[发明专利]从散布的混合物中提取液态轻金属的方法和装置

说明书

本发明涉及一种从由至少一种轻金属、特别是铝，或者由这种金属的合金和由至少一种由至少一种这种金属的氧化物或氧化化合物和／或其他化合物组成的非金属物态，必要时一种或几种其他物质，例如盐或者盐混合物等组成的散布的混合物中在高温状态下，特别是由在制造、处理以及回收铝或铝合金时附带产生的炉渣中通过使用加速力(离心力)提取金属(状态物)的方法。本发明还包括实现上述方法的装置，它主要由一个可旋转和倾斜的冶金炉组成。

轻金属像铝、硅、镁和这类合金在熔融状态的提炼和特别是处理，以及通过废金属和类似材料的熔化回收这种金属时在熔化的物体和溶液表面会产生氧化和氮化作用，因为轻金属与氧气和氮气有强烈的亲合作用。形成的氧化物和非金属物态形成带有棱角颗粒的宏观结构，并具有比金属大得多的比重，液体轻金属的表面张力和特别是与熔化的氧化物交界表面的张力以及颗粒之间的空腔使非金属态物质悬浮在液态金属上，尽管它的比重较大。

表面张力和“液体金属／固体非金属颗粒”之间的边界面张力也使金属质点保留在非金属颗粒之间，从而使形成或者处于液态金属熔液之上的、炉渣即所谓的浮渣具有可能高达80％(重量)的金属含量。在从金属熔液表面上去除炉渣时会因此倒掉有价值的金属，在倒放炉渣时可能造成经济损失和生态问题。

自从开始大规模应用轻金属和应用熔炼冶金方法以来人们力求从炉渣或浮渣形成的散布混合物中提取金属态物质。

为了减少炉渣中的金属含量，可以在它里面加盐。这种措施虽然有时是有效的，但是易熔化的盐和化合物大多不能经济地重新利用，并能溶解于水，在操作和清除时带来很大困难。

曾经有人建议(USPS4040820)不用盐，而将炉渣放在一个可加热的水平管状转炉中脱除金属。通过炉渣或散布的混合物在炉内缓慢的颠簸运动金属颗粒应该积聚在一起，汇合成液态金属，并将它浇注出来。但是这里也存在混合物的金属提取率低和经济性问题。

按照US-PS5421850建议，在一个同样基本上水平设置的转炉中同样不用盐进行加工，在炉内放入炉渣，将炉渣用等离子加热到温度超过金属的熔点，通过混合运动使混合物内的金属颗粒附聚，相互结合。应该通过转炉的不同旋转速度防止炉料结块，其中形成的金属部分通过一个排出孔排出，残余的炉渣通过将炉子略微倾斜排渣。其缺点是费用高，从散布的混合物中金属的提取率不够高。

由GB-2 228 014A得知一种方法，其中在一个垂直的管式转炉中通过等离子能量或者等离子燃烧器使炉渣或废铝加热，局部熔化，并通过炉子的旋转使液态金属颗粒附聚，从而实现散布混合物的金属提取，其中产生金属铝和铝矾土，也就是氧化铝。采用空气或富含氧气、氮气等与铝起反应的气体、特别是富含起氧化作用气体的空气作为等离子气体。通过与等离子气体的放热反应虽然炉料的加热和熔化时间缩短了，但是由于烧损或氧化造成金属的损失，从而通常需要对排放废气除尘，同时金属排出量减少。

另外已知一种从散布混合物中提取金属的方法，用这种方法时液态金属积聚在一起，然后固化。按照WO-A2-93／01321在第一阶段处于高温下的混合物在一个金属模离析，并通过离心作用使液态金属积聚。然后在第二阶段中金属固化成一个金属空心体。有一种这样的方法(EP-626458A1)可以更好，更简单，如果处于高温状态下的粉碎混合物在一个金属模中通过加速运动使它逐步离析，金属态积聚，在金属模表面汇拢，冷却以及固化的话。

为了改进从轻金属和非金属态组成的散布混合物中提取金属，如由AT400448B或EP-646654A1所知，将混合物放入预炼炉或准备炉中形成炉料，将炉料加热，使温度均匀分布，并通过运动使状态均匀，然后和匀的炉料从准备炉中倒出，倒入一个离析装置中。但是这里高昂的机械设备费用和复杂的方法流程是一个缺点。

迄今为止所有公之于众的以实现从散布混合物特别是炉渣中提取金属的方法和装置金属提取量都不够高，和／或为此必须花费很大的机械设备费用，和／或当金属重新用于熔液时具有较差的热效率，同时常常不能充分避免残存物排除时存在的问题。

本发明创造一种补救方法，其目的在于：排除已知金属回收方法的缺点并提供一种方法，用这种方法可以简便地以高的提取率从散布的混合物中回收液态轻金属，同时例如可以重新用于金属熔液。本发明的另一个目的在于创造一个从散布混合物中提取金属的装置，它结构简单紧凑，具有小的结构高度，可以经济地运行。

对于开头所述这种方法这个目标通过以下顺序实现：

将散布的混合物装入一个冶炼炉；