(57)【要約】  複合材料から金属を除去する装置及び方法。
2016508185.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複合材料を処理するための装置であって、
プラズマトーチを入れるための第１開口部を有し、該プラズマトーチが非転送モードで作動するチャンバーを備え、
前記トーチは活性端部と不活性端部とを有し、
前記トーチは前記チャンバーに延出すると共に前記第１開口部から離れる前記活性端部の方向に該第１開口部を通って配置され、前記不活性端部は該第１開口部の近くの該チャンバーに固定され、
前記チャンバーは、鉱石及び搬送ガスを入れるために前記第１開口部に近接して設けられ、前記チャンバーへの制約通路を有する第２開口部をさらに備え、該第２開口部は該第１開口部に近接しており、前記複合材料及び搬送ガスの前記通路は前記プラズマトーチの長軸と同一の軸に沿っており、
前記チャンバーは二次加熱システムによって囲まれていることを特徴とする装置。
【請求項２】
二次溶解システムと、ガス処理システムと、オフガスシステム、又はそれらの組合せを備えている請求項１に記載の装置。
【請求項３】
摩損及び又は消耗し易い部品を受け入れるように設けられる複合材料を処理するための装置であって、
プラズマトーチを入れるための第１開口部を有し、該プラズマトーチが非転送モードで作動するチャンバーを備え、
前記トーチは活性端部と不活性端部とを有し、
前記トーチは前記チャンバーに延出すると共に前記第１開口部から離れる前記活性端部の方向に該第１開口部を通って配置され、前記不活性端部は該第１開口部の近くの該チャンバーに固定され、
前記チャンバーは、複合材料及び搬送ガスを入れるために前記第１開口部に近接して設けられ、前記チャンバーへの制約通路を有する第２開口部をさらに備え、該第２開口部は該第１開口部に近接しており、前記複合材料及び搬送ガスの前記通路は前記プラズマトーチの長軸と同一の軸に沿っており、
前記チャンバーは二次加熱システムによって囲まれていることを特徴とする装置。
【請求項４】
前記チャンバーは摩損し易い部品又は消耗部分である請求項３に記載の装置。
【請求項５】
前記チャンバーは第２のチャンバーと取り換えられる請求項４に記載の装置。
【請求項６】
前記反応炉の温度は少なくとも一つの熱電対により監視され、該熱電対は摩損し易いか又は消耗部分である請求項３に記載の装置。
【請求項７】
前記少なくとも一つの熱電対は第２の熱電対と取り換えられる請求項６に記載の装置。
【請求項８】
前記チャンバーは少なくともグラファイト断熱ブランケット又は耐熱性ライニングにより覆われており、該グラファイト断熱ブランケット及び耐熱性ライニングは摩損し易く消耗部分である請求項３に記載の装置。
【請求項９】
少なくとも第１のグラファイト断熱ブランケットは第２のグラファイト断熱ブランケットと取り換えられ、及び又は第１の耐熱性ライニングは第２の耐熱性ライニングと取り換えられる請求項８に記載の装置。
【請求項１０】
前記トーチは、少なくとも、電極と、ガスリングと、断熱リング、又は摩損し易いか又は消耗部分であるノズルを備えている請求項３に記載の装置。
【請求項１１】
少なくとも第１の電極は第２の電極と取り換えられ、第１のガスリングは第２のガスリングと取り換えられ、第１の断熱リングは第２の断熱リングと取り換えられ、及び又は第１のノズルは第２のノズルと取り換えられる請求項１０に記載の装置。
【請求項１２】
摩損し易い部品又は消耗部品を含む部品を取り換える方法であって、装置は、
プラズマトーチを入れるための第１開口部を有し、該プラズマトーチが非転送モードで作動するチャンバーを備え、
前記トーチは活性端部と不活性端部とを有し、
前記トーチは前記チャンバーに延出すると共に前記第１開口部から離れる前記活性端部の方向に該第１開口部を通って配置され、前記不活性端部は該第１開口部の近くの該チャンバーに固定され、
前記チャンバーは、複合材料及び搬送ガスを入れるために前記第１開口部に近接して設けられ、前記チャンバーへの制約通路を有する第２開口部をさらに備え、該第２開口部は該第１開口部に近接しており、前記複合材料及び搬送ガスの前記通路は前記プラズマトーチの長軸と同一の軸に沿っており、
前記チャンバーは二次加熱システムによって囲まれ、
前記チャンバーは摩損し易い部品又は消耗部品であり、
前記チャンバーは、少なくとも、グラフィック断熱ブランケット又は耐熱性ライニングにより覆われており、該グラファイト断熱ブランケット及び耐熱性ライニングは摩損し易く消耗部分であり、
前記トーチは、少なくとも、電極と、ガスリングと、断熱リング、又は摩損し易いか又は消耗部分であるノズルを備え、
前記方法は、
第１のチャンバーを第２のチャンバーと取り換え、
少なくとも、第１のグラファイト断熱ブランケットが第２のグラファイト断熱ブランケットと取り換えられ、及び又は第１の耐熱性ライニングが第２の耐熱性ライニングと取り換えられ、又は、
少なくとも、第１の電極が第２の電極と取り換えられ、第１のガスリングが第２のガスリングと取り換えられ、第１の断熱リングが第２の断熱リングと取り換えられ、及び又は第１のノズルが第２のノズルと取り換えられることを含んでいることを特徴とする方法。
【請求項１３】
複合材料を処理するための装置であって、
プラズマトーチを入れるための第１開口部を有し、該プラズマトーチが非転送モードで作動するチャンバーを備え、
前記トーチは活性端部と不活性端部とを有し、
前記トーチは前記チャンバーに延出すると共に前記第１開口部から離れる前記活性端部の方向に該第１開口部を通って配置され、前記不活性端部は該第１開口部の近くの該チャンバーに固定され、
前記チャンバーは、鉱石及び搬送ガスを入れるために前記第１開口部に近接して設けられ、前記チャンバーへの制約通路を有する第２開口部をさらに備え、該第２開口部は該第１開口部に近接しており、前記複合材料及び搬送ガスの前記通路は前記プラズマトーチの長軸と同一の軸に沿っていることを特徴とする装置。
【請求項１４】
前記チャンバーは二次加熱システムにより囲まれている請求項１３に記載の装置。
【請求項１５】
二次溶解システムと、ガス処理システムと、オフガスシステム、又はそれらの組合せを備えている請求項１３に記載の装置。
【請求項１６】
摩損及び又は消耗し易い部分を受け入れるか或いは前記装置の作動中に使用する消耗部品を含むように設けられる複合材料を処理するための装置であって、
プラズマトーチを入れるための第１開口部を有し、該プラズマトーチが非転送モードで作動するチャンバーを備え、
前記トーチは活性端部と不活性端部とを有し、
前記トーチは前記チャンバーに延出すると共に前記第１開口部から離れる前記活性端部の方向に該第１開口部を通って配置され、前記不活性端部は該第１開口部の近くの該チャンバーに固定され、
前記チャンバーは、複合材料及び搬送ガスを入れるために前記第１開口部に近接して設けられ、前記チャンバーへの制約通路を有する第２開口部をさらに備え、該第２開口部は該第１開口部に近接しており、前記複合材料及び搬送ガスの前記通路は前記プラズマトーチの長軸と同一の軸に沿っていることを特徴とする装置。
【請求項１７】
前記チャンバーは摩損し易い部品又は消耗部分である請求項１６に記載の装置。
【請求項１８】
前記チャンバーは第２のチャンバーと取り換えられる請求項１７に記載の装置。
【請求項１９】
前記反応炉の温度は少なくとも一つの熱電対により監視され、該熱電対は摩損し易いか又は消耗部分である請求項１９に記載の装置。
【請求項２０】
前記少なくとも一つの熱電対は第２の熱電対と取り換えられる請求項１９に記載の装置。
【請求項２１】
前記チャンバーは少なくともグラファイト断熱ブランケット又は耐熱性ライニングにより覆われており、該グラファイト断熱ブランケット及び耐熱性ライニングは摩損し易く消耗部分である請求項１６に記載の装置。
【請求項２２】
少なくとも第１のグラファイト断熱ブランケットは第２のグラファイト断熱ブランケットと取り換えられ、及び又は第１の耐熱性ライニングは第２の耐熱性ライニングと取り換えられる請求項２１に記載の装置。
【請求項２３】
前記トーチは、少なくとも、電極と、ガスリングと、断熱リング、又は摩損し易いか又は消耗部分であるノズルを備えている請求項１６に記載の装置。
【請求項２４】
少なくとも第１の電極は第２の電極と取り換えられ、第１のガスリングは第２のガスリングと取り換えられ、第１の断熱リングは第２の断熱リングと取り換えられ、及び又は第１のノズルは第２のノズルと取り換えられる請求項２３に記載の装置。
【請求項２５】
摩損し易い部品又は消耗部品を含む部品を取り換える方法であって、装置は、
プラズマトーチを入れるための第１開口部を有し、該プラズマトーチが非転送モードで作動するチャンバーを備え、
前記トーチは活性端部と不活性端部とを有し、
前記トーチは前記チャンバーに延出すると共に前記第１開口部から離れる前記活性端部の方向に該第１開口部を通って配置され、前記不活性端部は該第１開口部の近くの該チャンバーに固定され、
前記チャンバーは、複合材料及び搬送ガスを入れるために前記第１開口部に近接して設けられ、前記チャンバーへの制約通路を有する第２開口部をさらに備え、該第２開口部は該第１開口部に近接しており、前記複合材料及び搬送ガスの前記通路は前記プラズマトーチの長軸と同一の軸に沿っており、
前記チャンバーは摩損し易い部品又は消耗部品であり、
前記チャンバーは、少なくとも、グラフィック断熱ブランケット又は耐熱性ライニングにより覆われており、該グラファイト断熱ブランケット及び耐熱性ライニングは摩損し易く消耗部分であり、
前記トーチは、少なくとも、電極と、ガスリングと、断熱リング、又は摩損し易いか又は消耗部分であるノズルを備え、
前記方法は、
第１のチャンバーを第２のチャンバーと取り換え、
少なくとも、第１のグラファイト断熱ブランケットが第２のグラファイト断熱ブランケットと取り換えられ、及び又は第１の耐熱性ライニングが第２の耐熱性ライニングと取り換えられ、又は、
少なくとも、第１の電極が第２の電極と取り換えられ、第１のガスリングが第２のガスリングと取り換えられ、第１の断熱リングが第２の断熱リングと取り換えられ、及び又は第１のノズルが第２のノズルと取り換えられることを含んでいることを特徴とする方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（関連出願の相互参照）
【０００２】
本出願は、２０１１年６月１０日に出願された米国特許８／０４３，４００の優先権を主張して２０１１年７月５日に出願されたＰＣＴ／ＵＳ２０１１／０４２９７５の一部継続出願であり、各出願はここに関連して組み込まれている。
【背景技術】
【０００３】
鉱石は高価な成分が抽出可能な鉱物又は鉱物の集合体として定義され、多くの場合、抽出物は金属である。鉱石は金属から不必要な有機体及び鉱物及び又は無機材料を分離するように処理されなければならない。一端、鉱石が処理されると、異なるタイプの金属を分離するように精製される。例えば、灰吹炉は鉛から銀を分離するために使用される精製方法である。複合鉱石は低割合の金属を有する鉱石として定義され、有期及び無機材料を集成し、すなわち、複合鉱石において、金属は集成した有機及び無機材料から分離し難い。
【０００４】
複合鉱石から金属を抽出する公知の方法は、石灰及び又はシアン化物をスラリーにさらすか、或いは他の同様の浸出処理を含んでいる。これらの方法は効率が悪く、費用が非常に高い。その結果、未処理の複合鉱石により未回収の利益が発生する。複合鉱石の抽出方法は環境に有毒であり、有毒なガスや化学物質及び汚染水が環境に放出される。
【０００５】
プリント回路基板は、計算機、遠隔制御装置、コンピュータ、タブレット、携帯電話等のほとんどの電気又は電子機器で見られる。通常、プリント回路基板は、４０％の金属、３０％の有機体、及び３０％のセラミックスを含んでいる。プリント回路基板の含有金属は、特に、金、銀、パラジウム、及びプラチナを含んでいる。最近の連邦法及び州法はプリント回路基板を再生することを要求し、人々は何年もの間、プリント回路基板から貴金属を抽出している。プリント回路基板から貴金属を回収する公知な方法は複合鉱石かれあ金属を抽出する公知な方向に非常に似ており、同一の問題を受けている。
【０００６】
金属の回収を可能にする物理的及び化学的変換を引き起こす複合材料（例えば、複合鉱石及びプリント回路基板）の熱処理は技術的に公知である。そのような処理は純金属又はさらなる精錬に適している中間化合物又は合金のような販売し易い製品を創り出す。プラズマ環境が金属を精錬可能な高温を与えることは公知である。例えば、プラズマ環境は鉄くずを純鉄に変えるために使用されている。高温のプラズマ環境は金属を回収可能な複合材料を処理するために使用可能である。
【０００７】
プラズマ環境において複合材料から金属をうまく抽出するには、（ａ）工業上の流量率を処理でき、（ｂ）一定の照射温度を有し、（ｃ）プラズマトーチ及び他の反応炉部品の低い故障率及び低温破壊を有し、（ｄ）サービス又は保守のために容易にアクセス可能な部品を有する、反応炉を必要とする。
【０００８】
金属から不必要な材料を分離、すなわち複合材料を処理する、非常に高温環境を与える反応炉アセンブリ（１０）をここに説明する。一実施例では、反応炉アセンブリ（１０）は複合材料処理システム（２）の部品であり、さらなる環境又は処理の特徴を与える。
【０００９】
複合材料処理システム（２０）は図１〜２に示されている。複合材料処理システム（２０）の変形はここに例示の目的のために示されているが、複合材料処理システム（２０）は多くの異なる形式で具体化されてもよく、ここに示される実施例に限定して解釈されるべきでないことに注意すべきである。
【００１０】
図１を参照すると、第一の実施例において、複合材料処理システム（２０）は、反応炉アセンブリー（１０）と、ガス処理システム（７００）と、オフガスシステム（８００）とを備えている。複合材料は（１）で複合材料処理システムに入り、反応炉アセンブリー（１０）で処理される。最も単純なシナリオでは、処理された複合材料は（２）でそのシステムから除去される。
【００１１】
複合材料が反応炉アセンブリー（１０）で処理される時、それは、特に、炭素、硫黄、酸素のようなガスを放出する。ガスが（３）で反応炉アセンブリー（１０）を出る時、低密度の複合材料の粒子はガス処理システム（７００）に引き入れられる。ガス処理システム（７００）は複合材料の粒子を捕集する複数のフィルターを備えている。ガス処理システム（７００）に入る幾らかの複合材料の粒子は金属を含んでいるため、回収された複合材料の粒子は化学的に処理され、すべての所望の金属を完全に又はほとんど回収することができる。一実施例では、化学処理（５０）は酸又はベース処理であってもよい。
【００１２】
ガスはガス処理システム（７００）からオフガスシステム（８００）に移動し続ける。オフガスシステム（８００）は反応炉アセンブリー（１０）からの処理ガスを捕集し清浄にする。好ましくは、オフガスシステム（８００）は真空又は大気圧以下で作動し、処理ガスを反応炉アセンブリー（１０）からオフガスシステム（８００）に移動させる。
【００１３】
図２を参照すると、別の実施例において、前記システムはさらに二次溶解システム（９００）を備えている。金属は複合材料内に隠れており、反応炉アセンブリー（１０）で完全に処理されることはできない。この場合、複合材料は二次溶解システム（９００）でも処理される。二次溶解システム（９００）は、第２の反応炉アセンブリー（１０）、誘導コイル、抵抗加熱又は他の公知な熱放出システム、又はそれらの組合せであってもよい。所望な金属は、（７）で二次溶解システム（９００）を出る時に、まだ不必要な有機及び無機材料におおわれている。残っている不必要な有機及び無機材料を除去するため、複合材料は（７）でさらなる化学処理（５０）にさらされてもよい。
【００１４】
上述した各実施例及びその明らかな変形例において、前記システムの部品は高温ダクト構造又は他の同様な機構を使用してお互いに関連させて動作してもよい。実施例に拘わらず、前記システムは従来技術で公知な入力／出力（Ｉ／Ｏ）制御システムを使用する。好ましくは、Ｉ／Ｏ制御システムは、少なくとも、ガス処理システム（７００）及びオフガスシステム（８００）により反応炉アセンブリー（１０）に入る及びそれから出る流量割合を測定する。さらに、Ｉ／Ｏ制御システムは同時に作動環境を調整し、ガス及び他の毒素が環境への放出前に適切に処理されるようになっている。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
本発明の他の特徴及び利点は添付図面を参照して以下の詳細な説明及び好適な実施例において明らかになるであろう。
【図１】複合材料処理システムにおける反応炉アセンブリーを示すフローチャートである。
【図２】複合材料処理システムにおける反応炉アセンブリーを示すフローチャートである。
【図３】反応炉アセンブリーの概略図である。
【図４】反応炉アセンブリーの概略図である。
【図５】反応炉アセンブリーの概略図である。
【図６】反応炉アセンブリーの概略図である。
【図７】反応炉アセンブリーの概略図である。
【図８】トーチの遮断弁の概略図である。
【図９】鉱石供給システムの概略図である。
【図１０】鉱石供給システムの概略図である。
【図１１】第４のチャンバーの遮断弁の概略図である。  鉱石供給システムの概略図である。
【図１２】一般的なプラズマトーチの概略図である。
【図１３】一般的なプラズマトーチの概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の好適な実施例を示す添付図面を参照しつつ本発明についてより詳細に説明する。しかしながら、本発明は多くの異なる形式で具体化され、ここに示す実施例に限定されると解釈されるべきではなく、むしろ、これらの実施例は、この開示が徹底し完全であり、当業者に対して本発明の範囲を十分に伝えるように提供されている。
【００１７】
（反応炉アセンブリー）
図３，４，９，１２，１３を参照すると、一実施例において、反応炉アセンブリー（１０）は、サセプター（２００）とプラズマトーチ（３００）とを備えている。図５〜１３を参照すると、別の実施例において、反応炉アセンブリー（１０）は、サセプター（２００）と、プラズマトーチ（３００）と、第１のチャンバー又は供給チャンバー（１００）と、を備えている。好ましくは、サセプター（２００）は第３のチャンバー（５００）により取り囲まれている。第３のチャンバー（５００）は粒子及びガスをガス処理システム（７００）に排出させる。
【００１８】
サセプター（２００）は入力端部（２１０）と出力端部（２２０）とにより画定される。前記供給チャンバーは入力端部（１１０）と出力端部（１２０）とにより画定される。前記供給チャンバー（１００）の出力端部（１２０）はサセプター（２００）の入力端部（２１０）と、好ましくは、フランジ又は関節でつながった締結インターフェース（１３０）を使用して、合致して作動する。
【００１９】
好ましくは、供給チャンバー（１００）は入力端部（１１０）と出力端部（１２０）とを有する円錐形に形成され、入力端部（１１０）は出力端部（１２０）より大きい直径を有している。入力端部（１１０）はプラズマトーチ（３００）を受け入れる十分な大きさの直径を有し、該プラズマトーチは複合材料を反応させるのに必要な温度を生成するのに十分な大きさを有している。
【００２０】
好ましくは、供給チャンバー（１００）、サセプター（２００）、及び又は第３のチャンバー（５００）は、材料供給システム（５５０）をさらに備えている。最適には、材料供給システム（５５０）は連続的である。材料供給システムは、一つの供給ホッパー（５５５）又は複数の供給ホッパー（５５５）、及びスクリュー供給システム（５８０）を備えている。該スクリュー供給システムは、スクリューコンベア（５５６）及び供給チャンバーバルブ（５５７）を備えている。最適には、材料供給システム（５５０）は、少なくとも２つの供給ホッパー（５５５）を有し、他方の供給ホッパーが上部チャンバー（１００）に放出している間、一方の供給ホッパー（５５）が装填されるようになっている。
【００２１】
供給チャンバー（１００）に材料を送るため、酸素が供給ホッパー（５５５）から吸い込まれる。供給ホッパー（５５５）は搬送ガスで充填されている。供給チャンバーバルブ（５５７）及びスクリューコンベア（５５６）が開放又は正しい位置にある時、供給材料及びガスは供給チャンバー（１００）によりサセプター（２００）に送られる。好ましくは、材料妙供給システム（５５０）は供給材料及び搬送ガスを同軸に沿って送り、一実施例では、少なくとも一つの供給管（１０１）はサセプター（２００）に材料を放出する。他の実施例では、少なくとも一つの供給管（１０１）は延びた長さを有し、プラズマトーチ（３００）のより近くに材料を送るようになっている。好ましくは、延びた供給管（１０１）は調整可能で曲がっている。その角度は供給チャンバー（１００）の壁の角度に類似しており、その角度及び長さは処理される鉱石のタイプによる。
【００２２】
好ましくは、供給チャンバー（１００）及びサセプター（２００）は第３のチャンバー（５００）により取り囲まれている。第３のチャンバー（５００）は粒子及びガスをガス処理システム（７００）に排出させる。好ましくは、第３のチャンバー（５００）は少なくとも一つのチャンバー扉（５３０）を有している。チャンバー扉（５３０）は保守のためのアクセスを可能とする。第３のチャンバー（５００）は管状を有しており、入力端部（５１０）と出力端部（５２０）により画定される。
【００２３】
好ましくは、第３のチャンバー（５００）の出力端部（５２０）は少なくとも冷却リング（５６０）を備えている。少なくとも一つの冷却リング（５６０）は複数のガスノズルを備えている。処理材料はサセプター（２００）に落下した時、冷却リング（５６０）を通過し、ガスにより噴霧される。好ましくは、ガスノズルは少なくとも一つの冷却リング（５６０）の中心方向であって第４のチャンバー（６００）の出力端部（６２０）の方向下方へ向けられている。好ましくは、冷却ガスは不活性ガスである。
【００２４】
第４のチャンバー（６００）は入力端部（６１０）と出力端部（６２０）により画定される。好ましくは、第４のチャンバーは円錐形に形成され、入力端部（６１０）は出力端部（６２０）より大きい直径を有している。第３のチャンバー（５００）の出力端部（５２０）は第４のチャンバーの入力端部（６１０）と合致して作動する。第４のチャンバー（６００）の出力端部（６２０）は下方の遮断弁（５４０）を備えている。下方の遮断弁（５４０）は、処理材料が除去又は収集されている間、前記装置を低酸素環境に維持可能とする。
【００２５】
サセプター（２００）は二次加熱システム（２４０）により取り囲まれている。好ましくは、サセプター（２００）はグラファイト製である。サセプター（２００）はいずれの形状でもよいが、一般には管状であることが好ましい。サセプター（２００）の長さ及び構造は、プラズマトーチ（３００）の大きさ及び複合材料の供給割合を含む各種要因によるが、それらに限定されるものではない。最適には、サセプター（２００）は断熱ブランケット（２３１）と断熱ライナーによって囲まれている。その後、断熱ライナー（２３５）は二次加熱システム（２４０）により囲まれている。好ましくは、二次加熱システム（２４０）は、誘導加熱装置（例えば、誘導コイル）又は抵抗加熱装置である。二次加熱システム（２４０）の目的はサセプター（２００）の温度を比較的一定に維持することである。二次加熱システム（２４０）が誘導加熱装置の場合、それがサセプター（２００）を通過した時に複合材料を動かす電磁場が作り出される。
【００２６】
サセプター（２００）は入力端部（２１０）と出力端部（２２０）とにより画定される。サセプター（２００）の入力端部（２１０）はプラズマトーチ（３００）と材料供給システム（５５０）に適応する。プラズマトーチ（３００）は活性端部及び不活性端部を有し、活性端部は陽極端部（図９参照）を有している。活性端部はサセプター（２００）に配置される。挿入深さは可変であり、前記トーチ及びサセプター（２００）の大きさを含む要因によるが、その要因はそれらに限定されるものではない。
【００２７】
プラズマトーチ（３００）はトーチ遮断弁（３２０）を通ってサセプター（２００）に入る。トーチ遮断弁（３２０）はそれ自体とサセプター（２００）と間に真空シールを形成し、プラズマトーチ（３００）における調整を可能にし、サセプター（２００）内における熱処理状態を維持する。
【００２８】
好ましくは、サセプター（２００）の出力端部（２２０）は溶解ベースプレート（２３３）を通って突出している。好ましくは、二次加熱システム（２４０）は溶解ベースプレート（２３３）により支持され、溶解ベースプレート（２３３）は水冷ベースプレート（２３４）に位置する。好ましくは、溶解ベースプレート（２３３）は取り換え又は保守されることができる。
【００２９】
好ましくは、サセプター（２００）、グラファイト断熱ブランケット（２３１）、及び断熱ライナー（２３５）は取り換え又は保守されることができる。好ましくは、サセプター（２００）は取り換え又は保守のため反応炉（１０）から容易に分離される。好ましくは、サセプター（２００）の温度は、少なくとも、反応熱電対（２５０）を使用して入力端部（２１０）及び出口熱電対（２５１）を使用して出力端部（２２０）監視され、各熱電対（２５０，２５１）はＩ／Ｏ制御システムにより監視される。好ましくは、熱電対（２５０，２５１）は取り換え又は保守されることができる。
【００３０】
公知な方法が反応炉アセンブリー（１０）の各部品を冷却するために使用されている。好ましくは、反応炉アセンブリー（１０）の部品は水及び冷却液マニホルドを通る冷却液を循環することにより冷却される。マニホルドは上述したＩ／Ｏシステムにより制御される。公知な方法が反応炉アセンブリー（１０）に電源を供給するために使用されている。
【００３１】
（プラズマトーチ）
プラズマトーチは公知な技術である。図１２〜１３に一般的なプラズマトーチが示されている。燃焼ガスは陰極でトーチに入り、電気アークの方に移動し、プラズマになり、陽極口を通って出る。この例において、陰極はプラス方向に充電され、陽極はマイナス方向に充電される。これらの両者はお互いから電気的に絶縁されている。プラズマになる伝導性ガスは陽極を超えてプラズマを広げる速度で導入され、アークが戻って陽極面に終わる前に供給される鉱石に熱的に反応する。多くの異なるタイプの燃焼ガスは、空気、酸素、窒素、水素、アルゴン、ＣＨ４、Ｃ２Ｈ４及びＣ３Ｈ６を含むプラズマトーチで使用されている。
【００３２】
好ましくは、プラズマトーチ（３００）は燃焼ガスが陽極及び電極に接するプラズマトーチ（３００）に供給されるタイプのものである。好ましくは、プラズマトーチの極性は非転送モードで作動するように設定される。転送のプラズマトーチのアークはトーチの陽極から陰極を有する「素材」に弧を描いて動く。アークの寸法は陽極と「素材」の間の距離により制限される。非転送のプラズマトーチは陰極と陽極の両方を有している。反応炉アセンブリー（１０）では、アークは電極からトーチのノズルに弧を描いて動き、結果として寸法の制限はなく、複合材料は反応炉アセンブリー（１０）を通って連続処理可能である。
【００３３】
図１３を参照すると、プラズマトーチ（３００）は、少なくとも、電極（３１０）と、ガスリング（３１０）と、断熱リングアセンブリー（３３０）と、ノズル（３４０）と、を備えている。好ましくは、プラズマトーチ（３００）は直流のプラズマトーチである。直流のプラズマトーチにおいて、電気アークはノズル（３４０）と電極（３１０）との間に形成される。ガスリング（３２０）を通る搬送／作動ガスの連続的な導入により熱プラズマが作られる。断熱リングアセンブリー（３３０）はガスリング（３２０）を熱プラズマから保護する。好ましくは、プラズマトーチ（３００）の保守はトーチ遮断弁（５４０）を密閉すると共に反応炉アセンブリー（１０）からプラズマトーチ（３００）を持ち上げることにより行うことができる。好ましくは、電極（３１０）、ガスリング（３２０）、断熱リングアセンブリー（３３０）、及びノズル（３４０）は取り換え又は保守されることができる。
【００３４】
（後の反応炉アセンブリー処理）
好ましくは、反方路アセンブリー（１０）からの粒子はガス処理システム（７００）に入る。ガス処理システム（７００）は第３のチャンバー（５００）に取り付けられている。粒子状物体を反応炉（１０）からガス処理システム（７００）に流通可能にする陰圧が存在する。ガス処理システム（７００）は、ガスがオフガスシステム（８００）に入る前に鉱石の粒子濾過することのできる少なくとも１つのフィルターを備えている。
【００３５】
好ましくは、オフガスシステム（８００）は真空又は大気圧以下で作動する。これにより、ガスはガス処理システム（７００）からオフガスシステム（８００）に流れる。オフガスシステム（８００）は、中性ガスが大気に放出される前に処理された鉱石から受け取った硫黄及び他の有毒ガスを濾過するための公知の方法を使用する。
【００３６】
幾つかの場合では、反応炉アセンブリー（１０）により複合材料を処理した後でさえ、貴金属を抽出するのは困難なままである。この場合、鉱石は二次溶解システム（９００）により処理される。このシステムは例えば誘導加熱システム又は溶解炉とすることができる。
【００３７】
（作用）
好ましくは、供給材料は細いメッシュサイズ及び０〜２０％の湿度でサセプター（２００）に送られる。より高い湿度のものを有する複合材料が凝集してもよい。凝集した材料はより重く、サセプター（２００）に非常に速く落下し、その結果、複合材料の滞空時間は減少する。高湿度のものはまたトーチヘッドのような消耗品となり、より速く燃え尽きる。
【００３８】
サセプター（２００）はサセプター（２００）から酸素を取り除くことにより複合材料を処理するために用意される。これは真空ポンピングシステムを使用して行われる。好適な実施例では、一旦、サセプター（２００）の圧力が０psia（重量ポンド毎平方インチ）に接近すると、サセプター（２００）は燃焼ガスで埋め戻される。好ましくは、サセプター（２００）は約０〜２psiaに維持される。好ましくは、サセプター（２００）は約３０００°Ｆに維持され、プラズマトーチは約２５，０００°Ｆで動作する。これらのパラメータはサセプター（２００）の寸法、複合材料のタイプ、及び供給割合により変更してもよい。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【国際調査報告】
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