| (19) |
 |
|
(11) |
EP 2 235 461 B1 |
| (12) |
EUROPÄISCHE PATENTSCHRIFT |
| (45) |
Hinweis auf die Patenterteilung: |
|
31.05.2017 Patentblatt 2017/22 |
| (22) |
Anmeldetag: 11.12.2008 |
|
| (51) |
Internationale Patentklassifikation (IPC):
|
| (86) |
Internationale Anmeldenummer: |
|
PCT/EP2008/010490 |
| (87) |
Internationale Veröffentlichungsnummer: |
|
WO 2009/077114 (25.06.2009 Gazette 2009/26) |
|
| (54) |
VORRICHTUNG UND VERFAHREN ZUR GEWINNUNG VON METALLEN ODER METALLVERBINDUNGEN
DEVICE AND METHOD FOR OBTAINING METALS OR METAL COMPOUNDS
DISPOSITIF ET PROCÉDÉ POUR RÉCUPÉRER DES MÉTAUX OU DES COMPOSÉS MÉTALLIQUES
|
| (84) |
Benannte Vertragsstaaten: |
|
AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MT NL NO PL
PT RO SE SI SK TR |
| (30) |
Priorität: |
18.12.2007 DE 102007061025 02.05.2008 DE 102008021886
|
| (43) |
Veröffentlichungstag der Anmeldung: |
|
06.10.2010 Patentblatt 2010/40 |
| (73) |
Patentinhaber: SMS group GmbH |
|
40237 Düsseldorf (DE) |
|
| (72) |
Erfinder: |
|
- DEGEL, Rolf
40878 Ratingen (DE)
- OTERDOOM, Harmen, Johannes
40219 Düsseldorf (DE)
- KUNZE, Jürgen
46509 Xanten (DE)
|
| (74) |
Vertreter: Klüppel, Walter |
|
Hemmerich & Kollegen
Patentanwälte
Hammerstraße 2 57072 Siegen 57072 Siegen (DE) |
| (56) |
Entgegenhaltungen: :
EP-A- 0 633 441 EP-A- 1 375 628
|
EP-A- 0 714 860 JP-A- 53 146 202
|
|
| |
|
|
|
|
| |
|
| Anmerkung: Innerhalb von neun Monaten nach der Bekanntmachung des Hinweises auf die
Erteilung des europäischen Patents kann jedermann beim Europäischen Patentamt gegen
das erteilte europäischen Patent Einspruch einlegen. Der Einspruch ist schriftlich
einzureichen und zu begründen. Er gilt erst als eingelegt, wenn die Einspruchsgebühr
entrichtet worden ist. (Art. 99(1) Europäisches Patentübereinkommen). |
Technisches Gebiet
[0001] Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Gewinnung von Metallen
oder Metallverbindungen insbesondere aus einem das Metall oder die Metallverbindung
enthaltenden Feststoff. Die Erfindung betrifft daher insbesondere eine Vorrichtung
gemäß Anspruch 1 und weiterhin ein Verfahren gemäß Anspruch 9.
Stand der Technik
[0002] Häufig liegen Metalle oder Metallverbindungen mit Feststoffen gemeinsam vor, so dass
es technisch aufwändig ist, das Metall oder die Metallverbindung von dem Feststoff
zu trennen um es anderen Zwecken und Verarbeitungen zuzuführen. Daher werden die Metalle
bzw. Metallverbindungen von den Feststoffen mittels Vorrichtungen zur Gewinnung solcher
Metalle bzw. Metallverbindungen getrennt. Solche Vorrichtungen und Verfahren zur Gewinnung
von Metallen oder Metallverbindungen aus einem das Metall oder die Metallverbindung
enthaltenden Feststoff sind im Stand der Technik bekannt.
[0003] So ist beispielsweise durch die
WO 2006/131372 eine Vorrichtung bekannt geworden, bei welcher in einem Lichtbogenofen eine verflüssigte
metallhaltige Schlacke erhitzt wird, wobei die metallhaltige Schlacke in einem ersten
Wechselstrom- oder Gleichstromofen erhitzt wird und die Schmelze dann von dem ersten
Ofen in einen zweiten Ofen, der als Gleichstrom-Elektroofen ausgebildet ist, verbracht
wird.
[0004] Weiterhin sind die
EP 0714 860 B1 und
EP 1375628 A2 bekannt geworden, bei welcher ein Verfahren zur Aufbereitung von festen Rückständen
aus Müllverbrennungsanlagen offenbart ist, bei welchem Schlacke in mehreren Heizkammern
geschmolzen wird, wobei in einer ersten Heizkammer die Schlacke oxidiert wird, in
einer zweiten Heizkammer das Metall reduziert wird und in einer dritten Heizkammer
das Metall sedimentiert wird, um es anschließend in eine vorangehende Heizkammer zuzuführen,
wo es gesammelt wird und woraus es entnommen wird.
[0005] Die im Stand der Technik bekannten Vorrichtungen zeigen eine mangelnde Effizienz
aus, wobei der Anteil des gewonnenen Metalls bzw. der Metallverbindung noch zu gering
ist und der Anteil des verbleibenden nicht gewonnenen Metalls bzw. der Metallverbindung
noch deutlich zu hoch ist. Darüber hinaus ist die Lagerung dieser Schlacken oder Stoffe
mit hohen Kosten verbunden, wie beispielsweise die Lagerung von Schlacken aus der
Ferro-Legierungsindustrie oder der Nichteisenindustrie, bei welcher bei der Herstellung
oder dem Umgang mit Platin, Kupfer, Nickel, Blei etc. typischer Weise große Mengen
an Schlacken anfallen, was daher zu hohen Kosten führt.
Darstellung der Erfindung, Aufgabe, Lösung, Vorteile
[0006] Daher ist es die Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung und ein Verfahren zu schaffen,
mittels welcher bzw. mittels welchem der Anteil des aus Feststoffen gewonnenen Metalls
erhöht werden kann bzw. der Anteil des im Feststoff enthaltenen Metalls bzw. der Metallverbindung
auf ein geringeres Niveau reduziert werden kann.
[0007] Erfindungsgemäß wird die Aufgabe bezüglich der Vorrichtung mit den Merkmalen von
Anspruch 1 gelöst. Dabei wird die Aufgabe erreicht mit einer Vorrichtung zur Gewinnung
von Metallen oder Metallverbindungen, insbesondere aus einem das Metall oder die Metallverbindung
enthaltenden Material, mit einem Gehäuse mit einem ersten Einlass für die Zuführung
des Materials und einem ersten Auslass zum Entweichen von Abgas, wobei weiterhin in
dem Gehäuse eine erste Elektrode als Anode und eine zweite Elektrode als Kathode zum
elektrischen Heizen des in dem Gehäuse vorgesehenen Materials vorgesehen ist, weiterhin
ein Abstich zur Entnahme von geschmolzenem Metall oder Metallverbindung und ein Überlauf
für die Schlacke.
[0008] Dabei ist es vorteilhaft, wenn weiterhin eine Zuführung von Schlacke vorgesehen ist,
mittels welcher Schlacke dem Inneren des Gehäuses zugeführt werden kann. Dadurch kann
erreicht werden, dass beispielsweise metallhaltige Schlacke der Vorrichtung zur Entreicherung
zugeführt werden kann.
[0009] Zum Heizen des Inhalts der Vorrichtung ist es vorteilhaft, wenn die erste Elektrode
vorteilhaft von oben in das Gehäuse ragt und bis in eine Schicht des elektrisch leitenden
Materials reicht.
[0010] Auch ist es dazu vorteilhaft, wenn die zweite Elektrode am Gehäuseboden angeordnet
ist oder im Gehäuseboden integriert ist.
[0011] Besonders vorteilhaft ist es, wenn sich im Betrieb der Vorrichtung eine Schichtstruktur
in dem Gehäuse ergibt, die eine Schicht elektrisch leitenden Materials, einer Schicht
Schlacke und eine Schicht geschmolzenem Metall oder Metallverbindung aufweist.
[0012] Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn eine Elektrode oder ein Heizstab in dem Gehäuse
vorgesehen ist, mittels welchem ein Widerstandsheizen des im Gehäuse vorgesehenen
Materials, der Schlacke und/oder der Schmelze durchgeführt werden kann.
[0013] Auch ist es zweckmäßig, wenn weiterhin eine Elektrode oder ein Heizstab in dem Gehäuse
vorgesehen ist, mittels welchem im Lichtbogenbetrieb ein Heizen des im Gehäuse vorgesehenen
Materials, der Schlacke und/oder der Schmelze durchgeführt werden kann.
[0014] Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung ist es zweckmäßig, wenn eine
Zuführung von Reduktionsmittel in das Gehäuse vorgesehen ist.
[0015] Vorteilhaft ist es, wenn zumindest ein Elektromagnet oder eine Spule eines Elektromagneten
in dem Gehäuse vorgesehen ist, wobei der Elektromagnet bzw. die Spule vorzugsweise
auf Höhe der Schlacke vorgesehen ist, um eine Bewegung bzw. ein Umrühren des Materials
in dem Gefäß zu erreichen.
[0016] Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn das Metall oder die Metallverbindung enthaltende
Material ein Feststoff, wie beispielsweise ein Schüttgut, ist.
[0017] Die Aufgabe bezüglich des Verfahrens wird mit den Merkmalen von Anspruch 9 gelöst.
Dabei betrifft das Verfahren ein Verfahren zur Gewinnung von Metallen oder Metallverbindungen
insbesondere aus einem das Metall oder die Metallverbindung enthaltenden Materials
mit einem Gehäuse mit einem ersten Einlass für die Zuführung des Materials und einem
ersten Auslass zum Entweichen von Abgas, weiterhin in dem Gehäuse eine erste Elektrode
als Anode und eine zweite Elektrode als Kathode zum elektrischen Heizen des in dem
Gehäuse vorgesehenen Materials vorgesehen ist, weiterhin ein Abstich zur Entnahme
von geschmolzenem Metall oder Metallverbindung und ein Überlauf für die Schlacke,
wobei das Material in die Vorrichtung verbracht wird und dort aufgeschmolzen wird,
in dem elektrische Energie durch Widerstandsheizen oder Lichtbogenbetrieb eingebracht
wird.
[0018] Vorteilhaft ist es, wenn eine chemische Reduktion durchgeführt wird, wobei dazu Reduktionsmittel
zugeführt werden.
[0019] Auch ist es zweckmäßig, wenn eine Entfernung von Einschlüssen durchgeführt wird.
[0020] Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn in der Vorrichtung eine Rührung der Schmelze und/oder
der Schlacke mittels eines oder mehrerer von außen eingeprägter Magnetfelder und beispielsweise
einem Gleichstromfeld erfolgt.
[0021] Auch ist es zweckmäßig, wenn eine elektrolytische Abscheidung der zu gewinnenden
Metalle oder Metallverbindungen durchgeführt wird.
[0022] Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen beschrieben.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
[0023] Nachstehend wird die Erfindung auf der Grundlage eines Ausführungsbeispiels anhand
der Zeichnungen näher erläutert.
[0024] Es zeigen:
- Fig. 1
- eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäße Vorrichtung,
- Fig. 2
- eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäße Vorrichtung,
- Fig. 3
- eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäße Vorrichtung
und
- Fig. 4
- eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäße Vorrichtung.
Bevorzugte Ausführung der Erfindung
[0025] Die Figur 1 zeigt schematisch eine Darstellung eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäße
Vorrichtung 1 zur Gewinnung von Metall oder Metallverbindungen, wie beispielsweise
Legierungen, aus mit diesen verbundenen oder vermischten oder diese enthaltenden Feststoffen.
Die Vorrichtung 1 weist ein Gehäuse 2 auf, welches vorzugsweise gut Wärme isolierend
ausgebildet ist, so dass im Inneren des Gehäuses der Feststoff und/oder das enthaltende
Metall bzw. die Metallverbindung aufgeschmolzen werden kann und die dazu aufzuwendende
Energie nicht allzu stark durch Wärmeverluste erhöht wird. Daher ist das Gehäuse auch
doppelwandig aus einer inneren Gehäusewandung 3 und einer äußeren Gehäusewandung 4
aufgebaut. Auf der Oberseite des Gehäuses 2 ist ein erster Anschlussstutzen 5 vorgesehen,
der nach Art eines Versorgungskanals oder -rohrs ausgebildet ist. Durch diesen Anschlussstutzen,
wie Einlass, 5 kann der das Metall enthaltende Feststoff, beispielsweise als Schüttgut,
in die Vorrichtung 1 eingebracht werden. Weiterhin ist an der Oberseite des Gehäuses
2 ein weiterer Anschlussstutzen, wie Auslass, 6 vorgesehen, welcher ebenfalls nach
Art eines Entsorgungskanals oder -rohrs ausgebildet ist. Der Anschluss 6 dient der
Entsorgung oder dem Entweichen von Abgas aus der Vorrichtung.
[0026] Weiterhin verfügt die Vorrichtung 1 über eine optionale Zuführung 7 für Schlacke,
die seitlich des Gehäuses angeordnet ist und beispielsweise als Rinne oder Rohr die
Wandung des Gehäuses 2 durchsetzt.
[0027] In dem Gehäuse 2 der Vorrichtung sind zwei Elektroden 8,9 einer elektrischen Heizung
vorgesehen, wobei die Anode 8 stabförmig durch die obere Gehäusewandung ins Innere
des Gehäuses 2 ragt, wobei zur Durchführung der Anode durch die Gehäusewandung eine
Durchführung 10 vorgesehen ist, welche die Anode 8 in dem Gehäuse 2 führt und hält.
Weiterhin ist die Kathode 9 im unteren Boden des Gehäuses 2 eingelassen oder am Boden
des Gehäuses angeordnet. Sie ist vorzugsweise flächig ausgebildet.
[0028] Am unteren Bereich des Gehäuses ist der Abstich 11 vorgesehen, mittels welchem das
geschmolzene Metall oder die geschmolzene Metallverbindung 12, die sich am Boden des
Gehäuses 2 sammelt entnommen werden kann.
[0029] Im Betrieb sammelt sich das schwere Metall bzw. die schwere Metallverbindung 12 am
Boden des Gehäuses 2. Darüber sammelt sich die Schlacke in einer Schicht 13 an. Über
der Schlackeschicht 13 befindet sich eine Schicht 14 des leitenden Schüttguts des
Feststoffs.
[0030] Seitlich an dem Gehäuse ist ein Überlauf 16 für die Schlacke 13 vorgesehen, welcher
dafür sorgt, dass das Niveau der Schlacke 13 nach oben begrenzt ist und nicht weiter
nach oben ansteigt. Dadurch ist die Lage der Schicht 14 im Wesentlichen festgelegt,
in welche die Anode ragt.
[0031] Auf Höhe der Schlacke 13 ist ein Elektromagnet 15 angeordnet, welcher dafür sorgt,
dass die Schlacke 13 und die Schicht 12 des Metalls bzw. der Metallverbindung in seiner
jeweiligen Ebene in Bewegung, wie beispielsweise in kreisförmige Bewegung versetzt
wird.
[0032] Die Figur 2 zeigt ein erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung 20,
bei der zusätzlich zu den in Figur 1 erläuterten Merkmalen weitere Merkmale realisiert
sind. In Figur 2 sind die bereits in Figur 1 dargestellten Merkmale mit den gleichen
Bezugszeichen versehen.
[0033] Gegenüber der Vorrichtung 1 der Figur 1 weist die Vorrichtung 20 der Figur 2 ein
Zuführmittel 21 für feste und/oder flüssige und/oder gasförmige Reduktionsmittel auf.
Dieses Zuführmittel 21 ist in Figur 21 als Rohr ausgebildet, das von außerhalb des
Gehäuses 2 in das Gehäuse 2 hineinragt und bis in den Bereich der Schlacke 13 hinein
ragt, so dass das durch das Rohr geleitete Reduktionsmittel bis in die Schlacke eingetragen
wird. Durch die Zuführung von Reduktionsmitteln in den Gehäuseinnenraum, beispielsweise
Koks, Kohle, Holzkohle, Petrolkoks, Kalzium-Karbid und/oder Gase, die sich auch aus
Kohlenstoff oder Wasserstoff zusammensetzen, kann die gezielte Reaktion in dem Gehäuse
kontrolliert werden.
[0034] Darüber hinaus befinden sich in bzw. an dem Gehäuse mehrere Magnetfeldspulen 15,
die ein Magnetfeld im Innem des Gehäuses erzeugen zum Umrühren des Materials in dem
Gehäuse.
[0035] Weiterhin befindet sich eine Elektrode bzw. Heizstab 22 für die Beheizung der Medien
bzw. Schlacke für den Widerstandsbetrieb in dem Gehäuse 2. Weiterhin befindet sich
eine Elektrode bzw. Heizstab 23 für die Beheizung der Medien bzw. Schlacke für den
Lichtbogenbetrieb in dem Gehäuse 2. Dadurch kann die Schmelze 12, das leitende Schüttgut
14 und/oder die Schlacke 13 durch Widerstandsheizen und/oder durch Lichtbogenheizen
aufgeschmolzen bzw. temperiert werden. Dadurch kann der Energieeintrag deutlich erhöht
werden und ggfs. auch vergleichmäßigt werden.
[0036] Die Figuren 3 und 4 zeigen erfindungsgemäße Vorrichtungen 30,40, die den Vorrichtungen
1 und 20 der Figuren 1 und 2 im Wesentlichen entsprechen, wobei die beiden Vorrichtungen
30, 40 sich dadurch unterscheiden, dass keine Magnetfelder zum Bewegen und Rühren
der Schmelze bzw. Schlacke vorhanden sind. Es kann daher in diesen Vorrichtungen ein
reiner Gleichstrombetrieb mit Koksbett durchgeführt werden.
[0037] Durch die erfindungsgemäßen Vorrichtungen 1,20,30,40 ist es vorteilhaft möglich,
ein Verfahren zur Gewinnung von Metall oder von Metallverbindungen aus ein Metall
oder eine Metallverbindung enthaltenden Feststoffen durchzuführen, bei welchem der
Feststoff in einen Elektroofen verbracht wird und mittels des Elektroofens, vorzugsweise
mittels eines Gleichstromelektroofens, aufgeschmolzen wird. Dies wird in einem Gleichstromelektroofen
dadurch erreicht, dass ein Eintrag elektrischer Energie erfolgt durch einen Lichtbogenöfen
oder eine Widerstandsbeheizung der im Ofen befindlichen Schlacke.
[0038] Darüber hinaus kann eine chemische Reduktion durchgeführt werden und es kann eine
Entfernung von Einschlüssen durchgeführt werden.
[0039] In dem Elektroofen erfolgt vorzugsweise ebenfalls eine Rührung der Schmelze mittels
eines oder mehrerer von außen eingeprägter Magnetfelder und beispielsweise einem Gleichstromfeld
im Ofen, das durch ein elektrisch leitendes Schüttgut und der Metall- oder Metallverbindungsphase
am Ofenboden erzeugt wird.
[0040] Weiterhin kann eine elektrolytische Abscheidung der zu gewinnenden Metalle oder Metallverbindungen
durchgeführt werden.
[0041] Dadurch kann vorteilhaft der Gewinnungsgrad von Metallen oder Metallverbindungen
von Schlacken und Steinphasen erhöht werden, die beispielsweise bei der Herstellung
von Nichteisenmetallen und Ferrolegierungen entstehen. Auch kann damit die Aufbereitung
von kontaminierten Altlagerstätten durchgeführt werden. Es wird insgesamt ermöglicht,
ein Armschmelzen von Feststoffen durchzuführen, so dass die dadurch entstehenden Schlacken
weniger belastend sind.
Bezugszeichenliste
[0042]
- 1
- Vorrichtung zur Gewinnung von Metallen oder Metallverbindungen
- 2
- Gehäuse
- 3
- Gehäusewandung
- 4
- Gehäusewandung
- 5
- Anschlußstutzen, Einlass
- 6
- Anschlußstutzen, Auslass
- 7
- Zuführung
- 8
- Elektrode
- 9
- Elektrode
- 10
- Durchführung
- 11
- Abstich
- 12
- geschmolzenes Metall oder Metallverbindung
- 13
- Schicht, vorzugsweise Schlackeschicht
- 14
- Schicht, vorzugsweise leitendes Schüttgut
- 15
- Elektromagnet, Spule
- 16
- Überlauf
- 20
- Vorrichtung
- 21
- Zuführmittel
- 22
- Heizstab, Elektrode
- 23
- Heizstab, Elektrode
- 30
- Vorrichtung
- 40
- Vorrichtung
1. Vorrichtung zur Gewinnung von Metallen oder Metallverbindungen, aus einem das Metall
oder die Metallverbindung enthaltenden Material, mit einem Gehäuse (2) mit einem ersten
Einlass (5) für die Zuführung des Materials und einem ersten Auslass (6) zum Entweichen von Abgas,
wobei in dem Gehäuse (2) eine erste Elektrode (8) als Anode und eine zweite Elektrode
(9) als Kathode zum elektrischen Heizen des in dem Gehäuse vorgesehenen Materials
vorgesehen ist und weiterhin ein
Abstich (11) zur Entnahme von geschmolzenem Metall oder Metallverbindung (12) und
ein Überlauf (16) für die Schlacke (13), wobei weiterhin eine Zuführung (7) von Schlacke
seitlich des Gehäuses vorgesehen ist, mittels welcher Schlacke dem Inneren des Gehäuses
(2) zugeführt werden kann,
dass sich im Betrieb der Vorrichtung (1) eine Schichtstruktur in dem Gehäuse von einer
Schicht elektrisch leitenden Materials (14), einer Schicht Schlacke (13) und einer
Schicht geschmolzenem Metall oder Metallverbindung ergibt,
wobei der Überlauf (16) für die Schlacke (13) das Niveau der Schlacke nach oben begrenzt
und dadurch die Lage der Schicht elektrisch leitenden Materials (14) im Wesentlichen
festlegt und dass
die erste Elektrode (8) von oben in das Gehäuse ragt und bis in die Schicht aus elektrisch
leitendem Material (14) reicht.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass die zweite Elektrode (9) am Gehäuseboden angeordnet ist oder im Gehäuseboden integriert
ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass sich im Betrieb der Vorrichtung (1) eine Schichtstruktur in dem Gehäuse von einer
Schicht elektrisch leitenden Materials, einer schicht Schlacke und einer Schicht geschmolzenem
Metall oder Metallverbindung ergibt.
4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass weiterhin eine Elektrode oder ein Heizstab (22) in dem Gehäuse vorgesehen ist, mittels
welchem ein Widerstandsheizen des im Gehäuse vorgesehenen Materials, der Schlacke
und/oder der Schmelze durchgeführt werden kann.
5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass weiterhin eine Elektrode oder ein Heizstab (23) in dem Gehäuse vorgesehen ist, mittels
welchem im Lichtbogenbetrieb ein Heizen des im Gehäuse vorgesehenen Materials, der
Schlacke und/oder der Schmelze durchgeführt werden kann.
6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass eine Zuführung (21) von Reduktionsmittel in das Gehäuse vorgesehen ist.
7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass zumindest ein Elektromagnet (15) oder eine Spule eines Elektromagneten in dem Gehäuse
(2) vorgesehen ist, wobei der Elektromagnet bzw. die Spule vorzugsweise auf Höhe der
Schlacke vorgesehen ist.
8. Vorrichtung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Metall oder die Metallverbindung enthaltende Material ein Feststoff, wie beispielsweise
ein Schüttgut, ist.
9. Verfahren zur Gewinnung von Metallen oder Metallverbindungen mit Hilfe der Vorrichtung
nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei das Material in die Vorrichtung verbracht
wird und dort aufgeschmolzen wird, indem elektrische Energie durch Widerstandsheizen
oder Lichtbogenbetrieb eingebracht wird.
10. Verfahren nach Anspruch 9,
dadurch gekennzeichnet,
dass eine chemische Reduktion durchgeführt wird, wobei dazu Reduktionsmittel zugeführt
werden.
11. Verfahren nach Anspruch 9 oder 10,
dadurch gekennzeichnet,
dass eine Entfernung von Einschlüssen durchgeführt wird.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 11,
dadurch gekennzeichnet,
dass in der Vorrichtung eine Rührung der Schmelze und/oder der Schlacke mittels eines
oder mehrerer von außen eingeprägter Magnetfelder und beispielsweise einem Gleichstromfeld
erfolgt.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 12,
dadurch gekennzeichnet,
dass eine elektrolytische Abscheidung der zu gewinnenden Metalle oder Metallverbindungen
durchgeführt wird.
1. Device for recovering metals or metal compounds from a material containing the metal
or metal compound, comprising a housing (2) with a first inlet (4) for the feed of
the material and a first outlet (6) for escape of waste gas, wherein a first electrode
(8) as anode and a second electrode (9) as cathode for electric heating of the material
present in the housing (2) is provided in the housing and in addition a tap (11) for
extraction of molten metal or metal compound (12) and an overflow for the slag (13),
wherein further a feed (7) of slag is provided laterally of the housing, by means
of which slag can be fed to the interior of the housing (2), wherein in operation
of the device (1) a layer structure consisting of a layer of electrically conductive
material (14), a layer of slag (13) and a layer of molten metal or metal compound
arises in the housing, wherein the overflow (16) for the slag (13) upwardly bounds
the level of the slag and thereby substantially fixes the position of the layer of
electrically conductive material (14) and wherein the first electrode (8) projects
from above into the housing and extends to in the layer of electrically conductive
material (14).
2. Device according to claim 1, characterised in that the second electrode (9) is arranged at the housing base or integrated in the housing
base.
3. Device according to claim 1, characterised in that in operation of the device (1) a layer structure consisting of a layer of electrically
conductive material, a layer of slag and a layer of molten metal or metal compound
arises in the housing.
4. Device according to any one of the preceding claims, characterised in that in addition an electrode or a heating rod (22) is provided in the housing, by means
of which a resistance heating of the material present in the housing, the slag and/or
the melt can be carried out.
5. Device according to any one of the preceding claims, characterised in that in addition an electrode or a heating rod (22) is provided in the housing, by means
of which, in arc operation, heating of the material present in the housing, the slag
and/or the melt can be carried out.
6. Device according to any one of the preceding claims, characterised in that a feed (21) of reduction agent to the housing is provided.
7. Device according to any one of the preceding claims, characterised in that at least one electromagnet (15) or a coil of an electromagnet is provided in the
housing (2), wherein the electromagnet or the coil is preferably provided at the level
of the slag.
8. Device according to at least one of the preceding claims, characterised in that the material containing the metal or the metal compound is a solid such as, for example,
a bulk material.
9. Method for recovery of metals or metal compounds with the help of the device according
to any one of claims 1 to 8, wherein the material is introduced into the device and
melted therein in that electrical energy is introduced by resistance heating or arc
operation.
10. Method according to claim 9, characterised in that a chemical reduction is carried out, wherein reduction agents are supplied for that
purpose.
11. Method according to claim 9 or 10, characterised in that removal of inclusions is carried out.
12. Method according to any one of claims 9 to 11, characterised in that stirring of the melt and/or the slag is carried out in the device by means of one
or more externally imposed magnetic fields and, for example, a direct current field.
13. Method according to any one of claims 9 to 12, characterised in that electrolytic dissociation of the metals or metal compounds to be recovered is carried
out.
1. Dispositif pour la récupération de métaux ou de composés métalliques d'une matière
contenant le métal ou le composé métallique, avec un boîtier ayant une première entrée
(5) pour l'alimentation de la matière et une première sortie (6) pour l'évacuation
de gaz d'échappement,
dans lequel, dans le boîtier (2), une première électrode (8) en tant qu'anode et une
seconde électrode (9) en tant que cathode sont prévues pour le chauffage électrique
de la matière prévue dans le boîtier, et outre une
percée (11) pour l'enlèvement de métal ou composé métallique (12) en fusion et un
trop-plein (16) pour le laitier (13), dans lequel, en outre, est prévue une alimentation
(7) de laitier latéralement au boîtier, au moyen de laquelle le laitier peut être
amené vers l'intérieur du boîtier (2),
durant le fonctionnement du dispositif (1), une structure de couche est obtenue dans
le boîtier, constituée par une couche de matériau électriquement conducteur (14),
une couche de laitier (13) et une couche de métal ou de composé métallique en fusion,
dans lequel le trop-plein (16) pour le laitier (13) limite vers le haut le niveau
du laitier et détermine ainsi essentiellement la position de la couche de matériau
électriquement conducteur (14), et que
la première électrode (8) fait saillie depuis le haut dans le boîtier et s'étend jusque
dans la couche de matériau électriquement conducteur (14).
2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que
la seconde électrode (9) est disposée sur le fond du boîtier, ou est intégrée dans
le fond du boîtier.
3. Dispositif selon la revendication 1,
caractérisé en ce que
pendant le fonctionnement du dispositif (1) une structure en couches est obtenue dans
le boîtier, constituée par une couche de matériau électriquement conducteur, une couche
de laitier et une couche de métal ou de composé métallique en fusion.
4. Dispositif selon l'une des revendications précédentes,
caractérisé en ce que
en outre, une électrode ou un thermoplongeur (22) est prévu dans le boîtier, au moyen
duquel un chauffage par résistance de la matière prévue dans le boîtier, du laitier
et/ou de la masse fondue peut être effectué.
5. Dispositif selon l'une des revendications précédentes,
caractérisé en ce que
en outre, une électrode ou un thermoplongeur (23) est prévu dans le boîtier, au moyen
duquel un chauffage par arc électrique de la matière prévue dans le boîtier, du laitier
et/ou de la masse fondue peut être effectué:
6. Dispositif selon l'une des revendications précédentes,
caractérisé en ce que
une alimentation (21) d'agent réducteur dans le boîtier est prévue.
7. Dispositif selon l'une des revendications précédentes,
caractérisé en ce que
au moins un électro-aimant (15) ou une bobine d'un électro-aimant est prévue dans
le boîtier (2), l'électro-aimant ou la bobine, respectivement, étant de préférence
prévue à hauteur du laitier.
8. Dispositif selon au moins l'une des revendications précédentes,
caractérisé en ce que
le métal ou la matière comprenant le composé métallique est un solide, tel qu'un matériau
en vrac.
9. Procédé de récupération de métaux ou de composés métalliques à l'aide du dispositif
selon l'une des revendications 1 à 8, dans lequel la matière est placée dans le dispositif
et y est fondue par introduction d'énergie électrique par résistance ou par arc électrique.
10. Procédé selon la revendication 9,
caractérisé en ce que
une réduction chimique est réalisée, dans laquelle un agent réducteur est introduit.
11. Procédé selon la revendication 9 ou 10,
caractérisé en ce que
une élimination d'inclusions est effectuée.
12. Procédé selon l'une quelconque des revendications 9 ou 11,
caractérisé en ce que
dans le dispositif est mise en oeuvre une agitation de la masse fondue et/ou du laitier
par un ou plusieurs champs magnétiques externes, comme par exemple un champ à courant
continu.
13. Procédé selon l'une des revendications 9 à 12,
caractérisé en ce que
une électrodéposition des métaux ou composés métalliques à récupérer est effectuée.
IN DER BESCHREIBUNG AUFGEFÜHRTE DOKUMENTE
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde ausschließlich zur Information
des Lesers aufgenommen und ist nicht Bestandteil des europäischen Patentdokumentes.
Sie wurde mit größter Sorgfalt zusammengestellt; das EPA übernimmt jedoch keinerlei
Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
In der Beschreibung aufgeführte Patentdokumente