專利名稱：用于提取金屬或金屬化合物的裝置和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于特別是從含有金屬或金屬化合物的固體中提取金屬或金屬化合 物的裝置和方法。因此，本發(fā)明特別是涉及一種根據(jù)權(quán)利要求1的裝置，還涉及一種根據(jù)權(quán) 利要求11的方法。
背景技術(shù)：
金屬或金屬化合物通常與固體混在一起，所以要采用復(fù)雜的技術(shù)才能將金屬或金 屬化合物與固體分離，以便用于其它目的和加工。因此，利用一種用于提取金屬或金屬化合 物的裝置來使得這種金屬或金屬化合物與固體分離。這種用于從含有金屬或金屬化合物的 固體中提取金屬或金屬化合物的裝置和方法在現(xiàn)有技術(shù)中是公知的。例如W0 2006/131372公開了一種裝置，其中在電弧爐內(nèi)對液化的含有金屬的渣 子進(jìn)行加熱，其中在第一交流或直流爐中對含有金屬的渣子加熱，然后將熔液從第一爐轉(zhuǎn) 移到第二爐中，第二爐是直流電爐。此外，EP 0714860B1公開了一種用于從廢料燃燒設(shè)備選出固態(tài)殘渣的方法，其中 使得渣子在多個加熱室中熔化，其中在第一加熱室中使得渣子氧化，在第二渣子室中使得 金屬還原，在第三加熱室中使得金屬沉積，以便接下來將金屬輸送到前面的加熱室中，金屬 在所述前面的加熱室中匯集，并從中取出?，F(xiàn)有技術(shù)中已知的這些裝置效率低下，其中提取到的金屬或金屬化合物含量仍然 太少，而留下了的未提取出來的金屬或金屬化合物含量仍然太多。另外，倉儲這些渣子或材 料，例如倉儲來自鐵基合金工業(yè)或有色金屬工業(yè)的渣子牽涉到高昂的成本，其中在生產(chǎn)或 處理鉬、銅、鎳、鉛等時，通常會產(chǎn)生大量的渣子，因而這會造成高昂的成本。發(fā)明內(nèi)容、目的、解決方案、優(yōu)點因此，本發(fā)明的目的是，提出一種裝置和一種方法，借此能增加從固體中提取的金 屬量，或者能將固體中的金屬或金屬化合物含量減少到最低水平。根據(jù)本發(fā)明，有關(guān)裝置的目的通過權(quán)利要求1的特征得以實現(xiàn)。在此，采用一種用 于特別是從含有金屬或金屬化合物的材料中提取金屬或金屬化合物的裝置，即可實現(xiàn)該目 的，該裝置具有殼體，殼體帶有用于輸送材料的第一入口和用于排出廢氣的第一出口，其中 在殼體中還設(shè)有作為陽極的第一電極和作為陰極的第二電極，用于對殼體中的材料進(jìn)行電 加熱，另外設(shè)有用于取出熔化了的金屬或金屬化合物的取出機(jī)構(gòu)和用于渣子的溢流機(jī)構(gòu)。在此有利的是，還設(shè)有渣子輸送機(jī)構(gòu)，借此能將渣子輸送至殼體內(nèi)部。由此可以將 例如含有金屬的渣子輸送給用于消耗(Entreicherung)的裝置。為了加熱裝置的內(nèi)含物，最好使得第一電極從上面伸入到殼體中，一直伸入到導(dǎo) 電的材料層中。為此最好還將第二電極設(shè)置在殼體底部上，或者內(nèi)置在殼體底部中。特別有利的是，在裝置運行中在殼體內(nèi)產(chǎn)生一種層結(jié)構(gòu)，這種層結(jié)構(gòu)包括導(dǎo)電材 料層、渣子層和熔化了的金屬或金屬化合物層。
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此外有利的是，在殼體中設(shè)有電極或加熱棒，借此能對殼體中的材料、渣子和/或 熔液進(jìn)行電阻式加熱。同樣有利的是，在殼體中設(shè)有能在電弧運行中對殼體內(nèi)的材料、渣子和/或熔液 進(jìn)行加熱的電極或加熱棒。在本發(fā)明的另一實施例中，最好設(shè)有能將還原劑輸送到殼體中的輸送機(jī)構(gòu)。在殼體中設(shè)有至少一個電磁體或電磁體線圈是有意義的，其中電磁體或線圈優(yōu)選 設(shè)置在渣子的高度上，以便使得材料在容器中運動或攪動。此外有利的是，含有金屬或金屬化合物的材料是固體例如散狀物料。有關(guān)方法的目的通過權(quán)利要求11的特征得以實現(xiàn)。在此，該方法涉及一種用于特 別是從含有金屬或金屬化合物的材料中提取金屬或金屬化合物的方法，其具有殼體，殼體 帶有用于輸送材料的第一入口和用于排出廢氣的第一出口，在殼體中還設(shè)有作為陽極的第 一電極和作為陰極的第二電極，用于對殼體中的材料進(jìn)行電加熱，另外設(shè)有用于取出熔化 了的金屬或金屬化合物的取出機(jī)構(gòu)和用于渣子的溢流機(jī)構(gòu)，其中將材料裝入到裝置中，并 在那里使其熔化，其方式為，通過電阻式加熱方式或電弧運行方式引入電能。進(jìn)行化學(xué)還原是有利的，其中為此輸送還原劑。同樣最好將夾雜物去除。此外有利的是，利用一個或多個從外部施加的磁場例如直流場使得熔液和/或渣 子在裝置中攪動。同樣有利的是，將有待提取的金屬或金屬化合物電解地分離。從屬權(quán)利要求所述內(nèi)容均為有利的改進(jìn)。簡短的


下面對照附圖基于實施例來詳細(xì)地介紹本發(fā)明。圖中示出圖1為本發(fā)明的裝置的實施例的示意圖；圖2為本發(fā)明的裝置的實施例的示意圖；圖3為本發(fā)明的裝置的實施例的示意圖；和圖4為本發(fā)明的裝置的實施例的示意圖；本發(fā)明的優(yōu)選設(shè)計圖1為本發(fā)明的裝置1的實施例的示意圖，該裝置用于從與金屬或金屬化合物化 合或混合或者含有金屬或金屬化合物的固體中提取金屬或金屬化合物例如合金。裝置1具 有殼體2，該殼體優(yōu)選具有良好的熱絕緣結(jié)構(gòu)，從而能在殼體內(nèi)部使得固體和/或所含有的 金屬或金屬化合物熔化，且無需因為熱量損失而將為此要耗用的能量增加太多。因此，殼體 也可以是由內(nèi)殼體壁3和外殼體壁4構(gòu)成的雙壁結(jié)構(gòu)。在殼體2的頂側(cè)設(shè)有第一接管5，其 結(jié)構(gòu)形式為供應(yīng)管道或供應(yīng)管。經(jīng)由這些接管如入口 5，可以將含有金屬的固體例如作為散 狀物料裝入到裝置1中。另外，在殼體2的頂側(cè)設(shè)有另一接管如出口 6，其結(jié)構(gòu)形式也為清 除管道或清除管。接管6用于從裝置中清除或排出廢氣。裝置1還具有用于渣子的可選的輸送機(jī)構(gòu)7，其設(shè)置在殼體旁側(cè)，且例如像槽或管 那樣穿過殼體2的壁。在裝置的殼體2中設(shè)有電加熱機(jī)構(gòu)的兩個電極8、9，其中桿狀的陽極8穿過上殼體壁伸入到殼體2內(nèi)部，其中為了使得陽極穿過殼體壁，設(shè)有穿通機(jī)構(gòu)10，該穿通機(jī)構(gòu)使得陽 極8穿通殼體2并保持在該殼體上。另外，陰極9安置在殼體2的下底部中，或者設(shè)置在殼 體的底部上。該陰極優(yōu)選為扁平結(jié)構(gòu)。在殼體的下部區(qū)域設(shè)有取出機(jī)構(gòu)11，使用該取出機(jī)構(gòu)能取出匯集在殼體2的底部 的熔化了的金屬或熔化了的金屬化合物12。在工作中，較重的金屬或較重的金屬化合物12匯集在殼體2的底部。在所述金屬 或金屬化合物的上面匯集有渣子層13。在渣子層13的上面是固體的導(dǎo)電的散狀物料層14。在殼體的旁側(cè)設(shè)有用于渣子13的溢流機(jī)構(gòu)16，其用于使得渣子13的高度水平向 上受到限定，而不會繼續(xù)上升。這樣就基本上固定了陽極伸入其中的層14的位置。在渣子13的高度設(shè)有電磁體15，其用于使得渣子和金屬或金屬化合物層12在各 自的層面上運動，例如做環(huán)形運動。圖2示出根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的裝置20，除了圖1中所述的特征外，該裝置 20還實現(xiàn)了一些其它特征。圖1中已經(jīng)示出的特征在圖2中標(biāo)有相同的附圖標(biāo)記。與圖1的裝置1相比，圖2的裝置20具有用于固態(tài)和/或液態(tài)和/或氣態(tài)的還原 劑的輸送機(jī)構(gòu)21。在輸送機(jī)構(gòu)在圖21中被構(gòu)造成管，其從殼體2的外部伸入到殼體2中， 并一直伸入到渣子13的區(qū)域中，從而經(jīng)由管引入的還原劑一直進(jìn)入到渣子中。將還原劑例 如焦炭、煤炭、木炭、石油焦炭、電石和/或也由碳和氫組成的氣體輸送到殼體內(nèi)部，就可以 有針對性地控制殼體中的反應(yīng)。另外，在殼體中或上有多個磁場線圈15，這些磁場線圈在殼體的內(nèi)部產(chǎn)生磁場，用 于使得殼體中的材料攪動。在殼體2中還有電極或加熱棒22，用于針對電阻式運行給介質(zhì)或渣子加熱。在殼 體2中還有電極或加熱棒23，用于針對電弧式運行給介質(zhì)或渣子加熱。這樣就能采用電阻 式加熱方式和/或電弧式加熱方式來熔化或加熱熔液12、導(dǎo)電的散狀物料14和/或渣子 13。由此能夠明顯地增加引入的能量，必要時還能均勻地引入能量。圖3和4示出本發(fā)明的裝置30、40，其與圖1和2的裝置1和20基本相同，其中兩 個裝置30、40的區(qū)別在于，沒有用于使得熔液或渣子運動和攪動的磁場。因此可以在這些 裝置中利用焦炭床進(jìn)行純粹的直流運行。利用本發(fā)明的裝置1、20、30、40，能有利地實施用于從含有金屬或金屬化合物的固 體中提取金屬或金屬化合物的方法，其中將固體裝入到電爐中，并利用電爐優(yōu)選直流電爐 使其熔化。在直流電爐中，利用電弧爐或采用電阻式加熱方式引入電能，對爐中的渣子進(jìn)行 加熱，由此實現(xiàn)上述熔化。另外，可以進(jìn)行化學(xué)還原，且可以去除夾雜物。在電爐中，還優(yōu)選利用一個或多個從外部施加的磁場例如直流場，使得熔液在爐 中攪動，所述磁場通過導(dǎo)電的散狀物料和爐底的金屬或金屬化合物相而產(chǎn)生。此外，可以對有待提取的金屬或金屬化合物進(jìn)行電解分離。由此可以有利地提高從渣子和石相提取金屬或金屬化合物的提取率，其例如在生 產(chǎn)有色金屬和鐵基合金時產(chǎn)生。由此也可以對受污染的廢礦層(AltlagerstStten)進(jìn)行 選礦。總之可以對固體進(jìn)行部分熔析(Armschmelzen)，從而使得由此產(chǎn)生的渣子份量較少。附圖標(biāo)記列表
1用于提取金屬或金屬化合物的裝置2殼體3殼體壁4殼體壁5接管、入口6接管、出口7輸送機(jī)構(gòu)8電極9電極10穿通機(jī)構(gòu)11取出機(jī)構(gòu)12熔化了的金屬或金屬化合物13層、優(yōu)選渣子層14層、優(yōu)選導(dǎo)電的散狀物料15電磁體、線圈16溢流機(jī)構(gòu)20裝置21輸送機(jī)構(gòu)22加熱棒、電極23加熱棒、電極30裝置40裝置
權(quán)利要求
一種裝置，用于從含有金屬或金屬化合物的材料中提取金屬或金屬化合物，具有殼體(2)，該殼體帶有用于輸送材料的第一入口(5)和用于排出廢氣的第一出口(6)，其中在殼體(2)中設(shè)有作為陽極的第一電極(5)和作為陰極的第二電極(6)，用于對殼體中的材料進(jìn)行電加熱，另外設(shè)有用于取出熔化了的金屬或金屬化合物的取出機(jī)構(gòu)和用于渣子的溢流機(jī)構(gòu)。
2.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，還設(shè)有渣子的輸送機(jī)構(gòu)(7)，借此能將渣子 輸送至殼體(2)的內(nèi)部。
3.如權(quán)利要求1或2所述的裝置，其特征在于，第一電極(8)從上面伸入到殼體中，一 直伸入到導(dǎo)電的材料層中。
4.如權(quán)利要求1、2或3所述的裝置，其特征在于，第二電極(9)設(shè)置在殼體底部上，或 者內(nèi)置在殼體底部中。
5.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，在裝置(1)的運行中在殼體內(nèi)產(chǎn)生一種由導(dǎo) 電材料層、渣子層和熔化了的金屬或金屬化合物層構(gòu)成的層結(jié)構(gòu)。
6.如前述權(quán)利要求中任一項所述的裝置，其特征在于，在殼體中設(shè)有電極或加熱棒 (22)，借此能對殼體中的材料、渣子和/或熔液進(jìn)行電阻式加熱。
7.如前述權(quán)利要求中任一項所述的裝置，其特征在于，在殼體中設(shè)有能在電弧運行中 對殼體內(nèi)的材料、渣子和/或熔液進(jìn)行加熱的電極或加熱棒(23)。
8.如前述權(quán)利要求中任一項所述的裝置，其特征在于，設(shè)有能將還原劑輸送到殼體中 的輸送機(jī)構(gòu)(21)。
9.如前述權(quán)利要求中任一項所述的裝置，其特征在于，在殼體(2)中設(shè)有至少一個電 磁體(15)或電磁體的線圈，其中電磁體或線圈優(yōu)選設(shè)置在渣子的高度上。
10.如前述權(quán)利要求中任一項所述的裝置，其特征在于，含有金屬或金屬化合物的材料 是固體例如散狀物料。
11.一種方法，用于借助于根據(jù)權(quán)利要求1至10中任一項的裝置來提取金屬或金屬化 合物，其中將材料裝入到裝置中，并在那里使其熔化，其方式為，通過電阻式加熱方式或電 弧運行方式引入電能。
12.如權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，進(jìn)行化學(xué)還原，其中為此輸送還原劑。
13.如權(quán)利要求11或12所述的方法，其特征在于，將夾雜物去除。
14.如權(quán)利要求11至13中任一項所述的方法，其特征在于，利用一個或多個從外部施 加的磁場例如直流場使得熔液和/或渣子在裝置中進(jìn)行攪動。
15.如權(quán)利要求11至14中任一項所述的方法，其特征在于，將有待提取的金屬或金屬 化合物電解地分離。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種裝置和一種方法，用于從含有金屬或金屬化合物的材料中提取金屬或金屬化合物，具有殼體(2)，該殼體帶有用于輸送材料的第一入口(5)和用于排出廢氣的第一出口(6)，其中在殼體(2)中設(shè)有作為陽極的第一電極(5)和作為陰極的第二電極(6)，用于對殼體中的材料進(jìn)行電加熱，另外設(shè)有用于取出熔化了的金屬或金屬化合物的取出機(jī)構(gòu)和用于渣子的溢流機(jī)構(gòu)。
文檔編號C21C5/52GK101903730SQ200880121557
公開日2010年12月1日 申請日期2008年12月11日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月18日
發(fā)明者H·J·奧特杜姆, J·孔策, R·德格爾 申請人:Sms西馬格股份公司