PGM吹炼工艺和夹套旋转转炉的制作方法

技术特征：
1.一种铂族金属(pgm)捕收剂合金吹炼工艺，包括以下步骤：(a)将转炉进料引入盛放熔融合金池(优选含镍)的转炉坩埚中，其中，所述转炉进料包含：(i)100份(重量)的捕收剂合金，其中含有不小于0.5wt％的pgm、不小于40wt％的铁以及不小于0.5wt％的镍(优选不大于3wt％的硫和不大于3wt％的铜)(按捕收剂合金的总重量计)；以及(ii)小于20份(重量)的添加熔剂材料，前提是添加熔剂材料含有至少10wt％的二氧化硅和至少10wt％的氧化钙、氧化镁或二者组合(按添加熔剂材料的重量计)；(b)将含氧气体注入合金池，进而将捕收剂合金中的铁和一种或多种其他可氧化元素吹炼成相应氧化物，并在合金池中富集pgm(优选地，其中，引入转炉进料和注入含氧气体两项操作应至少部分同时发生)；(c)在合金池上方的低密度层中收集含有氧化铁的炉渣；(d)排放低密度层，从转炉中回收炉渣；以及(e)排放合金池，回收pgm富集合金。2.根据权利要求1所述的工艺，进一步包括：在坩埚中衬上耐火材料；以及以一定的速率向盛放合金池的坩埚供给耐火保护剂，即，在转炉进料中，每100份(重量)的捕收剂合金，最多供给20份(重量)的耐火保护剂，优选每100份(重量)的捕收剂合金，供给不大于18份(重量)的耐火保护剂，更优选每100份(重量)的捕收剂合金，供给5-15份(重量)的耐火保护剂。3.根据权利要求2所述的工艺，其中，在(i)合金池初熔后以及在开始步骤(b)前；(ii)在步骤(a)和/或步骤(b)的过程中；和/或(iii)在停止步骤(a)和/或步骤(b)以在步骤(d)中排放低密度层后，以及在重新开始所述步骤(a)和/或步骤(b)前，向坩埚供给所述耐火保护剂。4.根据权利要求2所述的工艺，其中，向坩埚同时供给所述耐火保护剂和在步骤(a)中引入的捕收剂合金。5.根据权利要求2所述的工艺，其中，向坩埚分别供给所述耐火保护剂和在步骤(a)中引入的捕收剂合金，优选地，其中，定期向坩埚供给耐火保护剂。6.根据权利要求2所述的工艺，其中，所述耐火保护剂包含一种与耐火材料相同的成分，优选地，其中，所述相同成分包括氧化铝。7.根据权利要求2所述的工艺，其中，所述转炉进料包含小于20份(重量)的任何添加熔剂材料(每100份(重量)的捕收剂合金)，不考虑二氧化硅、氧化钙和/或氧化镁的含量。8.根据权利要求2所述的工艺，进一步包括在步骤(b)中通过伸入合金池中的喷枪将含氧气体注入合金池，其中，所述喷枪包含一种消耗性耐火材料，在喷头被消耗时，将喷枪推入合金池中，其中，所述消耗性耐火材料包含一种与内衬相同的成分，优选地，其中，所述相同成分包括氧化铝。9.根据权利要求2所述的工艺，其中，所述内衬的耐火材料包含一种含有氧化铝的捣打耐火材料，优选地，其中，所述捣打耐火材料至少含有90wt％的氧化铝。10.根据权利要求2所述的工艺，进一步包括：
使用安装在耐火内衬中的径向间隔传感器感应耐火内衬的温度；将温度感应信息从所述传感器发送到一个或多个发送器；以及将包含温度感应信息的信号从所述一个或多个发送器传输到接收器；优选地，其中，所述传感器安装在坩埚的金属壁附近，和/或所述一个或多个发送器安装在坩埚外部，并将信号无线传输到接收器。11.根据权利要求2所述的工艺，进一步包括将坩埚套上夹套，并在步骤(b)中通过所述夹套循环冷却剂(优选水)。12.根据权利要求2所述的工艺，其中，按照适当的速率将含氧气体注入转炉合金池中，在不高于1800℃的温度下保持合金池处于熔融状态，优选温度范围约为1250℃-1700℃，更优选为1450℃-1700℃。13.根据权利要求1-12中任何一个所述的工艺，进一步包括步骤(a)前的步骤(i)，即，部分预氧化一部分处于原始状态的捕收剂合金，优选地，其中，根据在步骤(i)前原始捕收剂合金部分中的铁，步骤(i)中的部分预氧化包括吹炼10％-90％的铁，更优选吹炼25％-75％的铁，甚至更优选吹炼30％-60％的铁。14.根据权利要求13所述的工艺，其中，步骤(i)中的预氧化包括(i.a)使原始捕收剂合金颗粒通过富氧火焰，优选地，其中，所述火焰的温度不低于2000℃，更优选2000℃-3500℃，特别是2000℃-2800℃。15.根据权利要求14所述的工艺，其中，燃烧器产生富氧火焰加热坩埚，进一步包括(l.b)使至少部分熔化和/或预氧化的捕收剂合金颗粒从火焰沉积到坩埚中。16.根据权利要求14所述的工艺，进一步包括(i.c)冷却和固化颗粒，在坩埚耐火内衬的内表面上形成预氧化捕收剂合金涂层，其中，步骤(ii)包括熔化涂层。17.根据权利要求13所述的工艺，进一步包括步骤(a)前的以下步骤：(ii)熔化坩埚中的部分预氧化捕收剂合金，形成体积足够的合金池，以在步骤(b)中注入含氧气体；以及(iii)然后，在步骤(a)中开始将转炉进料引入坩埚中，并在步骤(b)中将含氧气体注入合金池。18.根据权利要求17所述的工艺，其中，步骤(i)中的预氧化包括通过步骤(ii)、(iii)、(a)、(b)、(c)、(d)和(e)的循环来操作转炉，以制备部分氧化的起始合金，其中，所述起始合金制备循环包括：熔化坩埚中先前制备的部分氧化起始合金炉料，形成合金池；在步骤(a)中定期或连续向合金池供给转炉进料，同时在步骤(b)中注入含氧气体；继续注入含氧气体，部分氧化合金池，优选地，其中，根据向转炉合金池供给的转炉进料中铁的重量，部分氧化转炉进料中10％-90％的铁，更优选25％-75％的铁；优选多次排放转炉坩埚中的炉渣；然后，回收和固化部分氧化的合金池；以及优选将起始合金制备循环中发生固化且部分氧化的捕收剂合金分成多份起始合金炉料，用于多个相同的转炉操作循环和/或起始合金制备循环。19.根据权利要求13所述的工艺，其中，步骤(i)中的预氧化包括在至少800℃的温度(例如，在800℃到950℃之间)下，优选在回转窑或流化床焙烧炉中使捕收剂合金颗粒接触
含氧气体。20.根据权利要求1-12中任何一个所述的工艺，进一步包括以下步骤：(a.1)将在步骤(d)中回收的炉渣分成多份；(a.2)将从步骤(a.1)中回收的第一份炉渣回收到在步骤(a)中引入坩埚中的转炉进料中，其中，所述转炉进料包含约5-100份(重量)的回收炉渣(每100份(重量)的捕收剂合金)，优选地，其中，所述转炉进料包含约10-50份(重量)的回收炉渣(每100份(重量)的捕收剂合金)。21.根据权利要求20所述的工艺，进一步包括(a.3)混合捕收剂合金和回收炉渣，以在步骤(a)中，优选从单一进料装置中将它们同时引入转炉进料中。22.根据权利要求20所述的工艺，其中，步骤(a.2)中的回收炉渣包含步骤(d)中的高级回收炉渣，其pgm含量高于步骤(d)中回收炉渣的平均总pgm含量，和/或镍含量约大于回收炉渣的2wt％。23.根据权利要求20所述的工艺，进一步包括以下步骤：(b.l)冷却、固化和粉碎步骤(d)中的回收炉渣；(b.2)将粉碎的炉渣磁力分成磁敏感部分和非磁敏感部分；(b.3)将磁敏感部分回收到步骤(a.2)的转炉进料中；以及(b.4)可选地，将一部分非磁敏感部分回收到步骤(a.2)的转炉进料中。24.根据权利要求20所述的工艺，进一步包括以下步骤：(c.1)在步骤(a)至(e)前，通过熔化坩埚中的部分预氧化捕收剂合金，形成合金池，开始转炉操作循环；(c.2)然后，在步骤(e)前，多次重复步骤(a)、(b)、(c)和(d)序列，其中，在每个序列中，步骤(d)均在步骤(b)和(c)之后；(c.3)将从步骤(c.2)最后一个序列步骤(d)中的低密度层最终排放中回收的炉渣回收到步骤(a.2)的转炉进料中(无论磁化率如何)，和/或将通过步骤(d)中的最终排放在步骤(b.2)中分离的全部或部分非磁敏感部分回收到步骤(a.2)的转炉进料中；以及(c.4)在步骤(c.2)最后一个序列步骤(d)中的低密度层排放完成后，在步骤(e)中排放合金池。25.根据权利要求24所述的工艺，进一步包括以下步骤：(d.l)为了在步骤(c.2)中的最终排放前排放低密度层，允许在低密度层中夹带合金，以在进行相应低密度层排放前使合金充分沉降到合金池中；以及(d.2)为了在步骤(c.2)中进行最终排放，快速开始排放，以免合金池在坩埚中固化，可选地，这可导致在低密度层中夹带合金，所述低密度层将在步骤(c.2)中进行最终排放。26.根据权利要求1-12中任何一个所述的工艺，进一步包括以下步骤：(1)在步骤(a)至(e)前，通过熔化坩埚中的部分预氧化捕收剂合金，形成步骤(a)中所用的合金池，开始转炉操作循环；(2)然后，在步骤(e)前，多次重复步骤(a)、(b)、(c)和(d)序列，其中，在每个序列中，步骤(d)均在步骤(b)和(c)之后；(3)为了在步骤(2)最终序列步骤(d)中的低密度层最终排放前，在步骤(2)每个序列的步骤(d)中排放低密度层，允许在低密度层中夹带合金，以在进行相应低密度层排放前使合
金充分沉降到合金池中，优选在步骤(2)相应序列的相应步骤(b)中的含氧气体注入终止后持续不少于5分钟；(4)为了在步骤(2)最终序列的步骤(d)中进行低密度层最终排放，优选通过在步骤(2)最终序列步骤(b)中的含氧气体注入终止后不超过5分钟的时间内在步骤(d)中开始进行低密度层最终排放，立即进行最终排放，以免合金池在坩埚中固化，可选地，在低密度层中夹带合金，所述低密度层将在步骤(2)最终序列的步骤(d)中进行最终排放；以及(5)在步骤(2)最后一个序列步骤(d)中的低密度层最终排放后，在步骤(e)中排放合金池。27.根据权利要求26所述的工艺，进一步包括以下步骤：(6)冷却、固化和粉碎步骤(2)每个序列的步骤(d)中的回收炉渣；以及(7)将从步骤(2)最终序列步骤(d)中的低密度层最终排放中回收的炉渣回收到步骤(a)中的转炉进料中。28.根据权利要求1-12中任何一个所述的工艺，进一步包括以下步骤：(e.l)在(优选非吹炼)一次炉中冶炼催化材料；(e.2)从一次炉中回收一次炉炉渣和第一批捕收剂合金；(e.3)在(优选非吹炼)二次炉中冶炼一次炉炉渣；(e.4)从二次炉中回收二次炉炉渣和第二批捕收剂合金；(e.5)向步骤(a)中的转炉进料供给第一批和第二批捕收剂合金；(e.6)向二次炉至少供给一部分在步骤(d)中从转炉中回收的炉渣，以使用步骤(e.3)中的一次炉炉渣进行冶炼。29.根据权利要求28所述的工艺，其中，转炉坩埚内衬耐火材料，进一步包括以一定的速率向坩埚供给一部分步骤(e.2)中的一次炉炉渣，作为步骤(a)和(b)中的耐火保护剂，即，优选每100份(重量)的捕收剂合金，供给不大于20份(重量)的一次炉炉渣，更优选每100份(重量)的捕收剂合金，供给不大于18份(重量)的一次炉炉渣，更优选每100份(重量)的捕收剂合金，供给5-15份(重量)的一次炉炉渣。30.根据权利要求1-12中任何一个所述的工艺，其中，继续步骤(b)中的含氧气体注入操作，直至所述合金池含有不大于约10wt％的铁，优选不大于5wt％的铁(按合金池总重量计)。31.根据权利要求1-12中任何一个所述的工艺，其中，所述捕收剂合金含有：0.5-12wt％的pgm；不小于40wt％的铁，优选40-80wt％的铁；不小于0.5wt％的镍，优选1-15wt％的镍；不大于3wt％的硫，优选不小于0.1wt％的硫；优选不大于3wt％的铜，更优选0.1-3wt％的铜；优选不大于2wt％的铬，更优选0.1-2wt％的铬；以及优选不大于20wt％的硅，更优选1-20wt％的硅。32.根据权利要求1-12中任何一个所述的工艺，其中，所述pgm富集合金含有：不小于25wt％的pgm，优选25-60wt％的pgm；不小于25wt％的镍，优选25-70wt％的镍；以及优选不大于2wt％的硅、不大于2wt％的磷、不大于10wt％的铜以及不大于2wt％的硫。
33.根据权利要求1-12中任何一个所述的工艺，其中，引入转炉进料和注入含氧气体两项操作应至少部分同时发生。34.根据权利要求1-12中任何一个所述的工艺，其中，所述熔融合金池含镍。35.根据权利要求1-12中任何一个所述的工艺，其中，所述捕收剂合金含有不大于3wt％的硫和不大于3wt％的铜。36.根据权利要求1-12中任何一个所述的工艺，其中，所述熔融合金池含镍，其中，所述捕收剂合金含有不大于3wt％的硫和不大于3wt％的铜，其中，引入转炉进料和注入含氧气体两项操作应至少部分同时发生。37.一种铂族金属(pgm)捕收剂合金吹炼工艺，包括以下步骤：(a)将转炉进料引入盛放熔融合金池(含镍)的转炉坩埚中，其中，所述转炉进料包含：(i)100份(重量)的捕收剂合金，其中含有不小于0.5wt％的pgm、不小于40wt％的铁以及不小于0.5wt％的镍(按捕收剂合金的总重量计)；以及(ii)小于20份(重量)的添加熔剂材料，其中含有至少10wt％的二氧化硅和/或至少10wt％的氧化钙、氧化镁或二者组合(按添加熔剂材料的重量计)；(b)将含氧气体注入合金池，以便将捕收剂合金中的铁吹炼成氧化铁，并在合金池中富集pgm，其中，引入转炉进料和注入含氧气体两项操作应至少部分同时发生；(c)在合金池上方的低密度层中收集含有氧化铁的炉渣；(d)排放低密度层，从转炉中回收炉渣；以及(e)排放合金池，回收pgm富集合金。38.根据权利要求37所述的工艺，进一步包括：在坩埚中衬上耐火材料；以及以一定的速率向盛放合金池的坩埚供给耐火保护剂，即，在转炉进料中，每100份(重量)的捕收剂合金，最多供给20份(重量)的耐火保护剂，优选每100份(重量)的捕收剂合金，供给不大于18份(重量)的耐火保护剂，更优选每100份(重量)的捕收剂合金，供给5-15份(重量)的耐火保护剂。39.根据权利要求38所述的工艺，其中，在(i)合金池初熔后以及在开始步骤(b)前；(ii)在步骤(a)和/或步骤(b)的过程中；和/或(iii)在停止步骤(a)和/或步骤(b)以在步骤(d)中排放低密度层后，以及在重新开始所述步骤(a)和/或步骤(b)前，向坩埚供给所述耐火保护剂。40.根据权利要求39所述的工艺，其中，向坩埚同时供给所述耐火保护剂和在步骤(a)中引入的捕收剂合金。41.根据权利要求39所述的工艺，其中，向坩埚分别供给所述耐火保护剂和在步骤(a)中引入的捕收剂合金，优选地，其中，定期向坩埚供给耐火保护剂。42.根据权利要求38所述的工艺，其中，所述耐火保护剂包含一种与耐火材料相同的成分，优选地，其中，所述相同成分包括氧化铝。43.根据权利要求42所述的工艺，进一步包括在步骤(b)中通过伸入合金池中的喷枪将含氧气体注入合金池，其中，所述喷枪包含一种消耗性耐火材料，在喷头被消耗时，将喷枪推入合金池中，其中，所述消耗性耐火材料包含一种与内衬相同的成分，优选地，其中，所述相同成分包括氧化铝。
44.根据权利要求38所述的工艺，其中，所述内衬的耐火材料包含一种含有氧化铝的捣打耐火材料，优选地，其中，所述捣打耐火材料至少含有90wt％的氧化铝。45.根据权利要求38所述的工艺，进一步包括：使用安装在耐火内衬中的径向间隔传感器感应耐火内衬的温度；将温度感应信息从所述传感器发送到一个或多个发送器；以及将包含温度感应信息的信号从所述一个或多个发送器传输到接收器；优选地，其中，所述传感器安装在坩埚的金属壁附近，和/或所述一个或多个发送器安装在坩埚外部，并将信号无线传输到接收器。46.根据权利要求38所述的工艺，进一步包括将坩埚套上夹套，并在步骤(b)中通过所述夹套循环冷却剂(优选水和/或水性传热介质)。47.根据权利要求38所述的工艺，其中，按照适当的速率将含氧气体注入转炉合金池中，在不高于1800℃的温度下保持合金池处于熔融状态，优选温度范围约为1250℃-1700℃，更优选为1450℃-1700℃。48.根据权利要求37所述的工艺，其中，继续步骤(b)中的含氧气体注入操作，直至所述合金池含有不大于约10wt％的铁，优选不大于5wt％的铁(按合金池总重量计)。49.根据权利要求37-48中任何一个所述的工艺，其中，所述捕收剂合金含有：0.5-12wt％的pgm；40-80wt％的铁；1-15wt％的镍；不大于3wt％的硫，优选不小于0.1wt％的硫；不大于3wt％的铜，优选0.1-3wt％的铜；以及优选不大于20wt％的硅，更优选1-20wt％的硅。50.根据权利要求49所述的工艺，其中，所述pgm富集合金含有：不小于25wt％的pgm，优选25-60wt％的pgm；不小于25wt％的镍，优选25-70wt％的镍；不大于10wt％的铁，优选不大于5wt％的铁；以及优选不大于2wt％的硅、不大于2wt％的磷、不大于10wt％的铜以及不大于2wt％的硫。51.根据权利要求37-48中任何一个所述的工艺，进一步包括部分预氧化至少一部分处于原始状态的捕收剂合金，其中，在引入坩埚转炉进料中的100份(重量)捕收剂合金中，所述转炉进料至少包含20份(重量)的部分预氧化捕收剂合金，优选地，其中，所述部分预氧化包括使捕收剂合金颗粒通过富氧火焰，优选地，其中，所述火焰的温度不低于2000℃，更优选2000℃-3500℃，特别是2000℃-2800℃。52.根据权利要求37-48中任何一个所述的工艺，其中，所述转炉进料进一步包含约5-100份(重量)的回收转炉炉渣(每100份(重量)的捕收剂合金)。53.根据权利要求37-48中任何一个所述的工艺，其中，所述转炉的操作循环包括以下步骤：(i)部分预氧化至少一部分捕收剂合金；(ii)熔化转炉坩埚中来自步骤(i)的部分预氧化捕收剂合金炉料，形成合金池，开始转炉操作循环；
(iii)将转炉进料引入盛放合金池的坩埚中，其中，所述转炉进料包含：(i)步骤(i)中的部分预氧化捕收剂合金产物；(ii)未预氧化的捕收剂合金；或(iii)其组合，其中，所述转炉进料可能进一步包含前一个转炉循环中的回收炉渣；(iv)将含氧气体注入合金池，以将铁吹炼成氧化铁，并在合金池中富集pgm；(v)在合金池上方的低密度层中收集含有氧化铁的炉渣；(vi)终止步骤(iii)和(iv)，并排放低密度层，从转炉中回收炉渣；(vii)多次重复步骤(iii)、(iv)、(v)和(vi)序列，包括一个或多个非最终序列和一个最终序列，其中，在每个序列中，步骤(vi)均在步骤(iv)和(v)之后；(viii)在每个非最终序列的步骤(vi)中的低密度层排放前，允许在低密度层中夹带合金，以便在停止注入含氧气体后，确保合金充分沉降到合金池中；(ix)在最终序列的步骤(vi)中终止注入含氧气体后，立即开始排放低密度层，其中，避免合金池在坩埚中固化；以及(x)在转炉循环结束时，排放合金池，回收pgm富集合金，其中，避免合金池在坩埚中固化。54.根据权利要求37-48中任何一个所述的工艺，进一步包括以下步骤：(l)在(优选非吹炼)一次炉中冶炼催化材料；(2)从一次炉中回收一次炉炉渣和第一批捕收剂合金；(3)在(优选非吹炼)二次炉中冶炼一次炉炉渣，优选添加冶金焦；(4)从二次炉中回收二次炉炉渣和第二批捕收剂合金；(5)其中，所述转炉进料包含第一批和第二批捕收剂合金；以及(6)向二次炉至少供给一部分在步骤(d)中从转炉中回收的炉渣，以使用步骤(3)中的一次炉炉渣进行冶炼。55.根据权利要求37-48中任何一个所述的工艺，进一步包括：(a)在坩埚中衬上耐火材料；(b)在带有耐火内衬的坩埚中盛放熔融合金池；(c)将坩埚套上夹套，所述夹套与耐火内衬相邻；以及(d)通过夹套循环冷却剂，在与耐火内衬进行热传导时带走合金池中的热量。56.根据权利要求37-48中任何一个所述的工艺，其中，所述转炉包括一个旋转转炉，其中，所述旋转转炉包括：其中，所述坩埚包括一个安装用于绕纵轴旋转的倾斜坩埚；一个盛放熔融合金池的坩埚中的耐火内衬；一个坩埚顶部开口，用于将转炉进料引入盛放合金池的坩埚中；一个将含氧气体注入合金池的喷枪；一个与耐火内衬相邻的坩埚传热夹套；以及一个冷却剂系统，此系统通过夹套循环传热介质，在与耐火内衬进行热传导时带走合金池中的热量。57.一种铂族金属(pgm)捕收剂合金吹炼工艺，包括以下步骤：(i)部分预氧化原始捕收剂合金，其中含有不小于0.5wt％的pgm、不小于40wt％的铁、不小于0.5wt％的镍、不大于3wt％的硫和不大于3wt％的铜(按捕收剂合金的总重量计)；
(ii)将初始炉料引入转炉坩埚中，其中，所述初始炉料包含原始捕收剂合金、步骤(i)中的部分预氧化捕收剂合金产物，或其组合；(iii)熔化初始炉料，在坩埚中形成合金池；(iv)将转炉进料引入合金池中，其中，所述转炉进料包含原始捕收剂合金、步骤(i)中的部分预氧化捕收剂合金产物，或其组合，其中，至少所述初始炉料和/或转炉进料包含步骤(i)中的部分预氧化捕收剂合金；(v)将含氧气体注入合金池，以将铁吹炼成氧化铁，并在合金池中富集pgm，其中，引入转炉进料和注入含氧气体两项操作应至少部分同时发生；(vi)在合金池上方的低密度层中收集含有氧化铁的炉渣；(vii)排放低密度层，从转炉中回收炉渣；以及(viii)排放合金池，回收pgm富集合金。58.根据权利要求57所述的工艺，其中，根据在步骤(i)前原始捕收剂合金中的铁，步骤(i)中的部分预氧化包括吹炼10％-90％的铁，优选吹炼25％-75％的铁，更优选吹炼30％-60％的铁。59.根据权利要求57所述的工艺，其中，步骤(i)中的预氧化包括(i.a)使原始捕收剂合金颗粒通过富氧火焰，优选地，其中，所述火焰的温度不低于2000℃，更优选2000℃-3500℃，特别是2000℃-2800℃。60.根据权利要求59所述的工艺，其中，燃烧器产生富氧火焰加热坩埚，进一步包括(i.b)使至少部分熔化的预氧化捕收剂合金颗粒从火焰沉积到坩埚中。61.根据权利要求60所述的工艺，进一步包括以下步骤：(i.c)冷却和固化颗粒，在坩埚耐火内衬的内表面上形成预氧化捕收剂合金涂层；其中，步骤(iii)包括熔化坩埚中的涂层，形成体积足够的合金池，以在步骤(v)中注入含氧气体。62.根据权利要求57-61中任何一个所述的工艺，其中，步骤(iii)包括熔化坩埚中的部分预氧化捕收剂合金，形成体积足够的合金池，以在步骤(iv)中注入含氧气体。63.根据权利要求62所述的工艺，其中，步骤(i)中的预氧化包括通过步骤(ii)、(iii)、(iv)、(v)、(vi)、(vii)和(viii)的循环来操作转炉，以制备部分氧化的起始合金，其中，所述起始合金制备循环包括：熔化坩埚中先前制备的部分氧化起始合金炉料，形成合金池；在步骤(iv)中定期或连续向合金池供给转炉进料，同时在步骤(v)中注入含氧气体；继续注入含氧气体，部分氧化合金池，优选地，其中，根据初始炉料和向合金池供给的转炉进料中铁的重量，部分氧化初始炉料和转炉进料中10％-90％的铁，更优选25％-75％的铁；优选多次排放转炉坩埚中的炉渣；然后，回收和固化部分氧化的合金池；以及优选将起始合金制备循环中发生固化且部分氧化的捕收剂合金分成多份起始合金炉料，用于多个相同的转炉操作循环和/或起始合金制备循环。64.根据权利要求57所述的工艺，其中，步骤(i)中的预氧化包括在高于800℃的温度(优选在800℃到950℃之间)下，优选在回转窑或流化床焙烧炉中使原始捕收剂合金颗粒接
触含氧气体。65.根据权利要求57-61中任何一个所述的工艺，其中，继续步骤(v)中的含氧气体注入操作，直至所述合金池含有不大于约10wt％的铁，优选不大于5wt％的铁(按合金池总重量计)。66.根据权利要求57-61中任何一个所述的工艺，其中，所述原始捕收剂合金含有：40-80wt％的铁；1-15wt％的镍；不小于0.1wt％的硫；0.1-3wt％的铜；以及1-20wt％的硅。67.根据权利要求57-61中任何一个所述的工艺，其中，所述pgm富集合金含有：不小于25wt％的pgm，优选25-60wt％的pgm；不小于25wt％的镍，优选25-70wt％的镍；不大于10wt％的铁，优选不大于5wt％的铁；不大于10wt％的铜；不大于2wt％的硫；以及优选不大于2wt％的硅和不大于2wt％的磷。68.根据权利要求57-61中任何一个所述的工艺，其中，所述转炉进料至少包含20份(重量)步骤(i)中的部分预氧化捕收剂合金产物。69.根据权利要求57-61中任何一个所述的工艺，其中，所述初始炉料和转炉进料包含：(i)总计100份(重量)的原始捕收剂合金和部分预氧化捕收剂合金；以及(ii)小于20份(重量)的添加熔剂材料，其中含有至少10wt％的二氧化硅和/或至少10wt％的氧化钙、氧化镁或二者组合(按添加熔剂材料的重量计)(优选小于20份(重量)(更优选小于18份(重量)，甚至更优选小于15份(重量))的任何添加熔剂材料，不考虑二氧化硅、氧化钙和/或氧化镁的含量)。70.根据权利要求57-61中任何一个所述的工艺，进一步包括：在坩埚中衬上耐火材料；以及以一定的速率向盛放合金池的坩埚供给耐火保护剂，即，在初始炉料和转炉进料中，每100份(重量)的原始捕收剂合金和部分预氧化捕收剂合金，最多供给20份(重量)的耐火保护剂，优选每100份(重量)的原始捕收剂合金和部分预氧化捕收剂合金，供给不大于18份(重量)的耐火保护剂，更优选每100份(重量)的原始捕收剂合金和部分预氧化捕收剂合金，供给5-15份(重量)的耐火保护剂。71.根据权利要求70所述的工艺，其中，所述耐火保护剂包含一种与耐火材料相同的成分，优选地，其中，所述相同成分包括氧化铝。72.根据权利要求57-61中任何一个所述的工艺，其中，所述初始炉料和转炉进料进一步包含约5-100份(重量)的回收转炉炉渣(每总计100份(重量)的原始捕收剂合金和部分预氧化捕收剂合金)。73.根据权利要求57-61中任何一个所述的工艺，其中，所述转炉的操作循环包括以下步骤：
(1)熔化转炉坩埚中来自步骤(i)的部分预氧化捕收剂合金炉料，形成合金池，在步骤(iii)中开始转炉操作循环；(2)在步骤(iv)中将转炉进料引入盛放合金池的坩埚中，其中，所述转炉进料可能进一步包含前一个转炉循环中的回收炉渣；(3)将含氧气体注入合金池，以将铁吹炼成氧化铁，并在步骤(v)中，在合金池中富集pgm；(4)在步骤(vi)中，在合金池上方的低密度层中收集含有氧化铁的炉渣；(5)终止步骤(2)和(3)，并排放低密度层，从转炉中回收炉渣；(6)多次重复步骤(2)、(3)、(4)和(5)序列，包括一个或多个非最终序列和一个最终序列，其中，在每个序列中，步骤(5)均在步骤(3)和(4)之后；(7)在每个非最终序列的步骤(6)中的低密度层排放前，允许在低密度层中夹带合金，以便在停止注入含氧气体后，确保合金充分沉降到合金池中；(8)在最终序列的步骤(6)中终止注入含氧气体后，立即开始排放低密度层，其中，避免合金池在坩埚中固化，并且合金可夹带在低密度层中；以及(9)在转炉循环结束时，排放合金池，回收pgm富集合金，其中，避免合金池在坩埚中固化。74.根据权利要求57-61中任何一个所述的工艺，进一步包括以下步骤：(l)在(优选非吹炼)一次炉中冶炼催化材料；(2)从一次炉中回收一次炉炉渣和第一批捕收剂合金；(3)在(优选非吹炼)二次炉中冶炼一次炉炉渣，优选添加冶金焦；(4)从二次炉中回收二次炉炉渣和第二批捕收剂合金；(5)其中，在步骤(i)、步骤(ii)和/或步骤(iv)中，第一批和第二批捕收剂合金作为原始捕收剂合金供给；以及(6)向二次炉至少供给一部分在步骤(d)中从转炉中回收的炉渣，以使用步骤(3)中的一次炉炉渣进行冶炼。75.根据权利要求57-61中任何一个所述的工艺，进一步包括：(a)在坩埚中衬上耐火材料；(b)在带有耐火内衬的坩埚中盛放熔融合金池；(c)将坩埚套上夹套，所述夹套与耐火内衬相邻；以及(d)通过夹套循环冷却剂，在与耐火内衬进行热传导时带走合金池中的热量。76.根据权利要求57-61中任何一个所述的工艺，其中，所述转炉包括一个旋转转炉，其中，所述旋转转炉包括：其中，所述坩埚包括一个安装用于绕纵轴旋转的倾斜坩埚；一个盛放熔融合金池的坩埚中的耐火内衬；一个坩埚顶部开口，用于将转炉进料引入盛放合金池的坩埚中；一个将含氧气体注入合金池的喷枪；一个与耐火内衬相邻的坩埚传热夹套；以及一个冷却剂系统，此系统通过夹套循环传热介质，在与耐火内衬进行热传导时带走合金池中的热量，优选地，其中，所述合金池直接接触耐火内衬。
77.一种铂族金属(pgm)捕收剂合金吹炼工艺，包括以下步骤的循环：(a)将转炉进料引入盛放熔融合金池的转炉坩埚中，其中，所述转炉进料包含：(i)100份(重量)的捕收剂合金，其中含有不小于0.5wt％的pgm、不小于40wt％的铁、不小于0.5wt％的镍、不大于3wt％的硫和不大于3wt％的铜(按捕收剂合金的总重量计)；以及(ii)约5-100份(重量)的回收转炉炉渣(每100份(重量)的捕收剂合金)；(b)将含氧气体注入合金池，以便将捕收剂合金中的铁吹炼成氧化铁，并在合金池中富集pgm，其中，引入转炉进料和注入含氧气体两项操作应至少部分同时发生；(c)在合金池上方的低密度层中收集含有氧化铁的炉渣；(d)排放低密度层，从转炉中回收炉渣；(e)将在步骤(d)中回收的炉渣分成第一份炉渣和第二份炉渣，前者将被回收到步骤(a)中的转炉进料中，而后者不回收到步骤(a)中；以及(f)排放合金池，回收pgm富集合金。78.根据权利要求77所述的工艺，其中，一个循环的步骤(e)中的回收炉渣部分作为后续循环步骤(a)中的回收转炉炉渣供给。79.根据权利要求77所述的工艺，其中，所述转炉进料包含10-50份(重量)的回收炉渣(每100份(重量)的捕收剂合金)。80.根据权利要求77所述的工艺，进一步包括混合捕收剂合金和回收转炉炉渣，以在步骤(a)中，优选从单一进料装置中将它们同时引入转炉进料中。81.根据权利要求77所述的工艺，其中，步骤(a)中的回收转炉炉渣和/或步骤(e)中的第一份炉渣包含高级炉渣，其pgm含量高于步骤(d)中回收炉渣的平均总pgm含量，和/或氧化镍含量约大于回收炉渣的2wt％。82.根据权利要求81所述的工艺，进一步包括：冷却、固化和粉碎步骤(d)中的回收炉渣；其中，步骤(e)中的分离包括将粉碎的炉渣磁力分成磁敏感部分和非磁敏感部分；其中，所述回收炉渣部分包含磁敏感部分；以及其中，所述回收炉渣部分可包含一部分的非磁敏感部分。83.根据权利要求82所述的工艺，进一步包括以下步骤：(c.1)在步骤(a)至(e)前，通过熔化坩埚中的部分预氧化捕收剂合金，形成合金池，开始转炉操作循环；(c.2)然后，在步骤(e)前，多次重复步骤(a)、(b)、(c)和(d)序列，其中，在每个序列中，步骤(d)均在步骤(b)和(c)之后；其中，步骤(e)中回收的炉渣包含从步骤(c.2)最后一个序列步骤(d)中的低密度层最终排放中回收的炉渣(无论磁化率如何)；以及(c.3)在步骤(c.2)最后一个序列步骤(d)中的低密度层排放完成后，在步骤(f)中排放合金池。84.根据权利要求82所述的工艺，进一步包括以下步骤：(c.1)在步骤(a)至(e)前，通过熔化坩埚中的部分预氧化捕收剂合金，形成合金池，开始转炉操作循环；(c.2)然后，在步骤(e)前，多次重复步骤(a)、(b)、(c)和(d)序列，其中，在每个序列中，
步骤(d)均在步骤(b)和(c)之后；其中，步骤(e)中回收的炉渣包含从步骤(c.2)最后一个序列步骤(d)中的低密度层最终排放中回收的炉渣的全部或部分非磁敏感部分；以及(c.3)在步骤(c.2)最后一个序列步骤(d)中的低密度层排放完成后，在步骤(f)中排放合金池。85.根据权利要求84所述的工艺，进一步包括以下步骤：(d.l)为了在步骤(c.2)中的最终排放前排放低密度层，允许在低密度层中夹带合金，以在进行相应低密度层排放前使合金充分沉降到合金池中；以及(d.2)在停止注入含氧气体后的5分钟内，开始步骤(c.2)中的最终排放。86.根据权利要求77所述的工艺，其中，步骤(b)中的含氧气体注入速率足以将合金池温度至少保持在1250℃，优选至少1450℃，或在1250℃到1800℃之间，优选1450℃-1700℃。87.根据权利要求77所述的工艺，其中，继续步骤(b)中的含氧气体注入操作，直至所述合金池含有不大于约10wt％的铁，优选不大于5wt％的铁(按合金池总重量计)。88.根据权利要求77-87中任何一个所述的工艺，其中，所述捕收剂合金含有：40-80wt％的铁；1-15wt％的镍；不小于0.1wt％的硫；0.1-3wt％的铜；以及不大于20wt％的硅，优选1-20wt％的硅。89.根据权利要求88所述的工艺，其中，所述pgm富集合金含有：不小于25wt％的pgm，优选25-60wt％的pgm；不小于25wt％的镍，优选25-70wt％的镍；以及优选不大于2wt％的硅、不大于2wt％的磷、不大于10wt％的铜以及不大于2wt％的硫。90.根据权利要求77-87中任何一个所述的工艺，其中，所述转炉进料包含：(i)100份(重量)的捕收剂合金；以及(ii)小于20份(重量)的添加熔剂材料，其中含有至少10wt％的二氧化硅和/或至少10wt％的氧化钙、氧化镁或二者组合(按添加熔剂材料的重量计)(优选小于20份(重量)(更优选小于18份(重量)，甚至更优选小于15份(重量))的任何添加熔剂材料，不考虑二氧化硅、氧化钙和/或氧化镁的含量)。91.根据权利要求77-87中任何一个所述的工艺，进一步包括：在坩埚中衬上耐火材料；以及以一定的速率向盛放合金池的坩埚供给耐火保护剂，即，在转炉进料中，每100份(重量)的捕收剂合金，最多供给20份(重量)的耐火保护剂，优选每100份(重量)的捕收剂合金，供给不大于18份(重量)的耐火保护剂，更优选每100份(重量)的捕收剂合金，供给5-15份(重量)的耐火保护剂，优选地，其中，所述耐火保护剂包含一种与耐火材料相同的成分，优选地，其中，所述相同成分包括氧化铝。92.根据权利要求77-87中任何一个所述的工艺，进一步包括部分预氧化至少一部分处于原始状态的捕收剂合金，其中，在引入坩埚转炉进料中的100份(重量)捕收剂合金中，所述转炉进料至少包含20份(重量)的部分预氧化捕收剂合金，优选地，其中，所述部分预氧化
包括使原始捕收剂合金颗粒通过富氧火焰，优选地，其中，所述火焰的温度不低于2000℃，更优选2000℃-3500℃，特别是2000℃-2800℃。93.根据权利要求77-87中任何一个所述的工艺，其中，所述转炉的操作循环包括以下步骤：(1)熔化转炉坩埚中的部分预氧化捕收剂合金炉料，形成合金池，开始转炉操作循环；(2)在步骤(a)中将转炉进料引入盛放合金池的坩埚中，其中，所述转炉进料可能进一步包含前一个转炉循环中的回收炉渣；(3)将含氧气体注入合金池，以将铁吹炼成氧化铁，并在步骤(b)中，在合金池中富集pgm；(4)在步骤(c)中，在合金池上方的低密度层中收集含有氧化铁的炉渣；(5)终止步骤(2)和(3)，并排放低密度层，从转炉中回收炉渣；(6)多次重复步骤(2)、(3)、(4)和(5)序列，包括一个或多个非最终序列和一个最终序列，其中，在每个序列中，步骤(5)均在步骤(2)和(3)之后；(7)在每个非最终序列的步骤(6)中的低密度层排放前，允许在低密度层中夹带合金，以便在停止注入含氧气体后，确保合金充分沉降到合金池中；(8)在最终序列的步骤(6)中终止注入含氧气体后，立即开始排放低密度层，其中，避免合金池在坩埚中固化，并且合金可夹带在低密度层中；以及(9)在转炉循环结束时，排放合金池，回收pgm富集合金，其中，避免合金池在坩埚中固化。94.根据权利要求77-87中任何一个所述的工艺，进一步包括以下步骤：(l)在(优选非吹炼)一次炉中冶炼催化材料；(2)从一次炉中回收一次炉炉渣和第一批捕收剂合金；(3)在(优选非吹炼)二次炉中冶炼一次炉炉渣，优选添加冶金焦；(4)从二次炉中回收二次炉炉渣和第二批捕收剂合金；(5)其中，步骤(a)中的所述转炉进料包含第一批和第二批捕收剂合金；以及(6)向二次炉至少供给一部分步骤(e)中的生产炉渣，以使用步骤(3)中的一次炉炉渣进行冶炼。95.根据权利要求77-87中任何一个所述的工艺，进一步包括：(a)在坩埚中衬上耐火材料；(b)在带有耐火内衬的坩埚中盛放熔融合金池；(c)将坩埚套上夹套，所述夹套与耐火内衬相邻；以及(d)通过夹套循环冷却剂，在与耐火内衬进行热传导时带走合金池中的热量。96.根据权利要求77-87中任何一个所述的工艺，其中，所述转炉包括一个旋转转炉，其中，所述旋转转炉包括：其中，所述坩埚包括一个安装用于绕纵轴旋转的倾斜坩埚；一个盛放熔融合金池的坩埚中的耐火内衬；一个坩埚顶部开口，用于将转炉进料引入盛放合金池的坩埚中；一个将含氧气体注入合金池的喷枪；一个与耐火内衬相邻的坩埚传热夹套；以及
一个冷却剂系统，此系统通过夹套循环传热介质，在与耐火内衬进行热传导时带走合金池中的热量，优选地，其中，所述合金池直接接触耐火内衬。97.一种铂族金属(pgm)捕收剂合金吹炼工艺，包括以下步骤：(i)熔化转炉坩埚中的捕收剂合金初始炉料，形成合金池，开始转炉循环；(ii)将转炉进料引入盛放合金池的坩埚中；(iii)将含氧气体注入合金池，以将铁吹炼成氧化铁，并在合金池中富集pgm，其中，引入转炉进料和注入含氧气体两项操作应至少部分同时发生；(iv)在合金池上方的低密度层中收集含有氧化铁的炉渣；(v)终止步骤(ii)和(iii)，并排放低密度层，从转炉中回收炉渣；(vi)多次重复步骤(ii)、(iii)、(iv)和(v)序列，包括一个或多个非最终序列和一个最终序列，其中，在每个序列中，步骤(v)均在步骤(iii)和(iv)之后；(vii)在每个非最终序列的步骤(v)中的低密度层排放前，允许在低密度层中夹带合金，以便在停止注入含氧气体后，确保合金充分沉降到合金池中；(viii)在最终序列的步骤(v)中终止注入含氧气体后，立即开始排放低密度层，其中，避免合金池在坩埚中固化；以及(ix)在转炉循环结束时，排放合金池，回收pgm富集合金，其中，避免合金池在坩埚中固化。98.根据权利要求97所述的工艺，其中，在步骤(vii)中，终止含氧气体注入和开始低密度层排放之间经过的时间不少于5分钟。99.根据权利要求97所述的工艺，其中，在步骤(viii)中，终止含氧气体注入和开始低密度层排放之间经过的时间不超过5分钟。100.根据权利要求97所述的工艺，进一步包括在低密度层中夹带合金，将在步骤(viii)中排放所述低密度层。101.根据权利要求97所述的工艺，进一步包括以下步骤：(x)冷却、固化和粉碎步骤(v)中的回收炉渣；以及(xi)将步骤(v)中的回收炉渣分成两份，一份将回收到后续转炉循环步骤(ii)中的转炉进料中，而另一份不回收。102.根据权利要求101所述的工艺，其中，步骤(ii)中的所述转炉进料包含5-100份(重量)的回收炉渣，优选包含10-50份(重量)的回收炉渣(每100份(重量)的捕收剂合金)。103.根据权利要求101所述的工艺，其中，步骤(ii)中的回收炉渣包含高级炉渣，其pgm含量高于步骤(v)中回收炉渣的平均总pgm含量，优选地，其中，所述高级炉渣包含超过1000ppm的pgm，未回收的炉渣部分包含小于1000ppm的pgm。104.根据权利要求101所述的工艺，进一步包括：其中，步骤(xi)中的分离包括将粉碎的炉渣磁力分成磁敏感部分和非磁敏感部分；其中，所述回收炉渣部分包含磁敏感部分；以及其中，所述回收炉渣部分可进一步包含一部分的非磁敏感部分。105.根据权利要求104所述的工艺，其中，所述回收炉渣部分进一步包含从最终序列的步骤(viii)中回收的炉渣的非磁敏感部分。106.根据权利要求101所述的工艺，其中，所述回收炉渣部分包含从最终序列的步骤
(viii)中回收的炉渣(无论磁化率如何)。107.根据权利要求97所述的工艺，其中，继续步骤(iii)中的含氧气体注入操作，直至所述合金池含有不大于约10wt％的铁，优选不大于5wt％的铁(按合金池总重量计)。108.根据权利要求97-107中任何一个所述的工艺，其中，所述捕收剂合金含有不小于0.5wt％的pgm、不小于40wt％的铁、不小于0.5wt％的镍、不大于3wt％的硫和不大于3wt％的铜(按捕收剂合金的总重量计)，优选地，其中，所述捕收剂合金含有：40-80wt％的铁；1-15wt％的镍；不小于0.1wt％的硫；0.1-3wt％的铜；和/或不大于20wt％的硅，优选1-20wt％的硅。109.根据权利要求108所述的工艺，其中，所述pgm富集合金含有：不小于25wt％的pgm，优选25-60wt％的pgm；不小于25wt％的镍，优选25-70wt％的镍；不大于10wt％的铁，优选不大于5wt％的铁；以及优选不大于2wt％的硅、不大于2wt％的磷、不大于10wt％的铜以及不大于2wt％的硫。110.根据权利要求97-107中任何一个所述的工艺，其中，所述转炉进料包含：(i)总计100份(重量)的捕收剂合金；以及(ii)小于20份(重量)的添加熔剂材料，其中含有至少10wt％的二氧化硅和/或至少10wt％的氧化钙、氧化镁或二者组合(按添加熔剂材料的重量计)(优选小于20份(重量)(更优选小于18份(重量)，甚至更优选小于15份(重量))的任何添加熔剂材料，不考虑二氧化硅、氧化钙和/或氧化镁的含量)。111.根据权利要求97-107中任何一个所述的工艺，进一步包括：在坩埚中衬上耐火材料；以及以一定的速率向盛放合金池的坩埚供给耐火保护剂，即，在转炉进料中，每总计100份(重量)的原始捕收剂合金和部分预氧化捕收剂合金，最多供给20份(重量)的耐火保护剂，优选每总计100份(重量)的原始捕收剂合金和部分预氧化捕收剂合金，供给不大于18份(重量)的耐火保护剂，更优选每总计100份(重量)的原始捕收剂合金和部分预氧化捕收剂合金，供给5-15份(重量)的耐火保护剂，优选地，其中，所述耐火保护剂包含一种与耐火材料相同的成分，优选地，其中，所述相同成分包括氧化铝。112.根据权利要求97-107中任何一个所述的工艺，进一步包括部分预氧化至少一部分处于原始状态的捕收剂合金，其中，所述初始炉料和/或转炉进料包含部分预氧化捕收剂合金，优选地，其中，所述部分预氧化包括使原始捕收剂合金颗粒通过富氧火焰，优选地，其中，所述火焰的温度不低于2000℃，更优选2000℃-3500℃，特别是2000℃-2800℃。113.根据权利要求112所述的工艺，其中，所述初始炉料和/或转炉进料分别包含约20-100份(重量)的部分预氧化捕收剂合金和0-80份(重量)的原始捕收剂合金(在所述初始炉料和/或转炉进料中，每总计100份(重量)的原始捕收剂合金和部分预氧化捕收剂合金)。114.根据权利要求97-107中任何一个所述的工艺，进一步包括以下步骤：(l)在(优选非吹炼)一次炉中冶炼催化材料；
(2)从一次炉中回收一次炉炉渣和第一批捕收剂合金；(3)在(优选非吹炼)二次炉中冶炼一次炉炉渣，优选添加冶金焦；(4)从二次炉中回收二次炉炉渣和第二批捕收剂合金；(5)其中，所述初始炉料和/或转炉进料包含第一批和第二批捕收剂合金；以及(6)向二次炉至少供给一部分在步骤(d)中从转炉中回收的炉渣，以使用步骤(3)中的一次炉炉渣进行冶炼。115.根据权利要求97-107中任何一个所述的工艺，进一步包括：(a)在坩埚中衬上耐火材料；(b)在带有耐火内衬的坩埚中盛放熔融合金池；(c)将坩埚套上夹套，所述夹套与耐火内衬相邻；以及(d)通过夹套循环冷却剂，在与耐火内衬进行热传导时带走合金池中的热量，优选地，其中，所述合金池直接接触耐火内衬。116.根据权利要求97-107中任何一个所述的工艺，其中，所述转炉包括一个旋转转炉，其中，所述旋转转炉包括：其中，所述坩埚包括一个安装用于绕纵轴旋转的倾斜坩埚；一个盛放熔融合金池的坩埚中的耐火内衬；一个坩埚顶部开口，用于将转炉进料引入盛放合金池的坩埚中；一个将含氧气体注入合金池的喷枪；一个与耐火内衬相邻的坩埚传热夹套；以及一个冷却剂系统，此系统通过夹套循环传热介质，在与耐火内衬进行热传导时带走合金池中的热量，优选地，其中，所述合金池直接接触耐火内衬。117.一种pgm回收和富集工艺，包括以下步骤：(l)在一次炉中冶炼催化材料；(2)从一次炉中回收一次炉炉渣和第一批捕收剂合金；(3)在二次炉中冶炼一次炉炉渣；(4)从二次炉中回收二次炉炉渣和第二批捕收剂合金；(5)在转炉中吹炼第一批和第二批捕收剂合金，回收pgm富集合金和转炉炉渣；(6)将在步骤(5)中从转炉中回收的转炉炉渣分成第一份转炉炉渣和第二份转炉炉渣；以及(7)向二次炉供给第一份转炉炉渣，以使用步骤(3)中的一次炉炉渣进行冶炼。118.根据权利要求117所述的工艺，进一步包括向转炉进料供给第二份转炉炉渣，即，每总计100份(重量)的第一批和第二批捕收剂合金，供给约5-100份(重量)的第二份转炉炉渣。119.根据权利要求118所述的工艺，其中，所述第二份转炉炉渣包含高级炉渣，其pgm含量高于第一份转炉炉渣，优选地，其中，所述第二份转炉炉渣包含1000ppm或更多pgm。120.根据权利要求119所述的工艺，进一步包括：冷却、固化和粉碎从步骤(5)中回收的转炉炉渣；其中，步骤(6)中的分离包括将粉碎的炉渣磁力分成磁敏感部分和非磁敏感部分；其中，所述第二份转炉炉渣包含磁敏感部分；以及
其中，所述第二份转炉炉渣可包含一部分的非磁敏感部分。121.根据权利要求120所述的工艺，其中，步骤(5)中的吹炼包括：(a)通过熔化转炉坩埚中的可选部分预氧化捕收剂合金，形成盛放在坩埚中的合金池，开始转炉操作循环；(b)将转炉进料引入坩埚中；(c)将含氧气体注入合金池，以便将捕收剂合金中的铁吹炼成氧化铁，并在合金池中富集pgm，其中，引入转炉进料和注入含氧气体两项操作应至少部分同时发生；(d)在合金池上方的低密度层中收集含有氧化铁的炉渣；(e)停止引入转炉进料和注入含氧气体，并排放低密度层，从转炉中回收炉渣；(f)多次重复步骤(b)、(c)和(e)序列，其中，在每个序列中，步骤(e)均在步骤(b)和(c)之后，其中，步骤(6)中的第二份转炉炉渣包含从最后一个序列步骤(e)中的低密度层最终排放中回收的转炉炉渣(无论磁化率如何)；以及(g)在步骤(1)最后一个序列步骤(e)中的低密度层最终排放后，排放合金池。122.根据权利要求121所述的工艺，其中，步骤(6)中的第二份转炉炉渣包含从步骤(f)最后一个序列步骤(e)中的低密度层最终排放中回收的炉渣的全部或部分非磁敏感部分。123.根据权利要求121所述的工艺，进一步包括以下步骤：(d.l)在步骤(f)的非最终序列中，允许在低密度层中夹带合金，以在进行相应低密度层排放前使合金充分沉降到合金池中；以及(d.2)在步骤(f)的最终序列中，在停止注入含氧气体后的5分钟内，开始步骤(e)中的最终排放。124.根据权利要求118所述的工艺，其中，所述第一份转炉炉渣包含小于1000ppm的pgm，所述第二份转炉炉渣包含超过1000ppm的pgm。125.根据权利要求117所述的工艺，其中，所述转炉的坩埚内衬耐火材料，进一步包括向坩埚供给步骤(2)中的一部分一次炉炉渣，作为耐火保护剂。126.根据权利要求125所述的工艺，其中，所述耐火保护剂包含不大于20份(重量)的一次炉炉渣(每总计100份(重量)向转炉供给的第一批和第二批捕收剂合金)，优选包含18份(重量)的一次炉炉渣(每总计100份(重量)向转炉供给的第一批和第二批捕收剂合金)，更优选包含5-15份(重量)的一次炉炉渣(每总计100份(重量)向转炉供给的第一批和第二批捕收剂合金)。127.根据权利要求117-126中任何一个所述的工艺，其中，继续步骤(5)中的吹炼操作，直至转炉坩埚中的合金池含有不大于约10wt％的铁，优选不大于5wt％的铁(按合金池总重量计)。128.根据权利要求127所述的工艺，其中，向转炉供给的第一批和第二批捕收剂合金含有：0.5-12wt％的pgm；不小于40wt％的铁，优选40-80wt％的铁；不小于0.5wt％的镍，优选1-15wt％的镍；不大于3wt％的硫，优选不小于0.1wt％的硫；不大于3wt％的铜，优选0.1-3wt％的铜；以及
优选不大于20wt％的硅，更优选1-20wt％的硅。129.根据权利要求128所述的工艺，其中，从步骤(5)中回收的所述pgm富集合金含有：不小于25wt％的pgm，优选25-60wt％的pgm；不小于25wt％的镍，优选25-70wt％的镍；以及优选不大于2wt％的硅、不大于5wt％的磷、不大于10wt％的铜以及不大于2wt％的硫。130.根据权利要求117-126中任何一个所述的工艺，其中，所述转炉进料包含：(i)总计100份(重量)的第一批和第二批捕收剂合金；以及(ii)小于20份(重量)的添加熔剂材料，其中含有10wt％的二氧化硅和/或至少10wt％的氧化钙、氧化镁或二者组合(按添加熔剂材料的重量计)(优选小于20份(重量)(更优选小于18份(重量)，甚至更优选小于15份(重量))的任何添加熔剂材料，不考虑二氧化硅、氧化钙和/或氧化镁的含量)。131.根据权利要求117-126中任何一个所述的工艺，进一步包括部分预氧化至少一部分处于原始状态的第一批捕收剂合金和/或第二批捕收剂合金，其中，所述转炉进料包含至少20份(重量)的部分预氧化捕收剂合金(每总计100份(重量)的转炉进料)。132.根据权利要求131所述的工艺，其中，所述部分预氧化包括使捕收剂合金颗粒通过富氧火焰。133.根据权利要求132所述的工艺，其中，所述火焰的温度不低于2000℃，优选2000℃-3500℃，更优选2000℃-2800℃。134.根据权利要求117-126中任何一个所述的工艺，进一步包括：(a)在转炉坩埚中衬上耐火材料；(b)在带有耐火内衬的坩埚中盛放熔融合金池；(c)将坩埚套上夹套，所述夹套与耐火内衬相邻；以及(d)通过夹套循环冷却剂，在与耐火内衬进行热传导时带走合金池中的热量。135.根据权利要求117-126中任何一个所述的工艺，其中，所述转炉包括一个旋转转炉，其中，所述旋转转炉包括：一个安装用于绕纵轴旋转的倾斜坩埚；一个盛放熔融合金池的坩埚中的耐火内衬；一个坩埚顶部开口，用于将转炉进料引入盛放合金池的坩埚中；一个将含氧气体注入合金池的喷枪；一个与耐火内衬相邻的坩埚传热夹套；以及一个冷却剂系统，此系统通过夹套循环传热介质，在与耐火内衬进行热传导时带走合金池中的热量。136.一种pgm回收和富集工艺，包括以下步骤：(l)在(优选非吹炼)一次炉中冶炼催化材料；(2)从一次炉中回收一次炉炉渣和第一批捕收剂合金；(3)在(优选非吹炼)二次炉中冶炼一次炉炉渣；(4)从二次炉中回收二次炉炉渣和第二批捕收剂合金；(5)在转炉中吹炼第一批和第二批捕收剂合金，回收pgm富集合金和炉渣，其中，所述吹炼包括：
(a)通过熔化转炉坩埚中的(优选部分预氧化)捕收剂合金，形成盛放在坩埚中的合金池，开始转炉操作循环；(b)将转炉进料引入盛放合金池的坩埚中；(c)将含氧气体注入合金池，以将铁吹炼成氧化铁，并在合金池中富集pgm，其中，引入转炉进料和注入含氧气体两项操作应至少部分同时发生；(d)在合金池上方的低密度层中收集含有氧化铁的炉渣；(e)停止引入转炉进料和注入含氧气体，并排放低密度层，从转炉中回收炉渣；(f)多次重复步骤(b)、(c)和(e)序列，其中，在每个序列中，步骤(e)均在步骤(b)和(c)之后；以及(g)在步骤(f)的非最终序列中，允许在低密度层中夹带合金，以在进行相应低密度层排放前使合金充分沉降到合金池中；(h)在步骤(f)的最终序列中，在停止注入含氧气体后的5分钟内，开始步骤(e)中的最终排放；以及(i)在步骤(f)最后一个序列步骤(e)中的低密度层最终排放后，排放合金池；(6)将在步骤(5)中从转炉中回收的转炉炉渣分成第一份转炉炉渣和第二份转炉炉渣，其中，所述第二份转炉炉渣的平均pgm含量高于第一份转炉炉渣，其中，所述分离包括：(a)冷却、固化和粉碎从步骤(5)中回收的转炉炉渣；(b)将粉碎的炉渣磁力分成磁敏感部分和非磁敏感部分；(c)所述第二份转炉炉渣包含从炉渣最终排放中获得的磁敏感部分，以及至少一部分的非磁敏感部分；以及(d)所述第一份转炉炉渣至少包含一部分的非磁敏感部分；(7)向二次炉供给第一份转炉炉渣，以使用步骤(3)中的一次炉炉渣进行冶炼；(8)向装有第一批和第二批捕收剂合金的转炉供给第二份转炉炉渣；以及(9)向盛放合金池的坩埚供给步骤(2)中的一部分一次炉炉渣。137.一种旋转转炉，包括：一个安装用于绕纵轴旋转的倾斜转炉坩埚；一个盛放熔融合金池的坩埚中的耐火内衬；一个坩埚顶部开口，用于将转炉进料引入盛放合金池的坩埚中；一个将含氧气体注入合金池的喷枪；一个与耐火内衬相邻的坩埚传热夹套；以及一个冷却剂系统，此系统通过夹套循环传热介质，在与耐火内衬进行热传导时带走合金池中的热量。138.根据权利要求137所述的旋转转炉，进一步包括一个从坩埚中回收炉渣和合金的水龙头。139.根据权利要求137所述的旋转转炉，进一步包括一个控制系统，用于冷却剂供给和含氧气体注入调整，以将合金池的温度保持在1250℃到1800℃之间。140.根据权利要求139所述的旋转转炉，其中，所述控制系统将温度保持在1450℃或更高温度，优选1450℃-1700℃。141.根据权利要求139所述的旋转转炉，其中，所述冷却剂为水性冷却剂，例如，水或水
和乙二醇。142.根据权利要求137所述的旋转转炉，进一步包括：一个轴和一个驱动坩埚旋转的电机；以及一个通过轴向夹套供给和返回传热介质的旋转联轴器。143.根据权利要求137所述的旋转转炉，进一步包括安装在耐火内衬中的径向间隔传感器，所述传感器与一个或多个发送器进行通信，以将包含温度感应信息的信号传输到接收器。144.根据权利要求143所述的旋转转炉，其中，所述温度传感器安装在坩埚的金属壁附近。145.根据权利要求143所述的旋转转炉，其中，所述一个或多个发送器安装在坩埚外部，并将信号无线传输到接收器。146.根据权利要求137所述的旋转转炉，进一步包括一个与坩埚开口相邻的排烟罩。147.根据权利要求137所述的旋转转炉，进一步包括一个与坩埚开口相邻的水冷式隔热罩。148.根据权利要求137所述的旋转转炉，进一步包括一个加热坩埚的燃烧器。149.根据权利要求148所述的旋转转炉，其中，所述燃烧器是一种水冷式氧气燃料燃烧器。150.根据权利要求148所述的旋转转炉，其中，所述燃烧器包括一个将转炉进料引入燃烧器火焰中的斜槽。151.根据权利要求137所述的旋转转炉，其中，所述耐火内衬包含一种氧化铝基捣打耐火材料。152.根据权利要求137-151中任何一个所述的旋转转炉，进一步包括一个进料系统，所述系统通过开口向坩埚供给转炉进料。153.根据权利要求152所述的旋转转炉，其中，所述进料系统包括一个料斗和一个振动进料机。154.根据权利要求152所述的旋转转炉，进一步包括进料系统中的转炉进料炉料。155.根据权利要求154所述的旋转转炉，其中，所述转炉进料包含捕收剂合金，所述捕收剂合金含有不小于0.5wt％的pgm、不小于40wt％的铁、不小于0.5wt％的镍、不大于3wt％的硫和不大于3wt％的铜(按捕收剂合金的总重量计)。156.根据权利要求155所述的旋转转炉，其中，所述转炉进料进一步包含回收转炉炉渣、耐火保护剂或二者组合，所述耐火保护剂包含一种与耐火内衬相同的成分。157.一种吹炼工艺，包括：(a)在旋转转炉坩埚中衬上耐火材料；(b)在坩埚中盛放熔融合金池(优选含镍)；(c)将转炉进料引入盛放合金池的坩埚中，其中，所述转炉进料包含一种含铁pgm捕收剂合金；(d)将含氧气体注入合金池，以将合金池的温度保持在1250℃到1800℃之间，将捕收剂合金中的铁吹炼成氧化铁，并在合金池中富集pgm；(e)将坩埚套上夹套，所述夹套与耐火内衬相邻；
(f)通过夹套循环冷却剂，在与耐火内衬进行热传导时带走合金池中的热量；(g)在合金池上方的低密度层中收集含有氧化铁的炉渣；(h)排放低密度层，从转炉中回收炉渣；以及(i)排放合金池，回收pgm富集合金。158.根据权利要求157所述的工艺，进一步包括监测耐火内衬的温度。159.根据权利要求158所述的工艺，进一步包括使用安装在耐火内衬中的一个或多个传感器感应耐火内衬的温度；将温度感应信息从所述一个或多个传感器传送到一个或多个发送器；以及将包含温度感应信息的信号从所述一个或多个发送器传输到接收器。160.根据权利要求159所述的工艺，其中，所述一个或多个发送器安装在坩埚外部，并将信号无线传输到接收器。161.根据权利要求157所述的工艺，进一步包括旋转坩埚，并通过旋转联轴器向夹套供给和返回冷却剂。162.根据权利要求157所述的工艺，进一步包括将在步骤(h)中回收的转炉炉渣回收到步骤(c)中的转炉进料中。163.一种吹炼工艺，包括：在权利要求137-151中任何一个所述的旋转转炉坩埚中盛放熔融合金池；通过坩埚顶部的开口将转炉进料引入合金池中；一个盛放熔融合金池的坩埚中的耐火内衬；通过喷枪将含氧气体注入合金池；通过夹套循环传热介质，在与耐火内衬进行热传导时带走合金池中的热量；以及从坩埚中回收炉渣和合金。164.根据权利要求163所述的工艺，进一步包括进行传热介质循环和含氧气体注入调整，以将合金池的温度保持在1250℃到1800℃之间，优选1450℃-1700℃。165.根据权利要求163所述的工艺，进一步包括：使用一个轴和一个驱动坩埚旋转的电机；以及通过轴以及旋转联轴器向夹套供给传热介质，并通过轴从夹套中返回传热介质。166.根据权利要求163所述的工艺，进一步包括将径向间隔传感器安装在耐火内衬中，所述传感器与一个或多个发送器进行通信；以及将包含温度感应信息的信号从所述一个或多个发送器传输到接收器。167.根据权利要求166所述的工艺，其中，所述温度传感器安装在坩埚的金属壁附近。168.根据权利要求166所述的工艺，其中，所述一个或多个发送器安装在坩埚外部，并将信号无线传输到接收器。169.根据权利要求163所述的工艺，进一步包括在坩埚开口附近放置一个排烟罩和一个水冷式隔热罩。170.根据权利要求163所述的工艺，进一步包括使用燃烧器加热坩埚，优选地，其中，所述燃烧器是一种水冷式氧气燃料燃烧器。171.根据权利要求170所述的工艺，进一步包括通过一个斜槽将转炉进料引入燃烧器火焰中。172.根据权利要求163所述的工艺，其中，所述耐火内衬包含一种氧化铝基捣打耐火材
料。173.根据权利要求163所述的工艺，进一步包括通过开口向坩埚供给进料系统中的转炉进料，所述进料系统优选包括一个料斗和一个振动进料机。174.根据权利要求173所述的工艺，进一步包括将转炉进料炉料装入进料系统中。175.根据权利要求174所述的工艺，其中，所述转炉进料包含捕收剂合金，所述捕收剂合金含有不小于0.5wt％的pgm、不小于40wt％的铁、不小于0.5wt％的镍、不大于3wt％的硫和不大于3wt％的铜(按捕收剂合金的总重量计)。176.根据权利要求175所述的工艺，其中，所述转炉进料进一步包含回收转炉炉渣，优选pgm不小于1000ppm wt的高级炉渣。

技术总结
本发明涉及PGM吹炼工艺和夹套旋转转炉。所述工艺可包括低熔剂或无熔剂吹炼；PGM捕收剂合金部分预氧化；在转炉中使用耐火保护剂；炉渣磁力分离；将部分炉渣回收到转炉中；在一次炉中冶炼催化材料生成捕收剂合金；和/或在二次炉中使用一次炉炉渣冶炼转炉炉渣。所述转炉可包括一个旋转安装的倾斜转炉坩埚；一个耐火内衬；一个引入转炉进料的坩埚顶部开口；一个将含氧气体注入合金池的喷枪；一个与耐火内衬相邻的传热夹套；以及一个冷却剂系统，此系统通过夹套循环传热介质，在与耐火内衬进行热传导时带走合金池中的热量。传导时带走合金池中的热量。传导时带走合金池中的热量。


技术研发人员：爱德华
受保护的技术使用者：泰科美特公司
技术研发日：2019.08.20
技术公布日：2022/2/6