經濟部中央標準局員工消費合作社印製 ς〇1333 Α6 ____Β6 五、發明説明（1 ) 枝術節園 本發明，就大饉而論，係關於自含有礦物之粒狀物料 中，提取礦物貴金屬之方法及裝置。較詳言之，本發明像 關於自粒狀原料（包括此等廢料，例如··飛灰，爐渣等） 中，提取基本上，純礦物貴重金屬之方法及裝置以及回收 其他有價值之副産物。 相關技藝之敘述 截至目前為止，業經建議各種方法及裝置，用以自廢 料例如：飛灰，燧渣等中，提取並回收礦物贵重金屬。舉 例而言，下列各美國專利案：No. s3,175, 90 0 ； 3 , 5 7 4, 5 3 7 ; 3 , 7 8 3, 1 6 7 ； 3 , 8 19, 3 6 3 ； 3 , 8 4 3, 3 5 1 ； 3 , 932, 17 1 ； 3 , 9 4 5, 5 7 5 ； 4 , 002,466:4, 0 82, 8 3 2 ； 4 , 048, 2 8 5 ; 4 , 17 7, 06 0 ； 4 , 225, 5 6 5 ； 4 , 2 5 2, 7 7 7 ； 4 , 3 1 0, 3 5 0 ； 4 , 337, 9 0 0 ； 4 , 361,44 1 ;4, 394, 9 7 8 ； 4 . 4 1 0, 358; 4, 4 36, 5 5 0 ； 4 , 4 5 4, 0 1 3 ； 4 , 4 7 4, 73 5;4, 5 0 8, 2 4 0 ； 4 , 6 1 0, 7 2 2 ； 4 , 6 17, 1 8 0 ； 4 , 6 5 2, 4 3 3 ； 4 , 6 6 8, 35 2;4, 789, 532;Re. 28, 750及美國專 利案1, 273, 523和1, 317, 888顯示：用 以自各種原料源，提取並回收各種礦物貴重金屬之不同處 本紙張尺度边用中國S家標準(CNS)甲4規格(210x297公;¢) - 3 - (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝· 訂· 線· 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 201333 A6 _B6 五、發明説明（2 ) 理之技術及裝置。 然而，此等較早方法和裝置，通常顯示：阻止其經濟 實施之各種固有之問題。某些方法太過度依賴能置，而其 他者需要利用不合經濟之數置或型式的反應物或其他加工 處理組份。其他方法是過度耗時且需要商業上，不可接受 之數目的加工處理階段。仍有其他的此業較早方法未能提 供環境上合格且經濟上可實行之處理伴隨起始廢料之未經 利用之组份的起始廢料，或由於應用各種方法之结果，而 創造另外琛境上之廢物處理問題。舉例而言，某些較早方 法需要過度昂貴且複雜之氣體處理和其他淸潔糸統來減少 大氣和其他環境上之污染事件。 太發明夕槪略 ' 本發明僳回應於上文所述及之較早技藝的各種缺點而 發展出。本發明提供經濟上有利之方法，具有異常之環境 和商業上特質，以便處理含有礦物之粒狀物料而自其中提 取基本上純的礦物貴重金靥汲使用於此等方法中之裝置。 除去自粒狀原料中，回收貴重之礦物含量以外，本發明之 方法亦提供自原料中提取並回收貴重之副産物；彼等具有 商業上有利之效用，舉例而言，作為建築材料，缜料，黏 合劑等。因此，本發明之方法提供利用：産生甚大環境上 利益之基本上，所有的原料粒狀物。 基於欲被處理之特殊原料及其組成，以及憑藉加工處 理原料而意欲獲得之所需要之純化程度，和操作者之判斷 本紙張尺度边用中國國家標準(CNS)甲4規格（210x297公釐） -4 _ (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝< 訂- 線- 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 L01333 A6 __B_6 五、發明説明（3 ) 力以内之其他相似考盧，本發明的方法可以包含單階段或 為階段加工處理，更待別者，本發明的方法可包括用以處 理原料之一種兩階段回收条統（它摻合有物理與化學之分 離技術）或為了實現自原料中，所需要之提取和回收礦物 含量以及自處理殘餘物中，産生其他貴重副産物，該方法 可包含僅一種或其他的此等兩階段。關於此點，供使用於 本文中之原料可以由飛灰，煙道塵，工業爐渣，鏵工廠或 冶金加工處理殘渣，例如··來自鉻鐵或電鍍過程者，礦業 殘渣例如：來自礦苗濃縮浮選方法者，海砂及具有所需要 之組成物之其他廢料中所衍生出。 在本發明之方法中，加工處理階段之一包括：氣力一 重力分離技術來分離出礦物含量，例如：來自原料之金屬 和金屬氣化物濃縮物。另外之處理階段包括原料之化學一 熱處理或，在一種較佳具體實施例中，利用等離子體分離 技術，自氣動-重力分離階段所衍生之流出物流來自其中 提取。基本上純的礦物貴重金屬，及産生另外之副産物流 出物，可將它分開利用，或與自氣力重力階段所衍生出之 其他殘餘流出物相聯合而産生建築材料終端産物，例如·· 水汲狀産物，黏合劑材料等。 在一種較佳具體實施例中，本發明的方法包括··將具 有小於大純〇·lmm之徑向粒子大小之含礦物之粒狀物 料引入下文中。予以敘述之氣力重力分離裝置中的階段； 此裝置具有浮選室並有至少一値入口汽門和許多出口汽門 形成在其中。設置工具例如：風扇，鼓風機，或相似裝置 本紙張尺度边用中國國家標準(CNS)甲4規格(210x297公釐） -5 - (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 01333 A 6 B6 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 五、發明説明（4 ) 來將空氣引入該室中，並致使空氣浮選氣流，自至少一値 入口汽門流動至至少一個出口汽門及以經預测定之空氣流 速，使微粒物料與此空氣浮選氣流相接觸。空氣流速必須 足以致使被引入該室中之微粒物料通過位於距引入該室之 空氣的位置一段經預測定之縱向距離之至少一個入口氣門 及以相對於軸向空氣流動途徑的一値經預測定角，通過該 室而分離成為一種礦物貴重金屬餾份（它自空氣浮選氣流 中沉澱出）。此礦物貴重金屬餾份，回應該餾份自氣流中 的重力沉降，而自氣流中沉澱出（係基於餾份中之礦物貴 重金屬的重量），而留下未經沉澱之殘餘粒狀餾份在浮選 氣流中。 為了産生有價值之建築材料，包括：有利之水泥狀組 成物或黏合之組成物等，收集來自浮選氣流之未經沉澱的 殘餘粒狀餾份以供更進一步處理。又，在本發明之較佳形 式中，所收集之經沉澱之餾份含有此等物料例如：氧化鋁 (礬土），氧化鈦，鉻和鐵鹽，以及元素形式之此等礦物 和各種其他化合物，及自可以經由本發明方法予以處理之 多種粒狀原料所衍生之元素组份。經回收之所得之礦物貴 重金屬純度方面之甚大改良，自此種氣力重力分離階段予 以獲得，唯，其較佳者是：致使所回收之貴重金屬歴經更 進一步處理，或經由更進一步之氣力一重力分離或經由某 些其他提取技術，為的是提高所回收之礦物貴重金屬的純 度。 在構造上，氣力一重力分離器的浮選室，其横截面， (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝. 訂· 線. 本紙張尺度边用中國a家標準(CNS)甲4規格(210x297公釐) -6 - 經濟部中央標準局员工消費合作社印製 1,01333 A6 _B6 五、發明説明（5 ) 可能是長方形，方形，圓形或任何其他適當形狀，並構造 組合睦，以便將空氣流動氣流之空氣在該室之一端上之一 値入口汽門引入，並流經該室而至位置在該室之另端上之 一個出口汽門。設置一値分開之入口汽門，以便將粒子引 入該室中，並放置在距該室的出口端一段距離，足以提供 經處理之粒狀物中，礦物貴重金屬的最適宜分離，如在下 文中，將更詳細討論。 另外，其較佳者為：在引入該室以前，將粒子用H2 S〇4溶液之關溼，為的是：使活性粒子與酸起反應，因 此，粒子的密度增加及此等較重之粒子在該室（當將彼等 吹入其中時）以内，具有甚少堵塞或附聚之可能性。又， 應將粒狀物，以相對於自一端至另一端，流經該室之層流 空氣之軸向方向，範圍自12°至75°之二値角而引入 該室中；並應將該室中之空氣流速雒持在自大約2m/ sec (關於較輕重量之粒子）高達大約25m/sec (關於較重粒子，例如：具有大約13 g/cm3密度之 氣化鋁）的範圍内。現已發現：低於大約2m/s e c之 流速不能産生粒子之分離。 在本發明之較佳具體實施例中，設置工具以便使該室 傾斜，為的是能調整室中之空氣靥流的基本上，水平方向 與室之縱軸間所存在之角度。此項角度之調整控制：在經 由空氣流相接觸以前，粒子會落下之時間和距離而宜予以 設定在自大約一 60°至大約0° (水平）的一段範圍内 ,以便在此等粒子與空氣流相接觸前，經由增加時間和距 本紙張尺度逍用中國B家標準(CNS)甲4規格(210x297公潑） -7 - (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) ^01333 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A6 _B6 五、發明説明<6 ) 離而容纳較輕重量之粒子，以及設定在自大約+60°至 大約0° (水平）而在此等粒子與空氣流接®前，經由減 少時間和距離而容纳較重重量之粒子。 在氣力-重力之分離階段後，在本發明的方法以内， 特佳者是：含併自其中所收集之經沉澱之礦物貴重金屬餾 份，並將此等合併之粒狀皤份引入利用下文中予以詳述之 等離子體反應器裝置之化學一熱處理階段中；其中，使合 併之餾份經歴等離子體分離以便更進一步將蹓中之礦物貴 重金屬與雜質相分離。此更進一步處理階段，導致自經處 理之餾份中，提取基本上純粹之礦物貴重金屬。 在本發明方法的等離子體分離階段期間，將粒狀形式 之礦物貴重金觴餾份引入等離子體反應器的一具反應室中 。欲予處理之礦物貴重金屬粒子的平均徑向大小宜小於大 約◦.lmm。亦將等離子體氣體流引入該反應室中，並 將氣體離子化而産生等離子體電弧在反應器中所形成之反 應區中，（在陰極與多節之陽極間），其'中，將溫度上昇 至大約10， 000° K的程度。構造該反應器，並以一 種方式，訂出其因次，因此使：造成等離子體電弧環繞分 節之陽極而迅速旋轉，並使粒狀餾份歴經此項動作，因此 ，致使此等粒子，以所需要之螺旋狀流動，通經等離子髏 Ο 在本發明之較佳具體實施例中，反應器中所採用之陽 極包括：自6至10個節段而最宜是8個節段，為的是獲 得宜大於大約每分鐘1 5, 000轉（RPM)之等離子 (請先閲讀背面之注I事項再填寫本頁) 裝· 本紙張尺度边用中國國家標準（CNS)甲4規格（210x297公龙) -8 - ^01333 經濟部中央標準局员工消費合作社印製 A6 _B_6_ 五、發明説明（7 ) 體轉動，而最宜，在大約15, 000 — 30, 000 R P Μ的範圍内。 更特別者，構造本發明的等離子體反應器以使産生轉 動之等離子體電弧放電在兩固定之電極構造間。當施加具 有充分大小的電壓越過電極對（即：陰極與陽極）時，等 離子體電弧放電即發生。在一種例示之具體實施例中，陽 極是一種分節之琛狀環，而每一個陽極節段與其他者呈電 之隔離。將毎一個陽極節段電連接至恒定霄勢的一個區域 ，或通過以9 0°角，經排列在陽極節段的任一面上之一 對螺線管線圈而接地。每一此種螺線管線圈的軸平行於自 反應室之中央至與它相連接之陽極節段所繪之一條線。等 離子艚，自陰極放電至一値待殊陽極節段，然後至地面， 因此賦能相對應之一對的螺線管線圈。因此所産生之磁場 有轉動等離子體電弧至接鄰之陽極節段之趨勢。然後重覆 此過程，它導致快速轉動之等離子體電弧。 亦，依照本發明，一支共軸之螺線管線圈包封著反應 區之周界並與自陰極和陽極之途程共軸。該共軸之線圏産 生第二磁場以便經由轉變等離子髏電弧之徑向速度成為圓 周速度而更進一步增加等離子體電弧的轉動速度。 供使用於産生等離子體電弧之適當等離子體氣體，傜 基於被處理之粒狀原料的組成，但是包括各種氣化之氣體 例如：大氣中空氣或〇2，各種還原氣體例如Η2和各種 惰性氣髏例如：Ar或其他貴氣體。 因此，當粒子通經電弧時，彼等被加熱至超過其熔化 本紙張尺度边用中國國家標準（CNS)甲4規格(210X297公龙） -Q - (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝· 訂· -線· ^01333 經濟部中央標準局贸工消費合作社印製 A6 _ 五、發明説明（8 ) 溫度之溫度，因此，造成粒子液化。將本發明之反應器更 進一步構造並訂因次而提供一値冷卻區，以便當液體自等 離子體反應區出口時，它通經各種下降之溫度梯度，在此 段時間期間，呈基本上純元素或化合物形式之所需要之礦 物貴重金屬冷卻，並附聚成相當稠密之粒狀形式。又，在 原來加進之粒子中之經加熱之殘渣，則結晶而形成具有低 相對密度之粉狀粒子在冷卻區中，或由於等離子體處理和 隨後冷卻之結果，蒸發而形成氣體在此區域中。另外，該 反應器構造包括一個逆流區；液體，粉塵和氣體等物料通 入其中（當彼等自冷卻區出口時）。在此流動區中，使此 等物料以一種方式，歷經空氣的逆流流動及利用下文中予 以詳述之裝置，因此使：所需要之液體礦物貴重金屬通經 逆流空氣流動並以其基本上純的粒子形成予以收集，同時 ，殘餘之粉狀和氣態等組份，則憑藉空氣之逆流流動，自 所需要之礦物貴重金靥中除去，並予以分開收集。 因此，由於利用本發明之等離子體反應器之粒狀物的 化學一熱分離之結果，具有超過95%純度水準之基本上 純礦物貴重金屬，自在其中所處理之原料中被提取出。另 外，基於其組成，可將與所收集之礦物貴重金屬相分離之 殘餘粉狀和氣態等組份予以更進一步處理而産生其他合意 之基本上純粹之餾份。另種方式是，可以利用所收集之殘 餘物在某些實例中，成為加工處理的有價值副産物。 因此，本發明的一個一般目的在提供改良之方法用以 自含有礦物之原料中，提取基本上，純的礦物餾份，例如 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度逍用中國國家標準(CNS)甲4規格(210x297公婕) -10 - ^01333 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A6 ____B_6 五、發明説明（9 ) :氣化鋁（礬土），和氣化鈦，宜自各種廢料中提取，例 如：飛灰，煙道塵，工業爐渣，鏞工廠或冶金之加工處理 殘渣，礦業殘渣，海砂等中提取。 本發明之另外目的在提供一種經濟上可實行且環境上 有利之方法，用以以一種商業上成功之方式，提取基本上 純的礦物餾份。 本發明的另外目的在提供方法：除去自原料中，提取 基本上，純礦物餾份以外，用以提取商業上有利之副産物 ，宜自各種廢料例如：飛灰，煙道塵，工業爐渣，躊工廠 或冶金之加工處理殘渣，礦業殘渣。海砂等中提取。 本發明的仍有另外目的在提供一種方法用以以一種方 式，自禱工廠，電廠，廢物處理設施，環境污染減軽來源 例如：海床清潔計劃等所衍生出之廢原料，回收氧化鋁和 氣化欽，Fe， Cr, Ni, Co, Pb, Zn, Cu, Zr和其他元素之礦物貴重金屬及其他有價值之副産物， 因此使：相對於此等原料之起始環境上顧慮予以消除，並 由於應用本發明方法之結果，基本上，無另外之環境污染 問題存在。 一値更為特別之目的是：提供一種單階段（單级）方 法用以自含有礦物之粒狀原料中，提取礦物貴重金屬，即 :經由將各原料引入並在氣力-重力分離裝置中處理。一 個伴隨之目的是提供用以實施此項提取作業之氣力一重力 分離裝置。 另外之持殊目的是提供單階段方法，用以自含有礦物 本紙張尺度逍用中國B家標準（CNS)甲4規格(210x297公*) - H - (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝· 訂 線· 01333 A 6 B6 經濟部中央標準局员工消費合作社印製 五、發明説明（10) 之粒狀原料中提取礦物貴重金羼，即經由將各種原料引入 利用等離子體分離技術之化學一熱反應器中，並在其中處 理。一値伴隨之目的是提供化學一熱反應器，以便實施此 項提取操作。 仍有另外之特殊目的是提供一種多階段方法，用以自 含礦物之粒狀原料中，提取礦物貴重金屬，即經由使各種 原料在第一階段中，歷經氣力一重力分離，繼以在利用等 離子體分離技術之化學-熱反應器中的第二階段分離。 除去上文中所特舉出者外，本發明的其他目的，對於 精於此項技蓊之人士而言，自下列敘述將顯然可見。 圖式的簡蜇敘沭 圔1是示意流程圔，舉例說明：自乾燥飛灰原料源， 提取礦物貴重金屬，所採用之本發明的方法； 圔2是相似於圖1之示意流程圖，舉例說明：處理電 鍍殘餘原料源所採用之本發明的方法； 圖3是示意流程圖，舉例說明：用以處理來自F e — C r處理作業之冶金爐渣廢料之本發明的方法； 圔4是示意流程圖，舉例説明：用以處理海砂之本發 明的方法； 圖5是較佳裝置的示意倒視圖，用以實施本發明的方 法中之氣力一重力分離步驟； 圖6是較佳之等離子髏反應器裝置的示意側視圖，用 以實施本發明的方法中之化學一熱分離步驟； (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝· 線· 本紙張尺度边用中國國家標準（CNS)甲4規格(210x297公¢) - 12 ~ ^01333 A 6 B6 經濟部中央標準局貝工消費合作社印製 五、發明説明（U) 圖7是自陰極向下投射至圖6的等離子體反應器裝置 中之多節段陽極組合體之示意頂視圔；及 圖8是圖7之陰極和分節之陽極配置的詳細示意圖， 具有其部件的間斷横截面。 詳細敘沭 圖1至4是示意流程圖顯示：本發明方法的各種具體 實施例包括：基於原料來源之组成及其物理狀況，其固有 之礦物含量及其他類似考慮之工藝選擇。 圔1中所描述之本發明的具體實施例係利用自燃燒發 現廠煤所衍生之新鮮産製之乾燥飛灰。關於此點，應特別 提及：此處所採用之新鮮飛灰是充分的軟而以粉末予以使 用不須研磨成為粒狀形式。然而，如果利用二種灰，它偽 自儲備堆或山上獲得且己被收集歷高達若干年期間之延長 期間，則可能必須研磨原料灰成為適當之粒子大小，為的 是提供充分之結果在本發明的方法中。 本方法中所利用之乾飛灰的組成，基於所燃燒之燃料 ，可略為變更。然而，飛灰中之主要元素是S i和Ai2而 其中之較少元素包括：Ca, Fe, Ti和Mg。亦可包 括：微量之Pb, Hg, Ag, Μη和Cr等。本方法中 所採用之飛灰通常含有以各種數量（以重量為基礎）而存 在之下列化合物： (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -裝- 訂- 線- 本紙張尺度逍用中國國家標準(CNS)甲4規格(210x297公放) -13 - -01333 五、發明説明（12) A6 B6 S i 0 2 5 0 — 5 6 % A 1 2 0 3 2 1 - 2 8 % C a 0 2 — 4 % F e 2 0 3 7 — 1 2 % T • 1 0 2 1 - 1 • Μ g 0 2 — 3 % 本發明的一個操作實例中，收集苜煤所新鮮産生之 1 0 kg乾飛灰粉末樣品，僳來自一座電廠之每日輸出量之 一部份。此l〇kg樣品具有下列組成（以WT^為基礎） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂_ 經濟部中央標準局貝工消费合作社印製
Si 0 2 5 1 . 5 % A 1 2 0 3 2 6 . 6 % C a 0 2 . 6 % F e 2 0 3 1 1 . 3 % T i 0 2 1 . 2 % Mg 0 2 . 1 % 其它 4 . 7 % 將此飛灰樣品引入圖5中所舉例說明之該型的氣力一 重力分離裝置的浮選室中。當飛灰正被引入該室中時，將 它處理以1 liter的5 % H 2S ◦ 4溶液，並使灰與酸起反 應而形成具有較高密度的硫酸鹽粒子蹓份以促進，於更進 線. 本紙張尺度逍用中國國家標準（CNS)甲4規格(210x297公釐) -14 - A 6 B6 五、發明説明（13) 一步處理時，活性粒子的沉降出。 在氣力-重力分離裝置中，粒子經由自該室之一端上 之一値入口汽門至其另一端上之一個出口汽門而流經該室 之層狀空氣浮選氣流予以接觸。空氣速度是大約2m/ sec且當將粒子吹入通過該室時，由於重力沉降之結果 ，較重之粒子包括：AJ?2〇3與T i 〇2則自浮選氣流中 沉澱出，而較輕重置之粒子，基本上，依然懸浮在浮選氣 流中。自浮選氣流中所沉澱出之粒狀礦物贵重金屬皤份重 3. 08kg,並具有下列組成（以WT%為基礎）： (請先閲讀背面之注意事項再場窝本頁) 裝· 經濟部中央標準局貝工消費合作社印製 A 1 2 0 3 6 8 . 1 8 % A 1 2 ( s o 4)3 9 . 7 0 % S ♦ 1 0 2 1 1 . 3 7 Ύο T ♦ 1 0 2 3 . 8 9 % F e 2 0 3 3 . 2 〇 % F e 2 ( S 0 3)3 1 . 6 0 % C a 0 1 . 6 8 % M s 0 ) 0 . 3 8 % M g so 4) 訂· 線- 收集此經沉澱之粒狀餾份並輸送以便在化學一熱分離 階段中，更進一步處理而自自氣力-重力分離階段所獲得 之産物中，提取較高純度礦物貴重金靥。 關於留在浮選氣流中之殘餘粒子，將此等粒子分開收 本紙張尺度逍用中國國家標準(CNS)甲4規格(210x297公;《·) - 15 - ,01333 五、發明説明（14) 集並權重為6. 9 2kg。此殘餘皤份的组成如下（如WT %為基礎）： A 1 2 O 3 2 . 8 0 % A 1 2( s 0 4)3 • 8 7 % S ♦ 1 0 2 6 9 . 3 0 % F e ‘ 2 0 3 1 3 . 2 0 % F e 2 ( s 0 3)3 1 . 1 5 % C a 0 3 . 0 0 % M g 0 ) 2 . 8 9 % M g s 0 4) 6 . 7 9 % 其它 現已發現：此等殘餘粒子是本方法的有價值之副産物 ，適合供更進一步處理，以便使用以産製水泥狀建築組成 物，或具有優良品質之黏合劑和填料材料。 經濟部中央標準局貝工消費合作社印製 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 在化學一熱分離階段中，將來自氣力一重力分離，階段 之經沉澱之粒狀餾份；引入圖6中所舉例說明之該型的等 離子體反應器中，其中，採用空氣作為産生等離子體之氣 體，産生具有大約10，00〇K°溫度之等離子體及致 使等離子體電弧，以大約30, 000RPM之速率，環 繞8節段之陽極而轉動，它導致分離出具有2. 5 3kg重 量（基於被引入反應室中之原來3. 0 8kg粒狀物料之樣 品）之礦物貴重金屬餾份。此項分離餾份具有下列組成（ 本紙張尺度逍用中因國家標準(CNS)甲4規格(210x297公着) -16 - ^01333 A 6 B6 經濟部中央標準局貝工消費合作社印製 五、發明説明（15) 以W τ %為基礎）： A \ 2〇 3 9 5.0 % Ί i Ο 2 2 . 7 % 雜質 2.3% 因此，Al2〇3和丁丨〇2的97. 7%純皤份自此 兩階段方法而獲得；即經由烷化A 1 2〇 3與T i 〇2在等 離子體中，並收集沉降至圖6中反應器裝置的反應室底部 之未經分離之，附聚之粒子。將來自被引入反類器中之原 來3 . 0 8 kg樣品之其餘.5 5 kg殘餘餾份自反應器中移 出，如關於圖6中所描述之裝置所述。舉例而言，將 3. 08kg樣品中，佔優勢部份的Mg, ?^和矽酸鹽， 在等離子體中熔化，並予以結晶而形成粉末狀粒子，將彼 等吹出反應器。又，在等離子髏中所蒸發之硫酸鹽，形成 一種氣體，同樣將它吹出反應器。若須要，全部.55kg 殘餘餾份（包括粉狀粒子及氣體）可供應，以便收集和更 進一步處理。 圖2舉例說明：本發明的另外具體實施例，其中，採 用自鏵工廠産生之F e — C r産物所衍生之冶金爐渣作為 粒狀原料。關於此點，應特別述及：自礦業操作所衍生之 爐渣亦被採用作為供使用於本發明方法中之含有礦物之粒子。 在本發明的此項實實例中，來自鋳工廠鼓風爐之冶金 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) % 象 本紙張尺度逍用中Η Β家標準(CNS)甲4規格(210X297公*) -17 - 01333 A 6 B6 五、發明説明（16) 爐渣的樣品，係自爐渣的儲存堆或山予以收集。將爐渣樣 品篩選以便移去過大之粒子，然後使所得之粒子歴經磁力 分離技術，因此，將具有大於25Omm之平均徑向粒子 大小之磁性粒子，與其餘之原料粒狀物料相分離。具有 2 5 Omm或更大之徑向大小的此項經分離出之餾份含有 75% (以重量計）Fe及25% (以重量計）Cr组成 。其餘較小粒子大小原料的1 〇 kg樣品具有下列组成（以 W T %為基礎）： S * 1 0 2 2 5 % A 1 2 0 3 3 % C a 0 4 5 % F e 2 0 3 7 % Μ s 0 8 % 鉻 ) 鉻 氧 化物） 1 2 % 鉻 酸 鹽 ） 經濟部中央標準局员工消費合作社印製 然後使此1 〇kg樣品歴經壓碎或研磨操作，其中，將 粒子之大小減小至大約.lmm至大約2min的平均徑向 粒子大小。將此等經研磨之粒子引入圖5中所舉例說明之 該型的氣力一重力分離裝置的浮選室中。在氣力一重力分 離裝置中，使此等粒子接觸自在其一端上之一個入口汽門 至在其另端上之一個出口汽門而流經該室之層狀空氣浮選 本紙張尺度边用中國Η家標準(CNS)甲4規格(210x297公茇) -18 - A6 B6
，OiW 五、發明説明（17) 氣流。空氣速度是大約1 Om/s e c而當將粒子吹入通 過該室時，基於粒子重量，粒子沉澱出而成為第一與第二 餾份。由於重力沉降之結果，第一餾份含有較重重量粒子 ，而第二餾份含有較輕重量粒子。經沉澱出之第一粒狀礦 物貴重金屬餾份重5. 7 5kg,予以收集並使它歴經所熟 知之磁力分離技術，為的是：自重2. 48kg之第二部份 中，分離出富含Fe與Ci*之部份（重3. 27kg?)。 收集富含F e與C r之部份。 2. 4 8kg第二部份具有下列组成（以WT%為基礎 (請先閱讀背面之注意'事項再填寫本頁) 裝- A 1 2 0 3 6 . 0 5 % C a 0 6 6 . 5 2'% S « 1 0 2 2 6 . 2 1 % C Γ 2 0 3 « 4 1 % F e 2 0 3 • 4 0 % Μ s 〇 • 4 1 % 訂_ 經濟部中央標準局员工消費合作社印製 另外；自氣力一重力分離階段所獲得之第二餾份重 4. 3kg並具有下列組成（以WT%為基礎）： 本紙張尺度逍用中國國家標準(CNS)甲4規格(210x297公龙) 19 -19 - ^01333 A 6 B6 五、發明説明（18) A 1 2 0 3 3 . 4 9 % C a 0 3 2 . 6 0 % S i 0 2 3 9 . 5 6 % C Γ 2 0 3 5 . 8 0 % F e 2 0 3 4 . 6 5 % Μ g 〇 1 3 . 9 0 % 經濟部中央標準局员工消費合作社印製 將2. 481«第二部份與4. 3kg第二餾份相合併而 産生6. 7kg聯合之樣品，將它輸送入化學一熱分離階段 中，供更進一步處理，以便自自氣力一重力分離階段所獲 得之産物中，提取較高純度礦物貴重金屬。 將充分之煤粒子加至聯合之6. 7 8kg樣品中，為 的是獲得具有大約其0. 7 2kg的重量係碩之混合物，然 後將所得之重7. 5 Okg之粒狀混合物引入圖6中所舉例 說明之該型的等離子體反應器中，其中，採用空氣作為産 生等離子體之氣體，而産生具有大約10, 000° K溫 度之等離子體並以大約30, 000RPM之速率，致使 等離子體鼋弧，環繞3節段之陽極而轉動，此操作導致分 離出重.28kg而具有下列組成（以WT%計）之礦物貴 重金屬餾份： 鉻混合物 8 5 % 鐵混合物 1 4 % 雜質 1 % (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝- ，可_ 本紙張尺度边用中國B家標準(CNS)甲4規格(210X297公茇） ~ 20 - L01333 A 6 B 6 經濟部中央標準局员工消費合作社印製 五、發明説明（19) 因此，經由兩階段作業，將99%純礦物貴重金屬自 粒狀原料物料中提取出，包括高％的元素狀Cr和Fe ( 卽：大約.27kg)。自化學一熱反應階段所收集之其餘 殘餘餾份，如關於自圖6之反應器中，移出殘餘物時所述 ，重6. 5kg而被採用以産製有價值之副産物例如：1一 特蘭水液型産物。 在圖3中所舉例說明之本發明的具鱧實施例中，利用 自産生品品質銷之電鍍過程所獲得之殘渣作為供使用於應 用本方法時之含有礦物貴重金屬之原料。自電鍍過程，收 集廢殘餘物或沉積物，其中具有包括：鉻酸鹽，硫酸鹽和 氯化物等鹽類，鐵與亞鐵等化合物以及矽酸鹽之组成物。 尤其，該沉積物包括高百分數（以重置計，大於5 0炻） 的鉻鹽。 ' 起始，為了乾燥物料，使此殘渣歴經熱空氣處理。然 後，將經乾燥過之物料研磨成為具有不超過2mm平均徑 向大小之粒子。 將此粒狀物料輸送至並作為1 0kg樣品而引入圖5中 所舉例說明之該型的氣力一重力分離器中，並如參照它所 敘述之方式，予以操作。浮選室中之層狀空氣流動的空氣 速度是5m/sec;4. 5kg粒狀踏份自浮選氣流中沉 澱出，而其餘之5. 5kg餾份依然懸浮在浮選氣流中。 然後收集來自氣力-重力分離階段之經沉澱之粒狀餾 份包括：優勢之鉻鹽，鉻酸鹽和鐵與亞鐵等化合物，並輸 送入化學一熱分離階段中供更進一步處理以便自自氣力一 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝. 訂- 線. 本紙張尺度逍用中國Η家標準（CNS)甲4規格(210x297公釐） -21 - ^01333 A 6 B6 經濟部中央標準局貝工消費合作社印製 五、發明説明（20) 重力分離階段所獲得之産物中，提取較高純度之礦物貴重 金屬。 關於留在浮選氣流中之殘餘粒子，將此等粒子分開收 集，並已發現是本方法的有價值之副産物，適合供使用作 為黏合物料或供使用於礦業之填料物料。 在化學-熱分離階段中，將來自氣力-重力分離階段 之所沉澱之粒狀餾份引入圖6中所舉例說明之該型的等離 子體反應器中，其中，採用甲烷作為還原之等離子體氣體 ，産生具有大約10, 000° K溫度之等離子體及致使 等離子體電弧以大約30, 000RPM之速率，環繞8 節段之陽極而轉動，此操作導致分離出基本上純的元素之 C r和C r鹽以及元素之F e。為了自基本上純F e中， 提取基本上純Cr物料，使Cr與Fe物料的此種混合物 歴經電磁分離步驟。 圖4中所描述之本發明的具體實施例，係利用自一片 水，例如海洋，海或湖的底部所挖堀之砂作為原料礦物貴 重金屬源。宜將供本文中使用之砂（它將被稱為''海砂〃 )自密切接近礦業操作之一處位置予以收集，或自將廢物 丢棄入該Η水中之工業工廠而收集。在所舉例說明之實例 中，採用粒狀海砂的10kg樣品作為原料礦物貴重金屬來 源。該海砂樣品具有礦物貴重金屬含量，它係以含有下列 礦物之组成物（以ET%為基礎）形式而存在： (請先閲讀背面之注意'事項再填寫本頁) 裝. 線· 本紙張尺度边用中ϋΒ家標準（CNS)甲4規格（210x297公釐） -22 - 0133^ 五、發明説明（21) A 6 B6 鈦鐵礦 2 8. 0 % 錯石 2 0 . 7 % 金红石 7 . 3 % 獨居石 1 . 5 % 石榴石 3 4. 2 % 閃石 3 . 8 % 綠簾石 3 . 1 % 電氣石 1 . 4 % (請先閱讀背面之注意事項再蜞寫本頁) 經濟部中央標準局貝工消費合作社印製 為了將佔優勢之亞鐵物料的高磁性餾份，與樣品的非 磁性及較少磁性之組份相分離，起始將l〇kg海砂樣品引 入具有高逹大約5 Kilosaus之弱磁場之一具磁性分離器 中。經如此分離之高磁性餾份重2. 8kg並含有9 7%鈦 鐵礦和3%之此等含有礦物之组成物例如：石榴石，閃石 ，綠簾石和電氣石。然後將此項磁性餾份，以粒狀形式引 入圖6中所舉例說明之該型的等離子體反應器中，並使此 粒狀物料歴經化學一熱處理之技術，如關於操作此反應器 所述，因此，將98. 6%純Fe及99.4%純 Ti〇2自經處理之富含鈦鐵礦之餾份中提取出。 將重7. 2kg之其餘非磁性及較少磁性餾份，自磁性 分離器輸送出並使它歴經具有高逹50KV之正電勢之靜 電分離過程。此項靜電分離致使經處理之餾份分離成兩個 部份。構成導電之物料之第一部份重2. 9kg而構成介霉 和非導電物料之第二部份重4. 3kg。 裝- 訂 線· 本紙張尺度边用中困B家標準(CNS)甲4規格(210x297公*) -23 - 經濟部中央標準局貝工消費合作社印製 iw0133d A6 ______B_6 五、發明説明（22) 第一導電之部份包括此等含有礦物之物料例如：石揺 石，閃石，綠簾石，電氣石和金红石並予以更進一步處理 ，為的是將其中之$半磁性〃物料與非磁性餾份相分離； 即，經由使2. 9kg樣品，在高達16 Kilogaus之強磁 場中歴經磁性分離。經分離之半磁性物料，（代表來自該 方法之殘渣）重1. 6kge收集重1. 3kg之其餘所分離 之材料並經由随後之靜電分離處理予以淸潔，因此，移出 任何其餘之介電材料成為殘渣並收集重7kg之導電物料， 並構成96%金紅石濃縮物，連同4¾雜質（佔優勢地包 括：石榴石以及錯石，閃石，綠簾石和電氣石）以使在圖 6中所舉例說明之該型的等離子體反應器中更進一步處理 ，此反應器傜依照相對於它所提供之細節，予以操作。由 於等離子體反應器中之此項電一熱處理之結果，所得之經 提取之组成物含有99. 8%之純T i 〇2。 另外，收集上文中所述及之4. 3kg介電和非導電之 第二部份，並使它在高逹1 6 Kiloeaus之強磁場中，歴 經磁力分離而導致被分離出之兩另外餾份。一種此項餾份 包括磁性礦物在該部份中，重0. 5kg。此磁性物料餾份 包含：98%獨居石連同4%雜質（例如：錯石，石榴石 ，閃石，緣簾石和電氣石）。為了獲得99. 3%純的鋼 氣化物，收集此98%獨居石餾份並在等離子體反應器中 予以處理。 顏於上述之兩餾份的非磁性餾份，輸送重4. 1 5kg 之此種餾份以便更進一步靜電分離，因此獲得結石濃縮物 本紙張尺度边用中國8家標準(CNS)甲4規格(210X297公龙） -24 - (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) :.01333 A 6 B6 經濟部中央標準局貝工消費合作社印製 五、發明説明（23) 成為靜電分離的介電輸出，並具有自其中所分離之導電性 殘渣。結石濃縮物重2.1kg,它含有97%Zr S i 〇4 及3%雜質（主要包括：金紅石和少量之其他物料例如： 石榴石，閃石，緣簾石和電氣石。亦將此項錯石濃縮物， 經由將粒子引入圖6中所述並舉例說明之該型的等離子體 反應器中，在化學一熱處理階段中，予以處理，為的是獲 得99. 5%純乙丨〇3及99. 8%純Si〇2。 將重2. 〇5kg之導電性物料分離出而代表來自該作 業之殘渣。將此殘渣與來自較早各階段之殘渣相合併以便 處理。 圖5中，示意地舉例説明：一種氣力一重力分離裝置 50,它適合供使用於自被引入至其中之含有礦物之粒狀 原料中，提取礦物貴重金屬。裝置50具有二値縱向伸長 之外毅50,其側截面是長方形。外殺52包括一値浮選 室54在其中，並具有一個入口汽門56,附有一個可諏 節之斜管58,例如一具振動之蓮送器等，自它下垂並延 伸入室54中，以便以所需要之進入角度，將粒狀物料引 入室54中。設置另外之入口汽門6 ◦在外穀52中以便 容許將空氣，經由操作被固定放置接近外殼52之第一終 端6 4之風扇或鼓風機62而引入室54中。外殼52亦 包括至少一個出口汽門，如所舉例說明者，它經由汽門 6 6與6 8作為代表；將彼等定位以便能回收自處理被輸 入室54中之粒狀原料所得之經沉澱之礦物貴重金屬餾份 。設置一個輸出汽門70在外殼52的第二終端72上， 本紙張尺度逍用中國國家標準(CNS)甲4規格(210x297公潑） -25 - (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝· 線· ^01333 A 6 B6 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 五、發明説明（24) 距第一終端64遠侧，以便能回收來自處理粒狀原料之含 有殘餘礦物之粒狀物料中，未經沉澱餾份。 在較佳具體實施例中，將入口汽門56縱向放置距室 54之出口汽門7 2 , —段經由下式所測定之距離： C Η V m , L =- F d 2 7 〇 其中，L是入口汽門，距室之終端（粒子通過它而自該室 出口）之縱向距離，粒子係通過該入口汽門而被引入室中 ;C是一値常數，它是以雷諾數為基礎而予計算，而在室 中之空氣的層流倩況，已予測定為18;V是流經該室之 氣體（例如：空氣）的速度；是氣髏之動態黏度；F 是該室的横截面面積；d是通過入口汽門，被引入室中之 粒子的平均直徑；7。是粒子的比重而Η是室之高度。 於操作時，將空氣經由風扇62而吹入室54中，並 創造一種麿狀空氣浮選氣流沿著一支固定之水平軸74, 自風扇6 2之出口噴嘴7 6延伸至外毅5 2的遠側終端 72。粒子係通過汽門56而被引入室54中，並調整斜 管58以便提供粒子進入室54中之所需要之進入角（α 角）。為了容纳不同重量之原料，《角可在相對於軸74 ，大約12°與大約75°間的範圍内予以變更。宜構造 斜管58以便以一種方式，振動或振盪，因此使：自其中 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝- 訂· 線. 本紙張尺度边用中困a家標準(CNS)甲4規格(210X297公茇) -26 ~ ^01333 經濟部中央標準局貝工消費合作社印製 A6 __B6 五、發明説明（25) 出口並進入室54中之粒子受到充分振盪而避免粒子之附 聚。 設置支架7 6與7 8用以支持外殼5 2呈與逮離地板 80之穩定狀況。將用以調整支架76與78的高度之標 準控制機構82與84各自放置在支架76與78上。若 須要，此等機構82與84像獼立地可操作以便上升或降 低外毅52,為的是傾斜外殼52中之浮選室54，並藉 以調整固定之水平軸74與室之縱軸間的角（/3角）。以 此種方式，可以將在與空氣之流動相接觸前，進入室54 之粒子必須下降之距離，視需要而予調整以便容納各種重 量原料粒子。實際上，現己發現：為了最佳結果，此項角 度之調整，其範圍應自大約一 60°至0° (水平）（就 較輕重量礦物貴重金屬粒子而論）及自大約+60°至 0° (水平）（就較重重量礦物貴重金靥粒子而論）。 圔6中，示意式顯示一具等離子體反應器100,適 合於處理粒狀原料例如：自利用如圖5中所舉例説明之裝 置的氣力一重力分離階段所回收之含有未經沉澱之礦物之 蹯份，或任何其他此等粒狀礦物原料。 反應器100包括一個等離子體頸102，具有一支 等離子體搶或氣炬1 04垂直安裝在其中。構造等離子體 搶104並作成適當因次，以便引入一種適當之等離子體 氣體，其目的是建立一支向下導引之中央等離子體電弧或 氣流105,自陰搔106延伸至位置在反應室110 ( 頸段102之下游）中之多節段之環狀陽搔組合體108 本紙張尺度逍用中a國家標準（CNS)甲4規格（210X297公煃) -27 - (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) ,01333 經濟部中央標準局貝工消費合作社印製 五、發明説明（26) 。等離子體頸102具有通道116形成在其中，它向上 延伸並與分配設備或計量裝置（圖中未示出）相連通，以 便引入含有粒狀礦物之原料進入反匾室1 1 0。經放置在 反應室1 1 0之下游者是一個圓筒狀冷卻室1 1 2,它垂 直向下，導至錐形段114,其中，將逆流流動之空氣， 通過入口汽門138而引入，其目的是：將自室110下 降之某些殘餘經冷卻之物料，通過出口汽門140而吹出 ，如下文中將詳細敘述。 於操作時，一旦將粒子引入室110中時，彼等即經 由等離子體電弧105予以接觭，並將粒子在一種環境中 ,加熱至高溫；此環境中，等離子體電弧105像以較使 用先前方法和装置可能連到者為大之速率，正施轉或循琛 ，如圖7與圖8中之箭頭A所示。 〜 圖7是本發明之等離子體反應器的持殊具體實施例的 示意舉例說明；偽沿著反應室110中，等離子體電弧 105的途徑，自陰極106向下向著陽極108看。陰 極與陽極間之區域，本文中將被稱為反應區1 1 8。當將 來自一處外來源（圖中未示出）之充分電壓施加在陽極 1〇8與陰極106之間時，反應區118通常含有適合 於等離子體成形之一種氣體。等離子體電弧105自陰極 106至陽極108的途徑，本文中將稱為反應區的軸。 如所舉例該者，等離子體電弧105傜自陰極106被導 引至具有相互呈電絶緣八値分開節段之分節之環形陽極 108,將等離子體電弧連續，引導至其上，而産生轉動 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度逍用中Η B家標準(CNS)甲4規格(210x297公¢) - 28 - ,01333 A6 B6 經濟部中央標準局員工消贽合作社印製 五、發明説明（27) 之等離子體電弧。具有至多6値節段之分節之陽極先前在 美國專利案No.4， 361,441中已予記述，將它 併入本文以供參考。在該專利案中所述之裝中，根據將分 開之節段活化時之頻率，連缠活化陽極各節段，致使電弧 以高達大約6， 000RPM之速率，以環形方式而移動 。使用電交換工具來實施陽極各節段的連續活化。為了協 助轉動等離子體電弧，專利案’441裝置亦使用一個轉 動之磁場，由於等離子體的帶電荷性質，此磁場致使電弧 經歴垂直於所施加之磁場之力及電弧的速度。使用環繞等 離子體電弧途徑的周界所排列之一陣列的螺線管線圈，並 經由一値外部源，連續予以賦能來産生轉動之磁場。 如上述，本發明亦採用一有節段之陽極1 08。然而 ，與’441裝置不同，本發明不採用電交換之電路条統 來致使等離子體電弧自一個陽極節段跳至另外節段。毋寧 是，如下文中詳細敘述者，使用磁場來轉動等離子體電弧 105自一値陽極節段至另一節段，如經由箭頭A所描述 。此乃意指：等離子體電弧的轉動之速度並非依賴任何頻 率，（在此頻率，可以活化電交換之元件）。因此，較使 用此等較早裝置可能逹到者，可以逹到高逹大約 30， 000RPM的大得多之轉動速率。 述及圖7及圖8，環形有節段之陽極108具有環繞 其周界所排列之許多螺線管線圈1 20。毎支線圈1 20 傜環繞一個低磁阻環形芯子122而捲繞，而其軸垂直於 反應區118之軸予以定向。在較佳之具體實施例中，每 先 閲 讀 背 Φ 之 注 意 事 項 再 填 寫 本 本紙張尺度逍用中國國家標準(CNS)甲4規格（210x297公釐） -29 - 經濟部中央標準局貝工消費合作社印製 L01333 A 6 ______B_6五、發明説明（28) 一個陽極節段，有兩値此等線圈120,位置在該陽極節 段的任一面上90°。因此，線圈120的總數目等於兩 倍之陽極節段數目。圔7及圖8顯示：8値節段之陽極， 而此等節段傜由絶緣材料124予以分隔。然而，為了簡 單化，僅4個線圈120顯示於圖7中，以120a, 1 2 0a·, 120b與120b’予以指示。將陽極節段 108a電連接至線圈120a與120a’ ，而將陽極 節段108b電連接至線圈120b與120b·。線圏 120a與120b係以相反方向，環繞芯子122的相 同部份126予以捲繞。線圈120a· 120b·則環 繞相對之芯子部份1 2 2予以相似地捲繞。毎一値線圈 120亦被連接至電接地，以13 ◦予以指示。因此，將 每一個陽極節段，經由兩種途徑接地，予以雒持在恒定電 勢下，其中，插入位置在反應區118的周界上之一支螺 線管線圈120並予以定向，以便其縱軸平行於自環狀陽 極108的中央至與它相連接之待別陽極節段所繪之一（ 直）線。當等離子體電弧放電105發生在陰極106與 一特別陽極節段之間時，電流流動在陽極節段與地面之間 ，因此，它賦能與該節段相關連之兩螺線管線圈（例如： 線圈1 20b與1 20a)。線圈1 2 ◦的目的是産生徑 向定向並指向（或遠離）傳導等離子體放電之陽極節段之 磁場。如圖7中所示經配置在電弧之途徑周界的相對邊上 之該對線圈120a與120b,當予以賦能時，産生一 個經徑向定向之磁場向量Bi。因此，磁場Bi以與B2 本紙張尺度逍用中國國家標準(CNS)甲4規格(210x297公釐） _ 30 _ (請先閱讀背Φ.之注意事項再填寫本頁) 裝- 線. ,01333 經濟部中央標準局員工消费合作社印製 A 6 _ B6_ 五、發明説明（29) 成直角，致使等離子體電弧105歴經一個圆周指向之力 。它與沿著自陰極至陽極之途徑，電弧的軸向速度成比例 Ο 因此，本發明的等離子體反應器10◦之操作如下： 將所有的陽極節段，通過分開之途徑，予以連接至地面（ 或其他恒定電勢），每一者包括一個螺線管線圈120。 酋將陰極予以起始賦能時，當到達反應室以内之氣體的擊 穿電勢及形成導電性等離子體途徑時，等離子體放電發生 在陰極106與陽極節段108之一間。如果無其他力存 在，則所得之等離子體放電會維持固定，或無規式，自陽 極節段跳至陽極節段。然而，磁場B/圓周式強制電弧並 致使它跳越至接鄰之陽極節段。該陽極節段順序賦能另外 一對之螺線管線圈，此現象另外轉動等離子體電弧至另外 接鄰之陽離子節段等。以此種方式，使等離子體電弧，以 任何電交換之頻率無關之速率而連缠轉動。 為了授予甚至更多之角速度予等離子體電弧，本發明 採用環繞反應區1 1 8的周界所環繞，並與反應區1 1 8 之軸共軸另外螺線管132。因此，該共軸之螺線管 132，當經由外部電源予以賦能時，即造成沿著等離子 體電弧途徑而軸向導引之另外磁場B2 ，如圖8中所描述 。因此，場B2致使：以徑向或圖周速度分力而移動之任 何帶電荷粒子，歴經垂直於該速度分力予以導引之一個力 。將等離子體電弧，經由被配置接近電弧途徑的周界之環 形陽極的各節段而給予一個徑向速度分力，它易於致使等 (請先閲讀背面之注意•事項再填寫本頁) 裝- 線. 本紙張尺度边用中Η困家標準(CNS)甲4規格(210x297公釐） -31 - ,01333 Λ6 B6 經濟部中央標準局员工消費合作社印製 五、發明説明（30) 離子體電弧向外徑向彎曲。因此，磁場B2轉變帶電粒子 之徑向引導之線性動量成為角動置，並致電弧轉動。另外 ，轉動之等離子體電弧的所得之圓周速度分量（經由磁場 82與82所造成）經由場B2作用於其上），它易於 牽引電弧徑向向内。此方式提供維持迅速轉動而必須之向 心力。 授予角動量予等離子體電弧之先前方法，例如先前所 引述之·441專利案中所掲示者，獨特依賴於經由電交 換之工具予以轉動之外部磁場的轉動，而陽極節段之連绩 活化亦經由電交換之工具，而致使等離子體轉動。此乃意 指：等離子髏的角速度可能是不大於電交換之頻率。反之 ，本發明則沒有此項限制而因此，能授予大得多的轉動速 度予等離子體電弧。 ~ 因此，於應用本發明之方法時，採用大氣之空氣或 0 2作為等離子體氣體而自飛灰的氣力一重力分離所衍生 之經沉澱之粒狀餾份，産生基本上純的八又2〇3和 T i 〇2。等離子體反應器1 00之反應室1 1 0中所産 生之溫度是大約10,〇0〇° K,並以大約 16, 000RPM之速度，致使電弧環嬈8値節段之陽 極1 08而旋轉或轉動。將粒子，以一種速率通過各通道 1 1 6而引入垂直對準之反應器室1 1 〇的頂部中，因此 使：彼等以螺線而下降，通過等離子體電弧。 當粒子下降通過反應室110中之電弧時，其中之所 需要的礦物貴重金屬（例如：Αβ2〇3和T i 〇2 )熔化 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝- 線· 本紙張尺度逍用中圉困家標準（CNS)甲4規格(210x297公龙） -32 - ,01333 經濟部中央標準局貝工消費合作社印製 Λ 6 ___Β6_ 五、發明説明C31) ，同時所引入之粒子的其餘组份•例如：Mg或结晶或蒸 發。因此，當經處理之物料自反應室110,通過陽極 108而出口時，彼等進入圓筒形冷卻室112,及當經 熔化之礦物貴重金屬，附聚成為相當稠密之粒子時，下降 通過其中之溫度梯度，經結晶之殘餘物形成粉狀粒子，而 經蒸發之組份則形成氣體。因此，當所得之經冷卻之組份 到達冷卻室112低段時，彼等接觭一個産物導承或收集 器板134,它被中央放置在室1 12以内，其目的是致 使：相當稠密之經附聚之礦物貴重金颶粒子，例如： 和T i 〇2 ,自其他下降之物料中分離出，另外 ，板134充作以一個適當向下之方向，引導或指導所分 離之礦物貴重金屬粒子通過錐形段114而使它能收集在 錐形段114的底終端136上。 ' 在段1 14中，將空氣的逆流流動或泷渦，自入口汽 門138向上引導至出口汽門140,為的是致使粉狀粒 子和伴隨經附聚之礦物的氣體，自凝聚物中分離出及通過 與出口汽門140相關聯之出口管或管141而吹出反應 器 1 0 0 〇 在構造方面，空氣入口管142與入口汽門138相 闋聯，而管1 4 2之軸1 4 4則以相對於一支水平軸 146之一個角X通過汽門138的中點或中心予以對準 。因此，角X基本上，界定空氣進入反應器100的錐形 段1 14中之進入角。在本發明的較佳具體實施例中，角 X應是大約1 5°。然而，就任何特殊處理而論。角X的 本紙張尺度逍用中困Η家標準（CNS)甲4規格(210X297公釐) -33 - A 6 B6 經濟部中央標準局员工消費合作社印製 五、發明説明（32) 適當因次傜基於各種因素包括：通過汽門1 3 8被引入之 空氣的速率或速度，欲被處理之物料的比重或密度以及錐 形的角（如所舉例說明之角Υ)。關於此點，應予述及者 :可將X角增加高達90° (即：空氣可自錐形之底部而 引入）（就極高密度物料而論。 錐形的較佳之角（角Υ)是大約30°。然而，由於 實驗的結果，現已發現：就處理具有高濃度的F e與C r 在其中之原料而論，例如自縳工廠所衍生者，角X之範圍 應自大約0°至大約37°而角Y之範圍應自大約1 0° 至大約30°。就具有高濃度的Cu, Ni或Co之原料 而論，例如自礦業或縳工廠所衍生者，角X之範圍應自大 約5°至大約30°而角Y之範圍應自大約15°至大約 40°。就處理具有高濃度的錯之原料而論「例如自海砂 中所衍生者，角X之範圔應有大約0°至大約1 5°而角 Y之範圍應自大約30°至大約40°。就具有高濃度的 Ai?2〇3與T i 〇2之原料而論，角X之範圍應自大約 0°至大約30° ,而角Y之範圍應自大約20°至大約 4 0 ° 〇 為了適應此等不同之角度校準以便處理各種原料來源 ，在本發明的一個具體實施例中，將反應器的錐形段 1 14提供成為一個可互換之部件，以使視需要，可將不 同形狀之片件安裝在反應器1 〇 〇之本體上。 於構造反應器1〇〇之錐形段1 14時的另外重要特 徴是汽門1 3 8之定位及其伴隨之空氣入口 1 4 2之定位 (請先閲讀背面之注意'事項再填寫本頁) 裝. 訂· 線. 本紙張尺度逍用中B Η家標準（CNS)甲4規格（210X297公龙） - 34 一 經濟部中央標準局员工消費合作社印製 01333_ 五、發明説明C33) 。關於此點，現已發現：在較佳具體實施例中，汽門 138的中點應是高於大約1/4的段114總高度hs 之錐形段1 14底終端136之高度hi。段1 14的任 何具體實施例之高度hs可以採用下式，予以計算成為錐 形角Y的函數： h s =1/2 d s (切線 Y) 其中，ds是在段1 14的水平頂邊緣148上，錐形 1 14之直徑。關於此點，錐形1 14的直徑ds可自下 列之另式予以計算： d s = 1 . 2 d r ' 其中，dr是圓筒形冷卻室112的直徑。 於建造反應器1◦0時之一個另外重要特徽是供應一 個有適當角度之壁段15◦，位置在與圓筒形冷卻室 1 1 2的底邊緣1 52呈水平線及與錐形段1 14之頂邊 緣148呈水平線。該壁1 50圓周式互連並封閉室 1 1 2和錐形段1 14。在本發明的較佳具體實施例中， 將壁150,以相對於錐形段1 14的水平頂部邊緣 148，一角度Z予以放置，因此使：以X角，通過入口 汽門138而被引入段1 14中之空氣將以所需要之向上 方向，經由壁150予以導引，為的是接觸自冷卻室 A 6 B6 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度逍用中國8家橾準(CNS)甲4規格(210X297公釐） -35 - ' ^01333 A 6 B6 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 五、發明説明（34) 1 1 2出口之下降物料並致使其中之非常低密度物料例如 :粉狀粒子和氣體，通過中央放置之管或隧道配置154 而上升以便接觸下降之粒子及導引較低密度物料至出口汽 門14 ◦，於該處彼等通過出口管14 1而出口並被收集 成為本發明方法之殘餘物。 在本發明的較佳具體實施例中，角Z之範圍可自大約 35°至60° ,而最宜者應是大約45°。然而，視需 要，可將角Z變更以便獲得最適宜之氣動狀況在錐形段 1 14以内，用以導引和指導在汽門138處所引入之空 氣，以直接空氣流動型式，或以·遂渦，螺旋形或轉動之流 動氣流形式至出口汽門140。 若須要，可將一具通風裝置（圖中未示出）與出口管 1 4 1相聯以便協助收集殘餘之物料。 ' 被引入錐形段114中之空氣的速度是關於操作本發 明之反應器10◦，予以考慮的一個另外重要因素。舉例 而言，現己發現：就大體而論，通過汽門138,被引入 段1 14中之空氣速度應在大約1至2〇m/sec之範 圍内。空氣之速率，基於被提取之礦物貴重金屬的密度予 以調整，就最重或最稠密粒子例如：Fe — Cr而論，通 常採用較高之速率，而關於不甚稠密物料，則採用較低之 速率。舉例而言，當將飛灰原料粒子在反應器中處理時， 現已發現：應將大約1. 7m/sec之空氣速度，通過 汽門138而引入錐形段114中。 另外，現已發現：就反應器100的某些應用而言， (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝· 訂- 本紙張尺度边用中困Η家標準(CNS)甲4規格（210x297公龙） -36 - 01333 A 6 B6 五、發明説明（35) 可能需要：設置一個電磁鐵156環形包封圓筒形冷卻室 1 1 2之較低段。待別，為了對於自治金爐渣或鑲工廠所 衍生出之經過等離子體處理之物料，實施某些分離處理， 在將礦物貴重金屬與殘餘物相分離方面，操作電磁鐵 156可能具有價值。然而，關於處理飛灰粒子，通常不 需要此項電磁之操作。 雖然本發明以其具有一定程度的特性之較佳形式已予 敍述，但是應了解者：本發明内容僅經由實例而作成。只 要不遠離本發明之要旨與範圍（如财隨之申請專利範圍所 界定者），對於本方法的細節和操作步驟及其中所利用之 物料等之甚多改變，顯然可見。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝< 訂· 線· 經濟部中央標準局员工消費合作社印製 本紙張尺度逍用中《Β家標準(CNS)甲4規格(210x297公澄） -37 -