JP6698229B2 - Pgmに富む合金の製造方法 - Google Patents
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Description
本出願は、2016年11月18日に提出された米国非暫定出願第15/355971号の利益を主張し、その全体の内容は、本明細書に参照によって組み込まれる。
(1)30〜95wt.−%の鉄、1wt.−%未満の硫黄および2〜15wt.−%の白金、パラジウムおよびロジウムからなる群から選択される1種以上のPGMを含むPGMコレクタ合金を提供するステップ、
(2)溶融時にスラグ状組成物を生成することができる銅および硫黄を含まない材料を提供し、溶融スラグ状組成物は、40〜90wt.−%の酸化マグネシウムおよび/または酸化カルシウムならびに10〜60wt.−%の二酸化ケイ素を含むステップ、
(3)PGMコレクタ合金および溶融時にスラグ状組成物を生成することができる材料を、重量比1:0.2〜1で転炉内で、溶融したPGMコレクタ合金を含む下方の高密度溶融塊および溶融したスラグ状組成物を含む1つ以上の上方の低密度溶融塊の多相系または二相系が形成するまで溶融するステップ、
(4)0〜80vol.−%(体積%)の不活性ガスおよび20〜100vol.−%の酸素を含む酸化ガスをステップ(3)で得られた下方の高密度溶融塊と、それがPGMに富む合金の下方の高密度溶融塊(すなわち、PGMに富む合金の組成物の下方の高密度溶融塊)に変換するまで接触させるステップ、
(5)ステップ(4)の過程で生成した上方の低密度溶融スラグを、PGMに富む合金の下方の高密度溶融塊から、密度の差異を利用して分離するステップ、
(6)互いに分離した溶融塊を冷却させ、固化させるステップ、ならびに
(7)固化させたPGMに富む合金を収集するステップ。
0〜60wt.−%、好ましくは0〜45wt.−%、特に0〜20wt.−%の鉄、
20〜99wt.−%,好ましくは30〜99wt.−%,特に40〜90wt.−%の白金、パラジウムおよびロジウムからなる群から選択される1種以上のPGM、
0〜60wt.−%のニッケル、
0〜5wt.−%の銅、ならびに
0〜10wt.−%、好ましくは0〜6wt.−%、特に0〜3wt.−%の1種以上の他の元素、特に銀、金、アルミニウム、カルシウムおよびケイ素からなる群から選択される1種以上の他の元素。
30〜95wt.−%、特に40〜70wt.−%の鉄、
0〜20wt.−%、特に0〜15wt.−%のニッケル、
2〜15wt.−%、特に5〜15wt.−%の白金、パラジウムおよびロジウムからなる群から選択される1種以上のPGM、
1wt.−%未満、特に0wt.−%の硫黄、
0〜4wt.−%、特に0〜1wt.−%の銅、ならびに
0〜30wt.−%、特に0〜20wt.−%の1種以上の他の元素、特に銀、金、アルミニウム、カルシウム、ケイ素、リン、チタン、クロム、マンガン、モリブデンおよびバナジウムからなる群から選択される1種以上の他の元素。
40〜90wt.−%の酸化マグネシウムおよび/または酸化カルシウム、
10〜60wt.−%の二酸化ケイ素、
0〜20wt.−%、特に0wt.−%の酸化鉄(特にFeO)、
0〜20wt.−%、特に0〜10wt.−%の酸化ナトリウム、
0〜20wt.−%、特に0〜10wt.−%の酸化ホウ素、および
0〜2wt.−%、特に0wt.−%の酸化アルミニウム。
40〜60wt.−%の酸化マグネシウムおよび/または酸化カルシウム、
40〜60wt.−%の二酸化ケイ素、
0〜20wt.−%、特に0wt.−%の酸化鉄(特にFeO)、
0〜20wt.−%、特に0〜10wt.−%の酸化ナトリウム、
0〜20wt.−%、特に0〜10wt.−%の酸化ホウ素、および
0〜2wt.−%、特に0wt.−%の酸化アルミニウム。
60〜90wt.−%の酸化マグネシウムおよび/または酸化カルシウム、
10〜40wt.−%の二酸化ケイ素、
0〜20wt.−%、特に0wt.−%の酸化鉄(特にFeO)、
0〜20wt.−%、特に0〜10wt.−%の酸化ナトリウム、
0〜20wt.−%、特に0〜10wt.−%の酸化ホウ素、および
0〜2wt.−%、特に0wt.−%の酸化アルミニウム。
1.0〜60wt.−%の鉄と、20〜99wt.−%の白金、パラジウムおよびロジウ
ムからなる群から選択される1種以上のPGMとを含むPGMに富む合金の製造方法であって、前記方法が以下のステップ:
(1)30〜95wt.−%の鉄、1wt.−%未満の硫黄および2〜15wt.−%の白金、パラジウムおよびロジウムからなる群から選択される1種以上のPGMを含むPGMコレクタ合金を提供するステップ、
(2)溶融時にスラグ状組成物を生成することができる銅および硫黄を含まない材料を提供し、前記溶融スラグ状組成物は、40〜90wt.−%の酸化マグネシウムおよび/または酸化カルシウムならびに10〜60wt.−%の二酸化ケイ素を含むステップ、
(3)前記PGMコレクタ合金および溶融時にスラグ状組成物を生成することができる前記材料を、重量比1:0.2〜1で転炉内で、前記溶融PGMコレクタ合金を含む下方の高密度溶融塊および前記溶融したスラグ状組成物を含む1つ以上の上方の低密度溶融塊の多相系または二相系が形成するまで溶融するステップ、
(4)0〜80vol.−%の不活性ガスおよび20〜100vol.−%の酸素を含む酸化ガスをステップ(3)で得られた前記下方の高密度溶融塊と、それが前記PGMに富む合金の下方の高密度溶融塊に変換されるまで接触させるステップ、
(5)ステップ(4)の過程で生成した上方の低密度溶融スラグを、前記PGMに富む合金の前記下方の高密度溶融塊から、密度の差異を利用して分離するステップ、
(6)互いに分離した溶融塊を冷却させ、固化させるステップ、ならびに
(7)前記固化させたPGMに富む合金を収集するステップ
を含む、前記方法。
30〜95wt.−%の鉄、
0〜20wt.−%のニッケル、
0〜1wt.−%未満の硫黄、
2〜15wt.−%の前記1種以上のPGM、
0〜4wt.−%の銅、および
0〜30wt.−%の1種以上の他の元素
を含むかまたはそれらからなる、実施形態1〜3のいずれか1つに記載の方法。
40〜70wt.−%の鉄、
0〜15wt.−%のニッケル、
0〜1wt.−%未満の硫黄、
5〜15wt.−%の前記1種以上のPGM、
0〜1wt.−%の銅、および
0〜20wt.−%の1種以上の他の元素
を含むかまたはそれらからなる、実施形態1〜3のいずれか1つに記載の方法。
40〜90wt.−%の酸化マグネシウムおよび/または酸化カルシウム、
10〜60wt.−%の二酸化ケイ素、
0〜20wt.−%の酸化鉄、
0〜20wt.−%の酸化ナトリウム、
0〜20wt.−%の酸化ホウ素、および
0〜2wt.−%の酸化アルミニウム
を含むかまたはそれらからなる、実施形態1〜7のいずれか1つに記載の方法。
40〜90wt.−%の酸化マグネシウムおよび/または酸化カルシウム、
10〜60wt.−%の二酸化ケイ素、
0wt.−%の酸化鉄、
0〜10wt.−%の酸化ナトリウム、
0〜10wt.−%の酸化ホウ素、および
0wt.−%の酸化アルミニウム
を含むかまたはそれらからなる、実施形態1〜7のいずれか1つに記載の方法。
47wt.−%の鉄、14.1wt.−%のニッケル、8.1wt.−%のケイ素、4.6wt.−%のパラジウム、3.2wt.−%のクロム、2.5wt.−%のチタン、2.2wt.−%の白金、1.8wt.−%のマンガン、0.6wt.−%のロジウムおよび0.9wt.−%の銅、123kgの酸化カルシウム、75kgの二酸化ケイ素、15kgの炭酸ナトリウムおよび15kgのホウ砂を含むPGMコレクタ合金の500kgのプレミックスを、既に1500℃の高温円筒形天然ガス加熱炉中に分割して導入し、さらに1700℃に加熱した。
実施例1を、酸素導入に2.75時間(実施例2)または3時間(実施例3)を要したという差異とともに繰り返した。
Claims (15)
- 0〜60wt.−%の鉄と、20〜99wt.−%の白金、パラジウムおよびロジウムからなる群から選択される1種以上のPGMとを含むPGMに富む合金の製造方法であって、前記方法が以下のステップ:
(1)30〜95wt.−%の鉄、1wt.−%未満の硫黄および2〜15wt.−%の白金、パラジウムおよびロジウムからなる群から選択される1種以上のPGMを含むPGMコレクタ合金を提供するステップ、
(2)溶融時にスラグ状組成物を生成することができる銅および硫黄を含まない材料を提供し、前記溶融スラグ状組成物は、40〜90wt.−%の酸化マグネシウムおよび/または酸化カルシウムならびに10〜60wt.−%の二酸化ケイ素を含むステップ、
(3)前記PGMコレクタ合金および溶融時にスラグ状組成物を生成することができる前記材料を、重量比1:0.2〜1で転炉内で、溶融したPGMコレクタ合金を含む下方の高密度溶融塊および溶融したスラグ状組成物を含む1つ以上の上方の低密度溶融塊の多相系または二相系が形成するまで溶融するステップ、
(4)0〜80wt.−%の不活性ガスおよび20〜100wt.−%の酸素を含む酸化ガスをステップ(3)で得られた前記下方の高密度溶融塊と、それがPGMに富む合金の下方の高密度溶融塊に変換されるまで接触させるステップ、
(5)ステップ(4)の過程で生成した上方の低密度溶融スラグを、前記PGMに富む合金の前記下方の高密度溶融塊から、密度の差異を利用して分離するステップ、
(6)互いに分離した溶融塊を冷却させ、固化させるステップ、ならびに
(7)前記固化させたPGMに富む合金を収集するステップ
を含む、前記方法。 - 前記PGMに富む合金が0〜45wt.−%の鉄および30〜99wt.−%の前記1種以上のPGM、0〜60wt.−%のニッケル、0〜5wt.−%の銅、および0〜10wt.−%の1種以上の他の元素を含むかまたはそれらからなる、請求項1に記載の方法。
- 前記PGMに富む合金が0〜20wt.−%の鉄、40〜90wt.−%の前記1種以上のPGM、0〜60wt.−%のニッケル、0〜5wt.−%の銅および0〜3wt.−%の前記1種以上の他の元素を含むかまたはそれらからなる、請求項1に記載の方法。
- ステップ(1)で提供する前記PGMコレクタ合金が40〜70wt.−%の鉄、0〜20wt.−%のニッケル、1wt.−%未満の硫黄および5〜15wt.−%の前記1種以上のPGMを含む、請求項1に記載の方法。
- 前記PGMコレクタ合金が4wt.−%以下の銅を含む、請求項1に記載の方法。
- 前記PGMコレクタ合金が以下:
30〜95wt.−%の鉄、
0〜20wt.−%のニッケル、
0〜1wt.−%未満の硫黄、
2〜15wt.−%の前記1種以上のPGM、
0〜4wt.−%の銅、および
0〜30wt.−%の1種以上の他の元素
を含むかまたはそれらからなる、請求項1に記載の方法。 - 前記PGMコレクタ合金が以下:
40〜70wt.−%の鉄、
0〜15wt.−%のニッケル、
0〜1wt.−%未満の硫黄、
5〜15wt.−%の前記1種以上のPGM、
0〜1wt.−%の銅、および
0〜20wt.−%の1種以上の他の元素
を含むかまたはそれらからなる、請求項1に記載の方法。 - 前記溶融スラグ状組成物が以下:
40〜90wt.−%の酸化マグネシウムおよび/または酸化カルシウム、
10〜60wt.−%の二酸化ケイ素、
0〜20wt.−%の酸化鉄、
0〜20wt.−%の酸化ナトリウム、
0〜20wt.−%の酸化ホウ素、および
0〜2wt.−%の酸化アルミニウム
を含むかまたはそれらからなる、請求項1に記載の方法。 - 前記溶融スラグ状組成物が以下:
40〜90wt.−%の酸化マグネシウムおよび/または酸化カルシウム、
10〜60wt.−%の二酸化ケイ素、
0wt.−%の酸化鉄、
0〜10wt.−%の酸化ナトリウム、
0〜10wt.−%の酸化ホウ素、および
0wt.−%の酸化アルミニウム
を含むかまたはそれらからなる、請求項1に記載の方法。 - 前記PGMコレクタ合金が0〜4wt.−%のケイ素を含み、前記溶融スラグ状組成物が40〜60wt.−%の酸化マグネシウムおよび/または酸化カルシウムならびに40〜60wt.−%の二酸化ケイ素を含む、請求項1に記載の方法。
- 前記PGMコレクタ合金が4wt.−%より大きく15wt.−%以下のケイ素を含み、前記溶融スラグ状組成物が60〜90wt.−%の酸化マグネシウムおよび/または酸化カルシウムならびに10〜40wt.−%の二酸化ケイ素を含む、請求項1に記載の方法。
- 前記PGMコレクタ合金および溶融時にスラグ状組成物を生成することができる前記材料を1:0.2〜0.8または1:0.2〜0.6の重量比で溶融する、請求項1に記載の方法。
- 転炉内容物の温度を1200〜1800℃に上昇させる、請求項1に記載の方法。
- 前記酸化ガスと前記下方の高密度溶融塊との間の前記接触を、前記ガスを前記転炉の底部から前記下方の高密度溶融塊に通じるかもしくはバブリングすることによって、および/または排気が前記下方の高密度溶融塊中に浸漬されるガスランスによって行う、請求項1に記載の方法。
- 前記酸化ガスとの前記接触が1〜5時間を要する、請求項1に記載の方法。
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