[发明专利]用于回收有价值金属的方法和装置

说明书

本发明涉及一种通过在冶金容器中的还原反应回收金属氧化物中的有价值金属的方法和一种溶炉设备，该熔炉具有从炉顶伸入炉腔将其分割成两部分的隔墙、一个用于输送热能的装置、供料和熔融物输送装置以及一个废气处理设备处的中转站。

在通过还原反应回收有价值金属氧化物--如铅和铜--的冶金处理过程中，有规律地将还原处理过程所必需的还原剂通过倾倒加在液态熔融金属熔体上。通常为焦炭的还原剂和被视为炉渣的冶金熔融金属在比重上的巨大的差异导致焦炭形式的还原剂仅仅是层状地浮游在熔融金属之上。这就使得大体积的要还原的金属氧化物的熔化与还原剂的有效接触非常少。这种恶劣接触的结果就造成非常长的(直至数天的)并附有保温能量巨大浪费的停留和还原时间。

其次，德国专利DE OS 2509061中公开了一种方法，该方法是在灼热的焦炭床上将含金属氧化物的物料还原，这种焦炭床被制成一个水平环的形状，并由电路予以加热。利用这种主要用于从含金属氧化物的物料中回收含碳的熔融金属的方法，在焦炭床之下形成的一层相关的熔融金属层将妨碍金属冶炼。

除去在焦炭床之下形成一种相关的熔融金属层的妨害难于控制之外，这种方法的缺点是环式炉的部件具有大量的活动的不耐磨损的单独零件。

德国专利DE3614048A1中公开了一种设备，该设备具有充入金属流体的反应器，在反应器的中部区域内设有一道隔墙，这道隔墙在反应器的底部处至少具有一个用于金属流体的排出口。这种设备用于在火焰流的金属熔体中，特别是在一个熔铁体中汽化质量较差的燃料，但不适于氧化的、有价值熔融金属的还原。在此，质量较差的燃料以及其它废油、家庭垃圾、废弃物、汽车轮胎以及类似物被混入金属熔融物中。在质量较差的燃料中所包含的碳和硫熔于熔铁体中。在一些质量较差的燃料中不可汽化的或不可熔化的组份将结渣并立即通过通风装置从反应器腔室中被抽出。在此于还原剂和熔渣之间没有紧密的接触。

本发明的目的在于提供一种用于从金属氧化物中回收有价值金属的方法和所需的熔炉设备，利用该方法和设备将在缩短还原反应时间的同时提高产量。

本发明的目的由下述技术方案予以解决，即本发明提供一种方法，即用于在冶金容器中通过对金属氧化物进行还原而回收有价值材料的方法，在一个通常带有热能的第一还原反应区域中导入一种固体或液体的炉料，由固体的炉料形成一个熔体(Scmelzbad)或由液体的炉料维持一个熔体，由此使液态炉渣在金属熔体上游动，将熔体导入一个第二还原反应区域，由此使炉渣与还原剂紧密地接触，将防止冷凝的热能供给还原反应区域内的熔融金属。在第一反应区域中的烟气流过还原剂并与第二还原反应区域的氧化氮一起在给出其所触到的热之后被清除。本发明还提供一种装置，即具有隔墙的熔炉设备，该隔墙伸入炉腔，由炉顶将炉腔分隔成两个部分，该熔炉设备具有一个用于送入热能的装置、装入物料的装置和引出熔融金属的装置以及在废气处理设备处的一个排放口，为了实施如权利要求1所述的方法，其特征在于，第一炉部分的炉顶的隔墙具有长度(L)，该长度使得隔墙出口伸入在熔化过程中形成的炉渣(S)中直至接近液体金属的水平面(M)之上，隔墙在炉顶的区域中具有一个从第一炉部分向第二炉部分的开口，第二炉部分被设置成具有井状部分高(H)的井形，该高度向外突出超过还原剂的圆柱形高度(h)且其顶端具有一个用于与废气处理装置连接的接头，加热源在第二炉部分中从侧面伸入熔融金属之上的区域中，该加热源与一个能量供给装置相连。

根据本发明的冶金炉的第一炉部分设有一道浸入炉渣中的隔墙，该隔墙隔开部分炉床空间。氧化的熔融金属从隔墙的下面挤入炉床被分出的部分中并于此保持同样的水平高度。

第二炉部分构成炉身并充有焦炭，且柱状焦炭体积的高度如此之高以致于氧化物熔体的浮力被克服并且焦炭达到在熔融金属上浮游的炉渣熔体的总高度。由此在还原剂和在熔融金属中的有价值的金属氧化物之间形成紧密有效的接触。这样便形成还原反应并将还原出的金属收集在有价值的炉渣之下。通过使所获得的金属连续地流出并间断地将欲贫化或还原的炉渣排入装有还原剂的炉身的底部区域而在装有焦炭的或还原的炉身之下形成从氧化的有价值的炉渣向着炉身的还原反应区域的连续物流。

为了提供还原步骤所必需的能量，向还原炉身中倾斜突入地设置有电极，这些电极具有电能源。利用这种带有电压的电极设备通过还原剂的电阻使电流从电极流向电极，该电流产生还原步骤所需的焦耳热。