專利名稱：處理物料的方法和進(jìn)行所述方法的設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及處理物料(dressing a material)的方法，所述物料包括貴金屬和鉑系金屬以及雜質(zhì)，還涉及進(jìn)行所述方法的裝置。
實(shí)際上，著手處理的物料中金、鉑、鈀、銠和銥的總含量為20％或更多。這類物料大部分含有與所述元素和/或其它元素伴生的金屬雜質(zhì)，它們與氧、氫和氯形成揮發(fā)性的化合物和氯化合物。這種物料可以是其它過(guò)程的殘余物、混合物或合金。
本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種以這樣一種方式處理所述物料的方法留下金、鉑、鈀、銠和/或銥的濃縮的殘余物，并盡可能經(jīng)濟(jì)且環(huán)境安全地進(jìn)行該處理。
在上面這種方法中，該目的是按照本發(fā)明權(quán)利要求1的特征部分表明的方法來(lái)達(dá)到的。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供進(jìn)行所述方法的裝置。
按照本發(fā)明，該目的是按照權(quán)利要求7來(lái)達(dá)到的。
下面將參照附圖
更詳細(xì)地解釋本發(fā)明的實(shí)施方案。該唯一的附圖表示了一個(gè)用于進(jìn)行本發(fā)明方法的裝置的豎直剖面。
該圖中所示裝置有一反應(yīng)器1，它設(shè)有一個(gè)基本上為圓筒形的筒體2。反應(yīng)器1還設(shè)有一個(gè)底3，它與反應(yīng)器筒體成為一整體而且在該實(shí)施方案中是半球形的。反應(yīng)器筒體2的上端與一排氣裝置5相連，氣體和揮發(fā)性成分可以通過(guò)裝置5從反應(yīng)器1的內(nèi)部排出。
排氣裝置5包括一個(gè)收集器6，收集器6有一個(gè)錐形罩。該收集器6的有較大直徑的底部面對(duì)著反應(yīng)器筒體2的上開(kāi)口端，收集器6的該段與該上筒體開(kāi)口橫向遮蓋。一個(gè)設(shè)有風(fēng)扇(未示出)的排放管連接到錐形罩6的有較小直徑的另一端部。該排放管5的該端以公知的方式連到一個(gè)滌氣器上，有利的是文丘里滌氣器(未示出)。
一個(gè)用于將氣態(tài)處理介質(zhì)加入反應(yīng)器1內(nèi)的入口管7一端連接到反應(yīng)器1的底部3上。在所示的實(shí)施例中，入口管7連接到反應(yīng)器底3的最低部位的中間。
在反應(yīng)器1內(nèi)部和該反應(yīng)器的筒體2的區(qū)域中布置有一個(gè)用于要被處理的批料9的支撐10。該支撐10有一撐桿11，它位于反應(yīng)器筒體2的軸區(qū)附近并沿該筒體2的軸向運(yùn)動(dòng)。
一個(gè)用于分布介質(zhì)和氣體物流的裝置12連接到該撐桿11的下端。
分布裝置12采用錐形罩的形式，其尖端連接到撐桿11的下端。錐形罩12的邊的外側(cè)設(shè)有一個(gè)環(huán)13，其外邊接觸反應(yīng)器筒體2的內(nèi)側(cè)。該環(huán)13采用平環(huán)的形式，該環(huán)實(shí)際上位于一個(gè)水平面上。批料9被支撐在錐形罩12和環(huán)13上。
錐形罩12由網(wǎng)材制成，以便氣態(tài)介質(zhì)可以經(jīng)過(guò)該壁12到達(dá)批料9處。所述網(wǎng)的網(wǎng)孔可適合要被處理的物料9的粒子尺寸，使物料顆粒不經(jīng)網(wǎng)12落下。錐形罩12的錐形增加了罩12和批料9之間的接觸表面。該表面越大，可到達(dá)批料9內(nèi)部的氣態(tài)介質(zhì)的量越大。
將進(jìn)行各方法步驟所需的熱引入反應(yīng)器1和批料9中，所述熱分別可通過(guò)反應(yīng)器1的壁2引入和/或通過(guò)預(yù)熱被引入反應(yīng)器1中的氣體來(lái)引入。在氣體到達(dá)入口管7之前進(jìn)行該氣態(tài)處理介質(zhì)的預(yù)熱是有利的，而且這種預(yù)熱可以以任何已知的方法進(jìn)行，反應(yīng)器1的筒體2本身由加熱裝置15環(huán)繞，該裝置可由電流、氣體、油等加熱。由裝置15產(chǎn)生的熱經(jīng)過(guò)反應(yīng)器壁2。
換熱器16位于反應(yīng)器1內(nèi)部，即在反應(yīng)器1的底部3中的入口7區(qū)域內(nèi)。該換熱器16將經(jīng)入口管7到達(dá)反應(yīng)器1的氣態(tài)處理介質(zhì)加熱到適當(dāng)?shù)墓ぷ鳒囟?。該換熱器16的主體17為半球形，而且該主體17的半球形底壁18面向反應(yīng)器1的底3。與主體17相應(yīng)的球的中心和與反應(yīng)器底3相應(yīng)的球的中心重合。這樣在換熱器的半球形底18的壁和在其同距離區(qū)域中的反應(yīng)器的半球形底部3的壁之間存在一環(huán)形間隙，該間隙在反應(yīng)器1的筒體2附近，而且處理介質(zhì)通過(guò)該間隙到達(dá)分布器12。錐形裝置12使反應(yīng)器壁2內(nèi)的介質(zhì)分布到該裝置12的整個(gè)表面上，使得氣態(tài)處理介質(zhì)經(jīng)分布裝置12的整個(gè)表面到達(dá)批料9。
用本發(fā)明方法處理的物料可以是固體混合物或液體或至少可流動(dòng)的合金。例如它可以是來(lái)自Ni或Cu或Zn精制廠的所謂的濃縮物。將這種濃縮物供給貴金屬精制廠用于回收貴金屬或鉑系金屬。該物料含有貴金屬和鉑族金屬以及雜質(zhì)。這些金屬可能被S、Se、Ag、Te、Cu、Ni、As、Sb和Pb污染。如果該物料是一種固體，它可以以粉碎狀用于按本發(fā)明的方法進(jìn)行處理。這樣，可能首先需要將該物料粉碎。批料9有至少5m2/kg的表面積。
將形成碎片的批料9從上方引入反應(yīng)器1，使其處在支撐10上。反應(yīng)器1如此構(gòu)造使得氣態(tài)處理介質(zhì)經(jīng)氣體分布裝置12進(jìn)入固相9。將反應(yīng)器1加熱到各過(guò)程步驟所需的操作溫度，這可以通過(guò)加熱裝置15和/或換熱器16和/或通過(guò)預(yù)熱氣態(tài)介質(zhì)來(lái)實(shí)現(xiàn)。該處理介質(zhì)滲入批料9，同時(shí)與批料9反應(yīng)。處理介質(zhì)和揮發(fā)性反應(yīng)產(chǎn)物從批料9的上部排出并通過(guò)排氣裝置5從反應(yīng)器1排出并被帶入滌氣器。
在反應(yīng)器1的第一處理步驟中，首先在第一溫度范圍內(nèi)在某溫度下將物料進(jìn)行氧化處理。該氧化是借助氧氣或含氧氣的氣體混合物進(jìn)行的。該氣體混合物可以例如含有20％的氧氣和80％的惰性氣體或空氣。進(jìn)行氧化的溫度范圍在200℃和800℃之間。該范圍優(yōu)選在400℃和500℃之間。
在該過(guò)程步驟中，將這些伴生元素與氧生成揮發(fā)性化合物而從物料中除去。這些伴生元素可能主要是硫和硒。氧化后，可以用惰性氣體例如氮?dú)獯祾叻磻?yīng)器1及其內(nèi)容物。
隨后在一個(gè)第二溫度范圍內(nèi)將批料9進(jìn)行還原處理。該還原借助于還原氣或氣體混合物進(jìn)行，所述還原氣或氣體混合物可以分別是氫氣和氫氣/惰性氣體混合物。該氫氣/惰性氣體混合物可以是含至少1％氫氣的氫氣/氮?dú)饣旌衔铩Ｔ谇笆鲞^(guò)程步驟中形成氧化物的金屬在還原過(guò)程中恢復(fù)它們的金屬形式。所述第二溫度范圍在200℃-1000℃之間，且優(yōu)選在600℃-800℃之間。在該過(guò)程步驟中，從批料9中除去揮發(fā)性氧化合物。隨后如果為安全起見(jiàn)，可用惰性氣體如氮?dú)獯祾?，靠此除去在其它物料中的H2殘余。
隨后通過(guò)將氯引入反應(yīng)器1中使批料9氯化。該氯化是在一個(gè)第三溫度范圍內(nèi)進(jìn)行的，而且所述第三溫度范圍在800-1300℃之間，有利地在900-1150℃之間。
與鉑族金屬和金相反，一些元素形成穩(wěn)定的氯化合物，例如金屬氯化物，如氯化銅鎳、氯化鎳、氯化銀等。這些氯化合物是揮發(fā)性的并且與反應(yīng)氣一起從固體混合物中除去，并且以公知的方式在滌氣器中洗滌和進(jìn)一步處理，所述滌氣器可是文丘里滌氣器。在生成非揮發(fā)性氯化合物的情況下，這些化合物可以在固體混合物冷卻后借助用水、用水溶液或其它溶液洗滌從固體中分離出來(lái)。
在該處理過(guò)程完成后，金以及鉑、鈀、銥和銠仍為殘留物，而且它們不含伴生金屬和伴生元素。SiO2也可能留下。
該方法不僅適用于固體和固體混合物，而且適用于液態(tài)合金。然而，在這種情況下應(yīng)使供應(yīng)反應(yīng)器1的反應(yīng)氣量足夠大，以便可流動(dòng)的合金不流過(guò)氣體分面器12。
權(quán)利要求
1.一種處理物料的方法，所述物料包括貴金屬和鉑族金屬以及雜質(zhì)，其特征在于首先在一個(gè)第一溫度范圍內(nèi)將物料進(jìn)行氧化處理，隨后在一個(gè)第二溫度范圍內(nèi)將物料進(jìn)行還原處理，最后在一個(gè)第三溫度范圍內(nèi)將物料氯化。
2.按權(quán)利要求1的方法，其特征在于在各步驟中的物料的處理是用氣態(tài)物質(zhì)進(jìn)行的，氧化借助于氧氣或含氧氣體混合物進(jìn)行，還原通過(guò)還原氣或氣體混合物進(jìn)行，所述還原氣或氣體混合物可是氫氣或氫氣/惰性氣體混合物，而且氯化借助于氯氣進(jìn)行。
3.按權(quán)利要求1的方法，其特征在于第一溫度范圍在200-800℃之間，優(yōu)選在400-500℃之間，第二溫度范圍在200-1000℃之間，優(yōu)選在600-800℃之間，第三溫度范圍在800-1300℃之間，優(yōu)選在900-1150℃之間。
4.按權(quán)利要求1的方法，其特征在于在氧化之后和還原之前用惰性氣體如氮?dú)獯祾咴撐锪稀?br> 5.按權(quán)利要求2的方法，其特征在于在產(chǎn)物冷卻后，洗滌，例如用水洗滌在特定溫度范圍內(nèi)為非揮發(fā)性的氯化合物。
6.按權(quán)利要求1的方法，其特征在于如果物料為固體，在氧化前粉碎該物料。
7.一種進(jìn)行按權(quán)利要求1的方法的裝置，其特征在于它包括一個(gè)反應(yīng)器(1)，所述反應(yīng)器(1)設(shè)有一個(gè)用于物料(9)的處理介質(zhì)的入口(7)，所述入口(7)位于反應(yīng)器(1)的下部區(qū)域，所述反應(yīng)器(1)設(shè)有一個(gè)用于所述處理介質(zhì)的出口(5)，所述出口(5)位于反應(yīng)器(1)的上部區(qū)域，一個(gè)用于分布介質(zhì)物流的裝置(12)布置在反應(yīng)器(1)內(nèi)。
8.按權(quán)利要求7的裝置，其特征在于一個(gè)滌氣器如一個(gè)文丘里滌氣器連接到反應(yīng)器(1)的出口(5)處。
9.按權(quán)利要求7的裝置，其特征在于一個(gè)加熱裝置(15)與反應(yīng)器壁(2)的外表面相連和/或一個(gè)加熱裝置插入供給管(7)中。
10.按權(quán)利要求7的裝置，其特征在于一個(gè)換熱器設(shè)置在反應(yīng)器(1)中即在入口(7)的區(qū)域中，該換熱器使供給的反應(yīng)氣體升到所需的操作溫度。
全文摘要
本裝置包括一個(gè)帶有用于處理介質(zhì)的入口(7)和出口(5)的反應(yīng)器(1)。反應(yīng)器(1)裝有要被處理的物料(9)以及該物料(9)的支撐(10)。支撐(10)包括一個(gè)分布在批料(9)中的處理介質(zhì)物流的裝置(12)。一個(gè)加熱裝置(15)與反應(yīng)器壁(2)的外表面相連。將物料(9)進(jìn)行氧化，然后進(jìn)行還原處理，此后將其氯化。
文檔編號(hào)B01J8/08GK1140472SQ95191449
公開(kāi)日1997年1月15日 申請(qǐng)日期1995年11月30日 優(yōu)先權(quán)日1994年12月1日
發(fā)明者阿德?tīng)柌亍て召嚑?申請(qǐng)人:普頓爾工程公司