专利名称：处理物料的方法和进行所述方法的设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及处理物料(dressing a material)的方法，所述物料包括贵金属和铂系金属以及杂质，还涉及进行所述方法的装置。
实际上，着手处理的物料中金、铂、钯、铑和铱的总含量为20％或更多。这类物料大部分含有与所述元素和/或其它元素伴生的金属杂质，它们与氧、氢和氯形成挥发性的化合物和氯化合物。这种物料可以是其它过程的残余物、混合物或合金。
本发明的一个目的是提供一种以这样一种方式处理所述物料的方法留下金、铂、钯、铑和/或铱的浓缩的残余物，并尽可能经济且环境安全地进行该处理。
在上面这种方法中，该目的是按照本发明权利要求1的特征部分表明的方法来达到的。
本发明的另一个目的是提供进行所述方法的装置。
按照本发明，该目的是按照权利要求7来达到的。
下面将参照附图
更详细地解释本发明的实施方案。该唯一的附图表示了一个用于进行本发明方法的装置的竖直剖面。
该图中所示装置有一反应器1，它设有一个基本上为圆筒形的筒体2。反应器1还设有一个底3，它与反应器筒体成为一整体而且在该实施方案中是半球形的。反应器筒体2的上端与一排气装置5相连，气体和挥发性成分可以通过装置5从反应器1的内部排出。
排气装置5包括一个收集器6，收集器6有一个锥形罩。该收集器6的有较大直径的底部面对着反应器筒体2的上开口端，收集器6的该段与该上筒体开口横向遮盖。一个设有风扇(未示出)的排放管连接到锥形罩6的有较小直径的另一端部。该排放管5的该端以公知的方式连到一个涤气器上，有利的是文丘里涤气器(未示出)。
一个用于将气态处理介质加入反应器1内的入口管7一端连接到反应器1的底部3上。在所示的实施例中，入口管7连接到反应器底3的最低部位的中间。
在反应器1内部和该反应器的筒体2的区域中布置有一个用于要被处理的批料9的支撑10。该支撑10有一撑杆11，它位于反应器筒体2的轴区附近并沿该筒体2的轴向运动。
一个用于分布介质和气体物流的装置12连接到该撑杆11的下端。
分布装置12采用锥形罩的形式，其尖端连接到撑杆11的下端。锥形罩12的边的外侧设有一个环13，其外边接触反应器筒体2的内侧。该环13采用平环的形式，该环实际上位于一个水平面上。批料9被支撑在锥形罩12和环13上。
锥形罩12由网材制成，以便气态介质可以经过该壁12到达批料9处。所述网的网孔可适合要被处理的物料9的粒子尺寸，使物料颗粒不经网12落下。锥形罩12的锥形增加了罩12和批料9之间的接触表面。该表面越大，可到达批料9内部的气态介质的量越大。
将进行各方法步骤所需的热引入反应器1和批料9中，所述热分别可通过反应器1的壁2引入和/或通过预热被引入反应器1中的气体来引入。在气体到达入口管7之前进行该气态处理介质的预热是有利的，而且这种预热可以以任何已知的方法进行，反应器1的筒体2本身由加热装置15环绕，该装置可由电流、气体、油等加热。由装置15产生的热经过反应器壁2。
换热器16位于反应器1内部，即在反应器1的底部3中的入口7区域内。该换热器16将经入口管7到达反应器1的气态处理介质加热到适当的工作温度。该换热器16的主体17为半球形，而且该主体17的半球形底壁18面向反应器1的底3。与主体17相应的球的中心和与反应器底3相应的球的中心重合。这样在换热器的半球形底18的壁和在其同距离区域中的反应器的半球形底部3的壁之间存在一环形间隙，该间隙在反应器1的筒体2附近，而且处理介质通过该间隙到达分布器12。锥形装置12使反应器壁2内的介质分布到该装置12的整个表面上，使得气态处理介质经分布装置12的整个表面到达批料9。
用本发明方法处理的物料可以是固体混合物或液体或至少可流动的合金。例如它可以是来自Ni或Cu或Zn精制厂的所谓的浓缩物。将这种浓缩物供给贵金属精制厂用于回收贵金属或铂系金属。该物料含有贵金属和铂族金属以及杂质。这些金属可能被S、Se、Ag、Te、Cu、Ni、As、Sb和Pb污染。如果该物料是一种固体，它可以以粉碎状用于按本发明的方法进行处理。这样，可能首先需要将该物料粉碎。批料9有至少5m2/kg的表面积。
将形成碎片的批料9从上方引入反应器1，使其处在支撑10上。反应器1如此构造使得气态处理介质经气体分布装置12进入固相9。将反应器1加热到各过程步骤所需的操作温度，这可以通过加热装置15和/或换热器16和/或通过预热气态介质来实现。该处理介质渗入批料9，同时与批料9反应。处理介质和挥发性反应产物从批料9的上部排出并通过排气装置5从反应器1排出并被带入涤气器。
在反应器1的第一处理步骤中，首先在第一温度范围内在某温度下将物料进行氧化处理。该氧化是借助氧气或含氧气的气体混合物进行的。该气体混合物可以例如含有20％的氧气和80％的惰性气体或空气。进行氧化的温度范围在200℃和800℃之间。该范围优选在400℃和500℃之间。
在该过程步骤中，将这些伴生元素与氧生成挥发性化合物而从物料中除去。这些伴生元素可能主要是硫和硒。氧化后，可以用惰性气体例如氮气吹扫反应器1及其内容物。
随后在一个第二温度范围内将批料9进行还原处理。该还原借助于还原气或气体混合物进行，所述还原气或气体混合物可以分别是氢气和氢气/惰性气体混合物。该氢气/惰性气体混合物可以是含至少1％氢气的氢气/氮气混合物。在前述过程步骤中形成氧化物的金属在还原过程中恢复它们的金属形式。所述第二温度范围在200℃-1000℃之间，且优选在600℃-800℃之间。在该过程步骤中，从批料9中除去挥发性氧化合物。随后如果为安全起见，可用惰性气体如氮气吹扫，靠此除去在其它物料中的H2残余。
随后通过将氯引入反应器1中使批料9氯化。该氯化是在一个第三温度范围内进行的，而且所述第三温度范围在800-1300℃之间，有利地在900-1150℃之间。
与铂族金属和金相反，一些元素形成稳定的氯化合物，例如金属氯化物，如氯化铜镍、氯化镍、氯化银等。这些氯化合物是挥发性的并且与反应气一起从固体混合物中除去，并且以公知的方式在涤气器中洗涤和进一步处理，所述涤气器可是文丘里涤气器。在生成非挥发性氯化合物的情况下，这些化合物可以在固体混合物冷却后借助用水、用水溶液或其它溶液洗涤从固体中分离出来。
在该处理过程完成后，金以及铂、钯、铱和铑仍为残留物，而且它们不含伴生金属和伴生元素。SiO2也可能留下。
该方法不仅适用于固体和固体混合物，而且适用于液态合金。然而，在这种情况下应使供应反应器1的反应气量足够大，以便可流动的合金不流过气体分面器12。
权利要求
1.一种处理物料的方法，所述物料包括贵金属和铂族金属以及杂质，其特征在于首先在一个第一温度范围内将物料进行氧化处理，随后在一个第二温度范围内将物料进行还原处理，最后在一个第三温度范围内将物料氯化。
2.按权利要求1的方法，其特征在于在各步骤中的物料的处理是用气态物质进行的，氧化借助于氧气或含氧气体混合物进行，还原通过还原气或气体混合物进行，所述还原气或气体混合物可是氢气或氢气/惰性气体混合物，而且氯化借助于氯气进行。
3.按权利要求1的方法，其特征在于第一温度范围在200-800℃之间，优选在400-500℃之间，第二温度范围在200-1000℃之间，优选在600-800℃之间，第三温度范围在800-1300℃之间，优选在900-1150℃之间。
4.按权利要求1的方法，其特征在于在氧化之后和还原之前用惰性气体如氮气吹扫该物料。
5.按权利要求2的方法，其特征在于在产物冷却后，洗涤，例如用水洗涤在特定温度范围内为非挥发性的氯化合物。
6.按权利要求1的方法，其特征在于如果物料为固体，在氧化前粉碎该物料。
7.一种进行按权利要求1的方法的装置，其特征在于它包括一个反应器(1)，所述反应器(1)设有一个用于物料(9)的处理介质的入口(7)，所述入口(7)位于反应器(1)的下部区域，所述反应器(1)设有一个用于所述处理介质的出口(5)，所述出口(5)位于反应器(1)的上部区域，一个用于分布介质物流的装置(12)布置在反应器(1)内。
8.按权利要求7的装置，其特征在于一个涤气器如一个文丘里涤气器连接到反应器(1)的出口(5)处。
9.按权利要求7的装置，其特征在于一个加热装置(15)与反应器壁(2)的外表面相连和/或一个加热装置插入供给管(7)中。
10.按权利要求7的装置，其特征在于一个换热器设置在反应器(1)中即在入口(7)的区域中，该换热器使供给的反应气体升到所需的操作温度。
全文摘要
本装置包括一个带有用于处理介质的入口(7)和出口(5)的反应器(1)。反应器(1)装有要被处理的物料(9)以及该物料(9)的支撑(10)。支撑(10)包括一个分布在批料(9)中的处理介质物流的装置(12)。一个加热装置(15)与反应器壁(2)的外表面相连。将物料(9)进行氧化，然后进行还原处理，此后将其氯化。
文档编号B01J8/08GK1140472SQ95191449
公开日1997年1月15日 申请日期1995年11月30日 优先权日1994年12月1日
发明者阿德尔伯特·普赖尔 申请人:普顿尔工程公司