用于金属的热提取的装置和方法制造方法及图纸

一种用于在反应器室中通过使用在室的第一开口和在第一开口附近的用于复合材料和载气进入的第二开口中的等离子体炬从复合材料中去除金属的装置和方法，复合材料和载气的路径沿着相对于等离子体炬的主轴线的相同的轴线，且所述反应器室被二次加热系统围绕。等离子体炬和反应器部件容易接近，因为它们由于高温而易受磨损。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利说明】相关申请的交叉引用本申请是2011年7月5日提交的PCT/US2011/042975的部分继续申请，PCT/US2011/042975要求2011年6月10日提交的美国专利8/043，400的优先权；每个申请通过引用并入本文。关于联邦赞助的研究或开发的声明不适用的。光盘上提交的材料的引用并入不适用的。专利技术背景矿石被定义为可以从其提取有价值的成分的矿物或矿物聚集体；在大多数情况下，提取物是金属。矿石必须被处理以将不想要的有机物和矿物和/或无机材料与金属分离。一旦矿石被处理，那么它可以被精炼以分离出不同类型的金属。例如，灰吹法是用于将银与铅分离的精炼方法。复合矿石被定义为具有低的金属与聚集的有机的和无机的材料的比率的矿石，也就是说，在复合矿石中，金属难以与聚集的有机的和无机的材料分离。已知的用于从复合矿石中提取金属的方法包括将石灰和/或氰化物暴露于矿浆、或其它的类似的浙滤法。这些方法是低效率的和成本禁止的。因此，未处理的复合矿石可以构成未实现利润。已知的提取复合矿石的方法对环境有毒:将有毒气体、化学品以及污水释放到环境中。印刷电路板可以存在于大部分的电器设备和电子设备中:计算器、遥控单元、计算机、平板电脑、移动电话等等。通常印刷电路板包含40%的金属、30%的有机物和30%的陶瓷制品。包含在印刷电路板内的金属包括金、银、钯和钼以及其他。虽然最近联邦法规和州法规要求回收印刷电路板，但是人们已经从印刷电路板中提取贵金属很多年了。已知的从印刷电路板中回收贵金属的方法很类似已知的从复合矿石中提取金属的方法，并且遭受同样的问题。引起能够回收金属的物理的和化学的转变的复合材料(complex material)(例如复合矿石和印刷电路板)的热处理在本领域是已知的。此类处理可以生产出可供销售的产品例如纯金属、或中间化合物或适合于进一步精炼的合金。已知等离子体环境可以提供能精炼金属的高温。例如，等离子体环境已被用于将铁炉渣转变成纯铁。高温、等离子体环境可以被用于处理复合材料，使得能够回收金属。在等离子体环境中从复合材料成功提取金属需要一种反应器:(a)能以工业流速处理；(b)具有恒定的暴露温度；(c)具有等离子体炬和其它反应器部件的低故障率和低热击穿；以及(d)具有易于进行维修或保养的部件。本文描述的是反应器组件(10)，其提供了极高温度的环境以使金属和不想要的物质分离，即处理复合材料。在一种实施方案中，反应器组件(10)可以是提供了额外的环境特征或处理特征的复合材料处理系统(20)的一部分。复合材料处理系统(20)通常在图1-2中显示。虽然为了例证性的目的，复合材料处理系统(20)的变型在此处示出，但应注意的是，复合材料处理系统(20)可以以多种不同的形式体现并且不应被理解为限于本文所提出的实施方案。参考图1，在第一实施方案中，复合材料处理系统(20)可以包括反应器组件(10)、气体处理系统(700)、和废气系统(800)。复合材料在(I)处进入复合材料处理系统并且通过反应器组件(10)来处理。在最简单的方案中，处理过的复合材料在(2)处从系统除去。当复合材料通过反应器组件(10)处理时，其可能释放出气体比如碳、硫和氧以及其他。当气体在(3)处离开反应器组件(10)时，具有较低密度的复合材料微粒可以被吸到气体处理系统(700)。气体处理系统(700)包含多个过滤器以捕获复合材料微粒。因为进入到气体处理系统(700)的一些复合材料微粒可能含有金属，回收的复合材料微粒可以被化学处理(50)以允许完全地或接近完全地回收所有期望的金属。在一种实施方案中，化学处理(50)可以是酸处理或碱处理。气体继续从气体处理系统(700)运动到废气系统(800)。废气系统(800)捕获并清洁来自反应器组件(10)的工艺气体。优选地，废气系统(800)在真空或低于大气压力操作，迫使工艺气体从反应器组件(10)向废气系统(800)运动。参考图2，在另一种实施方案中，系统还包括_■次溶融系统(900)。金属可能如此隐蔽在复合材料中以至于在反应器组件(10)中它们不能被完全处理。在这种情况下，复合材料还可以通过二次熔融系统(900)处理。二次熔融系统(900)可以是第二反应器组件(10)、电感线圈、电阻加热或其它已知的热传递系统、或它们的组合。当它在(7)处离开二次熔融系统(900)时，所期望的金属可能仍然被遮蔽在不想要的有机和无机材料中。为了清除剩下的不想要的有机和无机材料，复合材料可以在(7)处经受另外的化学处理(50)。在以上所描述的实施方案中的每个以及任何明显是它们的变型的实施方案中，所述系统的部件使用高温管道或其它类似的机构可以可操作地彼此关联。不管实施方案，所述系统使用本领域已知的输入/输出(“I/o”)控制系统。优选地，I/O控制系统可以最低限度地测量进入和离开反应器组件(10)的流速、经过气体处理系统(700)的流速以及经过废气系统(800)的流速。而且，I/O控制系统同时调整运行环境以便于气体和其它毒素在释放到环境中之前被适当地处理。附图简要说明在参考附图的以下优选的实施方案的详细描述中，本专利技术的其它特征和优势将变得明显，附图中:图1是显示复合材料处理系统中的反应器组件的流程图；图2是显示复合材料处理系统中的反应器组件的流程图；图3是反应器组件的示意图；图4是反应器组件的示意图；图5是反应器组件的示意图；图6是反应器组件的示意图；图7是反应器组件的示意图；图8是炬隔离阀的示意图；图9是矿石进料系统的不意图； 图10是矿石进料系统的不意图；图11是第四室隔离阀的示意图；图12是一般的等离子体炬的示意图；图13是一般的等离子体炬的示意图。专利技术详述在下文中，参考附图更充分地描述本专利技术，附图中示出了本专利技术的优选实施方案。然而，本专利技术可以以多种不同的形式体现并且不应该被理解为限于本文所提出的实施方案；相反，这些实施方案被提供以便本公开内容将是彻底的和完整的并且将本专利技术的范围完全地传达至本领域的技术人员。反应器组件参考图3、4、9、12、13，在一种实施方案中，反应器组件(10)包括接受器(200)和等离子体炬(300)。参考图5-13，在另一种实施方案中，反应器组件(10)包括接受器(200)、等离子体炬(300)和第一室或进料室(100)。优选地，接受器(200)被第三室(500)包围。第三室(500)允许微粒和气体排出到气体处理系统(700)中。接受器(200)由输入端(210)和输出端(220)界定。进料室由输入端(110)和输出端(120)界定。进料室(100)的输出端(120)可操作地与接受器(200)的输入端(210)紧密配合；优选使用法兰或铰接夹紧接口(130)。优选地，进料室(100)是成圆锥形的，具有输入端(110)和输出端(120)，其中输入端(110)具有大于输出端(120)的直径。输入端(110)具有在尺寸上足以接受等离子体炬(300)的直径，其中等离子体炬具有足以产生使复合材料产生反应必需的温度的尺寸。优选地，进料室(100)、接受器(200)、和/或第三室(500)还包括材料进料系统(550)。最佳地，材料进料系统(550)是连续的，材料进料系统可以包括一个进料斗(555)或多个进料斗(本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于处理复合材料的装置，包括：室，其具有用于适应等离子体炬的进入的第一开口，其中所述等离子体炬以非传递模式操作；其中所述炬具有活动端和非活动端；其中所述炬以所述活动端延伸入所述室中并且远离所述第一开口的定向而被操作地定位穿过所述第一开口，并且所述非活动端被固定在所述室中紧邻于所述第一开口；其中所述室还包括接近所述第一开口的第二开口，用于使具有受约束的路径的矿石和载气进入到所述室内，所述第二开口紧邻于所述第一开口；所述复合材料和所述载气的所述路径沿着相对于所述等离子体炬的主轴线的相同的轴线；其中所述室被二次加热系统围绕。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：沃恩·K·博伊曼，约瑟夫·A·迪亚兹，杰拉尔德·恩达尔，托马斯·E·斯蒂芬斯，克里斯多佛·E·戈登，
申请(专利权)人：全球金属科技有限责任公司，
类型：发明
国别省市：美国;US