直流电弧炉.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN114729417A(43)申请公布日2022.07.08(21)申请号201980102237.1(51)Int.Cl.(22)申请日2019.11.15C22B9/20(2006.01)(85)PCT国际申请进入国家阶段日2022.05.13(86)PCT国际申请的申请数据PCT/FI2019/0508202019.11.15(87)PCT国际申请的公布数据WO2021/094646EN2021.05.20(71)申请人马瑟卡塔有限公司地址芬兰图伦基(72)发明人马蒂·赫尔塔(74)专利代理机构北京康信知识产权代理有限责任公司11240专利代理师王侠权利要求书3页说明书16页附图7页(54)发明名称直流电弧炉(57)摘要本发明涉及一种用于通过使用具有一个或多个顶部电极(125)和至少一个底部电极(115)的直流电弧炉(100)以分批工艺从含金属原材料中提炼金属的方法，其中，该方法包括以下步骤：将含金属原材料添加至炉(100)中，从而获得装载池；将顶部电极(125)移动至原材料上；在加热步骤中，通过施加直流电通过顶部电极以提供用于熔化原材料的电弧来加热装载池，从而获得熔融金属(202)，其中，加热步骤期间，平均电压为20V至110V；以及由熔融金属形成固体金属(202)。本发明还涉及一种直流电弧炉、包括该直流电弧炉的系统以及可通过该方法获得的固体金属。CN114729417ACN114729417A权利要求书1/3页1.一种通过使用具有一个或多个顶部电极(125)和至少一个底部电极(115)的直流电弧炉(100)以分批工艺从含金属原材料中提炼金属的方法，其中，所述方法包括以下步骤：‑将所述含金属原材料添加至所述炉(100)中，从而获得装载池；‑将所述顶部电极(125)移动至所述原材料上；‑在加热步骤中，通过施加直流电通过所述顶部电极以提供用于熔化所述原材料的电弧来加热所述装载池，从而获得熔融金属(202)，其中，在所述加热步骤期间，平均电压为20V至110V；以及‑由所述熔融金属(202)形成固体金属。2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述方法还包括在形成所述固体金属之前：‑将铝添加至所述熔融金属(202)；以及‑加热包含铝的所述熔融金属。3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述方法包括：‑将0.2wt.％至30wt.％、优选0.3wt.％至0.7wt.％的铝添加至所述熔融金属中；或者‑将5wt.％至30wt.％、优选8wt.％至20wt.％的铝添加至所述熔融金属中。4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述方法包括以下步骤：‑分析所述熔融金属中的铝含量；以及‑通过使用所分析的结果来调整所述熔融金属中的铝含量。5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，在所述加热步骤的持续期间段的至少60％的时间中，所述电压为50V至100V，优选地，在所述加热步骤的持续期间段的大于60％的时间中，所述电压为60V至90V。6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，在所述加热步骤期间，一个或多个所述顶部电极(125)的平均速度为5m/min至20m/min、更优选为10m/min至15m/min。7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述直流电弧炉包括至少两个所述顶部电极(125a，125b)，其中，第一顶部电极(125a)具有第一速度，第二顶部电极(125b)具有第二速度，并且所述方法包括：‑通过使所述第一顶部电极(125a)以不同于所述第二顶部电极(125b)的所述第二速度的所述第一速度移动来控制所述加热步骤。8.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述炉(100)包括多个所述顶部电极(125)，并且在加热时间段的至少一部分中，第一顶部电极(125a)具有的第一位置不同于第二顶部电极(125b)的第二位置。9.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述熔融金属的碳含量等于或小于0.01％，优选地等于或小于0.002％。10.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述方法包括在形成所述固体金属之前：‑将0.2wt.％至15.0wt.％的碳添加至所述含金属原材料中；以及/或者‑将0.2wt.％至15.0wt.％的石墨添加至所述含金属原材料中。11.根据权利要求10所述的方法，其中，所述方法包括在形成所述固体金属之前：‑将1.0wt.％至3.5wt.％的碳添加至所述含金属原材料中；以及/或者‑将1.0wt.％至3.5wt.％的石墨添加至所述含金属原材料中。2CN114729417A权利要求书2/3页12.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述含金属原材料包括颗粒尺寸等于或小于1mm的精细分散材料，所述精细分散材料的量按干重计优选地等于