[发明专利]回收贵金属的等离子体方法和设备

权利要求书

1.一种用于从原料得到富含贵金属的组合物的连续方法，所述方法包括以下步骤：

(i)在等离子体炉中加热原料以形成上部渣层和下部熔融金属层；

(ii)移出所述渣层；

(iii)移出所述熔融金属层；

(iv)使所移出的熔融金属层凝固；

(v)将凝固的金属层破碎以形成碎片；和

(vi)从所述碎片中回收富含贵金属的组合物；

其中所述原料包括含贵金属材料和捕集剂金属，所述捕集剂金属是能够与一种或更多种贵金属形成固溶体、合金或金属间化合物的金属或合金。

2.根据权利要求1所述的方法，其中所述含贵金属材料包括汽车催化剂、化学催化剂、石化催化剂、药物催化剂、电气和电子设备废物、热障涂层废物、铸造废物、电镀和/或金属表面处理废物、珠宝和/或珠宝加工废物以及牙科和/或医疗废物中的一种或更多种。

3.根据权利要求1或权利要求2所述的方法，其中所述原料还包括选自三氧化硼、氧化钙、碳酸钙、氧化钠、氧化钾、二氧化硅、氧化铝和氧化镁中的至少一种助熔剂，或包括其中两种以上的混合物。

4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述捕集剂金属包括铁和/或铜。

5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中在步骤(i)中，由所述熔融金属层中的贵金属浓度除以所述渣层中的贵金属浓度所确定的分配/分布系数为500以上。

6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中在步骤(i)中，由所述熔融金属层中的贵金属浓度除以所述渣层中的贵金属浓度所确定的分配/分布系数为1000以上。

7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述炉包括一个或更多个等离子体装置，所述装置是等离子体炬或电极，其实现1200℃-1600℃的炉内温度，所述装置在炉内物上方可进动。

8.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中将移出的所述熔融金属层浇铸在浇铸台上以使其凝固。

9.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中移出的所述熔融金属层以至少200℃/s的初始冷却速率凝固。

10.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中在步骤(v)中产生的碎片的平均粒径为10cm-100微米。

11.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中步骤(vi)通过涡流分离或通过磁分离进行。

12.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述富含贵金属的组合物的至少一部分被重新引入所述方法中作为捕集剂金属。

13.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述贵金属包括一种或更多种铂族金属。

14.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述方法还包括以下步骤：

(vii)精炼所述富含贵金属的组合物以得到一种或更多种贵金属。

15.一种通过权利要求1-13中任一项所述的方法得到的富含贵金属的组合物，其中所述组合物包含在所述捕集剂金属的一个或更多个相的晶体结构中的一种或更多种贵金属的合金、金属间化合物或固溶体。

16.根据权利要求15所述的富含贵金属的组合物，其中所述捕集剂金属包括铁和/或铜。

17.一种用于实施权利要求1-14中任一项所述的连续方法的设备，所述设备包括：

(1)用于加热原料的等离子体炉；

(2)浇铸台；

(3)用于破碎冷却的金属层的破碎装置；和

(4)用于从所述碎片中回收富含贵金属的合金的分离装置；

其中所述等离子体炉具有输入口和至少一个输出口，所述炉通过一个或更多个等离子体装置加热并且适合允许移出渣；

所述等离子体装置为等离子体炬和/或电极；以及

其中所述浇铸台允许连续浇铸所述熔融金属层以形成凝固板。

18.根据权利要求17所述的设备，其中所述炉被连续间接水冷却并且具有耐火热面衬里。

19.根据权利要求17或权利要求18所述的设备，其中所述等离子体装置使用包括惰性气体的气体以产生等离子体电弧，所述等离子体电弧能够在炉内物的表面上可调节地集中。

20.根据权利要求17-19中任一项所述的设备，其中所述分离装置是磁分离器或涡流分离装置。