(57)【要約】  溶融スラグ組成物から金属有価物を回収するための方法が、ガス微粒子化装置において、酸素を含有するガスと、スラグを微粒子化し、固体スラグ顆粒を生成することを含む。微粒子化ガスにおける酸素は、金属を磁気金属化合物に変換し、それにより、金属含有スラグ顆粒を磁化する。これらの金属含有スラグ顆粒は、次に、磁選される。調節可能な底面を有する前沈降パンに、溶融スラグを通すこと、及び／又はスラグの金属含有量が所定量を超えるところで微粒子化を中断することによって、より多くの金属が除去され得る。微粒子化によって生成される固体スラグ顆粒は、１又は複数の金属副生成物の回収のための回収ユニットに充填され得る。溶融スラグから金属有価物を回収するための装置が、ガス微粒子化装置、微粒子化ガスの流れを制御するための流量制御デバイス、制御システム、及びスラグにおける金属有価物を検出する１又は複数のセンサを含む。
2018505956.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
スラグ組成物から金属リッチフラクションを分離するための方法であって、
（ａ）１又は複数の金属有価物を含む前記スラグ組成物を、溶融した形態で提供することと、
（ｂ）前記溶融スラグ組成物を、ガス微粒子化装置の微粒子化チャンバに供給することと、
（ｃ）酸素を含むガスの流れを、微粒子化ノズルを介して、前記微粒子化チャンバに供給することと、
（ｄ）前記微粒子化チャンバにおけるガスの前記流れで前記溶融スラグ組成物を微粒子化し、前記溶融スラグ生成物を分散及び凝固し、固体スラグ顆粒を形成することであって、
前記ガスは、十分な濃度で酸素を含み、前記溶融スラグ組成物の前記微粒子化の間、前記１又は複数の金属有価物の少なくとも一部を、１又は複数の磁気金属化合物に変換し、
前記固体スラグ顆粒の第１のフラクションにおいて、前記１又は複数の磁気金属化合物が、十分な濃度で存在することにより、前記第１のフラクションの前記顆粒が、十分磁気を帯び、それらが磁気手段によって前記固体スラグ顆粒の前記残りから分離されることを可能にする、微粒子化することと、
（ｅ）前記第１のフラクションを、前記固体スラグ顆粒の前記残りから磁選することと、
を備える、
方法。
【請求項２】
前記１又は複数の金属有価物は、混入された非磁性金属又は合金、及び化学的に溶解された金属又は合金を含む群の１又は複数のメンバから選択される、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記１又は複数の磁気金属化合物は、一般式ＡＢ２Ｏ４を有する１又は複数のスピネル構造を備え、Ａは、二価カチオンであり、Ｂは、三価カチオンである、請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
前記ガスは、空気を含む、請求項１から３の何れか一項に記載の方法。
【請求項５】
前記ガスにおける酸素の分圧を制御する工程を更に備え、これにより、前記スラグは、スピネル一次結晶化位相場にある組成物を有する、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記溶融スラグ組成物を冶金用炉から出銑し、前記スラグ組成物をその溶融状態のまま維持しつつ、前記溶融スラグ組成物を、前記炉から前記ガス微粒子化装置に輸送する工程を更に備える、請求項１から５の何れか一項に記載の方法。
【請求項７】
再製錬するために、前記固体スラグ顆粒の前記第１のフラクションを、前記冶金用炉に戻す工程を更に備える、請求項１から６の何れか一項に記載の方法。
【請求項８】
溶融スラグ組成物に混入された１又は複数の金属有価物を回収するための方法であって、
（ａ）前記溶融スラグ組成物を提供することであって、前記１又は複数の金属有価物は、前記溶融スラグ組成物に混入される、提供することと、
（ｂ）ガス微粒子化装置の微粒子化チャンバに向かって、前記溶融スラグ組成物を輸送することと、
（ｃ）前記溶融スラグ組成物に混入された前記１又は複数の金属有価物の量が、所定量を超えるかどうかを決定することと、
を備え、
（ｄ）前記溶融スラグ組成物に混入された前記１又は複数の金属有価物の前記量が、前記所定量未満であると決定されるところで、前記方法は、前記微粒子化チャンバに配置される１又は複数の微粒子化ノズルによって生成されるガスの流れで前記溶融スラグ組成物を微粒子化し、前記溶融スラグ生成物を分散及び凝固し、固体スラグ顆粒を形成する工程を更に備え、又は
（ｅ）前記溶融スラグ組成物に混入された前記１又は複数の金属有価物の前記量が、前記所定量を超えると決定されるところで、前記方法は、前記微粒子化チャンバにおけるガスの前記流れによって微粒子化されることなく、前記溶融スラグ組成物が冷却及び凝固することを可能とする工程を更に備える、
方法。
【請求項９】
前記溶融スラグ組成物に混入された前記１又は複数の金属有価物の前記量が、前記所定量を超えるかどうかを決定する工程は、目視検査によって又は１又は複数のセンサによって実行される、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記１又は複数のセンサは、赤外線センサ、可視光センサ、熱センサ、及び構成センサを含む群の１又は複数のメンバから選択される、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記構成センサは、Ｘ線回折（ＸＲＤ）センサ、Ｘ線蛍光（ＸＲＦ）分光計、スペクトルセンサ、ガスセンサ、及び磁気センサを含む群の１又は複数のメンバから選択される、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記１又は複数のセンサは、前記ガス微粒子化装置の内側及び／又は上流側及び／又は下流側に配置される、請求項９から１１の何れか一項に記載の方法。
【請求項１３】
前記溶融スラグ組成物に混入された前記１又は複数の金属有価物の量を決定する前記工程は、連続的又は断続的に実行される、請求項８から１２の何れか一項に記載の方法。
【請求項１４】
前記溶融スラグ組成物は、前記ガス微粒子化チャンバに入り、前記１又は複数のガス微粒子化ノズルの前を通る、請求項８から１３の何れか一項に記載の方法。
【請求項１５】
工程（ｄ）の間、前記固体スラグ顆粒は、前記ガス微粒子化チャンバの第１のエリアにおいて回収する、請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
工程（ｅ）の間、前記１又は複数のノズルからのガスの前記流れは、中断される、請求項１４又は１５に記載の方法。
【請求項１７】
工程（ｅ）の間、ガスの前記流れは、前記ガス流を分流すること、及び／又は前記１又は複数のノズルへの前記ガスの流れを、中断すること又は減少させることによって中断される、請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
前記ガス流の前記分流及び／又は前記ガスの前記流れの前記中断は、前記１又は複数のセンサからの電子信号を受信する制御システムによって制御される、請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
工程（ｅ）の間、前記スラグ組成物は、前記第１のエリアとは別の前記ガス微粒子化チャンバの第２のエリアにおいて冷却及び凝固させられる、請求項１７又は１８に記載の方法。
【請求項２０】
工程（ｅ）の間に生成される前記冷却及び凝固したスラグ組成物を、金属回収ユニットに輸送し、前記金属回収ユニットにおいて前記１又は複数の金属有価物を回収する工程を更に備える、請求項８から１９の何れか一項に記載の方法。
【請求項２１】
前記溶融スラグ組成物を冶金用炉から出銑し、前記溶融スラグ組成物を、スラグ樋における前記ガス微粒子化装置に輸送する工程を更に備える、請求項８から２０の何れか一項に記載の方法。
【請求項２２】
前記スラグ樋は、前沈降パンを備え、前記方法は、それが前記ガス微粒子化装置に向かって前記樋を介して輸送されることにより、前記前沈降パンに、前記溶融スラグ組成物を通す工程を更に備える、請求項２１に記載の方法。
【請求項２３】
前記前沈降パンの底面を上昇又は下降させることによって、前記前沈降パンの体積を調節することを更に備える、請求項２２に記載の方法。
【請求項２４】
前記前沈降パンの前記体積は、前記溶融スラグ組成物に混入された前記１又は複数の金属有価物の量に対して調節される、請求項２３に記載の方法。
【請求項２５】
前記前沈降パンの前記体積は、前記溶融スラグ組成物における前記１又は複数の金属有価物の増大するレベルに応じて拡大され、前記前沈降パンの前記体積は、前記溶融スラグ組成物における前記１又は複数の金属有価物の低減するレベルに応じて削減される、請求項２４に記載の方法。
【請求項２６】
溶融スラグ組成物に混入された１又は複数の金属有価物を回収するための装置であって、
（ａ）１又は複数の微粒子化ノズルを含む微粒子化チャンバを有するガス微粒子化装置と、
（ｂ）前記１又は複数の微粒子化ノズルに、微粒子化ガスの供給を交互に供給し、中断するための流量制御デバイスと、
（ｃ）前記流量制御デバイスの操作を制御するようにプログラミングされる制御システムと、
（ｄ）前記微粒子化チャンバに、及び／又は上流側及び／又は下流側に配置される１又は複数のセンサであって、前記１又は複数のセンサは、前記溶融スラグ組成物における前記１又は複数の金属有価物を検出し、前記溶融スラグ組成物における前記１又は複数の金属有価物の量が、所定レベルを超えるか否かを示す前記制御システムに、電子信号を提供するよう適応される、１又は複数のセンサと
を備える、
装置。
【請求項２７】
前記流量制御デバイスは、分流／切り替えユニットを有し、
前記分流／切り替えユニットは、交互に、前記１又は複数の微粒子化ノズルに、前記微粒子化ガスの前記流れを供給し、前記１又は複数の微粒子化ノズルに、前記微粒子化ガスの前記流れを中断するための三方弁を含む、請求項２６に記載の装置。
【請求項２８】
前記三方弁は、前記１又は複数の微粒子化ノズルから分流される前記微粒子化ガスを排気するための排気ポートを含む、請求項２７に記載の装置。
【請求項２９】
前記装置は、前記１又は複数の微粒子化ノズルに前記微粒子化ガスの流れを供給するブロワーを更に備え、前記三方弁は、導管を介して前記ブロワーと連通するガス導入ポートを有し、前記ブロワーから前記１又は複数の微粒子化ノズルへの、前記微粒子化ガスの前記流れを制御するように適応される、請求項２７又は２８に記載の装置。
【請求項３０】
前記微粒子化チャンバの上流側に配置される前沈降パンを更に備え、前記前沈降パンは、調節可能な体積を有する、請求項２６から２９の何れか一項に記載の装置。
【請求項３１】
前記前沈降パンは、砂層と、前記砂層の下に配置される可動プレートとを含む底面を有する、請求項３０に記載の装置。
【請求項３２】
前記前沈降パンは、前記可動プレートを上昇及び下降させるための機構を更に有する、請求項３１に記載の装置。
【請求項３３】
前記可動プレートを上昇及び下降させるための前記機構は、油圧ラムを含む、請求項３２に記載の装置。
【請求項３４】
前記制御システムは、前記前沈降パンの操作を制御する、請求項３０から３３の何れか一項に記載の装置。
【請求項３５】
スラグ組成物から１又は複数の金属副生成物を回収するための方法であって、
（ａ）溶融した形態であり、前記１又は複数の金属副生成物を含む前記スラグ組成物を提供することと、
（ｂ）前記溶融スラグ組成物を、ガス微粒子化装置の微粒子化チャンバに供給することとと、
（ｃ）微粒子化ノズルを介して、ガスの流れを、前記微粒子化チャンバに供給することと、
（ｄ）前記微粒子化チャンバにおけるガスの前記流れで前記溶融スラグ組成物を微粒子化し、前記溶融スラグ生成物を分散及び凝固し、固体スラグ顆粒を形成することと、
（ｅ）１又は複数の回収ユニットに前記固体スラグ顆粒を充填し、前記固体スラグ顆粒から前記１又は複数の金属副生成物を回収することと、
を備える、
方法。
【請求項３６】
調製ユニットにおいて前記固体スラグ顆粒を前処理する工程を更に備え、前処理する前記工程は、工程（ｄ）と（ｅ）との間に実行される、請求項３５に記載の方法。
【請求項３７】
前処理する前記工程は、物理的前処理又は化学的前処理を有する、請求項３６に記載の方法。
【請求項３８】
前記物理的前処理は、磁選及び／又はサイズの減少を含み得る、請求項３７に記載の方法。
【請求項３９】
前記化学的前処理は、流動床及び／又は焙焼ユニットにおける処理を含み得る、請求項３７に記載の方法。
【請求項４０】
前記金属回収ユニットは、発煙炉、上吹回転転炉（ＴＢＲＣ又はカルド炉）、回転窯、電気炉、及び酸浸出ユニットを含む群から選択される、乾式冶金又は湿式冶金処理ユニットを備える、請求項３５から３９の何れか一項に記載の方法。
【請求項４１】
スラグ組成物から金属有価物を分離するための方法であって、
（ａ）１又は複数の金属有価物を含む前記スラグ組成物を溶融した形態で提供することと、
（ｂ）前記溶融スラグ組成物を、ガス微粒子化装置の微粒子化チャンバに供給することと、
（ｃ）微粒子化ノズルを介して、ガスの流れを、前記微粒子化チャンバに供給することと、
（ｄ）前記溶融スラグ組成物の第１の比率が、スラグウールに変換され、前記溶融スラグ組成物の第２の比率が、固体スラグ顆粒に変換されるように、前記微粒子化チャンバにおけるガスの前記流れで前記溶融スラグ組成物を微粒子化することと、
（ｅ）前記固体スラグ顆粒から前記スラグウールを分離することと、
（ｆ）前記固体スラグ顆粒から前記金属有価物を回収することと、
を備える、
方法。
【請求項４２】
前記微粒子化ガスのスラグ／ガス比、ガス速度、スラグ組成物及び温度を含む群から選択されている１又は複数の微粒子化パラメータを調節することにより、前記溶融スラグ組成物の前記第１の比率は、スラグウールに変換される、請求項４１に記載の方法。
【請求項４３】
前記溶融スラグ組成物の前記第１の比率は、それが微粒子化される前に前記溶融スラグ組成物の組成物を変更することにより、スラグウールに変換され、前記溶融スラグ組成物の前記組成物は、添加剤、例えばシリカを使用して変更される、請求項４１又は４２に記載の方法。
【請求項４４】
前記スラグウールは、そのより低い密度を使用して前記固体スラグ顆粒から分離される、請求項４１から４３の何れか一項に記載の方法。
【請求項４５】
前記金属有価物は、磁選によって又は湿式冶金プロセスによって、前記固体スラグ顆粒から分離される、請求項４２から４４の何れか一項に記載の方法。
【請求項４６】
スラグ組成物に混入された白金族元素を分離するための方法であって、
（ａ）溶融した形態で前記スラグ組成物を提供することと、
（ｂ）前記溶融スラグ組成物を、ガス微粒子化装置の微粒子化チャンバに供給することと、
（ｃ）微粒子化ノズルを介して、ガスの流れを、前記微粒子化チャンバに供給することと、
（ｄ）前記微粒子化チャンバにおけるガスの前記流れで前記溶融スラグ組成物を微粒子化し、固体スラグ顆粒を生成することであって、前記固体スラグ顆粒の１又は複数のフラクションは、前記白金族元素が比較的豊富であって、１又は複数のフラクションは、前記白金族元素が比較的バレンである、微粒子化することと、
（ｅ）密度分離を使用して、前記白金族元素が比較的バレンである前記１又は複数のフラクションについて、前記白金族元素が比較的豊富である前記１又は複数のフラクションを分離することと、
を備える、
方法。
【請求項４７】
前記スラグウールは、密度分離によって前記固体スラグ顆粒から分離される、請求項４６に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
［関連出願の相互参照］
本願は、２０１４年１２月１９日に提出された米国仮特許出願第６２／０９４，３７０号の優先権及び便益を主張する。同仮特許出願の内容は、参照により本明細書に組み込まれる。
【０００２】
本開示は、スラグから金属を回収する方法及び装置に関し、特に、冶金用炉からの溶融スラグに対してガス微粒子化が行われる方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００３】
スラグは、冶金用炉で行なわれる金属生成プロセスの副生成物である。金属生成の間、スラグは、溶融した形態で冶金用炉内に存在する。溶融スラグは、配置及び／又は更なる処理のため、周期的に又は連続的に炉から出銑される。どうしても、出銑されたスラグ流は、炉で生成された溶融金属の混入される粒子又は液滴を含む、１又は複数の金属有価物を含む。溶融スラグ流における金属有価物の損失を減少させるよう、複数の対策がとられ得るが、そのような対策は、ある程度成功するだけである。その結果、金属の混入は、炉において生成される金属の０．１％から５％（典型的には、おおよそ１−２％）にわたる損失を示す。更に、いくつかの具体的な操作において、非効率及び／又は不十分な運用制御は、大量の金属がスラグ流に対して失われるという結果をもたらす離散的事象をもたらし得る。
【０００４】
スラグ流は、１又は複数の他の金属有価物を又含み得、これらは、プロセスの副生成物として下流側の操作において抽出され得る。いくつかの場合において、これらの金属副生成物は、かなりの値であり得る。
【０００５】
一旦出銑されると、溶融スラグは、典型的には、大量に冷却し、凝固させられる。凝固したスラグからの金属有価物の回収は、大量の凝固した材料を処理し、任意の物理的又は化学的プロセスを介して金属回収を可能にするサイズに材料を圧砕する必要性に起因して、極めて困難でコストがかかる。 
【０００６】
例えば、１つの一般的な分離方法は、１）スラグを輸送し、ダンピングする、２）自然に冷却し、凝固させる、又はいくつかの場合において、水スプレーを使用し、冷却プロセスを加速させる、３）凝固したスラグを圧砕し、研削する、及び４）磁選の工程を含む。しかしながら、この方法に関連するいくつかの問題があり、問題は、スラグのダンピング及び冷却のためにかなりのスペースを必要とすること、大量のスラグをダンピングエリアに輸送することに起因する安全性の懸念、溶融スラグに対して水を散布することによる爆発のリスク、及び圧砕／研削プロセスの間の粉じんの生成、を含む。更に、ＦｅＭｎ等の非磁性金属／合金の回収は、より一層複雑である。 
【０００７】
凝固したスラグの処理及び圧砕に関連する困難及びコストを回避する、溶融スラグ流からの混入金属及び／又は金属副生成物の回収のための効果的なプロセス及び装置が、依然として必要とされている。
【発明の概要】
【０００８】
実施形態において、スラグ組成物から金属リッチフラクションを分離するための方法であって、（ａ）１又は複数の金属有価物を含む前記スラグ組成物を、溶融した形態で提供することと、（ｂ）溶融スラグ組成物を、ガス微粒子化装置の微粒子化チャンバに供給することと、（ｃ）酸素を含むガスの流れを、微粒子化ノズルを介して、微粒子化チャンバに供給することと、（ｄ）微粒子化チャンバにおけるガスの流れで溶融スラグ組成物を微粒子化し、溶融スラグ生成物を分散及び凝固し、固体スラグ顆粒を形成することと、ガスは、十分な濃度で酸素を含み、溶融スラグ組成物の微粒子化の間、金属有価物の１又は複数の少なくとも一部を、１又は複数の磁気金属化合物に変換し、固体スラグ顆粒の第１のフラクションにおいて、前記磁気金属化合物が、十分な濃度で存在することにより、第１のフラクションの顆粒が、十分磁気を帯び、それらが磁気手段によって固体スラグ顆粒の残りから分離されることを可能にする、微粒子化することと、（ｅ）第１のフラクションを、固体スラグ顆粒の残りから磁選することと、を備える、方法が提供される。
【０００９】
一態様において、１又は複数の金属有価物は、混入された非磁性金属又は合金、及び化学的に溶解された金属又は合金を含む群の１又は複数のメンバから選択される。 
【００１０】
別の態様において、磁気金属化合物は、一般式ＡＢ２Ｏ４を有する１又は複数のスピネル構造を備え、Ａは、二価カチオンであり、Ｂは、三価カチオンである。 
【００１１】
なおも別の態様において、ガスは、空気を含む。
【００１２】
なおも別の態様において、方法は、ガスにおける酸素の分圧を制御する工程を更に備え、これにより、スラグは、スピネル一次結晶化位相場にある。
【００１３】
なおも別の態様において、方法は、溶融スラグ組成物を冶金用炉から出銑し、スラグ組成物をその溶融状態のまま維持しつつ、溶融スラグ組成物を、炉からガス微粒子化装置に輸送する工程を更に備える。
【００１４】
なおも別の態様において、方法は、再製錬するために、固体スラグ顆粒の第１のフラクションを、冶金用炉に戻す工程を更に備える。
【００１５】
別の実施形態において、溶融スラグ組成物に混入された１又は複数の金属有価物を回収するための方法であって、（ａ）前記溶融スラグ組成物を提供することと、（ｂ）ガス微粒子化装置の微粒子化チャンバに向かって、前記溶融スラグ組成物を輸送することと、（ｃ）溶融スラグ組成物に混入された前記１又は複数の金属有価物の量が、所定量を超えるかどうかを決定することと、を備え、（ｄ）溶融スラグ組成物に混入された前記１又は複数の金属有価物の量が、所定量未満であると決定されるところで、方法は、微粒子化チャンバに配置される１又は複数の微粒子化ノズルによって生成されるガスの流れで溶融スラグ組成物を微粒子化し、溶融スラグ生成物を分散及び凝固し、固体スラグ顆粒を形成する工程を更に備え、又は（ｅ）溶融スラグ組成物に混入された前記１又は複数の金属有価物の量が、所定量を超えると決定されるところで、方法は、微粒子化チャンバにおけるガスの前記流れによって微粒子化されることなく、溶融スラグ組成物が冷却及び凝固することを可能とする工程を更に備える、方法が提供される。
【００１６】
一態様において、溶融スラグ組成物に混入された前記１又は複数の金属有価物の量を決定する工程は、目視検査によって又は１又は複数のセンサによって実行される。 
【００１７】
別の態様において、１又は複数のセンサは、赤外線、光、熱センサ、及び（Ｘ線回折（ＸＲＤ）、Ｘ線蛍光分光計（ＸＲＦ））、スペクトル、ガス、磁気であり得る）構成センサを含む群から選択される。
【００１８】
なおも別の態様において、１又は複数のセンサは、ガス微粒子化装置の内側及び／又は上流側及び／又は下流側に配置される。
【００１９】
なおも別の態様において、溶融スラグ組成物に混入された前記１又は複数の金属有価物の量を決定する工程は、連続的又は断続的に実行される。
【００２０】
なおも別の態様において、溶融スラグ組成物は、ガス微粒子化チャンバに入り、前記１又は複数のガス微粒子化ノズルの前を通る。
【００２１】
なおも別の態様において、工程（ｄ）の間、固体スラグ顆粒は、ガス微粒子化チャンバの第１のエリアにおいて回収する。
【００２２】
なおも別の態様において、工程（ｅ）の間、１又は複数のノズルからのガスの流れは、中断される。
【００２３】
なおも別の態様において、工程（ｅ）の間、ガスの流れは、ガス流を分流すること、及び／又は１又は複数のノズルへの前記ガスの流れを、中断すること又は減少させることによって中断される。
【００２４】
なおも別の態様において、ガス流の分流及び／又は前記ガスの流れの中断は、１又は複数のセンサからの電子信号を受信する制御システムによって制御される。
【００２５】
なおも別の態様において、工程（ｅ）の間、スラグ組成物は、第１のエリアとは別のガス微粒子化チャンバの第２のエリアにおいて冷却及び凝固させられる。
【００２６】
なおも別の態様において、方法は、工程（ｅ）の間に生成される冷却及び凝固したスラグ組成物を、金属回収ユニットに輸送し、金属回収ユニットにおいて前記１又は複数の金属有価物を回収する前記工程を更に備える。
【００２７】
なおも別の態様において、方法は、溶融スラグ組成物を冶金用炉から出銑し、溶融スラグ組成物を、スラグ樋におけるガス微粒子化装置に輸送する工程を更に備える。
【００２８】
なおも別の態様において、方法は、それがガス微粒子化装置に向かって流れることにより、前沈降パンに溶融スラグ組成物を通す工程を更に備える。
【００２９】
なおも別の態様において、方法は、前沈降パンの底面を上昇又は下降させることによって、前沈降パンの体積を調節することを更に備える。
【００３０】
なおも別の態様において、前沈降パンの体積は、溶融スラグ組成物に混入された前記１又は複数の金属有価物の量に対して調節される。
【００３１】
なおも別の態様において、前沈降パンの体積は、溶融スラグ組成物における前記１又は複数の金属有価物の増大するレベルに応じて拡大され、前沈降パンの体積は、溶融スラグ組成物における前記１又は複数の金属有価物の低減するレベルに応じて削減される。
【００３２】
別の実施形態において、溶融スラグ組成物に混入された１又は複数の金属有価物を回収するための装置であって、（ａ）１又は複数の微粒子化ノズルを含む微粒子化チャンバを有するガス微粒子化装置と、（ｂ）前記１又は複数の微粒子化ノズルに、微粒子化ガスの供給を交互に供給し、中断するための流量制御デバイスと、（ｃ）前記流量制御デバイスの操作を制御する制御システムと、（ｄ）微粒子化チャンバに、及び／又は上流側及び／又は下流側に配置される１又は複数のセンサであって、前記１又は複数のセンサは、溶融スラグ組成物における前記１又は複数の金属有価物を検出し、前記１又は複数の金属有価物の量が存在するか存在しないか示す制御システムに、電子信号を提供するよう適応される、１又は複数のセンサとを備える、装置が提供される。
【００３３】
一態様において、流量制御デバイスは、交互に、１又は複数の微粒子化ノズルに、微粒子化ガスの流れを供給し、１又は複数の微粒子化ノズルに、微粒子化ガスの流れを中断するための弁を含む。
【００３４】
別の態様において、装置は、１又は複数の微粒子化ノズルから分流される微粒子化ガスを排気するための排気ポートを更に含む。
【００３５】
なおも別の態様において、装置は、１又は複数の微粒子化ノズルに微粒子化ガスの流れを供給するブロワーを更に備え、流量制御デバイスは、ブロワーによって生成される微粒子化ガスの流れを制御するよう適応される。
【００３６】
なおも別の態様において、流量制御デバイスは、分流／切り替えユニットを備える。
【００３７】
なおも別の態様において、装置は、微粒子化チャンバの上流側に配置される前沈降パンを更に備え、前沈降パンは、調節可能な体積を有する。
【００３８】
なおも別の態様において、前沈降パンは、砂層と、砂層の下に配置される可動プレートとを含む底面を有する。
【００３９】
なおも別の態様において、前沈降パンは、可動プレートを上昇及び下降させるための機構を更に有する。
【００４０】
なおも別の態様において、可動プレートを上昇及び下降させるための機構は、油圧ラムを含む。
【００４１】
なおも別の態様において、制御システムは、前記前沈降パンの操作を制御する。
【００４２】
別の実施形態において、操作の副生成物としてスラグ組成物から１又は複数の金属を回収するための方法であって、（ａ）溶融した形態であり、前記１又は複数の金属を含む前記スラグ組成物を提供することと、（ｂ）溶融スラグ組成物を、ガス微粒子化装置の微粒子化チャンバに供給することとと、（ｃ）微粒子化ノズルを介して、ガスの流れを、微粒子化チャンバに供給することと、（ｄ）微粒子化チャンバにおけるガスの流れで溶融スラグ組成物を微粒子化し、溶融スラグ生成物を分散及び凝固し、固体スラグ顆粒を形成することと、（ｅ）１又は複数の回収ユニットに固体スラグ顆粒を充填し、操作の副生成物として固体スラグ顆粒から前記１又は複数の金属を回収することと、を備える方法が提供される。
【００４３】
一態様において、方法は、調製ユニットにおいて固体スラグ顆粒を前処理する工程を更に備え、前処理工程は、工程（ｄ）と（ｅ）との間に実行される。
【００４４】
別の態様において、前処理工程は、物理的前処理又は化学的前処理を備える。
【００４５】
なおも別の態様において、物理的前処理は、磁選及び／又はサイズの減少を備え得る。
【００４６】
なおも別の態様において、化学的前処理は、流動床及び／又は焙焼ユニットにおける処理を備え得る。 
【００４７】
なおも別の態様において、金属回収ユニットは、発煙炉、上吹回転転炉（ＴＢＲＣ又はカルド炉）、回転窯、電気炉、又は酸浸出ユニットから選択される、乾式冶金又は湿式冶金処理ユニットを備える。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
ここで添付の図面を参照し、単なる例として本発明について説明する。
【００４９】
【図１】本明細書で説明される第１の実施形態による、溶融スラグから金属含有顆粒を磁選するための方法及び装置を図示する。
【００５０】
【図２】本明細書で説明される第２の実施形態による、金属リッチ及び金属バレンスラグフラクションを生成するための方法及び装置を図示する。
【００５１】
【図３】本明細書で説明される第３の実施形態による、スラグから金属副生成物を回収するための方法及び装置を図示する。
【００５２】
【図４】スラグウールの量が生成され、次に、金属の分離を改善するために分離される、実施形態に関するプロセスフロー図である。
【００５３】
【図５】白金族元素が、スラグから回収される実施形態に関するプロセスフロー図である。
【発明を実施するための形態】
【００５４】
以下に続くのは、冶金用炉から出銑される溶融スラグの流れに対して、ガス微粒子化プラントにおいてガス微粒子化が行われる、スラグから金属を回収するための冶金プロセス及び施設に関する詳細な説明である。
【００５５】
とりわけ、本発明は、金属／合金値を含むスラグの処理に、乾式スラグ微粒子化技術を現実的に応用することに関する。本明細書で開示されている機器及び制御／動作哲学により、オペレータが、スラグ位相に対する金属損失を最小限にしつつ、乾式スラグ微粒子化より低い動作コスト及び環境上の利点から恩恵を受けることが可能になる。 
【００５６】
ここで、スラグからの金属の回収のための方法及び装置の第１の実施形態が、以下図１を参照して説明され、溶融金属層１４及び溶融スラグ層１６を、炉内で生成し、維持すべく、熱を供給するための複数の電極１２を含む、冶金用炉１０を図示する。炉１０は、溶融スラグ層１６と連通するスラグタップ穴１８と、溶融金属層１４と連通する溶融金属タップ穴２０とを含む。炉１０が別個のスラグ及び金属タップ穴１８、２０を有するように示されているが、多くの炉１０が、金属及びスラグを出銑するための単一のタップ穴を有することが理解されよう。従って、本願を通じて、「タップ穴」という用語は、専用のスラグタップ穴と、金属及びスラグを出銑するためのタップ穴を含む。
【００５７】
溶融スラグが、タップ穴１８を介して炉１０から周期的に又は連続的に出銑され、（スラグポット又はレイドル等の）移動可能なスラグ容器、又はスラグ樋又はランナー内に出銑され得、これらの中で、溶融スラグは、プラントの別のエリアに輸送される。輸送の間、スラグは溶融状態のまま維持される。スラグ容器又は樋における溶融スラグの輸送は、図１の矢印２２によって表される。
【００５８】
図１において、ガス微粒子化チャンバ２９を有するガス微粒子化プラント２８も示され、この中で溶融スラグは、微粒子化され、固体スラグ顆粒を生成する。ガス微粒子化プラント２８は、冶金用炉１０に非常に近接して配置され、移動可能なスラグ容器又は樋２２を介して炉１０から溶融スラグを受け取る。 
【００５９】
プラント２８のチャンバ２９の内側で、溶融スラグは、１又は複数の微粒子化ノズル６６からの１又は複数のガス流によって微粒子化され、１又は複数のノズル６６は、誘引（ＩＤ）ファン（本明細書で、「ブロワー３０」と称されることもある）によって微粒子化ガスを供給され、ブロワー３０は次に、ガス導入口３５から導管３４を介して微粒子化ガスを受け取る。ＩＤファン３０からガス微粒子化プラント２８への微粒子化ガスの供給は、図１において矢印３２で表される。ノズル６６からのガス流が、ガス微粒子化プラント２８の微粒子化チャンバ２９における溶融スラグの下降流と接触すると、溶融スラグは、同時に液滴に分離され、固体状に冷却され、それにより、チャンバ２９の底部に下降する固体スラグ顆粒を形成する。ガス微粒子化を使用することにより、高価で、粉じんを生成する、凝固したスラグの圧砕及びサイズの減少を行う必要性を回避、簡略化又は減少させることができ、下流側の金属回収工程のために材料を準備する。
【００６０】
本実施形態によれば、溶融スラグを微粒子化するためのガスの流れは、酸素を含み、周囲空気を備え得る。微粒子化ガス中の酸素は、スラグにおける金属及び／又は金属合金の、非磁性の混入された粒子を、一般式ＡＢ２Ｏ４を有する高磁気スピネル構造に変換し、Ａは、二価カチオンを表し、Ｂは、三価カチオンを表す。例えば、スピネルヤコブス鉱（ＭｎＦｅ２Ｏ４）は、溶融スラグ内に存在するＦｅＭｎ液滴から生成され得る。生成されるべき他の可能性のあるスピネルが、この一般化学式で示され得る。
（Ｆｅ，Ｃｏ，Ｍｇ，Ｍｎ，Ｎｉ，Ｚｎ）［Ｆｅ，Ａｌ，Ｃｒ］２Ｏ４
【００６１】
スピネルの磁気性は、ガス微粒子化プラント２８の下流側に配置される磁選ユニット３３における磁場を使用して、それらが容易に分離させられることを可能にし、微粒子化スラグ顆粒の微細な粒径は、スラグ顆粒を圧砕又は研削する必要性を排除し得る。磁選ユニット３３において、微粒子化スラグ顆粒は、金属含有顆粒３７と金属バレン顆粒３９に、磁選される。金属含有顆粒３７は、再製錬又は任意の他の金属回収操作／ユニットプロセスのために直接炉に戻され得る。
【００６２】
微粒子化の間、微粒子化ガスの酸素分圧は、制御され、これにより、スラグは、スピネル一次結晶化位相場にある。従って、微粒子化の間に融成物から析出する第１の結晶は、スピネルであろう。材料の急速な凝固は、これらの極めて微細な結晶が伸長することを可能にしない、しかしながら、それらの単なる形成は、磁気性を生成するのに十分である。亜鉛スラグ、中世スラグ及びラテライト製錬スラグに関して報告されてきたように、一般的に使用される特徴付け技術によって区別可能ではない方法で、非常に微細な結晶が、ガラス状マトリクスと共存し得る。しかしながら、ガス微粒子化、及び可能性のある更なる圧砕／研削による微細な粒子の生成により、磁選を使用して、これらの微細なスピネル‐リッチ領域を、ガラス状の材料のバルクから分離することが可能になる。
【００６３】
更なるサイズの減少を行う必要性は、スラグ組成物及び微粒子化パラメータ（例えば、空気／スラグ比及びそれによる微粒子化スラグの粒子サイズ供給）に極めて依存する。スピネル領域が、顆粒の合計質量の具体的な比率よりも大きくなるべきであり、これにより、磁場は、スピネル‐リッチ粒子を微粒子化スラグの停止から分離可能である。顆粒のサイズがあまりに大きい（すなわち、その顆粒におけるスピネルの相対的な濃度が低い）場合、磁場は、それを分離できず、更なるサイズの減少（研削）が要求される。従って、更なるサイズの減少を行う必要性は、ケースバイケースで決定されなくてはならない。 
【００６４】
上記で言及したように、微粒子化ガスの酸素濃度は、非磁性の、スラグに混入された金属／合金粒子の、高磁気スピネル構造への変換を最適化するよう調節され得る。要求される酸素濃度は、形成されるべきスピネル種に大きく依存し、それは勿論スラグの組成物に依存する。周囲空気が、いくつかの条件下でのスピネル形成に適している場合があるが、いくつかの場合において、微粒子化ガスと酸素又は酸素富化ガス流を混合することにより、微粒子化ガスの酸素含有量を富化することが必要であり得る。他の場合において、例えば微粒子化ガスと無酸素又は低酸素ガス流を混合することにより、微粒子化ガスの酸素含有量を希釈するすることが必要であり得る。例えば、微粒子化ガスが周囲空気である場合、微粒子化ガスは、酸素を加えることにより富化されてよく、又は、窒素を加えることにより希釈されてよい。図１は、ガス調節ユニット３１を示し、微粒子化ガスの酸素含有量を富化又は希釈する目的で、それを介して、更なるガスが、導管３４におけるガス流に加えられ得る。 
【００６５】
スラグに混入された金属の分離の実現に加えて、例えば、液滴の形態で、本実施形態は、塩基性精錬炉（ＢＯＦ）スラグにおける鉄等の、スラグにおける化学的に溶解された金属有価物の分離も実現する。微粒子化ガスの酸素含有量を調節することにより、金属（この場合、鉄）は、スピネル型酸化物（この場合、マグネタイト）に変換されるであろう。磁場を印加することにより、金属リッチ顆粒（スピネル）が分離され、炉に戻してリサイクルされ得、操作の効率が増大する。
【００６６】
別の例として、本実施形態は、フェロニッケル製錬により生成されるスラグから、ニッケルを回収するためにも使用され得る。典型的にはスラグ位相におけるＦｅＮｉ液滴の混入は、制限される。化学的に溶解され、機械的に混入されたＮｉは、スラグ位相において〜０．２重量％であろうとおおむね推定される。しかしながら、フェロニッケル製錬におけるスラグ生成率は非常に大きく、典型的なフェロニッケル製錬は、８００，０００トン／年スラグを生成する。従って、典型的なフェロニッケル製錬から、〜１，６００トンのＮｉ／年の総金属損失が予想される。本実施形態によれば、この金属有価物の少なくとも一部が、費用対効果が高い微粒子化の方法とその後に続く磁選で回収され得る。
【００６７】
本実施形態は、銅製錬により生成されたスラグから、鉄及び／又は銅を回収するためにも使用され得る。ほとんどの銅製錬に関して、スラグは鉄が豊富である。いくつかの試みがなされてきたが、銅製錬スラグから鉄を回収するための商業的に実行可能な方法は確立されていない。本実施形態によれば、制御された酸素の濃度を有するガス微粒子化により、スラグが酸化され得、磁選により（比較的低いコストで）分離され、次に製鉄／製鋼炉に充填され得るスピネル型酸化物（マグネタイト、ＦｅＦｅ２Ｏ４）を形成する。
【００６８】
銅製錬は、それらのスラグ位相、特に沈降炉を有さないものに対する高い銅損失にも悩まされ得る。銅リッチスラグは、浮選又は電気製錬炉等の、別の種類のプロセスに従来リサイクルされる。しかしながら、これらのプロセスは、コストがかかり、かなりの量の材料処理を要求する。対照的に、本実施形態による銅リッチスラグのガス微粒子化は、１又は複数の銅含有スピネル型酸化物（アルミン酸銅ＣｕＡｌ２Ｏ４、銅スピネルＣｕＦｅ２Ｏ４、等）も生成し、これらの全ては、磁気を帯び、磁選により分離され得る。これらの金属リッチであり、磁選された材料は、次に、製錬炉又はコンバータに充填され得る。酸化銅（任意の形態において、スピネル又は酸化第一銅、Ｃｕ２Ｏ）が、つや消し浴内に充填されると間もなく、酸化銅は、系内の硫化物と新たな均衡を再確立し、金属銅又は銅硫化物に還元され得、したがってつや消し相の停止と共に回収され得る。以下の反応が起こると予想される：Ｃｕ２Ｏ＋ＦｅＳ→Ｃｕ２Ｓ＋ＦｅＯＣｕ２Ｓ＋２Ｃｕ２Ｏ→６Ｃｕ０＋ＳＯ２
【００６９】
ここで、スラグから金属を回収するための方法及び装置の第２の実施形態が、以下図２を参照して説明される。第２の実施形態は、金属リッチスラグ流からの混入された金属／合金液滴の損失を防止することに具体的に関する。図２は、図１において図示されている構成要素と類似した又は同一の複数の構成要素を含み、これらの同様の構成要素は、同様の参照番号により識別される。
【００７０】
複数の製錬操作において、金属損失は、断続的で離散的な性質をもつ。例えば、タップ穴の詰まりの欠陥、スキマーブロックの欠陥又は樋の漏出等の、ポストタップ穴の運用制御が不十分であることは、大量の金属がスラグ流へ失われるという結果をもたらす離散的事象である。制御されない場合、これらの離散的事象は、金属及びスラグの混合物でタップ全体を「汚染」し得、スラグタップ全体が金属回収のために処理されることを要求する。
【００７１】
例えば、従来の操作において、一旦大きな金属流が、スラグ冷却ピットに導入されると、ピット全体は、「汚染された」とみなされ、ここで、バレンスラグであったものは、金属富化であり、処理されなくてはならない。材料のゆっくりした空気冷却に起因して、金属を取り戻す唯一の効果的な手段は、ピットの内容物全体を圧砕し、ジグ選別することである。ジグ選別は、密度差異を活用し、バレンスラグ流から集中金属流を分離する水をベースとするプロセスである。ジグ選別は、追加のコストを加え、環境上及び安全性の懸念の両方をもたらす。 
【００７２】
スラグポットがスラグを輸送するのに使用されるプロセスにおいて、スラグにおいて存在する金属が、ポットの底部に沈むであろう。これらのポットは、非直線鋳鋼を備えるので、溶融金属からの追加の熱伝達は、操作のリスクプロファイルをすぐに上昇させる。金属含有スラグポットが、プロセスから除去され、数日間冷却させられなくてはならず、利用可能なポットの減少と、ポットから凝固した材料を除去する際に複雑な状況とをもたらす。除去後、ポットの内容物全体は、圧砕され、金属回収プラントにおいて処理されなくてはならない。 
【００７３】
これらの離散的事象の間に失われる金属の８０％は、スラグの１５−２０％だけにおいて含まれると推定される。スラグの平衡は、全ての意図と目的のために金属バレンであるが、失われた金属を回収するために処理されなくてはならない。 
【００７４】
本実施形態により、金属を回収するために処理されるのに要求されるスラグの体積を最小限にすべく、これらの離散的事象が隔離されることが可能とされる。本実施形態の装置は、金属損失を最小限にする以下の構成要素の１又は複数を含む。
【００７５】
固定され得、又は調節可能であり得る前沈降パン５２。
【００７６】
図１において示されている第１の実施形態を参照して上述されたものと類似した乾式スラグガス微粒子化プラント２８。
【００７７】
金属リッチ流の自動分流を可能にする制御システム３６。
【００７８】
上記の構成要素は、以下でより詳細に説明される。
【００７９】
まさに第１の実施形態において説明されたように、第２の実施形態において、溶融スラグ４０が、周期的又は連続的に冶金用炉のタップ穴（図示せず）から出銑される。溶融スラグ４０は、スラグ容器又は樋等の複数のやり方で、ガス微粒子化プラント２８に向かって炉から移動され得る。図示された実施形態において、溶融スラグ４０は、スラグ樋３８に沿って流れる。スラグ樋３８は、この例において、コンクリート構造４８上に支持された砂の層４６を備えるものとして示されている。
【００８０】
溶融スラグ４０は、金属４２を含むものとして示されている。金属４２は、より大きな密度を有し、従って、ガス微粒子化プラント２８に向かって流れるにつれて底部に沈降する。金属はより大きな密度をもち、スラグの中から沈降する傾向があるであろうことを図示するため、金属４２及びスラグ４０は、図２において、分離した層を備えるものとして示されている。しかしながら、金属４２の少なくとも一部は、液滴の形態でスラグ４０に混入されるであろうことが理解されよう。
【００８１】
金属４２及びスラグ４０の部分的分離が、カーボンスキマーブロック４４によって実現され得、これは、（スラグ及び任意の残りの金属を備える）溶融材料の残りが、ガス微粒子化プラント２８に向かって流れることを可能にしつつ、金属４２の主要部分を砂層における窪み５０へと分流する。レイドル（図示せず）において溶融スラグ４０を回収することにより類似の分離が実現され得、スラグが容器をはみ出し、ガス微粒子化プラント２８に向かって流れる間、容器の底部に金属４２が沈降することを可能にする。
【００８２】
カーボンスキマーブロック４４又はレイドルは、それぞれ、溶融スラグ４０から金属を回収する限定された能力を有する。例えば、ポストタップ穴の働きが不十分であること（すなわち、ランナーの欠陥、スキマーブロックのつぶれ、タップガンの油圧欠陥、遅延閉鎖タップ穴）及び乱流は、スラグ流に現れ、金属レイドル又は鋳造エリアにおいて保たれるのに十分沈降しない混入された金属液滴をもたらすであろう。これらの値は、クリーン合金としてスラグ質量の２％と５％との間を表し得る。従来の操作において、この金属は、圧砕され、金属回収プラントにおけるジグ選別プロセスに供給される前に、ピット又はスラグポット／レイドルにおける大部分のスラグを冷却し、凝固させることにより回収される。このコストがかかり非効率的な工程は、以下のように、本実施形態において回避される。
【００８３】
第１に、カーボンスキマーブロック４４又はスラグ容器に加えて、図２の装置は、前沈降パン５２を更に備え、スラグ４０は、そのガス微粒子化プラント２８への経路でその上を流れる。前沈降パン５２は、砂層４６における窪みを含み、金属４２の混入された液滴は、そこへ沈降し、溶融スラグ４０から分離する。前沈降パン５２の容量は、より高い又はより低い金属含有量をもつスラグを処理するように調節され得、それにより、回収機能を増大させる。パン５２の体積を、スラグ４０における金属４２の含有量に対して調節するために、第２の実施形態による装置は、パン５２の下に、砂層４６の下又は内部に配置される可動プレート５４と、パン５２の底面を上昇及び下降させるべく、プレート５４を上昇及び下降させるための手段とを備える。図示された実施形態において、油圧ラム５６が、この目的のためにプレート５４の下に提供され得る。 
【００８４】
調節可能な前沈降パン５２は、金属損失が連続的である場合に、オペレータが、微粒子化に先立って混入された金属を捉え、スラグ流の小さい部分を構成することを可能にする。調節可能な性質は、オペレータが、パン５２に入るスラグの量を制限し、冷却に起因してパン５２においてクラストが形成される場合であっても、更なる体積が金属を捉えるために利用可能にされ得ることを確保することを可能にする。パン５２から最後のインゴットを除去することは、設計によって簡略化され、既存の機器を利用する。
【００８５】
第２に、本実施形態は、高い量の金属４２を含むスラグ４０の微粒子化を実質的に回避するための手段を提供する。前沈降パン５２を通って流れ、及び／又はその上を流れた後、溶融スラグ４０は、樋３８を通ってガス微粒子化プラント２８に向かって流れる。樋３８を通って流れるにつれて、スラグ４０の組成物は、断続的に又は連続的にモニタリングされ、高濃度の金属４２を検出する。高濃度であるとみなされるものは、さまざまな要因に依存するであろう、そして、勿論、プロセス固有である。 
【００８６】
本実施形態において、スラグ４０の組成物は、オペレータの目視観測及び／又は１又は複数のセンサ５８によって、断続的に又は連続的にモニタリングされ、１又は複数のセンサ５８は、赤外線センサ、光センサ、熱センサ、及び／又は構成センサを含み得る。構成センサの複数の例が、Ｘ線回折（ＸＲＤ）センサ、Ｘ線蛍光分光計（ＸＲＦ）、スペクトルセンサ、ガスセンサ及び磁気センサを含む。例えば、センサ５８によるこのモニタリングは、（発熱金属酸化の結果として）金属濃度が増大するにつれて材料からの比較的高いエネルギー放出を、及び／又は、金属リッチスラグがガス微粒子化プラント２８において微粒子化される場合に、ブラストの変化された排出範囲を検出し得る。これにより、炉１０から出銑されたスラグ４０の任意の金属リッチ部分を、迅速及び正確に検出することが可能となる。センサ５８は、ガス微粒子化プラント２８の上流側、下流側、及び／又は内側に配置され得る。
【００８７】
センサ５８は、電子信号を生成し、制御システム３６に送信し、ここで信号は、スラグ４０の組成物に関する。一旦、ガス微粒子化プラント２８に向かって流れるスラグ４０が、過大な量の金属４２を含むと決定されると、制御システム３６は、センサ５８からの信号が、スラグ４０における金属４２の濃度が再び許容濃度に達したことを示すまで、スラグの微粒子化を防止するべく１又は複数の機構を作動させる。
【００８８】
上述の前沈降パン５２の操作は、制御システム３６によっても制御され得ることが理解されよう。従って、溶融スラグ４０の金属含有量をモニタリングするために使用される、同じ又は異なるセンサ５８からの信号に応答して、プレート５４を上昇又は下降させるべく油圧ラム５６を作動させることにより、制御システム３６は、前沈降パン５２の体積を調節し得る。従って、図２において示されるように、制御システム３６は、油圧ラム５６に接続され得、この接続は、図２において線８８によって示される。代替的に、又は制御システム３６による制御に加えて、前沈降パン５２の操作は、オペレータによって制御及び／又は作動され得る。
【００８９】
制御システム３６を有するスラグ４０の微粒子化を制御するための２つの可能な構成が、図２において図示され、ここで、以下議論される。これらの２つの構成は、スラグ微粒子化の制御のために共に又は個別に使用され得ることが理解されよう。代替的に、又は制御システム３６による制御に加えて、スラグ４０の微粒子化は、オペレータによって制御及び／又は作動され得る。
【００９０】
第１の構成によると、スラグ微粒子化の制御は、スラグ４０の金属含有量が受け入れられない程に高い周期の間、ブロワー３０は、電源をオフにされ、又は減速で稼働し、それにより、スラグ４０の微粒子化を防止するように、及びその金属含有量が許容レベルである周期の間、ブロワー３０は動作し、スラグ４０を微粒子化するように、ブロワー３０の出力を直接制御することにより実現される。この構成によると、ブロワー３０の操作の制御のために、制御システム３６は、ブロワー３０に、又はブロワー制御器５９に直接接続され得、この直接的な接続は、図２の線６０によって示される。スラグ４０の金属含有量が受け入れられない程に高い周期の間、そしてセンサ５８及び／又は目視観測が、スラグ４０における金属４２の濃度が、再び許容濃度に達したことを示すまで、制御システム３６は、ブロワー３０に対して電源をオフにし、又は減速で稼働させ、その時点で、制御システム３６は、ブロワー３０に対して通常操作に戻らせ、スラグ４０の微粒子化を再開させるであろう。
【００９１】
第２の構成によると、スラグ微粒子化の制御は、その金属含有量が許容レベルである周期の間、ブロワーの出力は、微粒子化ノズル６６へ流れ、スラグ４０を微粒子化するように、及びスラグ４０の金属含有量が、受け入れられない程に高いレベルである周期の間、ブロワ―の出力は、微粒子化ノズル６６から離れて完全に又は部分的に分流され、スラグ４０の微粒子化を防止するように、ブロワー３０の出力を制御することにより制御される。
【００９２】
従って、図２において示されるように、制御システム３６は、直接又は切替ユニット制御器７２を介してのいずれかで、分流／切り替えユニット７０に接続され得、この接続は、図２において線７４によって示される。便宜上、図２は、それらの長さの一部に沿って組み合わされているものとして、線６０及び７４を示す。分流／切り替えユニット７０は、三方弁を含み得、これは、導管６２を介してブロワーの出力を受け取るためにブロワー３０と連通している、（本明細書で、「ガス導入ポート」とも称される）第１のポートと、ブロワーの出力をノズル６６に方向付けるために導管６４を介して微粒子化ノズル６６と連通している第２のポートと、ノズル６６から離れて、例えば、導管７８を介して排気口７６に、ブロワーの出力を分流するための、（本明細書で、「排気ポート」とも称される）第３のポートとを含む。
【００９３】
第２の構成によると、制御システム３６は、切替ユニット７０及び／又は切替ユニット制御器７２の操作を制御し、それにより、切替ユニット７０は、ブロワーの出力を、微粒子化ノズル６６に方向付け、その金属含有量が許容レベルである周期の間、スラグ４０を微粒子化する、そして、スラグ４０の金属含有量が、受け入れられない程に高いレベルである周期の間、スラグ４０の微粒子化を防止すべく、微粒子化ノズル６６から離れて、例えば、排気口７６に、ブロワーの出力を方向付ける。 
【００９４】
図２において示されるように、溶融スラグ４０の流れは、スラグ樋３８の末端から、微粒子化チャンバへ下降する。スラグ４０の下降流は、参照番号８０によって図２において示される。スラグ４０の金属含有量が許容レベルであると決定される周期の間、ブロワー３０によって生成されるガス流は、微粒子化ノズル６６によって溶融スラグ４０の下降流８０に方向付けられる。溶融スラグ４０の下降流８０が、ノズル６６からのガスと接触することにより、スラグ４０は、微細な液滴のプルームに分離させられ、微細な液滴は、部分的に冷却し、凝固させられ、それらが微粒子化チャンバを通るにつれて、固体スラグ顆粒を形成し、ここで、スラグ液滴のプルームは、図２において参照番号８２によって識別される。更に、ノズル６６からのガス流は、ノズル６６から離れてスラグ顆粒を運び、それらは、ノズル６６からいくらか離れて微粒子化チャンバのフロア上の山８４において回収される。
【００９５】
スラグ４０の金属含有量が受け入れられない程に高いレベルであると決定される周期の間、スラグ４０の下降流８０の微粒子化は、上述の構成のうちの１つによって、微粒子化ノズル６６からのガスの流れを阻止又は減少させることによって中断される。従って、これらの条件下では、スラグ４０は微粒子化されず、ノズル６６の前の微粒子化チャンバのフロアに下降するだけであり、冷却し、凝固させられて塊８６となる。 
【００９６】
理解され得るように、本発明の方法及び装置は、スラグを、金属リッチ及び金属バレン構成要素に分離するための単純で効果的な手段を提供する。ガス微粒子化された、比較的大量の金属バレンスラグ流が、オペレータにより直接販売され、又は備蓄され得る。このことは、ポストタップ穴スラグの全処理コストを減少する。一方、より少量の金属リッチスラグ流は、取り戻され、金属回収プラントに送られる。そのことによって、スラグを２つの生成物流に分離することは、金属回収される必要があるスラグの量を著しく減少する。金属リッチスラグを分離処理することにより、金属を取り戻すコストが低下し、備蓄され得、処理が待たれている歴史的な材料の処理のために、既存の金属回収プラント内の容量が解かれる。これにより、オペレータが、スラグ処理コストを低減し、（歴史的なスラグの、典型的に高い金属含有量に起因する）その同じ機器から金属の販売可能な生成物を増加させることの両方が可能になる。 
【００９７】
例えば、上述の方法及び装置を使用することにより、スラグの約８０％が、金属回収プラントをバイパスし得る。約４００，０００トン／年（ｔｐａ）の金属を生成している大きなフェロクロム施設に関して、これは、金属生成における追加の１２，０００ｔｐａ又は３％増量と同等であり得る。
【００９８】
又、制御システム３６が、前沈降パン５２と、微粒子化プラント２８両方の操作を制御する実施形態において、これらの２つの機器は、調整された方法で操作され得、スラグ４０から回収される金属４２の量を最大化する。この点に関して、制御システム３６は、溶融スラグ４０からできるだけ多くの金属を除去するよう、前沈降パン５２を操作し得る。少なくとも１つのセンサ５８が、前沈降パン５２の下流側で溶融スラグ４０の金属含有量を検出し得、このセンサ５８によって制御システム３６に提供される情報は、少なくともある程度は、ガス微粒子化プラント２８の操作を制御するために使用され得る。 
【００９９】
第２の実施形態は、具体的な冶金プロセスに関連して説明されてきたが、混入された粒子が、微粒子化の間別々の周期に存在するようなプロセスを含む、微粒子化に先立って除去される場合、第２の実施形態は、溶融材料流に混入された粒子が、財産上の利益を有する、任意の溶融材料微粒子化プロセスに適用可能であることが理解されよう。上で、フェロクロム生成施設が、具体的に議論されてきたが、第２の実施形態は、例えば、ＦｅＣｒ、ＦｅＮｉ、ＦｅＭｎ等を生成する人々等の、製合金鉄業者に一般に適用可能であることが理解されよう。第２の実施形態は、スラグの鉄含有量を回収するために、製鉄業者にとっても有益である。 
【０１００】
ここで、第３の実施形態による、スラグから金属を回収するための方法及び装置が、以下で説明される。第３の実施形態は、金属副生成物を回収するためのスラグの処理に焦点を合わせる。この方法は、以下の複数の工程を備える。
【０１０１】
（ａ）前記１又は複数の金属副生成物を含む前記スラグ組成物を提供する工程であって、スラグ組成物は、溶融した形態である、工程と、
【０１０２】
（ｂ）溶融スラグ組成物を、ガス微粒子化装置の微粒子化チャンバに供給する工程と、
【０１０３】
（ｃ）微粒子化ノズルを介して、ガスの流れを、微粒子化チャンバに供給する工程と、
【０１０４】
（ｄ）微粒子化チャンバにおけるガスの流れで溶融スラグ組成物を微粒子化し、溶融スラグ生成物を分散及び凝固し、固体スラグ顆粒を形成する工程と、
【０１０５】
（ｅ）１又は複数の回収ユニットに固体スラグ顆粒を充填し、固体スラグ顆粒から前記１又は複数の金属副生成物を回収する工程。
【０１０６】
第３の実施形態の方法は、調製ユニットにおいて固体スラグ顆粒を前処理する工程を更に備え得、前処理工程は、工程（ｄ）と（ｅ）との間に実行される。この前処理工程は、１又は複数の物理的及び／又は化学的前処理工程を有し得、回収されている金属に少なくともある程度依存する。物理的前処理の具体例が、磁選及び／又はサイズの減少を含む。化学的前処理の具体例が、流動床及び／又は焙焼における処理を含む。しかしながら、この前処理のリストは、網羅的ではなく、１又は複数の他の前処理工程を含み得ることが理解されよう。 
【０１０７】
同様に、工程（ｅ）において使用される回収ユニットの種類は、極めて可変的であり、回収されている金属に少なくともある程度依存する。例えば、金属回収ユニットは、発煙炉、上吹回転転炉（ＴＢＲＣ又はカルド炉）、回転窯、電気炉、又は酸浸出ユニットから選択され得る、乾式冶金又は湿式冶金処理ユニットを備え得る。
【０１０８】
非鉄金属生成プラントにおいて、目的の金属を抽出した後、スラグが、通常、鉄、亜鉛、コバルト等を含むかなりの量の他の価値の高い金属素子を含み、それらは、操作の全経済性を増大するため、後続のプロセスにおいて回収されるべきである。本実施形態によれば、スラグのガス微粒子化が、後続のプロセスにおいて直接処理され得る材料を生成するために使用され、それにより、典型的に要求される調製工程を最小限にする。この実施形態は、以下の例によって図示される。
【０１０９】
鉛（いくつかの場合において銅）生成スラグが、かなりの量の亜鉛、スズ、ゲルマニウム又はカドミウムを含み得る。従って、（従来の発煙炉、Ｗａｅｌｚ窯、上吹浸漬ランス炉又は他の発煙ユニットである）発煙ユニットにおける、このスラグの更なる処理が、金属回収のための典型的なやり方である。凝固させられ、冷却したスラグは、発煙ユニットに充填され得る前に、圧砕（及びいくつかの場合においてペレット化）される必要がある。しかしながら、スラグのガス微粒子化によって、この前処理工程は排除され得る。微粒子化プロセスを使用して生成される顆粒／ペレットは、発煙ユニットに直接充填され得る。 
【０１１０】
銅製錬スラグから、例えば、鉄及びコバルト等の他の副生成物金属有価物を回収するため、凝固したスラグは、圧砕され、研削され、（例えば、酸浸出等の）湿式冶金法で処理され得、残りの金属をもたらす。スラグ微粒子化は、高価な粉砕プロセスの必要性を減少させ得、微粒子化／凝固したスラグが、湿式冶金操作において処理されることを可能にし、サイズの減少の量はなくなるか、限定される。 
【０１１１】
本実施形態に係る、ガス微粒子化による溶融スラグの処理は、ガス微粒子化が、特定のスラグの反応性を増大し得、これは、浸出プロセスにおける金属副生成物の回収を促進及び／又は加速するという点で、金属副生成物の回収において更なるメリットを提供する。これらのメリットは、以下で更に説明される。
【０１１２】
第１に、ガス微粒子化の間の溶融スラグの急速冷却法は、ガラス状のアモルファス材料を生成することに留意されたい。熱力学的に、そのようなガラス状の材料は、高い内部エネルギーを有し、従って、ガラス状の材料が、結晶材料よりも容易に水溶液中で溶解し、反応する。
【０１１３】
第２に、ガス微粒子化による溶融スラグの急速冷却法は、水溶液と反応を起こしやすく、安定性に達する、準安定相の形成をもたらし得る。このことは、ガス微粒子化スラグのより多く、より速い浸出をもたらすであろう。
【０１１４】
従って、第３の実施形態は、１つの金属を生成するための操作の副生成物（例えば、スラグ）が、別の金属を生成する別のプロセスのための供給材料となるという点で、非鉄金属生成プラントにおけるプロセス一体化を促進することが理解されよう。この一体化は任意の所与の鉱石の処理からの生産性を最大化し、それにより、製錬の持続可能性と競争力を向上させる。更に、第３の実施形態は、乾燥、圧砕、研削、ブリケット化／ペレット化等のいずれによってにせよ、更なる投資／動作及びメンテナンスコストを要求する、スラグの具体的な供給調製の必要性を回避し得る。ガス微粒子化スラグの処理は、より費用対効果が高く、堅牢で、確かであり、高価で粉じんを生成する粉砕操作の必要性を排除し得る。 
【０１１５】
別の実施形態によれば、スラグからの金属の回収は、微粒子化の間、スラグウールを形成する何らかのスラグの傾向を利用することにより改善される。その全体が参照により本明細書に組み込まれる、国際出願第ＰＣＴ／ＣＡ２０１５／０５０２１０号において議論されているように、スラグウールは、いくつかの種類のスラグの乾式造粒による副生成物である。本実施形態において、スラグのウールフラクションは、分離され、金属回収を促進する。スラグからの金属の回収を改善するため、ガス微粒子化の間、一部のスラグをスラグウールに意図的に変換することさえ可能である。
【０１１６】
スラグウールは、不十分な液滴形成特性、及び／又は高粘度を有するスラグの乾式造粒によって生成される、スラグの低い密度の繊維からなる。スラグウールは、スラグ顆粒より低い密度をもち、主にシリカを備え、典型的には、低い金属含有量を有する。従って、ガス微粒子化が、ある量のスラグ顆粒と、ある量のスラグウールとを生成するところで、スラグ顆粒は、比較的高い金属含有量を有する傾向があり、スラグウールは、比較的低い金属含有量を有する傾向があるであろう。従って、スラグ顆粒からのスラグウールの分離は、金属バレンフラクション（スラグウール）からの金属リッチフラクション（スラグ顆粒）の少なくとも部分的な分離を実現し、スラグ顆粒から金属有価物を回収するための上述の方法の支援を得て、スラグからの金属有価物のより完全な分離を提供する。
【０１１７】
本実施形態によれば、図１−図３のうち何れかを参照して上述されたように、溶融スラグが、炉から移動可能なスラグ容器又はスラグ樋又はランナーに出銑され、ガス微粒子化装置に輸送される。輸送の間、スラグは溶融状態のまま維持される。本実施形態におけるガス微粒子化プラントは、図１−図３のうち何れかを参照して上述されたものと同じであり、ＩＤファンによってガスが供給される、１又は複数の微粒子化ノズルからの１又は複数のガス流によって、溶融スラグがその中で微粒子化される、チャンバを有する。代替的に、本実施形態による方法は、歴史的なスラグの処理に適応され得、ここで、歴史的なスラグは、溶融した形態でガス微粒子化装置に輸送される前に、サイズが減少し、溶解される。
【０１１８】
微粒子化のパラメータが、ウール形成の量（ある程度）を制御（増加又は低減）するよう調節され得る。本実施形態において、ガス微粒子化パラメータは、一部のスラグがスラグウールに変換され、一部のスラグがスラグ顆粒に変換されるように調節される。生成されるスラグウールの比率、並びに調節を要求するパラメータは、スラグの組成物及び粘度、及びその中に含まれる金属の量に大幅に依存するであろう。本実施形態によれば、スラグウール生成の量は、以下の方法の１又は複数によって増加され得る：微粒子化の間スラグ／ガス比を調節すること、微粒子化ガスの温度を調節すること、微粒子化ガス（例えば、空気）速度の調節、及びスラグの化学的組成物を変えること。
【０１１９】
一旦スラグが微粒子化されると、ガス微粒子化プラントのチャンバは、ある量の固体スラグ顆粒と、ある量のスラグウールとを含むであろう。スラグ顆粒は、それらのより高い密度に基づいて、ウールから分離され得る。
【０１２０】
一旦スラグ顆粒がスラグウールから分離されると、それらは、顆粒から金属を回収すべく上述された実施形態に従って処理され得る。例えば、上で議論されたように、固体スラグ顆粒は、磁選によって、１又は複数の金属リッチフラクション及び１又は複数の金属バレンフラクションに分離され得る。代替的に、第３の実施形態に関連して上述されたように、金属有価物は、１又は複数の湿式冶金プロセスによって、固体スラグ顆粒から回収され得る。
【０１２１】
図４は、本実施形態の上述の工程の概要を説明するプロセスフローシートである。
【０１２２】
なおも別の実施形態によれば、これらの金属を含む鉱石の製錬の間に生成された溶融スラグに混入された白金族元素を回収するためのプロセスが、以下で説明される。白金族元素は、ルテニウム（Ｒｕ）、ロジウム（Ｒｈ）、パラジウム（Ｐｄ）、オスミウム（Ｏｓ）、インジウム（Ｉｎ）及び白金（Ｐｔ）を含む。 
【０１２３】
ここで、スラグからの白金族元素の分離は、別個の炉においてスラグを溶融した形態で維持すること、及び混入された白金族元素が、重力（沈降）によってスラグから分離することを可能にすることにより実現される。この従来のプロセスは、金属がスラグから分離するのに要求される時間に起因して、時間がかかるだけではなく、大量のエネルギーが、スラグを溶融した形態で保つのに要求される。又、専用の炉が、分離のために要求される。本実施形態において、図１−図３のうち何れかを参照して上述されたように、溶融スラグは、炉から移動可能なスラグ容器又はスラグ樋又はランナーに出銑され、ガス微粒子化装置に輸送される。輸送の間、スラグは溶融状態のまま維持される。本実施形態におけるガス微粒子化プラントは、図１−図３のうち何れかを参照して上述されたものと同じであり、ＩＤファンによってガスが供給される、１又は複数の微粒子化ノズルからの１又は複数のガス流によって、溶融スラグがその中で微粒子化される、チャンバを有する。代替的に、本実施形態による方法は、歴史的なスラグの処理に適応され得、ここで、歴史的なスラグは、溶融した形態でガス微粒子化装置に輸送される前に、サイズが減少し、溶解される。
【０１２４】
微粒子化パラメータは、微粒子化によって生成される固体スラグ顆粒が、小さい粒子サイズを有するように設定される。発明者らは、金属相とスラグ位相との間での相分離が微粒子化の間に行われ、それにより、微粒子化が、白金族元素が豊富であるスラグ顆粒の１又は複数のフラクションと、白金族元素においてバレンであるスラグ顆粒の１又は複数のフラクションとを生成することを見い出した。微粒子化の後、金属リッチ及び金属バレンフラクションを、互いから分離するために、単純な密度分離が使用され得、又は、いくつかの場合において、磁選が使用され得る。図５は、本実施形態の上述の工程の概要を説明するプロセスフローシートである。 
【０１２５】
特定の具体的な実施形態を参照しながら本発明が説明されてきたが、本発明はそれらに限定されない。むしろ、本発明は、以下の特許請求の範囲に含まれ得る全ての実施形態を含む。
【図１】
2018505956.tif 000003
【図２】
2018505956.tif 000004
【図３】
2018505956.tif 000005
【図４】
2018505956.tif 000006
【図５】
2018505956.tif 000007
【手続補正書】
【提出日】平成29年7月11日(2017.7.11)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
スラグ組成物から金属リッチフラクションを分離するための方法であって、
（ａ）１又は複数の金属有価物を含む前記スラグ組成物を、溶融した形態で提供することと、
（ｂ）溶融スラグ組成物を、ガス微粒子化装置の微粒子化チャンバに供給することと、
（ｃ）酸素を含むガスの流れを、微粒子化ノズルを介して、前記微粒子化チャンバに供給することと、
（ｄ）前記微粒子化チャンバにおけるガスの前記流れで前記溶融スラグ組成物を微粒子化し、前記溶融スラグ生成物を分散及び凝固し、固体スラグ顆粒を形成することであって、
前記ガスは、十分な濃度で酸素を含み、前記溶融スラグ組成物の前記微粒子化の間、前記１又は複数の金属有価物の少なくとも一部を、１又は複数の磁気化合物に変換し、
前記１又は複数の磁気化合物は、一般式ＡＢ２Ｏ４を有する１又は複数のスピネル構造を備え、Ａは、二価カチオンであり、Ｂは、三価カチオンであり、
前記固体スラグ顆粒の第１のフラクションにおいて、前記１又は複数の磁気化合物が、十分な濃度で存在することにより、前記第１のフラクションの前記固体スラグ顆粒が、十分磁気を帯び、それらが磁気手段によって前記固体スラグ顆粒の残りから分離されることを可能にする、微粒子化することと、
（ｅ）前記ガスにおける酸素の分圧を制御することであって、これにより、前記スラグは、スピネル一次結晶化位相場にある組成物を有する、制御することと、
（ｆ）前記第１のフラクションを、前記固体スラグ顆粒の前記残りから磁選することと、
を備える、
方法。
【請求項２】
前記１又は複数の金属有価物は、混入された非磁性金属又は合金、及び化学的に溶解された金属又は合金を含む群の１又は複数のメンバから選択される、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記ガスは、空気を含む、請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
前記溶融スラグ組成物を冶金用炉から出銑し、前記スラグ組成物をその溶融状態のまま維持しつつ、前記溶融スラグ組成物を、前記冶金用炉から前記ガス微粒子化装置に輸送する工程を更に備える、請求項１から３の何れか一項に記載の方法。
【請求項５】
再製錬するために、前記固体スラグ顆粒の前記第１のフラクションを、前記冶金用炉に戻す工程を更に備える、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
溶融スラグ組成物に混入された１又は複数の金属有価物を回収するための方法であって、
（ａ）前記溶融スラグ組成物を提供することであって、前記１又は複数の金属有価物は、前記溶融スラグ組成物に混入される、提供することと、
（ｂ）ガス微粒子化装置の微粒子化チャンバに向かって、前記溶融スラグ組成物を輸送することと、
（ｃ）前記溶融スラグ組成物に混入された前記１又は複数の金属有価物の量が、所定量を超えるかどうかを決定することと、
を備え、
（ｄ）前記溶融スラグ組成物に混入された前記１又は複数の金属有価物の前記量が、前記所定量未満であると決定されるところで、前記方法は、前記微粒子化チャンバに配置される１又は複数の微粒子化ノズルによって生成されるガスの流れで前記溶融スラグ組成物を微粒子化し、前記溶融スラグ生成物を分散及び凝固し、固体スラグ顆粒を形成する工程を更に備え、又は
（ｅ）前記溶融スラグ組成物に混入された前記１又は複数の金属有価物の前記量が、前記所定量を超えると決定されるところで、前記方法は、前記微粒子化チャンバにおけるガスの前記流れによって微粒子化されることなく、前記溶融スラグ組成物が冷却及び凝固することを可能とする工程を更に備える、
方法。
【請求項７】
前記溶融スラグ組成物に混入された前記１又は複数の金属有価物の前記量が、前記所定量を超えるかどうかを決定する工程は、目視検査によって又は１又は複数のセンサによって実行される、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記１又は複数のセンサは、赤外線センサ、可視光センサ、熱センサ、及び構成センサを含む群の１又は複数のメンバから選択される、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記構成センサは、Ｘ線回折（ＸＲＤ）センサ、Ｘ線蛍光（ＸＲＦ）分光計、スペクトルセンサ、ガスセンサ、及び磁気センサを含む群の１又は複数のメンバから選択される、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記１又は複数のセンサは、前記ガス微粒子化装置の内側及び／又は上流側及び／又は下流側に配置される、請求項７から９の何れか一項に記載の方法。
【請求項１１】
前記溶融スラグ組成物に混入された前記１又は複数の金属有価物の量を決定する工程は、連続的又は断続的に実行される、請求項６から１０の何れか一項に記載の方法。
【請求項１２】
前記溶融スラグ組成物は、前記ガス微粒子化チャンバに入り、前記１又は複数のガス微粒子化ノズルの前を通る、請求項６から１１の何れか一項に記載の方法。
【請求項１３】
工程（ｄ）の間、前記固体スラグ顆粒は、前記ガス微粒子化チャンバの第１のエリアにおいて回収する、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
工程（ｅ）の間、前記１又は複数のノズルからのガスの前記流れは、中断される、請求項１２又は１３に記載の方法。
【請求項１５】
工程（ｅ）の間、ガスの前記流れは、ガスの前記流れを分流すること、及び／又は前記１又は複数のノズルへの前記ガスの流れを、中断すること又は減少させることによって中断される、請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
ガスの前記流れの前記分流及び／又は前記ガスの前記流れの前記中断は、前記１又は複数のセンサからの電子信号を受信する制御システムによって制御される、請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
工程（ｅ）の間、前記溶融スラグ組成物は、前記第１のエリアとは別の前記ガス微粒子化チャンバの第２のエリアにおいて冷却及び凝固させられる、請求項１５又は１６に記載の方法。
【請求項１８】
工程（ｅ）の間に生成される前記冷却及び凝固したスラグ組成物を、金属回収ユニットに輸送し、前記金属回収ユニットにおいて前記１又は複数の金属有価物を回収する工程を更に備える、請求項６から１７の何れか一項に記載の方法。
【請求項１９】
前記溶融スラグ組成物を冶金用炉から出銑し、前記溶融スラグ組成物を、スラグ樋における前記ガス微粒子化装置に輸送する工程を更に備える、請求項６から１８の何れか一項に記載の方法。
【請求項２０】
前記スラグ樋は、前沈降パンを備え、前記方法は、それが前記ガス微粒子化装置に向かって前記スラグ樋を介して輸送されることにより、前記前沈降パンに、前記溶融スラグ組成物を通す工程を更に備える、請求項１９に記載の方法。
【請求項２１】
前記前沈降パンの底面を上昇又は下降させることによって、前記前沈降パンの体積を調節することを更に備える、請求項２０に記載の方法。
【請求項２２】
前記前沈降パンの前記体積は、前記溶融スラグ組成物に混入された前記１又は複数の金属有価物の量に対して調節される、請求項２１に記載の方法。
【請求項２３】
前記前沈降パンの前記体積は、前記溶融スラグ組成物における前記１又は複数の金属有価物の増大するレベルに応じて拡大され、前記前沈降パンの前記体積は、前記溶融スラグ組成物における前記１又は複数の金属有価物の低減するレベルに応じて削減される、請求項２２に記載の方法。
【請求項２４】
溶融スラグ組成物に混入された１又は複数の金属有価物を回収するための装置であって、
（ａ）１又は複数の微粒子化ノズルを含む微粒子化チャンバを有するガス微粒子化装置と、
（ｂ）前記１又は複数の微粒子化ノズルに、微粒子化ガスの供給を交互に供給し、中断するための流量制御デバイスと、
（ｃ）前記流量制御デバイスの操作を制御するようにプログラミングされる制御システムと、
（ｄ）前記微粒子化チャンバに、及び／又は上流側及び／又は下流側に配置される１又は複数のセンサであって、前記１又は複数のセンサは、前記溶融スラグ組成物における前記１又は複数の金属有価物を検出し、前記溶融スラグ組成物における前記１又は複数の金属有価物の量が、所定レベルを超えるか否かを示す前記制御システムに、電子信号を提供するよう適応される、１又は複数のセンサと
を備える、
装置。
【請求項２５】
前記流量制御デバイスは、分流／切り替えユニットを有し、
前記分流／切り替えユニットは、交互に、前記１又は複数の微粒子化ノズルに、前記微粒子化ガスの流れを供給し、前記１又は複数の微粒子化ノズルに、前記微粒子化ガスの前記流れを中断するための三方弁を含む、請求項２４に記載の装置。
【請求項２６】
前記三方弁は、前記１又は複数の微粒子化ノズルから分流される前記微粒子化ガスを排気するための排気ポートを含む、請求項２５に記載の装置。
【請求項２７】
前記装置は、前記１又は複数の微粒子化ノズルに前記微粒子化ガスの流れを供給するブロワーを更に備え、前記三方弁は、導管を介して前記ブロワーと連通するガス導入ポートを有し、前記ブロワーから前記１又は複数の微粒子化ノズルへの、前記微粒子化ガスの前記流れを制御するように適応される、請求項２５又は２６に記載の装置。
【請求項２８】
前記微粒子化チャンバの上流側に配置される前沈降パンを更に備え、前記前沈降パンは、調節可能な体積を有する、請求項２４から２７の何れか一項に記載の装置。
【請求項２９】
前記前沈降パンは、砂層と、前記砂層の下に配置される可動プレートとを含む底面を有する、請求項２８に記載の装置。
【請求項３０】
前記前沈降パンは、前記可動プレートを上昇及び下降させるための機構を更に有する、請求項２９に記載の装置。
【請求項３１】
前記可動プレートを上昇及び下降させるための前記機構は、油圧ラムを含む、請求項３０に記載の装置。
【請求項３２】
前記制御システムは、前記前沈降パンの操作を制御する、請求項２８から３１の何れか一項に記載の装置。
【請求項３３】
スラグ組成物から１又は複数の金属副生成物を回収するための方法であって、
（ａ）溶融した形態であり、前記１又は複数の金属副生成物を含む前記スラグ組成物を提供することと、
（ｂ）溶融スラグ組成物を、ガス微粒子化装置の微粒子化チャンバに供給することと、
（ｃ）微粒子化ノズルを介して、ガスの流れを、前記微粒子化チャンバに供給することと、
（ｄ）前記微粒子化チャンバにおけるガスの前記流れで前記溶融スラグ組成物を微粒子化し、前記溶融スラグ生成物を分散及び凝固し、固体スラグ顆粒を形成することと、
（ｅ）１又は複数の回収ユニットに前記固体スラグ顆粒を充填し、前記固体スラグ顆粒から前記１又は複数の金属副生成物を回収することであって、前記１又は複数の金属回収ユニットは、発煙炉、上吹回転転炉（ＴＢＲＣ又はカルド炉）、回転窯、電気炉、及び酸浸出ユニットを含む群から選択される、乾式冶金又は湿式冶金処理ユニットを備える、充填することと、
を備える、
方法。
【請求項３４】
調製ユニットにおいて前記固体スラグ顆粒を前処理する工程を更に備え、前処理する前記工程は、工程（ｄ）と（ｅ）との間に実行される、請求項３３に記載の方法。
【請求項３５】
前記前処理する工程は、物理的前処理又は化学的前処理を有する、請求項３４に記載の方法。
【請求項３６】
前記物理的前処理は、磁選及び／又はサイズの減少を含む、請求項３５に記載の方法。
【請求項３７】
前記化学的前処理は、流動床及び／又は焙焼ユニットにおける処理を含む、請求項３５に記載の方法。
【請求項３８】
スラグ組成物から金属有価物を分離するための方法であって、
（ａ）１又は複数の金属有価物を含む前記スラグ組成物を溶融した形態で提供することと、
（ｂ）溶融スラグ組成物を、ガス微粒子化装置の微粒子化チャンバに供給することと、
（ｃ）微粒子化ノズルを介して、ガスの流れを、前記微粒子化チャンバに供給することと、
（ｄ）前記溶融スラグ組成物の第１の比率が、スラグウールに変換され、前記溶融スラグ組成物の第２の比率が、固体スラグ顆粒に変換されるように、前記微粒子化チャンバにおけるガスの前記流れで前記溶融スラグ組成物を微粒子化することと、
（ｅ）前記固体スラグ顆粒から前記スラグウールを分離することと、
（ｆ）前記固体スラグ顆粒から前記金属有価物を回収することと、
を備える、
方法。
【請求項３９】
前記微粒子化するガスのスラグ／ガス比、ガス速度、スラグ組成物及び温度を含む群から選択されている１又は複数の微粒子化パラメータを調節することにより、前記溶融スラグ組成物の前記第１の比率は、スラグウールに変換される、請求項３８に記載の方法。
【請求項４０】
前記溶融スラグ組成物の前記第１の比率は、それが微粒子化される前に前記溶融スラグ組成物の組成物を変更することにより、スラグウールに変換され、前記溶融スラグ組成物の前記組成物は、添加剤、例えばシリカを使用して変更される、請求項３８又は３９に記載の方法。
【請求項４１】
前記スラグウールは、そのより低い密度を使用して前記固体スラグ顆粒から分離される、請求項３８から４０の何れか一項に記載の方法。
【請求項４２】
前記金属有価物は、磁選によって又は湿式冶金プロセスによって、前記固体スラグ顆粒から分離される、請求項３９から４１の何れか一項に記載の方法。
【請求項４３】
スラグ組成物に混入された白金族元素を分離するための方法であって、
（ａ）溶融した形態で前記スラグ組成物を提供することと、
（ｂ）溶融スラグ組成物を、ガス微粒子化装置の微粒子化チャンバに供給することと、
（ｃ）微粒子化ノズルを介して、ガスの流れを、前記微粒子化チャンバに供給することと、
（ｄ）前記微粒子化チャンバにおけるガスの前記流れで前記溶融スラグ組成物を微粒子化し、固体スラグ顆粒を生成することであって、前記固体スラグ顆粒の１又は複数のフラクションは、前記白金族元素が比較的豊富であって、１又は複数のフラクションは、前記白金族元素が比較的バレンである、微粒子化することと、
（ｅ）密度分離を使用して、前記白金族元素が比較的バレンである前記１又は複数のフラクションについて、前記白金族元素が比較的豊富である前記１又は複数のフラクションを分離することと、
を備える、
方法。
【国際調査報告】
2018505956.tif 000008
2018505956.tif 000009
2018505956.tif 000010
2018505956.tif 000011
2018505956.tif 000012
2018505956.tif 000013