專利名稱：通過許多破碎/懸浮階段從燃煤爐渣中回收貴金屬的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明針對一種用來提取和回收貴金屬的方法。更詳細地說本發(fā)明是針對一種用來從由燃煤爐和鍋爐所生爐渣中提取和回收貴金屬的分段破碎方法。
背景技術(shù)：
貴金屬具有顯著的技術(shù)重要性。它們包括多種元素，例如鉑、金、釕、銠、鈀、錸、銥、鋨等等。貴金屬的技術(shù)重要性由它們在催化、電子和珠寶領(lǐng)域的許多和不同的應(yīng)用得到闡明。貴金屬的抗氧化性使它們適于高溫應(yīng)用。在金屬形態(tài)中，貴金屬是適合生物和高度抗腐蝕的。這使它們可用于醫(yī)療裝置和牙科應(yīng)用。貴金屬極端稀有，因為它們在自然界中很少，而且它們的提取和凈化需要復(fù)雜的過程。
礦物燃料，例如煤，被典型地用在爐子和鍋爐中以便生成工業(yè)用的蒸汽和最終的電力。蒸汽通常被用來驅(qū)動發(fā)動機并產(chǎn)生電力。雖然蒸汽只是最終產(chǎn)品動力所需的中間產(chǎn)物，燃燒副產(chǎn)品卻是由煤在鍋爐內(nèi)燃燒而生成的。
燃煤鍋爐的一種為旋風爐。旋風爐是一種具有一個水平圓筒形狀的低熱、水冷爐，例如煤的礦物燃料就在其中氣旋般地燃燒。當煤在該鍋爐中燃燒時產(chǎn)生熱以便煮沸循環(huán)流過位于鍋爐外部周圍的管道的水。這個過程產(chǎn)生最終產(chǎn)物電力所需的蒸汽。
該燃煤過程生成副產(chǎn)品產(chǎn)物，例如爐渣。爐渣包括煤燃燒過程的熔融雜質(zhì)，該雜質(zhì)中含有氧化物、硅酸鹽和鐵金屬。爐渣被收集在一個位于燃煤爐下方的收集罐中。來自燃煤爐的爐渣是貴金屬例如鉑、金、釕、銠、鈀、錸、銥和鋨的一個潛在來源。所產(chǎn)生的大量旋風爐渣可用來以低成本提取和回收貴金屬。
有多種在現(xiàn)有技術(shù)中已知的回收方法，它們適于從復(fù)合或碳質(zhì)礦石、金屬冶煉爐渣和用過的催化劑中回收貴金屬。所述方法包括電化學方法、使用還原劑和熱處理絡(luò)合劑例如氰化物的火法冶金方法以及利用各種酸溶液的浸出回收方法。在Coughlin等人的美國專利No.4,268,363中披露一種碳質(zhì)材料的電化學氣化法，它用來在陽極生成碳的氧化物，并在電解室的陰極生成氫或含有貴金屬的金屬元素。
Flax等人的美國專利No.4,997,532描述一種從原材料中提取貴金屬的方法，它首先用無機酸浸出所述材料(將貴金屬留在殘渣中)，然后用含溴的非水液體處理殘渣以便形成一種化學式為R[MeBrx]的合成物，并使該合成物經(jīng)受電解因而使貴金屬分布在陰極上。
在美國專利No.4,717,419中披露一種方法，它從鎳、銅冶煉過程中產(chǎn)生的含鐵爐渣中回收貴金屬。在1100-1400℃溫度的還原條件下處理該爐渣，然后用硫化法進一步還原。然后在受控條件下冷卻該熔融爐渣。在破碎和磨碎之后，已被集中在含鐵金屬相中的貴金屬能借助于磁力分離法進行分離。
Shubert等人的美國專利No.5,238,485披露借助于和一種還原劑、助熔劑以及一種鐵脆化劑一起加熱復(fù)合礦石到熔融狀態(tài)，能從該礦石中回收貴金屬。在冷卻之后，通過使用電解過程或選定的化學溶解來分離出貴金屬。
在美國專利No.5,626,647中Kohr披露一種方法，在其中借助于一種含有氰化物、王水或硫脲的浸出溶液來從碳質(zhì)礦石中回收貴金屬。
Godbehere的美國專利No.4,404,022針對一種用來處理金銀爐渣的方法。金銀爐渣是一種來自金銀爐(它用來冶煉來自電解精煉銅的熔渣材料)的爐渣，以便生成實質(zhì)上含有銀和金的金銀合金。該方法包括多個步驟粉碎爐渣，將獲得的礦泥與水混合生成一種稀漿，添加一種適當?shù)牟都瘎├缍惗』虼姿徕c，添加一種適當?shù)钠鹋輨├缂谆惗』状?，將稀漿充氣，并從稀漿剩余物中分離出含有浮渣的貴金屬。
已知現(xiàn)有技術(shù)所列舉的每種方法均存在一些問題。在使用強無機酸復(fù)合物時會形成安全問題。電化學處理或電解需要專門的設(shè)備。為了將爐渣加熱到熔融狀態(tài)需要大型爐子。起泡劑和捕集劑復(fù)合物可能是有毒和昂貴的。因此仍需要開發(fā)一種不需要電解或者添加濃縮、有毒和昂貴的化學試劑，不需要加熱爐渣和在經(jīng)濟和環(huán)保上更加合乎需要的從由燃煤爐生成的爐渣回收貴金屬的方法。
美國當前需要引進的貴金屬比率很高，它將逐步地減少對于國外貴金屬供應(yīng)者的依賴。從煤爐爐渣回收貴金屬將有助于減少采礦需求，并因而減少相關(guān)的環(huán)境問題。此外，處置燃煤旋風爐爐渣的當前成本也會由于實現(xiàn)爐渣所含貴金屬的價值而多少降低。
本發(fā)明概述因此，本發(fā)明的一個目標是提供一種用來從由燃燒爐或鍋爐產(chǎn)生的爐渣提取和回收貴金屬的分段破碎方法。
本發(fā)明的一個另一目標是提供一種用來從由燃燒爐或鍋爐產(chǎn)生的爐渣提取和回收貴金屬的分段破碎方法，該方法在環(huán)保上比當前的提取和回收技術(shù)更加合理。
本發(fā)明的又一個目標是提供一種用來從由燃燒爐或鍋爐產(chǎn)生的爐渣提取和回收貴金屬的分段破碎方法，該方法成本低廉。
上述目標以及優(yōu)于涉及回收貴金屬方法已知技術(shù)的優(yōu)點，將在下面說明中變得清楚，并由下文描述和要求保護的本發(fā)明實現(xiàn)。
因此，本發(fā)明提供一種用來從由燃煤爐或鍋爐產(chǎn)生的爐渣中回收貴金屬的分段破碎方法，它包括許多破碎步驟，在此處每個破碎步驟產(chǎn)生具有逐次遞減顆粒直徑尺寸的爐渣顆粒，所述破碎步驟一直繼續(xù)到獲得一個最終符合需要的顆粒直徑尺寸為止；其中每個所述破碎步驟之后將所述已破碎爐渣顆粒懸浮在液體介質(zhì)之中以便形成一種輕重量顆粒和重重量顆粒的稀漿，并允許在所述稀漿中的已破碎爐渣顆粒按照顆粒重量進行分離，借此形成一個輕重量顆粒群和一個重重量顆粒群；而且每個懸浮步驟之后從所述稀漿中去除所述輕重量顆粒，以致于所述稀漿基本上由重重量顆粒組成；以及收集所述重重量顆粒。
在一個最佳實施例中，本發(fā)明提供一種用來從來自燃煤爐或鍋爐的爐渣中回收貴金屬的分段破碎方法，它包括以下步驟破碎已經(jīng)從一種燃煤爐或鍋爐中收集的爐渣，以便形成具有一個第一顆粒直徑尺寸的已破碎爐渣顆粒；將所述已破碎爐渣顆粒懸浮在一種液體介質(zhì)之中以便形成一種破碎后爐渣顆粒稀漿，其中稀漿含有輕重量顆粒和重重量顆粒，所述輕重量顆粒和重重量顆粒具有所述第一顆粒直徑尺寸；使得在稀漿內(nèi)的已破碎爐渣顆粒按照顆粒重量進行分離，借此形成一個輕重量顆粒群和一個重重量顆粒群；從稀漿中去除所述輕重量顆粒；收集和干燥重重量顆粒；再破碎重重量顆粒，以便形成具有一個第二顆粒直徑尺寸的已破碎爐渣顆粒，其中所述第二顆粒直徑尺寸小于所述第一顆粒直徑尺寸；再將已破碎爐渣顆粒懸浮在一種液體介質(zhì)之中以便形成一種破碎后爐渣顆粒稀漿，其中稀漿含有輕重量顆粒和重重量顆粒，所述輕重量顆粒和重重量顆粒具有所述第二顆粒直徑尺寸；使得在稀漿內(nèi)的已破碎爐渣顆粒按照顆粒重量進行分離，借此形成一個輕重量顆粒群和一個重重量顆粒群；從稀漿中去除輕重量顆粒；收集和干燥重重量顆粒；再破碎重重量顆粒，以便形成具有一個第三顆粒直徑尺寸的已破碎爐渣顆粒，其中所述第三顆粒直徑尺寸小于所述第二顆粒直徑尺寸；再將已破碎爐渣顆粒懸浮在一種液體介質(zhì)之中以便形成一種破碎后爐渣顆粒稀漿，其中稀漿含有輕重量顆粒和重重量顆粒，所述輕重量顆粒和重重量顆粒具有所述第三顆粒直徑尺寸；允許在稀漿內(nèi)的已破碎爐渣顆粒按照顆粒重量進行分離，借此形成一個輕重量顆粒群和一個重重量顆粒群；從稀漿中去除輕重量顆粒；繼續(xù)懸浮具有所述第三顆粒直徑尺寸的所述輕重量和所述重重量顆粒，并去除輕重量顆粒直到稀漿由重重量顆粒組成為止。
附圖簡述

圖1和2是一個從來自燃煤旋風鍋爐的爐渣中回收的熔凝重重量鐵金屬顆粒的顯微照片，該顆粒具有約1mm的直徑并包含多個更小顆粒。該熔凝鐵顆粒具有多種與其結(jié)合的貴金屬。還有一些未燃燒的煤。
本發(fā)明詳述當煤在燃煤爐或鍋爐內(nèi)燃燒時，煤被氣化，然而煤的礦物成分留下成為熔灰或爐渣。該爐渣含有一種具有與其結(jié)合的多種貴金屬的重金屬鐵相。此外，該爐渣還含有各種輕重量的易碎硅酸鹽和無機氧化物。按照傳統(tǒng)，由燃煤過程生成的爐渣用驟冷法收集和冷卻，并用于土地填筑。
本發(fā)明提供一種環(huán)保合理和成本低廉的方法來從已生成為燃煤副產(chǎn)品的爐渣中回收多種貴金屬。本發(fā)明利用一種分段破碎法來從驟冷爐渣中回收貴金屬，所述驟冷爐渣已生成為一種在燃煤爐或鍋爐中燃燒煤的副產(chǎn)品。
已經(jīng)知道，在煤燃燒過程中，在煤中的貴金屬變成與重金屬鐵相緊密結(jié)合狀態(tài)。從爐渣中回收的貴金屬是從包括鉑、金、釕、銠、鈀、錸、銥和鋨的組中挑選出的至少一個組分。本發(fā)明方法采用一種受控的分段破碎法，需要該方法釋出保持在煤燃燒過程中產(chǎn)生的重金屬鐵相內(nèi)的貴金屬。
本發(fā)明過程的前提是下述事實在煤借助于燃煤爐或者鍋爐最好是一種旋風鍋爐燃燒的情況下，貴金屬變成與熔渣的重金屬鐵相緊密結(jié)合。一旦該爐渣已在充水收集箱內(nèi)冷卻，鐵相保持延性，因而相對于易碎的硅酸鹽母體或物相而言保持較大的尺寸。因此，包含帶有與其緊密結(jié)合的貴金屬的延性鐵相的重金屬顆粒群能與輕重量的氧化物和硅酸鹽群或相方便地分離。
本發(fā)明提供一種分段破碎法，它用來從由燃煤爐或鍋爐產(chǎn)生的爐渣中回收貴金屬。本發(fā)明分段破碎法包括許多破碎步驟。每個破碎步驟產(chǎn)生具有逐次遞減顆粒直徑尺寸的爐渣顆粒，并且一直繼續(xù)到獲得符合要求的最終顆粒尺寸為止。每個破碎步驟繼后將被碎顆粒懸浮在一種液體介質(zhì)之中以便形成輕重量顆粒和重重量顆粒的稀漿。在稀漿中的已破碎顆粒允許按照顆粒重量進行分離，借此形成一個輕重量顆粒群和一個重重量顆粒群。每個懸浮步驟繼后從稀漿中去除輕重量顆粒，以致于所述稀漿基本上由重重量顆粒組成。然后將含有貴金屬的重重量顆粒收集起來。
在一個實施例中，爐渣經(jīng)受包含三個獨立破碎步驟的分段破碎方法。爐渣被破碎成具有一個第一顆粒直徑尺寸的顆粒。而在一個優(yōu)選實施例中，該第一顆粒直徑尺寸約小于150微米。然后將這些爐渣顆粒懸浮在一種液體介質(zhì)中以便形成一種爐渣顆粒稀漿。該稀漿含有輕重量顆粒和重重量顆粒，所述輕重量顆?；旧习ü杷猁}和氧化復(fù)合物，而所述重重量顆?；旧习ê信c其緊密結(jié)合的貴金屬的重金屬鐵。在稀漿中的已破碎爐渣顆粒允許按照顆粒重量進行分離，借此形成一個輕重量顆粒群和一個重重量顆粒群。然后從稀漿中去除輕重量顆粒從而與重重量顆粒分離。并收集和干燥重重量顆粒。
接著，干燥后的重重量爐渣顆粒經(jīng)受第二階段破碎，以便形成具有小于第一顆粒直徑尺寸的第二顆粒直徑尺寸的顆粒。在一個優(yōu)選實施例中，第二顆粒直徑尺寸小于約75微米。如上所述，然后將這些進一步破碎的爐渣顆粒懸浮在一種液體介質(zhì)之中以便形成第二已破碎爐渣顆粒稀漿。這個第二稀漿也含有輕重量顆粒和重重量顆粒。該爐渣顆粒允許按照顆粒重量進行分離，借此形成一個輕重量顆粒群和一個重重量顆粒群。然后從該稀漿中去除輕重量顆粒從而與重重量顆粒分離。并且再次收集和干燥重重量顆粒。
然后，經(jīng)過干燥的重重量爐渣顆粒經(jīng)受第三和最終階段破碎，以便形成具有小于第二顆粒直徑尺寸的第三顆粒直徑尺寸的顆粒。在一個優(yōu)選實施例中，第三顆粒直徑尺寸最好小于約10微米。如上所述，然后將這些進一步破碎的爐渣顆粒懸浮在一種液體介質(zhì)之中以便形成第三破碎爐渣顆粒稀漿。這個第三稀漿也包含輕重量顆粒和重重量顆粒。該爐渣顆粒允許按照顆粒重量進行分離，借此形成一個輕重量顆粒群和一個重重量顆粒群。然后從稀漿中去除輕重量顆粒從而與重重量顆粒分離。并且再一次收集重重量顆粒。
具有小于約10微米直徑的已破碎爐渣顆粒實質(zhì)上呈粉狀。接著將該粉狀爐渣顆粒懸浮在一種液體介質(zhì)中。任何剩余的輕重量顆粒被允許按照重量從鐵相重金屬顆粒中分離。重復(fù)上述的在液體介質(zhì)中懸浮爐渣顆粒和去除輕重量顆粒，直至稀漿基本上由重重量顆粒組成為止，然后將其收集和干燥。這些重重量含鐵顆粒具有與其結(jié)合的貴金屬。
可以預(yù)見，來自許多不同種類煤的爐渣可被用于本發(fā)明。合適的煤種包括煙煤、次煙煤、褐煤和無煙煤。可以利用的優(yōu)選煤種是煙煤。
用于煤燃燒的鍋爐和爐子具有不同種類。本發(fā)明使用來自燃煤旋風爐和鍋爐的爐渣。優(yōu)選爐渣是來自一種水平安置旋風爐的煤燃燒副產(chǎn)品。水平布置旋風鍋爐被專門設(shè)計來燃燒低等級煤和高灰分低熔化溫度級的煤。詳見John Wiley & Sons，Inc.1999年出版的Kirk-Othmer的《化學技術(shù)簡明百科全書》第四版464至465頁，以便完善煤燃燒和爐子的進一步討論。
根據(jù)上文討論，來自旋風鍋爐的爐渣最適用于本發(fā)明的貴金屬回收法。旋風燃燒過程對于貴金屬集中在燃煤爐渣副產(chǎn)品內(nèi)是十分重要的。旋風鍋爐不使貴金屬從排氣管排出，旋風燃燒過程而是將貴金屬集中在爐渣的熔化鐵相之中。然后，來自旋風燃燒過程的熔化爐渣被排入一個充水的爐渣收集箱中。因此，來自燃煤旋風爐的爐渣是優(yōu)選的。
如上文所述，本回收貴金屬方法是建立在來自燃煤鍋爐的干燥爐渣的受控分段破碎或粉碎基礎(chǔ)上的。爐渣的粉碎或破碎能用任何適當?shù)钠扑榛蚍鬯樵O(shè)備來完成，其中包括顎式破碎機、用于粗破碎的環(huán)動式破碎機和用于粉碎的球磨機，但不限于此。用來粗破碎干燥爐渣顆粒的優(yōu)選方法是顎式破碎。而用來粉碎干燥爐渣顆粒的最優(yōu)選方法是用傳統(tǒng)球磨。
如上文所述，破碎后的爐渣顆粒被懸浮在一種液體介質(zhì)之中以便促進基本上含有易碎硅酸鹽和氧化物的輕重量顆粒與基本上含有帶有與其結(jié)合貴金屬的鐵相的重重量顆粒分離。
多種液體例如水和重質(zhì)液體能用來懸浮破碎爐渣顆粒并促進分離。重質(zhì)液體包括重質(zhì)無機鹽溶液和重質(zhì)有機溶劑。在此使用的術(shù)語“重質(zhì)液體”指的是任何一種比重大于1.0的液體，它們通常用來分離礦物。適用的重質(zhì)無機鹽溶液包括氯化鈉、氯化鈣、氯化鋅、Sonstadt溶液(一種碘化汞鉀水溶液)、Klein溶液(一種硼鎢酸鎘水溶液)和Rohrbach溶液(一種碘化汞鋇水溶液)。
適用的重質(zhì)有機溶劑包括溴仿、四溴乙烷、Braun溶液(一種二碘甲烷)和Clerici溶液(一種甲酸亞鉈和丙二酸的溶液)。由于經(jīng)濟和環(huán)境關(guān)系，用來懸浮已破碎爐渣的優(yōu)選液體介質(zhì)是水。
一旦重量更輕顆粒群已從重重量顆粒群分離出來，重重量顆粒被收集起來用于干燥和后繼的破碎。含鐵重重量顆粒的分離用包括水力旋流收集法、動力渦流分離法以及帶或不帶磁分離器的密度控制法等的任何已知的方法完成，但不受其限制。應(yīng)用磁場分離是從具有小于約10微米直徑尺寸的含鐵重重量顆粒中加速分離輕重量顆粒的優(yōu)選方法。
已破碎重重量爐渣顆粒的干燥用任何已知的干燥方法來完成。適用的干燥方法包括空氣干燥和烤箱干燥，但不受其限制。空氣干燥已破碎爐渣顆粒顯然是經(jīng)濟上更加合理的。
此外，使用多種表面活性劑的泡沫浮選工藝可用來從重重量鐵相顆粒中分離和去除輕重量易碎硅酸鹽顆粒群。
來自旋風鍋爐的干燥后爐渣是貴金屬例如鉑、金、釕、銠、鈀、錸、銥和鋨的一個來源。貴金屬的技術(shù)重要性由它們在催化、電子和珠寶領(lǐng)域中的許多和不同應(yīng)用得到闡明。這些貴金屬的抗氧化性使它們可用于高溫應(yīng)用。在金屬形式，貴金屬是生物適合和高度抗蝕的。這使它們可用于醫(yī)療裝置和牙科操作。貴金屬極為稀有，這是因為它們的天然量少，而且提取和凈化它們需要復(fù)雜的過程。
一種貴金屬，尤其是鉑，被用作石油煉制催化劑、汽車的催化轉(zhuǎn)化器材料、碳化氫燃燒催化劑、許多化學工業(yè)的催化劑以及在一定范圍內(nèi)作為癌癥病人的化療劑。
與所用煤的種類相比，本發(fā)明方法對于所用的煤燃燒工藝更加敏感。因此，來自大多數(shù)煤種的爐渣對于根據(jù)本發(fā)明方法的貴金屬提取和回收而言是較好的。
盡管本發(fā)明方法已根據(jù)一個小規(guī)模提取和回收過程進行了描述，可以預(yù)見，本發(fā)明方法也能方便地用于大規(guī)模工業(yè)裝置之中。
下文的實例打算闡明本發(fā)明的貴金屬提取法，但不管怎樣不應(yīng)被認為是對本發(fā)明方法的限制。
一般試驗實例1來自一種燃煤旋風爐的爐渣經(jīng)受本發(fā)明的貴金屬回收過程。簡單地說，約有1公斤驟冷爐渣被收集和空氣干燥。干燥后的爐渣被破碎以便形成具有小于約150微米直徑的爐渣顆粒。這是首先使用顎式破碎將干燥爐渣破碎到小于約5毫米(mm)然后將該爐渣顆粒磨碎到小于約150微米來完成的。
該已破碎爐渣顆粒被放入一個大玻璃圓罐之中，并隨后懸浮在水中以便形成已破碎爐渣顆粒稀漿。該稀漿由輕重量顆粒群和重重量顆粒群組成，其中輕重量顆粒群包含易碎硅酸鹽和氧化物，而重重量顆粒群包含具有與其結(jié)合的貴金屬的鐵金屬，這些顆粒的顆粒直徑小于約150微米。該已破碎爐渣顆粒稀漿被允許按照顆粒重量進行分離，借此在圓罐上表面處形成輕重量顆粒群，而在圓罐底表面處形成重重量顆粒群，用緩傾法從稀漿中除去輕重量顆粒群。重重量顆粒被收集和干燥。
該重重量顆粒再經(jīng)受第二次破碎以便形成直徑小于約75微米的爐渣顆粒。該已破碎爐渣顆粒被又一次放入一個大玻璃圓罐中，并隨后懸浮在水中以便形成已破碎爐渣顆粒稀漿。該稀漿由輕重量顆粒群和重重量顆粒群組成，其中輕重量顆粒群包含易碎硅酸鹽和氧化物，而重重量顆粒群包含具有與其結(jié)合的貴金屬的鐵金屬。該已破碎爐渣顆粒稀漿被允許按照顆粒重量進行分離，借此在圓罐上表面處形成輕重量顆粒群，而在圓罐底表面處形成重重量顆粒群。用緩傾法從稀漿中除去輕重量顆粒群。重重量顆粒被收集和干燥。
該重重量顆粒再經(jīng)受第三次破碎以便形成直徑小于約10微米的爐渣顆粒。該已破碎爐渣顆粒被又一次放入一個大玻璃圓罐中，并隨后懸浮在水中以便形成已破碎爐渣顆粒稀漿。該稀漿由輕重量顆粒群和重重量顆粒群組成，其中輕重量顆粒群包含易碎硅酸鹽和氧化物，而重重量顆粒群包含具有與其結(jié)合的貴金屬的鐵金屬。該破碎爐渣顆粒稀漿被允許按照顆粒重量進行分離，借此在圓罐上表面處形成輕重量顆粒群，而在圓罐底表面處形成重重量顆粒群。用緩傾法從稀漿中除去輕重量顆粒群。該爐渣顆粒稀漿再經(jīng)受重復(fù)的懸浮和輕重量顆粒去除，直到稀漿基本上只由重重量顆粒組成為止。
稀漿的重重量顆粒被收集和干燥。干燥后的重重量顆粒用電感耦合的等離子體質(zhì)譜分析儀(ICP-MS)分析不同貴金屬的水平，所述貴金屬包括其中含有的鉑、金、釕、銠、鈀、錸、銥和鋨。重重量顆粒的分析結(jié)果見下文表I。
表I
如上文表I所示，來自燃煤旋風爐大約1公斤的驟冷爐渣產(chǎn)生約1400ppm鉑，約0.2ppm金，約0.003ppm釕，約0.03ppm銠，約0.026ppm鈀，約0.002ppm錸，約0.024ppm銥和約0.003ppm鋨。
因此，顯而易見，本發(fā)明方法在回收和收集來自從燃煤爐的煤燃燒過程產(chǎn)生的驟冷爐渣的貴金屬方面是高效率的。本發(fā)明方法特別適用于從在燃煤的旋風爐和鍋爐中產(chǎn)生的驟冷爐渣回收貴金屬。
使用本發(fā)明方法能避免現(xiàn)有技術(shù)已知方法遇到的問題，例如用強無機酸處理爐渣顆粒的危險性。本發(fā)明不需要電化學處理或電解電池。本發(fā)明不再需要將爐渣加熱到熔融狀態(tài)的昂貴過程，還免去了硫化步驟。此外，由于本發(fā)明不需要電解或者添加濃縮和有毒的昂貴化學試劑，它在經(jīng)濟上和環(huán)保上是更加合乎需要的。
根據(jù)上文的披露和描述顯而易見，使用所描述的方法能實現(xiàn)上文所述的目標。應(yīng)該理解，任何的改型將明顯地落入該已申請發(fā)明的范圍內(nèi)，而且爐渣源的選擇、爐子或鍋爐的類型、液體介質(zhì)、破碎工藝和干燥工藝都能在不超越所披露和描述的發(fā)明精神情況下確定。因此，本發(fā)明的范圍將包括能落入權(quán)利要求范圍內(nèi)的所有變型和改型。
權(quán)利要求
1.一種用來從由燃煤爐或鍋爐產(chǎn)生的爐渣中回收貴金屬的分段破碎方法，它包括許多破碎步驟，其中每個破碎步驟產(chǎn)生具有逐次遞減顆粒直徑尺寸的爐渣顆粒，所述破碎步驟一直繼續(xù)到獲得一最終符合需要的顆粒直徑尺寸為止；其中每個所述破碎步驟之后將所述已破碎爐渣顆粒懸浮在液體介質(zhì)之中以便形成一輕重量顆粒和重重量顆粒的稀漿，并允許在所述稀漿中的已破碎爐渣顆粒按照顆粒重量進行分離，借此形成一輕重量顆粒群和一重重量顆粒群；其中每個懸浮步驟之后從所述稀漿中去除所述輕重量顆粒，以致于所述稀漿基本上包含所述重重量顆粒；以及收集所述重重量顆粒。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述燃煤爐是一燃煤旋風爐。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述爐渣在收集前被驟冷。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述已破碎爐渣顆粒稀漿被攪動以便促進所述重重量顆粒在所述輕重量顆粒被去除之前沉淀。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法還包括使用表面活性劑以便促進所述重重量顆粒在所述輕重量顆粒被去除之前分離。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，具有所述第三顆粒直徑尺寸的所述重重量顆粒借助于給所述稀漿施加磁場與具有所述第三顆粒直徑尺寸的所述輕重量顆粒分離。
7.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，借助于從包括顎式破碎、環(huán)動式破碎和球磨的組中選擇的一種方法完成所述破碎。
8.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述液體從包括水和重質(zhì)液體的組中選出。
9.如權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，所述重質(zhì)液體從包括重質(zhì)有機溶劑和重質(zhì)無機鹽溶液的組中選出。
10.如權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，所述重質(zhì)有機溶劑從包括溴仿、四溴乙烷、二碘甲烷以及一甲酸亞鉈和丙二酸溶液的組中選出。
11.如權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，所述重質(zhì)鹽溶液從包括碘化汞鉀、硼鎢酸鎘、碘化汞鋇、氯化納、氯化鈣和氯化鋅的組中選出。
12.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述貴金屬是從包括鉑、金、釕、銠、鈀、錸、銥和鋨的組中選出的至少一個組分。
13.如權(quán)利要求1的分段破碎方法，它包括破碎已經(jīng)從一燃煤爐中收集的爐渣，以便形成具有一第一顆粒直徑尺寸的已破碎爐渣顆粒；將所述已破碎爐渣顆粒懸浮在一液體介質(zhì)之中以便形成一破碎后爐渣顆粒稀漿，其中所述稀漿含有輕重量顆粒和重重量顆粒；允許在所述稀漿內(nèi)的所述已破碎爐渣顆粒如顆粒重量進行分離，借此形成一輕重量顆粒群和一重重量顆粒群；從所述稀漿中去除所述輕重量顆粒群；收集和干燥所述重重量顆粒群；再破碎所述重重量顆粒，以便形成具有一第二顆粒直徑尺寸的已破碎爐渣顆粒，其中所述第二顆粒直徑尺寸小于所述第一顆粒直徑尺寸；再將所述已破碎爐渣顆粒懸浮在一種液體介質(zhì)之中以便形成一種破碎后爐渣顆粒稀漿，其中所述稀漿含有輕重量顆粒和重重量顆粒；允許在所述稀漿內(nèi)的所述已破碎爐渣顆粒如顆粒重量進行分離，借此形成一輕重量顆粒群和一重重量顆粒群；從所述稀漿中去除所述輕重量顆粒；收集和干燥所述重重量顆粒；再破碎所述重重量顆粒，以便形成具有一第三顆粒直徑尺寸的已破碎爐渣顆粒，其中所述第三顆粒尺寸小于所述第二顆粒直徑尺寸；再將所述已破碎爐渣顆粒懸浮在一液體介質(zhì)之中以便形成一破碎后爐渣顆粒稀漿，其中所述稀漿含有輕重量顆粒和重重量顆粒；允許在所述稀漿內(nèi)的所述已破碎爐渣顆粒如顆粒重量進行分離，借此形成一輕重量顆粒群和一重重量顆粒群；從所述稀漿中去除所述輕重量顆粒；繼續(xù)懸浮具有所述第三顆粒直徑尺寸的所述輕重量和所述重重量顆粒，并去除所述輕重量顆粒直到所述稀漿由所述重重量顆粒組成為止。
14.如權(quán)利要求13所述的方法，其特征在于，所述第一顆粒直徑尺寸小于約150微米。
15.如權(quán)利要求13所述的方法，其特征在于，所述第二顆粒直徑尺寸小于約75微米。
16.如權(quán)利要求13所述的方法，其特征在于，所述第三顆粒直徑尺寸小于約10微米。
17.如權(quán)利要求13所述的方法，其特征在于，所述已破碎爐渣顆粒稀漿被攪動以便促進所述重重量顆粒在所述輕重量顆粒被去除之前沉淀。
18.如權(quán)利要求13所述的方法，其特征在于，所述方法還包括使用表面活性劑以便促進所述重重量顆粒在所述輕重量顆粒被去除之前分離。
19.如權(quán)利要求13所述的方法，其特征在于，具有所述第三顆粒直徑尺寸的所述重重量顆粒借助于給所述稀漿施加磁場與具有所述第三顆粒直徑尺寸的所述輕重量顆粒分離。
20.如權(quán)利要求13所述的方法，其特征在于，借助于從包括顎式破碎、環(huán)動式破碎和球磨的組中選擇的一種方法完成所述破碎。
21.如權(quán)利要求13所述的方法，其特征在于，所述液體從包括水和重質(zhì)液體的組中選出。
22.如權(quán)利要求21所述的方法，其特征在于，所述重液體從包括重質(zhì)有機溶劑和重質(zhì)無機鹽溶液的組中選出。
23.如權(quán)利要求22所述的方法，其特征在于，所述重有機溶劑從包括溴仿、四溴乙烷、二碘甲烷以及一甲酸亞鉈和丙二酸的溶液的組中選出。
24.如權(quán)利要求22所述的方法，其特征在于，所述重鹽溶液從包括碘化汞鉀、硼鎢酸鎘、碘化汞鋇、氯化納、氯化鈣和氯化鋅的組中選出。
全文摘要
本發(fā)明提供一種用來從由燃煤爐或鍋爐產(chǎn)生的爐渣中回收貴金屬的分段破碎方法,它包括:許多破碎步驟,其中每個破碎步驟產(chǎn)生具有逐次遞減顆粒直徑尺寸的爐渣顆粒,所述破碎步驟一直繼續(xù)到獲得一個最終符合需要的顆粒直徑尺寸為止;其中每個所述破碎步驟之后將所述已破碎爐渣顆粒懸浮在液體介質(zhì)之中以便形成一種輕重量顆粒和重重量顆粒的稀漿,并允許在稀漿中的已破碎爐渣顆粒按照顆粒重量進行分離,借此形成一個輕重量顆粒群和一個重重量顆粒群;而且每個懸浮步驟之后從所述稀漿中去除所述輕重量顆粒,以致于所述稀漿基本上包含所述重重量顆粒;以及收集所述重重量顆粒。
文檔編號C22B11/00GK1382226SQ00814620
公開日2002年11月27日 申請日期2000年10月6日 優(yōu)先權(quán)日1999年10月21日
發(fā)明者L·L·克伊 申請人:阿克倫大學