BE1024606B1 - Verbeterde soldeer en werkwijze voor het produceren van lood met hoge zuiverheid - Google Patents
Verbeterde soldeer en werkwijze voor het produceren van lood met hoge zuiverheid Download PDFInfo
- Publication number
- BE1024606B1 BE1024606B1 BE2017/5681A BE201705681A BE1024606B1 BE 1024606 B1 BE1024606 B1 BE 1024606B1 BE 2017/5681 A BE2017/5681 A BE 2017/5681A BE 201705681 A BE201705681 A BE 201705681A BE 1024606 B1 BE1024606 B1 BE 1024606B1
- Authority
- BE
- Belgium
- Prior art keywords
- metal
- lead
- ppm
- metal mixture
- present
- Prior art date
Links
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title description 16
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 304
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 303
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 199
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 165
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims abstract description 138
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims abstract description 111
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 104
- 229910052718 tin Inorganic materials 0.000 claims abstract description 97
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 96
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 84
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 62
- 229910052787 antimony Inorganic materials 0.000 claims abstract description 42
- WATWJIUSRGPENY-UHFFFAOYSA-N antimony atom Chemical compound [Sb] WATWJIUSRGPENY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 41
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 36
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 35
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 claims abstract description 34
- 239000011651 chromium Substances 0.000 claims abstract description 25
- 239000010936 titanium Substances 0.000 claims abstract description 25
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 14
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 14
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 14
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 14
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 14
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 claims abstract description 14
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 claims abstract description 14
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 claims abstract description 12
- LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N vanadium atom Chemical compound [V] LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 12
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 claims abstract description 10
- 239000011133 lead Substances 0.000 claims description 162
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 97
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 claims description 79
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 claims description 77
- 238000004821 distillation Methods 0.000 claims description 64
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 60
- 239000000047 product Substances 0.000 claims description 55
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 43
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 25
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims description 24
- 239000011572 manganese Substances 0.000 claims description 24
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 claims description 24
- 239000004332 silver Substances 0.000 claims description 24
- 150000001342 alkaline earth metals Chemical class 0.000 claims description 19
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims description 19
- 229910052783 alkali metal Inorganic materials 0.000 claims description 18
- 150000001340 alkali metals Chemical class 0.000 claims description 18
- 229910052784 alkaline earth metal Inorganic materials 0.000 claims description 18
- 238000002844 melting Methods 0.000 claims description 17
- 230000008018 melting Effects 0.000 claims description 17
- 239000006228 supernatant Substances 0.000 claims description 17
- 229910052785 arsenic Inorganic materials 0.000 claims description 13
- RQNWIZPPADIBDY-UHFFFAOYSA-N arsenic atom Chemical compound [As] RQNWIZPPADIBDY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 13
- JBQYATWDVHIOAR-UHFFFAOYSA-N tellanylidenegermanium Chemical compound [Te]=[Ge] JBQYATWDVHIOAR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 13
- PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N Manganese Chemical compound [Mn] PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 claims description 12
- 229910052738 indium Inorganic materials 0.000 claims description 11
- APFVFJFRJDLVQX-UHFFFAOYSA-N indium atom Chemical compound [In] APFVFJFRJDLVQX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- 229910052797 bismuth Inorganic materials 0.000 claims description 10
- 230000005484 gravity Effects 0.000 claims description 10
- JCXGWMGPZLAOME-UHFFFAOYSA-N bismuth atom Chemical compound [Bi] JCXGWMGPZLAOME-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-M hydroxide Chemical compound [OH-] XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 8
- 238000004590 computer program Methods 0.000 claims description 7
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims description 6
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims description 5
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims description 5
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 238000002203 pretreatment Methods 0.000 claims description 3
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 claims 1
- 238000005292 vacuum distillation Methods 0.000 abstract description 78
- 239000011701 zinc Substances 0.000 abstract description 36
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 abstract description 29
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 abstract description 25
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 24
- WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L manganese(2+);methyl n-[[2-(methoxycarbonylcarbamothioylamino)phenyl]carbamothioyl]carbamate;n-[2-(sulfidocarbothioylamino)ethyl]carbamodithioate Chemical compound [Mn+2].[S-]C(=S)NCCNC([S-])=S.COC(=O)NC(=S)NC1=CC=CC=C1NC(=S)NC(=O)OC WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L 0.000 abstract description 3
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 abstract description 3
- 229910000679 solder Inorganic materials 0.000 description 87
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 73
- 230000008569 process Effects 0.000 description 64
- 229910000765 intermetallic Inorganic materials 0.000 description 40
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 description 37
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 36
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 34
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 description 34
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 32
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 30
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 30
- 229910001338 liquidmetal Inorganic materials 0.000 description 28
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 23
- -1 ferrous metals Chemical class 0.000 description 23
- 239000000463 material Substances 0.000 description 21
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 20
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 20
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 17
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 15
- 230000002829 reductive effect Effects 0.000 description 15
- 239000002893 slag Substances 0.000 description 14
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 13
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 13
- 239000010970 precious metal Substances 0.000 description 13
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 13
- 238000009853 pyrometallurgy Methods 0.000 description 11
- OMZSGWSJDCOLKM-UHFFFAOYSA-N copper(II) sulfide Chemical compound [S-2].[Cu+2] OMZSGWSJDCOLKM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 9
- 238000006722 reduction reaction Methods 0.000 description 8
- 238000007670 refining Methods 0.000 description 8
- 239000004576 sand Substances 0.000 description 8
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 8
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 7
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 7
- 230000002452 interceptive effect Effects 0.000 description 7
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 7
- 206010011906 Death Diseases 0.000 description 6
- 238000001311 chemical methods and process Methods 0.000 description 6
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 6
- 230000008570 general process Effects 0.000 description 6
- 239000008187 granular material Substances 0.000 description 6
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 6
- 238000004064 recycling Methods 0.000 description 6
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 6
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 6
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 6
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 5
- 238000004880 explosion Methods 0.000 description 5
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 5
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 5
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 5
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 5
- 238000005476 soldering Methods 0.000 description 5
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 4
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 4
- 238000005219 brazing Methods 0.000 description 4
- 238000011143 downstream manufacturing Methods 0.000 description 4
- 230000000670 limiting effect Effects 0.000 description 4
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 4
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 4
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 4
- GEHJYWRUCIMESM-UHFFFAOYSA-L sodium sulfite Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]S([O-])=O GEHJYWRUCIMESM-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 4
- CWYNVVGOOAEACU-UHFFFAOYSA-N Fe2+ Chemical compound [Fe+2] CWYNVVGOOAEACU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N Palladium Chemical compound [Pd] KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910000074 antimony hydride Inorganic materials 0.000 description 3
- RBFQJDQYXXHULB-UHFFFAOYSA-N arsane Chemical compound [AsH3] RBFQJDQYXXHULB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052729 chemical element Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000001944 continuous distillation Methods 0.000 description 3
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 3
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 3
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 3
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 3
- OUULRIDHGPHMNQ-UHFFFAOYSA-N stibane Chemical compound [SbH3] OUULRIDHGPHMNQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 3
- ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N Calcium oxide Chemical compound [Ca]=O ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052774 Proactinium Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000003723 Smelting Methods 0.000 description 2
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 2
- 238000001636 atomic emission spectroscopy Methods 0.000 description 2
- 239000002585 base Substances 0.000 description 2
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 2
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 description 2
- 239000000356 contaminant Substances 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 2
- 230000002939 deleterious effect Effects 0.000 description 2
- 230000001627 detrimental effect Effects 0.000 description 2
- 239000003779 heat-resistant material Substances 0.000 description 2
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 2
- 229910052745 lead Inorganic materials 0.000 description 2
- WABPQHHGFIMREM-UHFFFAOYSA-N lead(0) Chemical compound [Pb] WABPQHHGFIMREM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- 150000002736 metal compounds Chemical class 0.000 description 2
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 2
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 2
- 238000005191 phase separation Methods 0.000 description 2
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 2
- NIFIFKQPDTWWGU-UHFFFAOYSA-N pyrite Chemical compound [Fe+2].[S-][S-] NIFIFKQPDTWWGU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052683 pyrite Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011028 pyrite Substances 0.000 description 2
- 239000010948 rhodium Substances 0.000 description 2
- 239000011669 selenium Substances 0.000 description 2
- 150000003376 silicon Chemical class 0.000 description 2
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 2
- 235000010265 sodium sulphite Nutrition 0.000 description 2
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 2
- 239000002341 toxic gas Substances 0.000 description 2
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 2
- GPPXJZIENCGNKB-UHFFFAOYSA-N vanadium Chemical compound [V]#[V] GPPXJZIENCGNKB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000012808 vapor phase Substances 0.000 description 2
- 238000004876 x-ray fluorescence Methods 0.000 description 2
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000012935 Averaging Methods 0.000 description 1
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910017482 Cu 6 Sn 5 Inorganic materials 0.000 description 1
- GYHNNYVSQQEPJS-UHFFFAOYSA-N Gallium Chemical compound [Ga] GYHNNYVSQQEPJS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 description 1
- KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M Potassium hydroxide Chemical compound [OH-].[K+] KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- KJTLSVCANCCWHF-UHFFFAOYSA-N Ruthenium Chemical compound [Ru] KJTLSVCANCCWHF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BUGBHKTXTAQXES-UHFFFAOYSA-N Selenium Chemical compound [Se] BUGBHKTXTAQXES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- KEAYESYHFKHZAL-UHFFFAOYSA-N Sodium Chemical compound [Na] KEAYESYHFKHZAL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000746 Structural steel Inorganic materials 0.000 description 1
- UCKMPCXJQFINFW-UHFFFAOYSA-N Sulphide Chemical compound [S-2] UCKMPCXJQFINFW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001361 White metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000002776 aggregation Effects 0.000 description 1
- 238000004220 aggregation Methods 0.000 description 1
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 1
- 229910000070 arsenic hydride Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000013475 authorization Methods 0.000 description 1
- 235000013361 beverage Nutrition 0.000 description 1
- 238000009529 body temperature measurement Methods 0.000 description 1
- 229910052793 cadmium Inorganic materials 0.000 description 1
- BDOSMKKIYDKNTQ-UHFFFAOYSA-N cadmium atom Chemical compound [Cd] BDOSMKKIYDKNTQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 1
- AXCZMVOFGPJBDE-UHFFFAOYSA-L calcium dihydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[Ca+2] AXCZMVOFGPJBDE-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 description 1
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 1
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 1
- 239000002826 coolant Substances 0.000 description 1
- BWFPGXWASODCHM-UHFFFAOYSA-N copper monosulfide Chemical class [Cu]=S BWFPGXWASODCHM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QUQFTIVBFKLPCL-UHFFFAOYSA-L copper;2-amino-3-[(2-amino-2-carboxylatoethyl)disulfanyl]propanoate Chemical compound [Cu+2].[O-]C(=O)C(N)CSSCC(N)C([O-])=O QUQFTIVBFKLPCL-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 238000009795 derivation Methods 0.000 description 1
- 238000010790 dilution Methods 0.000 description 1
- 239000012895 dilution Substances 0.000 description 1
- 230000003467 diminishing effect Effects 0.000 description 1
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 1
- 229910052733 gallium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 238000007429 general method Methods 0.000 description 1
- 229910052732 germanium Inorganic materials 0.000 description 1
- GNPVGFCGXDBREM-UHFFFAOYSA-N germanium atom Chemical compound [Ge] GNPVGFCGXDBREM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 description 1
- 238000011835 investigation Methods 0.000 description 1
- 229910052741 iridium Inorganic materials 0.000 description 1
- GKOZUEZYRPOHIO-UHFFFAOYSA-N iridium atom Chemical compound [Ir] GKOZUEZYRPOHIO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000012263 liquid product Substances 0.000 description 1
- 230000007257 malfunction Effects 0.000 description 1
- 238000007726 management method Methods 0.000 description 1
- 229910000510 noble metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052762 osmium Inorganic materials 0.000 description 1
- SYQBFIAQOQZEGI-UHFFFAOYSA-N osmium atom Chemical compound [Os] SYQBFIAQOQZEGI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052763 palladium Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000011837 pasties Nutrition 0.000 description 1
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000009428 plumbing Methods 0.000 description 1
- 239000011819 refractory material Substances 0.000 description 1
- 229910052703 rhodium Inorganic materials 0.000 description 1
- MHOVAHRLVXNVSD-UHFFFAOYSA-N rhodium atom Chemical compound [Rh] MHOVAHRLVXNVSD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052707 ruthenium Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000002000 scavenging effect Effects 0.000 description 1
- 238000006748 scratching Methods 0.000 description 1
- 230000002393 scratching effect Effects 0.000 description 1
- 229910052711 selenium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000000368 spark atomic emission spectrometry Methods 0.000 description 1
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- 150000004763 sulfides Chemical class 0.000 description 1
- XTQHKBHJIVJGKJ-UHFFFAOYSA-N sulfur monoxide Chemical class S=O XTQHKBHJIVJGKJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052815 sulfur oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000029305 taxis Effects 0.000 description 1
- 229910052714 tellurium Inorganic materials 0.000 description 1
- PORWMNRCUJJQNO-UHFFFAOYSA-N tellurium atom Chemical compound [Te] PORWMNRCUJJQNO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052716 thallium Inorganic materials 0.000 description 1
- BKVIYDNLLOSFOA-UHFFFAOYSA-N thallium Chemical compound [Tl] BKVIYDNLLOSFOA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000000101 thioether group Chemical group 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
- 230000001960 triggered effect Effects 0.000 description 1
- 239000002912 waste gas Substances 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000010969 white metal Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
- C22B7/00—Working up raw materials other than ores, e.g. scrap, to produce non-ferrous metals and compounds thereof; Methods of a general interest or applied to the winning of more than two metals
- C22B7/04—Working-up slag
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K35/00—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting
- B23K35/22—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by the composition or nature of the material
- B23K35/24—Selection of soldering or welding materials proper
- B23K35/26—Selection of soldering or welding materials proper with the principal constituent melting at less than 400 degrees C
- B23K35/268—Pb as the principal constituent
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D3/00—Distillation or related exchange processes in which liquids are contacted with gaseous media, e.g. stripping
- B01D3/10—Vacuum distillation
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
- C22B13/00—Obtaining lead
- C22B13/06—Refining
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
- C22B25/00—Obtaining tin
- C22B25/06—Obtaining tin from scrap, especially tin scrap
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
- C22B9/00—General processes of refining or remelting of metals; Apparatus for electroslag or arc remelting of metals
- C22B9/10—General processes of refining or remelting of metals; Apparatus for electroslag or arc remelting of metals with refining or fluxing agents; Use of materials therefor, e.g. slagging or scorifying agents
- C22B9/106—General processes of refining or remelting of metals; Apparatus for electroslag or arc remelting of metals with refining or fluxing agents; Use of materials therefor, e.g. slagging or scorifying agents the refining being obtained by intimately mixing the molten metal with a molten salt or slag
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C11/00—Alloys based on lead
- C22C11/06—Alloys based on lead with tin as the next major constituent
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C11/00—Alloys based on lead
- C22C11/08—Alloys based on lead with antimony or bismuth as the next major constituent
- C22C11/10—Alloys based on lead with antimony or bismuth as the next major constituent with tin
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P10/00—Technologies related to metal processing
- Y02P10/20—Recycling
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geology (AREA)
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
- Conductive Materials (AREA)
- Arc Welding In General (AREA)
Abstract
Geopenbaard is een metaalmengselsamenstelling die lood en tin bevat en omvattende op basis van gewicht ten minste 10% tin en 40% lood, ten minste 90% tin en lood samen, meer lood dan tin, van 1-5000 ppm koper, ten minste 0,42% antimoon, maximaal 0,1% van het totaal aan chroom, mangaan, vanadium, titanium en wolfraam, en maximaal 0,1% van elke van aluminium, nikkel, ijzer en zink. Geopenbaard is ook een werkwijze omvattende een voorbehandelingsstap voor het produceren van deze metaalmengselsamenstelling, gevold door een vacuümdestillatiestap waarin lood wordt verwijderd door uitdamping en een bodemstroom wordt verkregen die ten minste 0,6 gew.% lood omvat.
Description
(30) Voorrangsgegevens :
27/09/2016 EP 16190907.2 (73) Houder(s) :
METALLO BELGIUM 2340, BEERSE België (72) Uitvinder(s) :
GOVAERTS Koen
2275 WECHELDERZANDE
België
LEMMENS Pelle 2275 POEDERLEE België
MANNAERTS Kris 2290 VORSELAAR België
GORIS Dirk
2340 BEERSE België
DE VISSCHER Yves 2275 WECHELDERZANDE België
GEENEN Charles 3900 OVERPELT België
COLETTI Bert
3930ACHEL
België (54) VERBETERDE SOLDEER EN WERKWIJZE VOOR HET PRODUCEREN VAN LOOD MET
HOGE ZUIVERHEID (57) Geopenbaard is een metaalmengselsamenstelling die lood en tin bevat en omvattende op basis van gewicht ten minste 10% tin en 40% lood, ten minste 90% tin en lood samen, meer lood dan tin, van 1-5000 ppm koper, ten minste 0,42% antimoon, maximaal 0,1% van het totaal aan chroom, mangaan, vanadium, titanium en wolfraam, en maximaal 0,1% van elke van aluminium, nikkel, ijzer en zink. Geopenbaard is ook een werkwijze omvattende een voorbehandelingsstap voor het produceren van deze metaalmengselsamenstelling, gevold door een vacuümdestillatiestap waarin lood wordt verwijderd door uitdamping en een bodemstroom wordt verkregen die ten minste 0,6 gew.% lood omvat.
Figuur ï
BELGISCH UITVINDINGSOCTROOI
FOD Economie, K.M.O., Middenstand & Energie
Publicatienummer: 1024606 Nummer van indiening: BE2017/5681
Dienst voor de Intellectuele Eigendom
Internationale classificatie: C22C 11/10 B23K 35/26 Datum van verlening: 25/04/2018
De Minister van Economie,
Gelet op het Verdrag van Parijs van 20 maart 1883 tot Bescherming van de industriële Eigendom;
Gelet op de wet van 28 maart 1984 op de uitvindingsoctrooien, artikel 22, voor de voor 22 September 2014 ingediende octrooiaanvragen ;
Gelet op Titel 1 Uitvindingsoctrooien van Boek XI van het Wetboek van economisch recht, artikel XI.24, voor de vanaf 22 September 2014 ingediende octrooiaanvragen ;
Gelet op het koninklijk besluit van 2 december 1986 betreffende het aanvragen, verlenen en in stand houden van uitvindingsoctrooien, artikel 28;
Gelet op de aanvraag voor een uitvindingsoctrooi ontvangen door de Dienst voor de Intellectuele Eigendom op datum van 26/09/2017.
Overwegende dat voor de octrooiaanvragen die binnen het toepassingsgebied van Titel 1, Boek XI, van het Wetboek van economisch recht (hierna WER) vallen, overeenkomstig artikel XI.19, § 4, tweede lid, van het WER, het verleende octrooi beperkt zal zijn tot de octrooiconclusies waarvoor het verslag van nieuwheidsonderzoek werd opgesteld, wanneer de octrooiaanvraag het voorwerp uitmaakt van een verslag van nieuwheidsonderzoek dat een gebrek aan eenheid van uitvinding als bedoeld in paragraaf 1, vermeldt, en wanneer de aanvrager zijn aanvraag niet beperkt en geen afgesplitste aanvraag indient overeenkomstig het verslag van nieuwheidsonderzoek.
Besluit:
Artikel 1. - Er wordt aan
METALLO BELGIUM, Nieuwe Dreef 33, 2340 BEERSE België;
vertegenwoordigd door
GEVERS PATENTS, Holidaystraat 5, 1831, DIEGEM;
een Belgisch uitvindingsoctrooi met een looptijd van 20 jaar toegekend, onder voorbehoud van betaling van de jaartaksen zoals bedoeld in artikel XI.48, § 1 van het Wetboek van economisch recht, voor: VERBETERDE SOLDEER EN WERKWIJZE VOOR HET PRODUCEREN VAN LOOD MET HOGE ZUIVERHEID.
UITVINDER(S):
GOVAERTS Koen, Lindelaan 7, 2275, WECHELDERZANDE;
LEMMENS Pelle, Beukenlaan 29, 2275, POEDERLEE;
MANNAERTS Kris, Plein 13A, 2290, VORSELAAR;
GORIS Dirk, Patrijzenstraat 17, 2340, BEERSE;
DE VISSCHER Yves, Wagemansstraat 64, 2275, WECHELDERZANDE;
GEENEN Charles , Willem ll-Straat 27, 3900, OVERPELT;
COLETTI Bert, Catharinadal 1, 3930, ACHEL;
VOORRANG:
27/09/2016 EP 16190907.2;
AFSPLITSING :
Afgesplitst van basisaanvraag :
Indieningsdatum van de basisaanvraag :
Artikel 2. - Dit octrooi wordt verleend zonder voorafgaand onderzoek naar de octrooieerbaarheid van de uitvinding, zonder garantie van de Verdienste van de uitvinding noch van de nauwkeurigheid van de beschrijving ervan en voor risico van de aanvrager(s).
Brussel, 25/04/2018,
Bij bijzondere machtiging:
BE2017/5681
Verbeterde soldeer en werkwijze voor het produceren van lood met hoge zuiverheid
Gebied van de uitvinding
De onderhavige uitvinding heeft betrekking op de productie van niet-ijzerhoudende metalen, meer specifiek tin (Sn) en lood (Pb) in combinatie met de productie van koper (Cu), uit primaire bronnen, d.w.z. vers erts, uit secundaire grondstoffen, ook bekend als recycleerbare materialen, of uit combinaties daarvan, door Pyrometallurgie. Recycleerbare materialen kunnen, bijvoorbeeld, nevenproducten, afvalmaterialen en materialen aan het einde van hun levensduur zijn. De uitvinding heeft meer specifiek betrekking op een verbeterde soldeersamenstelling, een metaalmengsel omvattende voornamelijk tin en lood dat gegenereerd wordt als een bijproduct van kopermetaalproductie, en op de bereiding en de scheiding ervan door vacuümdestillatie.
Achtergrond van de uitvinding
De materialen die beschikbaar zijn als grondstof voor de productie van niet-ijzerhoudende metalen bevatten kenmerkend een veelheid aan metalen. Doordat de niet-ijzerhoudende metalen in de meeste van hun groot volume applicaties een hoge zuiverheid moeten hebben, moeten de verschillende metalen in de productiewerkwijze van elkaar worden gescheiden. De niet-ijzerhoudende metaalproductieprocessen bevatten kenmerkend ten minste een en gewoonlijk een veelheid aan pyrometallurgische processtappen waarin metalen en metaaloxiden beide voorkomen in vloeibare gesmolten toestand, en waarbij de metaaloxiden kunnen worden gescheiden door zwaartekracht als een afzonderlijke en doorgaans lichtere vloeibare slakfase van de gesmolten metaalfase. De slakfase wordt gewoonlijk uit het procès verwijderd als een afzonderlijke stroom, en deze scheiding
BE2017/5681 kan leiden tot de productie van een slak als bijproduct van de metaalproductie.
De niet-ijzerhoudende metalen kunnen worden geproduceerd uit vers erts als uitgangsmateriaal, ook primaire bronnen genoemd, of uit gerecycleerde materialen, ook bekend als secundaire grondstoffen, of uit een combinatie daarvan.
De recuperatie van niet-ijzerhoudende metalen uit secundaire grondstoffen is in de loop der jaren een activiteit van het allergrootste belang geworden. De recyclage van niet-ijzerhoudende metalen na gebruik is een belangrijke bijdrager geworden in de industrie door de niet aflatende vraag naar dergelijke metalen en de afnemende beschikbaarheid van hoogkwalitatieve verse metaalertsen. Ook de verwerking van secundaire grondstoffen omvat doorgaans het gebruik van pyrometallurgische processtappen, zoals uitsmelten, die een slak genereren als bijproduct.
Bij het produceren van koper door Pyrometallurgie heeft alle aanwezige tin en/of lood de neiging om gemakkelijker geoxideerd te worden, waarna de oxiden daarvan gemakkelijk overgaan in de supernatantslakfase. Deze slak kan worden gescheiden van het koperrijke gesmolten metaal. Door de voigende chemische reductiestap kunnen het tin en/of lood in de slak vervolgens worden teruggebracht in hun metaaltoestand, en deze metalen kunnen van de resterende slak worden gescheiden als een gesmolten metaalmengsel dat rijk is aan tin en/of lood, gewoonlijk met een significante hoeveelheid van beide. Deze metaalstromen hebben doorgaans een lager smeltpunt dan de koperbevattende bijproducten. Ze worden vaak “soldeer” genoemd en soms ook “wit metaal”. Naast tin en lood kunnen deze ruwe soldeersamenstellingen significante maar kleinere hoeveelheden andere metalen bevatten, zoals koper (Cu), antimoon (Sb), arseen (As), bismut (Bi), ijzer (Fe), indium (In), nikkel (Ni), zink (Zn), aluminium (AI),
BE2017/5681 germanium (Ge), tellurium (Te), kobalt (Co), mangaan (Mn), selenium (Se), silicium (Si), thallium (Tl), gallium (Ga), en soms ook edelmetalen, hoewel gewoonlijk in kleinere hoeveelheden, zoais zilver (Ag), goud (Au), platina (Pt), palladium (Pd), ruthenium (Ru), rhodium (Rh), osmium (Os), en iridium (Ir). De ruwe soldeer kan ook eiementen bevatten die niet als metaal worden beschouwd, zoais zwavel (S), koolstof (C) en zuurstof (0).
De ruwe soldeersamenstellingen kunnen direct commercieel worden gebruikt, afhankelijk van hun samenstelling, maar er is ook een nood aan het recupereren van individuele componenten uit de soldeer, in een hogere zuiverheidsvorm, om de metaalproducten aanvaardbaar te maken voor upgrade in hun meer veeleisende eindgebruiken. Er blijft voornamelijk een grote interesse in het recupereren van tin (Sn) met hoge zuiverheid uit dergelijke soldeerstromen, en ook in het recupereren van lood (Pb) in bepaalde vormen met hogere zuiverheid.
Een bekende techniek voor het verkrijgen van metaalstromen met hogere zuiverheid uitgaande van soldeer is door vacuümdestillatie, een techniek die doorgaans wordt uitgevoerd onder zeer läge druk, gewoonlijk niet meer dan 50 Pa absoluut, mogelijks niet meer dan 10-15 Pa, en vaak slechts 1-5 Pa, in combinatie met relatief hoge temperaturen van ten minste 900°C, vaak zelfs 1100°C. De vacuümdestillatie van metaalmengsels van het soldeertype kan ladingsgewijs worden uitgevoerd, en dergelijke ladingvacuümdestillatietechnieken zijn geopenbaard in CN101696475, CN104141152, CN101570826, en in Yang et al, “Recycling of metals from waste Sn-based alloys by vacuüm separation”, Transactions of Nonferrous Metal Society of China, 25(2015), 1315-1324, Elsevier Science Press. De destillatie onder vacuüm van metalen kan ook op continue wijze worden uitgevoerd, en dergelijke continue
BE2017/5681 destillatietechnieken zijn geopenbaard in CN102352443, CN104651626 en CN104593614.
De uitvinders hebben ontdekt dat de destillatie van metalen van het soldeertype te maken kan hebben met operationele problemen door de verminderde vloeibaarheid van de gesmolten vloeibare metaalfase tijdens de operatie, meer specifiek wanneer Pb begint uit te dampen en de concentratie ervan vermindert. Het probleem doet zieh voor in ladingoperaties, maar kan meer uitgesproken worden in continue vacuümdestillatie, waarbij na verloop van tijd, zelfs bij hoge temperaturen, onoplosbare vaste stoffen kunnen worden gevormd die zieh kunnen vasthechten aan de destillatieapparatuur, meer specifiek op gevoelige gebieden zoais kleine openingen, waardoor een vlotte werking in het gedrang kan komen en de apparatuur zelfs geblokkeerd kan raken.
De onderhavige uitvinding streeft ernaar het hierboven beschreven probleem weg te werken of ten minste te verlichten en/of verbeteringen in het algemeen aan te brengen.
Samenvatting van de uitvinding
Volgens de uitvinding wordt een metaalmengselsamenstelling en een werkwijze verschaft waarin het metaalmengsel optreedt als tussenstroom, zoais gedefinieerd in elke van de bijbehorende conclusies.
In een uitvoeringsvorm verschaft de uitvinding een metaalmengsel dat lood (Pb) en tin (Sn) bevat, het mengsel omvattende, op basis van gewicht, • ten minste 10 % tin (Sn), • ten minste 45% lood (Pb), • ten minste 90 % tin en lood tezamen, • meer lood dan tin, • ten minste 1 ppm en maximaal 5000 ppm koper (Cu), • ten minste 0,42 % antimoon (Sb), en
BE2017/5681 • ten minste 0,0001 % zwavel (S), en • maximaal 0,1 % van het totaal aan chroom (Cr), mangaan (Mn), vanadium (V), titanium (Ti) en wolfraam (W), • maximaal 0,1 % aluminium (Al), • maximaal 0.1 % of nikkel (Ni), • maximaal 0,1 % ijzer (Fe), en • maximaal 0,1 % zink (Zn).
In een uitvoeringsvorm verschaft de uitvinding een werkwijze voor het scheiden door destillatie van het metaalmengsel volgens de huidige uitvinding omvattende de stap van het voorbehandelen van een toevoersamenstelling van vloeibaar gesmolten metaal,
a) de toevoersamenstelling bevattende substantiële porties van tin en lood en omvattende ten minste 0,16 gew.% en optioneel maximaal 10 gew.% van het totaal aan chroom (Cr), mangaan (Mn), vanadium (V), titanium (Ti), wolfraam (W), koper (Cu), nikkel (Ni), ijzer (Fe), aluminium (AI) en/of zink (Zn), waarbij de toevoersamenstelling beschikbaar is bij een temperatuur van ten minste 500°C, de voorbehandelingsstap omvattende de stappen van:
b) het afkoelen van de toevoersamenstelling tot een temperatuur van maximaal 825°C voor het produceren van een bad bevattende een eerste supernatantkras die door de zwaartekracht komt bovendrijven op een eerste vloeibare gesmolten metaalfase,
c) het toevoegen van een alkalimetaal en/of een aardalkalimetaal, of een chemische verbinding die een alkalimetaal en/of een aardalkalimetaal omvat, aan de eerste vloeibare gesmolten metaalfase om een bad te vormen bevattende een tweede
BE2017/5681 supernatantkras die door de zwaartekracht komt drijven bovenop een tweede vloeibare gesmolten metaalfase, en
d) het verwijderen van de tweede kras van de tweede vloeibare gesmolten metaalfase, waarbij de vloeibare gesmolten metaalfase die wordt verkregen als product van de voorbehandeling het metaalmengsel vormt volgens de onderhavige uitvinding, de werkwijze verder omvattende de stap van het onderwerpen van het metaalmengsel aan een destillatiestap waarbij lood (Pb) uit het metaalmengsel wordt verwijderd door evaporatie en een bodemproduct wordt verkregen dat ten minste 0,6 gew.% lood omvat.
De uitvinders hebben vastgesteld dat specifieke metalen in de toevoersamenstelling in Staat zijn om, onder de omstandigheden van de vacuümdestillatie die geschikt zijn voor het uitdampen van lood uit een mengsel dat tin omvat, onderling intermetallische verbindingen te vormen tussen ten minste twee van deze specifieke metalen en/of intermetallische verbindingen van ten minste een van de specifieke metalen met tin. De uitvinders hebben vastgesteld dat vele van deze intermetallische verbindingen een veel hoger smeltpunt hebben dan de temperatuur van het mengsel waarin ze worden gevormd. De uitvinders hebben daardoor vastgesteld dat deze intermetallische verbindingen met hoog smeltpunt uit oplossing kunnen komen en vaste stoffen kunnen vormen. Deze vaste stoffen kunnen gesuspendeerd blijven in het vloeibare metaal, waardoor de vloeibaarheid van het mengsel kan verminderen, zoals door verhoging van de viscositeit van het vloeibare mengsel. Dit kan op zichtzelf een vlotte werking van de destillatieapparatuur verhinderen, zoals door de stroming van vloeibare metalen te vertragen, waardoor de capaciteit van de apparatuur vermindert en de apparatuur dus moet werken met verminderde doorvoer. De vaste stoffen kunnen zieh ook hechten en/of bevestigen
BE2017/5681 aan de destillatieapparatuur, waardoor een risico op verminderde of zelfs verhinderde werking van de destillatieapparatuur ontstaat, bv. door verstopping van belangrijke doorvoeren voor de processtromen. Het beschreven fenomeen kan zelfs verplichten tot uitschakeling van de apparatuur om de apparatuur te openen of de getroffen apparatuuritems te vervangen.
De uitvinders hebben vastgesteld dat de neiging om dergelijke intermetallische verbindingen te vormen toeneemt bij een bepaalde temperatuur wanneer het loodgehalte in het vloeibare metaalmengsel is verminderd. De uitvinders hebben vastgesteld dat het risico op de vorming van intermetallische verbindingen daarom toeneemt als het gesmolten toevoermengsel zieh van de inlaat van de destillatieapparatuur naar de uitlaat van het bodemproduct begeeft, wegens de uitdamping van lood uit het vloeibare mengsel dat doorheen de destillatieapparatuur stroomt.
De uitvinders hebben verder vastgesteld dat de neiging om dergelijke intermetallische verbindingen te vormen toeneemt met een vermindering van de temperatuur van de gesmolten vloeibare metaalfase. De uitvinders hebben bijvoorbeeld waargenomen dat de toevoer die in de vacuümdestillatie-inrichting komt een lagere temperatuur kan hebben dan het met Sn verrijkte vloeibare product dat de destillatieapparatuur verlaat. De uitvinders hebben aldus vastgesteld dat de nadelige effecten van de intermetallische verbindingen meer uitgesproken kunnen zijn bij lagere temperaturen. De aanvragers geloven dat daardoor de inlaatsectie van de destillatieapparatuur bijzonder vatbaar kan zijn voor de hoger beschreven problemen die veroorzaakt worden door de intermetallische verbindingen.
De uitvinders hebben verder vastgesteld dat een continue destillatie van lood uit tin zelfs nog meer vatbaar is voor het probleem dat behandeld wordt door de onderhavige uitvinding. De uitvinders geloven
BE2017/5681 dat dit ten minste gedeeltelijk komt doordat een continue destillatieoperatie meer tijd biedt voor een geleidelijke opbouw van vaste stoffen die uit de oplossing komen en zieh aan de apparatuur kunnen hechten. Bij een continue operatie kunnen de vaste stoffen zieh dus opstapelen en grotere problemen creëren dan bij ladingoperaties. Bovendien voigt de vloeibare metaalstroom in continue vacuümdestillatieapparatuur doorgaans een complexe route met nauwe doorgangen. De route en deze nauwe doorgangen zijn meer vatbaar om te worden verstopt door de intermetallische verbindingen die uit de oplossing komen en bevestiging zoeken aan een vast ankerpunt.
De uitvinders hebben vastgesteld dat in het bijzonder chroom (Cr), mangaan (Mn), vanadium (V), titanium (Ti), wolfraam (W), koper (Cu), nikkel (Ni), ijzer (Fe), zink (Zn) en aluminium (AI) metalen zijn waarvan de aanwezigheid in de soldeertoevoer naar de vacuümdestillatiestap kan leiden tot de verstorende intermetallische verbindingen tijdens de vacuümdestillatie van de soldeer. Van deze mogelijk verstorende metalen zijn het Cu, Ni, Fe, Zn en AI waarvoor het kenmerkend belangrijker is dat ze worden beheerst. De reden daarvoor is dat het voordeliger is om tin en/of lood te recupereren uit grondstoffen die Cu, Ni, Fe, Zn en AI bevatten. IJzer en/of aluminium kunnen ook om procesredenen in het procès stroomopwaarts van de tin- en/of lood recuperatiestap worden ge'introduceerd. De aanwezigheid van Cu, Ni, Fe, Zn en AI in het ruwe soldeer-tussenproduct waaruit men het tin en/of lood wenst te recupereren is dus meer waarschijnlijk en is het gevolg van keuzes in de stroomopwaartse processtappen en van de keuze van de grondstofmaterialen voor de stroomopwaartse processtappen, doorgaans van een pyrometallurgische aard.
De uitvinders hebben vastgesteld dat de ge'identificeerde
Problemen sterk kunnen worden verminderd en zeifs worden voorkomen door het binnen bepaalde niveaus regelen van de concentratie van deze
BE2017/5681 metalen in de soldeertoevoer naar de destillatiestap waarin het soldeer wordt gescheiden in meer geconcentreerde strömen door uitdamping van ten minste een gedeelte van het lood.
De uitvinders hebben verder vastgesteld dat deze mogelijk schadelijke metalen, en in het bijzonder koper, niet volledig uit de soldeer moeten worden verwijderd om de soldeer geschikt te maken voor vacuümdestillatie. De uitvinders hebben bijvoorbeeld vastgesteld dat de geïdentificeerde probiemen kunnen worden gereduceerd tot een praktisch en economisch aanvaardbaar niveau wanneer kleine hoeveelheden koper aanwezig blijven in de soldeertoevoer naar de destillatiestap. Deze bevinding biedt het voordeel dat soldeerstromen die optreden als nevenproduct van de recuperatie van koper uit primaire en/of secundaire grondstoffen, meer specifiek uit secundaire grondstoffen, nog meer in het bijzonder uit grondstoffen die materialen aan het einde van de levensduur bevatten, kunnen worden verwerkt.
Het metaalmengsel volgens de onderhavige uitvinding omvat ten minste 0,0001 gew.% zwavel (S). We hebben vastgesteld dat het niet nodig is om de zwavelgehaltes omlaag te brengen tot zeer läge niveaus, zoals onder de detectiegrens van 1 ppm op basis van gewicht, teneinde het resultaat te verkrijgen waarnaar wordt gestreefd met de regeling van het zwavelgehalte. De aanwezigheid van zwavel in het metaalmengsel verschaft daarentegen een technisch voordeel.
We hebben vastgesteld dat zwavel zieh vrij gemakkelijk bindt aan koper teneinde een kopersulfide (zoals CuS) te vormen, en dat het kopersulfide gemakkelijk door de zwaartekracht kan worden gescheiden uit het vloeibare metaalmengsel dat de twee hoofdcomponenten in het procès, d.w.z. tin en lood, bevat. De aanwezigheid van zwavel kan daarom bijdragen bij de verwijdering van Cu in elke processtap waarin Cu in een supernatantkras moet worden
BE2017/5681 gescheiden. De aanvragers verkiezen wel degelijk het opnemen van S als chemische processtof in de werkwijze volgens de onderhavige uitvinding. We hebben vastgesteld dat de toevoeging van zwavelhoudende chemische verbindingen, zoals pyriet (FeS), eigenlijk geschikt kan zijn voor dit doeleinde om het kopergehalte van het metaalmengsel volgens de onderhavige uitvinding te heipen verminderen, maar we verkiezen het gebruik van élémentaire zwavel doordat het gebruik daarvan de introductie vermijdt van een of meerdere extra chemische elementen. Daarom is zwavel in elke vorm, en meer specifiek élémentaire zwavel, voor de uitvinders een zeer geschikte chemische processtof voor de verwijdering van sornmige van de ongewenste metalen, meer specifiek van koper.
De aanwezigheid van zwavel in het metaalmengsel volgens de onderhavige uitvinding is dus een sterke indicator dat het metaalmengsel volgens de onderhavige uitvinding werd geproduceerd als nevenproduct uit een koperproductieproces. Als gevolg daarvan kan het uitgangsmateriaal voor de werkwijze volgens de onderhavige uitvinding waarschijnlijk meetbare hoeveelheden koper bevatten als onzuiverheid, zoals het gehalte dat gespecificeerd is. Het kopergehalte van dergelijke uitgangsstromen kan worden verminderd door een waaier aan mogelijke processtappen, waarvan de binding van Cu door S er slechts één is. Elke S-behandeling voor de verwijdering van Cu laat zeer waarschijnlijk meetbare sporen van S na in het metaalmengsel. De aanwezigheid van S in het metaalmengsel volgens de onderhavige uitvinding verschaft dus een sterke relatie met het metaalmengsel dat werd geproduceerd als nevenproduct van koperproductie, bij voorkeur met een stap omvattende de behandeling met zwavel of een geschikte Sbevattende verbinding.
We hebben verder vastgesteld dat de aanwezigheid van zwavel in het metaalmengsel volgens de onderhavige uitvinding geen
BE2017/5681 probleem vormt, op voorwaarde dat er ook enig koper aanwezig is, zoals gespecificeerd. De aanwezige S kan bijdragen in erop volgende reinigingsstappen door het verwijderen van Cu uit de strömen van minder edele metalen op hun route om uiteindelijk een industrieel aanvaardbare kwaiiteit te verkrijgen. De S in het metaalmengsel volgens de onderhavige uitvinding is dus bij voorkeur aanwezig en verschaft voordelen stroomafwaarts van het procès.
CN 1 899 738 A openbaart een werkwijze voor het solderen tussen de binnenhuls en de buitenhuls van een poolmateriaal voor coating. Het harde soldeer zoals gespecificeerd in het document wordt opzettelijk bereid en er wordt gesteld dat het voornamelijk Pb en Sn, enig Sb, en verder niet meer dan 0,5 gew.% aan onzuiverheden bevat. De onzuiverheden zijn verder gespecificeerd als o.a. maximaal 0,08 gew.% Cu en maximaal 0,02 gew.% S. Er wordt in CN 1 899 738 A geen openbaring gemaakt van een soldeermateriaal omvattende ten minste 1 ppm Cu op basis van gewicht en ten minste 0,0001 gew.%, dus ook 1 ppm op basis van gewicht, aan zwavel. Het harde soldeer van CN 1 899 738 A is niet bedoeld voor de recuperatie daaruit van Pb en/of Sn met hoge zuiverheid.
We hebben vastgesteld dat de samenstelling volgens de onderhavige uitvinding gemakkelijk kan worden onderworpen aan een destillatiestap voor het verwijderen van het grootste gedeelte van het lood in de samenstelling door uitdamping. We hebben vastgesteld dat een dergelijke destillatie een loodrijke topproductstroom kan produceren die gemakkelijk verder kan worden gezuiverd met conventionele middelen teneinde een loodproduct te verkrijgen dat overeenkomt met vele van de commerciële standaards, en tegelijk een bodemstroom produceert die rijk is aan tin maar ook het grootste gedeelte van het antimoon (Sb) omvat dat in het product van de voorbehandeling aanwezig is, samen met een minimum aanwezigheid van lood (Pb). We
BE2017/5681 hebben vastgesteld dat de aanwezigheid van antimoon (Sb) niet noodzakelijk nadelig is voor deze scheiding, op voorwaarde dat het gehalte aan antimoon binnen redelijke grenzen blijft en het voorgeschreven gehalte aan Pb in het Sn-rijke bodemproduct van de destillatie-operatie overblijft. De aanvragers geloven dat het Pb dat in het Sn-product van de destillatie overblijft dienst doet als extra oplosmiddel voor het antimoon, tot op een significant niveau dat getolereerd kan worden, zoals verder in dit document beschreven. De aanvragers geloven verder dat, door niet uitdamping van alle Pb dat meekomt met de soldeertoevoer, het grootste gedeelte van het antimoon dat binnenkomt met de soldeertoevoer naar de vacuümdestillatie ook in het bodemproduct achterblijft, waardoor een Pb-distillaat kan worden geproduceerd met een laag antimoongehalte dat dus gemakkelijker kan worden gezuiverd om een loodproduct met hoge zuiverheid, ook “zacht lood” genoemd, te verkrijgen met de eigenschappen die wenselijk zijn voor specifiek samenstelling-gevoelige loodtoepassingen.
We hebben verder vastgesteld dat het probleem van de vorming van intermetallische verbindingen tijdens de vacuümdestillatie van het metaalmengsel volgens de onderhavige uitvinding verder wordt verlieht door ten minste de voorgeschreven concentratie van lood in het bodemproduct van de destillatiestap te laten. We geloven dat deze hoeveelheid lood een voordelige impact heeft om de mogelijks schadelijke metalen beter in oplossing te houden en hun neiging te verminderen om de mogelijk verstorende intermetallische verbindingen te vormen.
We hebben verder vastgesteld dat de aanwezigheid van een minimale hoeveelheid lood in het bodemproduct van de vacuümdestillatie uitgevoerd als onderdeel van de werkwijze volgens de onderhavige uitvinding het gemakkelijker maakt om zilver of andere edele metalen in het bodemproduct te verwijderen door middel van een
BE2017/5681 kristallisator met behulp van een techniek zoals beschreven in CN102534249, dat een 4-staps kristallisatoroperatie beschrijft voor het zuiveren van een ruwe tinstroom door het verwijderen van zilver.
We hebben vastgesteld dat de werkwijze voigens de onderhavige uitvinding een toevoer kan verwerken die rijk is aan lood, significante hoeveelheden tin (Sn) bevat, en antimoon (Sb) evenals koper (Cu) bevat binnen gespecificeerde grenzen, en anderzijds een destillaat kan produceren dat kan worden gebruikt voor verdere opzuivering in een loodproduct van commerciële graad met hoge zuiverheid, en anderzijds een vloeibaar gesmolten metaalmengsel dat kan worden gebruikt voor verdere upgrade in commercieel belangrijke hoeveelheden van meerdere van de aanwezige metalen, meer specifiek het tin, het antimoon en het resterende lood, maar mogelijk met andere metaalwaarden zoals edelmetalen, voornamelijk zilver (Ag).
De aanvragers wijzen erop dat de stroomopwaartse werkwijze die het ruwe soldeer produceert dat kan worden gebruikt als toevoerstroom voor de werkwijze voigens de onderhavige uitvinding doorgaans wordt uitgevoerd bij hoge temperatuur, kenmerkend veel hoger dan de gespecificeerde 500°C, eerder in het gebied van 7001000 °C. De aanvragers wijzen er verder op dat de laatste stap van de werkwijze voigens de onderhavige uitvinding, d.w.z. de vacuümdestillatiestap, doorgaans dient te worden uitgevoerd bij een nog hogere temperatuur. Zoals hierboven uiteengezet in de sectie achtergrond zijn de typische temperaturen voor het verwijderen van lood uit tin door vacuümdestillatie ten minste 900°C, vaak zelfs 1100°C.
De aanvragers stellen daarom dat stap b) van de werkwijze voigens de onderhavige uitvinding contra-intu'itief is. De aanvragers stellen dat eenieder die normaal is onderlegd in het vakgebied zou verkiezen het soldeer bij de hoge temperatuur te houden waarbij het werd geproduceerd, mogelijk zelfs verder te verwarmen, alvorens het te
BE2017/5681 onderwerpen aan een vacuümdestillatiestap voor het scheiden van lood uit tin. De aanvragers hebben echter vastgesteld dat de koelstap b) als onderdeei van de werkwijze volgens de onderhavige uitvinding, en dit zonder de interventie van andere chemische stoffen, een significant deel van de componenten in het soldeer die ongewenst zijn in de toevoer voor de vacuümdestillatiestap, in de context van de onderhavige uitvinding, kan laten overgaan naar een supernatantkrasfase, waardoor deze krasfase beschikbaar wordt om te worden afgescheiden van de vloeibare metaalfase. De aanvragers hebben vastgesteld dat deze koelstap significant bijdraagt tot het creëren van een afzonderlijke krasfase die rijk is aan de ongewenste componenten, waarbij een vloeibare metaalfase achterblijft die minder van deze ongewenste componenten bevat en die dus meer geschikt is voor een vacuümdestillatiestap waarin dan minder operationele problemen voorkomen veroorzaakt door de mogelijke vorming van intermetallische verbindingen tijdens de destillatiestap. De aanvragers hebben vastgesteld dat de koelstap specifiek in staat is tot het reduceren van het gehalte aan koper, nikkel, ijzer en/of zink in de resterende vloeibare soldeerfase.
De aanvragers stellen dat stap c) als onderdeei van de werkwijze volgens de onderhavige uitvinding verder de concentratie van de ongewenste metalen in de vloeibare metaalfase op zijn weg naar de vacuümdestillatie verder vermindert. Deze stap verbruikt echter chemische stoffen, zoals gespecificeerd. De aanvragers stellen dat de koelstap b) het extra voordeel verschaft dat de daarop volgende chemische behandelingsstap c) minder chemische stoffen vereist. De chemische stof(fen) die gespecificeerd zijn voor stap c) doen uiteindelijk dienst als base, en deze base eindigt in de kras die wordt verwijderd, ten minste in stap d). De kras bevat waardevolle metalen, en het is economisch interessant om de krasfasen te hergebruiken die uit de vloeibare metaalfase afscheiden als onderdeei van de werkwijze volgens
BE2017/5681 de onderhavige uitvinding, voor de recuperatie van de waardevolle metalen. Vele van de bekende recuperatiewerkwijzen voor deze metalen uit dergelijke krasstromen zijn echter van pyrometallurgische aard. Ze werken bij zeer hoge temperaturen, zo hoog dat meest van het constructiestaal van de apparatuur dat in contact komt met de processtromen met hoge temperatuur doorgaans wordt beschermd door hittebestendig materiaal. De chemische stoffen die gebruikt worden in stap c), en eindigen in de krasfase die afgescheiden wordt in stap d), zijn echter agressief voor de meest doorgaans gebruikte hittebestendige materialen die gebruikt worden in de typische pyrometallurgische nietijzerhoudende metaalrecuperatie-processtappen. De aanvragers stellen dat de koelstap b) daarom niet alleen bijdraagt tot het laag houden van het gehalte aan chemische stof(fen) geïntroduceerd in stap c), maar ook bijdraagt tot het aanvaardbaarheidsniveau voor hergebruik van de kras afgescheiden in stap d) teneinde daaruit metaalwaarden te recupereren met een pyrometallurgische werkwijze.
We hebben vastgesteld dat in de koelstap b) voornamelijk ijzer en nikkel zieh chemisch kunnen binden met tin en dat deze verbindingen kunnen bovendrijven, op voorwaarde dat de onderliggende vloeistofstroom voldoende lood bevat, zoals elders gespecificeerd in dit document, en dus een voldoende hoge dichtheid heeft.
We hebben vastgesteld dat de chemische stof geïntroduceerd in stap c) zieh kan binden aan sommige van de ongewenste metalen, voornamelijk zink, en dit in een vorm die ook gemakkelijk gaat bovendrijven onder dezelfde voorwaarde als hierboven verklaard voor stap b).
Korte beschrijving van de tekeningen
De Figuur toont een stroomschema van een uitvoeringsvorm van de werkwijze volgens een uitvoeringsvorm van de
BE2017/5681 onderhavige uitvinding.
Gedetailleerde beschrijving
De onderhavige uitvinding wordt hieronder beschreven met betrekking tot specifieke uitvoeringsvormen en met verwijzing naar bepaalde tekeningen, maar de uitvinding is daartoe niet beperkt, alleen door de conclusies. Alle beschreven tekeningen zijn louter schematisch en niet beperkend. In de tekeningen kan de grootte van sommige elementen overdreven zijn en voor illustratieve doeleinden niet op schaal getekend. De afmetingen en de relatieve afmetingen komen niet noodzakelijk overeen met werkelijke reducties voor het in praktijk brengen van de uitvinding.
Verder worden de termen eerste, tweede, derde en dergelijke in de beschrijving en in de conclusies gebruikt om het onderscheid te maken tussen gelijkaardige elementen en niet noodzakelijk voor het beschrijven van een sequentiële of chronologische volgorde. De termen zijn onderling verwisselbaar onder gepaste omstandigheden en de uitvoeringsvormen van de uitvinding kunnen werken in andere volgordes dan hierin beschreven of geillustreerd.
Bovendien worden de termen top, bodem, over, onder en dergelijke in de beschrijving en de conclusies gebruikt voor descriptieve doeleinden en niet noodzakelijk voor beschrijving van relatieve posities. De aldus gebruikte termen zijn onderling verwisselbaar onder gepaste omstandigheden en de hierin beschreven uitvoeringsvormen van de uitvinding kunnen werken in andere oriëntaties dan hierin beschreven of geillustreerd.
Zoals hierin en in de conclusies gebruikt zijn de termen omvattende en insluitend inclusief of open-eindig en sluiten geen additionele niet vermelde elementen, samenstellingcomponenten, of processtappen uit. Bovendien omvatten de termen omvattende en
BE2017/5681 insluitend de meer beperkende termen hoofdzakelijk bestaande uit” en bestaande uit.
Tenzij anders vermeld omvatten alle hierin verschafte waarden tot en met de opgegeven eindpunten, en de waarden van de constituenten of componenten van de samenstellingen worden uitgedrukt in gewichtspercent of gew.% van elk bestanddeel in de samenstelling.
Additioneel kan elke hierin gebruikte verbinding onderling verwisselbaar worden beschreven met betrekking tot haar chemische formule, chemische naam, afkorting, enz.
In de context van de huidige uitvinding wordt met “smelter”, “smelten”, “smelting” of gelijkaardige afleidingen van “uitsmelten”, een werkwijze bedoeld die veel meer inhoudt dan enkel het veränderen van de aggregatietoestand van een stof van vast naar vloeibaar. In een pyrometallurgische smelter stap gebeuren ook verscheidene chemische processen die bepaalde chemische verbindingen omzetten in andere chemische verbindingen. Belangrijke van die omzettingen kunnen oxidaties zijn, al dan niet gepaard met het vormen van een oxide, of reducties, waarbij de oxidatietoestand van sommige atomen wijzigen.
In de context van de huidige uitvinding wordt met “kras” of “krassen” bedoeld een dikwijls pasta-achtige substantie die zieh vormt als gevolg van een operationele stap, en die zieh afscheidt van een andere vloeibare fase, gewoonlijk onder invloed van de zwaartekracht, en doorgaans komt bovendrijven. De kras of de krassen zijn dan ook doorgaans mechanisch af te schrapen of te verwijderen van de onderliggende vloeistof.
Met “de soldeer”, of ook wel “het soldeer”, wordt in de context van de huidige uitvinding een metaalsamenstelling bedoeld die rijk is aan tin en/of lood, maar die ook andere metalen kan bevatten. Soldeer heeft kenmerkend een relatief läge smelttemperatuur, wat de samenstelling geschikt maakt om na opgewarmd te zijn tot een relatief
BE2017/5681 beperkte temperatuur, bij afkoeling een metaalverbinding te kunnen vormen tussen twee andere metaaldelen, het zogenaamde “solderen”,
In dit document en tenzij anders vermeld, worden hoeveelheden metalen en oxiden uitgedrukt volgens de typische praktijk in de Pyrometallurgie. De aanwezigheid van elk metaal wordt kenmerkend uitgedrukt in zijn totale aanwezigheid, ongeacht of het metaal aanwezig is in zijn élémentaire vorm (oxidatietoestand = 0) of in elke chemisch gebonden vorm, doorgaans in een geoxideerde vorm (oxidatietoestand > 0). Voor die metalen die relatief gemakkelijk kunnen worden gereduceerd tot hun élémentaire vormen, en die kunnen voorkomen als gesmolten metaal in de pyrometallurgische werkwijze, is het vrij gebruikelijk om hun aanwezigheid uit te drukken in termen van hun élémentaire metaalvorm, zelfs wanneer de samenstelling van een slak of kras wordt gegeven, waarbij de meerderheid van dergelijke metalen eigenlijk aanwezig kan zijn in een geoxideerde en/of chemisch gebonden vorm. Het is daarom dat de samenstelling van het metaalmengsel volgens de onderhavige uitvinding het gehalte specificeert aan Fe, Zn, Pb, Cu, Sb, Bi als élémentaire metalen. Minder edele metalen zijn moeilijker te reduceren onder niet-ijzerhoudende pyrometallurgische omstandigheden en komen het meeste voor in geoxideerde vorm. Deze metalen worden dan gewoonlijk uitgedrukt in termen van hun meest algemene oxidevorm. Daarom wordt in slak- of krassamenstellingen gewoonlijk het gehalte aan Si, Ca, Al, Na respectievelijk uitgedrukt als SiO2, CaO, AI2O3, Na2O.
In een uitvoeringsvorm omvat het metaalmengsel volgens de onderhavige uitvinding maximaal 0,10 gew.% van het totaal aan chroom (Cr), mangaan (Mn), vanadium (V), titanium (Ti) en wolfraam (W) samen, bij voorkeur maximaal 0,010 gew.%, met een grotere voorkeur maximaal 0,005 gew.%, met een nog grotere voorkeur maximaal 0,0010 gew.%, bij voorkeur maximaal 0,0005 gew.%, met een grotere voorkeur
BE2017/5681 maximaal 0,0001 gew.% chroom (Cr), mangaan (Mn), vanadium (V), titanium (Ti) en wolfraam (W) samen. We hebben vastgesteld dat het risico op de vorming van mogelijk verstorende intermetallische verbindingen wordt verminderd door regeling van de aanwezigheid van deze verbindingen onder lagere niveaus.
In een uitvoeringsvorm omvat het metaalmengsel voigens de onderhavige uitvinding ten minste 0,0001 gew.% van het totaal aan chroom (Cr), mangaan (Mn), vanadium (V), titanium (Ti) en wolfraam (W) samen, bij voorkeur ten minste 0,0005 gew.%, met een grotere voorkeur ten minste 0,0010 gew., met een nog grotere voorkeur ten minste 0,0020 gew.%, bij voorkeur ten minste 0,0030 gew.%, met een grotere voorkeur ten minste 0,0050 gew.%, met een nog grotere voorkeur ten minste 0,010 gew.% van het totaal aan chroom (Cr), mangaan (Mn), vanadium (V), titanium (Ti) en wolfraam (W) samen. We hebben vastgesteld dat het niet van essentieel belang is voor het verkrijgen van een bevredigende destillatie-operatie om deze verbindingen tot zeer läge niveaus te verwijderen, zoais onder hun detectiegrens van ongeveer 1 ppm op basis van gewicht. Anderzijds hebben we ook vastgesteld dat de verwijdering van deze verbindingen tot zeer läge niveaus significant extra moeite, processtappen, chemische stoffen en aandacht vereist, en dat het extra voordeel in de destillatie-operatie de mate van deze extra’s niet rechtvaardigt. We hebben vastgesteld dat het daarom voordelig is om de aanwezigheid van deze verbindingen binnen twee meetbare grenzen te beheersen, zoais hoger vermeld.
In een uitvoeringsvorm omvat de toevoersamenstelling van vloeibaar gesmolten metaal die is voorbehandeld in de werkwijze voigens de onderhavige uitvinding ten minste 0,5 %, met een grotere voorkeur ten minste 0,75 %, met een nog grotere voorkeur ten minste 1,0 %, bij voorkeur ten minste 1,5 %, met een grotere voorkeur ten minste 2,0 %, met een nog grotere voorkeur ten minste 2,5 %, met nog een grotere
BE2017/5681 voorkeur ten minste 3,0 % van het totaal aan chroom (Cr), mangaan (Mn), vanadium (V), titanium (Ti), wolfraam (W), koper (Cu), nikkel (Ni), ijzer (Fe), aluminium (AI) en/of zink (Zn) samen. We hebben vastgesteld dat een ruw soldeer dat deze verbindingen bevat in de gespecificeerde gehalten gemakkelijk met succès kan worden voorbehandeld door de werkwijze volgens de onderhavige uitvinding zodat de stroomafwaartse vacuümdestillatie kan opereren zonder invloed van de vorming van intermetallische verbindingen gedurende een längere tijdsperiode. Dit biedt het voordeel dat de werkwijze volgens de onderhavige uitvinding een ruw soldeer kan verwerken dat kan worden verkregen door de pyrometallurgische verwerking van een brede waaier aan grondstoffen en met behulp van een brede waaier aan metaalbevattende hulpmaterialen in die stroomopwaartse processtappen. Bijzonder voordelig is de mogelijkheid om een soldeer te verwerken die werd verkregen als nevenproduct van een kopersmelting en raffinageoperaties waarvoor secundaire grondstoffen zijn toegevoerd. Deze secundaire grondstoffen kunnen afkomstig zijn van een brede waaier aan bronnen en dus een brede waaier aan andere verbindingen bevatten, meer specifiek andere metalen dan lood en/of tin. Een verder voordeel is dat ook het kopergehalte van de ruwe soldeer die bedoeld is voor vacuümdestillatie niet moet worden gereduceerd tot zeer läge niveaus, wat de kwaliteitsdruk op de prestatie van de stroomopwaartse processtappen vermindert, waardoor deze processtappen meer vrijheid genieten en zodoende een hogere efficiëntie en/of capaciteit binnen dezelfde apparatuurbeperkingen. De aanvragers hebben vastgesteld dat de voorbehandelingsstappen van de werkwijze volgens de onderhavige uitvinding gemakkelijk kunnen afrekenen met de significante niveaus van de ongewenste componenten zoals gespecificeerd. Daarnaast leiden de gespecificeerde niveaus van deze componenten niet noodzakelijk tot een hogere consumptie van chemische processtoffen en tot grotere
BE2017/5681
Problemen in gelijk welke pyrometallurgische stap voor de recuperatie van de metaalwaarden uit de kras die verwijderd werd in stap d), omdat de meeste van de ongewenste componenten reeds kunnen worden verwijderd of zelfs verwijderd zijn door de gespecificeerde fysische middelen, zoais stap b).
In een uitvoeringsvorm omvat de toevoersamenstelling van vloeibaar gesmolten metaai die werd voorbehandeld in de werkwijze volgens de onderhavige uitvinding maximaal 10,0%, bij voorkeur maximaal 8,0 %, met een grotere voorkeur maximaal 6,0%, met een nog grotere voorkeur maximaal 5,0 %, bij voorkeur maximaal 4,0 %, met een grotere voorkeur maximaal 3,0 %, met een nog grotere voorkeur maximaal 2,0 %, van het totaal van chroom (Cr), mangaan (Mn), vanadium (V), titanium (Ti), wolfraam (W),koper (Cu), nikkel (Ni), ijzer (Fe), aluminium (AI) en/of zink (Zn) samen. We hebben vastgesteld dat het respecteren van de bovengrens zoais voorgeschreven ertoe leidt dat de voorbehandelingsstappen van de werkwijze volgens de onderhavige uitvinding meer doeltreffend kunnen zijn in het verkrijgen van de gewenste resultaten, en dit in een meer efficiënte manier omdat de vereisten in termen van energie en chemische stoffen beperkt, praktisch en economisch blijven. Een verder voordeel van een beperkte aanwezigheid van de gespecificeerde componenten is dat de hoeveelheid kras beperkt blijft. Alle verwijderde kras bevat onvermijdelijk ook enige waardevolle metalen. De kras vertegenwoordigt dus ook een verlies aan waardevolle metalen uit de hoofd-processtromen die bedoeld waren voor het recupereren van de gewenste metalen, in de onderhavige context voornamelijk tin en/of lood, maar mogelijk ook andere metalen zoais antimoon en edelmetalen. Zelfs als de kras wordt gerecycleerd naar een procespunt stroomopwaarts van het procès volgens de onderhavige uitvinding, vertegenwoordigt de hoeveelheid gewenste metalen die gerecycleerd worden met de kras een inefficiëntie van het
BE2017/5681 procès. Het terugdringen van dit procesverlies en/of deze inefficiëntie door de hierboven beschreven beperkingen is daarom een algemeen procesvoordeel. Een verder voordeel van deze eigenschap is ook dat er minder lood zal circuleren in de algemene werkwijze waarin de metaaltoevoersamenstelling wordt geproduceerd en voorbehandeld. De verwerking van lood-bevattende metaalstromen bij hoge temperaturen vertoont zijn eigen probiemen met betrekking tot industriële hygiène. Het gespecificeerde kenmerk draagt dus ook bij tot een lager en/of meer beheerst probleem van industriële hygiène dat wordt gepaard met de recuperatie van tin en/of lood als nevenproduct uit de productie van koper of andere niet-ijzerhoudende metalen.
In een uitvoeringsvorm is de toevoersamenstelling van vloeibaar gesmolten metaal die wordt voorbehandeld in de werkwijze volgens de onderhavige uitvinding beschikbaar bij een temperatuur van ten minste 510°C, bij voorkeur ten minste 520°C, met een grotere voorkeur ten minste 550°C, met een nog grotere voorkeur ten minste 575°C, bij voorkeur ten minste 600°C, met een grotere voorkeur ten minste 650°C, met een nog grotere voorkeur ten minste 700°C, bij voorkeur ten minste 750°C, met een grotere voorkeur ten minste 775°C, met een nog grotere voorkeur ten minste 800°C, met nog een grotere voorkeur ten minste 830°C. We hebben vastgesteld dat een hogere toevoertemperatuur bijdraagt tot een meer vloeibare toevoerstroom in het stroomopwaartse procès waar de toevoerstroom wordt bereid. We hebben ook vastgesteld dat, bij een hogere temperatuur, de intermetallische verbindingen die zieh vormen tussen koper en tin, en die dus in bepaalde mate zullen moeten worden verwijderd als onderdeel van de onderhavige uitvinding, dat deze intermetallische verbindingen vatbaar zijn om minder tin op te nemen voor dezelfde hoeveelheid koper. Een hogere temperatuur draagt dus bij tot een meer efficiënte verwijdering van kopercontaminatie omdat de verwijderde
BE2017/5681 intermetallische verbindingen dan minder van het waardevolle tin meeslepen weg van de gesmolten metaalsamenstelling, die zijn pad vervolgt op weg naar de hoofdproducten. We hebben verder vastgesteld dat een hogere toevoertemperatuur van het ruwe soldeer ertoe leidt dat de voorbehandelingsstappen meer effectief en efficiënt kunnen worden uitgevoerd. We hebben bijvoorbeeld vastgesteld dat een hogere toevoertemperatuur meer ruimte verschaft voor afkoeling, en dat een ruimer reikend koeltraject meer effectief is in de verwijdering van de beoogde metaalverbindingen, d.w.z. deze die in Staat zijn tot het vormen van intermetallische verbindingen stroomafwaarts in de destillatie, meer specifiek bij de verwijdering van koper.
In een uitvoeringsvorm is de toevoersamenstelling van vloeibare gesmolten metaal die wordt voorbehandeld in de werkwijze volgens de onderhavige uitvinding beschikbaar bij een temperatuur van maximaal 1000°C, bij voorkeur maximaal 980°C, met een grotere voorkeur maximaal 960°C. We hebben vastgesteld dat het beperken van de toevoertemperatuur tot onder de gespecificeerde grenzen het voordeel verschaft dat de energievereisten van stroomopwaartse processtappen praktisch, voldoende efficiënt en economisch blijven. Hogere temperaturen, boven de gespecificeerde grenzen, blijken geen voldoende extra voordelen te verschaffen om de extra energie-invoer te rechtvaardigen, in welke vorm deze energie-invoer ook optreedt, inclusief chemische energie.
In een uitvoeringsvorm wordt de toevoersamenstelling van vloeibaar gesmolten metaal die wordt voorbehandeld in de werkwijze volgens de onderhavige uitvinding afgekoeld tot een temperatuur van maximaal 820°C, bij voorkeur maximaal 800°C, met een grotere voorkeur maximaal 750°C, met een nog grotere voorkeur maximaal 700°C, met nog een grotere voorkeur maximaal 650°C, bij voorkeur maximaal 600°C, met een nog grotere voorkeur maximaal 550°C, bij voorkeur maximaal
BE2017/5681
525°C, met een grotere voorkeur maximaal 500°C, met een nog grotere voorkeur maximaal 450°C, bij voorkeur maximaal 400°C, met een grotere voorkeur maximaal 370°C, met een nog grotere voorkeur maximaal 360°C, bij voorkeur maximaal 350°C, met een grotere voorkeur maximaal 345°C, met een nog grotere voorkeur maximaal 330°C, bij voorkeur maximaal 320°C, met een grotere voorkeur maximaal 310°C om een bad te produceren dat een eerste supernatantkras bevat die door de zwaartekracht gaat drijven boven op een eerste vloeibare gesmolten metaalfase. We hebben vastgesteld dat de afkoeling van de soldeer ten minste een gedeelte verwijdert van meerdere van de minder gewenste metalen, meer specifiek koper maar ook nikkel, ijzer, zink en aluminium, en van chroom, mangaan, vanadium, titanium en wolfraam, als een van deze aanwezig zou zijn. We hebben verder vastgesteld dat wanneer het koeltraject breder is en/of lager in temperatuur geraakt, meer van deze metalen uit oplossing komen en eindigen in de supernatantkras. Hoe breder het koeltraject wordt gemaakt, hoe meer vatbaar de koelstap wordt om te worden gesplitst in verschillende opeenvolgende koeistappen, bij voorkeur gecombineerd met de verwijdering van intermediair kras. Dit biedt het voordeel dat er over het geheel mogelijks minder kras zal moeten worden verwijderd voor het verwijderen van dezelfde hoeveelheid ongewenste metalen, en dat de totale hoeveelheid kras minder van de doelmetalen van de algemene werkwijze bevat, die voornamelijk lood en/of tin zijn, maar ook de diverse edelmetalen omvat die aanwezig kunnen zijn in het soldeer en onder specifieke omstandigheden ook het antimoon (Sb) dat aanwezig kan zijn. We hebben ook vastgesteld dat hoe kouder het ruwe soldeer is, hoe hoger de dichtheid ervan, wat voordelig is voor de afscheiding door zwaartekracht van de kras, omdat de kras gemakkelijker gaat drijven bovenop de dichtere vloeibare metaalfase.
In een uitvoeringsvorm wordt de toevoersamenstelling van
BE2017/5681 vioeibaar gesmolten metaal die werd voorbehandeld in een werkwijze volgens de onderhavige uitvinding afgekoeld tot een temperatuur van ten minste 230°C, bij voorkeur ten minste 232°C, met een grotere voorkeur ten minste 240°C, met een nog grotere voorkeur ten minste 250°C, met een grotere voorkeur ten minste 270°C, met een nog grotere voorkeur ten minste 280°C, bij voorkeur ten minste 290°C, met een grotere voorkeur ten minste 300°C, met een nog grotere voorkeur ten minste 310°C, bij voorkeur ten minste 320°C, met een grotere voorkeur ten minste 325°C, met een nog grotere voorkeur ten minste 328°C. We hebben, dankzij deze ondergrens van de koelstap, vastgesteld dat er minder tin wordt verbruikt bij binding aan dezelfde hoeveelheid koper die moet worden verwijderd. Zonder gebonden te willen zijn door deze théorie geloven de aanvragers dat dit het gevolg is van het feit dat de vorming van Cu6Sn5 meer de voorkeur krijgt en de vorming van Cu3Sn minder de voorkeur krijgt bij de lagere temperaturen. De ondergrens van de koelstap reduceert daarom de hoeveelheid waardevol tin dat moet worden verwijderd samen met dezelfde hoeveelheid koper in de kras. Zelfs als de kras optioneel naar stroomopwaarts in de werkwijze wordt gerecycleerd, vertoont deze eigenschap een verbetering in efficiëntie omdat er minder tin moet worden gerecycleerd in die werkwijze voor dezelfde hoeveelheid koper die wordt verwijderd door de koelstap van de werkwijze volgens de onderhavige uitvinding.
In de koelstap hebben we verder vastgesteld dat het de voorkeur verdient om de minimumtemperatuur zoals gespecificeerd te respecteren, omdat dit verzekert dat het metaal vioeibaar blijft en dat de viscositeit ervan voldoende laag blijft om de vaste stoffen die gevormd werden, door de afkoeling en/of door de chemische reacties die worden getriggerd door de toevoeging van chemische verbindingen, in staat te stellen naar de oppervlakte te stijgen en te worden verwijderd uit de onderliggende vloeibare metaalfase door afschuimen.
BE2017/5681
De belangrijkste doelstelling van toevoeging van de voorgeschreven verbinding in stap c) van de werkwijze volgens de onderhavige uitvinding is het verwijderen van het grootste gedeelte van enig zink dat aanwezig kan zijn in het ruwe soldeer.
In een uitvoeringsvorm omvat het bodemproduct dat verkregen wordt door de werkwijze volgens de onderhavige uitvinding, in de destillatiestap door de verwijdering van lood, meer dan 0,60 gew.% lood, bij voorkeur ten minste 0,65 gew.% lood, met een grotere voorkeur ten minste 0,70 gew.% lood, met een nog grotere voorkeur ten minste 0,75 gew.% lood, bij voorkeur ten minste 0,80 gew.% lood, bij voorkeur ten minste 1,0 gew.%, met een grotere voorkeur ten minste 1,5 gew.%, met een nog grotere voorkeur ten minste 2,0 gew.%, bij voorkeur ten minste 3,0 gew.%, met een grotere voorkeur ten minste 4,0 gew.%, met een nog grotere voorkeur ten minste 5,0 gew.%, en met nog een grotere voorkeur ten minste 6,0 gew.% lood. We geloven dat hogere gehalten aan Pb die achterblijven in het Sn-product van de destillatie dienst kunnen doen als extra oplosmiddel, bijvoorbeeld voor de hoeveelheid antimoon, dat aanwezig kan zijn in de toevoer naar de destillatiestap. Dit oplosbaarheidseffect kan voordelig zijn voor de scheiding in de destillatiestap. Het hoofddoel van de vacuüm-destillatiestap als onderdeel van de werkwijze volgens de onderhavige uitvinding is het uitdampen van lood (Pb) en het produceren van een lood-bevattend topdestillaat dat geschikt is om verder te worden opgekuist door conventionele middelen om een product te produceren van meer hoogzuiver lood, het zogenaamde “zacht-lood”. We geloven dat het achterlaten van een hoeveelheid lood in het bodemproduct van de destillatiestap deze doelstelling helpt verkrijgen door een vloeistoffase te verschaffen die aantrekkelijk blijft voor vele van de andere metalen dan lood, en zodoende het verminderen van de neiging van deze metalen om vluchtig te worden evenals hun neiging uit de vloeistoffase te ontsnappen
BE2017/5681 en te eindigen in het topdestillaat van de destillatiestap. We geloven dat dit voordeel wordt versterkt door een hogere concentratie aan lood in het bodemproduct van de destillatiestap te behouden. We geloven dat dit voordeel vooral belangrijk is voor enig antimoon dat aanwezig is in de toevoer naar de destillatiestap van de werkwijze voigens de onderhavige uitvinding.
We hebben verder vastgesteld dat de problemen van de vorming van intermetallische verbindingen tijdens de vacuümdestillatie van het metaalmengsel voigens de onderhavige uitvinding verder worden verminderd door een grotere aanwezigheid van lood in het bodemproduct van de destillatiestap te houden. We geloven dat de grotere hoeveelheid lood een voordelige impact heeft op het beter in oplossing houden van mogelijk schadelijke metalen en op het verminderen van hun neiging om de mogelijk verstorende intermetallische verbindingen te vormen tijdens de stroomopwaartse destillatiestap. Zonder gebonden te willen zijn door théorie, geloven we dat dit effect gebaseerd kan zijn op verdunning, maar we vermoeden dat er bijkomende factoren kunnen zijn die een rol spelen bij het verminderen van het risico op vorming van intermetallische verbindingen onder de omstandigheden die optreden in de vacuümdestillatiestap.
In een uitvoeringsvorm omvat het bodemproduct dat werd verkregen in de destillatiestap door de verwijdering van lood maximaal 10,0 gew.% lood, bij voorkeur maximaal 9,0 gew.% lood, met een grotere voorkeur maximaal 8,0 gew.%, met een nog grotere voorkeur maximaal 7,0 gew.%, bij voorkeur maximaal 6,5 gew.%, met een grotere voorkeur maximaal 6,0 gew.%, met een nog grotere voorkeur maximaal 5,0 gew.% en met nog een grotere voorkeur maximaal 4,0 gew.% lood. We hebben vastgesteld dat het niet overschrijden van dit voorgeschreven gehalte aan lood in het bodemproduct van de destillatiestap stroomafwaarts het voordeel verschaft dat het de verdere scheiding van de verschiiiende
BE2017/5681 metalen aanwezig in het bodemproduct vergemakkelijkt teneinde een tin hoofdproduct te verkrijgen dat aan de meeste internationale industriestandaards voor hoogkwalitatief tingehalte voldoet. We hebben verder vastgesteld dat het houden van het loodgehalte tussen de voorgeschreven limieten een praktisch en economisch evenwicht verschaft tussen enerzijds de voordelen verkregen door de aanwezigheid van lood in de vloeistof door de destillatiestap en anderzijds de stroomafwaartse taak van het upgraden van het bodemproduct van de destillatie in ten minste een hoogwaardig tin hoofdproduct in combinatie met een of meer nevenproducten die de andere metalen bevatten die aanwezig zijn in het destillatie-bodemproduct, waarvan nevenproducten geschikt zijn voor verdere verwerking en gemakkelijke upgrading ervan in hoogwaardige nevenproductstromen. We hebben verder vastgesteld dat een beperkte aanwezigheid van lood in het bodemproduct voordelig is als er ook edelmetalen aanwezig zijn en deze edelmetalen dienen te worden gerecupereerd stroomafwaarts van de vacuümdestillatie uit de bodemstroom ervan. Deze recuperatie kan bijvoorbeeld worden uitgevoerd in een kristallisator, zoals beschreven in CN102534249 voor het verwijderen van zilver uit een ruw tinproduct dat een hoog gehalte aan zilver bevat, en dat dus een kristallijne Sn-rijke fase kan scheiden uit een vloeibare afvoer waarin de edelmetalen samen met het meeste van het aanwezige lood concentreren, maar waarbij onvermijdelijk een gedeelte van de meest waardevolle tin achterblijft. We hebben vastgesteld dat de beperking van de hoeveelheid lood dat in de bodem van de vacuümdestillatie achterblijft de hoeveelheid afvoer in een dergelijke kristallisator vermindert en leidt tot een afvoer die meer geconcentreerd is in de gewenste edelmetalen, en dus meer interessant is voor verdere verwerking voor recuperatie van de edelmetalen. Een ander voordeel is dat minder van het waardevolle tin verloren raakt in de afvoer en dus beschikbaar blijft in de stroom die leidt tot het tin
BE2017/5681 hoofdproduct.
In een uitvoeringsvorm omvat het metaalmengsel volgens de onderhavige uitvinding ten minste 15 gew.% tin, bij voorkeur ten minste 20 %, met een grotere voorkeur ten minste 22 %, met een nog grotere voorkeur ten minste 24 gew.%, bij voorkeur ten minste 26 gew.%, met een grotere voorkeur ten minste 28 gew.%, met een nog grotere voorkeur ten minste 30 gew.% tin. We hebben vastgesteld dat een grotere hoeveelheid tin in het soldeer het smeltpunt van het mengsel verlaagt, met het voordeel dat er voor de voorbehandeling van het ruwe soldeer om het soldeer voor te bereiden voor een probleemloze vacuümdestillatie een breder temperatuurbereik beschikbaar is. Zoals elders in dit document vermeld verschaft dit het voordeel dat meer van de bedoelde metalen uit de oplossing kunnen komen en eindigen in de kras, die gemakkelijk kan worden verwijderd uit de gesmolten metaalfase. We hebben ook vastgesteld dat het hoogzuivere tin metaal dat uit het metaalmengsel volgens de onderhavige uitvinding kan worden gerecupereerd een grotere voorkeur verdient dan het hoogzuivere loodmetaal dat uit hetzelfde metaalmengsel kan worden gerecupereerd. Het tin hoofdproduct dat uit het metaalmengsel wordt afgeleid is daarom van hogere economische waarde dan elk loodbevattend hoofdproduct. Een hoger gehalte aan tin verhoogt dus de economische interesse in het metaalmengsel volgens de onderhavige uitvinding als grondstof voor het recupereren van hoogzuiver tinmetaal.
In een uitvoeringsvorm omvat het metaalmengsel volgens de onderhavige uitvinding 45 gew.% lood, bij voorkeur ten minste 50 gew.%, met een grotere voorkeur ten minste 55 gew.%, met een nog grotere voorkeur ten minste 60 gew.% lood. We hebben vastgesteld dat een hoger gehalte aan lood in het vloeibare metaalmengsel de scheiding van de kras uit de vloeibare metaalfase verbetert. Met de hogere concentratie aan lood in het vloeibare metaal gaat de kras, die
BE2017/5681 kenmerkend een lagere dichtheid heeft, sneller en gemakkelijker drijven op de vloeibare metaalfase en vormt dan een duidelijker gescheiden krasfase die met minder meevoering van soldeer, en dus ook met het waardevolle tin en lood, kan worden verwijderd. Onder deze omstandigheden bevat de kras dus ook minder van de waardevolle metalen tin en lood. Meer van het tin en lood blijft dus besehikbaar in het voorbehandelde soldeer voor upgrade tot hoogwaardige hoofdproducten. Wanneer de kras wordt gerecycleerd tot een processtap stroomopwaarts van de voorbehandelingsstap van de werkwijze voigens de onderhavige uitvinding, vermindert de betere scheiding de hoeveelheid tin en lood dat naar stroomopwaarts wordt gerecycleerd en waarvan de hoeveelheid moet worden verwerkt om te eindigen in de ruwe soldeertoevoer naar de werkwijze voigens de onderhavige uitvinding. We hebben ook vastgesteld dat een hoger loodgehalte, en zodoende doorgaans een lager tingehalte van het soldeer, het voordeei biedt dat de oplosbaarheid van koper in het soldeer is gereduceerd, wat leidt tot een lager kopergehalte in het uiteindelijke tin hoofdproduct afgeleid uit het bodemproduct van de vacuümdestillatie, en een verhoging van de economische waarde van dit tin hoofdproduct en/of een vermindering van de last van het verwijderen van de resterende sporen koper in een stroomafwaartse processtap, plus de herbewerking die gepaard gaat met het recupereren van kras dat in een dergelijke stroomafwaartse processtap wordt gecreëerd.
In een uitvoeringsvorm omvat het metaalmengsel voigens de onderhavige uitvinding maximaal 80 gew.% lood, bij voorkeur maximaal 75 %, met een grotere voorkeur maximaal 70 %, met een nog grotere voorkeur maximaal 65 %, bij voorkeur maximaal 60 gew.% lood. We hebben vastgesteld dat een overmatige hoeveelheid lood in het vloeibare metaalmengsel de voordelen die gepaard gaan met een grotere hoeveelheid lood in het mengsel voigens de onderhavige uitvinding niet
BE2017/5681 verder verbetert. We hebben verder vastgesteld dat een overmatige hoeveelheid lood het meer waardevolle tin in het metaalmengsel verdunt, waardoor de interesse in dit metaalmengsel als toevoer voor recuperatie van hoogzuiver tin wordt verminderd.
In een uitvoeringsvorm omvat het metaalmengsel volgens de onderhavige uitvinding ten minste 91 gew.% tin en lood samen, bij voorkeur ten minste 92 %, met een grotere voorkeur ten minste 93 %, met een nog grotere voorkeur ten minste 94 %, met nog een grotere voorkeur ten minste 95 %, bij voorkeur ten minste 96 %, met een grotere voorkeur ten minste 96,5 %, met een nog grotere voorkeur ten minste 97 %, met nog een grotere voorkeur ten minste 97,5 %, bij voorkeur ten minste 98 %, met een grotere voorkeur ten minste 98,5 %, met een nog grotere voorkeur ten minste 98,7 gew.% tin en lood samen. Het metaalmengsel volgens de onderhavige uitvinding is interessant als toevoerstroom voor de recuperatie van hoogzuiver tin en lood, met de vacuümdestillatiestap van de werkwijze volgens de onderhavige uitvinding als belangrijk proceselement. Een hoger gehalte aan tin en lood samen verhoogt daarom de hoeveelheid aan hoofdproducten die uit het metaalmengsel kunnen worden gerecupereerd, en vermindert dus de hoeveelheid nevenproductstromen die gewoonlijk een lagere waarde hebben en die kunnen ontstaan bij de verdere zuivering van de destillatieproducten in hoofdproductstromen. Dit vermindert de werklast die nodig is voor het verwijderen van deze niet-hoofdproducten tot een niveau dat is opgelegd door de hoofdproductspecificaties, en dat bij voorkeur zo hoog mogelijk aan de voor de praktijk geldende internationale handelstandaards dient te voldoen. Deze werklast omvat het verbruik van chemische stoffen en energie, maar ook mankracht en kosten voor apparatuurinvestering. Het hogere gehalte aan tin en lood samen verhoogt dus de economische interesse in het metaalmengsel volgens de onderhavige uitvinding als grondstof voor het recupereren van
BE2017/5681 hoogzuiver tin metaal, evenals lood metaal in economisch aanvaardbare vormen.
In een uitvoeringsvorm omvat het metaalmengsel volgens de onderhavige uitvinding ten minste 2 ppm koper op basis van gewicht, met een grotere voorkeur ten minste 3 ppm, met een nog grotere voorkeur ten minste 4 ppm, met nog een grotere voorkeur ten minste 5 ppm koper op basis van gewicht, bij voorkeur ten minste 6 ppm, met een grotere voorkeur ten minste 7 ppm, met een nog grotere voorkeur ten minste 8 ppm, met nog een grotere voorkeur ten minste 9 ppm koper op basis van gewicht, bij voorkeur ten minste 10 ppm, met een grotere voorkeur ten minste 12 ppm, met een nog grotere voorkeur ten minste 14 ppm, met nog een grotere voorkeur ten minste 15 ppm koper op basis van gewicht, bij voorkeur ten minste 16 ppm, met een grotere voorkeur ten minste 18 ppm en met een nog grotere voorkeur ten minste 20 ppm koper op basis van gewicht. We hebben vastgesteld dat de gespecificeerde hoeveelheden koper mögen achterblijven in het metaalmengsel volgens de onderhavige uitvinding zonder de geschiktheid van het metaalmengsel als toevoerstroom voor de vacuümdestillatiestap in het gedrang te brengen, en dus ook zonder significante vermindering of vernietiging van het effect dat wordt verkregen door de onderhavige uitvinding, d.w.z. een verhoging van het risico dat een vacuümdestillatiestap die op het metaalmengsel wordt uitgevoerd niet langer in Staat zou zijn om gedurende een längere période te werken in continue modus zonder de problemen te ondervinden van intermetallische verbindingen die koper bevatten en die de destillatie-operaties kunnen beïnvloeden. We hebben vastgesteld dat de ge'identificeerde problemen die kunnen worden teruggebracht tot een praktisch en economisch aanvaardbaar niveau wanneer de kleine hoeveelheden koper, zoals gespecificeerd, in het metaalmengsel volgens de onderhavige uitvinding aanwezig blijven wanneer dit wordt gebruikt als
BE2017/5681 soldeertoevoer naar de destillatiestap.
Het hogere gehalte aan toegelaten koper in het metaalmengsel, zoals hierboven gespecificeerd, biedt ook het voordeel dat de stroomopwaartse processen waaruit de toevoerstroom van de werkwijze van de onderhavige uitvinding wordt afgeleid een grotere operatievrijheid genieten. Deze processen kunnen zelfs mogelijk betrokken zijn bij de pyrometallurgische recuperatie van kopermetaal. De werkwijzen die een ruw soldeer produceren als nevenproduct volgens de toevoerstroom voor de werkwijze volgens de onderhavige uitvinding kunnen ook andere hoofdmetalen recupereren dan tin en/of lood uit een veel bredere waaier aan mogelijke grondstoffen, primaire evenals secundaire, en omvattende metaal-bevattende materialen aan het einde van hun levensduur.
In een uitvoeringsvorm omvat het metaalmengsel volgens de onderhavige uitvinding maximaal 4500 ppm koper op basis van gewicht, bij voorkeur maximaal 4000 ppm, met een grotere voorkeur maximaal 3500 ppm, met een nog grotere voorkeur maximaal 3000 ppm, met nog een grotere voorkeur maximaal 2500 ppm, bij voorkeur maximaal 2000 ppm, met een grotere voorkeur maximaal 1500 ppm, met een nog grotere voorkeur maximaal 1250 ppm, met nog een grotere voorkeur maximaal 1000 ppm, bij voorkeur maximaal 800 ppm, met een grotere voorkeur maximaal 600 ppm, met een nog grotere voorkeur maximaal 400 ppm, met nog een grotere voorkeur maximaal 200 ppm, bij voorkeur maximaal 150 ppm, met een grotere voorkeur maximaal 100 ppm, met een nog grotere voorkeur maximaal 75 ppm koper. We hebben vastgesteld dat hoe lager de concentratie aan koper in het metaalmengsel volgens de onderhavige uitvinding is, hoe lager het risico is op de vorming van intermetallische verbindingen wanneer het metaalmengsel wordt onderworpen aan vacuümdestillatie om ten minste een gedeelte van het lood in het mengsel te verwijderen door uitdamping.
BE2017/5681
We hebben verder vastgesteld dat hoe lager het kopergehalte in het metaalmengsel voigens de onderhavige uitvinding is, hoe lager de concentratie aan koper in de productstromen uit de stroomafwaartse vacuümdestillatie. Dit vermindert de last van het verder verwijderen van koper uit deze strömen op hun weg naar de vorming van hoofdproducten, meer specifiek in termen van verbruik van chemische stoffen en in termen van hoeveelheden gevormde nevenproducten, die bij voorkeur naar stroomopwaarts van de werkwijze voigens de onderhavige uitvinding worden gerecycleerd, en dus ook in termen van het reduceren van de potentieel schadelijke effecten van deze chemische stoffen in deze recyclage-operatie, zoais door het aanvallen van het vuurvaste materiaal in een pyrometallurgische stap.
In een uitvoeringsvorm omvat het metaalmengsel voigens de onderhavige uitvinding maximaal 0,10 gew.% zink (Zn), bij voorkeur maximaal 0,010%, met een grotere voorkeur maximaal 0,0050%, met een nog grotere voorkeur maximaal 0,0010%, bij voorkeur maximaal 0,0005 %, met een grotere voorkeur maximaal 0,0001 % gew. zink. We hebben vastgesteld dat een vacuümdestillatie uitgevoerd op het metaalmengsel voigens de onderhavige uitvinding bijzonder gevoelig kan zijn voor de aanwezigheid van zink. Zink kan in de eerste plaats intermetallische verbindingen vormen, en kan dus bijdragen tot het probleem dat wordt aangepakt door de onderhavige uitvinding. Zink is ook een eerder vluchtig metaal en alle aanwezige zink kan ook ten minste gedeeltelijk deel gaan uitmaken van de dampfase in de destillatieapparatuur. De verwarming in de destillatie-apparatuur wordt vaak elektrisch uitgevoerd door een elektrische stroom doorheen verwarmingselektroden in de destillatieapparatuur te sturen. We hebben vastgesteld dat een beheersing van de aanwezigheid van zink binnen de voorgeschreven limieten de kans vermindert dat er elektrische bogen optreden tussen twee punten van deze verwarmingselektroden die dicht
BE2017/5681 bij elkaar kunnen zijn gelokaliseerd en waartussen er een spanningsverschil is. Dergelijke elektrische bogen vertegenwoordigen een kortsluiting in het elektrisch circuit van de verwarmingsinstallatie, en vormen vaak de oorzaak van onmiddellijk uitvallen van de apparatuur. Bij afwezigheid of foutief functioneren van zekeringen kunnen ze schade veroorzaken aan de transformator en de gelijkstroom-wisselstroom omvormer in het elektrisch systeem. De bogen beschädigen de elektroden en kunnen deze ook vernietigen, en kunnen bovendien ook door de ovenwand branden, meer bijzonder wanneer ze tussen een elektrode en de ovenwand worden getrokken.
In een uitvoeringsvorm omvat het metaalmengsel volgens de onderhavige uitvinding ten minste 0,0001 gew.% zink (Zn), bij voorkeur ten minste 0,0005 %, met een grotere voorkeur ten minste 0,0010%, met een nog grotere voorkeur ten minste 0,0050 %, bij voorkeur ten minste 0,010 %, met een grotere voorkeur ten minste 0,050 gew.% zink. We hebben vastgesteld dat het niet noodzakelijk is om zink tot extreem läge gehalten te verwijderen om de Problemen die zink kunnen veroorzaken tijdens de vacuümdestillatie van het metaalmengsel volgens de onderhavige uitvinding voldoende te verlichten. We hebben vastgesteld dat kleine hoeveelheden zink, zoals gespecificeerd, dus in het metaalmengsel als toevoer voor een vacuümdestillatie kunnen worden gelaten. We hebben vastgesteld dat met de gespecificeerde grenzen de gewenste läge gehalten aan zink in de hoofdeindproducten gemakkelijk kunnen worden bereikt.
In een uitvoeringsvorm omvat het metaalmengsel volgens de onderhavige uitvinding maximaal 0,10 gew. nikkel (Ni), bij voorkeur maximaal 0,050 %, met een grotere voorkeur maximaal 0,010%, bij voorkeur maximaal 0,0050 %, met een grotere voorkeur maximaal 0,0010 gew.% nikkel (Ni). Nikkel is een metaal dat aanwezig is in vele grondstoffen die beschikbaar zijn voor de recuperatie van nietBE2017/5681 ijzerhoudende metalen, in het bijzonder in secundaire grondstoffen, en vooral in materialen aan het einde van de levensduur. Voor de recuperatie van niet-ijzerhoudende metalen is het dus belangrijk dat het procès de aanwezigheid van nikkel kan verdragen. Verder verbruiken de pyrometallurgische processen voor de recuperatie van niet-ijzerhoudende metalen vaak significante hoeveelheden ijzer als chemische processtof. Het is voordelig om secundaire ijzer-bevattende materialen te kunnen gebruiken voor dit doeleinde. Deze materialen kunnen naast grote hoeveelheden ijzer ook kleine hoeveelheden nikkel bevatten. Het is voordelig om ook in staat te zijn deze soorten chemische processtoffen aan te kunnen. Nikkei is echter ook een metaal dat intermetallische verbindingen kan vormen tijdens vacuümdestillatie. We hebben vastgesteld dat een beheersing binnen de gespecificeerde grenzen van de hoeveelheid nikkel dat aanwezig is in het metaalmengsel volgens de onderhavige uitvinding het risico op vorming van nikkel-bevattende intermetallische verbindingen tijdens vacuümdestillatie van het metaalmengsel voldoende kan verminderen. We hebben verder vastgesteld dat het de voorkeur verdient om het nikkelgehalte in de soldeertoevoer naar de vacuümdestillatiestap omlaag te brengen in plaats van grotere hoeveelheden nikkel stroomafwaarts uit het procès te verwijderen. Een dergelijke stroomafwaartse verwijdering van nikkel wordt doorgaans uitgevoerd samen met het verwijderen van arseen (As) en/of antimoon (Sb) en vormen een risico op het genereren van de zeer toxische gassen arsine (AsH3) en/of stibine (SbH3). De verwijdering van nikkel tot binnen de gespecificeerde grenzen vermindert dus ook het stroomafwaartse risico op vorming van toxische gassen, en is dus ook een maatregel met betrekking tot veiligheid en industriële hygiène.
In een uitvoeringsvorm omvat het metaalmengsel volgens de onderhavige uitvinding ten minste 0,0005 gew.% nikkel (Ni), bij voorkeur ten minste 0,0010%, met een grotere voorkeur ten minste
BE2017/5681
0,0050 %, bij voorkeur ten minste 0,010 %, met een grotere voorkeur ten minste 0,050 gew.% nikkel (Ni). We hebben vastgesteld dat het niet van essentieel belang is om nikkel tot zeer läge gehalten, zoais onder de detectielimiet van 1 ppm op basis van gewicht, te verminderen. We hebben vastgesteld dat een beheersing binnen de gespecificeerde grenzen van het gehalte aan nikkel dat aanwezig is in het metaalmengsel volgens de onderhavige uitvinding het risico op de vorming van nikkelbevattende intermetallische verbindingen tijdens vacuümdestillatie van het metaalmengsel voldoende kan verminderen, evenals een verhoogd risico met betrekking tot veiligheid en industriële hygiène stroomafwaarts dat gepaard gaat met mogelijke generatie van arsine- en/of stibinegas kan voorkomen, terwijl onnodige handelingen worden vermeden voor het opkuisen van het metaalmengsel in zijn bereiding als toevoer voor een vacuümdestillatie.
In een uitvoeringsvorm omvat het metaalmengsel volgens de onderhavige uitvinding maximaal 10 gew.% antimoon (Sb), bij voorkeur maximaal 8 %, met een grotere voorkeur maximaal 6 %, bij voorkeur minder dan 6 %, met een nog grotere voorkeur maximaal 5,5 %, bij voorkeur maximaal 5,0 %, met een grotere voorkeur maximaal 4,5 %, met een nog grotere voorkeur maximaal 4,0 %, met nog een grotere voorkeur maximaal 3,5 %, bij voorkeur maximaal 3,0 %, met een grotere voorkeur maximaal 2,5 %, met een nog grotere voorkeur maximaal 2,0 %, bij voorkeur maximaal 1,5 %, met een grotere voorkeur maximaal 1,1 gew.% antimoon (Sb). We hebben vastgesteld dat antimoon mag worden toegelaten in het metaalmengsel volgens de onderhavige uitvinding, binnen specifieke grenzen, zonder problemen te creëren wanneer het metaalmengsel wordt gebruikt als toevoer voor vacuümdestillatie. We hebben vastgesteld dat het belangrijk is om de hoeveelheid antimoon onder de gespecificeerde bovengrens te houden omdat antimoon ook ten minste gedeeltelijk kan uitdampen onder de
BE2017/5681 destillatie-omstandigheden. Als het gehalte aan antimoon hoger is, kan de hoeveelheid antimoon dat de destillatiestap samen met het hoge-lood bevattende topdestilaat verlaat, significant worden. Om het hoofdloodproduct te verkrijgen dat voldoet aan de gewenste industriestandaards moet deze hoeveelheid antimoon uit deze loodstroom in de conventionele reinigingsstappen dan nog stroomafwaarts van de destillatie step worden verwijderd. Een hoeveelheid antimoon boven de gespecificeerde grens verhoogt de werklast van deze stroomafwaartse reinigingsstappen en verhoogt de hoeveelheid nevenproductstromen die het antimoon bevatten. Doordat deze nevenproductstromen ook significante hoeveelheden lood kunnen bevatten, eindigt dit lood in de nevenproducten niet in het hoofdloodproduct en vermindert het ten minste de effectiviteit van de algemene operatie. Overmatige hoeveelheden antimoon hebben ook de neiging om de smelttemperatuur van de met tin verrijkte vloeistof in de destillatieapparatuur en stroomafwaarts te verhogen. Dit zou een werking bij nog hogere temperaturen noodzakelijk maken, wat slijtage aan de apparatuur verhoogt.
In een uitvoeringsvorm omvat het metaalmengsel volgens de onderhavige uitvinding meer dan 0,42 gew.% antimoon (Sb), bij voorkeur ten minste 0,43 %, met een grotere voorkeur ten minste 0,45 %, met een nog grotere voorkeur ten minste 0,47 %, bij voorkeur ten minste 0,50 %, met een grotere voorkeur ten minste 0,55 %, met een nog grotere voorkeur ten minste 0,60 %, met nog een grotere voorkeur ten minste 0,65 %, bij voorkeur ten minste 0,75 %, met een grotere voorkeur ten minste 1,0 %, met een nog grotere voorkeur ten minste 1,5 %, bij voorkeur ten minste 2,0 %, met een grotere voorkeur ten minste 2,5 gew.% antimoon (Sb). We hebben vastgesteld dat het metaalmengsel volgens de onderhavige uitvinding meetbare, en zelfs significante, hoeveelheden antimoon mag bevatten, binnen de gespecificeerde
BE2017/5681 grenzen, zonder dat deze aanwezigheid van antimoon significante verstoring meebrengt aan de stroomafwaartse vacuümdestillatiestap waaraan het metaalmengsel kan worden onderworpen. We hebben vastgesteld dat dit extra operatievrijheid biedt voor de stroomopwaartse processen waaruit de toevoerstroom voor de werkwijze volgens de onderhavige uitvinding is afgeleid. Dankzij deze toelating van een hoeveelheid antimoon in het ruwe soldeer dat ze produceren als een intermediaire stroom en als toevoer voor de werkwijze volgens de onderhavige uitvinding kunnen deze stroomopwaartse processen een hoeveelheid grondstof accepteren waarin antimoon aanwezig is. Antimoon kan aanwezig zijn in een waaier aan primaire en secundaire grondstoffen voor niet-ijzerhoudende metalen, evenals in vele materialen aan het einde van hun levensduur. Antimoon kan, bijvoorbeeld, aanwezig zijn in lood dat sinds de Romeinse tijden werd gebruikt voor loodgieterij. Deze materialen kunnen nu beschikbaar komen als afbraakmaterialen, vaak in combinatie met koper voor buizenwerk en andere doeleinden, en met tin en lood voor de soldeerverbindingen. Het toelaten van een hoeveelheid antimoon in het metaalmengsel volgens de onderhavige uitvinding, en dus ook in het ruwe soldeer dat de toevoerstroom is naar de werkwijze volgens de onderhavige uitvinding, leidt ertoe dat de stroomopwaartse processen dergelijke gemengde materialen aan het einde van de levensduur mögen aanvaarden. We hebben vastgesteld dat significante concentraties antimoon toegelaten zijn in het gemengde metaal volgens de onderhavige uitvinding zonder dat daardoor significante moeilijkheden ontstaan voor de werkwijze volgens de onderhavige uitvinding, evenals voor de stroomafwaartse processen die de top- en bodemstromen die worden gegenereerd door de vacuümdestillatie verder upgraden.
In een uitvoeringsvorm omvat het metaalmengsel volgens de onderhavige uitvinding maximaal 0,10 gew.% ijzer (Fe), bij voorkeur
BE2017/5681 maximaal 0,070 %, met een grotere voorkeur maximaal 0,050 %, met een nog grotere voorkeur maximaal 0,010%, bij voorkeur maximaal 0,0050 %, met een grotere voorkeur maximaal 0,003 gew.%, met een nog grotere voorkeur maximaal 0,0030 gew.% ijzer. IJzer is een metaal dat aanwezig is in vele grondstoffen die beschikbaar zijn voor de recuperatie van niet-ijzerhoudende metalen, in het bijzonder in secundaire ruwe materialen, en vooral in materialen aan het einde van hun levensduur. Verder verbruiken de pyrometallurgische processen voor het recupereren van niet-ijzerhoudende metalen vaak significante hoeveelheden ijzer als chemische processtof. IJzer is een metaal dat intermetallische verbindingen kan vormen tijdens vacuümdestillatie. We hebben vastgesteld dat een beheersing binnen de gespecificeerde grenzen van de hoeveelheid ijzer aanwezig in het metaalmengsel volgens de onderhavige uitvinding het risico op de vorming van ijzerbevattende intermetallische verbindingen tijdens vacuümdestillatie van het metaalmengsel voldoende kan verminderen.
In een uitvoeringsvorm omvat het metaalmengsel volgens de onderhavige uitvinding ten minste 0,0001 gew.% ijzer (Fe), bij voorkeur ten minste 0,0002 %, met een grotere voorkeur ten minste 0,0003 %, met een nog grotere voorkeur ten minste 0,0005 %, bij voorkeur ten minste 0,0010%, met een grotere voorkeur ten minste 0,0015 %, met een nog grotere voorkeur ten minste 0,0020 gew.% ijzer. We hebben vastgesteld dat het niet van essentieel belang is om ijzer te verwijderen tot zeer läge gehalten, zoals onder de detectiegrens van 1 ppm op basis van gewicht. We hebben vastgesteld dat een beheersing binnen de gespecificeerde grenzen van de hoeveelheid ijzer aanwezig in het metaalmengsel volgens de onderhavige uitvinding het risico op de vorming van ijzer-bevattende intermetallische verbindingen tijdens vacuümdestillatie van het metaalmengsel voldoende kan verminderen, terwijl onnodige handelingen worden vermeden voor het opkuisen van
BE2017/5681 het metaalmengsel in zijn bereiding als toevoer voor een vacuümdestillatie.
In een uitvoeringsvorm omvat het metaalmengsel volgens de onderhavige uitvinding maximaal 0,10 gew.% aluminium (Al), bij voorkeur maximaal 0,050 %, met een grotere voorkeur maximaal 0,010 %, met een nog grotere voorkeur maximaal 0,0050 %, met nog een grotere voorkeur maximaal 0,0010%, bij voorkeur maximaal 0,0005 %, met een grotere voorkeur maximaal 0,0001 gew.% aluminium. Aluminium is een metaal dat aanwezig is in vele grondstoffen die beschikbaar zijn voor de recuperatie van niet-ijzerhoudende metalen, in het bijzonder in secundaire grondstoffen, en vooral in materialen aan het einde van hun levensduur, zoals gebruikte drankblikjes. Verder kunnen de pyrometallurgische processen voor het recupereren van nietijzerhoudende metalen aluminium gebruiken als een chemische processtof, zoals aluminiumgranulaat, voor de verwijdering van koper uit vloeibare metaalstromen van het soldeer-type. Aluminium is een metaal dat intermetallische verbindingen kan vormen tijdens vacuümdestillatie. We hebben vastgesteld dat een beheersing binnen de gespecificeerde grenzen van de hoeveelheid aluminium dat aanwezig is in het metaalmengsel volgens de onderhavige uitvinding het risico op de vorming van aluminium-bevattende intermetallische verbindingen tijdens vacuümdestillatie van het metaalmengsel voldoende kan verminderen.
In een uitvoeringsvorm omvat het metaalmengsel volgens de onderhavige uitvinding ten minste 0,0001 gew.% aluminium (Al), bij voorkeur ten minste 0,0002 %, met een grotere voorkeur ten minste 0,0003 %, met een nog grotere voorkeur ten minste 0,0005 %, bij voorkeur ten minste 0,0010%, met een grotere voorkeur ten minste 0,0015%, met een nog grotere voorkeur ten minste 0,0020 gew.% aluminium. We hebben vastgesteld dat het niet van essentieel belang is om aluminium te verwijderen tot zeer läge gehalten, zoals onder de
BE2017/5681 detectiegrens van 1 ppm op basis van gewicht. We hebben vastgesteld dat een beheersing binnen de gespecificeerde grenzen van de hoeveelheid aluminium aanwezig in het metaalmengsel volgens de onderhavige uitvinding het risico op de vorming van aluminiumbevattende intermetallische verbindingen tijdens vacuümdestillatie van het metaalmengsel voldoende kan verminderen, terwijl onnodige handelingen worden vermeden voor het opkuisen van het metaalmengsel in zijn bereiding als toevoer voor een vacuümdestillatie.
In een uitvoeringsvorm omvat het metaalmengsel volgens de onderhavige uitvinding maximaal 0,10 gew.% zwavel (S), bij voorkeur maximaal 0,070 %, met een grotere voorkeur maximaal 0,050 %, met een nog grotere voorkeur maximaal 0,010%, bij voorkeur maximaal 0,0050 %, met een grotere voorkeur maximaal 0,0030 gew.% zwavel. We hebben vastgesteld dat de aanwezigheid van zwavel in het metaalmengsel volgens de onderhavige uitvinding geurproblemen kan veroorzaken en een probleem kan vormen wat industriële hygiène betreft, zelfs als het zwavel-bevattende metaal en/of de slak en/of de kras is afgekoeld en uitgehard. Deze problemen kunnen zieh voordoen tijdens de operaties en tijdens opslag, maar kunnen zelfs nog belangrijker zijn tijdens onderhoudsinterventies. We verkiezen daarom de gehalten aan zwavel in het metaalmengsel volgens de onderhavige uitvinding te Verlagen tot binnen de gespecificeerde bovengrenzen.
In een uitvoeringsvorm omvat het metaalmengsel volgens de onderhavige uitvinding 0,0001 gew.% zwavel (S), bij voorkeur ten minste 0,0002 gew.%, met een grotere voorkeur ten minste 0,0003 %, met een nog grotere voorkeur ten minste 0,0005 %, bij voorkeur ten minste 0,0010%, met een grotere voorkeur ten minste 0,0015%, met een nog grotere voorkeur ten minste 0,0020 gew.% zwavel. We hebben vastgesteld dat het niet nodig is om de zwavelniveaus tot zeer läge gehalten te verminderen, zoals de detectiegrens van 1 ppm op basis van
BE2017/5681 gewicht, teneinde het resultaat te verkrijgen dat is beoogd met de beheersing van het zwavelgehalte. De aanwezigheid van zwavel in het metaalmengsel verschaft daarentegen een technisch voordeel.
We hebben vastgesteld dat zwavel zieh tamelijk gemakkelijk bindt aan koper teneinde een kopersulfide (zoals CuS) te vormen, en dat het kopersulfide zieh gemakkelijk door zwaartekracht afscheidt uit het vloeibare metaalmengsel dat de twee hoofdeomponenten in het procès bevat, d.w.z. tin en lood. Daarom verdient de aanwezigheid van S in de werkwijze voigens de onderhavige uitvinding de voorkeur, evenals de aanwezigheid van zwavel in het metaalmengsel voigens de onderhavige uitvinding. We hebben vastgesteld dat het behouden van een kleine hoeveelheid zwavel in het metaalmengsel voigens de onderhavige uitvinding bijdraagt tot een verdere vermindering van de kleine hoeveelheden koper die achterblijven in het metaalmengsel door het Cu te binden in sulfide en het over te brengen naar verdere krassen die kunnen worden gevormd in verdere opruimstappen stroomafwaarts in het algemene procès. De S wordt bij voorkeur in het procès of het product ge'introduceerd in een vorm die mogelijk en gemakkelijk kan worden omgezet in een gedeelte van kopersulfide. We hebben vastgesteld dat zwavel-bevattende chemische verbindingen, zoals pyriet (FeS) ook kunnen worden gebruikt, meer we verkiezen het gebruik van elementair zwavel omdat het gebruik daarvan de introductie van één of meer extra chemische elementen voorkomt. Daardoor is zwavel, en meer specifiek elementair zwavel, voor de uitvinders een zeer geschikte chemische processtof bij de verwijdering van sommige van de ongewenste metalen, in het bijzonder van koper.
In een uitvoeringsvorm omvat het metaalmengsel voigens de onderhavige uitvinding ten minste 10 ppm zilver (Ag) op basis van gewicht, bij voorkeur ten minste 50 ppm, met een grotere voorkeur ten minste 100 ppm, met een nog grotere voorkeur ten minste 125 ppm en
BE2017/5681 met nog een grotere voorkeur ten minste 150 ppm zilver op basis van gewicht. We hebben vastgesteld dat zilver in de processtromen van de onderhavige uitvinding toegelaten mag zijn in hoeveelheden - die voor een dergelijk edelmetaal significant zijn - zonder de vacuümdestillatiestap daarbij te verstoren, omdat is gebleken dat zilver niet gemakkelijk intermetallische verbindingen vormt tijdens de vacuümdestillatiestap en de operaties niet beïnvloedt. Deze tolerantie voor zilver leidt ertoe dat de stroomopwaartse processen, die het ruwe soldeer produceren dat de geschikte toevoerstroom is voor de werkwijze volgens de onderhavige uitvinding, en die de oorsprong is van het metaalmengsel volgens de onderhavige uitvinding, grondstoffen mögen aanvaarden die zilver bevatten. Daarnaast kan het zilver in de grondstoffen aanwezig zijn in zeer läge hoeveelheden, maar wordt reeds enigszins geconcentreerd in het ruwe soldeer dat stroomopwaarts wordt geproduceerd, en nog meer geconcentreerd in het gemengde metaal volgens de onderhavige uitvinding, en kan dan nog meer geconcentreerd worden in het bodemproduct van de vacuümdestillatiestap van de werkwijze volgens de onderhavige uitvinding. De opeenvolging van pyrometallurgische processtappen geldt dus als opeenvolging van concentratiestappen door het edel- en waardevolle metaal dat zilver is, en vormt dus een interessante voorbehandeling voor een zilvermetaalrecuperatieproces. De recuperatie van zilver uit de bodemstroom van de destillatie van het metaalmengsel volgens de onderhavige uitvinding zou daarom gemakkelijker moeten zijn in vergelijking met een poging tot recuperatie uit elke van de intermediaire strömen stroomopwaarts, en waarschijnlijk ook voor de meerderheid van de grondstoffen die zilver bevatten en die worden gebruikt als uitgangsmaterialen voor de stroomopwaartse processen die het ruwe soldeer genereren dat de toevoer vormt voor de werkwijze volgens de onderhavige uitvinding.
In een uitvoeringsvorm omvat het metaalmengsel volgens
BE2017/5681 de onderhavige uitvinding maximaal 2000 ppm zilver (Ag) op basis van gewicht, bij voorkeur maximaal 1800 ppm, met een grotere voorkeur maximaal 1700 ppm, met een nog grotere voorkeur maximaal 1600 ppm, met nog een grotere voorkeur maximaal 1500 ppm, bij voorkeur maximaal 1400 ppm, met een grotere voorkeur maximaal 1350 ppm, bij voorkeur maximaal 1300 ppm, met een grotere voorkeur maximaal 1200 ppm, met een nog grotere voorkeur maximaal 1100 ppm, bij voorkeur maximaal 1000 ppm, met een grotere voorkeur maximaal 900 ppm zilver op basis van gewicht. We hebben vastgesteld dat zilver boven de gespecificeerde concentratie minder voordelig wordt en zelfs nadelig kan worden. Bij de hogere zilvergehalten in de toevoer naar de vacuümdestillatie kan een gedeelte van het zilver werkelijk uitdampen en deel uitmaken van de dampfase in de destillatiestap. Als gevolg daarvan kan een deel van het uiterst waardevolle zilver zijn weg naar het bodemproduct van de destillatiestap niet vinden, van waaruit het op een praktische en economische manier kan worden gerecupereerd in een geschikt nevenproduct door de stroomafwaartse processen die beoogd zijn voor het produceren van de hoogzuivere tin-hoofdproductstroom.
In een uitvoeringsvorm omvat het metaalmengsel volgens de onderhavige uitvinding ten minste 10 ppm bismut (Bi) op basis van gewicht, bij voorkeur ten minste 50 ppm, met een grotere voorkeur ten minste 100 ppm, met een nog grotere voorkeur ten minste 150 ppm en met nog een grotere voorkeur ten minste 200 ppm bismut op basis van gewicht, en optioneel maximaal 2000 ppm bismut op basis van gewicht, bij voorkeur maximaal 1800 ppm, met een grotere voorkeur maximaal 1500 ppm, met een nog grotere voorkeur maximaal 1300 ppm, met nog een grotere voorkeur maximaal 1100 ppm, bij voorkeur maximaal 1000 ppm, met een grotere voorkeur maximaal 950 ppm bismut op basis van gewicht. We hebben vastgesteld dat bismut relatief vluchtig kan zijn onder de omstandigheden van de vacuümdestillatiestap. Een deel van
BE2017/5681 het bismut kan daarom zijn weg vinden naar de bovenstroom van de destillatiestap, van waaruit het vervolgens mogelijks moet worden verwijderd teneinde een lood-hoofdproduct te verkrijgen dat aan de gewenste productspecificaties voldoet. Deze stroomafwaartse verwijdering van contaminanten verbruikt chemische stoffen en creëert een nevenproductstroom die ook enig waardevol lood bevat. Zelfs indien met succès gerecycleerd, vertegenwoordigen deze nevenproductstromen een productinefficiëntie die beter wordt gereduceerd.
In een uitvoeringsvorm omvat het metaalmengsel volgens de onderhavige uitvinding ten minste 10 ppm arseen (As) op basis van gewicht, bij voorkeur ten minste 100 ppm, met een grotere voorkeur ten minste 200 ppm, met een nog grotere voorkeur ten minste 300 ppm en met nog een grotere voorkeur ten minste 350 ppm arseen op basis van gewicht. Dit kenmerk brengt het voordeel dat grondstofmaterialen die enig arseen bevatten kunnen worden aanvaard door de stroomopwaartse processtappen van waaruit de soldeertoevoer voor de werkwijze volgens de onderhavige uitvinding wordt afgeleid. We hebben vastgesteld dat de algemene werkwijze, inclusief de werkwijze volgens de onderhavige uitvinding maar ook inclusief aile stroomafwaartse stappen voor het verdere opkuisen of stroomopwaartse stappen waarnaar stroomafwaarts ontstane nevenproductstromen kunnen worden gerecycleerd, de hoeveelheden arseen zoals gespecificeerd kan verwerken. Daarnaast hebben de uitvinders vastgesteld dat sommige legeringen van commercieel belang As gemakkelijk aanvaarden tot op bepaalde niveaus zonder enige significante Problemen, en dat selecte soorten van dergelijke legeringen de aanwezigheid van As zelfs verwelkomen. Het metaalmengsel evenals de werkwijze volgens de onderhavige uitvinding is daarom bereid om de aanwezigheid van As in zijn processtromen te aanvaarden, hoewel binnen de gespecificeerde grenzen.
In een uitvoeringsvorm omvat het metaalmengsel volgens
BE2017/5681 de onderhavige uitvinding maximaal 2000 ppm arseen op basis van gewicht, bij voorkeur maximaal 1900 ppm, met een grotere voorkeur maximaal 1800 ppm, met een nog grotere voorkeur maximaal 1700 ppm, met nog een grotere voorkeur maximaal 1600 ppm, bij voorkeur maximaal 1500 ppm, met een grotere voorkeur maximaal 1400 ppm arseen op basis van gewicht. We verkiezen de hoeveelheid arseen binnen grenzen te houden. Dit vermindert de werklast voor het verwijderen van arseen stroomafwaarts van elke van de productstromen vanuit de vacuümdestillatiestap. Deze verwijderingsstappen gebruiken chemische stoffen en genereren nevenproductstromen die onvermijdelijk ook bepaalde hoeveelheden waardevolle metalen zoals lood en/of tin bevatten. Zelfs indien met succès gerecycleerd, vertonen deze nevenproductstromen een algemene procesinefficiëntie en is het voordelig deze te reduceren. Recycleren kan ook problemen met zieh meebrengen die veroorzaakt worden door de chemische stoffen in deze nevenproductstromen, zoals een corrosief effect van natriumhydroxide op vuurvaste materialen die gebruikt worden in de apparatuur en in contact met de warme vloeistofstromen.
In een uitvoeringsvorm omvat het metaalmengsel voigens de onderhavige uitvinding ten minste 10 ppm indium (In) op basis van gewicht, bij voorkeur ten minste 50 ppm, met een grotere voorkeur ten minste 100 ppm indium op basis van gewicht. We hebben vastgesteld dat de aanwezigheid van indium aanvaardbaar kan zijn binnen realistische grenzen. Hierdoor kunnen de stroomopwaartse processtappen grondstoffen aanvaarden die indium bevatten en die mogelijks onaanvaardbaar zijn in andere werkwijzen voor de recuperatie van niet-ijzerhoudende metalen uit grondstoffen die een waaier aan verschillende metalen bevatten.
In een uitvoeringsvorm omvat het metaalmengsel voigens de onderhavige uitvinding maximaal 1000 ppm indium op basis van
BE2017/5681 gewicht, bij voorkeur maximaal 800 ppm, met een grotere voorkeur maximaal 700 ppm, met een nog grotere voorkeur maximaal 600 ppm, met nog een grotere voorkeur maximaal 500 ppm, bij voorkeur maximaal 400 ppm, met een grotere voorkeur maximaal 300 ppm indium op basis van gewicht. We hebben vastgesteld dat indium in significante hoeveelheden, in aanwezigheid van arseen, bijzonder stabiele intermetallische verbindingen kan vormen. Deze verbindingen worden gekenmerkt door een relatief läge dichtheid en gaan dus gemakkelijk bovendrijven op de vloeibare metaalfase, meer specifiek wanneer deze laatste lood bevat. Wanneer dit gebeurt in een vacuümdestillatiestap kunnen de intermetallische verbindingen de uitdamping van lood uit de vloeistof werkelijk verstoren, en zodoende de prestatie van de vacuümdestillatie significant verminderen. We kiezen daarom bij voorkeur ervoor de concentratie aan indium in het metaalmengsel volgens de onderhavige uitvinding te beperken tot binnen de gespecificeerde grenzen.
In een uitvoeringsvorm omvat de werkwijze volgens de onderhavige uitvinding de stap van het verwijderen van de eerste supernatantkras uit de lading vôôr stap c). We verkiezen om de kras uit elke voorbehandelingsstap te verwijderen alvorens met de volgende voorbehandelingstap te beginnen. We hebben vastgesteld dat dit het voordeel biedt dat de algemene hoeveelheid kras kleiner is in vergelijking met het aiternatief waarbij de kras uit verschillende stappen wordt gecombineerd en aan het einde van de voorbehandelingsstappen samen wordt verwijderd. Een kras bevat ook enig tin en/of lood, en deze hoeveelheden waardevolle metalen worden dus nadeligerwijze uit de metaalstroom die wordt toegevoerd naar de destillatiestap verwijderd. Deze hoeveelheden waardevolle metalen verhogen ook de werklast van het herwerken van de kras voor recuperatie van de metaalwaarden daarin, inclusief het meegevoerde tin en/of lood, maar ook inclusief de
BE2017/5681 andere metalen die door de voorbehandeling uit de vloeibare metaalstroom werden verwijderd.
In een uitvoeringsvorm van de werkwijze volgens de onderhavige uitvinding omvat de werkwijze voor het verkrijgen van de toevoersamenstelling een metaaluitsmeltstap waarbij ten minste een van de verwijderde krassen wordt gerecycleerd naar de uitsmeltstap, bij voorkeur worden alle supernatantkrassen die gevormd en afgescheiden zijn naar de uitsmeltstap gerecycleerd. We hebben vastgesteld dat een stroomopwaartse uitsmeltstap, zoals een kopersmelter, niet alleen een geschikte recuperatiestap voor niet-ijzerhoudend metaal is voor het genereren van een ruwe soldeerstroom als nevenproduct dat kan worden onderworpen aan de werkwijze volgens de onderhavige uitvinding, en voor het genereren, door de voorbehandelingsstap, van het metaalmengsel volgens de onderhavige uitvinding, maar het is ook een uiterst geschikt punt voor het recycleren van ten minste een van de krassen die geproduceerd worden in de voorbehandelingsstappen van de werkwijze volgens de onderhavige uitvinding. We verkiezen om de eerste supernatantkras te recycleren die wordt gegenereerd door de afkoeling in stap b), evenals de tweede supernatantkras die wordt verwijderd in stap d), volgend op de chemische reactie die optreedt in stap c).
In stap c) kan dus een alkalimetaal en/of een aardalkalimetaal worden toegediend, zoals het toevoegen van natriummetaal. In dit geval kiezen we ervoor dat er ook enig water wordt toegevoegd om met het natrium te reageren tot zijn hydroxide en/of oxide, verbindingen die zieh gemakkelijker binden aan zink. We verkiezen echter het alkalimetaal en/of aardalkalimetaal in een chemisch gebonden vorm toe te dienen, bij grotere voorkeur als een vaste stof, omdat we hebben vastgesteld dat een gebonden vorm beter presteert, en omdat de vaste stof doorgaans een lagere dichtheid heeft dan de zuivere
BE2017/5681 metaalvorm waardoor dus alle teveel blijft bovendrijven op het vloeibare metaal en samen met de kras kan worden verwijderd. De gebonden vorm kan bijvoorbeeld een oxide zijn, maar is bij voorkeur een hydroxide. We hebben vastgesteld dat Calciumhydroxide (Ca(OH)2) en kaliumhydroxide (KOH) kunnen worden gebruikt, maar we verkiezen het gebruik van natriumhydroxide (NaOH), bij voorkeur in zijn vaste vorm, omdat dit op gewichtsbasis meer efficiënt is voor binding aan een bepaalde hoeveelheid zink, en ook de gemakkelijkst verkrijgbare vorm van geschikte verbindingen is. We hebben verder vastgesteld dat de toevoeging van de voorgeschreven verbinding bijdraagt tot een betere fasescheiding tussen de vaste supernatantkras en de onderliggende vloeibare metaalfase. Een betere fasescheiding draagt bij tot een helderder kras die minder van de hoofdmetalen lood en tin bevat, en dus tot een meer effectieve en nuttige recuperatie van deze waardevolle metalen, en tegelijk ook tot een hogere procesefficiëntie.
In een uitvoeringsvorm van de werkwijze volgens de onderhavige uitvinding wordt in stap c) het alkalimetaal en/of het aardalkalimetaal toegevoegd in een chemisch gebonden vorm, bij voorkeur als een vaste stof. We hebben vastgesteld dat de toevoeging van een zuivere metaalvorm geschikt kan zijn, maar we verkiezen het gebruik van een chemisch gebonden vorm. De chemisch gebonden vorm verschaft dus het alkalimetaal en/of het aardalkalimetaal in een meer toelaatbare vorm om in een chemische reactie met de targetmetalen te worden gebracht alvorens te worden verwijderd in de voorbehandelingsstappen. We hebben vastgesteld dat de reactieproducten van de chemisch gebonden vorm met de targetmetalen, zoals, bijvoorbeeld, Na2ZnO2, door zwaartekracht gemakkelijker afscheiden van de gesmolten vloeistofstroom, en zodoende gemakkelijker kunnen worden verwijderd als een zuiverdere stroom die minder waardevolle metalen bevat.
BE2017/5681
In een uitvoeringsvorm van de werkwijze volgens de onderhavige uitvinding wordt in stap c) het alkalimetaal en/of het aardalkalimetaal toegevoegd als een oxide of een hydroxide, bij voorkeur als een hydroxide. We hebben vastgesteld dat de werkwijze gemakkelijk kan omgaan met de zuurstof en waterstof die meekomen met het metaal in zijn chemisch gebonden vorm. We hebben vastgesteld dat deze vorm ook de introductie vermijdt van chemische elementen, waarmee het procès meer moeilijkheden zou hebben.
In een uitvoeringsvorm van de werkwijze volgens de onderhavige uitvinding wordt in stap c) natriumhydroxide toegevoegd. We hebben vastgesteld dat natriumhydroxide het meest geschikt is voor deze voorbehandelingsstap. We hebben ook vastgesteld dat natriumhydroxide gemakkelijker verkrijgbaar is en in aantrekkelijkere leveringsomstandigheden dan andere chemisch gebonden vormen van alkalimetalen en/of aardalkalimetalen.
In een uitvoeringsvorm van de werkwijze volgens de onderhavige uitvinding bevat de toevoersamenstelling ten minste 0,0010 gew.% zink (Zn) en wordt er daarbij, samen met een zuurstofbron, boven het bad een ontstekingsbron verschaft tijdens en na de toevoeging van het alkalimetaal en/of het aardalkalimetaal. We hebben vastgesteld dat, wanneer zink aanwezig is in ten minste de voorgeschreven hoeveelheden, het alkalimetaal en/of het aardalkalimetaal dat wordt toegevoegd in stap c) reageert met het zink in een reactie die waterstofgas genereert als nevenproduct. Dit geldt vooral wanneer natriumhydroxide wordt toegevoegd, dat Na2ZnO2 en waterstofgas genereert. Het Na2ZnO2 eindigt in de kras, maar het waterstofgas wordt vrijgelaten uit het bad. Waterstofgas heeft zeer brede explosiegrenzen in mengsel met lucht (zijn onderste ontvlambaarheidsgrens (LFL) in lucht is slechts 4 vol.%), en de atmosfeer boven het bad is doorgaans niet chemisch inert maar bestaat voornamelijk uit lucht en is heet. De
BE2017/5681 generatie van waterstofgas in stap c) igvertegenwoordt daarom een explosiegevaar. De lucht boven het bad biedt een zuurstofbron. We verkiezen ook een ontstekingsbron te verschaffen boven het bad tijdens en na de toevoeging van het alkalimetaal en/of het aardalkalimetaal, zodat de waterstof die wordt gegenereerd gemakkelijk opbrandt voordat de samenstelling van het mengsel van lucht en waterstof boven het bad binnen de explosiegrenzen komt.
In een uitvoeringsvorm van de werkwijze voigens de onderhavige uitvinding omvat de tweede vioeibare gesmolten metaalfase ten minste 100 ppm koper op basis van gewicht en als onderdeel van de werkwijze wordt zwavel toegevoegd aan het bad dat gevormd werd in stap c). We hebben vastgesteld dat zwavel gemakkelijk reageert met het aanwezige koper en het kopergehalte van het metaalmengsel verder en significant kan reduceren. De toevoeging van zwavel bleek een kras te genereren dat het koper bevat, ten minste gedeeltelijk in de vorm van een sulfide van koper (bv. CuS), en we hebben vastgesteld dat deze kras een läge dichtheid heeft zodat ze gemakkelijk gaat bovendrijven op het gesmolten vioeibare soldeer op basis van lood en tin samen.
Niet alle koper zou zieh gemakkelijk kunnen binden met de zwavel en kleine hoeveelheden koper stroomafwaarts van de behandeling met zwavel zijn toelaatbaar. We verkiezen om een kleine aanwezigheid aan zwavel te behouden omdat we hebben vastgesteld dat dit voordelig is bij het verdere opkuisen van de strömen die geproduceerd worden uit het metaalmengsel voigens de onderhavige uitvinding door de uitdamping van lood uit het mengsel. Door het behouden van een kleine hoeveelheid zwavel na de zwavelbehandeling en krasscheiding krijgen de kleine hoeveelheden Cu en S meer tijd om elkaar te vinden en te worden omgezet in kopersulfide, dat vervolgens kan worden afgescheiden uit de metaalproductstromen als onderdeel van stappen voor verdere opkuising stroomafwaarts van de vacuüm destillatie.
BE2017/5681
In de uitvoeringsvorm waarin zwavel wordt toegevoegd aan het bad gevormd in stap c) is de temperatuur van het bad maximaal 400 °C, bij voorkeur maximaal 375 °C, en met een grotere voorkeur maximaal 350 °C. We hebben vastgesteld dat dit het voordeel biedt dat de zwavel meer effectief is omdat minder zwavel het risico loopt te worden weggebrand voordat het in staat is om het vloeibaar metaal-bad te bereiken en te reageren met koper.
In een uitvoeringsvorm van de werkwijze volgens de onderhavige uitvinding omvat de toevoersamenstelling koper en omvat de werkwijze de stap van het toevoegen van zwavel aan het product van stap d) in ten minste de stoichiometrische hoeveelheid die nodig is om te reageren met de hoeveelheid koper (Cu) dat aanwezig is, bij voorkeur ten minste 2 % boven stoichiometrie, met een grotere voorkeur ten minste 5 % boven stoichiometrie, met een nog grotere voorkeur ten minste 110% van stoichiometrie. We hebben vastgesteld dat het zwavel gemakkelijk reageert en bij voorkeur met het koper dat aanwezig is in de ruwe soldeer, en een kras vormt die het koper bevat in de sulfidevorm, zoals CuS. We hebben vastgesteld dat de gespecificeerde overmaat aan zwavel boven stoichiometrie bijdraagt tot een succesvolle vermindering van het kopergehalte tot de gewenste niveaus. We hebben, door toevoeging van de hoeveelheden zwavel binnen de grenzen zoals gespecificeerd in dit document, vastgesteld dat kopergehalten kunnen worden verkregen van slechts 150 ppm op basis van gewicht of zelfs lager.
In een uitvoeringsvorm wordt het zwavel toegevoegd in een gehalte van maximaal 200 % van de stoichiometrische hoeveelheid die nodig is om te reageren met de aanwezige hoeveelheid koper (Cu), bij voorkeur maximaal 150%, met een grotere voorkeur maximaal 125% van stoichiometrie, met een nog grotere voorkeur maximaal 120 %, met nog een grotere voorkeur maximaal 115% van stoichiometrie. We
BE2017/5681 hebben vastgesteld dat de hoeveelheden zwavel volstaan om een aanvaardbare verwijdering te verkrijgen van koper dat aanwezig is in het ruwe soldeer en voor het verkrijgen van de doelconcentraties van koper in het metaalmengsel volgens de onderhavige uitvinding, zoais elders in dit document gespecificeerd, en voor het verkrijgen van een samenstelling die kan worden gebruikt als toevoer voor een vacuümdestillatiestap als onderdeel van de werkwijze volgens de onderhavige uitvinding. We hebben vastgesteld dat er geen excessieve overmaten aan zwavel nodig zijn voor een succesvolle reductie van het koper tot de gewenste niveaus. Daarnaast kan de zwavel-bevattende kras worden gerecycleerd naar een stroomopwaartse pyrometallurgische processtap, waar de zwavel vluchtige zwaveloxides kan vormen. Extra zwavel boven de gespecificeerde niveaus in de werkwijze volgens de onderhavige uitvinding verhoogt dus de opruimlast op de afvalgassen van de stroomopwaartse processtappen waarnaar de zwavel-bevattende kras wordt gerecycleerd die hier wordt gevormd. Daarom verkiezen we de hoeveelheid toegevoegde zwavel binnen de gespecificeerde grenzen te houden.
In de uitvoeringsvorm van de werkwijze volgens de onderhavige uitvinding waarin een ontstekingsbron wordt voorzien boven het bad, wordt de ontstekingsbron voorzien door toevoeging van elementair zwavel aan de atmosfeer boven het bad. We hebben vastgesteld dat élémentaire zwavel gemakkelijk ontbrandt onder de omstandigheden boven het bad tijdens de voorbehandelingsstap, en kan verzekeren dat alle aanwezige waterstof wordt verbrand, zelfs wanneer de waterstofconcentratie onder de onderste ontvlambaarheidsgrens ligt. We hebben verder vastgesteld dat de toegevoegde zwavel kan deelnemen aan en bijdragen tot de vermindering van het kopergehalte door chemische binding van het koper en overbrenging van het koper in een kras. Bij voorkeur wordt alle zwavel die gebruikt wordt voor
BE2017/5681 verwijdering van het koper als elementair zwavel toegevoegd aan de atmosfeer boven het bad. We verkiezen de élémentaire zwavel toe te voegen als een granulaat, liever dan als een poeder. We verkiezen een ontstoft granulaat omdat fijn zwavelstof te snel ontbrandt en overeenkomt met een minder efficiënt gebruik van de zwavel, en dus een hoger zwavelverbruik nodig kan maken om hetzelfde effect te verkrijgen.
Deze vorm van élémentaire zwavel is gemakkelijk verkrljgbaar uit vele bronnen onder aantrekkelijke aanvoeromstandigheden. Deze vorm van élémentaire zwavel kan ook gemakkelijk worden verdeeld over een groot gedeelte van het oppervlak van het bad en is dus zeer effectief in het wegbranden van waterstof over dit grote gedeelte van het badoppervlak, en dus ook effectief in het reduceren van het risico op explosie veroorzaakt door de generatie van waterstof. De granulaatvorm biedt het extra voordeel dat er minder stof wordt gegenereerd, waardoor mogelijke problemen met betrekking tot industriële hygiène als gevolg van zwavelstof in de werkomgeving en atmosfeer wordt vermeded, naast een meer effectief gebruik van de zwavel omdat er minder zwavel kan worden weggeblazen tijdens de behandeling en het bad waarover het moet worden uitgespreid dus niet bereikt.
In de uitvoeringsvorm van de werkwijze volgens de onderhavige uitvinding waarin élémentaire zwavel wordt toegevoegd en een derde kras wordt gevormd die koper bevat, omvat de werkwijze verder het verwijderen van de derde kras uit het bad. We kiezen ervoor die koper-bevattende kras apart van de eerste en de tweede kras te verwijderen, met als voordeel een beperking van de totale hoeveelheid kras die wordt verwijderd. We kiezen er ook voor deze derde kras te recycleren naar een stroomopwaartse smeltstap, indien aanwezig, meer specifiek naar een stroomopwaartse kopersmeltstap, als de ideale locatie voor recuperatie van het koper en van het tin en/of lood dat bijna
BE2017/5681 onvermijdelijk mee wordt verwijderd als onderdeel van de derde kras uit het gesmolten metaal-bad in de werkwijze volgens de onderhavige uitvinding.
In de uitvoeringsvorm van de werkwijze volgens de onderhavige uitvinding waarin een derde kras wordt verwijderd, wordt na de verwijdering van de derde kras een hoeveelheid alkalimetaal en/of aardalkalimetaal aan het bad toegevoegd. Gelijkaardig aan de redenen hierboven uitgelegd met betrekking tot het materiaal dat in stap c) wordt toegevoegd als chemische processtof, verkiezen we het gebruik van een chemisch gebonden vorm en/of een vaste vorm. Met een grotere voorkeur gebruiken we een oxide of een hydroxide, nog liever een hydroxide, en met nog een grotere voorkeur natriumhydroxide. We hebben vastgesteld dat dit extra NaOH gemakkelijk met het resterende zwavel reageert tot een natriumsulfiet (kenmerkend Na2SO2) en waterstofgas als nevenproduct. Het natriumsulfiet vormt opnieuw een krasfase die bij voorkeur ook wordt verwijderd uit het bad. De waterstof wordt uit het bad afgegeven als waterstofgas in de atmosfeer boven het bad. Gelijkaardige reacties treden op met de alternatieven van het NaOH in deze stap.
In de uitvoeringsvorm van de werkwijze volgens de onderhavige uitvinding wordt, na het verwijderen van een derde kras en het toevoegen van een hoeveelheid alkalimetaal en/of aardalkalimetaal aan het bad, een ontstekingsbron voorzien boven het bad. We verkiezen dat de ontstekingsbron wordt voorzien door toevoeging van élémentaire zwavel aan de atmosfeer boven het bad. We hebben vastgesteld dat élémentaire zwavel tijdens de voorbehandelingsstap gemakkelijk ontbrandt onder de bestaande omstandigheden boven het bad en kan verzekeren dat alle aanwezige waterstof wordt verbrand, zelfs wanneer de waterstofconcentratie zieh onder de onderste ontvlambaarheidsgrens bevindt. We kiezen ervoor de élémentaire zwavel toe te voegen als een
BE2017/5681 granulaat, liever dan als een poeder, met dezelfde additionele opmerkingen zoals hierboven gemaakt met betrekking tot een te verkiezen laag stofgehalte. Deze vorm van élémentaire zwavel is gemakkelijk verkrijgbaar uit vele bronnen onder aantrekkelijke aanvoeromstandigheden. Deze vorm van élémentaire zwavel kan ook gemakkelijk worden verdeeld over een groot gedeelte van het oppervlak van het bad en is dus zeer effectief in het wegbranden van waterstof over dit grote gedeelte van het badoppervlak, en dus ook effectief in het reduceren van het risico op explosie veroorzaakt door de generatie van waterstof. De granulaatvorm biedt het extra voordeel dat er minder stof wordt gegenereerd, waardoor mogelijke problemen met betrekking tot industriële hygiène als gevolg van zwavelstof in de werkomgeving en atmosfeer wordt voorkomen, naast een meer effectief gebruik van de zwavel omdat er minder zwavel kan worden weggeblazen tijdens de behandeling en het bad waarover het moet worden uitgespreid dus niet bereikt.
In een uitvoeringsvorm van de werkwijze volgens de onderhavige uitvinding wordt een siliciumbron toegevoegd aan het bad. We verkiezen het gebruik van een siliciumdioxidebron, met grotere voorkeur zand. We kiezen ervoor deze siliciumbron aan het bad toe te voegen vëër de verwijdering van ten minste één van de krassen, bij voorkeur vëër de verwijdering van de derde kras, indien aanwezig, maar alternatief vëër de verwijdering van de eerste kras of van de tweede kras, met een grotere voorkeur vëër de verwijdering van elk van de krassen. We hebben vastgesteld dat deze siliciumbron, meer bepaald wanneer de toegevoegde verbinding siliciumdioxide bevat, zoals zand, het voordeel biedt van “opstijving” van de kras, d.w.z. de kras minder vioeibaar maakt, de viscositeit ervan verhoogt, het zieh meer laat gaan gedragen als een vaste stof. Deze verandering van consistentie van de kras vergemakkelijkt het verzamelen van de kras en het verwijderen van de
BE2017/5681 kras uit het bad door afschuimen. De aldus behandelde kras is ook “droger” geworden, d.w.z. dat ze kan worden verzameld en verwijderd met een lagere meevoering van waardevolle metalen. Dit verbetert zowel de effectiviteit als de efficiëntie van de algemene werkwijze voor het produceren van hoofdmetalen. We hebben vastgesteld dat siliciumdioxide zeer geschikt is om te gebruiken voor verstijving van een kras. Zand is een handige en gemakkelijk en economisch beschikbare siliciumdioxidebron die voldoende zuiver is om het resultaat te verkrijgen zonder het procès op eender welke manier nadelig te beïnvloeden. Het siliciumdioxide in de kras kan gemakkelijk worden gerecycleerd met de kras naar een stroomopwaartse smeltstap, waar het siliciumdioxide doorgaans eindigt in het slak-nevenproduct van de smelter, en waarin het verdere voordelen kan verschaffen. Het zand wordt bij voorkeur verdeeld over een groot gebied van het badoppervlak, zodat het verstijvende effect ervan een grote hoeveelheid van de kras bereikt die op dat ogenblik drijft bovenop het vloeibare metaal in het bad.
We verkiezen het gebruik van een hoeveelheid zand die niet meer dan 5 gew.% bedraagt ten opzichte van de hoeveelheid chemische verbinding toegevoegd in stap c), in voorkeursuitvoeringsvormen ten opzichte van de hoeveelheid NaOH toegevoegd in stap c). Met een grotere voorkeur gebruiken we maximaal 4 gew.%, met een nog grotere voorkeur maximaal 3 %, bij voorkeur maximaal 2 %, met een grotere voorkeur ten minste 1 %, met een nog grotere voorkeur maximaal 0,5 %, met nog een grotere voorkeur maximaal 0,1 gew.% zand, ten opzichte van de totale hoeveelheid chemische verbinding toegevoegd in stap c). We voegen bij voorkeur het zand toe in meerdere opeenvolgende deelstappen.
De destillatiestap als onderdeel van de werkwijze volgens de onderhavige uitvinding kan worden uitgevoerd onder zeer läge druk, zoals niet meer dan 50 Pa absoluut, mogelijk niet meer dan 10-15 Pa, en
BE2017/5681 vaak slechts 0,1-5 Pa, in combinatie met relatief hoge temperaturen van ten minste 800°C, bij voorkeur ten minste 900°C. De vacuümdestillatie van de metaalmengsels van het soldeer-type kunnen ladingsgewijs worden uitgevoerd, en dergelijke lading-vacuümdestillatietechnieken zijn geopenbaard in CN101696475, CN104141152, CN101570826, en in Yang et al, “Recycling of metals from waste Sn-based alloys by vacuüm separation”, Transactions of Nonferrous Metals Society of China, 25(2015), 1315-1324, Elsevier Science Press. De destillatie onder vacuüm van metalen kan ook worden uitgevoerd in continue modus, en dergelijke continue destillatietechnieken zijn geopenbaard in CN102352443, CN104651626 en CN104593614.
In een uitvoeringsvorm van de werkwijze voigens de onderhavige uitvinding wordt de destillatiestap uitgevoerd in continue operatiemodus.
In een uitvoeringsvorm van de werkwijze voigens de onderhavige uitvinding wordt de destillatiestap uitgevoerd bij een druk van maximaal 15 Pa absoluut, bij voorkeur maximaal 10 Pa, met een grotere voorkeur maximaal 5 Pa, met een nog grotere voorkeur maximaal 1 Pa, met nog een grotere voorkeur maximaal 0,7 Pa absoluut. We hebben vastgesteld dat een lagere druk voordelig is omdat het de scheiding van de meer vluchtige metalen van de minder vluchtige metalen vergemakkelijkt. Het andere voordeel is dat de scheiding kan worden uitgevoerd bij een lagere temperatuur dan bij gebruik van een hogere werkdruk. Dit biedt het voordeel dat de operatie ook energetisch meer efficiënt is.
In een uitvoeringsvorm van de werkwijze voigens de onderhavige uitvinding wordt de destillatiestap uitgevoerd bij een temperatuur van ten minste 800°C, bij voorkeur ten minste 850°C, met een grotere voorkeur ten minste 900°C, met een nog grotere voorkeur ten minste 930°C. We hebben vastgesteld dat een hogere temperatuur
BE2017/5681 de scheiding van de metalen in een damp- en een residuele vloeistoffase bevordert, bijvoorbeeld omdat de hogere temperatuur de vluchtigheid van het meer vluchtige metaal of metalen vergroot. De hogere temperatuur kan het verschil in vluchtigheid tussen het metaal of de metalen die moeten worden uitgedampt en het metaal of de metalen die in de vloeistoffase moeten worden gehouden ook verhogen. We hebben verder vastgesteld dat een hogere temperatuur ook het risico vermindert dat intermetallische verbindingen zieh kunnen vormen en/of zieh aan de wanden van de apparatuur vasthechten en dus mogelijk de destillatieoperaties kunnen verstoren.
In een uitvoeringsvorm is de werkwijze volgens de huidige uitvinding ten minste gedeeltelijk elektronisch, en bij voorkeur door een computerprogramma, bewaakt en/of gestuurd. We hebben gevonden dat de sturing van stappen uit de werkwijze door een computerprogramma een veel betere procesvoering meebrengt, met beter voorspelbare resultaten die dichter bij de doelstellingen komen. Het sturingsprogramma kan bij voorbeeld op basis van temperatuurmetingen, waar nodig ook metingen van druk en/of vloeistofniveaus, in combinatie met resultaten van chemische analyses van monsters genomen uit processtromen en/of on-line bekomen analyseresultaten, de apparatuur sturen met betrekking tot het toevoegen of afvoeren van elektrische energie, toevoer van wärmte of koelmiddel, een debiet en/of een drukregeling. We hebben gevonden dat dit vooral het geval is bij de stappen die in continue modus worden uitgevoerd, maar dat het ook voordelig kan zijn bij deze stappen die ladingsgewijs worden uitgevoerd. Tevens zijn bij voorkeur de meetresultaten die worden bekomen bij en na uitvoering van deze werkwijze dienstig voor het bewaken en/of sturen van andere in deze uitvinding vermelde werkwijzen, dan wel werkwijzen die worden aangewend in vorige of volgende stappen in het gehele productieproces waarvan de werkwijze volgens de huidige uitvinding deel
BE2017/5681 uitmaakt. Bij voorkeur wordt het gehele procès elektronisch en/of door één of meerdere computerprogramma’s bewaakt en liever nog zo veel mogelijk gestuurd.
De aanvragers hebben bij voorkeur tevens dat de computersturing voorziet dat gegevens en instructies van de ene computer of computerprogramma worden overgemaakt aan minstens één andere computer of computerprogramma of module van hetzelfde computerprogramma, met het oog op het bewaken en/or sturen van andere werkwijzen, al dan niet hierin beschreven.
Voorbeeld
Het volgende voorbeeld toont het effect van reiniging van een ruw soldeer wanneer dit soldeer moet worden onderworpen aan een vacuümdestillatiestap. De bijgesloten Figuur toont een stroomschema van de processtappen en de opeenvolging ervan die in dit voorbeeld werden aangewend. De samenstellingen die in dit voorbeeld worden vermeld worden uitgedrukt in gewichtseenheden, en waren het resultaat van analyses van stalen die dagelijks werden genomen en het middelen van deze resultaten over een période van 3 maanden.
Voor de analyse van een metaalstroom wordt een monster vloeibaar metaal genomen, in een mal gegoten en afgekoeld om vast te worden. Eén oppervlak van het vaste monster wordt bereid door het monster één of bij voorkeur meerdere keren door een Herzog HAF/2 maalinrichting te voeren tot een zuiver en vlak oppervlak wordt verkregen. Het zuivere en vlakke monsteroppervlak wordt vervolgens geanalyseerd met behulp van een spark-optische emissie spectroscopie (OES) inrichting Spectrolab M van de firma Spectra Analytical Instruments (US), ook verkrijgbaar via de firma Ametek (DE), waarbij de parameters, kristallen, detectoren en buis gemakkelijk kunnen worden gekozen en aangepast teneinde de meest gepaste werking te
BE2017/5681 verkrijgen voor de gewenste nauwkeurigheid en/of detectiegrens. De analyse verschaft resultaten voor een waaier aan metalen in het staal, waaronder koper, bismut, lood, tin, antimoon, zilver, ijzer, zink, indium, arseen, nikkel, cadmium en zelfs het element zwavel, en dit voor de meeste van deze metalen tot een detectiegrens van ongeveer 1 ppm op basis van gewicht.
Voor de analyse van een kras verkiezen de uitvinders het gebruik van een correct gekalibreerde röntgen-fluorescentie (XRF) techniek, bij voorkeur met behulp van de PANalytical Axios XRF spectrometer van de firma PANalytical B.V. (NL). Deze techniek verdient ook de voorkeur over de hoger vermelde OES voor het analyseren van monsters van metalen die significante hoeveelheden contaminanten bevatten, zoals stroom 4 en strömen stroomopwaarts daarvan, in het stroomschema in de bijgevoegde Figuur. Met deze techniek kunnen de details ook gemakkelijk worden gekozen en aangepast teneinde de resultaten in termen van nauwkeurigheid en/of detectiegrens die het meest aan de doelstelling van de analyse voldoet, te optimaliseren.
Het ruwe soldeer-uitgangsmateriaal is afkomstig van de raffinage van koper-, lood- en tin-bevattende materialen (stroom 1) in een kopersmelter die een “zwart koper” tussenproduct produceert dat ongeveer 85 gew.% Cu bevat. Dit zwarte koper werd vervolgens in een koper-raffinaderij onderworpen aan een reeks pyrometallurgische raffinagestappen die enerzijds een koper-hoofdproduct met hogere zuiverheid produceren, en anderzijds een aantai slak-nevenproducten. Smelter en koper-raffinage worden voorgesteld als stap 100 in de Figuur. Als onderdeei van de raffinage-operaties wordt het ruwe soldeer gerecupereerd als stroom 2 van sommige van deze raffinaderijslakken. Het ruwe soldeer had de samenstelling zoals aangegeven in Tabel 1. Opzuivering van dit ruwe soldeer wordt uitgevoerd om een significante hoeveelheid van de nog aanwezige metaalonzuiverheden te verwijderen,
BE2017/5681 waarvan de aanwezigheid anders de stroomafwaartse vacuümdestillatiestap negatief zou kunnen beïnvloeden. De doelonzuiverheden voor de reinigingsstappen zijn voornamelijk Cu (1,6176%), Fe (44 ppm), Ni (11 ppm) en Zn (573 ppm), en de doelstelling van de ruwe soldeerreiniging is dat het soldeer gemakkelijk verder kan worden verwerkt door middel van vacuümdestillatie.
Tabel 1 : Ruw soldeer uit de raffinaderij
| Element | Gew.% |
| Bi | 0,0267 |
| Cu | 1,6176 |
| Fe | 0,0044 |
| Ni | 0,0011 |
| Pb | 73,5960 |
| Sb | 0,6927 |
| Sn | 24,0041 |
| Zn | 0,0573 |
| T otaal | 99,9999 |
Het ruwe soldeer was verkrijgbaar uit de stroomopwaartse raffinage-operaties bij een temperatuur van ongeveer 835°C. In een eerste deel 200 van de reinigingsoperatie-volgorde werd het soldeer afgekoeld tot 334°C, en dit in twee stappen. In de eerste stap werd het ruwe soldeer afgekoeld tot ongeveer 500°C en werd een eerste kras van het oppervlak van de gesmolten vloeistof verwijderd. In de tweede stap werd het ruwe soldeer verder afgekoeld tot 334°C en werd een tweede kras van het oppervlak van de gesmolten vloeistof verwijderd. De koelstap 200 vormde een totaal aan kras dat de meerderheid van het koper aanwezig in het ruwe soldeer bevatte, en dat werd verwijderd als nevenproduct (stroom 9). De concentraties van de beoogde metalen in het resterende soldeer-tussenproduct (stream 3) zijn weergegeven in Tabel 2. Het kopergehalte in de soldeer werd verlaagd van 1,6176 % tot 0,6000 % door deze volgorde van koeistappen en krasverwijderingen.
BE2017/5681
Ook de Fe- en de Zn-concentraties in de soldeer verminderden significant. Alle krassen gevormd tijdens de koelingsoperatie werden verwijderd en stroomopwaarts in het procès naar de smelterstap gerecycleerd (weergegeven als stroom 9), zodat zijn gehalte aan waardevol metaal zoveel mogelijk kon worden gevaloriseerd.
Tabel 2: Het soldeer na de koelstap
| Gew.% | Soldeer |
| Bi | 0,0288 |
| Cu | 0,6000 |
| Fe | 0,0010 |
| Ni | 0,0028 |
| Pb | 71,0685 |
| Sb | 0,8151 |
| Sn | 27,2817 |
| Zn | 0,0033 |
| Ag | 0,0783 |
| Au | 0,0020 |
| As | 0,0902 |
| Cd | 0,0031 |
| In | 0,0225 |
| S | 0,0027 |
| Te | 0,0020 |
| T otaal | 100,0020 |
In een tweede reinigingsstap 300 werd vast natriumhydroxide (stroom 13) aan het soldeer-tussenproduct van Tabel 2 toegevoegd. In deze behandelingsstap werd zink gebonden door het natriumhydroxide, vermoedelijk om Na2ZnO2 te vormen, en vormde er zieh een afzonderlijke fase die afscheidde als een vast supernatant uit de soldeer en die werd verwijderd als stroom 10. Als gevolg daarvan werd het zinkgehalte in de soldeerstroom 4 verder gereduceerd. De hoeveelheid natriumhydroxide werd zodanig bijgesteld dat de Znconcentratie in het soldeer daalde tot 16 ppm op basis van gewicht (Tabel 3). De kras die werd gevormd in deze stap werd ook gerecycleerd (stroom 10) naar de stroomopwaartse smelterstap als
BE2017/5681
Tabel 3: Soldeer na de eerste NaOH-behandeling onderdeel van vakje 100 in de Figuur.
| Element | Gew.% |
| Bi | 0,0309 |
| Cu | 0,3550 |
| Fe | 0,0006 |
| Ni | 0,0017 |
| Pb | 72,9626 |
| Sb | 0,8635 |
| Sn | 25,6014 |
| Zn | 0,0016 |
| Ag | 0,0546 |
| As | 0,0998 |
| Cd | 0,0034 |
| In | 0,0208 |
| S | 0,0031 |
| Te | 0,0012 |
| T otaal | 100,0001 |
In de verdere reinigingsstap 400, stroomafwaarts van stap
300 die natriumhydroxide gebruikt, werd een hoeveelheid élémentaire zwavel (stroom 14), die ongeveer 130 % van stoichiometrie ten opzichte van de hoeveelheid koper aanwezig in de metaalfase voorstelt, toegevoegd om het kopergehalte van het soldeer verder te verminderen.
Als élémentaire zwavel werd een gegranuleerde vorm van zwavel gebruikt die werd verkregen bij de firma Zaklady Chemiczne Siarkopol in Tarnobrzeg (PL). De zwavel 14 reageerde in de eerste plaats met koper teneinde kopersulfiden te vormen die overgingen naar een nieuwe supernatantkrasfase. De kras werd verwijderd als stroom 11. Na de toevoeging van zwavel in stap 400 werd in stap 500 een verdere hoeveelheid natriumhydroxide (stroom 15) toegevoegd om alle overgebleven sporen van zwavel chemisch te binden om een andere kras te vormen. Nadat enige tijd werd toegestaan voor de reactie werd een handvol gegranuleerd zwavel verstrooid/verspreid over het badoppervlak. De zwavel ontbrandde en brandde alle waterstof weg die
BE2017/5681 uit de vloeistof had kunnen ontstaan als een nevenproduct van de reactie. Vervolgens werd een kleine hoeveelheid wit zand verstrooid/verspreid over het bad om de kras te drogen/verstijven. De totale kras gevormd in stap 500 werd vervolgens uit het vloeibare metaal5 bad verwijderd als stroom 12. Het aldus verkregen gereinigde soldeer (stroom 6, waarvan de samenstelling is weergegeven in Tabel 4) bevatte slechts 38 ppm Cu en werd verder verwerkt met vacuümdestillatie in stap 600. De zwavel-bevattende kras 12 werd verwerkt in het stroomopwaartse raffinageproces 100, zodat zijn gehalte aan waardevol metaal kon worden gevaloriseerd.
Tabel 4: Gereinigd soldeer voor vacuümdestillatie
| Element | Gew.% |
| Bi | 0,0326 |
| Cu | 0,0038 |
| Fe | 0,0004 |
| Ni | 0,0009 |
| Pb | 73,1206 |
| Sb | 0,8012 |
| Sn | 25,8694 |
| Zn | 0,0013 |
| Ag | 0,0537 |
| As | 0,0871 |
| Cd | 0,0020 |
| In | 0,0202 |
| S | 0,0053 |
| Te | 0,0010 |
| T otaal | 99,9995 |
Het gereinigde soldeer 6 werd dan verder verwerkt door 15 middel van vacuümdestillatie bij een gemiddelde temperatuur van 982°C en een gemiddelde absolute druk van 0,012 mbar (1,2 Pa). De vacuümdestillatiestap produceerde twee productstromen die verder konden worden opgezuiverd tot hoogkwalitatieve hoofdproducten volgens industriestandaards. Enerzijds verkregen we als topstroom 7 een
BE2017/5681 productstroom die hoofdzakelijk lood bevatte en anderzijds verkregen we als bodemproduct 8 een productstroom die voornamelijk tin bevatte. De samenstellingen van deze twee destillatieproductstromen 7 en 8 zijn weergegeven in Tabel 5.
Tabel 5: Productstromen van vacuümdestillatie
| Gew.% | Loodstroom (Top) | Tinstroom (Bodem) |
| Bi | 0,0518 | 0,0014 |
| Cu | 0,0000 | 0,0273 |
| Fe | 0,0006 | 0,0000 |
| Ni | 0,0022 | |
| Pb | 99,5375 | 1,0055 |
| Sb | 0,2233 | 2,3664 |
| Sn | 0,1006 | 96,2129 |
| Zn | 0,0000 | 0,0001 |
| Ag | 0,0031 | 0,2153 |
| As | 0,0746 | 0,1193 |
| Cd | 0,0012 | 0,0000 |
| In | 0,0057 | 0,0481 |
| S | 0,0016 | |
| Te | 0,0000 | |
| T otaal | 100,0000 | 99,9998 |
De vacuümdestillatie werd uitgevoerd in continue modus en gedurende een tijdsperiode van ongeveer drie (3) jaar zonder dat er enige blokkering of verstopping van de destillatie-apparatuur door de vorming van intermetallische verbindingen werd waargenomen. Beide productstromen van de vacuümdestillatiestap bleven gedurende de volledige tijdsperiode bruikbaar voor verdere raffinage, in stappen 700 en 800 respectievelijk, teneinde hoofdproducten te vormen in overeenstemming met vastgestelde internationale industriestandaards.
Nu deze uitvinding volledig is beschreven zal eenieder die onderlegd is in het vakgebied erkennen dat de uitvinding kan worden uitgevoerd in een brede waaier aan parameters binnen wat wordt geclaimd, zonder daarbij af te wijken van het bereik van de uitvinding,
BE2017/5681 zoals gedefinieerd door de conclusies.
BE2017/5681
Claims (35)
- CONCLUSIES1. Een metaalmengsel dat lood (Pb) en tin (Sn) bevat, het mengsel omvattende, op basis van gewicht,- ten minste 10 % tin,- ten minste 45 % lood,- ten minste 90 % tin en lood samen,- meer lood dan tin,- ten minste 1 ppm en maximaal 5000 ppm koper,- ten minste 0,42 % antimoon (Sb), en- ten minste 0,0001% zwavel (S), en- maximaal 0,1 % van het totaal van chroom (Cr), mangaan (Mn), vanadium (V), titanium (Ti) en wolfraam (W),- maximaal 0,1 % aluminium (Al),- maximaal 0,1 % nikkel (Ni),- maximaal 0,1 % ijzer (Fe), en- maximaal 0,1 % zink (Zn).
- 2. Het metaalmengsel voigens conclusie 1 omvattende ten minste 15 gew.% tin.
- 3. Het metaalmengsel voigens conclusie 1 of 2 omvattende ten minste 50 gew.% lood.
- 4. Het metaalmengsel voigens een der voorgaande conciusies omvattende ten minste 91 gew.% tin en lood samen.
- 5. Het metaalmengsel voigens een der voorgaande conciusies omvattende ten minste 2 ppm gew. koper.
- 6. Het metaalmengsel voigens een der voorgaande conciusies omvattende ten minste 2 ppm gew. zwavel.
- 7. Het metaalmengsel voigens een der voorgaande conciusies omvattende maximaal 4500 ppm gew. koper.
- 8. Het metaalmengsel voigens een der voorgaande conciusies omvattende maximaal 0,10 gew.% zink (Zn).BE2017/5681
- 9. Het metaalmengsel volgens een der voorgaande conclusies omvattende maximaal 0,10 gew.% nikkel (Ni).
- 10. Het metaalmengsel volgens een der voorgaande conclusies omvattende maximaal 10 gew.% antimoon (Sb).
- 11. Het metaalmengsel volgens een der voorgaande conclusies omvattende maximaal 0,10 gew.% ijzer (Fe).
- 12. Het metaalmengsel volgens een der voorgaande conclusies omvattende maximaal 0,10 gew.% aluminium (Al).
- 13. Het metaalmengsel volgens een der voorgaande conclusies omvattende maximaal 0,10 gew.% zwavel (S).
- 14. Het metaalmengsel volgens een der voorgaande conclusies omvattende ten minste 10 ppm gew. zilver (Ag).
- 15. Het metaalmengsel volgens een der voorgaande conclusies omvattende ten minste 10 ppm gew. bismut (Bi).
- 16. Het metaalmengsel volgens een der voorgaande conclusies omvattende ten minste 10 ppm gew. arseen (As).
- 17. Het metaalmengsel volgens een der voorgaande conclusies omvattende ten minste 10 ppm gew. indium (In).
- 18. Een werkwijze voor het scheiden door distillatie van het metaalmengsel volgens een der voorgaande conclusies omvattende de stap van het voorbehandelen van een toevoersamenstelling van vloeibaar gesmolten metaal,a) de toevoersamenstelling (2) bevattende substantiële porties van tin en lood en omvattende ten minste 0,16 gew.% en optioneel maximaal 10 gew.% van het totaal aan chroom (Cr), mangaan (Mn), vanadium (V), titanium (Ti), wolfraam (W), koper (Cu), nikkel (Ni), ijzer (Fe), aluminium (AI) en/of zink (Zn), waarbij de toevoersamenstelling (2) beschikbaar is bij een temperatuur van ten minste 500°C, de voorbehandelingsstap omvattende de stappen van:BE2017/5681b) het afkoeien (200) van de toevoersamenstelling (2) tot een temperatuur van maximaal 825°C voor het produceren van een bad bevattende een eerste supernatantkras (9) die door de zwaartekracht bovendrijft op een eerste vloeibare gesmolten5 metaalfase (3),c) het toevoegen (300) van een alkalimetaal en/of een aardalkalimetaal, of een chemische verbinding die een alkalimetaal en/of een aardalkalimetaal (13) omvat, aan de eerste vloeibare gesmolten metaalfase (3) om een bad te vormen10 bevattende een tweede supernatantkras (10) die door de zwaartekracht drijft bovenop een tweede vloeibare gesmolten metaalfase (4), end) het verwijderen van de tweede kras (10) van de tweede vloeibare gesmolten metaalfase (4),15 waarbij de vloeibare gesmolten metaalfase (6) die wordt verkregen als product van de voorbehandeling het metaalmengsel vormt volgens een der voorgaande conclusies, de werkwijze verder omvattende de stap van het onderwerpen van het metaalmengsel (6) aan een destillatiestap (600) waarbij lood (Pb) uit het20 metaalmengsel wordt verwijderd door evaporatie en een bodemproduct (8) wordt verkregen dat ten minste 0,6 gew.% lood omvat.
- 19. De werkwijze volgens de voorgaande conclusie omvattende de stap van het verwijderen van de eerste supernatantkras (9) uit het bad vôôr stap c).25
- 20. De werkwijze volgens een der conclusies 18-19 waarbij de werkwijze voor het verkrijgen van de toevoersamenstelling (2) een metaaluitsmeltstap omvat en waarbij ten minste een van de verwijderde krassen (9,10,11,12) wordt gerecycleerd naar de smeltstap.BE2017/5681
- 21. De werkwijze volgens een der conclusies 18-20 waarbij in stap c) het alkalimetaal en/of het aardalkalimetaal (13) wordt toegevoegd in een chemisch gebonden vorm, bij voorkeur als een vaste stof.
- 22. De werkwijze volgens een der conclusies 18-21 waarbij het alkalimetaal en/of het alkalimetaal (13) wordt toegevoegd als een oxide of een hydroxide, bij voorkeur als een hydroxide.
- 23. De werkwijze volgens een der conclusies 18-22 waarbij in stap c) natriumhydroxide wordt toegevoegd.
- 24. De werkwijze volgens een der conclusies 18-23 waarbij de toevoersamenstelling (2) ten minste 0,0010 gew.% zink (Zn) bevat en waarbij, samen met een zuurstofbron, een ontstekingsbron wordt voorzien boven het bad tijdens en/of na de toevoeging van het alkalimetaal en/of het aardalkalimetaal.
- 25. De werkwijze volgens een der conclusies 18-24 waarbij de tweede vloeibare gesmolten metaalfase (4) ten minste 100 ppm gew. koper omvat en waarbij zwavel (14) wordt toegevoegd aan het bad gevormd in stap c).
- 26. De werkwijze volgens een der conclusies 18-25 waarbij de toevoersamenstelling (2) koper omvat en de werkwijze de stap omvat van het toevoegen van zwavel (14) aan het product (4) van stap d) in ten minste de stoichiometrische hoeveelheid die noodzakelijk is om te reageren met de aanwezige hoeveelheid koper (Cu).
- 27. De werkwijze volgens conclusie 24 of een der conclusies 25-26 wanneer afhankelijk van conclusie 24 waarbij de ontstekingsbron (13) boven het bad wordt voorzien door het toevoegen van élémentaire zwavel aan de atmosfeer boven het bad.
- 28. De werkwijze volgens een der conclusies 25-27 waarbij na de zwaveltoevoeging (400) een derde kras (11) wordt gevormd, waarbij de werkwijze verder de verwijdering omvat van de derde kras (11) uit het bad.BE2017/5681
- 29. De werkwijze volgens de voorgaande conclusie waarbij, na de verwijdering van de derde kras (11), een hoeveelheid natriumhydroxide (15) wordt toegevoegd (500) aan het bad.
- 30. De werkwijze volgens de voorgaande conclusie waarbij, na 5 de toevoeging van het NaOH (15), een ontstekingsbron wordt voorzien boven het bad.
- 31. De werkwijze volgens een der conclusies 18-30 waarbij een siliciumbron wordt toegevoegd aan het bad.
- 32. De werkwijze volgens een der conclusies 18-31 waarbij de 10 destillatiestap (600) wordt uitgevoerd in continue operatiemodus.
- 33. De werkwijze volgens een der conclusies 18-32 waarbij de destillatiestap (600) wordt uitgevoerd bij een druk van maximaal 15 Pa absoluut.
- 34. De werkwijze volgens een der conclusies 18-33 waarbij de 15 destillatiestap (600) wordt uitgevoerd bij een temperatuur van ten minste800°C.
- 35. De werkwijze volgens een der conclusies 18-34 die ten minste gedeeltelijk elektronisch, en bij voorkeur door een computerprogramma wordt bewaakt en/of gestuurd.BE2017/5681
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| EP16190907.2 | 2016-09-27 | ||
| EP16190907 | 2016-09-27 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| BE1024606A1 BE1024606A1 (nl) | 2018-04-19 |
| BE1024606B1 true BE1024606B1 (nl) | 2018-04-25 |
Family
ID=57018022
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| BE2017/5681A BE1024606B1 (nl) | 2016-09-27 | 2017-09-26 | Verbeterde soldeer en werkwijze voor het produceren van lood met hoge zuiverheid |
Country Status (13)
| Country | Link |
|---|---|
| US (2) | US11839938B2 (nl) |
| EP (1) | EP3519599A1 (nl) |
| JP (1) | JP7123912B2 (nl) |
| CN (1) | CN109923225B (nl) |
| BE (1) | BE1024606B1 (nl) |
| BR (1) | BR112019005833B1 (nl) |
| CA (1) | CA3037611A1 (nl) |
| MX (1) | MX2019003330A (nl) |
| MY (1) | MY193399A (nl) |
| PE (1) | PE20191162A1 (nl) |
| PH (1) | PH12019500606A1 (nl) |
| RU (1) | RU2753365C2 (nl) |
| WO (1) | WO2018060202A1 (nl) |
Families Citing this family (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| BE1025771B1 (nl) | 2017-12-14 | 2019-07-08 | Metallo Belgium | Verbeterde koperproductiewerkwijze |
| BE1025775B1 (nl) | 2017-12-14 | 2019-07-11 | Metallo Belgium | Verbeterde soldeerproductiewerkwijze |
| BE1025770B1 (nl) | 2017-12-14 | 2019-07-08 | Metallo Belgium | Verbeterde pyroraffinagewerkwijze |
| BE1025772B1 (nl) | 2017-12-14 | 2019-07-08 | Metallo Belgium | Verbetering in koper-/tin-/loodproductie |
| BE1025769B1 (nl) | 2017-12-14 | 2019-07-08 | Metallo Belgium | Verbeterde pyrometallurgische werkwijze |
| BE1027002B1 (nl) | 2019-01-30 | 2020-08-28 | Metallo Belgium | Verbeterde werkwijze voor het produceren van lood met hoge zuiverheid |
| PE20212094A1 (es) | 2019-01-30 | 2021-11-04 | Metallo Belgium | Produccion mejorada de estano |
| TWI835979B (zh) * | 2019-01-30 | 2024-03-21 | 比利時商梅泰洛比利時公司 | 經改良的鉛與錫產物之共產物 |
| CN110919233B (zh) * | 2019-11-15 | 2021-06-04 | 东莞市输变电工程公司 | 一种焊剂及其制备方法与引燃剂 |
| CN114651076B (zh) | 2019-11-22 | 2024-11-01 | 奥鲁毕斯贝尔塞公司 | 从二次原材料中回收铜的方法 |
| CN111607708B (zh) * | 2020-07-14 | 2022-02-11 | 湖南金马冶金技术开发有限公司 | 一种高砷合金连续真空蒸馏脱砷工艺及系统 |
| CN113528846A (zh) * | 2021-06-18 | 2021-10-22 | 广西壮族自治区环境保护科学研究院 | 一种含砷废渣资源化利用的处理方法 |
| CN116100187B (zh) * | 2022-12-16 | 2024-07-23 | 无锡市斯威克科技有限公司 | 低熔点三元合金焊料、超低温焊带及其制备方法与应用 |
Family Cites Families (21)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3188199A (en) | 1962-06-25 | 1965-06-08 | Du Pont | Process for recovering lead from by-product lead materials |
| AT251301B (de) | 1962-09-27 | 1966-12-27 | Nat Smelting Co Ltd | Verfahren zur Raffination von unreinem Zink |
| JPS5476461A (en) * | 1977-11-30 | 1979-06-19 | Nippon Almit Kk | Solder alloy for bonding capacitor end |
| US4153451A (en) | 1978-05-01 | 1979-05-08 | Ethyl Corporation | Lead recovery and waste disposal process |
| JPS5518505A (en) * | 1978-07-21 | 1980-02-08 | Senjiyu Kinzoku Kogyo Kk | Soldering alloy for attaching silver electrode leading wire |
| US4487638A (en) * | 1982-11-24 | 1984-12-11 | Burroughs Corporation | Semiconductor die-attach technique and composition therefor |
| CN1012046B (zh) * | 1987-01-07 | 1991-03-20 | 天台县焊接材料厂 | 一种稀土锡铅焊料 |
| CN1104950A (zh) * | 1993-10-04 | 1995-07-12 | 成都市焊料厂 | 一种低锡高效焊料 |
| JPH07299584A (ja) | 1994-05-02 | 1995-11-14 | Nippon Bell Parts Kk | 超塑性はんだ合金 |
| JP3045453B2 (ja) * | 1994-06-13 | 2000-05-29 | 日本アルミット株式会社 | 高強度半田合金 |
| RU2114200C1 (ru) * | 1996-12-03 | 1998-06-27 | Институт металлургии Уральского отделения РАН | Способ переработки отходов свинца, содержащих сурьму, олово и медь |
| JP2002153990A (ja) * | 2000-11-21 | 2002-05-28 | Senju Metal Ind Co Ltd | はんだボール用合金 |
| CN100566904C (zh) | 2005-07-21 | 2009-12-09 | 沈阳黎明航空发动机(集团)有限责任公司 | 一种涂层用靶极材料的内外套钎焊工艺方法 |
| CN101570826A (zh) | 2009-06-08 | 2009-11-04 | 昆明鼎邦科技有限公司 | 一种多级真空蒸馏分离铅锡合金的方法 |
| CN101696475B (zh) * | 2009-10-29 | 2012-08-01 | 昆明理工大学 | 一种分离铅锡锑三元合金的方法 |
| CN102352443B (zh) | 2011-10-31 | 2013-06-05 | 太仓市南仓金属材料有限公司 | 用锡熔炼烟尘生产七水硫酸锌及粗锡和粗铅的方法 |
| CN102534249B (zh) | 2012-02-22 | 2013-03-06 | 郴州丰越环保科技股份有限公司 | 从高银粗锡精炼锡的方法 |
| RU2496894C1 (ru) * | 2012-06-14 | 2013-10-27 | Ирина Анатольевна Бобкова | Способ рафинирования меди |
| CN104141152A (zh) | 2014-07-28 | 2014-11-12 | 蒙自矿冶有限责任公司 | 一种粗铅中回收锡的方法 |
| CN104593614A (zh) | 2014-12-30 | 2015-05-06 | 郴州丰越环保科技有限公司 | 高效分离含锑高的铅锡锑三元合金铅、锡、锑的方法 |
| CN104651626A (zh) | 2015-02-05 | 2015-05-27 | 昆明鼎邦科技有限公司 | 一种锡铅锑砷合金真空蒸馏分离锡的方法 |
-
2017
- 2017-09-26 CN CN201780058893.7A patent/CN109923225B/zh active Active
- 2017-09-26 JP JP2019515894A patent/JP7123912B2/ja active Active
- 2017-09-26 WO PCT/EP2017/074393 patent/WO2018060202A1/en active Search and Examination
- 2017-09-26 MX MX2019003330A patent/MX2019003330A/es unknown
- 2017-09-26 US US16/335,892 patent/US11839938B2/en active Active
- 2017-09-26 RU RU2019110422A patent/RU2753365C2/ru active
- 2017-09-26 BE BE2017/5681A patent/BE1024606B1/nl active IP Right Grant
- 2017-09-26 MY MYPI2019001494A patent/MY193399A/en unknown
- 2017-09-26 BR BR112019005833-8A patent/BR112019005833B1/pt active IP Right Grant
- 2017-09-26 EP EP17777863.6A patent/EP3519599A1/en active Pending
- 2017-09-26 PE PE2019000703A patent/PE20191162A1/es unknown
- 2017-09-26 CA CA3037611A patent/CA3037611A1/en active Pending
-
2019
- 2019-03-20 PH PH12019500606A patent/PH12019500606A1/en unknown
-
2022
- 2022-03-17 US US17/697,649 patent/US11992903B2/en active Active
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2753365C2 (ru) | 2021-08-13 |
| PH12019500606A1 (en) | 2019-06-03 |
| US11839938B2 (en) | 2023-12-12 |
| US11992903B2 (en) | 2024-05-28 |
| US20220203482A1 (en) | 2022-06-30 |
| MX2019003330A (es) | 2019-09-27 |
| CN109923225B (zh) | 2021-08-10 |
| RU2019110422A (ru) | 2020-10-29 |
| JP7123912B2 (ja) | 2022-08-23 |
| MY193399A (en) | 2022-10-11 |
| PE20191162A1 (es) | 2019-09-09 |
| BE1024606A1 (nl) | 2018-04-19 |
| US20200023473A1 (en) | 2020-01-23 |
| BR112019005833B1 (pt) | 2022-06-07 |
| CA3037611A1 (en) | 2018-04-05 |
| WO2018060202A1 (en) | 2018-04-05 |
| RU2019110422A3 (nl) | 2020-11-30 |
| EP3519599A1 (en) | 2019-08-07 |
| CN109923225A (zh) | 2019-06-21 |
| BR112019005833A2 (pt) | 2019-06-18 |
| JP2019536892A (ja) | 2019-12-19 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| BE1024606B1 (nl) | Verbeterde soldeer en werkwijze voor het produceren van lood met hoge zuiverheid | |
| BE1025772B1 (nl) | Verbetering in koper-/tin-/loodproductie | |
| BE1025769B1 (nl) | Verbeterde pyrometallurgische werkwijze | |
| BE1025770B1 (nl) | Verbeterde pyroraffinagewerkwijze | |
| BE1025771B1 (nl) | Verbeterde koperproductiewerkwijze | |
| BE1027001B1 (nl) | Verbeterde productie van tin | |
| BE1025775B1 (nl) | Verbeterde soldeerproductiewerkwijze | |
| BE1025128B1 (nl) | Verbeterde werkwijze voor het produceren van ruwe soldeer | |
| BE1027002B1 (nl) | Verbeterde werkwijze voor het produceren van lood met hoge zuiverheid | |
| BE1027016B1 (nl) | Verbeterde gecombineerde productie van lood- en tinproducten | |
| RU2784362C1 (ru) | Усовершенствованное совместное производство свинцовых и оловянных продуктов | |
| RU2772863C2 (ru) | Усовершенствование производства меди/олова/свинца | |
| RU2784865C2 (ru) | Улучшенный способ производства припоя | |
| RU2780328C1 (ru) | Усовершенствованное производство олова, включающего композицию, содержащую олово, свинец, серебро и сурьму | |
| BE1030126B1 (nl) | Verbeterde werkwijze voor het recycleren van zink (Zn) |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FG | Patent granted |
Effective date: 20180425 |