用于从炉渣回收金属的方法和设备与流程

相关申请的交叉引用

本申请要求2014年12月19日提交的美国临时专利申请第62/094,370号的优先权和权益，通过引用将该申请的内容纳入本文。

领域

本发明公开了用于从炉渣回收金属的方法和设备，特别是涉及其中来自冶金炉的熔融炉渣进行气体雾化的方法和设备。

背景技术：

炉渣是冶金炉中进行金属生产工艺的副产物。在金属生产过程中，炉渣以熔融态存在于冶金炉中。熔融炉渣可以周期性地或连续从炉中排出(tapped)，用于废弃和/或进一步处理。不可避免地，排出的炉渣流将含有一种或多种有价金属，所述有价金属包括炉中所生产的熔融金属的夹带颗粒或液滴。虽然可以采取措施降低熔融炉渣流中有价金属的损耗，但是该措施仅部分成功。因此，金属的夹带意味着炉中所生产的金属有0.1～5％(通常为约1～2％)的损耗。此外，在某些具体操作中，低效和/或不良操作控制可以导致离散事件，所述离散事件会导致大量金属损失在炉渣流中。

炉渣流还可以含有一种或多种有价金属，所述有价金属可以在下游操作中作为加工的副产物进行提取。在某些情况下，这些金属副产物可以具有重要价值。

一旦排出，熔融炉渣通常冷却并固化为大块。由于需要处理大块的固化材料、以及将材料粉碎为能够通过任何物理或化学工艺进行金属回收的尺寸，从固化炉渣回收有价金属极为困难且昂贵。

例如，一种常规的分离方法包括以下步骤：1)输送并倾倒炉渣；2)自然冷却并固化、或者在某些情况下使用水喷雾加速冷却过程；3)压碎并碾磨固化炉渣；以及4)磁性分离。然而，关于该方法，存在一些问题，所述问题包括：需要用于炉渣倾倒和冷却的大量空间；由于大量炉渣输送到倾倒区域的安全问题；在熔融炉渣上喷洒水的爆炸风险；以及在压碎/碾磨过程中产生粉尘。此外，回收废磁性金属/合金例如femn甚至更复杂。

存在对于从熔融炉渣流回收夹带金属和/或金属副产物的有效方法和设备的需求，其避免了与处理和粉碎固化炉渣有关的困难和成本。

概述

在一个实施方式中，提供了用于从炉渣组合物中分离富含金属的级分的方法，所述方法包括以下步骤：(a)提供熔融态的炉渣组合物，其中，炉渣组合物包含一种或多种有价金属；(b)将熔融炉渣组合物进料至气体雾化装置的雾化室；(c)通过雾化喷嘴将气体流进料至雾化室，其中，气体包含氧气；(d)在雾化室中用气体流对熔融炉渣组合物进行雾化，以分散并固化熔融炉渣产物，形成固态炉渣颗粒，其中，气体含有足够浓度的氧气，以使得一种或多种有价金属的至少部分在熔融炉渣组合物的雾化期间转变为一种或多种磁性金属化合物，其中，在固态炉渣颗粒的第一级分中存在足够浓度的所述磁性金属化合物使得第一级分的颗粒具有足够磁性，以使得它们能通过磁性装置从剩余的固态炉渣颗粒中分离出来；以及(e)从剩余的固态炉渣颗粒中磁性分离第一级分。

在一方面，一种或多种有价金属是选自下组的一种或多种：夹带的非磁性金属或合金、以及化学溶解的金属或合金。

在另一方面，磁性金属化合物包含一种或多种具有通式ab2o4的尖晶石结构，其中，a是二价阳离子、且b是三价阳离子。

在另一个方面，气体包括空气。

在另一方面，所述方法进一步包括如下步骤：控制气体中氧气的分压，以使得炉渣具有位于尖晶石主结晶相区域(spinelprimarycrystallizationphasefield)的组合物。

在另一方面，所述方法进一步包括如下步骤：从冶金炉排出熔融炉渣组合物，并在保持炉渣组合物熔融态的同时，将熔融炉渣组合物从冶金炉输送到气体雾化装置。

在另一方面，所述方法进一步包括如下步骤：将固态炉渣颗粒的第一级分返还到冶金炉，用于再次熔炼。

在另一实施方式中，提供用于回收夹带在熔融炉渣组合物中的一种或多种有价金属的方法，所述方法包括：(a)提供所述熔融炉渣组合物；(b)将所述熔融炉渣组合物输送至气体雾化装置的雾化室；(c)确定夹带在熔融炉渣组合物中的所述一种或多种有价金属的含量是否超过预定量；以及在确定夹带在熔融炉渣组合物中的所述一种或多种有价金属的含量低于预定量的情况下，所述方法进一步包括如下步骤：用由位于雾化室中的一个或多个雾化喷头产生的气体流对熔融炉渣组合物进行雾化，以分散并固化熔融炉渣产物，形成固态炉渣颗粒；或者(e)在确定夹带在熔融炉渣组合物中的所述一种或多种有价金属的含量超过预定量的情况下，所述方法进一步包括如下步骤：在并未在雾化室中通过所述气体流进行雾化的情况下，使熔融炉渣组合物冷却并固化。

在一方面，确定夹带在熔融炉渣组合物中的所述一种或多种有价金属的含量是否超过预定量的步骤通过目测或通过一个或多个传感器进行。

在另一方面，所述所述一个或多个传感器是选自下组的一种或多种传感器：红外传感器、光传感器、热传感器、以及成分传感器(其可以是x射线衍射(xrd)传感器、x-射线荧光分光光度计(xrf)、光谱传感器、气体传感器、磁性传感器)。

在另一方面，一个或多个传感器位于气体雾化装置内并且/或者气体雾化装置的上游和/或下游。

在另一方面，确定夹带在熔融炉渣组合物中的所述一种或多种有价金属的含量是否超过预定量的步骤以连续或间歇基准进行。

在另一方面，熔融炉渣组合物进入气体雾化室，并在所述一个或多个气体雾化喷头前通过。

在另一方面，在步骤(d)期间，固态炉渣颗粒收集在气体雾化室的第一区域中。

在另一方面，在步骤(e)期间，来自一个或多个喷嘴的气体流停止。

在另一方面，在步骤(e)期间，通过使得气体流转向和/或停止或降低到一个或多个喷嘴的所述气体流量来中断气体流。

在另一方面，通过控制系统控制气体流的转向(diversion)和/或所述气体流量的停止，所述控制系统接收来自一个或多个传感器的电子信号。

在另一方面，在步骤(e)期间，在与第一区域分开的气体雾化室的第二区域中，使得炉渣组合物冷却并固化。

在另一方面，所述方法进一步包括如下步骤：将在步骤(e)期间产生的冷却且固化的炉渣组合物输送到金属回收单元，并在金属回收单元中回收所述一种或多种有价金属。

在另一方面，所述方法进一步包括如下步骤：从冶金炉排出熔融炉渣组合物，并将熔融炉渣组合物输送到出渣槽中的气体雾化装置。

在另一方面，所述方法进一步包括如下步骤：随着流向气体雾化装置，熔融炉渣组合物通过预沉淀池(pre-settlingpan)。

在另一方面，所述方法进一步包括：通过升高或降低预沉淀池的底座调整预沉淀池体积。

在另一方面，相对于夹带在熔融炉渣组合物中的所述一种或多种有价金属的含量，调整预沉淀池的体积。

在另一方面，对应于熔融炉渣组合物中的所述一种或多种有价金属水平增加，预沉淀池的体积增大，并且，对应于熔融炉渣组合物中的所述一种或多种有价金属水平降低，预沉淀池的体积减小。

在另一实施方式中，提供用于回收夹带在熔融炉渣组合物中的一种或多种有价金属的设备，所述设备包括：(a)气体雾化装置，其具有包括一个或多个雾化喷嘴的雾化室；(b)流量控制装置，用于可选地提供和停止向所述一个或多个雾化喷嘴的雾化气体供应；(c)控制系统，其进行编程以控制所述流量控制装置的操作；以及(d)位于雾化室以及/或者雾化室上游和/或下游的一个或多个传感器，其中，所述一个或多个传感器用于探测熔融炉渣组合物中的所述一种或多种有价金属，并向控制系统提供电子信号，表明所述一种或多种有价金属是否存在。

在一方面，流量控制装置包括用于可选地提供向一个或多个雾化喷嘴的雾化气体供应和停止向一个或多个雾化喷嘴的雾化气体供应的阀门。

在另一方面，所述设备进一步包括用于排出从一个或多个雾化喷嘴转向出来的雾化气体的排气口。

在另一方面，所述设备进一步包括鼓风机，所述鼓风机向一个或多个雾化喷嘴提供雾化气体流量，并且，其中流量控制装置用于控制通过鼓风机产生的雾化气体流量。

在另一方面，所述流量控制装置包括转向/开关单元。

在另一方面，所述设备进一步包括：位于雾化室上游的预沉淀池，其中，所述预沉淀池具有可调整的体积。

在另一方面，所述预沉淀池具有底座，所述底座包括沙层和位于沙层之下的可移动板。

在另一方面，所述预沉淀池进一步包括用于升高和降低可移动板的机械装置。

在另一方面，所述用于升高和降低可移动板的机械装置包括液压活塞(hydraulicram)。

在另一个方面，控制系统控制所述预沉淀池的操作。

在另一实施方式中，提供用于从炉渣组合物回收一种或多种有价金属作为操作(operation)的副产物的方法，所述方法包括：(a)提供含有所述一种或多种金属的所述炉渣组合物，其中，炉渣组合物是熔融态的；(b)将熔融炉渣组合物进料至气体雾化装置的雾化室；(c)通过雾化喷嘴将气体流进料至雾化室；(d)在雾化室中用气体流对熔融炉渣组合物进行雾化，以分散并固化熔融炉渣产物，形成固态炉渣颗粒；以及(e)将固态炉渣颗粒装入一个或多个回收单元，以从固态炉渣颗粒回收所述一种或多种金属作为操作的副产物。

在一方面，所述方法进一步包括如下步骤：在制备单元中对固态炉渣颗粒进行预处理，其中，预处理步骤在步骤(d)和步骤(e)之间进行。

在另一方面，预处理步骤包括物理预处理或化学预处理。

在另一方面，物理预处理步骤可以包括磁性分离和/或粉碎(sizereduction)。

在另一方面，化学预处理步骤可以包括在流化床和/或焙烧单元中处理。

在另一方面，金属回收单元包括火法冶金单加工元或湿法冶金加工单元，其选自下组：烟化炉、顶吹转炉(tbrc或卡尔多炉)、回转窑、电炉、和酸浸单元。

附图的简要说明

现将参照附图仅以示例的方式描述本发明，其中：

图1显示根据本文所述第一实施方式的用于磁性分离含金属颗粒和熔融炉渣的方法和设备；

图2显示根据本文所述第二实施方式的用于生产富含金属炉渣级分和金属含量贫瘠的炉渣级分的方法和设备；

图3显示根据本文所述第三实施方式的用于从炉渣回收金属副产物的方法和设备；

图4是一个实施方式的流程图，其中一些矿渣棉产生且随后分离以提高金属分离；以及

图5是一个从炉渣回收铂族金属实施方式的流程图。

详述

下面将详细说明用于从炉渣回收金属的方法和设备，其中，冶金炉排出的熔融炉渣在气体雾化装置进行气体雾化。

特别是，本发明涉及处理含有有价金属/合金的干炉渣雾化技术炉渣的实际应用。本文所公开的设备和控制/操作原理使得操作人员在最小化炉渣相的金属损耗的同时，获益于更低的干炉渣雾化操作成本以及环保优势。

现在，参考图1对第一实施方式中从炉渣回收金属的方法和设备进行说明，图1显示了冶金炉10包括多个电极12，所述电极用于提供热量以在冶金炉内产生并维持熔融金属层14和熔融炉渣层16。冶金炉10包括与熔融炉渣层16连通的炉渣出渣口18以及与熔融金属层14连通的熔融金属出渣口20。虽然冶金炉10显示出分开的炉渣出渣口和金属出渣口18、20，但还应理解许多冶金炉10对于排出金属和炉渣具有单一的出渣口。因此，在本申请上下文中，术语“出渣口”包括炉渣专用出渣口以及用于排出金属和炉渣的出渣口。

熔融炉渣周期性地或连续地通过出渣口18从炉10中排出，并可以排入可移动炉渣容器(例如渣桶或渣罐)或出渣槽或渣沟，熔融炉渣从中转运至工厂的另一区域。输送过程中，炉渣保持在熔融态。熔融炉渣在炉渣容器或出渣槽中的输送由图1中的箭头22表示。

如图1所示，气体雾化装置28具有气体雾化室29，在气体雾化室29中熔融炉渣雾化以生产固态炉渣颗粒。气体雾化装置28位于邻近冶金炉10处，并且通过可移动炉渣容器或出渣槽22接收来自冶金炉10的熔融炉渣。

在设备28的室29内，熔融炉渣通过来自一个或多个雾化喷嘴66的一个或多个气体流进行雾化，其中，一个或多个雾化喷嘴66通过诱导气体流(id)扇30(本文中有时也称为“鼓风机30”)提供雾化气体，进而从进气口35通过管道34接收雾化气体。从id扇30向气体雾化装置28提供雾化气体由图1中箭头32表示。当由喷嘴66的气体流在气体雾化装置28的雾化室29中接触熔融炉渣的下落流时，熔融炉渣同时分离成液滴并冷却成固体状态，由此形成落入雾化室29底部的固体炉渣颗粒。使用气体雾化可以避免、简化、或降低对于昂贵且会产生灰尘(dust-creating)的固化炉渣压碎和粉碎的需求，并为下游的金属回收步骤准备材料。

根据本实施方式，用于雾化熔融炉渣的气体流包含氧气，并且可以包含环境空气。雾化气体中的氧气将炉渣中金属和/或金属合金的非磁性夹带颗粒转变为具有通式ab2o4的高磁性尖晶石结构，其中，a是二价阳离子、且b是三价阳离子。例如，锰铁尖晶石(spineljacobsite，mnfe2o4)可以由熔融炉渣中存在的femn液滴生产。其它可能生产的尖晶石可以通过该化学式表示：

(fe,co,mg,mn,ni,zn)[fe,al,cr]2o4。

尖晶石的磁性使得它们容易使用位于气体雾化装置28下游的磁性分离单元33中的磁场进行分离，并且细粒度的雾化的炉渣颗粒可以消除对于压碎或碾磨炉渣颗粒的需求。在磁性分离单元33中，雾化的炉渣颗粒磁性分离为含有金属的颗粒37和金属含量贫瘠的颗粒(metal-barrengranules)39。含有金属的颗粒37可以直接返回到用于重新熔炼的炉中或任何其它金属回收操作/单元过程。

在雾化期间，空气雾化气体的氧气分压，以使得炉渣位于尖晶石主结晶相区域。因此，在雾化期间，从溶体沉淀的第一晶体将会是尖晶石。材料的快速固化将使得这些极其细的晶体不会生长，然而，仅它们的形成也足以产生磁性。非常细的晶体可以与玻璃状基质以已报道用于锌炉渣、中世纪矿渣(medievalslag)和红土熔炼炉渣(laterite)的常用表征技术不可区分的方式共存。然而，通过气体雾化以及可能地进一步压碎/碾磨生产的细颗粒使得能够使用磁性分离将这些富含细小尖晶石的领域(finespinel-richdomains)与大块玻璃状材料分离。

对于额外粉碎的需求非常依赖于炉渣组成和雾化参数(例如，空气/炉渣比、以及雾化的炉渣的粒径分布)。尖晶石领域将会大于颗粒总质量的具体比例，以使得磁场能够分离富含尖晶石的颗粒和剩余的雾化的颗粒。如果颗粒大小过大(即，在颗粒中的尖晶石相对浓度低)，那么磁性无法分离颗粒，并且需要进一步粉碎(碾磨)。因此，对于进一步粉碎的需求必须在逐个基础上进行确定。

如上所述，雾化气体的氧气浓度可以进行调整以优化炉渣中夹带非磁性金属/合金颗粒转向磁性尖晶石结构的转变。所需氧气浓度大部分取决于所形成尖晶石的种类，尖晶石的种类当然取决于炉渣的组成。在环境空气可以适用于在某些条件下形成尖晶石的同时，在某些情况下，其需要通过将氧气或富含氧气的气体流与雾化气体混合提高雾化气体的氧气含量。在其它情况下，可能需要通过将不含氧气或氧气耗尽(oxygen-depleted)的气体流与雾化气体混合降低雾化气体的氧气含量。例如，在雾化气体是环境空气的情况下，可以通过加入氧气进行提高或通过加入氮气进行降低。图1显示了气体调整单元31，为了提高或降低雾化气体的氧气含量，可以通过气体调整单元31将额外气体添加到管道34中的气体流中。

除了实现分离炉渣中夹带的金属，例如以液滴形式，本发明还实现了分离化学上溶解在炉渣中的有价金属，例如在氧气顶吹转炉(bof)炉渣中的铁。通过调整雾化气体的氧气含量，金属(在此情况下是铁)将会转变为尖晶石型氧化物(在此情况下是磁铁矿(magnetite))。通过施加磁场，可以分离富含金属的颗粒(尖晶石)，并回收到炉中，增加运行效率。

作为另一个实施例，本实施方式还可以用于从通过镍铁冶炼(smelter)生产的炉渣中回收镍。通常，在炉渣相中夹带feni液滴是有限的。一般预估在炉渣相中化学溶剂和机械夹带的ni将会在～0.2wt％。然而，镍铁熔炼中产生的炉渣比率非常大，通常镍铁冶炼产生800,000吨/年炉渣。因此，从通常的镍铁冶炼预期～1,600吨ni/年的总金属损耗。根据本实施方式，至少部分该有价金属可以用雾化随后磁性分离的低成本方法回收。

本实施方式还可以用于从通过铜冶炼生产的炉渣中回收铁和/或铜。对于大多数铜冶炼，炉渣富含铁。虽然进行了数次尝试，但是并未建立用于从铜熔炼炉渣回收铁的商业可行方法。根据本实施方式，用氧气浓度受控的气体进行雾化可以氧化炉渣，形成尖晶石型氧化物(铁矿石，fefe2o4)，所述尖晶石型氧化物可以通过磁性分离(以相对低的成本)、然后加入炼铁/炼钢炉。

铜冶炼还可能遭受其炉渣相的高铜损耗，特别是不具有沉淀炉的那些。富含铜的炉渣通常回收到另一种工艺，例如烘焙或电熔炼炉(flotationorelectricsmeltingfurnace)。然而，这些工艺昂贵且需要非常大量材料装运(materialhandling)。相反，根据本实施方式，富含铜的炉渣的气体雾化也可以生产一种或多种含有尖晶石型氧化物(铝酸铜cual2o4、铜铁尖晶石(cuprospinel)cufe2o4等)，所有尖晶石型氧化物都有磁性，并且可以通过磁性分离进行分离。这些富含金属的磁性分离材料随后可以装入熔炼炉或转炉(convertor)。铜氧化物(任何形式的，尖晶石或氧化亚铜，cu2o)一倒入锍(matte)浴，就与系统中的硫化物重新建立了新的平衡，并且可以还原为金属铜或铜的硫化物，并因此能够与其余的锍相一起回收。预期发生以下反应：

cu2o+fes→cu2s+feo

cu2s+2cu2o→6cu⁰+so2

用于从炉渣回收金属的方法和设备的第二实施方式将参考图2在下文进行说明。第二实施方式具体涉及防止夹带金属/合金液滴从富含金属的炉渣流中损失。图2包括与图1所示部件相似或等同的数个部件，并且这些类似的部件以类似的引用编号标识。

在一些熔炼操作中，金属损耗具有间歇且离散的性质。例如，不良的后出渣口操作控制，例如出渣口冲塞断裂、撇渣砖断裂或出渣槽泄露是导致大量金属流失到炉渣流的离散事件。如果不受控制，这些离散事件能“污染”具有金属和炉渣混合物的全部熔液，这要求全部炉渣熔液进行金属回收的处理。

例如，在常规操作中，一旦大量金属流引入炉渣冷却坑(coolingpit)，整个冷却坑被视为“受污染”，并且曾是贫瘠炉渣(barrenslag)的现在是富含金属的、且必须进行处理。由于缓慢空气冷却材料，仅有的回收再利用金属的有效方法是对冷却坑中的全部物料进行压碎并跳汰选(jig)。跳汰选是基于水的工艺，其利用密度差异从贫瘠炉渣流中分离浓缩金属流。跳汰选增加了额外成本，并同时导致环境问题和安全问题。

在使用渣桶输送炉渣的过程中，存在于炉渣中的金属沉入渣桶底部。因为这些桶包括无衬铸钢(unlinedcaststeel)，来自熔融金属的额外热传递立即提升操作的风险预测(riskprofile)。含有金属的渣桶必须从流程中取出，并冷却数天，导致可获得的桶减少、并且从桶中取出固化材料复杂化。在取出后，全部桶物料必须进行压碎，并在金属回收设备中进行加工。

预估在这些离散事件期间，80％的金属损耗包含在仅15～20％的炉渣中。炉渣的余料是为了所有金属贫瘠的意图和目的，但是必须进行加工以回收损耗的金属。

本实施方式使得这些离散事件孤立，以使得需要进行处理回收金属的炉渣的量最小化。本实施方式的设备包括一个或多个以下部件以使得金属损耗最小化：

预沉淀池52，其可以是固定的或可调整的；

干炉渣气体雾化装置28，其与参考图1所示的第一实施方式的上述气体雾化装置相似；以及

控制系统36，其使得富含金属的流自动转向。

上述部件在下文进行更详细地描述。

在第二实施方式中，熔融炉渣40周期性或连续从冶金炉(未显示)的出渣口进行排放，如上述第一实施方式所述。可以数种方式例如炉渣容器或出渣槽，将熔融炉渣40从炉输送到气体雾化装置28。在图示实施方式中，熔融炉渣40沿着出渣槽38流动。出渣槽38在该实施例中显示为包含支撑在混凝土结构48上的砂层46。

熔融炉渣40显示为包括金属42。随着流向气体雾化装置28，金属42具有较大的密度，并由此沉入底部。金属42和炉渣40在图2中显示为分开的层，以说明金属具有较大的密度，并将趋向于沉淀到炉渣外。然而，应理解至少部分金属42将会以液滴的形式夹带在炉渣40中。

金属42和炉渣40的部分分离可以通过碳撇渣砖实现，其将使得金属42的主要部分转向到砂层的凹陷部50，同时使得残余的熔融物料(包含炉渣和任何残余金属)流向气体雾化装置28。通过如下实现类似的分离：收集罐(未显示)中的熔融炉渣40，并使得金属42沉入容器，同时炉渣溢出容器、并流向气体雾化装置28。

碳撇渣砖44或罐各自具有从熔融炉渣40回收金属的有限能力。例如，不良的后出渣口操作(即，流道破裂(runnerfailure)、撇渣砖断裂、排出枪液压故障(tapgunhydraulicfailure)，出渣口关闭晚)以及湍流将会导致夹带的金属液滴影响炉渣流，并且不能充分沉淀而保留在金属罐中或浇筑区中。这些值可以表示炉渣量2％～5％的洁净合金。在常规操作中，该金属通过如下回收：在压碎并进料至金属回收设备中的跳汰选工艺之前，前冷却并固化坑中或渣桶/罐中的大部分炉渣。如下所示，在本实施方式中能够避免该高成本低效率的步骤。

首先，处理撇渣砖44或炉渣容器之外，图2的设备进一步包括预沉淀池52，炉渣40在其流到气体雾化装置28的路径上从预沉淀池52上流过。预沉淀池52包括在砂层46中的凹陷部，金属42的夹带液滴沉淀到凹陷部中，并与熔融炉渣40分离。预沉淀池52的容量可以进行调整以处理金属容量或高或低的炉渣，由此提高回收能力。为了相对于炉渣40中金属42含量对池52的体积进行调整，根据第二实施方式的设备包括位于砂层46之下或位于砂层46以内、池52之下的可移动板，并且用于升高和降低板54，以升高或降低池52的底座。在图示的实施方式中，为此目的，可以在板54下面提供液压活塞56。

当金属的损耗是连续的时候，可调整的预沉淀池52使得操作人员能在雾化前捕获夹带的金属，并组成炉渣流的一小部分。可调整的性质使得操作人员能够限制进入池52的炉渣的量，并确保即使当由于冷却而在池52中形成外壳时，也能使得可获得额外量的金属捕获。从池52取出最终铸块可以通过设计并使用现有设备进行简化。

第二，本实施方式提供了用于基本避免雾化含有大量金属42的炉渣40的方法。在流过预沉淀池52和/或从预沉淀池52上流过之后，熔融炉渣40流过出渣槽38，流向气体雾化装置28。随着流过出渣槽38，炉渣40的组成受到间歇或连续监控，以检测金属42的高浓度。什么被认为是高浓度取决于多种不同因素，并且必然是工艺特异性的(process-specific)。

在本实施方式中，炉渣40的组成通过操作人员的视觉观察和/或一个或多个传感器58受到间歇或连续监控，所述传感器包括红外传感器、光传感器、热传感器、和/或成分传感器。成分传感器包括：x射线衍射(xrd)传感器、x-射线荧光分光光度计(xrf)、光谱传感器、气体传感器、和磁性传感器。例如，通过传感器58的该监控可以检测因为金属浓度增加从材料释放的相对高能量(由于金属氧化放热)、以及/或者当富含金属的炉渣在气体雾化装置28中雾化时送出风(theblast)的发射光谱改变。这使得能够快速且精确地检测从炉10排出的炉渣40的任何富含金属部分。传感器58可以位于气体雾化装置28上游、下游、和/或气体雾化装置28内。

传感器58产生电子信号，并将电子信号输送到控制系统36，其中信号涉及炉渣40的组成。一旦确定流向气体雾化装置28的炉渣40包含过量的金属42，那么控制系统36驱使一个或多个机械装置以防止炉渣雾化，直至来自传感器58的信号显示炉渣40中的金属42浓度在此达到可接受的浓度。

应理解，如上所述的预沉淀池52的操作也可以通过控制系统36控制。因此，响应来自用于监控熔融炉渣40金属含量的相同或不同传感器58的信号，控制系统36可以通过驱动液压活塞56升高或降低板54来调整预沉淀池52的体积。因此，如图2所示，控制系统36可以与液压活塞56连接，并且该连接通过图2中的线88表示。可选地，或除了通过控制系统36控制之外，预沉淀池52的操作可以通过人操作者进行控制和/或驱动。

用控制系统36控制炉渣40雾化的两个可能设置如图2所示，并在下文进行讨论。应当理解这两个设置可以同时使用或单独使用，用于控制炉渣雾化。可选地，或除了通过控制系统36控制之外，炉渣40的雾化可以通过人操作者进行控制和/或驱动。

根据第一设置，炉渣雾化的控制通过直接控制鼓风机30的输出完成，以使得在当炉渣40的金属含量不可接受地高期间，鼓风机30关闭或减速运行，由此防止炉渣40雾化，并使得在炉渣40金属含量为可接受水准期间，鼓风机30运行炉渣40的雾化。根据该设置，控制系统36可以直接连接到鼓风机30、或鼓风机控制器59，用于控制鼓风机30的运行，并且该直接连接通过图2的线60表示。控制系统36引起在炉渣40金属含量不可接受地高期间鼓风机30关闭或减速运行，直至传感器和/或视觉观察指示处炉渣40的金属浓度在此达到可接受浓度，在此时，控制系统36将导致鼓风机30恢复正常运行并重新开始炉渣40的雾化。

根据第二设置，炉渣雾化的控制通过控制鼓风机30的输出进行控制，以使得在炉渣40金属含量为可接受水准期间，鼓风机输出流动到雾化喷嘴66以雾化炉渣40，并使得在当炉渣40的金属含量不可接受地高期间，鼓风机输出完全或部分转向离开雾化喷嘴66，以防止炉渣40雾化。

因此，如图2所示，控制系统36可以直接与转向/开关单元70连接、或通过开关单元控制器72与转向/开关单元70连接，并且该连接通过图2中的线74表示。为了方便，图2示出了沿其长度的部分组合的线60和74。转向/开关单元70可以包括三通阀门，其具有通过管道62与鼓风机30连通以接收鼓风机输出的第一口(在本文中也称为“进气口”)、通过管道64与雾化喷嘴66连通以直接将鼓风机输出连通到喷嘴66的第二口、以及鼓风机输出转向离开喷嘴66(例如通过管道78转向到排气开口)的第三口(在本文中也称为“排气口”)。

根据第二设置，控制系统36控制开关单元70和/或开关单元控制器72的操作，以使得在炉渣40金属含量为可接受水准期间，开关单元70将鼓风机输出引导到雾化喷嘴66对炉渣40进行雾化，并使得在当炉渣40的金属含量不可接受地高期间，开关单元70引导鼓风机输出转向离开雾化喷嘴66、例如引导到排气开口76，以防止炉渣40雾化。

如图2所示，熔融炉渣流40从出渣槽38的末端下落到雾化室。炉渣40的下落流通过附图标记80如图2所示。在炉渣40的金属含量确定为可接受水准期间，由鼓风机30产生的气体流通过雾化喷嘴66引导到熔融炉渣40的下落流80。熔融炉渣40的下落流80与来自喷嘴66的气体接触导致炉渣40分散为一股细小液滴，随着通过雾化室，所述液体部分冷却并固化以形成固态炉渣颗粒，其中，这股炉渣液滴通过附图标记82显示在图2中。此外，来自喷嘴66的气体流运载炉渣颗粒离开喷嘴66，并且炉渣颗粒收集在距离喷嘴66一定距离的雾化室地面上的物料堆(heap)84中。

在炉渣40的金属含量确定为不可接受地高水准期间，熔融炉渣40的下落流80通过由如上所述设置中的一种设置停止或降低来自雾化喷嘴66的气体流量进行中断。因此，在这些条件下，炉渣40不会雾化、和简单地掉落到喷嘴66前面的雾化室地面上，并且使得炉渣40冷却并固化为块86。

由此可知，本发明的方法和设备提供了简单且有效的方法，用于将炉渣分离为富含金属的成分和金属含量贫瘠的成分。相对大量的金属含量贫瘠的炉渣流经过气体雾化，能够直接是由操作人员出售或堆放。这降低了后出渣口处理的整体成本。另一方面，较少了的复合金属的炉渣流进行回收再利用，并送到金属回收装置。炉渣分离为两个产品流，由此显著降低需要进行金属回收的炉渣的量。富含金属的炉渣的单独处理降低了金属回收再利用的成本，并解锁了在现有金属回收装置内处理可堆叠并等待处理的历史材料的能力。这使得操作人员能够降低炉渣处理成本、并增加来自同一装置的金属可售产品(由于历史炉渣典型的较高的金属含量)。

例如，通过使用上述方法和设备，约80％的炉渣可以绕过金属回收装置。对于生产大约40万吨/年(tpa)金属的大型铬铁设备，这可以相当于金属生产额外增加12,000吨或3％体积。

而且，在控制系统36同时控制预沉淀池52和雾化装置28的实施方式中，这两个装置可以协调的方式进行操作，以使得从炉渣40回收的金属42的量最大化。在这方面，控制系统36可以操作预沉淀池52以尽可能多地从熔融炉渣40去除金属。至少一个传感器58可以检测预沉淀池52下游的熔融炉渣40的金属含量，并且使用由该传感器58向控制系统36提供的信息，(至少部分)控制气体雾化装置28的操作。

虽然，第二实施方式结合具体冶金工艺进行描述，但是应当理解，第二实施方式可用于任何熔融材料的雾化工艺，其中，如果在雾化之前进行去除，熔融材料流中的夹带颗粒具有经济利益，所述雾化工艺包括这样的过程：夹带颗粒在雾化期间存在离散期(discreteperiod)。虽然铬铁生产设备已经在上文中进行了具体讨论，但应当理解第二实施方式基本上可适用于铁合金生产商，例如生产fecr、feni、femn等的那些生产商。第二实施方式还有利于钢生产商回收炉渣中的铁含量。

根据第三实施方式用于从炉渣回收金属的方法和设备将在下文进行说明。第三实施方式聚焦在处理炉渣以回收金属副产物。该方法包括以下步骤：

(a)提供含有所述一种或多种金属副产物的所述炉渣组合物，其中，炉渣组合物是熔融态的；

(b)将熔融炉渣组合物进料至气体雾化设备的雾化室；

(c)通过雾化喷嘴将气体流进料至雾化室；

(d)在雾化室中用气体流对熔融炉渣组合物进行雾化，以分散并固化熔融炉渣产物，形成固态炉渣颗粒；以及

(e)将固态炉渣颗粒装入一个或多个回收单元，以从固态炉渣颗粒回收所述一种或多种金属副产物。

第三实施方式的方法可以进一步包括如下步骤：在制备单元中对固态炉渣颗粒进行预处理，其中，预处理步骤在步骤(d)和步骤(e)之间进行。该预处理步骤可以包括一个或多个物理和/或化学预处理步骤，并且至少部分取决于将要回收的金属。物理预处理步骤的具体例子包括磁性分离和/或粉碎(sizereduction)。化学预处理步骤的具体例子包括在流化床和/或焙烧中处理。然而，应理解，该预处理列举并不是详尽的，并且包括一种或多种其它预处理步骤。

类似地，在步骤(e)中使用的回收单元的类型是高度可变的，并且至少部分取决于将要回收的金属。例如，金属回收单元可以包括火法冶金单加工元或湿法冶金加工单元，其可以选自下组：烟化炉、顶吹转炉(tbrc或卡尔多炉)、回转窑、电炉、和酸浸单元。

在非铁金属生产制造中提取感兴趣的金属后，炉渣通常包含应当在后续步骤中回收的大量其它有价金属元素(包括铁、锌、钴等)，以提高操作的整体经济效益。根据本发明实施方式，炉渣的气体雾化用于生产可以直接在后续过程中处理的材料，由此使得通常需要的预处理步骤(preparationstep)最少化。该实施方式通过以下实施例进行说明。

铅(以及在某些情况下铜)生产炉渣可以包括相当可观量的锌、锡、锗或镉。因此，该炉渣在烟化单元(是常规烟花炉、威尔兹回转窑、顶吹浸没式喷枪炉(topblownsubmergedlancefurnace)、或其它烟化单元)中的进一步初始是金属回收的典型措施。固化并冷却的炉渣在装入烟化单元之前需要压碎(并且在某些情况下粒化)。然而，通过炉渣的气体雾化，可以消除该预处理步骤。使用雾化工艺生产的颗粒/丸粒可以直接装入烟化单元。

为了从铜熔炼炉渣回收其它有价金属副产物例如铁和铜，固化炉渣进行压碎、碾磨，并湿法冶金处理(例如，酸浸)，以生产残留的金属。炉渣雾化可以降低对于昂贵粉碎工艺的需求，并使得在没有粉碎、或有限次粉碎的情况下，经雾化/固化的炉渣在湿法冶金操作中进行处理。

根据本实施方式通过气体雾化处理熔融炉渣在金属副产物回收中提供了额外的优点，因为气体雾化可以增加某些炉渣的反应，这促进和/或加速了在浸出工艺(leachingprocess)中金属副产物的回收。这些优点在下文进行进一步描述。

首先，应当注意在气体雾化期间熔融炉渣的快速骤冷产生了玻璃状、无定形材料。热动力学上，该玻璃状材料具有较高的内能，并且因此玻璃状材料能够溶解在水溶液中且比晶体状材料更容易在水溶液中反应。

第二，气体雾化的熔融炉渣快速骤冷可以导致形成亚稳相，其倾向于与水溶液反应以达到稳定。这将导致气体雾化的炉渣更多且更快地浸出。

因此，可见第三实施方式促进非铁金属生产装置的一体化，因为生产一种金属的操作的副产物(例如炉渣)变为了生产另一金属的另一工艺的进料。该整合将任意给定矿石的生产率最大化，并由此改进冶金厂(smelter)的可持续性和竞争力。此外，第三实施方式可以避免对于需要额外设备/处理和维护费的如下需求：录制的特定进料预处理、是否干燥、压碎、碾磨、压团(briquetting)/粒化等。气体雾化炉渣的处理更成本低廉、坚实可靠、并且可以消除对于昂贵且会产生灰尘(dust-creating)的碎粉操作的需要。

根据另一实施方式，通过利用一些炉渣在雾化期间形成矿渣棉的趋势，提高炉渣中金属的回收。如国际申请第pct/ca2015/050210(其通过引用全文纳入本文)中所述，矿渣棉是某种炉渣干法制粒(drygranulation)的副产物。在本实施方式中，分离炉渣的矿渣棉以促进金属回收。甚至可以在气体雾化期间，故意将炉渣的部分转变为矿渣棉，以提高从炉渣回收金属。

矿渣棉由低密度炉渣纤维构成，所述低密度炉渣纤维通过具有较差的形成液滴性能、和/或高粘度的炉渣进行干法制粒进行生产。矿渣棉的密度低于炉渣颗粒，其主要包含二氧化硅，并且具有较低的金属含量。因此，在气体雾化生产一些炉渣颗粒和一些矿渣棉的情况下，炉渣颗粒将趋向于具有相对高的金属含量，并且矿渣棉将趋向于具有相对低的金属含量。因此，分离矿渣棉和炉渣颗粒实现了富含金属级分(炉渣颗粒)和金属含量贫瘠的级分(矿渣棉)的至少部分分离，并且，在用于从炉渣颗粒回收有价金属的上述方法协助下，提供了更彻底的有价金属和炉渣的分离。

根据本实施方式，熔融炉渣从炉中排出到可移动炉渣容器或出渣槽或渣沟，其中参考附图1～3中的任意图，熔融炉渣输送到如上所述的气体雾化设备。输送过程中，炉渣保持在熔融态。在本实施方式中气体雾化装置与参考上述附图1～3中任意图的相同，具有其中熔融炉渣通过一个或多个气体流进行雾化，所述一个或多个气体流来自一个或多个由id扇提供气体的雾化喷嘴。或者，根据本实施方式的方法可以用于历史炉渣的处理，其中，历史炉渣在输送到气体雾化设备之前进行粉碎并熔融为熔融态。

可以调整雾化的参数以控制(增加或降低)矿渣棉形成的量(到某一程度)。在本实施方式中，调整气体雾化参数以使得炉渣的一部分转变为矿渣棉，并且炉渣的一部分将会转变为炉渣颗粒。所生产的矿渣棉的比例以及需要调整的参数很大程度上取决于炉渣的组成和粘度、以及其中含有的金属的量。根据本实施方式，矿渣棉产生量可以通过一种或多种以下方法增加：通过调整雾化期间的炉渣/气体比；通过调整雾化气体的温度；通过调整雾化气体(例如，空气)的速度；以及通过改变炉渣的化学组成。

一旦炉渣雾化，气体雾化装置的室将会含有一些固态炉渣颗粒和一些矿渣棉。基于炉渣颗粒较高的密度，炉渣颗粒可以与矿渣棉分离。

一旦炉渣颗粒与矿渣棉分离，它们可以根据如上所述实施方式进行处理，以从颗粒回收金属。例如，如上所述，可以通过磁性分离将固态炉渣颗粒分离为一种或多种富含金属的级分以及一种或多种金属含量贫瘠的级分。或者，如上所述与第三实施方式结合，通过一种或多种湿法冶金工艺可以从固态炉渣颗粒回收有价金属。

图4是本实施方式上述步骤的概括流程图。

根据另一实施方式，在下文中对一种方法进行描述，所述方法用于回收在熔炼含有铂族金属的矿石期间产生的熔融炉渣中所夹带的铂族金属。铂族金属包括：钌(ru)、铑(rh)、钯(pd)、锇(os)、铟(in)、和铂(pt)。

目前，从炉渣分离铂族金属通过如下实现：在分离炉中将炉渣保持熔融态，并通过重力(沉淀)将夹带的铂族金属从炉渣中分离。该常规工艺不仅耗时(因为从炉渣分离金属需要时间)，而且需要大量能量将炉渣保持熔融态。而且，为了进行分离还需要专用炉。在本实施方式中，熔融炉渣从炉中排出到可移动炉渣容器或出渣槽或渣沟，其中参考图1～3中的任意图，熔融炉渣输送到如上所述的气体雾化设备。输送过程中，炉渣保持在熔融态。在本实施方式中气体雾化装置与参考上述附图1～3中任意图的相同，具有其中熔融炉渣通过一个或多个气体流进行雾化，所述一个或多个气体流来自一个或多个由id扇提供气体的雾化喷嘴。或者，根据本实施方式的方法可以用于历史炉渣的处理，其中，历史炉渣在输送到气体雾化设备之前进行粉碎并熔融为熔融态。

设置雾化参数以使得通过雾化产生的固态炉渣颗粒具有小粒径。发明人发现：金属相和炉渣相之间的分离在雾化期间发生，以使得雾化产生富含铂族金属的一种或多种级分、以及铂族金属含量贫瘠的一种或多种级分。在雾化后，简单的密度分离可用于分离富含金属的级分和金属含量贫瘠的级分，或者在某些情况下可以使用磁性分离。图5是本实施方式上述步骤的概括流程图。

尽管本发明已结合某些具体实施方式来进行描述，但本发明不限于这些具体实施方式。相反，本发明包括可能落入所附权利要求书的范围内的所有实施例。

权利要求书(按照条约第19条的修改)

1.用于从炉渣组合物中分离富含金属的级分的方法，所述方法包括以下步骤：

(a)提供熔融态的炉渣组合物，其中，炉渣组合物包含一种或多种有价金属；

(b)将熔融炉渣组合物进料至气体雾化装置的雾化室；

(c)通过雾化喷嘴将气体流进料至雾化室，其中，气体包含氧气；

(d)在雾化室中用气体流对熔融炉渣组合物进行雾化，以分散并固化熔融炉渣产物，形成固态炉渣颗粒，

其中，气体含有足够使得一种或多种有价金属的至少部分在熔融炉渣组合物的雾化期间转变为一种或多种磁性化合物的浓度的氧气；

其中，磁性化合物包含一种或多种具有通式ab2o4的尖晶石结构，其中，a是二价阳离子、且b是三价阳离子；

其中，在固态炉渣颗粒的第一级分中存在的所述磁性化合物的浓度足够使得第一级分的颗粒具有足够使得它们能凭借磁性装置从剩余的固态炉渣颗粒中分离出来的磁性；

(e)控制气体中氧气的分压，以使得炉渣具有位于尖晶石主结晶相区域的组成；以及

(f)从剩余的固态炉渣颗粒中磁性分离第一级分。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述一种或多种有价金属是选自下组的一种或多种：夹带的非磁性金属或合金、以及化学溶解的金属或合金。

3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述气体包括空气。

4.如权利要求1-3中任一项所述的方法，所述方法进一步包括如下步骤：从冶金炉排出熔融炉渣组合物，并在保持炉渣组合物熔融态的同时，将熔融炉渣组合物从冶金炉输送到气体雾化装置。

5.如权利要求4所述的方法，所述方法进一步包括如下步骤：将固态炉渣颗粒的第一级分返还到冶金炉，用于再次熔炼。

6.用于回收夹带在熔融炉渣组合物中的一种或多种有价金属的方法，所述方法包括：

(a)提供所述熔融炉渣组合物，其中，所述一种或多种有价金属夹带在熔融炉渣组合物中；

(b)将所述熔融炉渣组合物输送至气体雾化装置的雾化室；

(c)确定夹带在熔融炉渣组合物中的所述一种或多种有价金属的含量是否超过预定量；以及

(d)在确定夹带在熔融炉渣组合物中的所述一种或多种有价金属的含量低于预定量的情况下，所述方法进一步包括如下步骤：用由位于雾化室中的一个或多个雾化喷头产生的气体流对熔融炉渣组合物进行雾化，以分散并固化熔融炉渣产物，形成固态炉渣颗粒；或者

(e)在确定夹带在熔融炉渣组合物中的所述一种或多种有价金属的含量超过预定量的情况下，所述方法进一步包括如下步骤：在并未在雾化室中通过所述气体流进行雾化的情况下，使熔融炉渣组合物冷却并固化。

7.如权利要求6所述方法，其特征在于，确定夹带在熔融炉渣组合物中的所述一种或多种有价金属的含量是否超过预定量的步骤通过目测或通过一个或多个传感器进行。

8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述一个或多个传感器是选自下组的一种或多种传感器：红外传感器、可见光传感器、热传感器、和成分传感器。

9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述成分传感器是选自下组的一种或多种传感器：x射线衍射(xrd)传感器、x-射线荧光(xrf)分光光度计、光谱传感器、气体传感器、和磁性传感器。

10.如权利要求7-9中任一项所述的方法，其特征在于，一个或多个传感器位于气体雾化装置内、并且/或者气体雾化装置的上游和/或下游。

11.如权利要求6-10中任一项所述的方法，其特征在于，确定夹带在熔融炉渣组合物中的所述一种或多种有价金属的含量的步骤以连续或间歇基准进行。

12.如权利要求6-11中任一项所述的方法，其特征在于，熔融炉渣组合物进入气体雾化室，并在所述一个或多个气体雾化喷头前通过。

13.如权利要求12所述的方法，其特征在于，在步骤(d)期间，固态炉渣颗粒收集在气体雾化室的第一区域中。

14.如权利要求12或13所述的方法，其特征在于，在步骤(e)期间，来自一个或多个喷嘴的气体流停止。

15.如权利要求14所述的方法，其特征在于，在步骤(e)期间，通过将气体流转向和/或停止或降低输送到一个或多个喷嘴的所述气体流量来中断气体流。

16.如权利要求15所述的方法，其特征在于，通过控制系统控制气体流的转向和/或所述气体流量的停止，所述控制系统接收来自一个或多个传感器的电子信号。

17.如权利要求15或16所述的方法，其特征在于，在步骤(e)期间，在与第一区域分开的气体雾化室的第二区域中，使得炉渣组合物冷却并固化。

18.如权利要求6-17中任一项所述的方法，所述方法进一步包括如下步骤：将在步骤(e)期间产生的冷却且固化的炉渣组合物输送到金属回收单元，并在金属回收单元中回收所述一种或多种有价金属。

19.如权利要求6-18中任一项所述的方法，所述方法进一步包括如下步骤：从冶金炉排出熔融炉渣组合物，并将熔融炉渣组合物输送到出渣槽中的气体雾化装置。

20.如权利要求19所述的方法，其特征在于，所述出渣槽包括预沉淀池，并且其中，所述方法进一步包括如下步骤：在熔融炉渣组合物通过出渣槽输送到气体雾化装置时，熔融炉渣组合物通过预沉淀池。

21.如权利要求20所述的方法，所述方法进一步包括：通过升高或降低预沉淀池的底座调整预沉淀池体积。

22.如权利要求21所述的方法，其特征在于，相对于夹带在熔融炉渣组合物中的所述一种或多种有价金属的含量，调整预沉淀池的体积。

23.如权利要求22所述的方法，其特征在于，对应于熔融炉渣组合物中的所述一种或多种有价金属水平增加，预沉淀池的体积增大，并且，对应于熔融炉渣组合物中的所述一种或多种有价金属水平降低，预沉淀池的体积减小。

24.用于回收夹带在熔融炉渣组合物中的一种或多种有价金属的设备，所述设备包括：

(a)气体雾化装置，其具有包括一个或多个雾化喷嘴的雾化室；

(b)流量控制装置，用于可选地提供和停止向所述一个或多个雾化喷嘴的雾化气体供应；

(c)控制系统，其进行编程以控制所述流量控制装置的操作；以及

(d)位于雾化室以及/或者雾化室上游和/或下游的一个或多个传感器，其中，所述一个或多个传感器用于探测熔融炉渣组合物中的所述一种或多种有价金属，并向控制系统提供电子信号，表明熔融炉渣组合物中所述一种或多种有价金属的含量是否超过预定水平。

25.如权利要求24所述的设备，其特征在于，所述流量控制装置包括转向/开关单元；

其中，所述转向/开关单元包括用于向一个或多个雾化喷嘴可选地提供雾化气体流量、以及停止输送到一个或多个雾化喷嘴的雾化气体流的三通阀门。

26.如权利要求25所述的设备，其特征在于，所述三通阀门包括用于排出从一个或多个雾化喷嘴转向出来的雾化气体的排气口。

27.如权利要求25或26所述的设备，其特征在于，所述设备进一步包括鼓风机，所述鼓风机向一个或多个雾化喷嘴提供雾化气体流，并且，其中三通阀门具有通过管道与鼓风机相连的进气口，并且用于控制从鼓风机到一个或多个雾化喷嘴的雾化气体流。

28.如权利要求24-27中任一项所述的设备，所述设备进一步包括：位于雾化室上游的预沉淀池，其中，所述预沉淀池具有可调整的体积。

29.如权利要求28所述的设备，其特征在于，所述预沉淀池具有底座，所述底座包括沙层和位于沙层之下的可移动板。

30.如权利要求29所述的设备，其特征在于，所述预沉淀池进一步包括用于升高和降低可移动板的机械装置。

31.如权利要求30所述的设备，其特征在于，所述用于升高和降低可移动板的机械装置包括液压活塞。

32.如权利要求28-31中任一项所述的设备，其特征在于，控制系统控制所述预沉淀池的操作。

33.用于从炉渣组合物中回收一种或多种金属副产物的方法，所述方法包括：

(a)提供含有所述一种或多种金属副产物的所述炉渣组合物，其中，炉渣组合物是熔融态的；

(b)将熔融炉渣组合物进料至气体雾化装置的雾化室；

(c)通过雾化喷嘴将气体流进料至雾化室；

(d)在雾化室中用气体流对熔融炉渣组合物进行雾化，以分散并固化熔融炉渣产物，形成固态炉渣颗粒；以及

(e)将固态炉渣颗粒装入一个或多个金属回收单元，以从固态炉渣颗粒回收一种或多种金属副产物，其中，所述一个或多个金属回收单元包括火法冶金单加工元或湿法冶金加工单元，其选自下组：烟化炉、顶吹转炉(tbrc或卡尔多炉)、回转窑、电炉、和酸浸单元。

34.如权利要求33所述的方法，所述方法进一步包括如下步骤：在制备单元中对固态炉渣颗粒进行预处理，其中，预处理步骤在步骤(d)和步骤(e)之间进行。

35.如权利要求34所述的方法，其特征在于，预处理步骤包括物理预处理或化学预处理。

36.如权利要求35所述的方法，其特征在于，物理预处理步骤包括磁性分离和/或粉碎。

37.如权利要求35所述的方法，其特征在于，化学预处理步骤包括在流化床和/或焙烧单元中处理。

38.用于从炉渣组合物中分离有价金属的方法，所述方法包括以下步骤：

(a)提供熔融态的炉渣组合物，其中，炉渣组合物包含一种或多种有价金属；

(b)将熔融炉渣组合物进料至气体雾化装置的雾化室；

(c)通过雾化喷嘴将气体流进料至雾化室；

(d)在雾化室中用气体流对熔融炉渣组合物进行雾化，以使得熔融炉渣组合物的第一部分转变为矿渣棉，并且熔融炉渣组合物的第二部分转变为固态炉渣颗粒；

(e)分离矿渣棉和固态炉渣颗粒；以及

(f)从固态炉渣颗粒回收所述有价金属。

39.如权利要求38所述的方法，其特征在于，通过调整一个或多个雾化参数，将熔融炉渣组合物的第一部分转变为矿渣棉，所述雾化参数选自下组：炉渣/气体比、气体速度、炉渣组成、和雾化气体的温度。

40.如权利要求38或39所述的方法，其特征在于，通过在雾化前改变熔融炉渣组合物的组成，将熔融炉渣组合物的第一部分转变为矿渣棉，其中熔融炉渣组合物的组成使用添加剂、例如二氧化硅进行改变。

41.如权利要求38-40中任一项所述的方法，其特征在于，利用矿渣棉较低的密度，分离矿渣棉与固态炉渣颗粒。

42.如权利要求39-41中任一项所述的方法，其特征在于，通过磁性分离或通过湿法冶金工艺，分离有价金属和固态炉渣颗粒。

43.用于分离夹带在炉渣组合物中的铂族金属的方法，所述方法包括以下步骤：

(a)提供熔融态的炉渣组合物；

(b)将熔融炉渣组合物进料至气体雾化装置的雾化室；

(c)通过雾化喷嘴将气体流进料至雾化室；

(d)在雾化室中用气体流对熔融炉渣组合物进行雾化以生产固态炉渣颗粒，其中，所述固态炉渣颗粒的一种或多种级分相对富含所述铂族金属，并且一种或多种级分中所述铂族金属相对贫瘠；以及

(e)使用密度分离，相对于所述铂族金属相对贫瘠的一种或多种级分，分离富含所述铂族金属的一种或多种级分。