[发明专利]用于从金属废料获得金属和稀土金属的方法

说明书

本发明方法涉及从金属废料获得金属、贵金属和稀土金属。

金属，贵金属和特别是稀土金属用于大量的关键技术中。

由于天然存在的部分有限的范围，稀土金属具有特殊地位，对高创新关键技术尤其如此。它们直接构成高新技术-应用中的基础原料。阴极射线管中需要金属铕，用于RGB色系中的红色组分。稀土金属使得磁铁保持其磁性效果。这些钕-磁铁用作永久激发的电动马达中的永磁铁并且构造在风力设备的发电机以及在Kfz-混合型马达的电动马达部分中。合金电池还需要元素镧。13%的稀土金属用于抛光剂。约12%用于特殊玻璃，而8%用于等离子屏幕和LCD屏幕的照明设备，用于节能灯和雷达设备。为此，2009年耗用124000吨，而2012年预计需要189000吨。此外，稀土金属还在诊断放射学-医学中用作核自旋分析(核磁断层摄影术)中的造影剂添加剂。

欧盟委员会在原材料提案部分中将稀土金属归类为关键金属。按照委员会工作小组的意见，稀土金属的应用非常重要并且可获得性非常稀少。此外，稀土金属的贮藏区域非常有限，从而在其长期持续的可获得性中地理政治方面可能起到决定性作用。例如，欧洲并不包括任何可经济获取稀土金属的贮藏国家。欧盟各国90%的稀土金属需求都从中国进口而满足。各种稀土金属的价格近10年增长超过十倍。

伴随稀土金属的分解在矿山中产生包含有毒垃圾的大量废料。它们大多在堤坝围成的人工池塘中沉积。此外，大多数稀土金属沉积床包含放射性材料，其蕴藏向空气道或水道中逸出放射性的危险。

由于上述原因，获得将上述物质引导回经济循环的循环方法日益变得重要。

在这方面尤其有意义的是电子旧设备或来自电子设备的处理的电子金属废料。在这种废料流中包含显著量的有价值的金属、贵金属和稀土金属。电子金属废料在很大程度上还是未利用的原料来源，其包含很高浓度的有价值元素。天然沉积床的矿物中通常如此。

从电子金属废料中分离单独金属、贵金属和稀土金属是非常困难的。这尤其在于电路板上焊接的电子组件，其本身由塑料以及附加料(Zuschlagstoffen)例如含溴阻燃剂构成。因此，尽管存在值得一提的热值，还是非常难以热回收利用电子金属废料。

因此，例如DE102004029658中提出解决该问题的方法，其包括首先燃烧所包含的塑料成分，从而通过化学和物理分离方法从灰烬中分离出金属。然而，在这方面不利的是，所产生的烟气富含有害物质，例如溴化氢、氯化氢和氟化氢以及重金属。因此，其必须进行非常昂贵而繁复的纯化。同理还适用二噁英和呋喃，由于电子金属废料中的通常高含量的铜级分和铜的催化效果在烟气中大量出现。

其它方法也用来解决这样的任务：通过气化形成合成气以回收利用电子金属废料中的塑料组分。这种方法描述于例如DE19536383A1。然而，其中存在的缺点是所产生的合成气中同样获得溴化氢和重金属。

因此，在现有技术中大多建立了分离方法，其经由物理和部分化学的分离方法处理电子金属废料并将其分离为单独的物质流。这种方法描述于例如DE10031260B4和DE19726105A1。然而，这种方法的缺点是设备消耗很高和单独分离步骤的不令人满意的选择性以及有价值金属的不足的富集等级。在这方面，该方法与酸处理的组合反过来造成显著的额外环境问题。

因此，对于本发明提出了这样的任务，提供一种方法，其使得有效回收利用电子金属废料，视情况在使用含塑料的份额的情况下能量有效地转变为合成气成为可能。

按照本发明，该任务这样解决，在配有松散物料移动床的具有还原区和氧化区的逆流气化器中，在碱性物质存在下，于还原性总体条件，以小于1的总Λ，将含碳材料用含氧气体氧化，在逆流气化器顶部取出由此产生的合成气，而且金属、贵金属和稀土金属作为氧化物和/或以单质形式至少部分地与碱性物质结合，其中通过物理分离方法从过程中作为富集混合物获得它们。

本发明提供的优点是，一方面在所述方法中能够利用例如电子金属废料中总是存在的含碳份额，从而其最终还为金属的获得提供所需能量。同时，通过碱性物质有效结合有害物质例如溴或溴化氢以及氯或氯化氢，从而能够避免形成有毒的二噁英和呋喃。因此，不需要特别选择电子废料垃圾。

如上所述，含碳材料和金属废料可以指电子金属废料/或完整的电子旧设备，例如手机或计算机。根据本发明的方法提供的优点由此是，能够将设备完全引导至循环过程并且不是必须将其首先按照材料类别昂贵且繁复地分离。

由此，含碳组分例如塑料壳或类似物充当方法过程的能源载体，同时金属组分得以回收。