JP5755141B2 - 溶融金属を粒状化するための装置及び方法 - Google Patents
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Description
本発明は、高価値の貴金属、例えば金、銀、プラチナ、パラジウム、ロジウム並びにこれらの貴金属同士の合金、又はこれらの貴金属とその他の金属との合金を粒状化するための手段に関する。このような金属又は合金は、様々な理由により、少量しか存在しないので、このような金属又は合金のために、回分式の粒状化しか行うことができない。一方、例えばスラグを粒状化するための公知の方法は、大量のスラグを連続的に粒状化する必要がある。さらにまた、実験によれば、溶融金属特に前記貴金属を粒状化する場合、水で満たされたタンク内に溶融金属を注入する際に、しばしば、蒸気及びタンク内の水が噴出することが分かった。その原因は、溶融金属中に多量の水が貯えられていること、及び機械式の撹拌機による混合が不十分であることにある。一方では、従来技術に従って、撹拌機自体によって撹拌される粒状化タンクでは、撹拌機がタンク底部の面の一部を占有しているので、このタンク底部の面の一部は、固化されているが依然として高温である金属粒子のために提供することができない。従ってタンクの縁部に金属が堆積することになる。さらにまた、タンク及び従来の撹拌機が回転する際に、顕著な撹拌渦が発生するが、水の流速は非常に低い、ということが分かった。この場合、勿論、水位が非常に高く、しかも溶融金属を冷却する必要性があるために、溶融金属は有利にはタンクの縁部領域に沿って流し込まれるので、固化してはいるが、まだ熱い金属粒子がタンクの縁部に沿って流れることになる。溶融物を注ぎ込む際に、溶融流は1箇所に残留するのではなく、流動性の金属が撹拌渦内に注ぎ込まれ、ここでまず不十分に冷却される。全体的に、このような状況は、常に熱い金属粒子の堆積を招き、この場合、水は粒状物の粒子間で蒸発するまで加熱されるので、高い騒音を伴う蒸気発生し、またタンク内の水が、一部は粒状物の粒子と共に噴出する。
そこで本発明の課題は、安価なコストで、目立った蒸気発生を伴うことなしに、貴金属を比較的少量で回分式に粒状化することができるような装置及び方法を提供することである。
この課題は、本発明によれば請求項に記載した装置及び方法によって解決された。本発明による装置及び方法の有利な実施態様は、従属請求項に記載されている。以下に説明する。
円形の水タンク(2)に水を充填し、水の一部を循環供給し、水を、水タンクの周面及び高さ位置に分配して、少なくとも1つの水ノズル(8)によって接線方向で水タンク内に噴射することによって、タンク内で水を回転させ、回転せしめられた水が放物面状に形成された水面(16)を形成するようにし、少なくとも1つの水ノズル(8)を、水が前記放物面状の水面(16)の近傍において幅の広い扇の水流で水タンクに供給されるように、容器壁部に固定し、溶融金属がるつぼから、るつぼが空になるまで第1の水ノズルによって形成された扇形の水流に連続的な流れで注入されるようにすることを特徴とする、溶融金属を粒状化するための方法。
本発明は、溶融金属を水中で粒状化するための装置であって、円形の水タンク(2)が設けられており、該水タンク(2)が、タンク底部(3)と、タンク壁(4)と、水流入装置(5)と、タンク底部(3)上の所望の高さ位置で前記タンク壁に設けられた水流出部(6)とを備えており、前記水流入装置(5)が分配管(7)を有していて、該分配管(7)が、水タンク(2)の外側に配置され、かつ水平方向に向けられた第1の水ノズル(8)に接続されており、該第1の水ノズル(8)が、前記水流出部(6)の上で外側からタンク壁部を貫通ガイドされていて、該第1の水ノズル(8)によって水が接線方向で水タンク(2)内に噴射されるようになっており、第1の水ノズル(8)に対する、水タンク(2)の周面における水流出部(6)の位置は、第1の水ノズル(8)と水流出部(6)との間の角度のずれが90゜、有利には180°以上となるように、選定されている形式のものに関する。
25kgの白金(Platin)を粒状化するために、直径85cm、高さ80cmの貴金属より成る水タンクが使用された。図3に示されているように、水タンクは、最上部に水ノズル8及びその他6つの水ノズルを備えている。その他の6つの水ノズルは、上方から下方に、水の回転方向でそれぞれ互いに20゜ずらして配置されている。
25kgの白金を粒状化するために、直径85cm、高さ80cmの貴金属より成る水タンクが使用された。水タンクが、機械式の攪拌機によって撹拌された。この攪拌機は、上から軸に沿って水タンク内に入れられ、攪拌機の撹拌部材が軸の下端部に固定され、外部モータによって駆動された。図3に示されているように、水タンクは最上部の水ノズル8を備えている。その他の水ノズルは設けられていない。
Claims (17)
- 溶融金属を水中で粒状化するための装置(1)であって、円筒形の水タンク(2)が設けられており、該水タンク(2)が、タンク底部(3)と、タンク壁(4)と、水流入装置(5)と、タンク底部(3)上の所望の高さ位置で前記タンク壁に設けられた水流出部(6)とを備えており、前記水流入装置(5)が分配管(7)を有していて、該分配管(7)が、水タンク(2)の外側に配置され、かつ水平方向に向けられた第1の水ノズル(8)に接続されており、該第1の水ノズル(8)が、前記水流出部(6)よりも上方にある高さ位置で、外側からタンク壁部を貫通していて、該第1の水ノズル(8)によって水が接線方向で水タンク(2)内に噴射されるようになっており、第1の水ノズル(8)に対する、水タンク(2)の周面における水流出部(6)の位置は、第1の水ノズル(8)と水流出部(6)との間の角度のずれが少なくとも90゜となるように、選定されている形式のものにおいて、
前記分配管(7)が、前記第1の水ノズル(8)の下に別の複数の水平な水ノズル(9,10,11,12,13,14)を有しており、該別の複数の水平な水ノズル(9,10,11,12,13,14)は、水タンク底部(3)上の種々異なる高さ位置で分配配置されており、水を外部から接線方向で水タンク(2)内に噴射するようになっており、 第2の水ノズル(9)が、第1の水ノズル(8)の垂直下方に配置されていて、
第1の水ノズル(8)および第2の水ノズル(9)とは別の複数の水ノズル(10,11,12,13,14)が、タンク壁(4)の周壁に沿って、第1の水ノズル(8)の周方向位置を基点として周方向で同間隔を保って周面に分配配置されており、それぞれより深い位置にある水ノズル(10,11,12,13,14)が水の回転方向で前方にずらされていることを特徴とする、溶融金属を粒状化するための装置。 - 第1の水ノズル(8)の他に、第2の水ノズル(9)を含む別の水ノズルが2乃至10個設けられている、請求項1記載の装置。
- 第1の水ノズル(8)および第2の水ノズル(9)とは別の複数の水ノズル(10,11,12,13,14)が、それぞれ周方向で5゜乃至45゜の同間隔を保って、周面に互いにずらして配置されている、請求項2記載の装置。
- 第1の水ノズル(8)および第2の水ノズル(9)とは別の複数の水ノズル(10,11,12,13,14)が、それぞれ周方向で10゜乃至35゜の同間隔を保って、周面に互いにずらして配置されている、請求項3記載の装置。
- 第1の水ノズル(8)および第2の水ノズル(9)とは別の複数の水ノズル(10,11,12,13,14)が、それぞれ周方向で15゜乃至25゜の同間隔を保って、周面に互いにずらして配置されている、請求項3記載の装置。
- 前記水ノズル(8,9,10,11,12,13,14)のノズル開口が、縦長の楕円形の開口又はスリットによって形成されており、該ノズル開口は、水を扇形で水タンク(2)に供給するようになっている、請求項1から5までのいずれか1項記載の装置。
- 第1の水ノズル(8)の開口の長手方向軸線とタンク壁とによって形成される角度が、90゜乃至135゜である、請求項6記載の装置。
- 第1の水ノズル(8)の開口の長手方向軸線とタンク壁とによって形成される角度が、100゜乃至110゜である、請求項6または7記載の装置。
- 第1の水ノズル(8)の開口は、生ぜしめられた扇形の水流が水タンク(2)内で回転する水の放物面に対して、第1の水ノズルの位置においてほぼ平行に整列させられているように配置されており、第1の水ノズル(8)とは別の複数の水ノズル(9,10,11,12,13,14)の開口の長手方向軸線が、タンク壁(4)に対して平行に整列されている、請求項6記載の装置。
- 水タンク(2)の水流出部(6)が戻し管路(17)を介して、水ポンプ(18)の吸込みスリーブに接続されていて、水ポンプ(18)の吐出しスリーブが供給管路(19)を介して、水流入装置(5)に水を供給するようになっていることによって、溶融金属を粒状化するための水が循環供給される、請求項1記載の装置。
- 水流出部(6)が、遮断された状態で、水面と水タンクの底部(3)との間の高さの少なくとも半分の位置に配置されている、請求項10記載の装置。
- 水流出部(6)が、遮断された状態で、水面と水タンクの底部(3)との間の高さの上半分の位置に配置されている、請求項11記載の装置。
- 水流出部(6)が、遮断された状態で、水面と水タンクの底部(3)との間の高さの上1/3の位置に配置されている、請求項11記載の装置。
- 水が、水タンクに新たに供給される前に、水ポンプ(18)の吸込みスリーブにより吸引され、冷却される、請求項10から13までのいずれか1項記載の装置。
- 請求項6記載の装置内で溶融金属を粒状化するための方法において、
円筒形の水タンク(2)に水を充填し、水の一部を循環供給し、水を、水タンクの周面及び高さ位置に分配された第1の水ノズル(8)によって接線方向で水タンク内に噴射することによって、タンク内で水を回転させ、回転せしめられた水が放物面状に形成された水面(16)を形成するようにし、第1の水ノズル(8)が、水を前記放物面状の水面(16)の近傍において扇形の水流で水タンクに供給するように、容器壁部に固定されており、溶融金属がるつぼから、該るつぼが空になるまで第1の水ノズルによって形成された扇形の水流に連続的な流れで注入されるようにすることを特徴とする、溶融金属を粒状化するための方法。 - 前記方法のために使用する水量を、るつぼ内の粒状化される溶融金属の量の5倍乃至50倍とする、請求項15記載の方法。
- 請求項1から14までのいずれか1項記載の装置を、貴金属を粒状化するために使用することを特徴とする、使用法。
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