均の全PGM含有量よりも高いPGM含有量、および/または前記再循環されたスラグの約2重量パーセントを超えるニッケル含有量を有する、ステップ(d)からの前記回収されたスラグの高品位部分を含む、請求項20に記載のプロセス。
- (B.1)ステップ(d)からの前記回収されたスラグを冷却し、固化させ、および粉砕するステップと、
(B.2)前記粉砕されたスラグを磁気感受性画分および非磁気感受性画分に磁気的に分離するステップと、
(B.3)ステップ(A.2)で前記磁気感受性画分を前記転炉供給物に再循環させるステップと、
(B.4)任意で、ステップ(A.2)で前記非磁気感受性画分の一部分を前記転炉供給物に再循環させるステップと、をさらに含む、請求項20に記載のプロセス。 - (C.1)ステップ(a)~(e)の前に、部分的に予備酸化されたコレクタ合金を前記坩堝内で溶解して前記合金プールを形成することによって、転炉運転サイクルを開始するステップと、
(C.2)次いで、ステップ(e)の前に、ステップ(a)、(b)、(c)、および(d)のシーケンスを複数回繰り返すステップであって、各シーケンスのステップ(d)が、ステップ(b)および(c)の後に続く、繰り返すステップと、
(C.3)ステップ(C.2)の前記シーケンスの最後のシーケンスで、ステップ(d)で前記低密度層の最終タッピングから回収された前記スラグを、磁気感受性にかかわらずステップ(A.2)で前記転炉供給物に再循環させ、および/またはステップ(d)での前記最終タッピングからのステップ(B.2)で分離された前記非磁気感受性画分の全部もしくは一部を、ステップ(A.2)で前記転炉供給物に再循環させるステップと、
(C.4)ステップ(C.2)の前記シーケンスの最後のシーケンスのステップ(d)での前記低密度層の前記最終タッピングの後に、ステップ(e)で前記合金プールをタッピングするステップと、をさらに含む、請求項20に記載のプロセス。 - (D.1)ステップ(C.2)での前記最終タッピングに先行する前記低密度層のタッピングのために、前記低密度層中で同伴される合金が、それぞれの低密度層の前記タッピングの前に前記合金プール内に実質的に沈殿することを可能にするステップと、
(D.2)ステップ(C.2)での前記最終タッピングのために、前記タッピングを迅速に開始して、前記坩堝内の前記合金プールの固化を回避し、任意で、ステップ(C.2)での前記最終タッピングのために前記低密度層中の合金の同伴をもたらすステップと、をさらに含む、請求項24に記載のプロセス。 - (1)ステップ(a)~(e)の前に、部分的に予備酸化されたコレクタ合金を前記坩堝内で溶解して、ステップ(a)のための前記合金プールを形成することによって、転炉運転サイクルを開始するステップと、
(2)次いで、ステップ(e)の前に、ステップ(a)、(b)、(c)、および(d)のシーケンスを複数回繰り返すステップであって、各シーケンスのステップ(d)が、ステップ(b)および(c)の後に続く、繰り返すステップと、
(3)ステップ(2)の最終シーケンスのステップ(d)での前記低密度層の最終タッピングに先行する、ステップ(2)の各シーケンスのステップ(d)での前記低密度層の前記タッピングのために、前記低密度層中で同伴される合金が、それぞれの低密度層の前記タッピングの前に、好ましくはステップ(2)のそれぞれのシーケンスのそれぞれのステップ(b)での前記酸素含有ガス注入の終了後5分間以上の期間に、前記合金プール内に実質的に沈殿することを可能にするステップと、
(4)ステップ(2)の前記最終シーケンスの前記ステップ(d)での前記低密度層の前記最終タッピングのために、前記最終タッピングを速やかに行って、前記坩堝内の前記合金プールの固化を回避し、好ましくは、ステップ(2)の前記最終シーケンスのステップ(b)での前記酸素含有ガス注入の終了後5分以下の期間内に、ステップ(d)での前記低密度層の前記最終タッピングを開始することによって、任意で、ステップ(2)の前記最終シーケンスのステップ(d)での前記最終タッピングの前記低密度層中で合金を同伴するステップと、
(5)ステップ(2)の前記シーケンスの最後のシーケンスのステップ(d)での前記低密度層の前記最終タッピングの後に、ステップ(e)で前記合金プールをタッピングするステップと、をさらに含む、請求項1~12のいずれかに記載のプロセス。 - (6)ステップ(2)の各シーケンスのステップ(d)からの前記回収されたスラグを冷却し、固化させ、および粉砕するステップと、
(7)ステップ(2)の前記最終シーケンスのステップ(d)での前記低密度層の前記最終タッピングから回収された前記スラグを、ステップ(a)で前記転炉供給物に再循環させるステップと、をさらに含む、請求項26に記載のプロセス。 - (E.1)触媒材料を(好ましくは非転換の)一次炉内で製錬するステップと、
(E.2)前記一次炉から一次炉スラグおよび第1のコレクタ合金を回収するステップと、
(E.3)前記一次炉スラグを(好ましくは非転換の)二次炉内で製錬するステップと、
(E.4)前記二次炉から二次炉スラグおよび第2のコレクタ合金を回収するステップと、
(E.5)前記第1および第2のコレクタ合金を、ステップ(a)で転炉供給物に供給するステップと、
(E.6)ステップ(d)で転炉から回収されたスラグの少なくとも一部分を、ステップ(E.3)で一次炉スラグとともに製錬するために二次炉に供給するステップと、をさらに含む、請求項1~12のいずれかに記載のプロセス。 - 前記転炉の前記坩堝が、耐火材料でライニングされており、ステップ(E.2)からの前記一次炉スラグの一部分を、ステップ(a)および(b)の耐火保護剤として前記坩堝に、好ましくは100重量部の前記コレクタ合金当たり20重量部以下の前記一次炉スラグの割合で、より好ましくは100重量部の前記コレクタ合金当たり18重量部の前記一次炉スラグ、より好ましくは100重量部の前記コレクタ合金当たり5~15重量部の前記一次炉スラグの割合で、供給することをさらに含む、請求項28に記載のプロセス。
- ステップ(b)での前記酸素含有ガス注入が、前記合金プールが、前記合金プールの総重量に対して約10重量%以下の鉄、好ましくは5重量%以下の鉄を含むまで継続される、請求項1~12のいずれかに記載のプロセス。
- 前記コレクタ合金が、
0.5~12重量%のPGM、
40重量%以上の鉄、好ましくは40~80重量%の鉄、
0.5重量%以上のニッケル、好ましくは1~15重量%のニッケル、
3重量%以下の硫黄、好ましくは0.1重量%以上の硫黄、
好ましくは3重量%以下の銅、より好ましくは0.1~3重量%の銅、好ましくは2重量%以下のクロム、より好ましくは0.1~2重量%のクロム、および好ましくは20重量%以下のケイ素、より好ましくは1~20重量%のケイ素を含む、請求項1~12のいずれかに記載のプロセス。 - 前記PGM濃縮合金が、
25重量%以上のPGM、好ましくは25~60重量%のPGM、
25重量%以上のニッケル、好ましくは25~70重量%のニッケル、ならびに
好ましくは、2重量%以下のケイ素、2重量%以下のリン、10重量%以下の銅、および2重量%以下の硫黄を含む、請求項1~12のいずれかに記載のプロセス。 - 前記転炉供給物の前記導入、および前記酸素含有ガスの前記注入が、少なくとも部分的に同時である、請求項1~12のいずれかに記載のプロセス。
- 前記溶融合金プールが、ニッケルを含む、請求項1~12のいずれかに記載のプロセス。
- 前記コレクタ合金が、3重量%以下の硫黄、および3重量%以下の銅を含む、請求項1~12のいずれかに記載のプロセス。
- 前記溶融合金プールが、ニッケルを含み、前記コレクタ合金が、3重量%以下の硫黄、および3重量%以下の銅を含み、前記転炉供給物の前記導入、および前記酸素含有ガスの前記注入が、少なくとも部分的に同時である、請求項1~12のいずれかに記載のプロセス。
- 白金族金属(PGM)コレクタ合金を転換するためのプロセスであって、
(a)ニッケルを含む溶融合金プールを保持している転炉の坩堝に転炉供給物を導入するステップであって、前記転炉供給物が、
(i)100重量部のコレクタ合金であって、前記コレクタ合金の総重量に基づいて、0.5重量%以上のPGM、40重量%以上の鉄、および0.5重量%以上のニッケルを含む、100重量部のコレクタ合金と、
(ii)20重量部未満の添加フラックス材料であって、前記添加フラックス材料の重量に対して、10重量%以上のシリカ、ならびに/または10重量%以上の酸化カルシウム、酸化マグネシウム、もしくは酸化カルシウムおよび酸化マグネシウムの組み合わせを含む、20重量部未満の添加フラックス材料と、を含む、導入するステップと、
(b)酸素含有ガスを前記合金プールに注入して、前記コレクタ合金からの鉄を酸化鉄に転換し、かつ前記合金プール中のPGMを濃縮するステップであって、前記転炉供給物の前記導入、および前記酸素含有ガスの前記注入が、少なくとも部分的に同時である、転換し、かつ濃縮するステップと、
(c)前記酸化鉄を含むスラグが前記合金プールの上方の低密度層に集まることを可能にするステップと、
(d)前記低密度層をタッピングして、前記転炉から前記スラグを回収するステップと、
(e)前記合金プールをタッピングして、前記PGM濃縮合金を回収するステップと、を含む、プロセス。 - 前記坩堝を耐火材料でライニングすることと、
前記合金プールを保持している前記坩堝に、前記転炉供給物中の100重量部の前記コレクタ合金当たり最大20重量部の耐火保護剤の割合で、好ましくは100重量部の前記コレクタ合金当たり18重量部以下、より好ましくは100重量部の前記コレクタ合金当たり5~15重量部の耐火保護剤の割合で、耐火保護剤を供給することと、をさらに含む、請求項37に記載のプロセス。 - 前記耐火保護剤が、(i)前記合金プールを最初に溶解した後、かつステップ(b)を開始する前、(ii)ステップ(a)および(b)の一方または両方の間、ならびに/または(iii)ステップ(a)および(b)の一方または両方を停止してステップ(d)で前記低密度層をタッピングした後、ステップ(a)および(b)の前記一方または両方を再開する前に、前記坩堝に供給される、請求項38に記載のプロセス。
- 前記耐火保護剤が、ステップ(a)で導入された前記コレクタ合金とともに前記坩堝に供給される、請求項39に記載のプロセス。
- 前記耐火保護剤が、ステップ(a)で導入された前記コレクタ合金とは別個に前記坩堝に供給され、好ましくは前記坩堝への前記耐火保護剤の供給が定期的である、請求項39に記載のプロセス。
- 前記耐火保護剤が、前記耐火材料と共通の成分を含み、好ましくは前記共通の成分が、アルミナを含む、請求項38に記載のプロセス。
- ステップ(b)で、前記酸素含有ガスを前記合金プール内に延在するランスを通して前記合金プールに注入することをさらに含み、前記ランスが、消耗性耐火材料を含み、前記ランスの先端が消耗するにつれて前記プール内に前進され、前記消耗性耐火材料が、前記ライニングと共通の成分を含み、好ましくは前記共通の成分が、アルミナを含む、請求項42に記載のプロセス。
- 前記ライニングの前記耐火材料が、アルミナを含むラミング耐火物を含み、好ましくは前記ラミング耐火物が、少なくとも90重量%のアルミナを含む、請求項38に記載のプロセス。
- 前記耐火ライニング内の温度を、前記耐火ライニング内に取り付けられた半径方向に離間したセンサで感知することと、
前記センサからの温度感知情報を1つ以上の送信機に伝達することと、
前記温度感知情報を含む信号を前記1つ以上の送信機から受信機に送信することと、をさらに含み、
好ましくは、前記センサが、前記坩堝の金属壁に隣接して取り付けられており、および/または前記1つ以上の送信機が、前記坩堝の外部に取り付けられており、前記信号を前記受信機に無線で送信する、請求項38に記載のプロセス。 - 前記坩堝にジャケットを装着することと、ステップ(b)の間、冷却剤、好ましくは水および/または水性熱伝達媒体を、前記ジャケットを通して循環させることと、をさらに含む、請求項38に記載のプロセス。
- 前記酸素含有ガスが、1800℃以下の温度で、好ましくは約1250℃~1700℃、より好ましくは1450℃~1700℃の範囲の温度で、前記合金プールを溶融状態に維持するのに十分な割合で前記転炉合金プールに注入される、請求項38に記載のプロセス。
- ステップ(b)での前記酸素含有ガス注入が、前記合金プールが、前記合金プールの総重量に基づいて、約10重量%以下の鉄、好ましくは5重量%以下の鉄を含むまで継続される、請求項37に記載のプロセス。
- 前記コレクタ合金が、
0.5~12重量%のPGM、
40~80重量%の鉄、
1~15重量%のニッケル、
3重量%以下の硫黄、好ましくは0.1重量%以上の硫黄、
3重量%以下の銅、好ましくは0.1~3重量%の銅、および
好ましくは20重量%以下のケイ素、より好ましくは1~20重量%のケイ素を含む、請求項37~48のいずれかに記載のプロセス。 - 前記PGM濃縮合金が、
25重量%以上のPGM、好ましくは25~60重量%のPGM、
25重量%以上のニッケル、好ましくは25~70重量%のニッケル、
10重量%以下の鉄、好ましくは5重量%以下の鉄、ならびに
好ましくは、2重量%以下のケイ素、2重量%以下のリン、10重量%以下の銅、および2重量%以下の硫黄を含む、請求項49に記載のプロセス。 - 前記コレクタ合金の少なくとも一部分を未加工の状態から部分的に予備酸化することをさらに含み、前記坩堝への前記転炉供給物中に導入された前記100重量部の前記コレクタ合金のうち、前記転炉供給物が、少なくとも20重量部の前記部分的に予備酸化されたコレクタ合金を含み、好ましくは、前記部分的な予備酸化が、前記コレクタ合金の粒子を酸素リッチの火炎に通過させることを含み、好ましくは、前記火炎が、2000℃以上、より好ましくは2000℃~3500℃、特に2000℃~2800℃の火炎温度を呈する、請求項37~48のいずれかに記載のプロセス。
- 前記転炉供給物が、100重量部の前記コレクタ合金当たり約5~100重量部の量の再循環された転炉スラグをさらに含む、請求項37~48のいずれかに記載のプロセス。
- 前記転炉が、
(I)前記コレクタ合金の少なくとも一部分を部分的に予備酸化するステップと、
(II)ステップ(I)からの前記部分的に予備酸化されたコレクタ合金の装入物を前記転炉の前記坩堝内で溶解して、合金プールを形成して、前記転炉運転サイクルを開始するステップと、
(III)前記転炉供給物を前記合金プールとともに前記坩堝に導入するステップであって、前記転炉供給物が、(i)ステップ(I)からの部分的に予備酸化されたコレクタ合金生成物、(ii)予備酸化されていない前記コレクタ合金、または(iii)それらの組み合わせであって、前記転炉供給物が、任意で、以前の転炉サイクルからの再循環スラグをさらに含み得る、(i)、(ii)、または(iii)を含む、導入するステップと、
(IV)前記鉄の酸化鉄への前記転換、および前記合金プール中の前記PGMの前記濃縮のために、前記酸素含有ガスを前記合金プールに注入するステップと、
(V)前記酸化鉄を含む前記スラグが、前記合金プールの上方の前記低密度層に集まることを可能にするステップと、
(VI)ステップ(III)および(IV)を終了し、前記低密度層をタッピングして前記転炉から前記スラグを回収するステップと、
(VII)ステップ(III)、(IV)、(V)、および(VI)のシーケンスを、1つ以上の非最終シーケンスおよび最終シーケンスを含めて複数回繰り返すステップであって、各シーケンスのステップ(VI)が、ステップ(IV)および(V)の後に続く、繰り返すステップと、
(VIII)各非最終シーケンスのステップ(VI)での前記低密度層の前記タッピングの前に、前記低密度層中で同伴される合金が、前記酸素含有ガス注入の終了後に前記合金プール内に実質的に沈殿することを可能にするステップと、
(IX)前記最終シーケンスのステップ(VI)での前記酸素含有ガス注入の終了後に前記低密度層の前記タッピングを速やかに開始するステップであって、前記坩堝内の前記合金プールの固化が回避される、速やかに開始するステップと、
(X)前記転炉サイクルの終了時に、前記合金プールをタッピングして、前記PGM濃縮合金を回収するステップであって、前記坩堝内の前記合金プールの固化が回避される、回収するステップと、を含む運転サイクルを有する、請求項37~48のいずれかのいずれかに記載のプロセス。 - (1)触媒材料を(好ましくは非転換の)一次炉内で製錬するステップと、
(2)前記一次炉から一次炉スラグおよび第1のコレクタ合金を回収するステップと、
(3)好ましくは冶金コークスを添加して、前記一次炉スラグを(好ましくは非転換の)二次炉内で製錬するステップと、
(4)前記二次炉から二次炉スラグおよび第2のコレクタ合金を回収するステップと、
(5)前記転炉供給物が、前記第1および第2のコレクタ合金を含んで、
(6)ステップ(d)で前記転炉から回収された前記スラグの少なくとも一部分を、ステップ(3)で前記一次炉スラグとともに製錬するために前記二次炉に供給するステップと、をさらに含む、請求項37~48のいずれかに記載のプロセス。 - (A)前記坩堝を耐火物でライニングすることと、
(B)前記耐火物でライニングされた坩堝内に前記溶融合金プールを保持することと、
(C)前記耐火ライニングに隣接して前記坩堝にジャケットを装着することと、
(D)前記ジャケットを通して冷却剤を循環させて、前記耐火ライニングと熱連通した前記合金プールから熱を除去することと、をさらに含む、請求項37~48のいずれかに記載のプロセス。 - 前記転炉が、回転式転炉を含み、前記回転式転炉が、
前記坩堝が、長手方向軸を中心に回転するために取り付けられた傾斜した坩堝を含んで、
溶融合金プールを保持するための、前記坩堝の耐火ライニングと、
前記合金プールを有する前記坩堝に転炉供給物を導入するための、前記坩堝の上部の開口部と、
前記合金プールに酸素含有ガスを注入するためのランスと、
前記耐火ライニングに隣接する、前記坩堝の熱伝達ジャケットと、
前記ジャケットを通して熱伝達媒体を循環させて、前記耐火ライニングと熱連通した前記合金プールから熱を除去するための冷却剤システムと、を含む、請求項37~48のいずれかに記載のプロセス。 - 白金族金属(PGM)コレクタ合金を転換するためのプロセスであって、
(I)前記コレクタ合金の総重量に基づいて、0.5重量%以上のPGM、40重量%以上の鉄、0.5重量%以上のニッケル、3重量%以下の硫黄、および3重量%以下の銅を含む未加工のコレクタ合金を部分的に予備酸化するステップと、
(II)初期装入物を転炉の坩堝に導入するステップであって、前記初期装入物が、前記未加工のコレクタ合金、ステップ(I)の前記部分的に予備酸化されたコレクタ合金生成物、またはそれらの組み合わせを含む、導入するステップと、
(III)前記初期装入物を溶解して、前記坩堝内に合金プールを形成するステップと、
(IV)前記合金プールに転炉供給物を導入するステップであって、前記転炉供給物が、前記未加工のコレクタ合金、ステップ(i)の前記部分的に予備酸化されたコレクタ合金生成物、またはそれらの組み合わせを含み、前記初期装入物および前記転炉供給物の少なくとも一方または両方が、ステップ(I)の前記部分的に予備酸化されたコレクタ合金を含む、導入するステップと、
(V)酸素含有ガスを前記合金プールに注入して、鉄を酸化鉄に転換し、かつ前記合金プール中のPGMを濃縮するステップであって、前記転炉供給物の前記導入、および前記酸素含有ガスの前記注入が、少なくとも部分的に同時である、転換し、かつ濃縮するステップと、
(VI)前記酸化鉄を含むスラグが前記合金プールの上方の低密度層に集まることを可能にするステップと、
(VII)前記低密度層をタッピングして、前記転炉から前記スラグを回収するステップと、
(VIII)前記合金プールをタッピングして、前記PGM濃縮合金を回収するステップと、を含む、プロセス。 - ステップ(I)での前記部分的な予備酸化が、ステップ(I)の前の前記未加工のコレクタ合金部分中の前記鉄に基づいて、10~90パーセントの鉄の転換、好ましくは25~75パーセントの鉄転換、より好ましくは30~60パーセントの鉄転換を含む、請求項57に記載のプロセス。
- ステップ(I)での前記予備酸化が、(I.A)前記未加工のコレクタ合金の粒子を酸素リッチの火炎に通過させることを含み、好ましくは前記火炎が、2000℃以上、より好ましくは2000℃~3500℃、特に2000℃~2800℃の火炎温度を呈する、請求項57に記載のプロセス。
- 前記酸素リッチの火炎が、前記坩堝を加熱するためのバーナによって生成され、(I.B)前記火炎から前記坩堝に少なくとも部分的に溶解された予備酸化されたコレクタ合金粒子を堆積させることをさらに含む、請求項59に記載のプロセス。
- (I.C)前記粒子を冷却して固化させて、前記坩堝の耐火ライニングの内面上に前記予備酸化されたコレクタ合金のコーティングを形成するステップをさらに含み、
ステップ(III)が、前記坩堝内で前記コーティングを溶解して、ステップ(V)での前記酸素含有ガスの前記注入のために十分な体積の前記合金プールを形成することを含む、請求項60に記載のプロセス。 - ステップ(III)が、前記部分的に予備酸化されたコレクタ合金を前記坩堝内で溶解して、ステップ(IV)での前記酸素含有ガスの前記注入のための十分な体積の前記合金プールを形成することを含む、請求項57~61のいずれかに記載のプロセス。
- ステップ(I)での前記予備酸化が、ステップ(II)、(III)、(IV)、(V)、(VI)、(VII)、および(VIII)のサイクルを通して前記転炉を運転して、部分的に酸化されたスタータ合金を調製することを含み、前記スタータ合金調製サイクルが、
前記部分的に酸化されたスタータ合金の事前に調製された装入物を前記坩堝内で溶解して、前記合金プールを形成することと、
ステップ(V)での前記酸素含有ガスの前記注入と同時に、ステップ(IV)で前記転炉供給物を前記合金プールに定期的または継続的に供給することと、
前記酸素含有ガスの前記注入を継続して、前記合金プールを部分的に酸化することであって、好ましくは、前記合金プールに供給される前記初期装入物および前記転炉供給物中の鉄の重量に基づいて、前記初期装入物および前記転炉供給物中の鉄の10~90パーセント、より好ましくは25~75パーセントが酸化される、部分的に酸化することと、
前記転炉坩堝からの前記スラグを、好ましくは複数回、タッピングすることと、
次いで、前記部分的に酸化された合金プールを回収して固化させることと、
好ましくは、前記スタータ合金調製サイクルからの前記固化された部分的に酸化されたコレクタ合金を、同様の複数の転炉運転サイクルおよび/またはスタータ合金調製サイクルのための複数のスタータ合金装入物に分割することと、を含む、請求項62に記載のプロセス。 - ステップ(I)での前記予備酸化が、前記未加工のコレクタ合金の粒子を、800℃よりも高い、好ましくは800℃~950℃の温度で、好ましくは回転式キルンまたは流動床ロースタ内で、酸素含有ガスと接触させることを含む、請求項57に記載のプロセス。
- ステップ(V)での前記酸素含有ガス注入が、前記合金プールが、前記合金プールの総重量に基づいて、約10重量%以下の鉄、好ましくは5重量%以下の鉄を含むまで継続される、請求項57~61のいずれかに記載のプロセス。
- 前記未加工のコレクタ合金が、
40~80重量%の鉄、
1~15重量%のニッケル、
0.1重量%以上の硫黄、
0.1~3重量%の銅、および
1~20重量%のケイ素を含む、請求項57~61のいずれかに記載のプロセス。 - 前記PGM濃縮合金が、
25重量%以上のPGM、好ましくは25~60重量%のPGM、
25重量%以上のニッケル、好ましくは25~70重量%のニッケル、
10重量%以下の鉄、好ましくは5重量%以下の鉄、
10重量%以下の銅、
2重量%以下の硫黄、ならびに
好ましくは2重量%以下のケイ素、および2重量%以下のリンを含む、請求項57~61のいずれかに記載のプロセス。 - 前記転炉供給物が、ステップ(I)の少なくとも20重量部の前記部分的に予備酸化されたコレクタ合金生成物を含む、請求項57~61のいずれかに記載のプロセス。
- 前記初期装入物および前記転炉供給物が、
(i)合計100重量部の前記未加工のコレクタ合金および前記部分的に予備酸化されたコレクタ合金と、
(ii)20重量部未満の添加フラックス材料であって、前記添加フラックス材料の重量に対して、10重量%以上のシリカならびに/または10重量%以上の酸化カルシウム、酸化マグネシウム、もしくは酸化カルシウムおよび酸化マグネシウムの組み合わせを含む、20重量部未満の添加フラックス材料(好ましくは、シリカ、酸化カルシウム、または酸化マグネシウム含有量にかかわらず、20重量部未満(より好ましくは18重量部未満、さらにより好ましくは15重量部未満)の任意の添加フラックス材料)と、を含む、請求項57~61のいずれかに記載のプロセス。 - 前記坩堝を耐火材料でライニングすることと、
前記合金プールを保持している前記坩堝に、前記初期装入物および前記転炉供給物中の100重量部の前記未加工のコレクタ合金および部分的に予備酸化されたコレクタ合金当たり最大20重量部の耐火保護剤の割合で、好ましくは100重量部の前記未加工のコレクタ合金および部分的に予備酸化されたコレクタ合金当たり18重量部以下、より好ましくは100重量部の前記未加工のコレクタ合金および部分的に予備酸化されたコレクタ合金当たり5~15重量部の耐火保護剤の割合で、耐火保護剤を供給することと、をさらに含む、請求項57~61のいずれかのいずれかに記載のプロセス。 - 前記耐火保護剤が、前記耐火材料と共通の成分を含み、好ましくは前記共通の成分が、アルミナを含む、請求項70に記載のプロセス。
- 前記初期装入物および前記転炉供給物が、合計100重量部の前記未加工のおよび/または部分的に予備酸化されたコレクタ合金当たり約5~100重量部の量の再循環された転炉スラグをさらに含む、請求項57~61のいずれかに記載のプロセス。
- 前記転炉が、
(1)ステップ(III)で、ステップ(I)からの前記部分的に予備酸化されたコレクタ合金の装入物を前記転炉の前記坩堝内で溶解して、前記合金プールを形成して、前記転炉運転サイクルを開始するステップと、
(2)ステップ(IV)で、前記合金プールを有する前記坩堝に前記転炉供給物を前記導入するステップであって、前記転炉供給物が、任意で、以前の転炉サイクルからの再循環スラグをさらに含み得る、前記導入するステップと、
(3)ステップ(V)で、前記鉄の酸化鉄への前記転換、および前記合金プール中の前記PGMの前記濃縮のために、前記合金プールに前記酸素含有ガスを前記注入するステップと、
(4)ステップ(VI)で、前記酸化鉄を含む前記スラグが、前記合金プールの上方の前記低密度層に集まることを前記可能にするステップと、
(5)ステップ(2)および(3)を終了し、前記低密度層をタッピングして、前記転炉から前記スラグを回収するステップと、
(6)ステップ(2)、(3)、(4)、および(5)のシーケンスを、1つ以上の非最終シーケンスおよび最終シーケンスを含めて複数回繰り返すステップであって、各シーケンスのステップ(5)が、ステップ(3)および(4)の後に続く、繰り返すステップと、
(7)各非最終シーケンスのステップ(6)での前記低密度層の前記タッピングの前に、前記低密度層中で同伴される合金が、前記酸素含有ガス注入の終了後に前記合金プール内に実質的に沈殿することを可能にするステップと、
(8)前記最終シーケンスのステップ(6)での前記酸素含有ガス注入の終了後に前記低密度層の前記タッピングを速やかに開始するステップであって、前記坩堝内の前記合金プールの固化が回避され、合金が任意で前記低密度層中で同伴される、速やかに開始するステップと、
(9)前記転炉サイクルの終了時に、前記合金プールをタッピングして、前記PGM濃縮合金を回収するステップであって、前記坩堝内の前記合金プールの固化が回避される、回収するステップと、を含む運転サイクルを有する、請求項57~61のいずれかに記載のプロセス。 - (1)触媒材料を(好ましくは非転換の)一次炉内で製錬するステップと、
(2)前記一次炉から一次炉スラグおよび第1のコレクタ合金を回収するステップと、
(3)好ましくは冶金コークスを添加して、前記一次炉スラグを(好ましくは非転換の)二次炉内で製錬するステップと、
(4)前記二次炉から二次炉スラグおよび第2のコレクタ合金を回収するステップと、
(5)ステップ(I)、ステップ(II)、および/またはステップ(IV)で、前記第1および第2のコレクタ合金が、前記未加工のコレクタ合金として供給され、
(6)ステップ(d)で前記転炉から回収された前記スラグの少なくとも一部分を、ステップ(3)で前記一次炉スラグとともに製錬するために前記二次炉に供給するステップと、をさらに含む、請求項57~61のいずれかに記載のプロセス。 - (A)前記坩堝を耐火物でライニングすることと、
(B)前記耐火物でライニングされた坩堝内に前記溶融合金プールを保持することと、
(C)前記耐火ライニングに隣接して前記坩堝にジャケットを装着することと、
(D)前記ジャケットを通して冷却剤を循環させて、前記耐火ライニングと熱連通した前記合金プールから熱を除去することと、をさらに含む、請求項57~61のいずれかに記載のプロセス。 - 前記転炉が、回転式転炉を含み、前記回転式転炉が、
前記坩堝が、長手方向軸を中心に回転するために取り付けられた傾斜した坩堝を含んで、
溶融合金プールを保持するための、前記坩堝の耐火ライニングと、
前記合金プールを有する前記坩堝に転炉供給物を導入するための、前記坩堝の上部の開口部と、
前記合金プールに酸素含有ガスを注入するためのランスと、
前記耐火ライニングに隣接する、前記坩堝の熱伝達ジャケットと、
前記ジャケットを通して熱伝達媒体を循環させて、前記耐火ライニングと熱連通した前記合金プールから熱を除去するための冷却剤システムであって、好ましくは前記合金プールが前記耐火ライニングと直接接触する、冷却剤システムと、を有する、請求項57~61のいずれかに記載のプロセス。 - 白金族金属(PGM)コレクタ合金を転換するためのプロセスであって、
(a)溶融合金プールを保持している転炉の坩堝に転炉供給物を導入するステップであって、前記転炉供給物が、
(i)100重量部のコレクタ合金であって、前記コレクタ合金の総重量に基づいて、0.5重量%以上のPGM、40重量%以上の鉄、0.5重量%以上のニッケル、3重量%以下の硫黄、および3重量%以下の銅を含む、100重量部のコレクタ合金と、
(ii)100重量部の前記コレクタ合金当たり約5~100重量部の量の再循環された転炉スラグと、を含む、導入するステップと、
(b)酸素含有ガスを前記合金プールに注入して、前記コレクタ合金からの鉄を酸化鉄に転換し、かつ前記合金プール中のPGMを濃縮するステップであって、前記転炉供給物の前記導入、および前記酸素含有ガスの前記注入が、少なくとも部分的に同時である、転換し、かつ濃縮するステップと、
(c)前記酸化鉄を含むスラグが前記合金プールの上方の低密度層に集まることを可能にするステップと、
(d)前記低密度層をタッピングして、前記転炉から前記スラグを回収するステップと、
(e)ステップ(d)で回収された前記スラグを、ステップ(a)で転炉供給物に再循環させるための第1のスラグ部分と、ステップ(a)に再循環されない第2のスラグ部分と、に分離するステップと、
(f)前記合金プールをタッピングして、前記PGM濃縮合金を回収するステップと、のサイクルを含む、プロセス。 - 1つのサイクルのステップ(e)からの前記再循環スラグ部分が、後続のサイクルのステップ(a)で前記再循環された転炉スラグとして供給される、請求項77に記載のプロセス。
- 前記転炉供給物が、100重量部の前記コレクタ合金当たり10~50重量部の量の前記再循環されたスラグを含む、請求項77に記載のプロセス。
- ステップ(a)での前記転炉供給物への同時の導入のために、好ましくは単一の供給ユニットから、前記コレクタ合金および前記再循環された転炉スラグを組み合わせることをさらに含む、請求項77に記載のプロセス。
- ステップ(a)での前記再循環された転炉スラグ、および/またはステップ(e)での前記第1のスラグ部分が、ステップ(d)からの前記回収されたスラグの平均の全PGM含有量よりも高いPGM含有量、および/または約2重量パーセントを超える酸化ニッケル含有量を有する高品位スラグを含む、請求項77に記載のプロセス。
- ステップ(d)からの前記回収されたスラグを冷却し、固化させ、および粉砕するステップをさらに含み、
ステップ(e)での前記分離が、前記粉砕されたスラグを磁気感受性画分および非磁気感受性画分に磁気的に分離することを含み、
前記再循環スラグ部分が、前記磁気感受性画分を含み、
前記再循環スラグ部分が、任意で、前記非磁気感受性画分の一部分を含む、請求項81に記載のプロセス。 - (C.1)ステップ(a)~(e)の前に、部分的に予備酸化されたコレクタ合金を前記坩堝内で溶解して前記合金プールを形成することによって、転炉運転サイクルを開始するステップと、
(C.2)次いで、ステップ(e)の前に、ステップ(a)、(b)、(c)、および(d)のシーケンスを複数回繰り返すステップであって、各シーケンスのステップ(d)が、ステップ(b)および(c)の後に続き、
ステップ(e)からの再循環スラグ部分が、磁気感受性にかかわらずステップ(C.2)の前記シーケンスの最後のシーケンスのステップ(d)での前記低密度層の最終タッピングから回収された前記スラグを含む、繰り返すステップと、
(C.3)ステップ(C.2)の前記シーケンスの最後のシーケンスのステップ(d)での前記低密度層の前記最終タッピングの後に、ステップ(f)で前記合金プールをタッピングするステップと、をさらに含む、請求項82に記載のプロセス。 - (C.1)ステップ(a)~(e)の前に、部分的に予備酸化されたコレクタ合金を前記坩堝内で溶解して前記合金プールを形成することによって、転炉運転サイクルを開始するステップと、
(C.2)次いで、ステップ(e)の前に、ステップ(a)、(b)、(c)、および(d)のシーケンスを複数回繰り返すステップであって、各シーケンスのステップ(d)が、ステップ(b)および(c)の後に続き、
ステップ(e)からの再循環スラグ部分が、ステップ(C.2)の前記シーケンスの最後のシーケンスのステップ(d)での前記低密度層の最終タッピングから回収された前記スラグの前記非磁気感受性画分の全部または一部を含む、繰り返すステップと、
(C.3)ステップ(C.2)の前記シーケンスの最後のシーケンスのステップ(d)での前記低密度層の前記最終タッピングの後に、ステップ(f)で前記合金プールをタッピングするステップと、をさらに含む、請求項82に記載のプロセス。 - (D.1)ステップ(C.2)での前記最終タッピングに先行する前記低密度層の前記タッピングのために、前記低密度層中で同伴される合金が、それぞれの低密度層の前記タッピングの前に前記合金プール内に実質的に沈殿することを可能にするステップと、
(D.2)酸素含有ガス注入を停止して5分以内に、ステップ(C.2)での前記最終タッピングを開始するステップと、をさらに含む、請求項84に記載のプロセス。 - ステップ(b)での前記酸素含有ガス注入が、前記合金プール内の温度を、少なくとも1250℃、好ましくは少なくとも1450℃、または1250℃~1800℃、好ましくは1450℃~1700℃に維持するのに十分な割合である、請求項77に記載のプロセス。
- ステップ(b)での前記酸素含有ガス注入が、前記合金プールが、前記合金プールの総重量に基づいて、約10重量%以下の鉄、好ましくは5重量%以下の鉄を含むまで継続される、請求項77に記載のプロセス。
- 前記コレクタ合金が、
40~80重量%の鉄、
1~15重量%のニッケル、
0.1重量%以上の硫黄、
0.1~3重量%の銅、および
20重量%以下のケイ素、好ましくは1~20重量%のケイ素を含む、請求項77~87のいずれかに記載のプロセス。 - 前記PGM濃縮合金が、
25重量%以上のPGM、好ましくは25~60重量%のPGM、
25重量%以上のニッケル、好ましくは25~70重量%のニッケル、ならびに
好ましくは、2重量%以下のケイ素、2重量%以下のリン、10重量%以下の銅、および2重量%以下の硫黄を含む、請求項88に記載のプロセス。 - 前記転炉供給物が、
(i)100重量部の前記コレクタ合金と、
(ii)20重量部未満の添加フラックス材料であって、前記添加フラックス材料の重量に対して、10重量%以上のシリカならびに/または10重量%以上の酸化カルシウム、酸化マグネシウム、もしくは酸化カルシウムおよび酸化マグネシウムの組み合わせを含む20重量部未満の添加フラックス材料(好ましくは、シリカ、酸化カルシウム、または酸化マグネシウム含有量にかかわらず、20重量部未満(より好ましくは18重量部未満、さらにより好ましくは15重量部未満)の任意の添加フラックス材料)と、を含む、請求項77~87のいずれかに記載のプロセス。 - 前記坩堝を耐火材料でライニングすることと、
前記合金プールを保持している前記坩堝に、前記転炉供給物中の100重量部の前記コレクタ合金当たり最大20重量部の耐火保護剤の割合で、好ましくは100重量部の前記コレクタ合金当たり18重量部以下、より好ましくは100重量部の前記コレクタ合金当たり5~15重量部の耐火保護剤の割合で、耐火保護剤を供給することであって、前記耐火保護剤が、前記耐火材料と共通の成分を含み、好ましくは前記共通の成分がアルミナを含む、供給することと、をさらに含む、請求項77~87のいずれかに記載のプロセス。 - 前記コレクタ合金の少なくとも一部分を未加工の状態から部分的に予備酸化することをさらに含み、前記坩堝への前記転炉供給物中に導入された前記100重量部の前記コレクタ合金のうち、前記転炉供給物が、少なくとも20重量部の前記部分的に予備酸化されたコレクタ合金を含み、好ましくは、前記部分的な予備酸化が、前記未加工のコレクタ合金の粒子を酸素リッチの火炎に通過させること含み、好ましくは、前記火炎が、2000℃以上、より好ましくは2000℃~3500℃、特に2000℃~2800℃の火炎温度を呈する、請求項77~87のいずれかに記載のプロセス。
- 前記転炉が、
(1)部分的に予備酸化されたコレクタ合金の装入物を前記転炉の前記坩堝内で溶解して、前記合金プールを形成して、前記転炉運転サイクルを開始するステップと、
(2)ステップ(a)で、前記合金プールを有する前記坩堝に前記転炉供給物を前記導入するステップであって、前記転炉供給物が、任意で、以前の転炉サイクルからの再循環スラグをさらに含み得る、前記導入するステップと、
(3)ステップ(b)で、前記鉄の酸化鉄への前記転換、および前記合金プール中の前記PGMの前記濃縮のために、前記合金プールに前記酸素含有ガスを前記注入するステップと、
(4)ステップ(c)で、前記酸化鉄を含む前記スラグが、前記合金プールの上方の前記低密度層に集まることを前記可能にするステップと、
(5)ステップ(2)および(3)を終了し、前記低密度層をタッピングして、前記転炉から前記スラグを回収するステップと、
(6)ステップ(2)、(3)、(4)、および(5)のシーケンスを、1つ以上の非最終シーケンスおよび最終シーケンスを含めて複数回繰り返すステップであって、各シーケンスのステップ(5)が、ステップ(2)および(3)の後に続く、繰り返すステップと、
(7)各非最終シーケンスのステップ(6)での前記低密度層の前記タッピングの前に、前記低密度層中で同伴される合金が、前記酸素含有ガス注入の終了後に前記合金プール内に実質的に沈殿することを可能にするステップと、
(8)前記最終シーケンスのステップ(6)での前記酸素含有ガス注入の終了後に前記低密度層の前記タッピングを速やかに開始するステップであって、前記坩堝内の前記合金プールの固化が回避され、合金が任意で前記低密度層中で同伴される、速やかに開始するステップと、
(9)前記転炉サイクルの終了時に、前記合金プールをタッピングして、前記PGM濃縮合金を回収するステップであって、前記坩堝内の前記合金プールの固化が回避される、回収するステップと、を含む運転サイクルを有する、請求項77~87のいずれかに記載のプロセス。 - (1)触媒材料を(好ましくは非転換の)一次炉内で製錬するステップと、
(2)前記一次炉から一次炉スラグおよび第1のコレクタ合金を回収するステップと、
(3)好ましくは冶金コークスを添加して、前記一次炉スラグを(好ましくは非転換の)二次炉内で製錬するステップと、
(4)前記二次炉から二次炉スラグおよび第2のコレクタ合金を回収するステップと、
(5)ステップ(a)での前記転炉供給物が、前記第1および第2のコレクタ合金を含んで、
(6)ステップ(e)からの前記生成物スラグの少なくとも一部分を、ステップ(3)で前記一次炉スラグとともに製錬するために前記二次炉に供給するステップと、をさらに含む、請求項77~87のいずれかに記載のプロセス。 - (A)前記坩堝を耐火物でライニングすることと、
(B)前記耐火物でライニングされた坩堝内に前記溶融合金プールを保持することと、
(C)前記耐火ライニングに隣接して前記坩堝にジャケットを装着することと、
(D)前記ジャケットを通して冷却剤を循環させて、前記耐火ライニングと熱連通した前記合金プールから熱を除去することと、をさらに含む、請求項77~87のいずれかに記載のプロセス。 - 前記転炉が、回転式転炉を含み、前記回転式転炉が、
前記坩堝が、長手方向軸を中心に回転するために取り付けられた傾斜した坩堝を含んで、
溶融合金プールを保持するための、前記坩堝の耐火ライニングと、
前記合金プールを有する前記坩堝に転炉供給物を導入するための、前記坩堝の上部の開口部と、
前記合金プールに酸素含有ガスを注入するためのランスと、
前記耐火ライニングに隣接する、前記坩堝の熱伝達ジャケットと、
前記ジャケットを通して熱伝達媒体を循環させて、前記耐火ライニングと熱連通した前記合金プールから熱を除去するための冷却剤システムであって、好ましくは前記合金プールが、前記耐火ライニングと直接接触する、冷却剤システムと、を含む、請求項77~87のいずれかに記載のプロセス。 - 白金族金属(PGM)コレクタ合金を転換するためのプロセスであって、
(I)転炉の坩堝内でコレクタ合金の初期装入物を溶解して、合金プールを形成して、転炉サイクルを開始するステップと、
(II)前記合金プールを有する前記坩堝に転炉供給物を導入するステップと、
(III)酸素含有ガスを前記合金プールに注入して、鉄を酸化鉄に転換し、かつ前記合金プール中のPGMを濃縮するステップであって、前記転炉供給物の前記導入、および前記酸素含有ガスの前記注入が、少なくとも部分的に同時である、転換し、かつ濃縮するステップと、
(IV)前記酸化鉄を含むスラグが前記合金プールの上方の低密度層に集まることを可能にするステップと、
(V)ステップ(II)および(III)を終了し、前記低密度層をタッピングして前記転炉から前記スラグを回収するステップと、
(VI)ステップ(II)、(III)、(IV)、および(V)のシーケンスを、1つ以上の非最終シーケンスおよび最終シーケンスを含めて複数回繰り返すステップであって、各シーケンスのステップ(V)が、ステップ(III)および(IV)の後に続く、繰り返すステップと、
(VII)各非最終シーケンスのステップ(V)での前記低密度層の前記タッピングの前に、前記低密度層中で同伴される合金が、前記酸素含有ガス注入の終了後に前記合金プール内に実質的に沈殿することを可能にするステップと、
(VIII)前記最終シーケンスのステップ(V)での前記酸素含有ガス注入の終了後に前記低密度層の前記タッピングを速やかに開始するステップであって、前記坩堝内の前記合金プールの固化が回避される、速やかに開始するステップと、
(IX)前記転炉サイクルの終了時に、前記合金プールをタッピングして、前記PGM濃縮合金を回収するステップであって、前記坩堝内の前記合金プールの固化が回避される、回収するステップと、を含む、プロセス。 - 前記酸素含有ガス注入の終了と前記低密度層タッピングの開始との間のステップ(VII)での経過時間が、5分以上である、請求項97に記載のプロセス。
- 前記酸素含有ガス注入の終了と前記低密度層タッピングの開始との間のステップ(VIII)での経過時間が、5分以下である、請求項97に記載のプロセス。
- ステップ(VIII)でタッピングされた前記低密度層中の合金を同伴することをさらに含む、請求項97に記載のプロセス。
- (X)ステップ(V)からの前記回収されたスラグを冷却し、固化させ、および粉砕するステップと、
(XI)ステップ(V)からの前記回収されたスラグを、後続の転炉サイクルのステップ(II)での転炉供給物への再循環のためのスラグ部分と、再循環されないスラグ部分と、に分離するステップと、をさらに含む、請求項97に記載のプロセス。 - ステップ(II)での前記転炉供給物が、100重量部の前記コレクタ合金当たり5~100重量部、好ましくは10~50重量部の量の前記再循環されたスラグを含む、請求項101に記載のプロセス。
- ステップ(II)への前記再循環スラグが、ステップ(V)からの前記回収されたスラグの平均の全PGM含有量よりも高いPGM含有量を有する高品位スラグを含み、好ましくは、前記高品位スラグが、1000ppmを超えるPGMを含み、再循環されない前記スラグ部分が、1000ppm未満のPGMを含む、請求項101に記載のプロセス。
- ステップ(XI)での前記分離が、前記粉砕されたスラグを磁気感受性画分および非磁気感受性画分に磁気的に分離することを含み、
前記再循環スラグ部分が、前記磁気感受性画分を含み、
前記再循環スラグ部分が、任意で、前記非磁気感受性画分の一部分をさらに含む、ことをさらに含む、請求項101に記載のプロセス。 - 前記再循環スラグ部分が、前記最終シーケンスのステップ(VIII)から回収された前記スラグからの前記非磁気感受性画分をさらに含む、請求項104に記載のプロセス。
- 前記再循環スラグ部分が、磁気感受性にかかわらず、前記最終シーケンスのステップ(VIII)から回収された前記スラグを含む、請求項101に記載のプロセス。
- ステップ(III)での前記酸素含有ガス注入が、前記合金プールが、前記合金プールの総重量に基づいて、約10重量%以下の鉄、好ましくは5重量%以下の鉄を含むまで継続される、請求項97に記載のプロセス。
- 前記コレクタ合金が、前記コレクタ合金の総重量に基づいて、0.5重量%以上のPGM、40重量%以上の鉄、0.5重量%以上のニッケル、3重量%以下の硫黄、および3重量%以下の銅を含み、好ましくは前記コレクタ合金が、
40~80重量%の鉄、
1~15重量%のニッケル、
0.1重量%以上の硫黄、
0.1~3重量%の銅、および/または
20重量%以下のケイ素、好ましくは1~20重量%のケイ素を含む、請求項97~107のいずれかに記載のプロセス。 - 前記PGM濃縮合金が、
25重量%以上のPGM、好ましくは25~60重量%のPGM、
25重量%以上のニッケル、好ましくは25~70重量%のニッケル、
10重量%以下の鉄、好ましくは5重量%以下の鉄、ならびに
好ましくは、2重量%以下のケイ素、2重量%以下のリン、10重量%以下の銅、および2重量%以下の硫黄を含む、請求項108に記載のプロセス。 - 前記転炉供給物が、
(i)合計100重量部の前記コレクタ合金と、
(ii)20重量部未満の添加フラックス材料であって、前記添加フラックス材料の重量に対して、10重量%以上のシリカならびに/または10重量%以上の酸化カルシウム、酸化マグネシウム、もしくは酸化カルシウムおよび酸化マグネシウムの組み合わせを含む20重量部未満の添加フラックス材料(好ましくは、シリカ、酸化カルシウム、または酸化マグネシウム含有量にかかわらず、20重量部未満(より好ましくは18重量部未満、さらにより好ましくは15重量部未満)の任意の添加フラックス材料)と、を含む、請求項97~107のいずれかに記載のプロセス。 - 前記坩堝を耐火材料でライニングすることと、
前記合金プールを保持している前記坩堝に、前記転炉供給物中の合計100重量部の前記未加工のコレクタ合金および部分的に予備酸化されたコレクタ合金当たり最大20重量部の耐火保護剤の割合で、好ましくは合計100重量部の前記未加工のコレクタ合金および部分的に予備酸化されたコレクタ合金当たり18重量部以下、より好ましくは合計100重量部の前記未加工のコレクタ合金および部分的に予備酸化されたコレクタ合金当たり5~15重量部の耐火保護剤の割合で、耐火保護剤を供給することと、をさらに含み、好ましくは前記耐火保護剤が、前記耐火材料と共通の成分を含み、好ましくは前記共通の成分が、アルミナを含む、請求項97~107のいずれかに記載のプロセス。 - 前記コレクタ合金の少なくとも一部分を未加工の状態から部分的に予備酸化することをさらに含み、前記初期装入物、前記転炉供給物、またはその両方が、前記部分的に予備酸化されたコレクタ合金を含み、好ましくは、前記部分的な予備酸化が、前記未加工のコレクタ合金の粒子を酸素リッチの火炎に通過させることを含み、好ましくは、前記火炎が、2000℃以上、より好ましくは2000℃~3500℃、特に2000℃~2800℃の火炎温度を呈する、請求項97~107のいずれかに記載のプロセス。
- 前記初期装入物および/または転炉供給物が、それぞれ、前記初期装入物および/または転炉供給物中の合計100重量部の前記未加工のコレクタ合金および前記部分的に予備酸化されたコレクタ合金当たり、20~100重量部の量の前記部分的に予備酸化されたコレクタ合金と、0~80重量部の量の前記未加工のコレクタ合金と、を含む、請求項112に記載のプロセス。
- (1)触媒材料を(好ましくは非転換の)一次炉内で製錬するステップと、
(2)前記一次炉から一次炉スラグおよび第1のコレクタ合金を回収するステップと、
(3)好ましくは冶金コークスを添加して、前記一次炉スラグを(好ましくは非転換の)二次炉内で製錬するステップと、
(4)前記二次炉から二次炉スラグおよび第2のコレクタ合金を回収するステップと、
(5)前記初期装入物および/または転炉供給物が、前記第1および第2のコレクタ合金を含んで、
(6)ステップ(d)で前記転炉から回収された前記スラグの少なくとも一部分を、ステップ(3)で前記一次炉スラグとともに製錬するために前記二次炉に供給するステップと、をさらに含む、請求項97~107のいずれかに記載のプロセス。 - (A)前記坩堝を耐火物でライニングすることと、
(B)前記耐火物でライニングされた坩堝内に前記溶融合金プールを保持することと、
(C)前記耐火ライニングに隣接して前記坩堝にジャケットを装着することと、
(D)前記ジャケットを通して冷却剤を循環させて、前記耐火ライニングと熱連通した前記合金プールから熱を除去することであって、好ましくは前記合金プールが、前記耐火ライニングと直接接触する、除去することと、をさらに含む、請求項97~107のいずれかに記載のプロセス。 - 前記転炉が、回転式転炉を含み、前記回転式転炉が、
前記坩堝が、長手方向軸を中心に回転するために取り付けられた傾斜した坩堝を含んで、
溶融合金プールを保持するための、前記坩堝の耐火ライニングと、
前記合金プールを有する前記坩堝に転炉供給物を導入するための、前記坩堝の上部の開口部と、
前記合金プールに酸素含有ガスを注入するためのランスと、
前記耐火ライニングに隣接する、前記坩堝の熱伝達ジャケットと、
前記ジャケットを通して熱伝達媒体を循環させて、前記耐火ライニングと熱連通した前記合金プールから熱を除去するための冷却剤システムであって、好ましくは前記合金プールが、前記耐火ライニングと直接接触する、冷却剤システムと、を含む、請求項97~107のいずれかに記載のプロセス。 - PGMを回収および濃縮するためのプロセスであって、
(1)一次炉内で触媒材料を製錬するステップと、
(2)前記一次炉から一次炉スラグおよび第1のコレクタ合金を回収するステップと、
(3)前記一次炉スラグを二次炉内で製錬するステップと、
(4)前記二次炉から二次炉スラグおよび第2のコレクタ合金を回収するステップと、
(5)前記第1および第2のコレクタ合金を転炉内で転換して、PGM濃縮合金および転炉スラグを回収するステップと、
(6)ステップ(5)で前記転炉から回収された前記転炉スラグを、第1および第2の転炉スラグ部分に分離するステップと、
(7)ステップ(3)で前記一次炉スラグとともに製錬するために、前記第1の転炉スラグ部分を前記二次炉に供給するステップと、を含むプロセス。 - 前記第2の転炉スラグ部分を、合計100重量部の前記第1および第2のコレクタ合金当たり約5~100重量部の前記第2の転炉スラグ部分の量の前記転炉への供給物に供給することをさらに含む、請求項117に記載のプロセス。
- 前記第2の転炉スラグ部分が、前記第1の転炉スラグ部分よりも高いPGM含有量を有する高品位スラグを含み、好ましくは前記第2の転炉スラグ部分が、1000ppm以上のPGMを含む、請求項118に記載のプロセス。
- ステップ(5)から回収された前記転炉スラグを冷却し、固化させ、および粉砕するステップをさらに含み、
ステップ(6)での前記分離が、前記粉砕されたスラグを磁気感受性画分および非磁気感受性画分に磁気的に分離することを含み、
前記第2の転炉スラグ部分が、前記磁気感受性画分を含み、
前記第2の転炉スラグ部分が、任意で、前記非磁気感受性画分の一部分を含む、請求項119に記載のプロセス。 - ステップ(5)での前記転換が、
(a)任意で部分的に予備酸化されたコレクタ合金を前記転炉の坩堝内で溶解して、前記坩堝内に保持される合金プールを形成することによって、転炉運転サイクルを開始することと、
(b)前記転炉供給物を前記坩堝に導入することと、
(c)酸素含有ガスを前記合金プールに注入して、前記コレクタ合金からの鉄を酸化鉄に転換し、かつ前記合金プール中のPGMを濃縮することであって、前記転炉供給物の前記導入、および前記酸素含有ガス注入が、少なくとも部分的に同時である、転換し、かつ濃縮することと、
(d)前記酸化鉄を含む前記スラグが前記合金プールの上方の低密度層に集まることを可能にすることと、
(e)前記転炉供給物導入および前記酸素含有ガス注入を停止し、前記低密度層をタッピングして前記転炉から前記スラグを回収することと、
(1)ステップ(b)、(c)、および(e)のシーケンスを複数回繰り返すことであって、各シーケンスのステップ(e)が、ステップ(b)および(c)の後に続き、ステップ(6)からの前記第2の転炉スラグ部分が、磁気感受性にかかわらず、前記シーケンスの最後のシーケンスのステップ(e)での前記低密度層の最終タッピングから回収された前記転炉スラグを含む、繰り返すことと、
(g)ステップ(1)の前記シーケンスの最後のシーケンスのステップ(e)での前記低密度層の前記最終タッピングの後に、前記合金プールをタッピングすることと、を含む、請求項120に記載のプロセス。 - ステップ(6)からの前記第2の転炉スラグ部分が、ステップ(f)の前記シーケンスの最後のシーケンスのステップ(e)での前記低密度層の前記最終タッピングから回収された前記スラグの前記非磁気感受性画分の全部または一部を含む、請求項121に記載のプロセス。
- (D.1)ステップ(1)での前記非最終シーケンスで、前記低密度層中で同伴される合金が、それぞれの低密度層の前記タッピングの前に前記合金プール内に実質的に沈殿することを可能にするステップと、
(D.2)ステップ(1)での前記最終シーケンスで、前記酸素含有ガス注入を停止して5分以内に、ステップ(e)での前記最終タッピングを開始するステップと、をさらに含む、請求項121に記載のプロセス。 - 前記第1の転炉スラグ部分が、1000ppm未満のPGMを含み、前記第2の転炉スラグ部分が、1000ppmを超えるPGMを含む、請求項118に記載のプロセス。
- 前記転炉の坩堝が、耐火材料でライニングされており、ステップ(2)からの前記一次炉スラグの一部分を耐火保護剤として前記坩堝に供給することをさらに含む、請求項117に記載のプロセス。
- 前記耐火保護剤が、前記転炉に供給される100重量部の合計の前記第1および第2のコレクタ合金当たり20重量部以下の前記一次炉合スラグ、好ましくは、前記転炉に供給される100重量部の合計の前記第1および第2のコレクタ合金当たり18重量部の前記一次炉スラグ、より好ましくは、前記転炉に供給される100重量部の合計の前記第1および第2のコレクタ合金当たり5~15重量部の前記一次炉合スラグを含む、請求項125に記載のプロセス。
- ステップ(5)での前記転換が、前記転炉の前記坩堝内の合金プールが、前記合金プールの総重量に基づいて、約10重量%以下の鉄、好ましくは5重量%以下の鉄を含むまで継続される、請求項117~126のいずれかに記載のプロセス。
- 前記転炉に供給される前記第1および第2のコレクタ合金が、
0.5~12重量%のPGM、
40重量%以上の鉄、好ましくは40~80重量%の鉄、
0.5重量%以上のニッケル、好ましくは1~15重量%のニッケル、
3重量%以下の硫黄、好ましくは0.1重量%以上の硫黄、
3重量%以下の銅、好ましくは0.1~3重量%の銅、および
好ましくは20重量%以下のケイ素、より好ましくは1~20重量%のケイ素を含む、請求項127に記載のプロセス。 - ステップ(5)から回収された前記PGM濃縮合金が、
25重量%以上のPGM、好ましくは25~60重量%のPGM、
25重量%以上のニッケル、好ましくは25~70重量%のニッケル、ならびに
好ましくは、2重量%以下のケイ素、5重量%以下のリン、10重量%以下の銅、および2重量%以下の硫黄を含む、請求項128に記載のプロセス。 - 前記転炉への供給物が、
(i)合計100重量部の前記第1および第2のコレクタ合金と、
(ii)20重量部未満の添加フラックス材料であって、前記添加フラックス材料の重量に対して、10重量%のシリカならびに/または10重量%以上の酸化カルシウム、酸化マグネシウム、もしくは酸化カルシウムおよび酸化マグネシウムの組み合わせを含む20重量部未満の添加フラックス材料(好ましくは、シリカ、酸化カルシウム、または酸化マグネシウム含有量にかかわらず、20重量部未満(より好ましくは18重量部未満、さらにより好ましくは15重量部未満)の任意の添加フラックス材料)と、を含む、請求項117~126のいずれかに記載のプロセス。 - 前記第1および/または第2のコレクタ合金の少なくとも一部分を未加工の状態から部分的に予備酸化することをさらに含み、前記転炉への供給物が、100重量部の総転炉供給量当たり、少なくとも20重量部の前記部分的に予備酸化されたコレクタ合金を含む、請求項117~126のいずれかに記載のプロセス。
- 前記部分的な予備酸化が、前記コレクタ合金の粒子を酸素リッチの火炎に通過させることを含む、請求項131に記載のプロセス。
- 前記火炎が、2000℃以上、好ましくは2000℃~3500℃、より好ましくは2000℃~2800℃の火炎温度を呈する、請求項132に記載のプロセス。
- (A)前記転炉の坩堝を耐火物でライニングすることと、
(B)前記耐火物でライニングされた坩堝内に溶融合金プールを保持することと、
(C)前記耐火ライニングに隣接して前記坩堝にジャケットを装着することと、
(D)前記ジャケットを通して冷却剤を循環させて、前記耐火ライニングと熱連通した前記合金プールから熱を除去することと、をさらに含む、請求項117~126のいずれかに記載のプロセス。 - 前記転炉が、回転式転炉を含み、前記回転式転炉が、
長手方向軸を中心に回転するために取り付けられた傾斜した坩堝と、
溶融合金プールを保持するための、前記坩堝の耐火ライニングと、
前記合金プールを有する前記坩堝に転炉供給物を導入するための、前記坩堝の上部の開口部と、
前記合金プールに酸素含有ガスを注入するためのランスと、
前記耐火ライニングに隣接する、前記坩堝の熱伝達ジャケットと、
前記ジャケットを通して熱伝達媒体を循環させるための、かつ前記耐火ライニングと熱連通した前記合金プールから熱を除去するための冷却剤システムと、を含む、請求項117~126のいずれかに記載のプロセス。 - PGMを回収および濃縮するためのプロセスであって、
(1)触媒材料を(好ましくは非転換の)一次炉内で製錬するステップと、
(2)前記一次炉から一次炉スラグおよび第1のコレクタ合金を回収するステップと、
(3)前記一次炉スラグを(好ましくは非転換の)二次炉内で製錬するステップと、
(4)前記二次炉から二次炉スラグおよび第2のコレクタ合金を回収するステップと、
(5)前記第1および第2のコレクタ合金を転炉内で転換して、PGM濃縮合金およびスラグを回収するステップであって、前記転換が、
(a)前記転炉の坩堝内で前記(好ましくは部分的に予備酸化された)コレクタ合金を溶融して、前記坩堝内に保持される合金プールを形成することによって、転炉運転サイクルを開始することと、
(b)前記合金プールを保持している前記坩堝に前記転炉供給物を導入することと、
(c)酸素含有ガスを前記合金プールに注入して、鉄を酸化鉄に転換し、かつ前記合金プール中のPGMを濃縮することであって、前記転炉供給物の前記導入、および前記酸素含有ガス注入が、少なくとも部分的に同時である、転換し、かつ濃縮することと、
(d)前記酸化鉄を含む前記スラグが前記合金プールの上方の低密度層に集まることを可能にすることと、
(e)前記転炉供給物導入および前記酸素含有ガス注入を停止し、前記低密度層をタッピングして前記転炉から前記スラグを回収することと、
(f)ステップ(b)、(c)、および(e)のシーケンスを複数回繰り返すことであって、各シーケンスのステップ(e)が、ステップ(b)および(c)の後に続く、繰り返すことと、
(g)ステップ(f)での非最終シーケンスで、前記低密度層中で同伴される合金が、それぞれの低密度層の前記タッピングの前に前記合金プール内に実質的に沈殿することを可能にすることと、
(h)ステップ(f)での最終シーケンスで、前記酸素含有ガス注入を停止して5分以内に、ステップ(e)での前記最終タッピングを開始することと、
(i)ステップ(f)の前記シーケンスの最後のシーケンスのステップ(e)での前記低密度層の前記最終タッピングの後に、前記合金プールをタッピングすることと、を含む、回収するステップと、
(6)ステップ(5)で前記転炉から回収された前記転炉スラグを、第1および第2の転炉スラグ部分に分離するステップであって、前記第2の転炉スラグ部分が、前記第1の転炉スラグ部分よりも高い平均のPGM含有量を含み、前記分離が、
(A)ステップ(5)から回収された前記転炉スラグを冷却し、固化させ、および粉砕すること、
(B)前記粉砕されたスラグを磁気感受性画分および非磁気感受性画分に磁気的に分離することを含み、
(C)前記第2の転炉スラグ部分が、前記磁気感受性画分と、前記最終スラグタッピングから取得された前記非磁気感受性画分の少なくとも一部分と、を含み、
(D)前記第1の転炉スラグ部分が、前記非磁気感受性画分の少なくとも一部分を含む、分離するステップと、
(7)ステップ(3)で前記一次炉スラグとともに製錬するために、前記第1の転炉スラグ部分を前記二次炉に供給するステップと、
(8)前記第2の転炉スラグ部分を、前記第1および第2のコレクタ合金とともに前記転炉に供給するステップと、
(9)ステップ(2)から前記一次炉スラグの一部分を、前記合金プールを保持している前記坩堝に供給するステップと、を含む、プロセス。 - 回転式転炉であって、
長手方向軸を中心に回転するために取り付けられた傾斜した転炉坩堝と、
溶融合金プールを保持するための、前記坩堝の耐火ライニングと、
前記合金プールを有する前記坩堝に転炉供給物を導入するための、前記坩堝の上部の開口部と、
前記合金プールに酸素含有ガスを注入するためのランスと、
前記耐火ライニングに隣接する、前記坩堝の熱伝達ジャケットと、
前記ジャケットを通して熱伝達媒体を循環させて、前記耐火ライニングと熱連通した前記合金プールから熱を除去するための冷却剤システムと、を含む、回転式転炉。 - 前記坩堝からスラグおよび合金を回収するためのタップをさらに含む、請求項137に記載の回転式転炉。
- 前記合金プール内の温度を1250℃~1800℃に維持するために前記冷却剤供給および酸素含有ガス噴射を調整するための制御システムをさらに含む、請求項137に記載の回転式転炉。
- 前記制御システムが、1450℃以上、好ましくは1450℃~1700℃の温度を維持する、請求項139に記載の回転式転炉。
- 前記冷却剤が、水性、例えば水または水およびグリコールである、請求項139に記載の回転式転炉。
- 前記坩堝の前記回転を駆動するためのシャフトおよびモータと、
前記熱伝達媒体を、前記シャフトを通して、前記ジャケットに供給し、および前記ジャケットから戻すための回転式カップリングと、をさらに含む、請求項137に記載の回転式転炉。 - 温度感知情報を含む信号を受信機に送信するための1つ以上の送信機と通信する、前記耐火ライニングに半径方向に離間して取り付けられた温度センサをさらに含む、請求項137に記載の回転式転炉。
- 前記温度センサが、前記坩堝の金属壁に隣接して取り付けられている、請求項143に記載の回転式転炉。
- 前記1つ以上の送信機が、前記坩堝上の外部に取り付けられており、前記信号を前記受信機に無線で送信する、請求項143に記載の回転式転炉。
- 前記坩堝内の前記開口部に隣接するヒュームフードをさらに含む、請求項137に記載の回転式転炉。
- 前記坩堝の前記開口部に隣接する水冷式熱シールドをさらに含む、請求項137に記載の回転式転炉。
- 前記坩堝を加熱するためのバーナをさらに含む、請求項137に記載の回転式転炉。
- 前記バーナが、水冷式酸素バーナである、請求項148に記載の回転式転炉。
- 前記バーナが、前記バーナの火炎に転炉供給物を導入するためのシュートを含む、請求項148に記載の回転式転炉。
- 前記耐火ライニングが、アルミナベースのラミング耐火物を含む、請求項137に記載の回転式転炉。
- 前記開口部を通して前記坩堝に前記転炉供給物を供給するための供給システムをさらに含む、請求項137~151のいずれかに記載の回転式転炉。
- 前記供給システムが、ホッパおよび振動フィーダを含む、請求項152に記載の回転式転炉。
- 前記回転式転炉が、前記供給システム内の前記転炉供給物の装入物をさらに含む、請求項152に記載の回転式転炉。
- 前記転炉供給物が、前記コレクタ合金の総重量に基づいて、0.5重量%以上のPGM、40重量%以上の鉄、0.5重量%以上のニッケル、3重量%以下の硫黄、および3重量%以下の銅を含むコレクタ合金を含む、請求項154に記載の回転式転炉。
- 前記転炉供給物が、再循環された転炉スラグ、前記耐火ライニングと共通の成分を含む耐火保護剤、またはそれらの組み合わせをさらに含む、請求項155に記載の回転式転炉。
- 転換プロセスであって、
(a)回転式転炉の坩堝を耐火物でライニングすることと、
(b)前記坩堝内に溶融合金プール(好ましくはニッケルを含む)を保持することと、
(c)前記合金プールを有する前記坩堝に転炉供給物を導入することであって、前記転炉供給物が、鉄を含むPGMコレクタ合金を含む、導入することと、
(d)酸素含有ガスを前記合金プールに注入して、前記合金プール内の温度を1250℃~1800℃に維持し、かつ前記コレクタ合金からの鉄を酸化鉄に転換し、かつ前記合金プール中のPGMを濃縮することと、
(e)前記耐火ライニングに隣接して前記坩堝にジャケットを装着することと、
(f)前記ジャケットを通して冷却剤を循環させて、前記耐火ライニングと熱連通した前記合金プールから熱を除去することと、
(g)前記酸化鉄を含むスラグが前記合金プールの上方の低密度層に集まることを可能にすることと、
(h)前記低密度層をタッピングして、前記転炉から前記スラグを回収することと、
(i)前記合金プールをタッピングして、前記PGM濃縮合金を回収することと、を含む、プロセス。 - 前記耐火ライニングの温度を監視することをさらに含む、請求項157に記載のプロセス。
- 前記耐火ライニングに取り付けられた1つ以上のセンサで前記耐火ライニング内の前記温度を感知することと、前記1つ以上のセンサからの温度感知情報を1つ以上の送信機に伝達することと、前記温度感知情報を含む信号を前記1つ以上の送信機から受信機に送信することとをさらに含む、請求項158に記載のプロセス。
- 前記1つ以上の送信機が、前記坩堝上の外部に取り付けられており、前記信号を前記受信機に無線で送信する、請求項159に記載のプロセス。
- 前記坩堝を回転させることと、回転式カップリングを介して前記冷却剤を、前記ジャケットに供給し、および前記ジャケットから戻すことと、をさらに含む、請求項157に記載のプロセス。
- ステップ(h)で回収された転炉スラグを、ステップ(c)での前記転炉供給物に再循環させことをさらに含む、請求項157に記載のプロセス。
- 転換プロセスであって、
請求項137~151のいずれかに記載の前記回転式転炉の前記坩堝に前記溶融合金プールを保持することと、
前記坩堝の前記上部の前記開口部を通して前記合金プールに転炉供給物を導入することと、
溶融合金プールを保持するための、前記坩堝の耐火ライニングと、
前記ランスを通して前記合金プールに酸素含有ガスを注入することと、
前記ジャケットを通して前記熱伝達媒体を循環させて、前記耐火ライニングと熱連通した前記合金プールから熱を除去することと、
坩堝からスラグおよび合金を回収することと、を含む、プロセス。 - 前記熱伝達媒体循環および酸素含有ガス注入を調整して、前記合金プール内の温度を1250℃~1800℃、好ましくは1450℃~1700℃に維持することをさらに含む、請求項163に記載のプロセス。
- シャフトおよびモータを使用して、前記坩堝の前記回転を駆動することと、
前記熱伝達媒体を、回転式カップリングを介して前記シャフトを通して前記ジャケットに供給し、および前記ジャケットから前記シャフトを通して前記熱伝達媒体を戻すことと、を含む、をさらに含む、請求項163に記載のプロセス。 - 前記耐火ライニング内に、1つ以上の送信機と通信する半径方向に離間した温度センサを取り付けることと、温度感知情報を含む信号を前記1つ以上の送信機から受信機に送信することと、をさらに含む、請求項163に記載のプロセス。
- 前記温度センサが、前記坩堝の金属壁に隣接して取り付けられている、請求項166に記載のプロセス。
- 前記1つ以上の送信機が、前記坩堝上の外部に取り付けられており、前記信号を前記受信機に無線で送信する、請求項166に記載のプロセス。
- 前記坩堝内の前記開口部に隣接してヒュームフードおよび水冷式熱シールドを配設することをさらに含む、請求項163に記載のプロセス。
- 前記坩堝をバーナで加熱することをさらに含み、好ましくは前記バーナが、水冷式酸素燃料バーナである、請求項163に記載のプロセス。
- 前記転炉供給物を、シュートを通して前記バーナの火炎に導入することをさらに含む、請求項170に記載のプロセス。
- 前記耐火ライニングが、アルミナベースのラミング耐火物を含む、請求項163に記載のプロセス。
- 前記坩堝への前記開口部を通して、好ましくはホッパおよび振動フィーダを含む、供給システムから、前記転炉供給物を供給することをさらに含む、請求項163に記載のプロセス。
- 前記供給システム内に前記転炉供給物の装入物を装填することをさらに含む、請求項173に記載のプロセス。
- 前記転炉供給物が、コレクタ合金であって、前記コレクタ合金の総重量に基づいて、0.5重量%以上のPGM、40重量%以上の鉄、0.5重量%以上のニッケル、3重量%以下の硫黄、および3重量%以下の銅を含むコレクタ合金を含む、請求項174に記載のプロセス。
- 前記転炉供給物が、再循環された転炉スラグ、好ましくは1000重量ppm以上のPGMを含む高品位スラグをさらに含む、請求項175に記載のプロセス。
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