貴金屬回收的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明整體設(shè)及提取冶金領(lǐng)域，更具體設(shè)及與銷族金屬（PGM)和W下稱為貴金屬 的其它高價值金屬的回收相關(guān)的方法、產(chǎn)品和裝置。也就是說，本發(fā)明設(shè)及用于改進貴金屬 回收工藝產(chǎn)率的方法。特別地，該工藝聚焦于改進廢氣處理系統(tǒng)W提供具有商業(yè)利益的方 法從而增加該工藝的技術(shù)金屬回收率。
【背景技術(shù)】 陽00引在貴金屬（如PGM)回收中，技術(shù)金屬回收效率改進的百分比的每一分?jǐn)?shù)（回收的PGM的量作為加工的PGM輸入的百分比）對于工藝的商業(yè)性能和競爭力具有深遠(yuǎn)影響。運 是因為：首先經(jīng)營者對于"廢料"花費相當(dāng)?shù)牧浚麧櫴俏⒈〉?，營運資金需求和風(fēng)險是高 的。
[0003]GB2465603公開了等離子輔助的PGM回收工藝。與其它競爭性技術(shù)相比，在 GB2465603所描述的系統(tǒng)的技術(shù)金屬回收率是高的。已經(jīng)實現(xiàn)了約98%w/w的單次回收率。 此外，在此應(yīng)用中公開的技術(shù)提供的優(yōu)點在于等離子類加熱系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)導(dǎo)致更低的物理和 化學(xué)攜帶灰塵進入廢氣減排系統(tǒng)并且，因此，PGM更低的損失。
[0004] 為了滿足要求的環(huán)保要求目標(biāo)，來自于熱過程的廢氣物流在排出之前必須被遏制 并處理。運包括在干燥洗氣器（高溫陶瓷過濾器）中混合吸附劑。吸附劑和過濾器共同作 用捕獲空氣污染物，如在洗涂（硫酸鹽、氧化物、氯化物）期間產(chǎn)生的飛灰和鹽副產(chǎn)品。在 GB2465603中公開的設(shè)計允許在單一的過濾單元中同時氣體清洗和微粒去除。 陽0化]US4295881公開了依賴于US4685963描述的高強度烙煉操作的從亞銘酸鹽類礦 石回收PGM的方法。US4295881指出工藝廢氣可W通過袋式除塵器從而回收空中浮游塵 埃。隨后可W通過常規(guī)鉛鼓風(fēng)爐實踐處理此灰塵。
[0006] 因此，希望實現(xiàn)改進的技術(shù)產(chǎn)量和/或處理與現(xiàn)有技術(shù)相關(guān)聯(lián)的至少一些問題或 至少提供商業(yè)上有用的替換方案。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 在第一個方面中，本公開提供了一種用于處理來自含貴金屬原料（feedstock)的 熱加工的廢氣的方法，該方法包括： 陽00引將廢氣冷卻到300至500°C的溫度；
[0009] 使冷卻的廢氣通過第一微粒過濾器W回收微粒物質(zhì)；W及
[0010] 向來自第一微粒過濾器的廢氣混合（dose)吸附劑材料并使經(jīng)混合的廢氣通過第 二微粒過濾器；
[0011] 其中，將從第一微粒過濾器回收的微粒物質(zhì)再循環(huán)至含貴金屬原料的熱加工中。
[0012] 現(xiàn)在將進一步描述本發(fā)明。在W下段落中，更詳細(xì)地限定了本發(fā)明的不同方面。除 非明確相反地指出，否則如此限定的每個方面可W與任何其它一個或多個方面相組合。特 別地，表示為優(yōu)選的或有利的任何特征可W與表示為優(yōu)選的或有利的任何其它一個或多個 特征相組合。
[0013] 本發(fā)明的發(fā)明人已經(jīng)意識到可觀量的貴金屬被運送至廢氣系統(tǒng)。確實，即使 GB2465603的低攜帶工藝仍然產(chǎn)生含有至多達(dá)Iwt%的進料輸入總PGM含量的低水平的廢 氣灰塵/飛灰。例如，在US4295881的方法中，微粒攜帶水平和金屬損失將是高的。由于 污染物的積累，也抑制了此過程中的內(nèi)部再循環(huán)。
[0014] 發(fā)明人已意識到，通過捕獲飛灰并將它作為至少一部分原料再循環(huán)回至初始熱過 程可W回收運些PGM。然而，發(fā)現(xiàn)，由于活性污染物濃度機制，含有飛灰的PGM與吸附劑材料 的混合稀釋PGM并抑制內(nèi)部再循環(huán)。因此，開發(fā)了一種方法W分離和回收利用廢氣攜帶的 廢氣灰塵/飛灰，沒有另外污染或PGM的稀釋同時確保操作要求。
[0015] 提議的解決方案在圖1中示出。在沒有添加任何吸附劑類試劑的情況下，第一過 濾器允許微粒去除，并且因此使含有PGM的物質(zhì)能夠內(nèi)部再循環(huán)。第二過濾器引入合適的 吸附劑W處理含有酸性氣體的無微粒廢氣，從而確保不會超過大氣排放限值。因此，除了改 進技術(shù)PGM回收效率之外，兩種過濾系統(tǒng)的可利用性在維持環(huán)境要求中提供了額外的安全 措施。
[0016] 此解決方案的主要優(yōu)勢是它改進了PGM的技術(shù)回收效率至99%W上，對于工藝收 益具有相關(guān)的有益影響。進一步的優(yōu)點包括在干法凈化之前去除飛灰，其減少第二過濾器 的微粒負(fù)載。運進而增加吸附劑的清洗效率，因此進一步減少排放并且還減少二次廢料的 質(zhì)量。W運種方式通過分開過濾階段而減少每個過濾器的微粒負(fù)載也延長陶瓷過濾器元件 的使用年限W及減少的維修需求。在吸附劑添加之前去除飛灰將改進質(zhì)量責(zé)任并且使更精 確的工藝能夠最優(yōu)化。
[0017]"廢氣"是指當(dāng)處理含貴金屬原料時從熱過程中排出的氣體組分和攜帶氣體 (gas-entrained)的組分。氣態(tài)組分可W包括氨氣、一氧化碳、二氧化碳、和/或酸性氣體如 二氧化硫。還可W是攜帶的有機分子W及細(xì)塵微粒（fine化stparticle),包括飛灰。
[0018] "熱加工"是指設(shè)及使用熱加工含有貴金屬的材料用于由其回收貴金屬的任何過 程。它包括，例如，礦石和礦山尾礦（minetailing)的處理W及包括廢料的處理。合適的 技術(shù)在本領(lǐng)域中是熟知的并且包括在GB2465603中公開的方法W及在其中提及的現(xiàn)有技 術(shù)的技術(shù)。通過引用將GB2465603的全部內(nèi)容結(jié)合于此。
[0019] 貴金屬包括金和銀W及PGM，其包括釘、錠、鈕、餓、銀和銷。也就是說，銷族金屬是 貴金屬的子集。然而，應(yīng)當(dāng)注意的是，在整個說明書已經(jīng)使用縮寫PGM作為貴金屬的同義術(shù) 語。本發(fā)明的方法能夠濃縮單個金屬或其兩種或更多種的組合作為合金產(chǎn)物。當(dāng)W后的描 述提及貴金屬和銷族金屬時，本領(lǐng)域技術(shù)人員將要理解的是，該方法可W用于從原料中回 收W上金屬的任一種。
[0020] 優(yōu)選地，含貴金屬原料包括自動催化劑、化學(xué)催化劑、石油化工催化劑、醫(yī)藥催化 劑、電氣和電子設(shè)備廢料、熱阻隔涂層廢料、鑄造廢屑（化uiKlrysweeps)、電鍛和/或金屬 拋光廢料、珠寶和/或珠寶加工廢料W及牙齒和/或醫(yī)療廢料中的一種或多種。
[0021] 為了使該過程的效率最大化，可W優(yōu)選地選擇，原料的互補混合的慎重選擇，例 如，互補的催化劑類型。由于一些原因，包括，例如，提供更均勻的原料，可W進行選擇和共 混。為了回收每金衡盎司較高的技術(shù)金屬產(chǎn)率和更低的操作成本，優(yōu)選具有較高濃度的PGM 的廢料（特別地自動催化劑）。
[0022] 由于熱加工的性質(zhì)，廢氣將是在至少800°C的高溫處。本方法包括將廢氣冷卻到 300至500°C，更優(yōu)選350至450°C和最優(yōu)選約400°C的溫度的第一步驟。要求冷卻從而促 使微粒從廢氣中離開并且避免陶瓷過濾器的毀壞。
[0023] 冷卻步驟可W是主動的或被動的。也就是說，可W利用熱交換器冷卻廢氣從而主 動地冷卻廢氣?？商鎿Q地，可W使廢氣通過足夠的管道，或允許廢氣膨脹從而被動地降低溫 度。在一種優(yōu)選的實施方式中，冷卻步驟包括通過添加空氣至少部分地冷卻廢氣。添加空 氣有利地引起廢氣速度的改變并且鼓勵離開，而同時具有冷卻效果并維持過濾單元合適的 氣流分布。優(yōu)選地，冷卻廢氣的步驟包括改變廢氣的速度W引起微粒物質(zhì)從廢氣流的氣態(tài) 組分中沉積。
[0024] 該方法進一步包括使冷卻的廢氣通過第一微粒過濾器W回收微粒物質(zhì)。第一過濾 階段在吸附劑添加之前發(fā)生。第一過濾器優(yōu)選地是高溫陶瓷過濾器W使微粒捕獲最大化。 在第一過濾器中收集的過濾器灰塵通?？蒞含有至多達(dá)3wt%，但是通常Iwt%的進料至 烙爐的總PGM(取決于影響微粒攜帶的因素，如在烙爐中的負(fù)壓程度、氣體流動、催化劑的 化學(xué)組成）。然而，運些PGM將是僅部分?jǐn)y帶灰塵的質(zhì)量。
[00巧]發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，可W調(diào)整熱氧化器和第一過濾裝置之間的管道長度或停留時間W實 現(xiàn)沒有足夠時間發(fā)生納米級顆粒的積聚和避免過度冷卻之間的平衡。如果管道長度或停留 時間太長，將過度地冷卻氣體并且因此不會滿足在第二過濾器中利用干燥吸附劑洗涂廢氣 的最適溫度。
[00%] 積聚增加灰塵的有效顆粒尺寸。在沒有此現(xiàn)象的幫助下，具有非常高表面能量的 納米級顆粒，將吸附到過濾器表面上并且在短時期內(nèi)阻塞/擋住過濾器孔。運可W導(dǎo)致非 常大的過濾器元件壓力下降，其可W進而導(dǎo)致整個過程的操作不穩(wěn)定性。
[0027] 優(yōu)選地，控制冷卻廢氣的步驟從而允許廢氣的任何液體和固體組分的至少一部分 形成積聚物（agglomerate)。
[0028] 優(yōu)選地，從第一微粒過濾器回收的微粒物質(zhì)具有1至10微米，更優(yōu)選地2至8微 米的平均最長直徑?？蒞使用掃描電鏡（SEM)和本領(lǐng)域眾所周知的其它運樣的技術(shù)測量顆 粒尺寸。
[0029] 隨后向來自第一微粒過濾器的廢氣混合吸附劑材料。