[发明专利]金属蒸气的冷凝和液态金属的提取

权利要求书

1.一种用于冷凝金属蒸气的方法，所述方法包括以下步骤：

(a)在大气压力下或在接近大气压力的条件下将金属蒸气气流引导进入到包括接收坩埚的密封的冷凝器设备中；

(b)控制所述接收坩埚内的温度，从而使得金属蒸气产生冷凝并且作为液态金属被保持在所述坩埚中；

(c)搅动包括液态金属和浮渣的坩埚内容物以便拉入浮渣、金属蒸气和液态金属熔滴，从而使浮渣悬浮在液态金属中，以便使冷凝能量消散并将该能量传送至坩埚侧壁且进入到传热介质中，由此提高冷凝效率；以及

(d)在不中断金属蒸气的生产和冷凝的情况下，将液态金属和浮渣作为料浆从所述坩埚中放出。

2.根据权利要求1所述的方法，其中所述金属蒸气从镁、锌、钙、钠、钾和磷的蒸气中进行选择。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其中在步骤(a)中，所述气流以受控速率被引导进入到冷凝器设备中。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的方法，其中所述金属蒸气与惰性气体相混合，且包含浮渣固体颗粒。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的方法，其中所述浮渣中包含主要为金属氧化物的固体颗粒。

6.根据权利要求1-5中任一项所述的方法，其中在步骤(b)中，控制坩埚内的温度，从而使得所述蒸气得到冷凝，但是使得所述液态金属不会发生固化。

7.根据权利要求1-6中任一项所述的方法，包括通过使传热介质循环通过所述冷凝器设备周围的至少一个封闭的空间从而控制坩埚、坩埚进口和第二冷凝器内部的温度的步骤。

8.根据权利要求1-7中任一项所述的方法，其中在步骤(d)中，液态金属和悬浮的浮渣以连续或半连续的方式从所述坩埚中放出。

9.根据权利要求1-8中任一项所述的方法，其中所述方法用于对镁蒸气进行冷凝并且进入冷凝器设备中的镁蒸气的分压被保持在0.7-1.2个大气压的范围内。

10.根据权利要求9所述的方法，其中所述镁蒸气与惰性气体相混合，所述惰性气体的分压被保持在0-0.3个大气压的范围内。

11.用于冷凝金属蒸气的冷凝器设备，所述冷凝器设备包括接收坩埚、肘管、第二冷凝器、肘管进口，金属蒸气通过所述进口被引导进入到坩埚中、至少一个用于控制所述坩埚、所述肘管和所述第二冷凝器内的温度从而使得所述金属蒸气冷凝形成保持在所述冷凝器设备中的液态金属的温度控制装置、用以将浮渣颗粒悬浮进入到坩埚中的液态金属内并且用以消散冷凝能量的混合装置和出口，混有浮渣的液态金属通过所述出口从所述坩埚中排出。

12.根据权利要求11所述的冷凝器设备，其中所述温度控制装置包括至少一个与坩埚内部的液态金属和第二冷凝器相互作用的热交换系统以及用于使传热介质循环通过所述热交换系统的装置。

13.根据权利要求12所述的冷凝器设备，其中所述传热介质是空气或热燃烧气体的加压流。

14.根据权利要求12所述的冷凝器设备，其中所述传热介质从熔融的锡、熔融的铅、熔融的钠、熔融的钾和钠、钾和镁的熔融盐中进行选择。

15.根据权利要求12-14中任一项所述的冷凝器设备，其中所述传热介质被用于至少在一开始对坩埚、肘管和第二冷凝器的内部进行加热，且一旦坩埚和第二冷凝器的温度已达到所需工作状态时，则用于从坩埚、肘管和第二冷凝器中除去热量。

16.根据权利要求11所述的冷凝器设备，其中所述混合装置包括至少一个搅拌器。

17.根据权利要求16所述的冷凝器设备，其中所述搅拌器具有叶轮，所述叶轮被设计用以产生涡流以便将镁蒸气、液态镁熔滴和浮渣固体颗粒拉入到熔融的镁中。

18.根据权利要求16或17所述的冷凝器设备，其中所述搅拌器导致在坩埚内的液态金属中形成均匀的温度分布，从而提高了镁的冷凝效率。

19.根据权利要求15、16、17或18所述的冷凝器设备，其中所述冷凝器设备包括位于坩埚内的用于增强混合效果的折流板。