СПОСОБЫ И УСТРОЙСТВА ДЛЯ ИЗВЛЕЧЕНИЯ МЕТАЛЛА ИЗ ШЛАКА

1. Способ отделения фракции с высоким содержанием металла от шлаковой композиции, причем способ включает:
(a) предоставление упомянутой шлаковой композиции в форме расплава, причем шлаковая композиция содержит один или несколько металлов;
(b) подачу расплавленной шлаковой композиции в распылительную камеру устройства для распыления газа;
(c) подачу потока газа в распылительную камеру через распылительную форсунку, причем газ содержит кислород;
(d) распыление расплавленной шлаковой композиции с помощью потока газа в распылительной камере, чтобы диспергировать и обеспечить затвердевание продукта расплавленного шлака для формирования твердых гранул шлака,
причем газ содержит кислород в концентрации, достаточной для преобразования по меньшей мере части одного или нескольких металлов в одно или несколько магнитных соединений металлов во время распыления расплавленной шлаковой композиции, и
2
4
причем магнитные соединения включают одну или несколько шпинельных структур, имеющих общую формулу ABO, где А - двухвалентный катион и В - трехвалентный катион, и
причем присутствие упомянутых магнитных соединений металлов в достаточных концентрациях в первой фракции твердых гранул шлака придает гранулам первой фракции достаточное магнитное свойство, чтобы позволить отделить их от остальных твердых гранул шлака магнитными средствами;
(e) управление парциальным давлением кислорода в газе, чтобы шлак имел состав, который лежит в области фазы первичной кристаллизации шпинели; и
(f) магнитное отделение первой фракции от остальных твердых гранул шлака.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что один или несколько металлов выбирают из одного или нескольких членов группы, включающей захваченные немагнитные металлы или сплавы и химически растворенные металлы или сплавы.
3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что газ включает воздух.
4. Способ по п. 1, также включающий этап выпуска расплавленной шлаковой композиции из металлургической печи и транспортировки расплавленной шлаковой композиции из печи в устройство распыления газом, при этом шлаковую композицию поддерживают в форме расплава.
5. Способ по п. 4, также включающий этап возврата первой фракции твердых гранул шлака в металлургическую печь для повторного расплавления.
6. Способ извлечения одного или нескольких металлов, захваченных расплавленной шлаковой композицией, причем способ включает:
(а) предоставление упомянутой расплавленной шлаковой композиции, причем упомянутые один или несколько металлов захвачены расплавленной шлаковой композицией;
(b) транспортировку упомянутой шлаковой композиции к распылительной камере устройства для распыления газа;
(c) определение, превышает ли количество упомянутых одного или нескольких металлов, захваченных расплавленной шлаковой композицией, заданное количество; и
(d) если определено, что количество упомянутого одного или нескольких металлов, захваченных упомянутой шлаковой композицией, меньше заданного количества, способ также включает этап распыления расплавленной шлаковой композиции потоком газа, создаваемым одной или несколькими распылительными форсунками, расположенными в распылительной камере, чтобы диспергировать и обеспечить затвердевание продукта расплавленного шлака для формирования твердых гранул шлака; или
(e) если определено, что количество упомянутых одного или нескольких металлов, захваченных расплавленной шлаковой композицией, превышает заданное количество, способ также включает этап, на котором расплавленной шлаковой композиции дают охлаждаться и затвердевать без распыления упомянутым потоком газа в распылительной камере.
7. Способ по п. 6, отличающийся тем, что этап определения, превышает ли количество упомянутых одного или нескольких металлов, захваченных расплавленной шлаковой композицией, заданное количество, выполняют путем визуального осмотра или с помощью одного или нескольких датчиков.
8. Способ по п. 7, отличающийся тем, что один или несколько датчиков выбирают из одного или нескольких членов группы, включающей инфракрасные датчики, датчики видимого света, термодатчики и составные датчики.
9. Способ по п. 8, отличающийся тем, что составные датчики выбирают из одного или нескольких членов группы, включающей рентгенодифракционные (XRD) детекторы, рентгенофлуоресцентные (XRF) спектрометры, спектральные датчики, газовые датчики и магнитные датчики.
10. Способ по п. 7, отличающийся тем, что один или несколько датчиков расположены внутри и/или перед и/или после устройства для распыления газом.
11. Способ по п. 6, отличающийся тем, что этап определения количества упомянутых одного или нескольких металлов, захваченных расплавленной шлаковой композицией, выполняют непрерывно или периодически.
12. Способ по п. 6, отличающийся тем, что расплавленная шлаковая композиция поступает в газораспылительную камеру и проходит перед упомянутыми одной или несколькими газораспылительными форсунками.
13. Способ по п. 12, отличающийся тем, что на этапе (d) твердые гранулы шлака скапливаются в первой зоне газораспылительной камеры.
14. Способ по п. 12, отличающийся тем, что на этапе (е) поток газа из одной или нескольких форсунок прерывают.
15. Способ по п. 14, отличающийся тем, что на этапе (е) поток газа прерывают путем отведения потока газа и/или прерывания или уменьшения потока упомянутого газа к одной или нескольким форсункам.
16. Способ по п. 15, отличающийся тем, что отведением потока газа и/или прерыванием потока газа управляет система управления, которая принимает электронные сигналы от одного или нескольких датчиков.
17. Способ по п. 15, отличающийся тем, что на этапе (е) шлаковой композиции дают охлаждаться и затвердевать во второй зоне газораспылительной камеры, которая отделена от первой зоны.
18. Способ по п. 6, также включающий этап транспортировки охладившейся и затвердевшей шлаковой композиции, полученной на этапе (е), в устройство для извлечения металла и извлечения упомянутых одного или нескольких металлов в устройстве для извлечения металла.
19. Способ по п. 6, также включающий этап выпуска расплавленной шлаковой композиции из металлургической печи и транспортировки расплавленной шлаковой композиции в устройство для распыления газом по шлаковому желобу.
20. Способ по п. 19, отличающийся тем, что шлаковый желоб включает ванну для предварительного отстаивания, и тем, что способ также включает этап пропускания расплавленной шлаковой композиции через ванну для предварительного отстаивания, когда она транспортируется по желобу в устройство для распыления газом.
21. Способ по п. 20, также включающий регулировку объема ванны для предварительного отстаивания путем подъема или опускания основания ванны для предварительного отстаивания.
22. Способ по п. 21, отличающийся тем, что объем ванны для предварительного отстаивания регулируют относительно количества одного или нескольких металлов, захваченных расплавленной шлаковой композицией.
23. Способ по п. 22, отличающийся тем, что объем ванны для предварительного отстаивания увеличивают в ответ на повышение уровней одного или нескольких металлов в расплавленной шлаковой композиции, и объем ванны для предварительного отстаивания уменьшают в ответ на снижение уровней одного или нескольких металлов в расплавленной шлаковой композиции.
24. Устройство для извлечения одного или нескольких металлов, захваченных расплавленной шлаковой композицией, причем устройство включает:
(a) устройство для распыления газом, имеющее распылительную камеру с одной или несколькими распылительными форсунками;
(b) устройство для управления потоком для поочередной подачи и прерывания подачи распыляющего газа в одну или несколько упомянутых распылительных форсунок;
(c) систему управления, которая запрограммирована для управления работой упомянутого устройства для управления потоком; и
(d) один или несколько датчиков расположенных в распылительной камере и/или перед ней и/или после нее, причем эти один или несколько датчиков приспособлены для определения упомянутых одного или нескольких металлов в расплавленной шлаковой композиции и для подачи в систему управления электронных сигналов, указывающих, превышает ли количество упомянутых одного или нескольких металлов в расплавленной шлаковой композиции заданный уровень.
25. Устройство по п. 24, отличающееся тем, что устройство для управления потоком включает устройство отведения/переключения;
причем устройство отведения/переключения включает трехходовой клапан для поочередной подачи потока распыляющего газа в одну или несколько распылительных форсунок и прерывания потока распыляющего газа в одну или несколько распылительных форсунок.
26. Устройство по п. 25, отличающееся тем, что трехходовой клапан включает выпускной канал для выпуска распыляющего газа, который отводят от одной или нескольких распылительных форсунок.
27. Устройство по п. 25, отличающееся тем, что устройство также включает нагнетатель, который подает поток распыляющего газа в одну или несколько распылительных форсунок, и тем, что трехходовой клапан имеет впускной канал для газа, сообщающийся с нагнетателем посредством трубопровода, и приспособлен для управления потоком распыляющего газа от нагнетателя в одну или несколько распылительных форсунок.
28. Устройство по п. 24, также включающее ванну для предварительного отстаивания, расположенную перед распылительной камерой, причем ванна для предварительного отстаивания имеет регулируемый объем.
29. Устройство по п. 28, отличающееся тем, что ванна для предварительного отстаивания имеет основание, включающее слой песка и подвижную плиту, расположенную под упомянутым слоем песка.
30. Устройство по п. 29, отличающееся тем, что ванна для предварительного отстаивания также включает механизм для подъема и опускания подвижной плиты.
31. Устройство по п. 30, отличающееся тем, что механизм для подъема и опускания подвижной плиты включает гидроподъемник.
32. Устройство по п. 28, отличающееся тем, что система управления управляет работой упомянутой ванны для предварительного отстаивания.
33. Способ извлечения одного или нескольких металлических побочных продуктов из шлаковой композиции, причем способ включает:
(a) предоставление упомянутой шлаковой композиции, содержащей один или несколько металлических побочных продуктов, причем шлаковая композиция имеет форму расплава;
(b) подачу расплавленной шлаковой композиции в распылительную камеру устройства для распыления газа;
(c) подачу потока газа в распылительную камеру через распылительную форсунку;
(d) распыление расплавленной шлаковой композиции с помощью потока газа в распылительной камере, чтобы диспергировать и обеспечить затвердевание продукта расплавленного шлака для формирования твердых гранул шлака; и
(e) загрузку твердых гранул шлака в одно или несколько устройств для извлечения упомянутых одного или нескольких металлических побочных продуктов из твердых гранул шлака, причем эти одно или несколько устройств для извлечения включают устройство для пирометаллургической или гидрометаллургической обработки, выбираемое из группы, включающей шлаковозгонную печь, вращающийся конвертер с верхним дутьем (TBRC или конвертер Калдо), вращающуюся обжиговую печь, электропечь и устройство для кислотного выщелачивания.
34. Способ по п. 33, также включающий этап предварительной обработки твердых гранул шлака в подготовительном устройстве, причем этап предварительной обработки выполняют между этапами (d) и (е).
35. Способ по п. 34, отличающийся тем, что этап предварительной обработки включает физическую предварительную обработку или химическую предварительную обработку.
36. Способ по п. 35, отличающийся тем, что физическая предварительная обработка включает магнитное отделение и/или уменьшение крупности.
37. Способ по п. 35, отличающийся тем, что химическая предварительная обработка включает обработку в псевдоожиженном слое и/или в устройстве для обжига.
38. Способ отделения металла от шлаковой композиции, причем способ включает:
(a) предоставление упомянутой шлаковой композиции в форме расплава, причем шлаковая композиция содержит один или несколько металлов;
(b) подачу расплавленной шлаковой композиции в распылительную камеру устройства для распыления газа;
(c) подачу потока газа в распылительную камеру через распылительную форсунку;
(d) распыление расплавленной шлаковой композиции с помощью потока газа в распылительной камере, чтобы преобразовать первую часть расплавленной шлаковой композиции в шлаковату и вторую часть расплавленной шлаковой композиции в твердые гранулы шлака;
(e) отделение шлаковаты от твердых гранул шлака и
(f) извлечение упомянутых металлов из твердых гранул шлака.
39. Способ по п. 38, отличающийся тем, что первую часть расплавленной шлаковой композиции превращают в шлаковату путем регулировки одного или нескольких параметров распыления, причем упомянутые параметры распыления выбирают из группы, включающей соотношение шлака/газа, скорость газа, состав шлака и температуру распыляющего газа.
40. Способ по п. 38, отличающийся тем, что первую часть расплавленной шлаковой композиции превращают в шлаковату, изменяя состав расплавленной шлаковой композиции перед ее распылением, причем состав расплавленной шлаковой композиции изменяют, используя добавки, например диоксид кремния.
41. Способ по п. 38, отличающийся тем, что шлаковату отделяют от твердых гранул шлака, используя ее более низкую плотность.
42. Способ по п. 39, отличающийся тем, что металлы отделяют от твердых гранул шлака магнитным отделением или гидрометаллургическим способом.
43. Способ отделения металлов платиновой группы, захваченных шлаковой композицией, причем способ включает:
(a) предоставление упомянутой шлаковой композиции в форме расплава;
(b) подачу расплавленной шлаковой композиции в распылительную камеру устройства для распыления газа;
(c) подачу потока газа в распылительную камеру через распылительную форсунку;
(d) распыление расплавленной шлаковой композиции с помощью потока газа в распылительной камере для получения твердых гранул шлака, причем одна или несколько фракций упомянутых твердых гранул шлака имеют относительно высокое содержание упомянутых металлов платиновой группы, и одна или несколько фракций имеют относительно низкое содержание упомянутых металлов платиновой группы; и
(е) отделение одной или нескольких фракций, которые имеют относительно высокое содержание металлов платиновой группы, от одной или не скольких фракций, которые имеют относительно низкое содержание метал лов платиновой группы, посредством разделения по плотности.