BR112019018395B1

BR112019018395B1 - Solda bruta e processo para produzir a mesma

Info

Publication number: BR112019018395B1
Application number: BR112019018395-7A
Authority: BR
Inventors: Valentin Casado; Luis Martinez; Bert Coletti; Jan Dirk J. Goris; Yves De Visscher; Charles Geenen
Original assignee: Metallo Belgium
Priority date: 2017-04-10
Filing date: 2018-04-10
Publication date: 2023-03-28
Also published as: CA3055263A1; BR112019018395A2; KR102355322B1; JP2020516765A; RU2019127929A3; BE1025128A1; CN110462071B; BE1025128B1; JP7208912B2; MY195230A; KR102613147B1; RU2764071C2; US20210205934A1; PH12019502011A1; KR20190129912A; US20220226939A1; TWI760476B; MX2019010553A; CN110462071A; KR20210149238A

Abstract

Revelado é um processo pirometalúrgico para a produção de uma solda bruta a partir de uma matéria-prima selecionada em termos de seus níveis de Sn,Cu, Sb, Bi, Zn, As, Ni e Pb, o processo compreendendo pelo menos as etapas de obtenção em um forno de banho líquido de metal e escória, introdução de um agente redutor e opcionalmente também energia, separação da solda bruta da escória e remoção de líquido do forno. Revelado ainda é uma solda bruta que compreende pelo menos 9,5-69% em peso de estanho e pelo menos 25% em peso de chumbo, pelo menos 80% de estanho e chumbo juntos, 0,08-12% em peso de cobre, 0,15-7% em peso de antimônio, 0,012-1,5% em peso de bismuto, 0,010-1,1% em peso de zinco, no máximo de 3% em peso de arsênico, no máximo 2,8% em peso de níquel, no máximo 0,7% em peso de zinco, no máximo 7,5% em peso de ferro e no máximo 0,5% em peso de alumínio. A solda bruta pode ser ainda facilmente preparada para se tornar adequada como matéria-prima para destilação a vácuo.

Description

CAMPO DA INVENÇÃO

[001]A presente invenção refere-se à produção de metais não ferrosos, em particular estanho (Sn) e chumbo (Pb), possivelmente em combinação com a produção de cobre (Cu), por pirometalurgia. Mais particularmente, a invenção refere- se a um processo aperfeiçoado para a produção de uma solda bruta, uma mistura metálica compreendendo principalmente estanho e chumbo, que é particularmente adequada para a produção de produtos de partida de estanho e/ou chumbo de alta pureza. A presente invenção refere-se ainda à própria solda bruta e a sua utilização na produção de uma composição de solda melhorada.

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO

[002]Os materiais disponíveis como matéria-prima para a produção de metais não ferrosos tipicamente contêm uma pluralidade de metais. Devido aos requisitos de alta pureza para os metais não ferrosos, quando estes são usados na maioria das aplicações de alto volume, os metais diferentes precisam ser separados um do outro no processo de produção. Os processos de produção de metal não ferroso tipicamente contêm pelo menos um e usualmente uma pluralidade de etapas de processo pirometalúrgico nas quais os metais e óxidos metálicos ambos ocorrem em um estado líquido fundido, e em que os óxidos metálicos podem ser separados por gravidade como uma escória líquida separada e tipicamente leve da fase metálica fundida usualmente mais pesada. A escória é usualmente retirada como uma corrente separada do processo, e esta separação pode conduzir à produção de uma escória como o coproduto da produção de metal.

[003]Os metais não ferrosos podem ser produzidos a partir de minério fresco como material de partida, também chamado de fontes primárias, ou de materiais recicláveis, também conhecidos como cargas de alimentação secundárias, ou a partir de uma combinação dos mesmos. Materiais recicláveis podem, por exemplo, ser subprodutos, materiais residuais e materiais de fim de vida. A recuperação de metais não ferrosos a partir de cargas de alimentação secundárias tornou-se uma atividade de importância primordial durante os anos. A reciclagem de metais não ferrosos após o uso tornou-se um contribuinte de chave na indústria, por causa da contínua forte demanda de tais metais e a disponibilidade redutora de minérios de metais frescos de alta qualidade. Muitas destas cargas de alimentação secundárias estão disponíveis em forma finamente dividida, para as quais os usos finais possíveis são bastante limitados. O processamento de cargas de alimentação secundárias envolve tipicamente o uso de etapas de processo pirometalúrgico que geram uma escória como coproduto.

[004]Ao produzir concentrados de cobre por pirometalurgia, qualquer estanho e/ou chumbo presente tem a tendência de se tornar mais facilmente oxidado do que cobre, e seus óxidos, em seguida, se movem facilmente para dentro da escória sobrenadante. Esta escória pode ser separada do metal fundido rico em cobre. Por uma etapa de redução química subsequente, o estanho e/ou chumbo na escória pode então ser retornado para seu estado metálico, e estes metais podem então ser separados da escória restante como uma mistura de metal fundido que é rica em estanho e/ou chumbo, tipicamente contendo quantidades significativas de ambos. Estas correntes metálicas possuem tipicamente um ponto de fusão mais baixo do que os coprodutos contendo cobre e são frequentemente denominadas "solda". Além do estanho e chumbo, essas soldas brutas podem conter quantidades significativas mas menores de outros metais, tais como cobre (Cu), antimônio (Sb), arsênico (As), bismuto (Bi), ferro (Fe), índio (In), níquel (Ni), zinco (Zn), alumínio (Al), germânio (Ge), telúrio (Te), cobalto (Co), manganês (Mn), selênio (Se), silício (Si), tálio (Tl), gálio (Ga) e algumas vezes também metais preciosos, embora usualmente em quantidades muito menores, tais como prata (Ag), ouro (Au), platina (Pt), paládio (Pd) , rutênio (Ru), ródio (Rh), ósmio (Os) e irídio (Ir). A solda bruta também pode conter elementos que não são considerados como metais, tais como enxofre (S), carbono (C) e oxigênio (O).

[005]As soldas brutas podem ter usos comerciais diretos, dependendo de sua composição, mas também são conhecidas como intermediários para a recuperação de alguns dos seus componentes individuais em uma forma de pureza mais elevada, adequado para a produção de produtos de metal concentrado que são aceitáveis para atualização em seus usos finais mais exigentes. Um grande interesse permanece principalmente na recuperação de estanho de pureza mais elevada (Sn) dessas correntes de solda, e também na recuperação de chumbo (Pb) em algumas formas de pureza mais elevada.

[006]A Patente Norte-Americana 4.508.565 apresenta um método para a produção de chumbo com um teor de enxofre de 1,0% em peso de pellets formadas a partir de matérias primas de chumbo oxidícico-sulfático originários de pó conversor de cobre. A matéria-prima continha 40% em peso de chumbo, 12% em peso de zinco, 3,5% em peso de arsênico, 1,15% em peso de cobre, 8,0% em peso de enxofre, 0,5% em peso de bismuto e 0,6% em peso de estanho. Cerca de metade dos pellets foram carregados em um conversor rotativo de sopro de topo do tipo Kaldo, junto com calcário finamente dividido, escória de faialite granulada obtida a partir do processo de fabricação de cobre e coque em tamanhos de partículas entre 5 e 12 mm. Esta primeira carga de forno foi aquecida com o auxílio de um queimador de óleo-oxigênio para uma consistência pastosa, sobre o qual a segunda metade dos pellets, quantidades adicionais de calcário, escória de faialite e coque foram adicionadas, e o aquecimento continuou. Do conversor foram aproveitados (i) uma escória a 1120° C contendo 16,5% de Zn, 18% de Fe, 1,4% Pb, 1,4% As, 1,5% de Sn, 20% de SiO2, 21% de CaO e 1,5% de MgO, bem como (ii) o produto de chumbo bruto contendo 1,0% de enxofre. A Patente Norte-Americana 4.508.565 não se refere à produção de uma solda ou com a recuperação de correntes de metal de alta pureza.

[007]Uma técnica conhecida para a obtenção de correntes de metal de maior pureza partindo de solda, é por destilação a vácuo, uma técnica que é tipicamente realizada sob pressões muito baixas em combinação com temperaturas relativamente altas. Por meio de destilação a vácuo, o chumbo pode ser separado por evaporação de outros metais menos voláteis, como estanho. A destilação a vácuo pode servir para separar uma corrente de solda em uma corrente de chumbo de maior pureza como produto de topo, e uma corrente de estanho de pureza mais elevada como produto de fundo restante. A destilação a vácuo de misturas metálicas do tipo solda pode ser realizada em batelada ou em modo contínuo. Entretanto, os inventores descobriram que a destilação de metais do tipo solda pode estar sofrendo de problemas operacionais. Com o tempo, mesmo em altas temperaturas, sólidos insolúveis podem se formar pela cristalização de compostos intermetálicos contendo cobre, níquel, ferro e/ou zinco. Estes sólidos insolúveis podem aderir ao equipamento de destilação, particularmente em áreas sensíveis, tais como pequenas aberturas, prejudicando assim operações simples e mesmo bloqueando o equipamento.

[008]Os inventores descobriram que metais particulares são capazes, sob condições de destilação a vácuo, de formação de compostos intermetálicos mútuos entre pelo menos dois destes metais particulares e/ou compostos intermetálicos de pelo menos um dos metais particulares com estanho. Os inventores descobriram ainda que muitos destes compostos intermetálicos têm um ponto de fusão muito maior do que a temperatura da mistura na qual elas são formadas. Os inventores descobriram, portanto, que estes compostos intermetálicos de alto ponto de fusão podem sair de solução e formar sólidos. Estes sólidos podem permanecer suspensos no metal líquido e risco de reduzir a fluidez da mistura, tal como aumentando a viscosidade da mistura líquida. Isto já por si só pode impedir uma operação suave do equipamento de destilação, tal como diminuindo o fluxo de metais líquidos, que reduz a capacidade do equipamento e, assim, forçar o equipamento a ser operado com rendimento reduzido. Os sólidos podem também aderir e/ou fixar ao equipamento de destilação, criando assim um risco de prejudicar ou mesmo obstruir a operação do equipamento de destilação, por exemplo, pela obstrução de passagens importantes para as correntes de processo. O fenômeno descrito pode ainda levar a paradas de processo não planejadas para abrir o aparelho de destilação e limpar ou substituir os itens afetados do equipamento.

[009]Os inventores descobriram que, em particular, cromo (Cr), manganês (Mn), vanádio (V), titânio (Ti), tungstênio (W), cobre (Cu), níquel (Ni), ferro (Fe), zinco (Zn) e alumínio (Al), sendo que os metais dos quais a presença de uma corrente de solda que é alimentada a uma etapa de destilação a vácuo podem conduzir à perturbação dos compostos intermetálicos. Cu, Ni, Fe, Zn e Al estão geralmente presentes em correntes de solda de produção de metal não ferroso, usualmente devido à sua presença nos materiais de partida. Fe e Al também podem ser introduzidos como parte de etapas de processo a montante da produção de solda.

[010]Os inventores descobriram que os problemas identificados podem ser aliviados de forma significativa e mesmo podem ser evitados pelo controle dentro de limites específicos da concentração destes metais na solda bruta.

[011]Para a remoção destes metais, a solda bruta é convencionalmente pré- tratada, a montante da destilação a vácuo, utilizando um complexo apropriado assim chamado de "processo de cupro" ou "processo de silício", mais corretamente o "processo cuprosilício", no qual silício elementar, frequentemente também chamado de "metal silício", é introduzido em uma forma adequada para reagir alguns dos metais (tais como cobre, níquel e ferro) seletivamente em afastamento do chumbo e estanho, para formar ligas de metal-silício (silicieto) ou compostos intermetálicos. Duas fases metálicas imiscíveis são então formadas por meio da qual os silicietos são recuperados na camada superior, também chamada de camada ou material "cupro". Quando a reação é completada, a temperatura é abaixada e a camada de "cupro" no topo da fase de metal de solda se solidifica primeiro porque tem a temperatura de fusão mais alta. Esta camada "cupro" pode então ser removida da fase de metal de solda ainda fundida sobre a qual flutua, por exemplo, por esvaziar a solda para baixo da camada cupro solidificada. Após ser submetida ao processo de silício e arrefecimento, a solda contém menos cobre, níquel e/ou ferro e é, portanto, mais adequada para a obtenção de correntes de metal de maior pureza por destilação a vácuo. A Patente Norte-Americana 2.329.817 apresenta tal processo no qual 36 partes em peso de metal silício foram adicionadas a 600 partes de um "metal branco" impuro fundido, contendo 5,27% de Ni, coberto com 48 partes de uma escória de silicato de sódio. Após a reação, 74,0 partes em peso de uma camada de silicieto foram formadas contendo 42,5% em peso de Ni e somente pequenas quantidades de Sn, Pb, As e Sb. O restante de 552 partes em peso de uma mistura de metal continha apenas 0,13% em peso de níquel. Entretanto, tal processo requer matérias-primas bastante escassas e, portanto, caras contendo metal silício, que finalmente, após reciclagem do silicieto formado no processo de silício, extremidade de óxidos em um subproduto de baixo valor, tal como escória. Este grau de redução do metal silício de alto valor para o valor de escória muito mais baixo representa uma carga econômica significativa.

[012]Tecnicamente, alumínio também poderia ser usado no processo cuprosilício, em vez de - ou junto com - silício. Os metais contaminantes podem então formar aluminetos, e estes também se separariam na camada cupro e podem, portanto, ser removidos. Entretanto, isto não é feito na prática. Alumínio traz o problema que com antimônio e arsênico, sob as condições do processo cuprosilício, ela forma antimoneto de alumínio e arseneto de alumínio. Estes compostos intermetálicos, mediante arrefecimento, reagem prontamente com água, mesmo sob condições padrão, normais e/ou ambientes, pelo que a umidade no ar ambiente é suficiente para formar os gases altamente tóxicos de estibina (SbH3) ou arsina (AsH3), gases que são letais em concentrações muito baixas no ar. Devido ao fato de não ser praticamente possível evitar estes riscos de segurança, o uso de alumínio no processo cuprosilício não é uma opção e, portanto, excluído.

[013]GB 224923 apresenta um tratamento de um concentrado de minério de estanho córnico para produzir uma liga de chumbo/estanho, assim um tipo de produto de solda. O concentrado de minério de estanho continha, pelo menos, 15% de estanho, ainda contendo piritas arsenicais, e que tem uma ganga siliciosa como parte não-valiosa do concentrado. O concentrado de minério de estanho foi primeiramente torrado para eliminar o arsênico e converter pelo menos uma parte do sulfeto de ferro na pirita em óxido de ferro. O concentrado de estanho torrado foi misturado com um concentrado de chumbo e a mistura foi fundida em uma estufa reverberatória em uma atmosfera redutora. Um excesso considerável de chumbo sobre o estanho estava presente, e a proporção de chumbo para estanho na carga foi de preferência de 6 a 8 de chumbo a 1 de estanho. Óxido de ferro adicional ou outro fluxo pode ter sido adicionado para produzir uma escória apropriada. Ferro metálico, preferivelmente sucata de placa de estanho, foi adicionado para a redução do sulfeto de chumbo e estanho nos respectivos metais. A temperatura da carga foi gradualmente aumentada, mas não foi deixada aumentar tão alta quanto aquela na qual silicatos são formados, até que o óxido de estanho fosse convertido em sulfeto de estanho. Quando esta conversão ocorreu, a temperatura foi elevada ainda para formar uma escória e para completar a redução dos sulfetos de chumbo e estanho. A carga foi então escumada e batida. Uma liga estanho-chumbo foi encontrada no fundo do banho e este produto foi considerado adequado para ser usado para a produção de várias ligas de estanho e chumbo, ou submetido a qualquer processo conhecido para separar mais ou menos completamente os dois metais. GB 224923 é silencioso em torno de metais diferentes de chumbo e estanho que podem ter sido presentes no produto de liga, tal como ferro em excesso, nem como qualquer chumbo e/ou estanho pode ser separado a jusante do produto do tipo solda, em que a proporção de chumbo para estanho foi de 6:1 a 8:1.

[014]Portanto, permanece a necessidade de um processo simples e econômico para produzir um tipo bruto de corrente de solda, de preferência a partir de cargas de alimentação secundárias que são possivelmente (parcialmente) finamente dividido, pelo que a solda bruta é suficientemente rica em estanho e chumbo, e suficientemente pobre em cobre, níquel, ferro e zinco, de modo que a composição é, após apenas etapas de sintonização química relativamente simples, adequada para destilação a vácuo livre de problemas para separar chumbo de estanho, mais particularmente sem o risco de formação no equipamento de destilação de compostos intermetálicos causados pela presença de quantidades perturbadoras de cobre, níquel, ferro e zinco, e isto sem requerer a etapa de processo cuprosilício como uma etapa de processamento extra essencial para o condicionamento da solda bruta a uma qualidade que não leva à formação de compostos intermetálicos durante a destilação a vácuo a jusante.

[015]Um aparelho convencional para a produção de concentrado de cobre a partir de cargas de alimentação secundárias contendo cobre, por meio da qual uma solda bruta é formada como subproduto, é um conversor rotativo de sopro de topo (TBRC), também chamado de uma estufa tipo Kaldo. Esta é uma estufa equipada para girar em torno de um eixo longitudinal, mas também é equipado para inclinação em torno de um segundo eixo geométrico horizontal perpendicular ao eixo longitudinal. Entretanto, um TBRC é um aparelho complexo e dispendioso. Além disso, se parte da matéria-prima é finamente dividida, uma parte principal desta porção fina pode ser facilmente soprada para fora do TBRC pelos gases de combustão que são tipicamente gerados no interior, antes de terem uma chance de se tornar incorporados no banho líquido dentro do forno. Esta parte de matéria-prima torna-se perdida para o processo e, adicionalmente, pode criar um problema significativo de eliminação de resíduos. Existem alternativas para o TBRC, tal como o assim chamado aparelho "Isasmelt" ou "Ausmelt" para produzir produto primário de concentrado de cobre a partir de cargas de alimentação secundárias, mas estes são aparelhos igualmente complexos.

[016]Existe, portanto, uma necessidade adicional de simplificar o processo de produção de solda, de modo que possa ser executado em um equipamento de processamento muito menos complexo, que é também capaz de aceitar cargas de alimentação finamente divididas sem causar problemas operacionais ou de eliminação de resíduos.

[017]A presente invenção visa evitar ou pelo menos mitigar o problema acima descrito e/ou proporcionar aperfeiçoamentos em geral.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

[018]De acordo com a invenção, é provido um processo para a produção de uma solda bruta, uma solda bruta que pode ser obtida a partir do mesmo processo, e o uso de tal solda bruta, conforme definido em qualquer uma das reivindicações anexas.

[019]Em uma modalidade, a invenção proporciona um processo para a produção de uma solda bruta compreendendo chumbo (Pb) e estanho (Sn) a partir de uma matéria-prima que compreende pelo menos 50% em peso de metal total, expresso em relação ao peso seco total da matéria-prima, em que a matéria-prima total compreende os seguintes metais, sendo as quantidades de cada metal expressas como o total do metal presente na matéria-prima em qualquer estado oxidado e na forma de metal reduzido, e em relação ao peso seco total da matéria- prima:

[020]« pelo menos 2% em peso e no máximo 71% em peso de estanho (Sn),

[021]« pelo menos 1,00% em peso e no máximo 10% em peso de cobre (Cu),

[022]« pelo menos 0,02% em peso e no máximo 5% em peso de antimônio (Sb),

[023]« pelo menos 0,0004% em peso e no máximo 1% em peso de bismuto (Bi),

[024]« no máximo 37% em peso de zinco (Zn),

[025]« no máximo 1% em peso de arsênico (As), e

[026]« no máximo 2% em peso de níquel (Ni),

[027]em que a matéria-prima total compreende ainda chumbo (Pb) e é caracterizada por uma razão em peso de Pb/Sn de pelo menos 0,5 e no máximo 4,0,

[028]e em que pelo menos um de estanho (Sn) e chumbo (Pb) está pelo menos parcialmente presente em uma forma de valência oxidada,

[029]o processo que compreende as seguintes etapas:

[030]a) obtenção de um banho líquido compreendendo um metal fundido e/ou uma escória de óxido de metal fundido em um forno por introdução de pelo menos uma porção da matéria-prima no forno e fusão da parte de matéria-prima adicionada;

[031]b) introduzir pelo menos um agente redutor no forno e reduzir pelo menos uma parte da forma de valência oxidada de estanho e/ou chumbo em metal estanho e/ou chumbo;

[032]c) opcionalmente introduzir no forno pelo menos uma fonte de energia compreendendo um material combustível e/ou pelo menos um metal que é menos nobre do que Sn e Pb, e oxidar o material combustível e/ou o pelo menos um metal na fonte de energia pela injeção de ar e/ou oxigênio no forno;

[033]d) separação da solda bruta obtida na etapa b) e/ou c) da escória e remoção do forno de pelo menos uma porção da solda bruta e/ou da escória.

[034]Em uma modalidade, a invenção proporciona uma solda bruta obtenível pelo processo de acordo com a presente invenção, compreendendo, além de impurezas inevitáveis e em relação ao peso total da solda bruta:

[035]« pelo menos 9,5% em peso e no máximo 69% em peso de estanho (Sn),

[036]« pelo menos 25% em peso de chumbo (Pb),

[037]« pelo menos 80% em peso de estanho (Sn) e chumbo (Pb) em conjunto,

[038]« pelo menos 0,08% em peso e no máximo 12% em peso de cobre (Cu),

[039]« pelo menos 0,15% em peso e no máximo 7% em peso de antimônio (Sb),

[040]« pelo menos 0,012% em peso e no máximo 1,5% em peso de bismuto (Bi),

[041]« pelo menos 0,010% em peso e no máximo 1,1% em peso de enxofre (S),

[042]« no máximo 3% em peso de arsênico (As),

[043]« no máximo 2,8% em peso de níquel (Ni),

[044]« no máximo 0,7% em peso de zinco (Zn),

[045]« no máximo 7,5% em peso de ferro (Fe), e

[046]« no máximo 0,5% em peso de alumínio (Al).

[047]Em uma modalidade, o processo de acordo com a presente invenção é para produzir a solda bruta de acordo com a presente invenção.

[048]A composição de solda conforme especificada ocorre tanto como uma fase líquida fundida a uma temperatura acima de 300° C, ou como uma liga sólida a temperaturas mais baixas. A liga sólida pode, excepcionalmente, ser granulada ou pulverizada em forma de material particulado, em que ela pode atrair umidade. Para fins de precisão, as concentrações conforme especificadas, neste contexto, destinam- se a representar valores com base no peso seco total da composição.

[049]Os inventores descobriram que a seleção da matéria-prima de processo, de acordo com como este é prescrito como parte da presente invenção, permite que o processo de acordo com a presente invenção produza uma solda bruta que pode ser facilmente purificada ou "sintonizada" (tuned) por etapas simples de processo em uma qualidade que é adequada para uma destilação a vácuo a jusante isenta de problemas para a evaporação de chumbo de estanho na solda. Os inventores descobriram que a solda bruta obtenível a partir do processo de acordo com a presente invenção contém os metais potencialmente perturbadores em tais concentrações que a etapa de processo "cupro" complexa e onerosa, isto é, uma etapa na qual o silício é adicionado em forma de oxidesabilitação para formar silicietos, que podem ser separados da solda mediante arrefecimento, removendo assim uma porção dos metais potencialmente perturbadores, pode ser eliminada e saltada das etapas de preparação da solda bruta como matéria-prima para a destilação a vácuo.

[050]Os inventores descobriram que uma seleção apropriada da matéria- prima do processo de acordo com a presente invenção permite a produção de uma solda bruta que contém quantidades dos metais de interesse que podem ser ainda reduzidas sem a necessidade de silício e/ou metais alumínio brutos e caros. Em outras palavras, a solda bruta produzida pelo processo de acordo com a presente invenção pode ser ainda condicionada para se tornar adequada como matéria-prima para a destilação a vácuo por meio de etapas de tratamento químico diferentes de um tratamento com silício e/ou metal alumínio para formar silicietos e/ou aluminetos e a solidificação seletiva e a remoção destes silicietos e/ou aluminetos.

[051]Os metais de interesse são os metais que podem formar compostos intermetálicos sob condições de destilação a vácuo, ou com os mesmos, com cada outro, ou com estanho. A lista de metais de interesse particularmente inclui cromo (Cr), manganês (Mn), vanádio (V), titânio (Ti), tungstênio (W), cobre (Cu) níquel (Ni), ferro (Fe), zinco (Zn) e alumínio (Al). Vários destes metais não precisam ser considerados porque eles são tipicamente muito escassos nas matérias primas para a produção de metais não ferrosos principais que contêm chumbo e/ou estanho. A solda bruta e as matérias primas do processo de acordo com a presente invenção tipicamente contêm no máximo 0,10% em peso de Cr, Mn, V, Ti ou W, preferivelmente no máximo 0,05% em peso, mais preferivelmente no máximo 0,010% em peso, ainda mais preferivelmente no máximo 0,005% em peso, preferivelmente no máximo 0,0010% em peso, mais preferivelmente no máximo 0,0005% em peso, ainda mais preferivelmente, no máximo 0,0001% em peso de qualquer um de Cr, Mn, V, Ti ou W, em relação ao peso seco total da composição. A presente invenção refere-se, portanto, principalmente com os níveis de Cu, Ni, Fe, Zn e Al, porque estes metais podem estar presentes tipicamente em correntes de solda de produção de metal não ferroso, usualmente devido à sua presença nos materiais de partida. Fe e Al também podem ser introduzidos como parte de etapas de processo a montante da produção de solda.

[052]Os requerentes descobriram que a solda bruta obtenível pelo processo de acordo com a presente invenção pode ser adequadamente condicionada ou sintonizada de modo a se tornar uma matéria-prima adequada para a destilação a vácuo utilizando as etapas de tratamento descritas no pedido de patente co-pendente EP-A-16190907.2, que foi primeiramente depositado em 27 De setembro de 2016.

[053]Os inventores descobriram, ainda, que os metais possivelmente nocivos e, em particular, cobre, não precisam ser removidos inteiramente da solda bruta a fim de tornar esta corrente adequada, depois da sintonização ou tratamento adicional, conforme mencionado acima, para a destilação a vácuo. Os inventores descobriram, por exemplo, que os problemas identificados podem ser reduzidos a um nível praticamente e economicamente aceitável quando pequenas quantidades de cobre permanecem presentes na solda sintonizada que é alimentada à etapa de destilação. Esta descoberta traz a vantagem de que podem ser processadas correntes de solda que ocorrem como subproduto da recuperação de cobre a partir de cargas de alimentação primárias e/ou secundárias, em particular a partir de cargas de alimentação secundárias, ainda mais importante, a partir de matérias primas contendo materiais de extremidade de vida.

[054]Os inventores descobriram que a presença de algum enxofre na solda bruta é vantajosa. O enxofre ajuda a melhorar as etapas a jusante onde o Cu é removido da solda bruta, como parte da sintonização adicional a montante da etapa de destilação a vácuo. Com S dentro dos limites prescritos, os requerentes descobriram que a "sintonização" a jusante da solda bruta é facilitada e melhorada pela redução da quantidade de produtos químicos que precisam ser usados.

[055]Os inventores descobriram que estanho mais valioso pode ser recuperado na solda bruta quando a proporção de chumbo/estanho da matéria-prima é de menos 0,5 e no máximo 4,0. Os inventores descobriram, quando a matéria-prima compreende mais chumbo, a quantidade relativa de estanho na solda bruta em relação à quantidade de estanho na matéria-prima, também é maior. Os inventores descobriram, oferecendo mais chumbo junto com o estanho, que a recuperação de estanho a partir da matéria-prima é melhorada, e menos do estanho disponível está terminando na escória. A quantidade de estanho recuperado é tipicamente o maior valor contribuinte para o processamento da solda bruta. A recuperação de estanho é, portanto, um importante parâmetro de processo e é vantajosamente tão alta quanto econômica e praticamente justificada.

[056]Verificamos que a solda bruta produzida pelo processo de acordo com a presente invenção, após a sintonização, pode ser prontamente submetida a uma etapa de destilação a vácuo sem o problema da formação de compostos intermetálicos durante a destilação a vácuo.

[057]Os inventores descobriram, ainda, que o processo de acordo com a presente invenção pode ser realizado em um forno de fundição. Um forno de fundição de fundição é um aparelho bastante simples e barato consistindo em um grande forno em forma de cilindro que somente precisa ser capaz de se inclinar em torno de seu eixo longitudinal sobre uma parte de um círculo completo. Esta descoberta traz a vantagem de que a solda bruta pode ser produzida pelo processo de acordo com a presente invenção, por exemplo, como campanhas de produção temporárias, no mesmo aparelho de fundição que pode também estar produzindo em outras campanhas uma fase metálica de cobre de pelo menos 70% em peso e tipicamente 75% em peso de Cu, também conhecido como "cobre preto" e/ou em um aparelho de fundição que também recupera cobre de pureza ainda mais elevada a partir de tal concentrado de cobre. Opcionalmente, pode-se proporcionar uma etapa simples de lavagem entre as campanhas, conforme adicionalmente detalhado a seguir.

[058]Os inventores também descobriram que o processo de acordo com a presente invenção é capaz de aceitar cargas de alimentação finamente divididas sem quaisquer problemas operacionais.

[059]Os requerentes descobriram ainda que o agente redutor na etapa b) e/ou etapa k) já pode ser introduzido junto com a porção de matéria-prima adicionada como parte da etapa a) e/ou etapa j).

[060]Os requerentes também descobriram que, se energia extra precisa ser fornecida como parte da etapa c) e/ou etapa I), isto pode opcionalmente ser realizado juntamente com a introdução do agente redutor da etapa b) e/ou etapa k), e assim possivelmente também junto com a introdução da porção de matéria-prima da etapa a) e/ou etapa j).

[061]Os requerentes descobriram, assim, que a etapa b) e a etapa c), bem como a etapa k) e a etapa I), podem ser combinadas e, assim, que o agente redutor da etapa b) e/ou k) e a fonte de energia, respectivamente, da etapa c) e/ou da etapa I) pode ser introduzida juntas. Esta combinação de etapas pode ser realizada separada, respectivamente, da etapa a) e/ou j), ou pode ser combinada com, respectivamente, a etapa a) ou etapa j).

[062]Os requerentes apresentam que as opções oferecidas para as etapas a)- d) acima também se aplicam às correspondentes etapas j)-m) que são introduzidas mais adiante neste documento.

[063]Os requerentes descobriram que os materiais particulares podem agir como um agente redutor e como uma fonte de energia compreendendo pelo menos um metal que é menos nobre do que Sn e Pb. Um exemplo muito adequado de tal material é o ferro-silício (FeSi), um material no qual tanto o ferro elementar quanto o silício elementar estão presentes. Ferro e silício são ambos menos nobres do que Sn e Pb. O ferro elementar é capaz de agir como um agente redutor, capaz de converter SnO2 e/ou PbO em, respectivamente, metais Sn e Pb, enquanto o ferro se converte em FeO e/ou Fe2O3, o qual o óxido se desloca para a fase de escória. O silício elementar é capaz de converter SnO2 e/ou PbO em Sn e/ou Pb, enquanto o próprio silício se converte em SiO2, que também se desloca para a fase de escória.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[064]A Figura mostra um fluxograma de uma modalidade do processo de acordo com uma modalidade da presente invenção.

DESCRIÇÃO DETALHADA

[065]A presente invenção será descrita a seguir com relação às modalidades particulares e com referência a certos desenhos, mas a invenção não é limitada a estes mas apenas pelas reivindicações. Quaisquer desenhos descritos são apenas esquemáticos e não são limitativos. Nos desenhos, o tamanho de alguns dos elementos pode ser exagerado e não desenhado em escala para propósitos ilustrativos. As dimensões e as dimensões relativas não correspondem necessariamente às reduções reais para a prática da invenção.

[066]Além disso, os termos superior, inferior, sobre, sob e semelhantes na descrição e nas reivindicações são usados para fins descritivos e não necessariamente para a descrição de posições relativas. Os termos assim usados são intercambiáveis sob circunstâncias apropriadas e as modalidades da invenção aqui descritas podem operar em outras orientações do que as descritas ou ilustradas aqui.

[067]Como usado aqui e nas reivindicações, os termos "compreendendo" e "incluindo" são inclusivos ou não extremidades abertas e não excluem a presença de elementos não citados adicionais, componentes composicionais, processo ou etapas de método. Consequentemente, os termos "compreendendo" e "incluindo" abrangem os termos mais restritivos "consistindo essencialmente de" e "consistindo de."

[068]A menos que especificado de outra forma, todos os valores fornecidos aqui incluem até e incluindo os pontos finais dados, e os valores dos constituintes ou componentes das composições são expressos em porcentagem em peso ou % em peso de cada ingrediente na composição.

[069]Adicionalmente, cada composto aqui usado pode ser discutido de forma intercambiável com relação a sua fórmula química, nome químico, abreviação etc.

[070]Neste documento e a menos que especificado de forma diferente, quantidades de metais e óxidos são expressas de acordo com a prática típica em pirometalurgia. A presença de cada metal é tipicamente expressa em sua presença total, independentemente se o metal está presente em sua forma elementar (estado de oxidação = 0) ou em qualquer forma quimicamente ligada, tipicamente em uma forma oxidada (estado de oxidação > 0). Para os metais que podem ser relativamente reduzidos a suas formas elementares, e que podem ocorrer como metal fundido no processo pirometalúrgico, é bastante comum expressar sua presença em termos de sua forma metálica elementar, mesmo quando a composição de escória ou impurezas é dada, em que a maioria desses metais pode realmente estar presente em uma forma oxidada e/ou quimicamente ligada. Portanto, é que a matéria-prima de acordo com o processo de acordo com a presente invenção e a solda bruta de acordo com a presente invenção, especifica o teor de Fe, Sn, Zn, Pb, Cu, Sb, Bi, As, Ni como metais elementares. Menos metais nobres são mais difíceis de reduzir sob condições pirometalúrgicas não-ferrosas e ocorrem principalmente em uma forma oxidada. Estes metais são tipicamente expressos em termos de sua forma de óxido mais comum. Portanto, quando necessário, o teor de Si, Ca, Al, Na é respectivamente expresso como SiO2, CaO, Al2O3, Na2O.

[071]Dentro do contexto da presente invenção, a expressão " metais menos nobres que o metal X" significa os metais que são mais propensos a serem submetidos à oxidação sob as condições e em ambiente específico do contexto em que a expressão é usada e o benefício de ser capaz de obter uma redução do metal X. Por exemplo, a expressão "metais menos nobres do que Sn e Pb" refere-se a metais que são, sob as condições e no ambiente específico do contexto em que a expressão é usada, mais propensa à oxidação e capaz de obter uma redução de Sn e Pb.

[072]Os metais de interesse para esta invenção têm, sob as condições típicas de forno pirometalúrgico de processamento de metal não ferroso, afinidades de oxigênio, e tenderá a distribuir entre o metal e a fase de escória. A partir de uma afinidade mais baixa para maior para oxigênio e, portanto, de uma afinidade relativamente alta para uma menor afinidade para a fase metálica, a classificação destes metais pode ser representada aproximadamente como segue: Au > Ag >> Bi/Cu > Ni > As > Sb > Pb > Sn >> Fe > Zn > Si > Al > Mg > Ca. Por conveniência, pode-se chamar essa classificação dos metais a partir de metais mais nobres a menos nobres, mas esta qualificação deve ser ligada às condições particulares e circunstâncias de processos não ferrosos de metal pirometalúrgico, e pode falhar quando exportada em outros campos. A posição relativa de metais particulares nesta lista pode ao ser afetada pela presença ou ausência de outros elementos no forno, tal como, por exemplo, silício.

[073]A distribuição de equilíbrio de metal entre metal e fase de escória pode também ser influenciada pela adição de oxigênio e/ou materiais de redução de oxigêénio (ou agentes redutores) no banho líquido no forno.

[074]A adição de oxigênio irá converter alguns dos metais na fase metálica em sua forma oxidada, cujo óxido irá então se mover para a fase de escória. Os metais na fase metálica que possuem alta afinidade por oxigênio serão mais propensos a sofrer esta conversão e movimento. A sua distribuição de equilíbrio entre metal e fase de escória pode assim ser mais sujeita a mudança.

[075]O oposto pode ser obtido por adição de materiais de redução de oxigênio. Os consumidores de oxigênio adequados podem, por exemplo, ser carbono e/ou hidrogênio, em qualquer forma ou forma, tal como em materiais orgânicos, por exemplo, plásticos, incluindo cloreto de polivinila (PVC), madeira, ou outros combustíveis, tal como gás natural. Carbono e hidrogênio irão oxidar prontamente ("queima") e converter em H2O e/ou CO/CO2, componentes que deixam de imediato o banho líquido e arrastam seu teor de oxigênio do banho. Mas também metais tais como Si, Fe, Al, Zn e/ou Ca são agentes redutores adequados. De interesse particular são ferro (Fe) e/ou alumínio (Al), devido à sua disponibilidade imediata. Por oxidação, estes componentes reduzirão alguns dos metais na fase de escória de seu estado oxidado para seu estado metálico, e estes metais se deslocam então para a fase metálica. Agora, são os metais na fase de escória que possuem uma afinidade mais baixa para oxigênio que serão mais propensos a sofrer esta reação de redução e para a produção do movimento na direção oposta.

[076]Em uma etapa de fundição, uma das finalidades é a redução de óxidos de metais não ferrosos valiosos que entram em contato com a alimentação em seus metais reduzidos correspondentes. A direção e a velocidade das reações que ocorrem na etapa de fundição podem adicionalmente ser dirigidas pelo controle da natureza da atmosfera no forno. Alternativamente ou em adição, material de doação de oxigênio ou material de redução de oxigênio pode ser adicionado à unidade de fundição.

[077] Um material de redução de oxigênio altamente adequado para tais operações é o metal de ferro, usualmente o ferro de sucata sendo preferido. Sob as condições de operação típicas, o ferro irá reagir com óxidos quentes, silicatos e outros compostos de metais que têm uma menor afinidade para o oxigênio do que o ferro, para produzir uma massa fundida contendo os últimos metais em forma elementar. As reações típicas incluem: MeO + Fe ^ FeO + Me + calor (MeO)xSiO2 + x Fe ^ (FeO)xSiO2 + x Me + calor

[078]A temperatura do banho permanece alta através do calor exotérmico de reação e o calor de combustão. A temperatura pode ser mantida dentro de uma faixa em que a escória permanece líquida e a volatilização do chumbo e/ou estanho permanece limitada.

[079]Cada uma das reações de redução que ocorre no forno de fusão é reversível. Assim, a conversão realizada através de cada reação é limitada pelo equilíbrio definido em relações tais como as seguintes:

[080]No caso em que Me é cobre, K1 e K2 são elevados em temperaturas de reação normais e redução de compostos de cobre assim prossegue substancialmente para o término. No caso de chumbo e estanho, K1 e K2 são ambos relativamente baixos, mas o cobre na fase metálica, se presente em quantidades suficientes, pode extrair chumbo metálico e estanho da zona de reação de escória, reduzindo assim as atividades destes metais na escória e direcionando a redução do chumbo combinado e estanho até o término.

[081]A pressão de vapor de zinco é relativamente alta na temperatura de reação típica e uma maior proporção de zinco, em contraste com chumbo e estanho, pode ser prontamente volatilizada para fora do forno. Vapores de zinco que deixam o forno são oxidados por ar que pode, por exemplo, ser aspirado entre a boca do forno e a capa e/ou o cano de descarga. A poeira de óxido de zinco resultante é condensada e coletada por meio de sistemas de coleta de poeira convencionais.

[082]Em uma modalidade do processo de acordo com a presente invenção, a matéria-prima compreende, em relação ao peso seco total da matéria-prima, mais do que 50% em peso de metal total, de preferência pelo menos 51% em peso, mais preferivelmente pelo menos 52% em peso, ainda mais preferivelmente pelo menos 53% em peso, preferivelmente pelo menos 54% em peso, mais preferivelmente pelo menos 55% em peso, ainda mais preferivelmente pelo menos 56 % em peso, ainda mais preferivelmente pelo menos 57% em peso, preferivelmente pelo menos 58% em peso, mais preferivelmente pelo menos 59% em peso, e ainda mais preferivelmente pelo menos 60% em peso de metal total, preferivelmente pelo menos 65% em peso, mais preferivelmente pelo menos 70% em peso, ainda mais preferivelmente pelo menos 75% em peso.

[083]Em uma modalidade do processo de acordo com a presente invenção, a matéria-prima compreende ainda substâncias ou componentes selecionados dentre átomos de O e S, por exemplo, quando contido em óxidos e/ou sulfetos, quaisquer dos halogênios, carbono e material orgânico.

[084]A matéria-prima compreende uma parte metálica, isto é, a quantidade de metal total em % em peso, e tipicamente também uma parte não-metálica que representa o restante da matéria-prima. Verificamos que o restante da matéria-prima é preferivelmente principalmente selecionado entre átomos de O e S contidos em óxidos e/ou sulfetos, quaisquer halogênios, carbono e/ou material orgânico. Os requerentes preferem, além dos metais, que a matéria-prima compreende principalmente átomos de O e S, de preferência, quando contido em óxidos e/ou sulfetos, carbono ou material orgânico, tal como o maior tipo de plásticos, incluindo o PVC, porque o processo pode ser facilmente capaz de ligar com estas substâncias ou componentes adicionais, por exemplo, pela provisão de instalações de tratamento de gás de exaustão apropriadas. Mais preferivelmente, a matéria-prima contém, além dos metais, oxigênio, por exemplo, como parte de óxidos, carbono e/ou material orgânico, por causa da facilidade com a qual estes podem ser manipulados pelo processo. Mais preferencialmente, os requerentes preferem oxigênio na forma de óxidos metálicos, porque outros componentes podem trazer preocupações de emissão, por exemplo, como SO2 ou SO3, como CO ou CO2, dioxinas etc, e, portanto, simplificam qualquer tratamento dos gases de exaustão do forno.

[085]Em uma modalidade do processo de acordo com a presente invenção, a matéria-prima compreende, em relação ao peso seco total da matéria-prima, mais do que 2% em peso de estanho, preferivelmente pelo menos 4% em peso, mais preferivelmente pelo menos 6% em peso, ainda mais preferivelmente pelo menos 8% em peso, preferivelmente pelo menos 10% em peso, mais preferivelmente pelo menos 12% em peso, ainda mais preferivelmente pelo menos 14% em peso, ainda mais preferivelmente pelo menos 16% em peso de estanho, preferivelmente pelo menos 18% em peso, mais preferivelmente pelo menos 20% em peso, ainda mais preferivelmente pelo menos 22% em peso, ainda mais preferivelmente, pelo menos 24% em peso de estanho.

[086]Verificamos que uma quantidade maior de estanho na matéria-prima reduz o ponto de fusão da matéria-prima, com a vantagem de que o processo de acordo com a presente invenção é operável sobre uma faixa de temperatura mais ampla. Descobriu-se também que o metal estanho de alta pureza que pode eventualmente ser recuperado da solda bruta obtenível pelo processo de acordo com a presente invenção é maior em demanda em comparação com o metal condutor de alta pureza. Um maior teor de estanho nas correntes de processo da presente invenção aumenta assim o interesse econômico na solda bruta obtenível pelo processo de acordo com a presente invenção como uma matéria-prima adicional para recuperar metal estanho em alta pureza.

[087]Em uma modalidade do processo de acordo com a presente invenção, a matéria-prima compreende, em relação ao peso seco total da matéria-prima, menos do que 71% em peso de estanho, preferivelmente no máximo 69% em peso, mais preferivelmente no máximo 65% em peso, ainda mais preferivelmente no máximo 62% em peso, ainda mais preferivelmente no máximo 59% em peso, preferivelmente no máximo 56% em peso, mais preferivelmente no máximo 53% em peso, ainda mais preferivelmente no máximo 50% em peso, ainda mais preferivelmente menos que 50% em peso, preferivelmente no máximo 48% em peso, mais preferivelmente no máximo 46%, em peso ainda mais preferivelmente, no máximo 45% em peso, de preferência, no máximo 44% em peso, mais preferivelmente, no máximo 43% em peso, ainda mais preferivelmente no máximo 42,5% em peso, ainda mais preferivelmente no máximo 42% em peso de estanho, preferivelmente no máximo 41% em peso, mais preferivelmente no máximo 40% em peso, preferivelmente no máximo 38% em peso, mais preferivelmente no máximo 36% em peso, ainda mais preferivelmente no máximo 34% em peso, preferivelmente no máximo 32% em peso, mais preferivelmente no máximo 30% em peso, ainda mais preferivelmente no máximo 28% em peso de estanho.

[088]Verificamos que uma quantidade menor de estanho na matéria-prima melhora os processos de separação a jusante. Descobriu-se também que um menor teor de estanho da matéria-prima, traz a vantagem de que a solubilidade do cobre na matéria-prima é reduzida, o que leva a um menor teor de cobre nos produtos finais principais, tal como estanho e chumbo, após processamento a jusante adicional, por exemplo, por destilação a vácuo que aumenta o valor econômico destes produtos principais e/ou reduz a carga de remoção dos traços remanescentes de cobre em uma etapa adicional de processo de remoção de cobre a jusante.

[089]Em uma modalidade do processo de acordo com a presente invenção, a matéria-prima compreende, em relação ao peso seco total da matéria-prima, mais de 1,00% em peso de cobre, de preferência pelo menos 1,02% em peso, mais preferivelmente pelo menos 1,05% em peso, de preferência, pelo menos 1,07% em peso, mais preferivelmente pelo menos 1,10% em peso, ainda mais preferivelmente pelo menos 1,12% em peso, ainda mais preferivelmente pelo menos 1,15% em peso de cobre, de preferência pelo menos 1,17% em peso, mais preferivelmente pelo menos 1,19% em peso, ainda mais preferivelmente, pelo menos 1,20% em peso, de preferência, pelo menos 1,30% em peso, mais preferivelmente pelo menos 1,40% em peso, ainda mais preferivelmente pelo menos 1,60% em peso, mais preferivelmente pelo menos 1,80% em peso, ainda mais preferivelmente pelo menos 1,90% em peso de cobre.

[090]Verificamos que as quantidades de cobre, conforme especificado de acordo com a presente invenção, pode ser deixado na solda bruta sem destruir a utilidade da solda após a sintonização como uma matéria-prima adicional para uma etapa de destilação a vácuo, assim sem reduzir ou destruir significativamente o efeito que é obtido pela presente invenção, isto é, aumento do risco de uma etapa de destilação a vácuo realizada sobre a solda sintonizada, não seria capaz de operar em modo contínuo durante um período prolongado de tempo sem encontrar problemas de compostos intermetálicos compreendendo cobre que prejudiquem as operações de destilação. Verificamos que os problemas identificados podem ser reduzidos a um nível praticamente e economicamente aceitável quando as pequenas quantidades de cobre, conforme especificado, permanecem presentes na solda bruta de acordo com a presente invenção, quando usado depois da sintonização como matéria-prima para uma etapa de destilação a vácuo para separar pelo menos uma parte do condutor na corrente de solda.

[091]Em uma modalidade do processo de acordo com a presente invenção, a matéria-prima compreende, em relação ao peso seco total da matéria-prima, menos do que 10% em peso de cobre, preferivelmente no máximo 9% em peso, mais preferivelmente no máximo 8% em peso, preferivelmente no máximo 7% em peso, mais preferivelmente no máximo 6% em peso, e ainda mais preferivelmente no máximo 5,7% em peso, preferivelmente no máximo 5,5% em peso, mais preferivelmente no máximo 5% em peso, ainda mais preferivelmente no máximo 4,5% em peso, preferivelmente no máximo 4% em peso, mais preferivelmente no máximo 3,5% em peso, preferivelmente no máximo 3% em peso, mais preferivelmente no máximo 2,5% em peso, ainda mais preferivelmente no máximo 2% em peso de cobre.

[092]Verificou-se que quanto menor a concentração de cobre na matéria- prima, menor o risco de formação de compostos intermetálicos quando a solda bruta obtenível pelo processo de acordo com a presente invenção, após a sintonização, é submetida a destilação a vácuo. Descobriu-se ainda que quanto menor a presença de cobre na matéria-prima, mais baixa a concentração de cobre nas correntes de produtos a partir da destilação a vácuo a jusante. Isto reduz a carga na remoção adicional de cobre a partir destes fluxos em seu caminho ao se tornar novos produtos, em particular em termos de consumo de produtos químicos e em termos de quantidades de subprodutos formados.

[093]Em uma modalidade do processo de acordo com a presente invenção, a matéria-prima compreende, em relação ao peso seco total da matéria-prima, mais do que 0,02% em peso de antimônio, preferivelmente pelo menos 0,05% em peso, mais preferivelmente pelo menos 0,08% em peso, preferivelmente pelo menos 0,10% em peso, mais preferivelmente pelo menos 0,12% em peso, ainda mais preferivelmente pelo menos 0,14% em peso, ainda mais preferivelmente pelo menos 0,16% em peso de antimônio, preferivelmente pelo menos 0,18% em peso, mais preferivelmente pelo menos 0,20% em peso, ainda mais preferivelmente pelo menos 0,22% em peso, preferivelmente pelo menos 0,24% em peso, mais preferivelmente pelo menos 0,26% em peso, ainda mais preferivelmente pelo menos 0,28% em peso, preferivelmente pelo menos 0,30% em peso, mais preferivelmente pelo menos 0,32% em peso, ainda mais preferivelmente pelo menos 0,34% em peso, ainda mais preferivelmente pelo menos 0,36% em peso de antimônio.

[094]Verificamos que a matéria-prima pode conter quantidades mensuráveis e mesmo significativas de antimônio, dentro dos limites especificados, sem esta presença de antimônio trazendo uma deterioração significativa para a destilação a vácuo a jusante possível. Descobriu-se que isto proporciona uma liberdade extra de operação para a matéria-prima. Graças a essa tolerância de uma quantidade de antimônio na solda bruta obtenível pelo processo de acordo com a presente invenção, o processo de acordo com a presente invenção é capaz de aceitar uma matéria-prima na qual o antimônio está presente. O antimônio pode estar presente em uma variedade de cargas de alimentação primária e secundária para metais não ferrosos, bem como em muitos materiais de extremidade de vida. Antimônio pode, por exemplo, estar presente em chumbo que foi usado desde os tempos Romanos para encanamento. Estes materiais podem agora tornar-se disponíveis como materiais de demolição, muitas vezes em combinação com cobre para tubos e outros propósitos, e com estanho e chumbo para as conexões de solda. Permitir uma quantidade de antimônio na solda bruta obtenível pelo processo de acordo com a presente invenção, proporciona o processo de acordo com a presente invenção para aceitar tais materiais de extremidade-de-vida misturados na matéria-prima. Verificamos que concentrações significativas de antimônio são permitidas na solda bruta obtenível pelo processo de acordo com a presente invenção, sem isto criar dificuldades significativas para os processos a jusante.

[095]Em uma modalidade do processo de acordo com a presente invenção, a matéria-prima compreende, em relação ao peso seco total da matéria-prima, menos do que 5% em peso de antimônio, preferivelmente no máximo 4% em peso, mais preferivelmente no máximo 3% em peso, ainda mais preferivelmente no máximo 2% em peso, ainda mais preferivelmente no máximo 1,5% em peso, de preferência no máximo 1,00% em peso de antimônio, mais preferivelmente no máximo 0,95% em peso, ainda mais preferivelmente no máximo 0,9% em peso, preferivelmente no máximo 0,87% em peso, mais preferivelmente no máximo 0,85% em peso, ainda mais preferivelmente no máximo 0,8% em peso, ainda mais preferivelmente no máximo 0,75% em peso, preferivelmente no máximo 0,7% em peso, mais preferivelmente no máximo 0,65% em peso, ainda mais preferivelmente no máximo 0,6% em peso, preferivelmente no máximo 0,5% em peso, mais preferivelmente no máximo 0,4% em peso, ainda mais preferivelmente no máximo 0,35% em peso de antimônio.

[096]Verificamos que o antimônio pode ser deixado na matéria-prima, dentro de limites específicos, sem criar problemas quando a solda bruta obtenível pelo processo de acordo com a presente invenção é sintonizada e usada como matéria- prima para a destilação a vácuo a jusante. Verificamos que é importante manter a quantidade de antimônio abaixo do limite superior especificado, porque o antimônio também pode pelo menos parcialmente evaporar sob as condições de destilação. Se o nível de antimônio for maior, a quantidade de antimônio que deixa a etapa de destilação com o alto chumbo contendo produto elevado pode tornar-se significativa. A fim de obter o produto de chumbo primário de maior pureza, de acordo com os padrões industriais desejados, esta quantidade de antimônio precisa ser removida desta corrente de chumbo nas etapas de limpeza convencionais a jusante da etapa de destilação. Uma quantidade de antimônio acima do limite especificado aumenta a carga destas etapas de limpeza a jusante e aumenta a quantidade de correntes de subproduto contendo o antimônio. Uma vez que estas correntes de subproduto podem também contêm quantidades significativas de chumbo, este chumbo nos subprodutos não está terminando no produto primário de chumbo e, pelo menos, reduz a eficiência da operação global.

[097]Em uma modalidade do processo de acordo com a presente invenção, a matéria-prima compreende, em relação ao peso seco total da matéria-prima, mais do que 0,0004% em peso de bismuto, preferivelmente pelo menos 0,0005% em peso, mais preferivelmente pelo menos 0,0006% em peso, preferivelmente pelo menos 0,0007% em peso, mais preferivelmente pelo menos 0,0008% em peso, ainda mais preferivelmente pelo menos 0,0009% em peso, ainda mais preferivelmente pelo menos 0,0010% em peso de bismuto, preferivelmente pelo menos 0,002% em peso, preferivelmente pelo menos 0,003% em peso, mais preferivelmente pelo menos 0,004% em peso, ainda mais preferivelmente, pelo menos 0,005% em peso, de preferência, pelo menos 0,0075% em peso, mais preferivelmente, pelo menos 0,01% em peso, ainda mais preferivelmente pelo menos 0,0125% em peso, ainda mais preferivelmente pelo menos 0,015% em peso, preferivelmente pelo menos 0,020% em peso de bismuto.

[098]Em uma modalidade do processo de acordo com a presente invenção, a matéria-prima compreende, em relação ao peso seco total da matéria-prima, menor que 1,0% em peso de bismuto, preferivelmente no máximo 0,8% em peso, preferivelmente no máximo 0,6% em peso, mais preferivelmente no máximo 0,4% em peso, ainda mais preferivelmente, no máximo 0,2% em peso, e ainda mais preferivelmente, no máximo 0,1% em peso de bismuto, de preferência, no máximo 0,08% em peso, mais preferivelmente no máximo 0,06% em peso, ainda mais preferivelmente no máximo 0,05% em peso, preferivelmente no máximo 0,04 % em peso, mais preferivelmente, no máximo 0,03% em peso, ainda mais preferivelmente, no máximo 0,025% em peso de bismuto.

[099]Verificamos que bismuto pode ser deixado na matéria-prima, dentro de limites específicos. Verificamos que bismuto pode ser relativamente volátil sob as condições da etapa de destilação a vácuo. Alguns dos bismuto podem, portanto, encontrar sua forma nos produtos principais, a partir dos quais ele pode, então, ser removido de modo a obter um produto primário que atenda as especificações desejadas do produto. Esta remoção de contaminante a jusante consome produtos químicos e cria uma corrente de subproduto que contém também algum produto primário valioso. Mesmo se reciclada com sucesso, estas correntes de subproduto representam uma ineficiência de processo que é vantajosamente reduzida. Portanto, é mais vantajoso limitar a quantidade de bismuto na matéria-prima.

[0100]Descobriu-se ainda que o risco de formação de compostos intermetálicos potencialmente perturbadores é reduzido pelo controle da presença dos compostos acima mencionados, estanho, cobre, antimônio e bismuto, na matéria- prima entre os níveis mencionados.

[0101]Em uma modalidade do processo de acordo com a presente invenção, a matéria-prima compreende, em relação ao peso seco total da matéria-prima, menor que 1,0% em peso de arsênico, preferivelmente no máximo 0,8% em peso, mais preferivelmente no máximo 0,6% em peso, preferivelmente no máximo 0,4% em peso, mais preferivelmente no máximo 0,3% em peso, ainda mais preferivelmente no máximo 0,20% em peso, e ainda mais preferivelmente no máximo 0,185% em peso de arsênico, preferivelmente no máximo 0,18% em peso, mais preferivelmente no máximo 0,175% em peso, ainda mais preferivelmente no máximo 0,170% em peso, preferivelmente no máximo 0,15% em peso, mais preferivelmente no máximo 0,13% em peso, ainda mais preferivelmente no máximo 0,11% em peso de arsênico.

[0102]Nós preferimos manter as quantidades de arsênico na matéria-prima dentro de limites. Isto reduz a carga de remoção de arsênico a jusante de qualquer das correntes de produtos a partir de uma etapa de destilação a vácuo possível. Estas etapas de remoção a jusante usam produtos químicos e geram correntes de subproduto que contêm inevitavelmente algumas quantidades de metais valiosos tais como chumbo e/ou estanho. Mesmo se reciclado com sucesso, estes fluxos de subproduto representam uma ineficiência global do processo, e é vantajoso reduzir seu volume. A reciclagem pode também provocar problemas causados pelos produtos químicos nesses fluxos de subproduto, tal como um efeito corrosivo sobre materiais refratários usados no equipamento e em contato com as correntes de líquido quente.

[0103]Em uma modalidade do processo de acordo com a presente invenção, a matéria-prima compreende, em relação ao peso seco total da matéria-prima inferior a 2,0% em peso de níquel, de preferência no máximo 1,7% em peso, mais preferivelmente no máximo 1,5% em peso, ainda mais preferivelmente no máximo 1,2% em peso, ainda mais preferivelmente no máximo 1,0% em peso, de preferência, no máximo 0,8% em peso, mais preferivelmente, no máximo 0,6% em peso, de preferência, no máximo 0,50% em peso, mais preferivelmente, no máximo 0,45% em peso, ainda mais preferivelmente, no máximo 0,40% em peso, e ainda mais preferivelmente, pelo menos a maioria de 0,35% em peso de níquel, de preferência, no máximo 0,30% em peso, mais preferivelmente, no máximo 0,29% em peso, ainda mais preferencialmente, no máximo 0,28% em peso, de preferência, no máximo 0,26% em peso, mais preferivelmente, no máximo 0,24% em peso, ainda mais preferivelmente, no máximo 0,22% em peso, de preferência, no máximo 0,20% em peso, mais preferivelmente, no máximo 0,18% em peso, ainda mais preferivelmente, no máximo 0,16% em peso, de preferência, no máximo 0,14% em peso, mais preferivelmente, no máximo 0,12% em peso de níquel.

[0104]Verificamos que o risco de formação de compostos intermetálicos potencialmente perturbadores é reduzido pelo controle da presença dos compostos acima mencionados, arsênico e níquel, na matéria-prima abaixo de níveis inferiores. Níquel é um metal que está presente em muitas matérias primas disponíveis para a recuperação de metais não ferrosos, em particular em matérias primas secundárias, e especialmente em materiais de fim de vida. E é assim importante na recuperação de metais não ferrosos que o processo é capaz de cobrir com a presença de níquel. Além disso, os processos pirometalúrgicos para a recuperação de metais não ferrosos frequentemente consomem quantidades significativas de ferro como um processo químico. E é vantajoso poder utilizar materiais secundários contendo ferro para este propósito. Estes materiais, além de altas quantidades de ferro, também contêm pequenas quantidades de níquel. É vantajoso poder também lidar com uma certa quantidade destes tipos de processos químicos. Descobriu-se ainda que é preferido colocar o teor de níquel na matéria-prima para o processo de acordo com a presente invenção, ao invés de remover quantidades maiores de níquel a jusante. Tal remoção de níquel a jusante é tipicamente realizada junto com a remoção de arsênico (As) e/ou antimônio (Sb), e traz um risco para a geração de gases muito tóxicos arsina (AsH3) e/ou estibina (SbH3). A remoção de níquel para dentro dos limites especificados também reduz o risco a jusante para a geração de gases tóxicos, sendo assim também uma medida de segurança e de higiene industrial.

[0105]Em uma modalidade do processo de acordo com a presente invenção, a matéria-prima compreende, em relação ao peso seco total da matéria-prima, pelo menos 8% em peso de chumbo, preferivelmente pelo menos 10% em peso, mais preferivelmente pelo menos 15% em peso, ainda mais preferivelmente pelo menos 20% em peso, preferivelmente pelo menos 22% em peso, mais preferivelmente pelo menos 24% em peso, ainda mais preferivelmente pelo menos 26% em peso, ainda mais preferivelmente pelo menos 30% em peso de chumbo, preferivelmente pelo menos 33% em peso, mais preferivelmente pelo menos 36% em peso, ainda mais preferivelmente pelo menos 40% em peso de chumbo.

[0106]Em uma modalidade do processo de acordo com a presente invenção, a matéria-prima compreende, em relação ao peso seco total da matéria-prima no máximo 80% em peso de chumbo, de preferência, menos do que 79% em peso, mais preferivelmente, no máximo 75% em peso, ainda mais preferivelmente, no máximo 70% em peso, ainda mais preferivelmente no máximo 69% em peso, e ainda mais preferivelmente no máximo 68% em peso de chumbo, preferivelmente no máximo 65% em peso, mais preferivelmente no máximo 60% em peso, preferivelmente no máximo 55% em peso, mais preferivelmente no máximo 50% em peso, ainda mais preferivelmente no máximo 45% em peso, de preferência, no máximo 42% em peso, mais preferivelmente, no máximo 41% em peso, de preferência, no máximo 40% em peso, mais preferivelmente, no máximo 35% em peso, ainda mais preferivelmente, no máximo 30% em peso de chumbo. Os requerentes preferem operar com o teor de chumbo dentro dos limites prescritos, porque por um lado, oferece a vantagem de uma solda de alta densidade que facilita a separação por gravidade da solda fundida a partir da fase de escória, e por outro lado deixa espaço significativo para o metal estanho que é substancialmente mais valioso do que o chumbo, que é benéfico para o valor econômico adicionado ao processo de acordo com a presente invenção.

[0107]Em uma modalidade do processo de acordo com a presente invenção, a matéria-prima é caracterizada por uma proporção em peso chumbo/estanho (Pb/Sn) de mais de 0,50, de preferência pelo menos 0,52, com mais preferência de pelo menos 0,53, de preferência de pelo menos 0,54, mais preferivelmente pelo menos 0,55, ainda mais preferivelmente pelo menos 0,56, ainda mais preferivelmente pelo menos 0,57, preferivelmente pelo menos 0,60, mais preferivelmente pelo menos 0,65, ainda mais preferivelmente pelo menos 0,70, preferivelmente pelo menos 0,80, mais preferivelmente pelo menos 0,90.

[0108]Em uma modalidade do processo de acordo com a presente invenção, a matéria-prima é caracterizada por uma proporção de chumbo/estanho menor do que 4,0, preferivelmente no máximo 3,5, mais preferivelmente no máximo 3,2, ainda mais preferivelmente no máximo 3,1, preferivelmente no máximo 3,0, mais preferivelmente no máximo 2,9, e ainda mais preferivelmente no máximo 2,8, preferivelmente no máximo 2,5, mais preferivelmente no máximo 2,2, ainda mais preferivelmente, no máximo 2,0, de preferência no máximo 1,8, mais preferivelmente no máximo 1,6.

[0109]Os inventores descobriram que a escória restante compreende quantidades menores de estanho valioso quando a relação de chumbo/estanho está entre os níveis mencionados. Quando a proporção de chumbo/estanho da matéria- prima é muito baixa, isto é, abaixo de 0,5, mais materiais contendo chumbo são adicionados, de preferência, à matéria-prima até que seja obtida uma proporção de pelo menos 0,5. Os inventores descobriram, quando a matéria-prima compreende mais chumbo, que a quantidade relativa de estanho na solda bruta em relação à quantidade de estanho na matéria-prima é também maior. Os inventores descobriram, oferecendo mais chumbo junto com o estanho, que a recuperação de estanho no processo é melhorada, e menos do estanho disponível está terminando na escória. Os inventores descobriram que ter a relação de chumbo/estanho dentro dos limites prescritos melhora as várias etapas de separação no processo global que operam com base na gravidade.

[0110]Como detalhado acima, o processo de acordo com a presente invenção compreende a etapa a) e/ou etapa j) de construção de um banho líquido de fase metálica e/ou escória em um forno por aquecimento e fusão de pelo menos uma parte do estoque de alimentação, cuja matéria-prima é, de preferência, retida por uma peneira com uma abertura de peneira igual ou menor do que 3,0 mm.

[0111]Em uma modalidade do processo de acordo com a presente invenção, etapa a) e/ou etapa j) compreende ainda a adição de chumbo no forno, de preferência na forma de metal chumbo, restos de chumbo ou compostos de chumbo, de preferência óxidos de chumbo.

[0112]Os inventores descobriram que a adição de chumbo dilui o Sn tanto na fase metálica bem como na escória, caracterizado pelo fato de que a recuperação do Sn, disponível no forno, em solda bruta é melhorada. Os inventores descobriram ainda que o processamento a jusante da solda bruta é melhorado por uma presença de Pb mais elevada.

[0113]O forno como usado na etapa a) e/ou etapa j) do processo de acordo com a presente invenção pode ser qualquer forno conhecido na técnica de pirometalurgia tal como um forno Isasmelt, um forno Ausmelt, um conversor rotativo de sopro superior (TBRC) ou uma unidade de fundição.

[0114]Em uma modalidade, o forno como usado na etapa a) e/ou etapa j) do processo de acordo com a presente invenção é uma unidade de fundição.

[0115] Em um forno de fundição, os metais são fundidos, e orgânicos e outros materiais combustíveis são queimados. A unidade de fundição é, portanto, capaz de acomodar materiais brutos de qualidade muito mais baixa, que são usualmente mais abundantemente disponíveis em condições economicamente mais atraentes.

[0116]O processo de acordo com a presente invenção, executado em uma unidade de fundição, pode, assim, aceitar matérias-primas que alternam processos conhecidos na técnica, podem não aceitar, ou apenas aceitar em quantidades muito limitadas, podendo assim ser mais facilmente disponível em condições economicamente mais atraentes.

[0117]Os requerentes descobriram que uma etapa de fundição é altamente adequada, e ainda preferível, para a realização do processo de acordo com a presente invenção. A etapa de fundição oferece a vantagem de ser simples em operação e em equipamentos, portanto, economicamente vantajosa. A etapa de fundição traz a vantagem adicional de ser tolerante em termos de qualidade de matéria-prima. Uma etapa de fundição é capaz de aceitar matérias primas que são altamente diluídas e/ou contaminadas com uma ampla variedade de componentes, incluindo materiais orgânicos, borrachas, plásticos, tinta, madeira e semelhantes. Porque estas matérias primas misturadas e/ou contaminadas têm dificilmente qualquer outro uso final, elas podem ser supridas em condições economicamente muito atraentes. A capacidade de processamento destas matérias primas e a melhoria dos metais valiosos nele contidos é, portanto, de interesse para o operador do processo de acordo com a presente invenção.

[0118]Os inventores descobriram que o processo de acordo com a presente invenção é, de preferência, realizado em uma unidade de fundição, porque o processo de acordo com a presente invenção é então capaz de aceitar facilmente cargas de alimentação em forma finamente dividida sem quaisquer problemas operacionais. Uma vantagem adicional da utilização de uma unidade de fundição é que uma unidade de fundição é um aparelho razoavelmente simples e econômico, tipicamente consistindo de um grande forno em forma de cilindro que precisa ser capaz de se inclinar em torno de seu eixo sobre uma parte de um círculo completo.

[0119]Em uma modalidade do processo de acordo com a presente invenção, a parte ou parte da matéria-prima usada na etapa a) e/ou etapa j) compreende material sólido dividido e compreende no máximo 5% em peso de partículas que passam através de uma peneira com uma abertura de peneira de 2,0 mm, também conhecida como peneira de Malha 9, preferivelmente menor do que 5% em peso, mais preferivelmente no máximo 4% em peso, ainda mais preferivelmente, no máximo 3% em peso, ainda mais preferivelmente no máximo 2% em peso e ainda mais preferivelmente no máximo 1,0% em peso.

[0120]Em uma modalidade do processo de acordo com a presente invenção, a parte da matéria-prima usada na etapa a) e/ou etapa j) compreende no máximo 5% em peso de partículas que passam através de uma peneira tendo uma abertura de peneira de 2,38 mm, também conhecida como peneira de Malha 8, de preferência uma abertura de peneira de 2,83 mm, também conhecida como peneira de Malha 7, mais preferivelmente uma abertura de peneira de 3,36 mm, também conhecido como peneira de Malha 6, e de preferência inferior a 5% em peso, mais preferivelmente no máximo 4% em peso, ainda mais preferivelmente no máximo 3% em peso, ainda mais preferivelmente no máximo 2% em peso e ainda mais preferivelmente no máximo 1% em peso.

[0121]Observou-se que muitas das cargas de alimentação secundárias para recuperação de metal não ferroso estão principalmente disponíveis em forma finamente dividida, ou contêm porções significativas de pequenas partículas.

[0122]Os inventores descobriram que é vantajoso restringir a parte da matéria-prima que é usada na etapa a) e/ou etapa j) em termos de seu teor de material finamente dividido. Isto pode, por exemplo, ser obtido por peneiramento de pelo menos uma porção da matéria-prima antes de ser usada na etapa a) e/ou etapa j), e apenas utilizando a parte que é retida pela peneira conforme especificado. Outra possibilidade adequada é manter as matérias primas que são ricas em material finamente dividido separado de matérias primas que têm um teor de material reduzido ou não finamente dividido, e a utilização apenas da última para a introdução na etapa a) e/ou etapa j) do processo de acordo com a presente invenção.

[0123]A vantagem deste aspecto é que desse modo o risco é reduzido para que muitas das pequenas partículas na alimentação sejam sopradas para fora do forno no qual o banho líquido de metal fundido é construído como parte da etapa a) e/ou etapa j) e, portanto, não terminaria como parte do banho líquido. Em particular quando a matéria-prima é aquecida e/ou fundida pela combustão de um combustível líquido ou gasoso com ar e/ou oxigênio, a etapa a) e/ou a etapa j) pode ser caracterizada por um grande volume de gases de escape, e as velocidades de gás dentro do forno e no duto de exaustão de gás de combustão podem ser elevadas. O gás em alta velocidade é capaz de transportar rapidamente ao longo de pequenas partículas sólidas, sendo as menores as mais fáceis de serem carreadas. Partículas sólidas que são arrastadas com gases de exaustão do forno não participam mais na etapa do processo. Os mesmos criam uma carga extra no equipamento de tratamento de gás de exaustão, porque necessitam ser removidos antes dos gases de exaustão poderem ser liberados para a atmosfera. Quando recuperado, estas partículas sólidas ou pó, de preferência, precisam ser reprocessadas, ao invés de serem descartadas como resíduos.

[0124]Os inventores descobriram que, ao aumentar o tamanho de malha ou aberturas de peneiras, a fim de reter a matéria-prima para a etapa a) e/ou etapa j) traz o benefício de que a etapa a) e/ou a etapa j) podem ser operadas com velocidades de gás mais altas sem aumentar o risco de arraste de poeira a partir do forno para os gases de exaustão. Velocidades de gás mais altas significam que a entrada de energia no forno pode ser aumentada, e que a construção do banho líquido na etapa a) e/ou etapa j) pode ser menos demorada.

[0125]Em uma modalidade do processo de acordo com a presente invenção, as peças usadas como matéria-prima têm pelo menos duas dimensões que são menores do que 0,5 m. Isto traz a vantagem de que todas as peças podem passar facilmente uma abertura de alimentação típica de um forno para operar o processo da presente invenção, que é um quadrado de tamanho de 0,5 x 0,5 m.

[0126]Os inventores descobriram que o uso de uma matéria-prima que é retida por uma peneira com uma abertura de peneira prescrita, também evita possíveis problemas de higiene industrial associados com a poeira de matéria-prima no ambiente de trabalho e atmosfera.

[0127]Muitas das cargas de alimentação compreendendo Sn e/ou Pb valiosos estão disponíveis em forma finamente dividida. Por exemplo, a poeira de exaustão coletada em unidades de filtragem de pó de gases efluentes ou a saída de unidades de secagem onde as matérias primas de metal oxídico são misturadas, secas e peneiradas, com frequência contêm quantidades significativas de Sn e/ou Pb. As cargas de alimentação finamente divididas são preferivelmente não alimentadas na etapa a) e/ou etapa j) do processo de acordo com a presente invenção, devido às razões mencionadas acima. Os inventores descobriram, no entanto, que o processo de acordo com a presente invenção é capaz de aceitar cargas de alimentação finamente divididas sem problemas operacionais, tal como quando as cargas de alimentação finamente divididas são injetadas no banho líquido que está presente no forno durante a operação, de preferência, uma quantidade adequadamente e suficientemente grande de banho líquido está presente, mais preferivelmente, o banho líquido compreendendo uma camada de escória líquida, tal como quando um banho líquido foi construído a partir da matéria-prima de maior tamanho que é preferida para a etapa a) e/ou etapa j).

[0128]Em uma outra modalidade, o processo de acordo com a presente invenção compreende ainda a etapa de injeção, no banho líquido que foi formado na etapa a) e/ou etapa j), uma porção finamente dividida da matéria-prima, a porção de matéria-prima finamente dividida tendo um tamanho médio de partícula de no máximo 10 mm, de preferência no máximo 8 mm, mais preferivelmente no máximo 6 mm, ainda mais preferivelmente no máximo 5 mm, ainda mais preferivelmente no máximo 4 mm, preferivelmente no máximo 3 mm, mais preferivelmente um tamanho médio de partícula que é menor do que a abertura de peneira prescrita na caracterização da porção da matéria-prima preferida para a etapa a) e/ou etapa j). A parte de matéria- prima finamente dividida pode ser injetada na fase de metal fundido, se presente, e/ou na fase de escória de óxido metálico fundido, se presente. Prefere-se injetar a parte de matéria-prima finamente dividida abaixo do nível de líquido do banho líquido formado no forno após a etapa a) e/ou etapa j), de modo que o risco de arraste das pequenas partículas com a corrente de gás de escape do forno é reduzido. Isto traz a vantagem de que o processo é capaz de unir-se com matérias primas que estão disponíveis em forma finamente dividida. Existem muitas fontes de matérias primas finamente divididas adequadas. Como estes são menos aceitáveis em aplicações alternativas, a capacidade do processo de lidar com estes materiais de matéria-prima representa uma melhoria econômica mais elevada.

[0129]Em uma modalidade, a parte de matéria-prima finamente dividida é injetada na fase de escória líquida e acima da fase metálica do banho líquido. Isto traz a vantagem de que o material é facilmente incorporado no banho líquido, rapidamente funde e reage para formar o metal reduzido desejado e os componentes metálicos oxidados, que pode então facilmente encontrar suas formas nas respectivas fases líquidas de acordo com suas densidades. Esta característica traz a vantagem extra de que a injeção da parte de carga finamente dividida traz apenas uma pequena perturbação extra da formação das duas fases no banho líquido, isto é, a fase de fundo do metal fundido e a fase de topo da escória líquida.

[0130]Os inventores descobriram que a injeção da matéria-prima finamente dividida ou material na fase líquida de escória aumenta a absorção das partículas de matéria-prima finamente divididas na escória, aumentando o seu tempo de residência na fase líquida. Descobriu-se ainda que, de preferência, uma quantidade adequadamente e suficientemente grande de escória é feita antes da matéria-prima finamente dividida ser injetada. Os requerentes preferem injetar a parte ou material de carga finamente dividido no banho somente quando uma fase de escória sobrenadante contínua está presente no banho líquido. Isto traz a vantagem de que o risco é fortemente reduzido que uma parte significativa da parte de matéria-prima finamente dividida não seria retida no banho líquido, e deixar o forno com os gases de exaustão. Tipicamente, uma quantidade adequada de fase de escória para uma injeção conveniente de matéria-prima finamente dividida é 0,6 tonelada, preferivelmente 0,65 tonelada, mais preferivelmente 0,7 tonelada, por tonelada de metal no banho líquido.

[0131]Em uma modalidade do processo de acordo com a presente invenção, o material de parte de matéria-prima finamente dividido tem um tamanho médio de partícula de no máximo 3,36 mm, preferivelmente no máximo 2,83 mm, mais preferivelmente no máximo 2,38 mm, ainda mais preferivelmente no máximo 2,00 mm, ainda mais preferivelmente no máximo 1,68 mm, de preferência no máximo 1,50 mm, mais preferivelmente no máximo 1,30 mm, ainda mais preferivelmente no máximo 1,20 mm, ainda mais preferivelmente no máximo 1,10 mm, ainda mais preferivelmente no máximo 1,00 mm. Os requerentes descobriram que quanto menor as partículas de matéria-prima finamente divididas, menos as possíveis disposições alternativas para este material, e, portanto, maior a possível atualização que pode ser trazida pelo processo de acordo com a presente invenção. Os requerentes descobriram ainda que quanto menores as partículas de matéria-prima finamente divididas, mais reativas estas partículas, e mais rápida a mesma quantidade de matéria-prima pode ser processada no processo de acordo com a presente invenção.

[0132]A injeção da matéria-prima finamente dividida pode ser realizada por técnicas de injeção adequadas conhecidas por aqueles versados na técnica, por exemplo, por injeção com a ajuda de ar pressurizado.

[0133]Em uma modalidade, o banho líquido de metal fundido que é obtido na etapa a) e/ou etapa j) do processo de acordo com a presente invenção é mantida a uma temperatura de pelo menos 975° C, de preferência de pelo menos 1000° C, com mais preferência de pelo menos 1050° C, ainda mais preferivelmente pelo menos 1075° C, ainda mais preferivelmente pelo menos 1100° C, mais preferivelmente pelo menos 1125° C, ainda mais preferivelmente pelo menos 1150° C. Os requerentes descobriram que este limite inferior como especificado traz a vantagem de que a escória no forno permanece fluida e com uma viscosidade que permite prontamente o vazamento da escória do forno sem arraste significativo de partes da fase metálica fundida subjacente.

[0134]Em uma modalidade, o banho líquido de metal fundido que é obtido na etapa a) e/ou etapa j) do processo de acordo com a presente invenção, é mantida a uma temperatura de no máximo 1360° C, de preferência, no máximo 1340° C, mais preferivelmente no máximo 1320° C, ainda mais preferivelmente no máximo 1300° C, ainda mais preferivelmente no máximo 1280° C, preferivelmente no máximo 1240° C, ainda mais preferivelmente no máximo 1220° C. Os requerentes descobriram que o limite superior como especificado traz a vantagem de desgaste reduzido e/ou dano ao equipamento do forno que está em contato com o banho de líquido quente.

[0135]Como detalhado acima, o processo de acordo com a presente invenção compreende a etapa b) e/ou etapa k) no qual pelo menos um agente redutor é introduzido no banho líquido para reduzir pelo menos uma parte da forma de valência oxidada de estanho e/ou chumbo em estanho e/ou metal chumbo, respectivamente. Conforme estabelecido em outro lugar, a forma de valência oxidada de estanho e/ou chumbo é de preferência estanho e/ou óxido de chumbo.

[0136]Em uma modalidade preferida, o pelo menos um agente redutor é um material metálico que compreende pelo menos 25% em peso de cobre.

[0137]Agentes redutores preferidos para a etapa b) e/ou etapa k) são materiais metálicos contendo baixo teor de Cu. No contexto da presente invenção, o termo "materiais metálicos contendo baixo teor de Cu" significa materiais metálicos que contêm menos de 25% em peso de cobre, de preferência, materiais metálicos Sn e SnZn contendo menos de 25% em peso de cobre.

[0138]O termo "materiais metálicos" significa materiais dos quais o teor total de metal, em relação ao peso seco total do material, é prescrito de maneira idêntica à do teor total de metal da matéria-prima do processo de acordo com a presente invenção.

[0139]O agente redutor usado na etapa b) e/ou etapa k) do processo de acordo com a presente invenção é adicionado para reduzir possíveis óxidos de Sn e/ou Pb em seus metais e é tipicamente selecionado de carbono, metais menos nobres do que Sn e Pb, e cargas de alimentação secundárias ricas em Fe elementar, Al e/ou Si, de preferência cargas de alimentação secundárias ricas em metal Fe, Al e/ou Si. Tipicamente, qualquer metal silício presente no agente redutor preferido é secundário em quantidade ou incidental, devido ao fato de que os materiais ricos em metal silício são bastante escassos e podem encontrar-se facilmente uma disposição alternativa e maior de valor, em comparação com o seu uso como agente redutor no processo de acordo com a presente invenção.

[0140]Verificamos, com cargas de alimentação contendo componentes metálicos oxidados tais como óxidos de Cu, Sn, Pb e/ou Ni, que muitos destes componentes de óxido metálico podem ser reduzidos de imediato para liberar suas respectivas formas de metal livre introduzindo-se no interior do forno, e preferivelmente cargas de alimentação secundárias que são ricas em Fe elementar, Al e/ou Si, tais como ferro-silício (FeSi). Tais metais Fe, Al e/ou Si podem ser contaminados com Cu ou Sn adicionais, e podem assim ser correntes tendo um número limitado de opções de eliminação, tais como algumas das correntes de resíduos de fabricação de silício para usos finais eletrônicos. O metal Fe, Al e/ou Si é capaz de reagir com os óxidos dos metais mais nobres Cu, Sn, Pb, Ni. Como resultado desta reação, os metais menos nobres Fe, Al, Si serão oxidados, os seus óxidos terão tendência a se tornar parte da escória e ser prontamente separáveis do banho de metais reduzidos.

[0141]Descobriu-se ainda que o agente redutor adicionado, que é normalmente sólido, tipicamente flutua na interface entre a fase metálica líquida e a escória, exatamente na zona de reação onde pode funcionar otimamente como um agente redutor. Estas reações de oxidação/redução podem gerar calor suficiente para fundir a alimentação adicional e manter a temperatura no forno. Os inventores descobriram que Al e Si elementares proporcionam significativamente mais energia do que Fe, mas em concentrações excessivamente altas de Al e Si podem aumentar a viscosidade da escória. Os inventores descobriram ainda que a quantidade total e a composição global do agente redutor adicionado é de preferência ajustada em correspondência com a quantidade de metais alvos presentes no banho na forma de seus óxidos e que devem ser reduzidos, e também de preferência que a adição é realizada gradualmente e/ou intermitentemente, de tal maneira que a reação continua de maneira controlada a fim de manter uma operação estável.

[0142]Em uma modalidade do processo de acordo com a presente invenção, o pelo menos um agente redutor compreende cargas de alimentação secundárias ricas em Fe, tal como contendo pelo menos 20% em peso de Fe, preferivelmente pelo menos 30% em peso de Fe, mais preferivelmente pelo menos 40% em peso de Fe, ainda mais preferivelmente pelo menos 45% em peso de Fe. De preferência, estas cargas de alimentação secundárias não são somente ricas em Fe, mas ainda contêm algum Sn, tal como pelo menos 3% de Sn, preferivelmente pelo menos 5% em peso de Sn, mais preferivelmente pelo menos 10% em peso de Sn, e em adição, são bastante baixos em Cu, tal como no máximo 5% em peso de Cu, de preferência, no máximo 3% em peso de Cu, ainda mais preferencialmente, no máximo 1,5% em peso de Cu. Agentes redutores adequados nesta categoria podem, por exemplo, ser granulados de FeSn, disponíveis em vários graus de pureza, e que são frequentemente referidos como "cabeça dura", um termo que é bastante comumente usado no campo metalúrgico.

[0143]Convencionalmente, carbono tem sido usado com o agente redutor. Entretanto, os inventores descobriram que o carbono pode formar uma escória espumante que pode fazer com que o forno transborde. Além disso, o CO2 que é gerado na reação de redução, e que se escapa como gás quente proveniente do forno, representa uma significativa perda de calor. Os inventores descobriram, ainda, que no processo de acordo com a presente invenção, a reação de redução de Sn e/ou Pb de seus óxidos em metais, como resultado da adição de um agente redutor na etapa b) e/ou etapa k), pode ser pelo menos parcialmente conseguida pela introdução de cargas de alimentação secundárias ricas em Fe, de preferência contendo algum Sn, enquanto que é baixa em Cu, sem a formação de uma escória espumante ou que representa uma perda de calor. Os óxidos dos metais mais nobres na escória, tais como Sn e Pb, são reduzidos pela adição de metal Fe, por meio do qual o metal Fe se converte em uma forma oxidada que se desloca para o interior da escória sobrenadante, e mais metais nobres tais como Sn e Pb terminam na fase metálica mais pesada por baixo. Os inventores descobriram, ainda, para melhorar a cinética da reação, que a alimentação de metal Fe, de preferência, tem uma grande superfície específica. Portanto, são usadas, de preferência, folhas finas de sucata metálica, por exemplo, material residual de Fe/Sn tal como resíduo de produção a partir da indústria de latas de metal. Os materiais de rejeito a partir da indústria de latas de metal e/ou de latas metálicas após sua vida útil têm pouca ou nenhuma outra disposição útil e representam uma preocupação para o seu descarte como aterro.

[0144]Em uma modalidade, o pelo menos um agente redutor compreende areia contendo metal, tal como "areia de fundição".

[0145]Os inventores descobriram que tal areia de fundição ou areia de fundição contendo metal é bastante adequada como agente redutor na etapa b) e/ou etapa k) do processo de acordo com a presente invenção. Areia de fundição é uma corrente residual de fundições. Areia limpa, usualmente tratada com uma pequena quantidade de aglutinante orgânico, é usada para formar um molde, em que, então, o aço ou ferro vermelho-quente e líquido é fundido. O aglutinante orgânico queima substancialmente durante a fundição. Após o arrefecimento, a areia é de escoamento razoavelmente livre e o objeto metálico fundido é prontamente recuperado pela remoção da areia. Apenas uma parte desta areia pode ser reutilizada porque ela se tornou excessivamente contaminada com metal durante o processo de produção. Portanto, tem que ser descartada uma parte significativa. Esta areia contaminada é denominada areia de fundição. Areia de fundição tem pouca ou nenhuma outra disposição útil ou valiosa e, portanto, muitas vezes é aterrada. O descarte como aterro representa uma carga ambiental que está se tornando cada vez mais problemática para o operador de fundição. Verificamos que a areia de fundição é um agente redutor interessante na etapa b) e/ou etapa k) do processo de acordo com a presente invenção, devido à sua pronta disponibilidade a partir de um grande número de fontes e a falta de opções de eliminação alternativa de alto valor.

[0146]Como detalhado acima, o processo de acordo com a presente invenção compreende a etapa opcional c) e/ou etapa I) no qual é introduzida no forno pelo menos uma fonte de energia compreendendo pelo menos um metal sendo menos nobre do que Sn e Pb, e em que pelo menos um metal na fonte de energia é oxidado pela injeção de ar e/ou oxigênio no forno.

[0147]Em uma modalidade, etapa c) e/ou etapa I) está presente no processo de acordo com a presente invenção.

[0148]A fonte de energia conforme usada na etapa c) e/ou etapa I) do processo de acordo com a presente invenção é, de preferência, selecionada a partir do grupo que consiste de metais que são menos nobres do que Sn e Pb, em particular selecionado a partir de Fe elementar, Si, Mg, Zn, Al, Ca e Na, alternativamente também chamado de "metal" respectivo, e suas combinações.

[0149]Em uma modalidade do processo de acordo com a presente invenção, em que a etapa c) e/ou a etapa I) está presente, ar e/ou oxigênio é injetado no banho líquido, tipicamente na forma de ar enriquecido, mais preferivelmente como gás oxigênio purificado.

[0150]Verificamos que um metal menos nobre do que Sn e Pb é capaz de fornecer energia extra ao liberar o calor de oxidação enquanto reduz simultaneamente óxidos de Sn e/ou Pb em suas formas de metal elementar. Além disso, energia extra pode ser gerada pela injeção de uma forma adequada de gás oxigênio no banho líquido.

[0151]Os inventores descobriram que o gás oxigênio é preferivelmente injetado abaixo do nível de líquido no forno, isto é, diretamente no banho líquido. Isto traz a vantagem de um menor risco de perda de parte do oxigênio nos gases de exaustão e, assim, melhora a eficiência da injeção de oxigênio gasoso, aperfeiçoando assim a eficiência energética do processo.

[0152]Os inventores descobriram ainda que uma injeção de gás oxigênio, opcionalmente em combinação ou em mistura com gás natural, proporciona um modo independente e conveniente para controlar e ajustar independentemente a entrada total de energia para o interior do forno, controlando o fluxo de oxigênio. Sem a entrada de oxigênio, pura ou diluída, toda a entrada de energia deve ser enviada pela oxidação de metais adicionados ao forno. A taxa de entrada de energia não seria, então, facilmente controlável, o que representa um risco de cursos de temperatura. A manutenção de uma injeção de gás oxigênio para satisfazer parte dos requisitos de energia no forno, portanto, melhora a capacidade de controle da taxa de entrada de energia para o interior do forno, e reduz o risco de excursões de temperatura não controláveis com consequências possivelmente desastrosas.

[0153]Como detalhado acima, o processo de acordo com a presente invenção compreende a etapa d) e/ou etapa m) na qual a solda bruta é separada da escória.

[0154]Entende-se que a separação pode ser obtida por qualquer método adequado conhecido pelo versado na técnica.

[0155]Em uma modalidade do processo de acordo com a presente invenção, na etapa d) e/ou etapa m) a remoção do forno da solda bruta e/ou da escória é realizada por rosquear a solda bruta e/ou a escória como um líquido do forno.

[0156]Os inventores descobriram que, quando o forno é um forno de fundição, a solda bruta pode ser derivada durante e/ou no final da batelada ou campanha pela inclinação da unidade de fundição em uma direção, por meio do qual a solda bruta é deixada fluir através de um furo na parede de fundição para dentro de um recipiente adequado.

[0157]Em uma modalidade do processo de acordo com a presente invenção, em que na etapa d) e/ou etapa m) a solda bruta é derivada como um líquido a partir do forno, o processo compreende ainda a etapa de resfriamento/solidificação da solda bruta derivada por contato da solda bruta com água para obtenção de granulados de solda brutas.

[0158]Os requerentes descobriram que a solda bruta na forma de granulados é mais fácil de manusear e transportar em longas distâncias, tal como quando a solda bruta é melhorada em um aparelho separado que pode ficar localizado a uma longa distância a partir do ponto de produção.

[0159]Os inventores descobriram, ainda, quando o forno é um forno de fundição, que no final de uma batelada de produção, a escória pode ser derramada em uma panela através da abertura de carga da unidade de fundição, por inclinação da unidade de fundição, e, em seguida, resfriada/solidificada em contato direto com água, desse modo formando grânulos ou um produto granulado. O contato direto com a água garante um rápido arrefecimento, o que faz com que a solda termina como granulados de solda que são fáceis de manusear. Verificamos que a extinsão rápida é mais vantajosa em comparação com a solidificação lenta porque é muito mais rápida, requer menos espaço de gráfico e o produto é mais fácil de manusear. Descobriu-se ainda que é vantajoso usar uma quantidade de água que é suficiente para transportar os granulados de escória para o poço de granulação para sedimentação, e para reciclar pelo menos parcialmente a água. Os granulados de solda podem então ser removidos do poço de granulação por meio de um guindaste ou pá. Os granulados de solda podem ser vendidos ou melhorados.

[0160]Em uma modalidade, o processo de acordo com a presente invenção compreende ainda a etapa de recuperação de valores metálicos da escória a partir da etapa d) e/ou etapa m). Os requerentes descobriram que a escória da etapa d) e/ou etapa m) contém quantidades suficientes de estanho e/ou chumbo, e usualmente também de outros metais valiosos, tais como cobre ou zinco, para justificar a sua recuperação. A escória também é muito rica em metais lixiviáveis, de modo que um descarte de aterro da escória acarretaria precauções complexas a fim de evitar possíveis problemas de poluição de solo e/ou água de terra. A recuperação de valores metálicos da escória pode ser conseguida introduzindo-se a escória da etapa d) e/ou etapa m) em um processo pirometalúrgico para a produção de um metal não ferroso, tal como cobre, zinco ou níquel, preferivelmente para a recuperação de estanho e/ou chumbo na escória em um subproduto a partir da produção de metal não ferroso, que pode ser retornado para o processo de acordo com a presente invenção, na etapa a) ou a jusante do mesmo.

[0161]A escória da etapa d) e/ou etapa m) pode, por exemplo, ser reciclada durante uma campanha de produção de cobre, de preferência, no mesmo forno, particularmente quando os granulados de escória contêm quantidades significativas de metais úteis, tais como Pb e Sn.

[0162]Em uma modalidade, a etapa d) e/ou a etapa m) do processo de acordo com a presente invenção compreende ainda, antes da separação da escória da solda bruta e para a remoção de pelo menos uma porção da escória na etapa d) e/ou etapa m), a adição ao forno de uma quantidade de material particulado sólido inerte, de preferência areia (principalmente consistindo Em SiO2) ou escória gasta no topo da escória, tipicamente como um material de blindagem.

[0163]Os inventores descobriram que a quantidade de material particulado sólido inerte, tipicamente areia ou escória gasta, deve ser escolhido de modo que seja suficiente para a construção de uma camada sólida no topo do nível líquido na boca de saída do forno, isto é, suficiente para atuar como um material de blindagem. O material particulado sólido inerte é, de preferência, espalhado sobre o topo do nível líquido. O material sólido inerte é também de preferência adicionado apenas logo antes da escória ser removida do forno por "vazar" a fase de escória. Isto traz a vantagem de que menos do material sólido tem o tempo e a temperatura de exposição necessária para fundir e se mover para o interior do banho líquido, de modo que mais do material sólido permaneça disponível para formar a "blindagem", quando a escória é derramada, que retém outro material sólido que pode ser flutuante sobre o topo do banho líquido. Materiais particulados prontamente aceitáveis são materiais que não perturbam o equilíbrio de escória/metal, nem afetam significativamente as características de escoamento da fase de escória. Mais preferencialmente, os materiais particulados estão prontamente disponíveis em abundância e em baixo custo. Areia limpa é bastante adequada, e assim é uma forma granulada de escória final com alto ponto de fusão, tal como uma escória final de refino de cobre. Os inventores descobriram ainda que o material de blindagem pode formar uma concha na boca do forno, o qual impede o transbordamento de peças sólidas, não fundidas, que podem ser flutuantes sobre o líquido dentro do forno. Além disso, areia é uma fonte conveniente e facilmente disponível de dióxido de silício em pureza adequada para obter o resultado desejado sem prejudicar o processo de qualquer maneira. O dióxido de silício que termina na escória pode ser prontamente reciclado para uma etapa de fusão a montante, onde o dióxido de silício termina tipicamente no produto final de escória gasto da unidade de fundição, e em que o mesmo pode acarretar benefícios adicionais. Por preferência, o material particulado sólido inerte é distribuído sobre uma grande área da superfície do banho, de modo que ele alcança uma grande parte da escória flutuando no topo da solda bruta no banho líquido.

[0164]Nós preferimos que o material de blindagem está em uma forma finamente dividida, tal como um pó ou granulados. Os requerentes descobriram que uma forma finamente dividida mais prontamente distribui sobre a superfície do banho líquido.

[0165]Em uma modalidade, a etapa d) e/ou a etapa m) do processo de acordo com a presente invenção compreende ainda, antes da separação da escória e da solda bruta, a adição de um material de fluxo compreendendo SiO2.

[0166]Um material de fluxo altamente adequado contendo SiO2 é areia, porque é altamente rico em SiO2 e fontes de areia que é pobre em potencialmente perturbar outros compostos que podem ser facilmente encontrados. Entretanto, os requerentes descobriram que existem alternativas adequadas, algumas das quais estão disponíveis em condições economicamente ainda mais atraentes. O processo de acordo com a presente invenção é capaz de manusear material de fluxo que contém, além de SiO2, metais particulares, tais como Sn, Pb, Cu, Fe, Ni, e/ou óxidos dos mesmos. Estes metais, mesmo quando introduzidos como óxidos, podem ser recuperados como parte do processo global e, portanto, podem ser pelo menos parcialmente melhorados. Os requerentes descobriram, por exemplo, que vidro condutor (" vidro de cristal ") ou a forma de resíduos do mesmo, é um material de fluxo muito adequado para a etapa d) e/ou etapa m), enquanto este tipo de correntes de despejo tem dificuldades de descoberta de usos econômicos alternativos. Os requerentes descobriram que os tubos de raios catódicos (CRTs) usados em conjuntos de televisão de geração mais antiga, monitores para computadores e outros equipamentos eletrônicos, ou alvos de radar, são bem aceitáveis como fonte para material de fluxo adequado, e vantajosa porque a face do CRT é constituída tipicamente por vidro de chumbo espesso e pesado, em particular quando foi usado como parte de um produto de consumo.

[0167]Os inventores descobriram que a adição de um material de fluxo causa uma redução na temperatura de fusão da escória e/ou redução da viscosidade da escória (e assim aumentar a fluidez) a uma temperatura particular. Verificou-se, como um benefício adicional, que quantidades significativas de SiO2 também reduzem o teor de SnO2 da escória por acidificação da escória e, desse modo, empurrando a SnO2 para fora da escória, afetando a atividade de Sn02, que o óxido reduz rapidamente a Sn e, assim, se desloca para a fase metálica.

[0168]Descobriu-se ainda que a adição de SiO2 ao forno na etapa d) e/ou etapa m) converte FeO na escória em FeO-SiO2, de acordo com a seguinte reação 2 FeO + SiO2-> (FeO)2.SiO2.

[0169]Preferivelmente, conversão suficiente de FeO em (FeO)2-SiO2 é obtida a fim de reduzir e de preferência eliminar o risco de explosões quando a escória é removida do forno e granulada em contato com água. Sob as condições típicas de processo de granulação de escória, o FeO é capaz de agir como um catalisador para a decomposição de água em hidrogênio e oxigênio, enquanto (FeO)2.SiO2 é inativa para essa reação. A quantidade estequiométrica de SiO2 necessária para converter todo FeO é 1 mol de SiO2 para cada 2 moles de FeO, assim 0,42 gramas de SiO2 para cada 1 grama de FeO. Portanto, os requerentes preferem usar uma relação em peso de FeO/SiO2 de cerca de 2,4.

[0170]Em uma modalidade, o processo de acordo com a presente invenção compreende pelo menos um de um número de etapas adicionais nas quais a solda bruta obtida a partir da etapa d) e/ou etapa m) é ainda tratada ou "sintonizada" para se tornar uma solda sintonizada que é adequada como uma matéria-prima para a destilação a vácuo.

[0171]A solda bruta produzida pelo processo de acordo com a presente invenção é, de preferência, adicionalmente sintonizada para o ajuste de sua composição e, subsequentemente, submetida a uma etapa de destilação, de preferência, uma etapa de destilação a vácuo, em que o chumbo é removido por evaporação e uma corrente é remanescente que é enriquecido em Sn. A sintonização da solda bruta é realizada, de preferência, do modo que é descrito em maiores detalhes no nosso pedido de patente Europeu co-pendente EP-A-16190907.2, depositado em 27 de setembro de 2016.

[0172]Os requerentes apontam que as etapas d) e m) do processo de acordo com a presente invenção, em que a solda bruta se torna disponível, é tipicamente operada a uma alta temperatura, tipicamente muito maior do que 500° C, ao invés da faixa de 700-1000° C. O ponto do requerente é que qualquer destilação a vácuo a jusante para separar o chumbo da solda é tipicamente operada a uma temperatura ainda mais elevada. As temperaturas típicas para a remoção de chumbo de estanho por destilação a vácuo são de pelo menos 900° C, frequentemente tão altas quanto 1100° C.

[0173]Em uma modalidade, o processo de acordo com a presente invenção compreende ainda a etapa e) de resfriamento da solda bruta até uma temperatura de no máximo 825° C para produzir um banho contendo uma primeira corrente de sobrenadante que por gravidade se torna flutuante sobre uma primeira fase de solda sintonizada fundida líquida. De preferência, a solda bruta é resfriada até uma temperatura de no máximo 820° C, de preferência, no máximo 800° C, mais preferivelmente, no máximo 750° C, ainda mais preferivelmente no máximo 700° C, ainda mais preferivelmente no máximo 650° C, preferivelmente no máximo 600° C, ainda mais preferivelmente no máximo 550° C, preferivelmente no máximo 525° C, mais preferivelmente no máximo 500° C, ainda mais preferivelmente no máximo 450° C, preferivelmente no máximo 400° C, mais preferivelmente no máximo 370° C, ainda mais preferivelmente no máximo 360° C, preferivelmente no máximo 350° C, mais preferivelmente no máximo 345° C, ainda mais preferivelmente no máximo 330° C, preferivelmente no máximo 320° C, mais preferivelmente no máximo 310° C.

[0174]Descobriu-se ainda que, quando a trajetória de resfriamento é mais larga e/ou atinge temperatura mais baixa, que mais destes metais saem da solução e terminam na escória do sobrenadante. Quanto mais larga a trajetória de resfriamento, mais propensa a etapa de resfriamento torna-se para ser dividida em diferentes etapas sucessivas de resfriamento, de preferência combinadas com remoção de escória intermediária. Isto traz a vantagem de que menos escória pode precisar ser removida para a remoção da mesma quantidade de metais indesejáveis, e que a quantidade total de escória contém menos dos metais alvos do processo global, que são principalmente chumbo e/ou estanho, mas incluem também os vários metais preciosos que podem estar presentes na solda e sob circunstâncias particulares também o antimônio (Sb) que pode estar presente. Descobriu-se também que quanto mais resfriada a solda bruta, maior a sua densidade, que é benéfica para a separação por gravidade da escória, devido ao fato de que a escória é mais prontamente flutuante no topo da fase de metal líquido mais densa.

[0175]Os requerentes apresentam, portanto, que a etapa e) do processo de acordo com a presente invenção é contra-intuitiva. Os requerentes apresentam que o versado na técnica preferiria manter a solda à alta temperatura na qual ela foi produzida, possivelmente até mesmo o seu aquecimento, antes de ser submetido a uma etapa de destilação a vácuo para a separação de chumbo de estanho. Os requerentes descobriram, no entanto, que a etapa de resfriamento e) do processo de acordo com a presente invenção é capaz de se mover, sem a intervenção de quaisquer produtos químicos adicionais, uma parte significativa dos componentes na solda bruta que são indesejadas na alimentação de uma etapa de destilação a vácuo, em uma fase de escória sobrenadante, esta fase de escória ficando assim disponível para ser separada da fase de solda líquida. Os requerentes descobriram que esta etapa de resfriamento é um contribuinte significativo na criação de uma fase de escória separada rica nos componentes indesejados, deixando uma fase de solda líquida que contém menos desses componentes indesejados e que, portanto, é mais adequada para uma etapa de destilação a vácuo que encontra menos problemas operacionais causados pela possível formação de compostos intermetálicos durante a etapa de destilação. Os requerentes descobriram que a etapa de resfriamento é particularmente capaz de reduzir o teor de cobre, níquel, ferro e/ou zinco na fase de solda líquida remanescente. Descobriu-se também que quanto mais resfriada a solda bruta, maior sua densidade, que é benéfico para a separação por gravidade da escória, devido ao fato de que a escória é mais prontamente flutuante no topo da fase de solda líquida mais densa.

[0176]Em uma modalidade, o processo de acordo com a presente invenção compreende ainda a etapa g) de adicionar um metal alcalino e/ou um metal alcalino terroso, ou um composto químico compreendendo um metal alcalino e/ou um metal alcalino terroso, à solda bruta separada na etapa d) e/ou etapa m) ou para a primeira fase de solda sintonizada fundida líquida formada na etapa e) para formar um banho contendo um segundo sobrenadante de escória que por gravidade é flutuante sobre o topo de uma segunda fase de solda sintonizada fundida líquida. De preferência, a etapa g) é operada a jusante da etapa e), sobre a primeira fase de solda sintonizada em fusão líquida formada nessa etapa e).

[0177]Os requerentes apresentam que a etapa g) como parte do processo de acordo com a presente invenção reduz a concentração dos metais indesejados na fase de solda líquida por meio de destilação a vácuo. Esta etapa g), entretanto, consome produtos químicos, conforme especificado. Os requerentes se submetem, ao operar a etapa e) e g) em série com relação à corrente de solda bruta, de modo que a concentração de metais indesejados é ainda mais reduzida, de modo que a etapa de arrefecimento e) traz a vantagem extra de que a etapa de tratamento químico subsequente g) requer menos produtos químicos.

[0178]Em uma modalidade do processo de acordo com a presente invenção que inclui a etapa g), o processo ainda compreende a etapa h) de remover a segunda escória da segunda fase de solda sintonizada fundida líquida, formando assim uma segunda solda sintonizada.

[0179]O(s) produto(s) químico(s) especificado(s) para a etapa g) que atua como base, e esta base termina na escória que pode ser removida a jusante. A escória contém metais valiosos, e é de interesse econômica para recuperar estes metais das fases de escória separadas das fases líquidas de metal como parte do processo. Muitos dos processos de recuperação conhecidos para estes metais de tais correntes de escória são, no entanto, de natureza pirometalúrgica. Operam em temperaturas muito altas, de modo que a maior parte do aço de construção do equipamento que entra em contato com as correntes de processo de alta temperatura, é tipicamente protegida com material refratário. O(s) produto(s) químicos (s) usado(s) na etapa g), e terminando na fase de escória, são, no entanto, agressivos em relação aos materiais refratários mais tipicamente usados que são usados nas etapas típicas de processo de recuperação de metal não ferroso pirometalúrgico. Os requerentes apresentam que a etapa de resfriamento e), portanto, não somente contribui para a manutenção do nível do(s) produto(s) químico (s) introduzido na etapa g), mas também contribui para o nível de aceitação para a reutilização da escória separada a jusante da etapa g) a fim de recuperar os valores metálicos do mesmo por um processo pirometalúrgico.

[0180]Verificou-se que na etapa de resfriamento e) primariamente cobre, zinco, ferro e níquel podem se ligar quimicamente com estanho e que estes compostos podem vir flutuando no topo desde que a corrente líquida subjacente contenha chumbo suficiente, e assim tem uma densidade suficientemente alta.

[0181]Verificamos que o produto químico introduzido na etapa g) é capaz de ligar alguns dos metais indesejados, principalmente cobre e zinco, e isto em uma forma que também é prontamente flutuante sobre o topo como parte da segunda escória de sobrenadante.

[0182]Em uma modalidade, o processo de acordo com a presente invenção compreende a etapa f) de remover a primeira escória de sobrenadante da primeira fase de solda sintonizada fundida líquida formada na etapa e), desse modo formando uma primeira solda sintonizada, de preferência removendo a primeira escória sobrenadante antes da etapa de operação g), se a etapa g) estiver presente.

[0183]Nós preferimos remover a escória de cada etapa de tratamento de solda bruta antes de iniciar a etapa de tratamento subsequente. Verificamos que isto traz a vantagem de que a quantidade total de escória é menor quando comparada com a alternativa de deixar a escória de diferentes etapas combinar e remover toda a escória em conjunto no final das etapas de tratamento de solda bruta. A escória contém também algum estanho e/ou chumbo, e estas quantidades de metais valiosos são assim desvantajosamente removidas da corrente de metal que é alimentada à etapa de destilação a vácuo a jusante pretendida. Estas quantidades de metais valiosos também aumentam a carga de retrabalho da escória para recuperar os seus valores metálicos, incluindo o estanho e/ou chumbo entranhados, mas também incluindo os outros metais removidos da corrente de solda bruta pelo tratamento.

[0184]Em uma modalidade, o processo de acordo com a presente invenção compreende ainda a etapa i) de destilar a primeira solda sintonizada da etapa f) ou a segunda solda sintonizada da etapa h), por meio do qual o chumbo (Pb) é removido da solda por evaporação e um produto de topo de destilação e um produto de fundo de destilação são obtidos, de preferência por uma destilação a vácuo.

[0185]Os requerentes descobriram que a etapa de destilação i), a jusante de, ou em algumas das concretizações sendo uma parte de, o processo de acordo com a presente invenção é capaz de operar sem qualquer risco sério para a formação de compostos intermetálicos dentro do equipamento de destilação.

[0186]A etapa de destilação i) pode ser realizada sob pressões muito baixas, tal como não mais do que 50 Pa absoluto, possivelmente não mais do que 10-15 Pa, e frequentemente tão baixa quanto 0,1-5 Pa, em combinação com temperaturas relativamente altas de pelo menos 800° C, preferivelmente pelo menos 900° C. A destilação a vácuo da solda sintonizada pode ser realizada em bateladas, e tais técnicas de destilação a vácuo em bateladas foram apresentadas em CN101696475, CN104141 152, CN101570826, e em Yang et al, “Recycling of metals from waste Sn- based alloys by vacuum separation”, Transactions of Nonferrous Metals Society of China, 25 (2015), 1315-1324, Elsevier Science Press. A destilação sob vácuo da solda sintonizada pode também ser realizada em modo contínuo, e tais técnicas de destilação contínuas foram apresentadas em CN102352443, CN104651626 e CN104593614. De preferência, a destilação é realizada conforme descrito no pedido de patente Europeu co-pendente EP-A-16190907.2, depositado em 27 de setembro de 2016.

[0187]Em uma modalidade do processo de acordo com a presente invenção, compreendendo a etapa i), o produto de fundo de destilação da etapa i) compreende pelo menos 0,6% em peso de chumbo. Os requerentes preferem que o produto de fundo compreenda mais de 0,60% em peso de chumbo, preferivelmente pelo menos 0,65% em peso de chumbo, mais preferivelmente pelo menos 0,70% em peso de chumbo, ainda mais preferivelmente pelo menos 0,75% em peso de chumbo, de preferência, pelo menos 0,80%, em peso de chumbo, de preferência, pelo menos 1,0% em peso, mais preferivelmente, pelo menos 1,5% em peso, ainda mais preferivelmente pelo menos 2,0% em peso, preferivelmente pelo menos 3,0% em peso, mais preferivelmente pelo menos 4,0% em peso, ainda mais preferivelmente pelo menos 5,0% em peso, e ainda mais preferivelmente pelo menos 6,0% em peso de chumbo.

[0188]Acredita-se que teores mais elevados de Pb que permanecem no produto de fundo da destilação podem atuar como um solvente extra, por exemplo, para a quantidade de antimônio, que pode estar presente na solda sintonizada. Este efeito de solvência pode ser o benefício da separação na etapa de destilação. O alvo primário da etapa de destilação a vácuo i) é o de evaporar chumbo (Pb) e para produzir um produto de topo contendo chumbo que é adequado para ser limpo ainda por meios convencionais para produzir um produto de chumbo de alta pureza, assim chamado "chumbo mole". Acredita-se que a saída de uma quantidade de chumbo no produto de fundo da etapa de destilação ajuda a atingir esse objetivo, proporcionando uma fase líquida que permanece atraente para muitos dos metais que não o chumbo, e assim reduzindo o desejo desses metais que se tornem voláteis, assim como sua tendência a escapar da fase líquida e terminar no produto de topo da etapa de destilação. Acredita-se que este benefício é aumentado ao deixar uma concentração mais elevada de chumbo no produto de fundo da etapa de destilação. Acredita-se que este benefício é particularmente importante para qualquer antimônio que esteja presente na solda sintonizada de acordo com a presente invenção.

[0189]Descobriu-se ainda que os problemas da formação de compostos intermetálicos durante a destilação a vácuo da solda sintonizada na etapa i) são adicionalmente aliviados ao deixar uma presença mais importante de chumbo no produto de fundo da etapa de destilação. Acredita-se que a maior quantidade de chumbo tem um impacto benéfico sobre a manutenção dos melhores metais potencialmente danosos em solução e redução de sua tendência para a formação de compostos intermetálicos potencialmente perturbadores durante a etapa de destilação a montante. Sem se ater à teoria, acredita-se que este efeito pode ser baseado em diluição, mas suspeita-se que pode haver fatores adicionais desempenhando um papel na redução do risco de formação de compostos intermetálicos sob as condições que ocorrem na etapa de destilação a vácuo.

[0190]O produto de fundo pode ser ainda purificado em uma etapa de purificação, que remove pelo menos parte de contaminantes remanescentes como prata, formando assim uma corrente de estanho purificada. Por exemplo, através do uso de uma técnica tal como descrito em CN102534249, que descreve uma operação cristalizadora de 4 etapas para purificação de uma corrente de estanho bruto pela remoção de prata.

[0191]O destilado de chumbo pode ser ainda purificado em uma etapa de purificação, que remove pelo menos parte de contaminantes remanescentes tais como arsênico e estanho, assim formando uma corrente de chumbo purificada. Por exemplo, utilizando-se uma técnica tal como escorificação.

[0192]Em uma modalidade, o processo de acordo com a presente invenção compreende a etapa j) de reprocessamento da escória da etapa d) e/ou da etapa m) em uma corrida ou campanha de produção pirometalúrgica para a produção de um concentrado de cobre.

[0193]Com "concentrado de cobre", significa-se um produto metálico que compreende pelo menos 50%, em peso, de cobre, de preferência, pelo menos 75%, em peso, de cobre.

[0194]O reprocessamento da escória da etapa d) e/ou da etapa m) pode ou não ser operado no mesmo equipamento que o processo de acordo com a presente invenção. Os inventores descobriram que o reprocessamento proporciona um meio para a recuperação do Sn e/ou Pb que tipicamente permaneceu na escória, porque a escória está em uma fase de equilíbrio com a solda bruta no momento em que as duas fases líquidas são separadas uma da outra como parte da etapa d) e/ou etapa m).

[0195]Em uma realização, o processo de acordo com a presente invenção é operado como uma campanha, e a campanha é seguida no mesmo equipamento por uma campanha para produzir um concentrado de cobre ou uma campanha para a recuperação de correntes de cobre de maior pureza a partir de um concentrado de cobre, em conjunto referido como "campanha de produção de cobre".

[0196]Uma campanha compreende, de preferência, várias bateladas consecutivas que têm uma natureza muito similar. O processo de acordo com a presente invenção é preferivelmente operado em ciclos consecutivos, por meio do qual, após a remoção do forno, pelo menos uma porção da solda bruta e/ou da escória, novamente etapa a) é realizada introduzindo-se novamente uma porção da matéria-prima no forno e fundindo-se a parte de matéria-prima adicionada para aumentar novamente o volume do banho líquido. Subsequentemente, as etapas b) e c) e d) podem ser repetidas. Vantajosamente, a etapa b) pode ser realizada ao mesmo tempo que a etapa a), e o agente redutor pode assim ser introduzido junto com a porção de matéria-prima da etapa a). Também, a etapa c), se presente, pode ser realizada junto com a etapa b), e opcionalmente também junto com a etapa a). O mesmo pode ser executado com relação às correspondentes etapas j)-m). Quando as reações alvo progrediram suficientemente, a separação na etapa d) e/ou etapa m) pode ser deixada acontecer, e pelo menos uma das fases líquidas pode, ser pelo menos parcialmente, removida do forno, após o que mais uma vez mais matéria-prima pode ser introduzida no forno como uma repetição de outra etapa a), pelo que tipicamente uma quantidade de líquido permaneceu no forno quando da partida da nova etapa a). No final das operações de batelada final de 2 ou 3 de uma campanha de solda bruta, os requerentes preferem somente usar a solda bruta e deixar o acúmulo de líquido de escória. Uma campanha de produção de solda bruta é então de preferência finalizada por alimentação, fusão e reação de materiais que são particularmente ricos em chumbo, e mais pobres em estanho, conforme explicado em outro lugar neste documento. Deste modo, Sn é retirado da fase de escória e/ou extraído do revestimento do forno, e recuperado na solda bruta final a partir da última corrida de batelada. De preferência, esta "lavagem" com chumbo é repetida várias vezes, antes do equipamento ser liberado para outro tipo de operação, tal como uma campanha de produção de cobre.

[0197]O processo de acordo com a presente invenção, de preferência, começa com uma quantidade significativa de metal fundido no forno, como resultado de uma corrida anterior no mesmo equipamento. O metal restante pode, por exemplo, ser o restante de uma etapa de lavagem, após uma campanha de produção de cobre, conforme explicado em outro lugar neste documento.

[0198]Os requerentes descobriram que o processo de acordo com a presente invenção é convenientemente operado como uma ou mais campanhas no equipamento que também é capaz de produzir um concentrado de cobre contendo pelo menos 70% em peso e tipicamente 75% em peso de Cu, frequentemente referido como cobre preto, e/ou em equipamentos que podem também ser capazes de se recuperar a partir de tal concentrado de cobre, mesmo correntes de cobre de maior pureza, algumas vezes referidas como cobre do tipo ânodo.

[0199]Um aparelho adequado para operar uma operação combinada compreendendo as duas campanhas diferentes é um forno de fundição. Um forno de fundição traz a vantagem de ser relativamente simples e geralmente representa um custo de investimento significativamente mais baixo em comparação com alternativas mais complexas. Um aparelho adequado para o processamento de um concentrado de cobre para recuperar a partir do mesmo uma corrente de cobre de pureza ainda mais elevada é um conversor rotativo de sopro superior (TBRC).

[0200]De preferência, a escória da etapa d) e/ou da etapa m) é reprocessada no processo de cobre preto ou campanha, principalmente para a recuperação de seu teor de Sn e/ou Pb, bem como para a recuperação de qualquer cobre que possa ainda estar presente na escória. O Sn e Pb podem ser recuperados em uma escória da produção de cobre preto, e o cobre pode ser recuperado como parte do próprio cobre preto. Qualquer Fe e/ou SiO2 na escória da etapa d) e/ou etapa m) pode facilmente deixar o processo como parte da escória final da produção de cobre preto.

[0201]Em uma modalidade do processo de acordo com a presente invenção, operado como uma campanha e a campanha sendo seguida no mesmo equipamento por uma produção de cobre, como parte da transição da campanha de produção de solda bruta para a campanha de produção de cobre, o equipamento é submetido a pelo menos uma etapa de lavagem. A etapa de lavagem entre as duas campanhas tem a finalidade de reduzir a quantidade de contaminação cruzada entre as duas campanhas, de preferência reduzindo a quantidade de estanho (Sn) que é perdida para a campanha de produção de solda bruta e mostra como um contaminante na campanha de produção de cobre.

[0202]Os requerentes preferem realizar a etapa de lavagem como segue:

[0203]1) no final da campanha de solda bruta tanto quanto possível da escória e da solda bruta é removida, tipicamente drenada como produtos líquidos, do forno e do equipamento auxiliar relevante,

[0204]2) materiais contendo chumbo, de preferência materiais ricos em chumbo, são introduzidos no forno, cujos sólidos são fundidos no forno, e o teor de forno líquido é agitado e trazido tanto quanto possível em contato com as paredes internas do forno, tipicamente representadas por materiais refratários, e

[0205]3) O chumbo fundido é drenado do forno e equipamento auxiliar relevante.

[0206]De preferência, a etapa de lavagem é realizada duas ou três vezes.

[0207]Os requerentes descobriram que o material fundido contendo chumbo fundido é capaz de extrair outros metais que podem ser adsorvidos no revestimento refratário do forno. O condutor líquido é assim capaz de limpar o forno, isto é, para remover metais que não Pb que são menos desejados durante uma campanha de produção de cobre.

[0208]Quando as operações no forno retornaram de uma campanha de produção de cobre para uma campanha de produção de solda bruta, o equipamento pode também ser lavado a fim de reduzir a quantidade de Cu que pode ainda estar presente no equipamento e, portanto, riscos de terminar na solda bruta, por meio da introdução de uma segunda etapa de lavagem, após a drenar o quanto for possível da fase metálica de cobre. Os requerentes descobriram que tal segunda etapa de lavagem é menos crítica e pode convenientemente ser pulada.

[0209]De preferência, tal segunda etapa de lavagem compreende uma diluição da alimentação a pelo menos uma das últimas bateladas de produção de cobre, a fim de baixar o teor de Cu da fase metálica de cobre remanescente no forno após a drenagem. A fase metálica de cobre assim produzida, dependendo da sua composição, pode ser reprocessada em um outro processo adequado. Alternativamente, a segunda etapa de lavagem depois de uma campanha de produção de cobre é feita similar à etapa de lavagem realizada após a campanha de produção de solda bruta e compreende a alimentação de materiais ricos em Pb, de preferência, de material de sucata de Pb, após tanto quanto possível da fase metálica de cobre drenada do forno. Esta adição de materiais ricos em chumbo aciona mais do Cu remanescente presente no forno na fase metálica antes que o último seja removido. A fase metálica produzida a partir desta segunda etapa lavagem, opcionalmente de uma sequência de seus vários, compreendendo Cu, junto com Pb e possivelmente algum Sn. Esta fase metálica é derivada e, dependendo de sua composição, é de preferência reprocessada em um processo adequado para recuperação de metais valiosas.

[0210]Os inventores descobriram que o reprocessamento da escória da campanha de produção de solda bruta durante a campanha de produção de cobre preto traz a vantagem de que qualquer Zn pode estar presente nas cargas de alimentação da campanha de produção de solda bruta pode terminar na escória da campanha de produção de cobre preto, e durante a campanha de cobre preto pode ser fumada a partir do conteúdo do forno. O Zn pode assim ser facilmente removido do processo global e convenientemente pode ser recuperado como pó (ZnO) dos gases de exaustão. Qualquer Cd presente nas cargas de alimentação pode também ser removido do processo global da mesma maneira e ser coletado na fase de pó como óxido de cádmio junto com o ZnO.

[0211]Em uma modalidade, o processo de acordo com a presente invenção compreende ainda a adição na etapa c) e/ou etapa I) de óxidos de metais que são mais nobres do que Zn, tal como PbO.

[0212]Os inventores descobriram, por adição de metais que são mais nobres do que Zn, que Zn pode ser convertido em seu óxido durante a etapa c) e/ou etapa I), em que o óxido de zinco é então empurrado para a escória. A escória da etapa d) e/ou da etapa m), que compreende o ZnO, pode então ser reprocessada no processo ou campanha de cobre preto, durante o qual uma parte significativa do ZnO pode ser pirogenada e recuperada. Durante a combustão, O ZnO é tipicamente primeiro reduzido a Zn que evapora e se oxida novamente em contato com a atmosfera de forno oxidante, formando novamente ZnO em forma particulada que é então evacuada com os gases de exaustão e pode ser prontamente recuperada como pó de ZnO enquanto que a parte restante do ZnO original na fase líquida termina na escória do processo de cobre preto ou campanha. A re-oxidação do Zn na atmosfera do forno gera calor, que pode ser parcialmente usado para aquecer o revestimento refratário do forno, desse modo aumentando a temperatura da escória e aumentar a taxa de remoção de ZnO para uma dada concentração na escória. Verificou-se que a temperatura do banho de escória para realizar uma taxa de fumigação conveniente é, de preferência, pelo menos 1200° C. Entretanto, descobriu-se que a temperatura de preferência não deve exceder 1300° C, a fim de reduzir o desgaste do revestimento refratário do forno.

[0213]Inevitavelmente, a fase metálica ainda compreende metais tais como Zn e Cd que são considerados como sendo contaminantes na solda bruta. Portanto, Zn e Cd são, de preferência, são ainda removidos da fase metálica de maneira eficiente.

[0214]Em uma modalidade, o processo de acordo com a presente invenção compreende ainda como parte da etapa c) e/ou etapa I) o vazamento de Zn para fora da fase metálica no forno e a sua coleta como pó de ZnO no gás de exaustão do forno.

[0215]De preferência, este pó de ZnO obtido como parte da etapa c) e/ou etapa I) do processo de acordo com a presente invenção é reprocessado em uma corrida de produção de composição de solda subsequente, com a finalidade de recuperar o Sn presente neste pó de ZnO. Os inventores descobriram que o reprocessamento do pó de ZnO é mais vantajoso do que a venda do pó como tal a instalações de processamento de Zn, porque a poeira compreende, tipicamente, outros contaminantes que podem ser indesejáveis no processo de produção de Zn a jusante. Por exemplo, o pó de ZnO pode compreender halogênios, principalmente cloro, que, de preferência, se concentram nesta poeira. Antes de ser reprocessado em uma corrida de produção de composição de solda, em um nível específico de halogênios, este pó é, portanto, preferivelmente lavado para remover halogênios, em particular cloro. Além disso, verificamos que o cádmio (Cd) tende a concentrar-se nesta poeira, e que não é tipicamente lavado em conjunto com os halogênios. Quando o nível de Cd no pó de ZnO é maior do que o que é aceitável no processo de produção de Zn, é mais vantajoso reprocessar o pó de ZnO por adição da poeira ao banho líquido de uma corrida de processo de cobre preto, tal que qualquer Sn (e também Pb) que esteja presente neste pó de ZnO remanescente pode, pelo menos, ser recuperado.

[0216]Os inventores descobriram que, a fim de limitar o teor total de halogênio na poeira do gás de escape, isto é, a poeira contendo ZnO, até no máximo 10% em peso, em relação ao peso seco total da poeira contendo ZnO, a matéria-prima compreende, de preferência, um teor limitado de halogênios, principalmente de Cl, Br, F, mais preferivelmente de cloro (Cl).

[0217]Em uma modalidade do processo de acordo com a presente invenção, a matéria-prima para o processo compreende, no máximo, 2,0% em peso de halogênios, de preferência, inferior a 1,5% em peso. Os halogênios que devem ser limitados como especificado é o total de Cl, Br e F juntos, mais preferivelmente o limite prescrito se aplica apenas a cloro.

[0218]Os inventores descobriram ainda que os halogênios tendem a levar outros metais do que o Zn nos gases de escape, formando os cloretos que são voláteis nas condições de operação, tais como SnCI2, e, portanto, criar o risco de que quantidades significativas de metais valiosos sejam perdidas no pó de gás de exaustão, que, no máximo, são reprocessados e, assim, representam uma ineficiência de processo. Além disso, verificamos que halogênios também podem conduzir à formação de material pegajoso, não-permeável, a poeira de exaustão sobre o tecido dos filtros contra poeira e, portanto, pode causar problemas técnicos no equipamento de tratamento de gás de exaustão, condensando-se como fases líquidas e subsequente solidificação em locais mais frios.

[0219]Deve-se entender que todas as definições e preferências, conforme descrito acima, se aplicam igualmente para todas as modalidades adicionais, conforme descrito a seguir.

[0220]Em uma modalidade, o processo de acordo com a presente invenção é operado em modo semi-batelada e compreende as seguintes etapas:

[0221]j) introdução, após a etapa d) e/ou etapa m), de pelo menos uma porção adicional da matéria-prima no forno compreendendo um banho líquido de fase metálica e/ou escória de óxido metálico fundido, desse modo aumentando o volume de líquido no forno;

[0222]k) introdução no forno, como agente redutor, material que contém quantidades significativas e, de preferência, efetiva, quantidades da forma elementar de pelo menos um metal que é menos nobre do que Sn e Pb, de preferência de Fe elementar , Al e/ou Si (alternativamente denominado metal Fe, Al e/ou Si), e por sua oxidação, redução de óxidos de estanho e/ou chumbo na sua forma de metal elementar, alterando assim a composição da fase metálica e/ou da fase de escória no forno;

[0223]I) opcionalmente introduzir no forno pelo menos uma fonte de energia compreendendo um material combustível e/ou pelo menos um metal que é menos nobre do que Sn e Pb, e oxidar o material combustível e/ou o pelo menos um metal na fonte de energia pela injeção de ar e/ou oxigênio no forno;

[0224]m) separar a solda bruta obtida na etapa k) e/ou I) da escória e remover do forno pelo menos uma parte da solda bruta e/ou da escória; e

[0225]n) repetição do processo de partida a partir da etapa j) ou etapa a).

[0226]Os inventores descobriram que a composição da escória e/ou fase metálica no forno pode ser ajustada pela introdução de materiais que contêm quantidades significativas da forma elementar de pelo menos um metal que é menos nobre do que Sn e Pb, de preferência de metal Fe, Al e/ou Si elementar, a fim de alterar a distribuição dos diferentes metais que estão presentes no forno entre a fase de escória e a fase metálica que pode ser afetado pela oxidação do metal menos nobre a um óxido. Os requerentes descobriram que esta reação de menos metal nobre também traz energia para o conteúdo do forno, energia que não precisa ser suprida por uma fonte de energia e um oxidante, como parte da etapa c) e/ou etapa I).

[0227]Embora uma longa lista de metais se qualifique como sendo menos nobre do que Sn e Pb, os requerentes preferem usar Fe, Al e/ou Si na etapa k), porque estes oferecem o melhor equilíbrio de disponibilidade, reatividade e capacidade de controle do fornecimento de energia no banho líquido.

[0228]Os requerentes adicionam que alumínio elementar (Al) é listado acima como um metal adequado a ser introduzido como parte da etapa k), mas que o uso de Al nesta etapa introduz os mesmos riscos de segurança e de higiene industrial, devido à presença de antimônio (Sb) e arsênico (As), de algum ponto a jusante, formando o gás estibina altamente tóxico (SbH3) ou arsina (AsH3), conforme explicado acima neste documento, no contexto do processo "cuprosilício". O uso de Al pode, portanto, somente ser acompanhado de medidas de segurança muito rigorosas e complexas a jusante do processo de acordo com a presente invenção. Os requerentes descobriram, portanto, que Al não é o metal elementar preferido a ser adicionado como parte da etapa k) e que os metais preferidos a serem adicionados na etapa k) são ferro e silício, com a vantagem principal de evitar esses riscos de segurança e de higiene industrial.

[0229]Quando o processo de acordo com a presente invenção é executado em modo de semi-batelada, significa que o forno normalmente não é totalmente esvaziado por toda a campanha, por exemplo, durante um período tão longo quanto 1,5-2 anos. Os inventores descobriram que é vantajoso manter uma quantidade mínima de banho líquido no forno, por exemplo, em um forno de fundição típico com um teor de forno total de 88 toneladas, uma quantidade mínima de 55 toneladas é preferida. Os requerentes preferem deixar para a etapa de processo subsequente uma quantidade significativa de volume líquido no forno, preferivelmente pelo menos 10% do volume de forno interno de forno disponível, mais preferivelmente pelo menos 15% de volume.

[0230]Os requerentes preferem também que a fase de metal fundido que esteja presente no forno no início da etapa a) ou da etapa j) contém pelo menos 1% em peso de pelo menos um metal elementar que é menos nobre do que Sn e Pb, preferivelmente pelo menos 2% em peso, mais preferivelmente pelo menos 3% em peso, ainda mais preferivelmente pelo menos 4% em peso, ainda mais preferivelmente, pelo menos 5% em peso. Os requerentes preferem que esta presença mínima se aplique à presença de ferro (Fe). Isto traz a vantagem, quando da adição de matéria-prima contendo Sn e/ou óxido de Pb, que a redução destes componentes de matéria-prima em Sn e/ou Pb elementares pode começar imediatamente após a adição do respectivo óxido. Uma outra vantagem é que esta reação redox é exotérmica, e assim traz energia para o banho líquido, que é útil para a fusão de matéria-prima adicionada adicional, que é tipicamente adicionada como um sólido, tipicamente melhor frio, se não à temperatura ambiente. A presença deste metal selecionado, na forma elementar, no banho líquido no início da etapa a) ou etapa j), pode levar em consideração ganhos significativos em termos de tempo de batelada e/ou produtividade de equipamento.

[0231]Em uma modalidade, o processo de acordo com a presente invenção compreende a introdução, como parte da etapa c) e/ou da etapa I), de um material combustível como uma fonte de energia extra. Na presença de oxigênio suficiente, isto traz a vantagem de fontes extra de energia e/ou agente redutor no banho líquido. A vantagem adicional é que a adição de tal material combustível pode ser mais facilmente e precisamente controlada, em comparação com a adição do agente redutor como parte da etapa b) ou etapa k) e/ou fonte de energia compreendendo pelo menos um metal que é menos nobre do que Sn e Pb. Um material combustível adequado é, por exemplo, madeira, carvão, qualquer líquido orgânico, qualquer petróleo ou derivado do mesmo, gás natural, ou uma mistura de pelo menos dois dos mesmos.

[0232]Em uma modalidade, a solda bruta de acordo com a presente invenção compreende, em relação ao peso total da solda bruta, com mais de 9,5% em peso de estanho, preferivelmente pelo menos 10% em peso de estanho, mais preferivelmente pelo menos 11% em peso, ainda mais preferivelmente pelo menos 13% em peso, preferivelmente pelo menos 15% em peso, mais preferivelmente pelo menos 16% em peso, preferivelmente pelo menos 17% em peso de estanho, mais preferivelmente pelo menos 18% em peso, ainda mais preferivelmente pelo menos 19% em peso, preferivelmente pelo menos 20% em peso, mais preferivelmente pelo menos 25% em peso, preferivelmente pelo menos 30% em peso, mais preferivelmente pelo menos 32% em peso, ainda mais preferivelmente pelo menos 34% em peso, ainda mais preferivelmente pelo menos 36% em peso, de preferência, pelo menos 38%, em peso, de preferência, pelo menos 40% em peso, ainda mais preferivelmente, pelo menos 42% em peso de estanho.

[0233]Verificamos que uma quantidade maior de estanho na solda bruta reduz o ponto de fusão da solda bruta, com a vantagem de que os processos a jusante possíveis podem ser operáveis sobre uma faixa de temperatura mais ampla. Descobriu-se também que o metal estanho de alta pureza que pode ser recuperado a jusante da solda bruta de acordo com a presente invenção tipicamente representa um valor econômico mais elevado do que a maioria dos produtos primários ricos em chumbo. Um maior teor de estanho na solda bruta de acordo com a presente invenção, portanto, aumenta o potencial de atualização econômica da composição.

[0234]Em uma modalidade, a solda bruta de acordo com a presente invenção compreende, em relação ao peso total da solda bruta, menos do que 69% em peso de estanho, preferivelmente no máximo 68% em peso de estanho, mais preferivelmente no máximo 65% em peso, preferivelmente no máximo 62% em peso, mais preferivelmente no máximo 60% em peso, ainda mais preferivelmente no máximo 58% em peso, ainda mais preferivelmente no máximo 57% em peso, preferivelmente no máximo 55% em peso, mais preferivelmente no máximo 53% em peso, ainda mais preferivelmente no máximo 51% em peso de estanho.

[0235]Em uma modalidade, a solda bruta de acordo com a presente invenção compreende, em relação ao peso total da solda bruta, mais do que 25% em peso de chumbo, preferivelmente pelo menos 28% em peso de chumbo, mais preferivelmente pelo menos 30% em peso, ainda mais preferivelmente pelo menos 32% em peso, preferivelmente pelo menos 34% em peso, mais preferivelmente pelo menos 36% em peso, ainda mais preferivelmente pelo menos 37% em peso, ainda mais preferivelmente pelo menos 38% em peso, preferivelmente pelo menos 39% em peso, mais preferivelmente pelo menos 40% em peso, ainda mais preferivelmente pelo menos 41% em peso de chumbo.

[0236]Verificamos que uma quantidade maior de chumbo na solda bruta aperfeiçoa quaisquer etapas de separação que podem ser operadas a jusante das etapas realizadas no forno. Descobriu-se também que um maior teor de chumbo, tipicamente representando um menor teor de estanho da solda bruta, traz a vantagem de que a solubilidade do cobre na solda bruta é reduzida. Um menor teor de cobre da solda bruta permite a obtenção de um teor mais baixo de cobre no produto primário finalmente recuperável, tal como estanho e/ou chumbo de alta pureza, por exemplo, por destilação a vácuo, redução da carga associada com a remoção a jusante dos traços remanescentes de cobre. Além disso, um menor teor de cobre, pelo menos acima dos níveis mínimos especificados abaixo, diminui o risco de formação de compostos intermetálicos durante a destilação a vácuo.

[0237]Em uma modalidade, a solda bruta de acordo com a presente invenção compreende, em relação ao peso total da solda bruta, menos do que 90% em peso de chumbo, preferivelmente no máximo 85% em peso, mais preferivelmente no máximo 80% em peso, ainda mais preferivelmente no máximo 75% em peso, preferivelmente no máximo 73% em peso, mais preferivelmente no máximo 72% em peso, preferivelmente no máximo 71% em peso, mais preferivelmente no máximo 70% em peso, ainda mais preferivelmente no máximo 69% em peso, ainda mais preferivelmente no máximo 68% em peso, preferivelmente no máximo 67% em peso, mais preferivelmente no máximo 66% em peso , ainda mais preferivelmente, no máximo 65% em peso, de preferência, no máximo 60% em peso, mais preferivelmente, no máximo 55% em peso, ainda mais preferivelmente, no máximo 50% em peso, preferivelmente no máximo 48% em peso, mais preferivelmente no máximo 46% em peso, ainda mais preferivelmente no máximo 44% em peso de chumbo.

[0238]Verificamos que o aumento da quantidade de chumbo na solda bruta acima dos limites especificados não melhora significativamente as vantagens associadas a este documento com uma quantidade maior de chumbo na solda bruta de acordo com a presente invenção. Descobriu-se ainda que as quantidades maiores de chumbo diluem o estanho tipicamente mais valioso na solda bruta, reduzindo assim o valor econômico potencial da solda bruta.

[0239]Em uma modalidade, a solda bruta de acordo com a presente invenção compreende, em relação ao peso total da solda bruta, mais do que 80% em peso de estanho e chumbo, preferivelmente pelo menos 81% em peso, mais preferivelmente pelo menos 82% em peso, preferivelmente pelo menos 83% em peso, mais preferivelmente pelo menos 84% em peso, ainda mais preferivelmente pelo menos 85% em peso, ainda mais preferivelmente pelo menos 86% em peso, preferivelmente pelo menos 87% em peso, mais preferivelmente pelo menos 88% em peso, ainda mais preferivelmente pelo menos 89% em peso, preferivelmente pelo menos 89,5% em peso, mais preferivelmente pelo menos 90% em peso, ainda mais preferivelmente pelo menos 90,5% em peso de estanho e chumbo juntos. A solda bruta compreende, de preferência, no máximo 96% em peso de Sn e Pb.

[0240]A solda bruta de acordo com a presente invenção é de interesse como uma matéria-prima para a recuperação de estanho e/ou chumbo de alta pureza, por exemplo, por meio de uma etapa de destilação a vácuo como parte do processo global. Produtos primários, tais como estanho e chumbo, desejavelmente devem atender tão altos quanto possível os padrões comerciais internacionais que estão na prática, e, portanto, os subprodutos não primários precisam ser removidos dos produtos primários até um nível que é imposto pelas especificações do produto primário. Um maior teor de estanho e chumbo, em conjunto, aumenta a quantidade de produtos de partida que podem ser recuperados a partir da solda bruta, e reduz a quantidade de correntes de subproduto de valor usualmente mais baixo que podem emergir das etapas de purificação adicionais, por exemplo, estas para purificação dos produtos de destilação em correntes de produtos primários. Esta característica também aumenta a eficiência do processo e reduz a carga associada com o descarte e/ou reciclagem possível das correntes de subprodutos não primários. Esta carga compreende produtos químicos e consumo de energia, mas também custos de recursos humanos e investimento de equipamento. O maior teor de estanho e chumbo, assim, aumenta o interesse econômico na solda bruta de acordo com a presente invenção como uma matéria-prima adicional para recuperação de metal estanho em alta pureza, bem como metal condutor em formas economicamente aceitáveis.

[0241]Em uma modalidade, a solda bruta de acordo com a presente invenção compreende, em relação ao peso total da solda bruta, mais do que 0,08% em peso de cobre, preferivelmente pelo menos 0,10% em peso, mais preferivelmente pelo menos 0,20% em peso, ainda mais preferivelmente pelo menos 0,50% em peso, ainda mais preferivelmente pelo menos 0,75% em peso, preferivelmente pelo menos 1,00% em peso, mais preferivelmente pelo menos 1,25% em peso, ainda mais preferivelmente pelo menos 1,50% em peso, ainda mais preferivelmente pelo menos 1,65% em peso de cobre, de preferência pelo menos 1,75% em peso de cobre, mais preferivelmente pelo menos 1,85% em peso, de preferência, pelo menos 1,90% em peso, mais preferivelmente pelo menos 1,95 % em peso, ainda mais preferivelmente pelo menos 2,0% em peso, ainda mais preferivelmente pelo menos 2,1% em peso, preferivelmente pelo menos 2,2% em peso, mais preferivelmente pelo menos 2,3% em peso, ainda mais preferivelmente pelo menos 2,4% em peso, de preferência, pelo menos 2,5%, em peso, de preferência, pelo menos 3% em peso, ainda mais preferivelmente, pelo menos 3,5% em peso, preferivelmente pelo menos 4,0% em peso, mais preferivelmente pelo menos 4,5% em peso, ainda mais preferivelmente pelo menos 5,0% em peso de cobre.

[0242]Verificamos que as quantidades especificadas acima de cobre podem ser deixadas na solda bruta de acordo com a presente invenção sem afetar significativamente a utilidade da solda bruta após a sintonização [solda sintonizada, aqui depois). A solda bruta depois da sintonização pode ser usada como matéria- prima adicional para uma etapa de destilação a vácuo sem reduzir ou destruir significativamente o efeito que é obtido pela presente invenção, isto é, aumento do risco de uma etapa de destilação a vácuo realizada sobre a solda sintonizada, não seria capaz de operar em modo contínuo durante um período prolongado de tempo sem encontrar problemas de compostos intermetálicos compreendendo cobre que prejudiquem as operações de destilação a vácuo. Verificamos que os problemas identificados podem ser reduzidos a um nível praticamente e economicamente aceitável quando as pequenas quantidades de cobre, conforme especificado, permanece presente na solda bruta de acordo com a presente invenção quando usada após a sintonização como matéria-prima para a etapa de destilação a vácuo.

[0243]Em uma modalidade, a solda bruta de acordo com a presente invenção compreende, em relação ao peso total da solda bruta, menos que 11% em peso de cobre, de preferência, no máximo 10% em peso de cobre, de preferência, no máximo 9% em peso, mais preferivelmente, no máximo 8% em peso, ainda mais preferivelmente, no máximo 7% em peso, ainda mais preferivelmente, no máximo 6% em peso de cobre, preferivelmente no máximo 5,5% em peso, mais preferivelmente no máximo 5% em peso, ainda mais preferivelmente no máximo 4,5% em peso de cobre.

[0244]Verificamos que quanto menor a concentração de cobre na solda bruta de acordo com a presente invenção, menor o risco de formação de compostos intermetálicos quando a solda sintonizada é submetida a destilação a vácuo. Descobriu-se ainda que quanto menor a presença de cobre na solda bruta de acordo com a presente invenção, mais baixa a concentração de cobre nas correntes de produtos obtidas a partir da destilação a vácuo a jusante. Isto reduz a carga associada com as etapas de purificação adicionais pela remoção de cobre a partir destas correntes em seu caminho para a obtenção de produtos de partida, em particular em termos de consumo de produtos químicos que podem ser usados nestas etapas de purificação a jusante e em termos de quantidades de subprodutos formados. Estes fluxos de subproduto são de preferência reciclados para uma etapa a montante do processo de acordo com a presente invenção e podem ainda compreender os produtos químicos que podem ter sido usados na etapa de purificação. Esta característica também traz uma vantagem em termos de redução dos efeitos potencialmente danosos destes produtos químicos nesta operação de reciclagem, tal como atacando o material refratário em uma etapa pirometalúrgica a montante.

[0245]Em uma modalidade, a mistura metálica de acordo com a presente invenção compreende, em relação ao peso total da solda bruta, menos do que 0,7% em peso de zinco, preferivelmente no máximo 0,69% em peso de zinco, mais preferivelmente no máximo 0,68% em peso, de preferência, no máximo de 0,65% em peso, mais preferivelmente, no máximo de 0,63% em peso, ainda mais preferivelmente, no máximo 0,60% em peso, ainda mais preferivelmente, no máximo 0,580% em peso, de preferência, no máximo 0,570% em peso, de preferência, no máximo 0,560% em peso, de preferência, no máximo 0,550% em peso, mais preferivelmente, no máximo 0,540% em peso, de preferência, no máximo 0,50% em peso, mais preferivelmente, no máximo 0,40% em peso, ainda mais preferivelmente, no máximo 0,30% em peso, ainda mais preferivelmente no máximo 0,20% em peso, preferivelmente no máximo 0,10% em peso, mais preferivelmente no máximo 0,08% em peso, ainda mais preferencialmente, no máximo 0,06% em peso, ainda mais preferivelmente, no máximo 0,05% em peso de zinco.

[0246]Verificamos que uma destilação a vácuo que é realizada sobre a solda bruta de acordo com a presente invenção depois da sintonização, isto é, a solda sintonizada, pode ser particularmente sensível à presença de zinco. Zinco é capaz de formar compostos intermetálicos e, portanto, pode contribuir para o problema resolvido pela presente invenção. Zinco é também um metal bastante volátil e qualquer zinco presente pode também, pelo menos parcialmente, tornar parte da fase vapor dentro do equipamento de destilação. O aquecimento no equipamento de destilação é muito frequentemente provido eletricamente, pelo envio de uma corrente elétrica através de eletrodos de aquecimento dentro do equipamento de destilação. Verificamos que um controle da presença de zinco dentro dos limites prescritos reduz o risco de arcos elétricos que podem ser puxados entre dois pontos desses eletrodos de aquecimento que podem ficar localizados próximos um do outro e entre os quais existe uma diferença de voltagem. Tais arcos elétricos representam um curto no circuito elétrico da instalação de aquecimento, e são frequentemente uma causa de desligamento imediato do equipamento. No caso de ausência ou mau funcionamento de fusíveis, podem mesmo causar danos ao transformador e conversor AC/DC no sistema elétrico. Os arcos elétricos são danosos e possivelmente destroem os eletrodos e, além disso, também queimam através da parede do forno, em particular quando extraídos entre um eletrodo e a parede do forno.

[0247]Em uma modalidade, a solda bruta de acordo com a presente invenção compreende, em relação ao peso total da solda bruta, pelo menos 0,0001% em peso de zinco, de preferência, pelo menos 0,0005% em peso, mais preferivelmente pelo menos 0,0010% em peso, ainda mais preferivelmente pelo menos 0,0050% em peso, preferivelmente pelo menos 0,010% em peso, mais preferivelmente pelo menos 0,02% em peso, ainda mais preferivelmente pelo menos 0,03% em peso de zinco.

[0248]Verificamos que não é necessário remover zinco até níveis abaixo dos limites especificados a fim de aliviar suficientemente os problemas que zinco pode causar durante a destilação a vácuo da solda sintonizada de acordo com a presente invenção. Verificamos que pequenas quantidades de zinco, conforme especificado, podem, portanto, ser deixadas na solda bruta que é usada depois da sintonização como alimentação para uma destilação a vácuo. Verificamos, com o teor de zinco estando dentro dos limites especificados na solda bruta de acordo com a presente invenção, que os baixos níveis alvo de zinco nos produtos finais de metal purificado primário podem ser obtidos de imediato.

[0249]Em uma modalidade, a solda bruta de acordo com a presente invenção compreende, em relação ao peso total da solda bruta, menos do que 2,80% em peso de níquel, de preferência, no máximo 2,755% em peso de níquel, mais preferivelmente, no máximo 2,750% em peso, de preferência, no máximo 2,745% em peso, mais preferivelmente, no máximo 2,742% em peso, ainda mais preferivelmente, no máximo 2,741% em peso, ainda mais preferivelmente, no máximo 2,740% em peso, de preferência, no máximo 2,730% em peso, mais preferivelmente, no máximo 2,720% em peso, ainda mais preferivelmente, no máximo 2,710% em peso, preferivelmente no máximo 2,6% em peso, mais preferivelmente no máximo 2,4% em peso, ainda mais preferivelmente no máximo 2,2% em peso, preferivelmente no máximo 2,0% em peso, mais preferivelmente no máximo 1,5% em peso, ainda mais preferivelmente no máximo 1,0% em peso, de preferência, no máximo 0,8% em peso, mais preferivelmente, no máximo 0,75% em peso, ainda mais preferivelmente, no máximo 0,7% em peso de níquel.

[0250]Níquel é um metal que está presente em muitas matérias primas disponíveis para a recuperação de metais não ferrosos, em particular em matérias primas secundárias, e especialmente em materiais de extremidade de vida. É assim importante na recuperação de metais não ferrosos que o processo é capaz de cobrir com a presença de níquel. Além disso, os processos pirometalúrgicos para a recuperação de metais não ferrosos frequentemente consomem quantidades significativas de ferro como um processo químico. É vantajoso poder também lidar com estes tipos de produtos químicos de processo. Também é vantajoso poder utilizar materiais secundários contendo ferro para este propósito. Estes materiais, além de altas quantidades de ferro, também contêm quantidades menores mas significativas de níquel. Níquel é também um metal que pode formar compostos intermetálicos durante uma etapa de destilação a vácuo a jusante. Verificamos que um controle dentro dos limites especificados da quantidade de níquel presente na solda bruta de acordo com a presente invenção é capaz de reduzir suficientemente o risco de formação de compostos intermetálicos contendo níquel durante a destilação a vácuo da solda sintonizada. Descobriu-se ainda que é mais vantajoso colocar o teor de níquel na matéria-prima para a etapa de destilação a vácuo, por exemplo, em solda sintonizada, ao invés de remover maiores quantidades de níquel a jusante no processo. Tal etapa adicional de remoção de níquel a jusante é tipicamente realizada junto com a remoção de arsênico (As) e/ou antimônio (Sb), e transporte de um risco de geração de gases muito tóxicos arsino (AsH3) e/ou estibina (SbH3). A remoção de níquel a montante da destilação a vácuo, até dentro dos limites especificados acima, portanto, também reduz o risco a jusante para a geração de gases tóxicos, e assim também representa uma medida de segurança e de higiene industrial.

[0251]Em uma modalidade, a mistura metálica de acordo com a presente invenção compreende, em relação ao peso total da solda bruta, pelo menos 0,0005% em peso de níquel, preferivelmente pelo menos 0,0010% em peso, mais preferivelmente pelo menos 0,0050% em peso, preferivelmente pelo menos 0,010% em peso, mais preferivelmente pelo menos 0,050% em peso, preferivelmente pelo menos 0,1% em peso, mais preferivelmente pelo menos 0,2% em peso, preferivelmente pelo menos 0,3% em peso, preferivelmente pelo menos 0,4% em peso, mais preferivelmente pelo menos 0,5% em peso, preferivelmente pelo menos 0,55% em peso de níquel.

[0252]Verificamos que não é essencial remover níquel até níveis abaixo dos limites inferiores especificados, tal como abaixo do limite de detecção de 0,0001% em peso Verificamos que um controle dentro dos limites especificados da quantidade de níquel presente na solda bruta de acordo com a presente invenção pode reduzir suficientemente o risco de formação de compostos intermetálicos contendo níquel durante a destilação a vácuo da solda sintonizada assim como a manutenção do risco de segurança e de higiene industrial associado com a possível geração a jusante de gás de arsina e/ou estibina, ao mesmo tempo evitando esforços extras na limpeza da solda bruta em sua preparação como matéria-prima para uma destilação a vácuo.

[0253]Em uma modalidade, a solda bruta de acordo com a presente invenção compreende, em relação ao peso total da solda bruta, menos do que 5% em peso de antimônio (Sb), preferivelmente no máximo 4,50% em peso, mais preferivelmente no máximo 4,00% em peso, preferivelmente no máximo 3,50% em peso, mais preferivelmente, no máximo 3,25% em peso, de preferência, no máximo 3,00% em peso, mais preferivelmente, no máximo 2,50% em peso, ainda mais preferivelmente, no máximo 2,35% em peso, ainda mais preferivelmente, no máximo 2,25% em peso, de preferência, no máximo 2,15% em peso, de preferência, no máximo 1,95 % em peso, de preferência, no máximo 1,85% em peso, mais preferivelmente no máximo 1,75% em peso, ainda mais preferivelmente, no máximo 1,65% em peso, ainda mais preferivelmente no máximo 1,55% em peso de antimônio.

[0254]Verificamos que o antimônio pode ser deixado na solda bruta de acordo com a presente invenção, dentro de limites específicos, sem a criação de problemas quando a solda sintonizada pode ser usada como matéria-prima para a destilação a vácuo. Verificamos que é importante manter a quantidade de antimônio abaixo do limite superior especificado, porque o antimônio também pode ser evaporado parcialmente sob as condições de destilação. Se o nível de antimônio for maior, a quantidade de antimônio que deixa a etapa de destilação com o produto superior contendo chumbo elevado pode tornar-se significativa. A fim de obter o produto de chumbo primário de maior pureza em concordância com os padrões da indústria exigentes, esta quantidade de antimônio precisa ser removida desta corrente de chumbo nas etapas de limpeza convencionais a jusante da etapa de destilação a vácuo. Uma quantidade de antimônio acima do limite especificado aumenta a carga destas etapas de limpeza a jusante e aumenta a quantidade de correntes de subproduto contendo o antimônio. Como estas correntes de subproduto também podem conter quantidades significativas de chumbo, este chumbo nos subprodutos não está terminando no produto primário de chumbo e, pelo menos, reduz a eficiência da operação global.

[0255]Em uma modalidade, a solda bruta de acordo com a presente invenção compreende, em relação ao peso total da solda bruta, mais do que 0,15% em peso de antimônio (Sb), preferivelmente pelo menos 0,20% em peso, mais preferivelmente pelo menos 0,25% em peso, ainda mais preferivelmente pelo menos 0,35% em peso, preferivelmente pelo menos 0,45% em peso, mais preferivelmente pelo menos 0,50% em peso, ainda mais preferivelmente pelo menos 0,55% em peso, ainda mais preferivelmente pelo menos 0,60% em peso, preferivelmente pelo menos 0,65% em peso, mais preferivelmente pelo menos 0,70% em peso, preferivelmente pelo menos 0,75% em peso, mais preferivelmente pelo menos 0,80% em peso, ainda mais preferivelmente pelo menos 0,9% em peso, de preferência pelo menos 1,0% em peso, mais preferivelmente pelo menos 1,1% em peso de antimônio.

[0256]Verificamos que a solda bruta de acordo com a presente invenção pode conter quantidades mensuráveis e mesmo significativas de antimônio, dentro dos limites especificados, sem esta presença de antimônio, causando uma deterioração significativa a uma possível etapa de destilação a vácuo a jusante, à qual pode ser submetida a solda sintonizada. Descobriu-se que isto proporciona uma liberdade extra de operação para a matéria-prima. Graças a essa tolerância de uma quantidade de antimônio na solda bruta de acordo com a presente invenção, o processo de acordo com a presente invenção é capaz de aceitar matérias primas em que uma quantidade significativa de antimônio está presente. O antimônio pode estar presente em uma variedade de cargas de alimentação primária e secundária para metais não ferrosos, bem como em muitos materiais de extremidade de vida. Antimônio pode, por exemplo, estar presente em chumbo que foi usado uma vez desde os tempos Romano para propósitos de encanamento. Tais materiais podem agora se tornar disponíveis a partir da decapagem de edifícios, frequentemente em combinação com cobre, tal como em tubulação de despejo, e com estanho e chumbo nas conexões de solda. Permitindo uma quantidade de antimônio na solda bruta de acordo com a presente invenção, proporciona a capacidade do processo de acordo com a presente invenção para aceitar tais materiais de extremidade-vida misturados. Verificamos que concentrações significativas de antimônio podem ser permitidas na solda bruta de acordo com a presente invenção sem a criação de dificuldades significativas para os processos a jusante.

[0257]Em uma modalidade, a solda bruta de acordo com a presente invenção compreende, em relação ao peso total da solda bruta, menos do que 7,5% em peso de ferro, preferivelmente no máximo 7,00% em peso de ferro, mais preferivelmente no máximo 6,50% em peso, preferivelmente no máximo 6,00% em peso, mais preferivelmente no máximo 5,50% em peso, ainda mais preferivelmente no máximo 5,00% em peso, ainda mais preferivelmente no máximo 4,50% em peso, ainda mais preferivelmente, no máximo 4,00% em peso, de preferência, no máximo 3,50% em peso, mais preferivelmente, no máximo 3,00% em peso, ainda mais preferivelmente, no máximo 2,50 % em peso, ainda mais preferivelmente, no máximo 2,00% em peso de ferro.

[0258]Ferro é um metal que está presente em muitas matérias primas disponíveis para a recuperação de metais não ferrosos, em particular em matérias primas secundárias, e especialmente em materiais de extremidade de vida. Ferro é também um metal que pode ser introduzido no processo como agente redutor. Ferro é um metal que pode formar compostos intermetálicos durante a destilação a vácuo. Verificamos que um controle, dentro dos limites especificados, da quantidade de ferro presente na solda bruta de acordo com a presente invenção é capaz de reduzir suficientemente o risco de formação de compostos intermetálicos contendo ferro durante a destilação a vácuo da solda sintonizada.

[0259]Em uma modalidade, a solda bruta de acordo com a presente invenção compreende, em relação ao peso total da solda bruta, pelo menos 0,0005% em peso de ferro, preferivelmente pelo menos 0,0010% em peso, mais preferivelmente pelo menos 0,0050% em peso, ainda mais preferivelmente pelo menos 0,0100% em peso, preferivelmente pelo menos 0,0500% em peso, mais preferivelmente pelo menos 0,1000% em peso, ainda mais preferivelmente, pelo menos 0,1500% em peso, de preferência, pelo menos 0,2000% em peso, mais preferivelmente, pelo menos 0,5% em peso, ainda mais preferivelmente pelo menos 0,8% em peso, preferivelmente pelo menos 0,9% em peso, mais preferivelmente pelo menos 1,0% em peso, ainda mais preferivelmente, pelo menos 1,1% em peso de ferro.

[0260]Verificamos que não é essencial remover ferro até níveis abaixo dos limites especificados, em particular não abaixo do limite de detecção de 0,0001% em peso. Descobriu-se que um controle dentro dos limites especificados da quantidade de ferro presente na solda bruta de acordo com a presente invenção é capaz de reduzir suficientemente o risco de formação de compostos intermetálicos contendo ferro durante a destilação a vácuo da solda sintonizada , ao mesmo tempo evitando esforços extras desnecessários na limpeza da solda bruta em sua preparação como alimentação para uma etapa de destilação a vácuo.

[0261]Em uma modalidade, a solda bruta de acordo com a presente invenção compreende, em relação ao peso total da solda bruta, menos do que 1,10% em peso de enxofre, de preferência no máximo 1,09% em peso de enxofre, mais preferivelmente, no máximo 1,08% em peso, ainda mais preferivelmente, no máximo 1,07% em peso, ainda mais preferivelmente no máximo 1,06% em peso, de preferência, no máximo 1,05% em peso, mais preferivelmente no máximo 1,04% em peso, de preferência no máximo 1,00% em peso, mais preferivelmente no máximo 0,80% em peso, ainda mais preferivelmente no máximo 0,70 % em peso, preferivelmente no máximo 0,60% em peso, mais preferivelmente no máximo 0,50% em peso, ainda mais preferivelmente no máximo 0,40% em peso de enxofre.

[0262]Verificamos que a presença de enxofre na solda bruta de acordo com a presente invenção pode causar problemas de odores, e pode impor um problema de higiene industrial, mesmo se a solda bruta tiver sido resfriada e solidificada. Estes problemas podem se apresentar durante as operações e durante o armazenamento, mas podem até mesmo ser mais importantes durante as intervenções de manutenção. Portanto, nós preferimos trazer os níveis de enxofre na solda bruta de acordo com a presente invenção para dentro dos limites superiores especificados.

[0263]Em uma modalidade, a solda bruta de acordo com a presente invenção compreende, em relação ao peso total da solda bruta, mais de 0,010% em peso de enxofre, preferivelmente pelo menos 0,020% em peso, mais preferivelmente pelo menos 0,030% em peso, ainda mais preferivelmente pelo menos 0,050% em peso, preferivelmente pelo menos 0,100% em peso de enxofre.

[0264]Verificamos que não é necessário trazer os níveis de enxofre até níveis abaixo dos limites especificados, em particular não abaixo de 0,010% em peso ou 100 ppm em peso, de modo a obter os efeitos que são dirigidos pelo controle do teor de enxofre.

[0265]Em uma modalidade, a solda bruta de acordo com a presente invenção compreende, em relação ao peso total da solda bruta, mais de 0,012% em peso de bismuto, preferivelmente pelo menos 0,015% em peso de bismuto, mais preferivelmente pelo menos 0,02% em peso, preferivelmente pelo menos 0,025% em peso, mais preferivelmente pelo menos 0,03% em peso, preferivelmente pelo menos 0,04% em peso, mais preferivelmente pelo menos 0,05% em peso, ainda mais preferivelmente pelo menos 0,06% em peso, ainda mais preferivelmente pelo menos 0,07% em peso, preferivelmente pelo menos 0,08% em peso, mais preferivelmente pelo menos 0,09% em peso de bismuto.

[0266]Opcionalmente, a solda bruta compreende menos de 1,5% em peso de bismuto, de preferência no máximo 1,45% em peso de bismuto, de preferência no máximo 1,40% em peso, mais preferivelmente no máximo 1,35% em peso, ainda mais preferivelmente, no máximo 1,30% em peso, ainda mais preferivelmente no máximo 1,27% em peso, de preferência no máximo 1,24% em peso, mais preferivelmente no máximo 1,21% em peso, de preferência no máximo 1,1% em peso, mais preferivelmente no máximo 1,0% em peso, ainda mais preferivelmente, no máximo 0,9% em peso, de preferência, no máximo 0,8% em peso, mais preferivelmente, no máximo 0,6% em peso, ainda mais preferivelmente, no máximo 0,4% em peso, de preferência, no máximo 0,2% em peso, mais preferivelmente, no máximo 0,10% em peso de bismuto.

[0267]Verificamos que bismuto pode ser relativamente volátil sob as condições da etapa de destilação a vácuo. Alguns dos bismuto podem, portanto, encontrar sua forma nos produtos principais, a partir dos quais pode ser necessário, então, a remoção de modo a obter um produto primário de acordo com as especificações do produto particularmente exigentes. Esta etapa de remoção de contaminante a jusante consome tipicamente produtos químicos e cria uma corrente de subproduto que também contém algum produto principal valioso. Mesmo se reciclado com sucesso, estes fluxos de subproduto representam uma ineficiência de processo que é vantajosamente reduzida,

[0268]Em uma modalidade, a solda bruta de acordo com a presente invenção compreende, em relação ao peso total da solda bruta, menos do que 3% em peso de arsênico, de preferência no máximo 2,5% em peso de arsênico, mais preferivelmente no máximo de 1% em peso, de preferência, no máximo 0,8% em peso, mais preferivelmente, no máximo 0,6% em peso, ainda mais preferivelmente, no máximo 0,4% em peso, de preferência, no máximo 0,35% em peso, mais preferivelmente no máximo 0,3% em peso, ainda mais preferivelmente no máximo 0,25% em peso, preferivelmente no máximo 0,2% em peso, mais preferivelmente no máximo 0,18% em peso de arsênico.

[0269]Nós preferimos manter as quantidades de arsênico dentro dos limites como especificados. Isto reduz a carga de remoção de arsênico de quaisquer das correntes de produtos que ocorrem a jusante de uma etapa de destilação a vácuo possível. Estas etapas de remoção usam produtos químicos e geram correntes de subprodutos que contêm inevitavelmente algumas quantidades de metais valiosos, tais como chumbo e/ou estanho. Mesmo se reciclado com sucesso, estes fluxos de subproduto representam uma ineficiência global do processo, e é vantajoso reduzir os mesmos. A reciclagem pode também provocar problemas causados pelos outros produtos químicos presentes nessas correntes de subproduto, que pode, por exemplo, ter um efeito corrosivo sobre materiais refratários usados no equipamento do processo de acordo com a presente invenção, ou a montante ou a jusante do mesmo, e que estão em contato com correntes líquidas quentes.

[0270]Em uma modalidade, a solda bruta de acordo com a presente invenção compreende, em relação ao peso total da solda bruta, pelo menos 0,01% em peso de arsênico, de preferência, pelo menos 0,02% em peso, mais preferivelmente pelo menos 0,025% em peso, preferivelmente pelo menos 0,03% em peso, mais preferivelmente pelo menos 0,035% em peso, ainda mais preferivelmente pelo menos 0,038% em peso, ainda mais preferivelmente pelo menos 0,04% em peso de arsênico.

[0271]Esta característica traz a vantagem de que matérias primas que contêm algum arsênico podem ser aceitas a um certo grau. Verificamos que o processo global, incluindo o processo de acordo com a presente invenção, mas também incluindo quaisquer etapas a jusante para limpeza adicional ou etapas a montante, é capaz de lidar com as quantidades de arsênico, conforme especificado. Além disso, os inventores descobriram que algumas ligas à base de Pb e/ou Sn de interesse comercial aceitam facilmente até certos níveis de As sem quaisquer problemas significativos, e as variantes selecionadas de tais ligas até mesmo bem-vindas da presença de As. A solda bruta bem como o processo de acordo com a presente invenção é, portanto, preparado para aceitar a presença de As em seus fluxos de processo, embora dentro dos limites especificados.

[0272]Em uma modalidade, a solda bruta de acordo com a presente invenção compreende, em relação ao peso total da solda bruta, menos do que 0,5% em peso de alumínio, preferivelmente no máximo 0,40% em peso de alumínio, mais preferivelmente no máximo 0,30% em peso, preferivelmente no máximo 0,20% em peso, mais preferivelmente no máximo 0,10% em peso, ainda mais preferivelmente no máximo 0,05% em peso, preferivelmente no máximo 0,04% em peso, mais preferivelmente no máximo 0,03% em peso, ainda mais preferivelmente no máximo 0,025% em peso, preferivelmente no máximo 0,02% em peso, mais preferivelmente no máximo 0,018% em peso de alumínio.

[0273]Alumínio é um metal que está presente em muitas matérias primas disponíveis para a recuperação de metais não ferrosos, em particular em matérias primas secundárias, e especialmente em materiais de extremidade de vida. Alumínio é também um metal que pode ser introduzido no processo como agente redutor. Alumínio é um metal que pode formar compostos intermetálicos durante a destilação a vácuo. Verificamos que um controle, dentro dos limites especificados, da quantidade de alumínio presente na solda bruta de acordo com a presente invenção é capaz de reduzir suficientemente o risco de formação de compostos intermetálicos contendo alumínio durante a destilação a vácuo da solda sintonizada. Uma outra vantagem é, particularmente se a solda bruta for resfriada, solidificada e transportada para um outro local onde a solda precisa ser refundida em uma unidade de fundição antes de ser mais processada, que, mediante a introdução de oxigênio, tal como no processo de fundição, o alumínio se oxida facilmente ao óxido de alumínio e, portanto, traz quantidades significativas de energia para o interior do forno.

[0274]Em uma modalidade, a solda bruta de acordo com a presente invenção compreende, em relação ao peso total da solda bruta, pelo menos 0,0010% em peso de alumínio, preferivelmente pelo menos 0,0020% em peso de alumínio, mais preferivelmente pelo menos 0,0030% em peso, preferivelmente pelo menos 0,0040% em peso, mais preferivelmente pelo menos 0,0050% em peso, ainda mais preferivelmente pelo menos 0,0060% em peso, preferivelmente pelo menos 0,0070% em peso, mais preferivelmente pelo menos 0,0080% em peso, ainda mais preferivelmente pelo menos 0,0090% em peso, preferivelmente pelo menos 0,010% em peso, mais preferivelmente, pelo menos 0,012% em peso de alumínio.

[0275]Verificamos que não é essencial remover alumínio até níveis abaixo dos limites especificados, em particular não abaixo do limite de detecção de 0,0001% em peso. Descobriu-se que um controle dentro dos limites especificados da quantidade de alumínio presente na solda bruta de acordo com a presente invenção é capaz de reduzir suficientemente o risco de formação de compostos intermetálicos contendo alumínio durante a destilação a vácuo da solda sintonizada, ao mesmo tempo evitando esforços extras desnecessários na limpeza da solda bruta em sua preparação como alimentação para uma etapa de destilação a vácuo.

[0276]Em uma modalidade da presente invenção, pelo menos uma parte do processo é monitorada eletronicamente e/ou controlada, de preferência por um programa de computador. Os requerentes descobriram que o controle de etapas do processo de acordo com a presente invenção eletronicamente, de preferência, por um programa de computador, traz a vantagem de um processamento muito melhor, com resultados que são muito mais previsíveis e que estão mais próximos dos alvos de processo. Por exemplo, com base em medições de temperatura, se desejado, também medidas de pressão e/ou de nível e/ou em combinação com os resultados de análises químicas de amostras obtidas a partir de correntes de processo e/ou resultados analíticos obtidos em linha, o programa de controle pode controlar o equipamento relacionado ao fornecimento ou remoção de energia elétrica, fornecimento de calor ou de um meio de resfriamento, um fluxo e/ou um controle de pressão. Os requerentes descobriram que tal monitorização ou controle é particularmente vantajosa com etapas que são operadas em modo contínuo, mas que pode também ser vantajosa com etapas que são operadas em batelada ou semi-batelada. Em adição e, de preferência, os resultados de monitorização obtidos durante ou após o desempenho das etapas no processo de acordo com a presente invenção são também de utilização para a monitorização e/ou controle de outras etapas como parte do processo de acordo com a presente invenção, e/ou processos que são aplicados a montante ou a jusante do processo de acordo com a presente invenção, como parte de um processo global dentro do qual o processo de acordo com a presente invenção é apenas uma parte. De preferência, o inteiro processo global é monitorado eletronicamente, mais preferivelmente por pelo menos um programa de computador. De preferência, o processo global é controlado eletronicamente tanto quanto possível.

[0277]Os requerentes preferem que o controle de computador também proporcione que os dados e instruções sejam passados de um computador ou programa de computador para pelo menos um outro computador ou programa de computador ou módulo do mesmo programa de computador, para o monitoramento e/ou controle de outros processos, incluindo mas não limitado aos processos descritos neste documento.

EXEMPLO

[0278]A Figura anexada mostra um fluxograma do processo que foi operado neste exemplo. As composições relatadas neste exemplo são expressas em unidades de peso, e são expressas de acordo com a lógica expressa anteriormente neste documento com relação à expressão de elementos em sua forma elementar ou em sua forma oxidada.

[0279]Para a análise do produto de solda bruto granulado, as amostras foram tomadas e reduzidas por aquartelagem. Aproximadamente 10 kg de granulados de solda brutos foram fundidos em um pequeno forno. O metal fundido foi despejado em um molde e o lingote sólido foi moído para a obtenção de pequenos chips. A escória que foi formada em equilíbrio com o produto de solda bruto foi moída em um moinho de disco e peneirada em uma peneira de 200 microns. Pesos representativos de cada fração obtida foram pesados para os diferentes ensaios de laboratório. A análise de Sn final foi realizada por análise volumétrica clássica e cobre, chumbo, zinco, ferro, níquel, antimônio, bismuto, alumínio, arsênico, manganês, cobalto, molibdênio, sódio, potássio, cromo e cádmio foram analisados utilizando-se um Espectrômetro de Emissão Óptica de Acoplamento Indutivo (ICPOES), modelo OPTIMA 5300 V da Perkin Elmer Company, depois de ser dissolvido por digestão ácida.

[0280]Em um forno de fundição de cobre (representado como unidade 100 na Figura), no final de uma campanha de produção de cobre, foi adicionado 1 etapa de lavagem da unidade durante o qual uma quantidade significativa de sucata de chumbo foi alimentada à unidade de fundição, fundido e colocado em contato íntimo com a maior parte do revestimento do forno possível, após o que uma porção da fase de escória e uma porção da fase metálica foi drenada do forno. O metal drenado do forno depois desta etapa de lavagem de chumbo foi retido como o 1o batelada de produção de solda bruta (ver Tabela 2), e foi posteriormente misturado com a solda bruta produzida pelos bateladas subsequentes da mesma campanha. No final da etapa de lavagem da unidade de fundição foi deixado no forno de fundição uma quantidade de cerca de 30 toneladas métricas de fase metálica líquida compreendendo cerca de 21% em peso de Cu, cerca de 36% em peso de Sn, cerca de 0,4% em peso de Ni e cerca de 37% em peso de Pb. No topo dessa fase líquida de metal também deixou uma camada contínua de cerca de 10 toneladas métricas de fase de escória fundida.

[0281]Para a campanha de solda, os materiais com as quantidades totais e composição global como listado na Tabela 1 foram fornecidos. O equilíbrio das composições, em relação às concentrações de metal na tabela, foi principalmente ligado a oxigênio em um óxido metálico. A parte de alimentação fresca da matéria- prima continha pequenas quantidades de material orgânico incluindo carbono, e até uma extensão muito pequena também ligada a enxofre. Este teor de enxofre é também dado como parte das composições da Tabela 1.

[0282]A fonte de energia (corrente 2 na Figura) continha, separada dos elementos mostrados como parte da Tabela 1, ainda essencialmente somente de metal Si.

[0283]Na primeira batelada de solda, uma quantidade de 13910 kg da matéria- prima e cerca de 500 kg da fonte de energia bruta foram gradualmente introduzidas no forno. A matéria-prima adicionada no início desta primeira batelada de solda foi a partir da parte bruta, e foi previamente peneirada em uma peneira com aberturas de 3 mm. Somente a parte que foi retida sobre a peneira foi usada como a matéria-prima para esta primeira batelada. Também, a fonte de energia de 500 kg de energia foi o resultado após a peneiração sobre uma peneira de abertura de 3 mm.

[0284]Após uma camada contínua de escória formada no forno de fundição, gradualmente de 56767 kg da matéria-prima e 1709 kg da fonte de energia fina foram adicionados na fase de escória, acima do nível de líquido metálico no forno. Todas estas quantidades eram material fino, tendo um diâmetro de partícula médio ponderado de cerca de 2 mm, e elas foram gradualmente injetadas pneumaticamente em torno do nível de interface entre o metal e a fase de escória.

[0285]Durante a batelada, uma mistura de oxigênio e metano foi injetada no banho líquido, a mistura que tem uma razão molar O2/CH4 de cerca de 2,78. Durante a batelada também, 800 kg de areia purificada (SiO2) foram gradualmente adicionados como material fundente.

[0286]No final da batelada, 23700 kg de solda (corrente 6 na Figura) foram explorados do forno e granulados para se tornarem grânulos de solda. Após a drenagem desta parte da solda, cerca de 2 toneladas métricas de escória sólida originárias de uma corrida de produção de cobre foram adicionadas como material de blindagem, e, subsequentemente, a uma temperatura de cerca de 1070° C no forno, a maior parte da fase de escória foi drenada (como corrente 5 na Figura) a partir da unidade de fundição, granulada como escória que foi posteriormente reprocessada como parte de uma campanha de produção de cobre.

[0287]No início da segunda batelada de solda desta campanha, o forno de fundição continha uma quantidade restante de cerca de 30 toneladas métricas de metal líquido que tem a mesma composição que o primeiro produto de solda (ver Tabela 2), e uma pequena camada contínua de escória sobre o topo do metal.

[0288]Espalhado sobre as 20 bateladas subsequentes, 868710 kg da parte bruta da matéria-prima e 695391 kg da parte fina da matéria-prima foram adicionados, bem como 11946 kg da parte bruta da fonte de energia e 28311 kg da parte fina da fonte de energia. Além disso, 182017 kg do agente redutor (corrente 3 na Figura) foram adicionados, conforme apropriado e espalhado sobre as bateladas de toda a campanha. Sobre as diferentes bateladas, cerca de 15820 kg de areia foram adicionados como material de fluxo, e um total de 927100 kg de grânulos de solda foram explorados no total a partir do forno de fundição. Cada vez que a fase de escória foi derramada, cerca de 2 toneladas métricas de escória sólida de uma campanha de produção de cobre anterior foram adicionadas como material de blindagem antes do vazamento da fase de escória. As escórias foram derramadas tipicamente a uma temperatura na faixa de 1062-1170° C, granulada e coletada para reprocessamento durante uma campanha de produção de cobre posterior.

[0289]Por toda a campanha, como apropriado, uma mistura de gás natural e oxigênio foi injetada no forno de fundição. A mistura tinha uma razão molar O2/CH4 de cerca de 2,35, com o resultado de que a atmosfera do forno era de natureza oxidante. Os gases de escape do forno de fundição foram filtrados para a coleta do pó de combustão. Este pó de combustão (corrente 4 na Figura), principalmente contendo óxido de zinco, foi re-injetado na unidade de fundição durante o mesmo ou a subsequente batelada ou campanha de solda. Quando os níveis de Cl ou Cd no pó de combustão atingiram seu limite crítico, a poeira coletada naquele momento durante a campanha de solda foi mantida separada e reprocessada gradualmente durante uma campanha de produção de cobre subsequente.

[0290]As composições e quantidades das produções de solda da primeira batelada de solda, das subsequentes 20 bateladas de solda intermediárias, da produção total de solda bruta a partir de 21 bateladas juntas, e a última etapa de lavagem é mostrada na Tabela 2. Tabela 2: Produção de Sol da bruta

[0291]No final de cada batelada de produção de solda, uma quantidade de cerca de 30 toneladas de metal foi deixada no forno, no topo do qual foi também mantida uma camada de escória contínua de cerca de 30 cm de espessura, representando cerca de 15-20 toneladas métricas de escória.

[0292]Após a última campanha de produção de solda, toda a solda foi drenada da unidade de fundição, e a unidade de fundição foi posteriormente limpa em uma operação por adição e fusão de uma quantidade de material rico em Pb, tipicamente sucata de chumbo, seguido por contato intenso da fase metálica com o revestimento do forno, drenagem e granulação da fase metálica. A quantidade e composição da fase metálica derivada após a etapa de lavagem/limpeza também é mostrada na Tabela 2. As aparas de metal coletadas a partir desta etapa de lavagem foram reprocessadas durante a próxima campanha de solda.

[0293]As aparas de solda produzidas a partir das bateladas da campanha foram transportados para uma instalação de processamento de solda, refundidas e aquecidas até uma temperatura de cerca de 835° C antes de ser ainda limpas (isto é "sintonizadas"). No momento de refusão, um chumbo de alta pureza suficiente foi adicionado à solda, de modo que sua proporção de peso Sn/Pb na solda foi de cerca de 30/70. A solda sintonizada foi adicionalmente processada por meio de destilação a vácuo.

[0294]Em uma primeira etapa de limpeza, a solda bruta foi resfriada a 334° C, em duas etapas. Na primeira etapa, a solda bruta foi resfriada a cerca de 500° C e uma primeira escória foi removida da superfície do líquido fundido. Na segunda etapa, a solda bruta foi resfriada ainda mais para 334° C e uma segunda escória foi removida da superfície do líquido fundido. A escória total continha a maior parte do cobre presente na solda bruta. Também o teor de Fe e Zn na solda foi reduzido por esta primeira etapa de limpeza. A escória foi removida como subproduto e reprocessada durante uma campanha de produção de cobre.

[0295]Em uma segunda etapa de limpeza, hidróxido de sódio sólido foi adicionado à solda a partir da primeira etapa de limpeza. Nesta etapa de tratamento, zinco foi ligado pelo hidróxido de sódio, presumivelmente para formar Na2ZnO2, e formando uma fase separada que é separada como um sólido sobrenadante da solda e que foi removida. Como resultado, o teor de zinco na solda foi ainda diminuído. A quantidade de hidróxido de sódio foi ajustada de modo que a concentração de Zn na solda diminuiu para cerca de 15 ppm em peso. A escória que foi formada nesta etapa foi também reciclada durante uma campanha de produção de cobre.

[0296]Em uma etapa de limpeza adicional, a jusante da etapa de tratamento que é usando hidróxido de sódio, uma quantidade de enxofre elementar, representando cerca de 130% de estequiometria em relação à quantidade de cobre remanescente na solda, foi adicionada para reduzir ainda mais o teor de cobre da solda. Como enxofre elementar, foi usado uma forma granulada de enxofre obtenível da companhia Zaklady Chemiczne Siarkopol em Tarnobrzeg (PL). O enxofre reagido principalmente com cobre para formar sulfetos de cobre que se deslocam para uma outra fase de escória de sobrenadante. Esta escória foi removida da solda líquida. Após essa etapa de adição de enxofre, em uma etapa subsequente, uma quantidade de hidróxido de sódio foi adicionada para ligar quimicamente quaisquer traços de enxofre deixados para formar uma outra escória. Depois de se permitir algum tempo para a reação, um produto de enxofre granulado foi distribuído/espalhado sobre a superfície do banho. O enxofre inflamou e queimou qualquer hidrogênio que possa ter evoluído do líquido como subproduto da reação. Em seguida, uma pequena quantidade de areia branca foi distribuída/espalhada sobre o banho, a fim de secar/enrijecer a escória. A escória total formada nesta última etapa foi novamente removida do banho de metal líquido. A solda limpa assim obtida continha apenas cerca de 40 ppm em peso de Cu e foi ainda processada com destilação a vácuo. A escória contendo enxofre foi reprocessada em uma unidade de fundição durante uma campanha de produção de cobre, de modo que seu teor de metal valioso poderia ser valorizado.

[0297]A solda limpa foi adicionalmente processada utilizando destilação a vácuo, a uma temperatura média de 982° C e uma pressão absoluta média de 0,012 mbar (1,2 Pa). A etapa de destilação a vácuo produziu duas correntes de produtos que eram adequadas para purificação adicional em produtos primários de alta qualidade, de acordo com padrões industriais. Por um lado, foi obtido como destilado uma corrente de produto que continha principalmente chumbo e por outro lado foi obtida como produto de fundo uma corrente de produto que continha principalmente estanho, junto com cerca de 1,0% em peso de Pb. A destilação a vácuo foi realizada em modo contínuo, e durante um período de tempo de cerca de três (3) anos sem a observação de qualquer bloqueio ou entupimento do equipamento de destilação devido à formação de compostos intermetálicos. Ambos os fluxos de produto da etapa de destilação a vácuo permaneceram durante todo o período de tempo adequado para ser adicionalmente refinado para formar produtos de partida em concordância com padrões de indústria internacional estabelecidos.

[0298]Tendo agora plenamente descrita a presente invenção, será apreciado por aqueles versados na técnica que a invenção pode ser realizada dentro de uma ampla faixa de parâmetros dentro do que é reivindicado, sem se afastar do escopo da invenção, conforme definido pelas reivindicações.

Claims

1. Processo para produzir uma solda bruta compreendendo, além de impurezas inevitáveis e relativas ao peso seco total da solda bruta: • pelo menos 9,5% em peso e no máximo 69% em peso de estanho (Sn), • pelo menos 25% em peso de chumbo (Pb), • pelo menos 80% em peso de estanho (Sn) e chumbo (Pb) em conjunto, • pelo menos 0,08% em peso e no máximo 12% em peso de cobre (Cu), • pelo menos 0,15% em peso e no máximo 7% em peso de antimônio (Sb), • pelo menos 0,012% em peso e no máximo 1,5% em peso de bismuto (Bi), • pelo menos 0,010% em peso e no máximo 1,1% em peso de enxofre (S), • no máximo 3% em peso de arsênico (As), • no máximo 2,8% em peso de níquel (Ni), • no máximo 0,7% em peso de zinco (Zn), • no máximo 7,5% em peso de ferro (Fe), • no máximo 0,5% em peso de alumínio (Al), CARACTERIZADO pelo fato de que é a partir de uma matéria-prima que compreende pelo menos 50% em peso de metal total, expresso em relação ao peso seco total da matéria-prima, em que a matéria-prima compreende os seguintes metais, as quantidades de cada metal sendo expressas como o total do metal presente na matéria-prima em qualquer estado oxidado e na forma de metal reduzido, e em relação ao peso seco total da matéria-prima: • pelo menos 2% em peso e no máximo 71% em peso de estanho (Sn), • pelo menos 1,00% em peso e no máximo 10% em peso de cobre (Cu), • pelo menos 0,02% em peso e no máximo 5% em peso de antimônio (Sb), • pelo menos 0,0004% em peso e no máximo 1% em peso de bismuto (Bi), • no máximo 37% em peso de zinco (Zn), • no máximo 1% em peso de arsênico (As), e • no máximo 2% em peso de níquel (Ni), em que a matéria-prima compreende ainda chumbo (Pb) e é definida por uma relação em peso de Pb/Sn de pelo menos 0,5 e no máximo 4,0, e em que pelo menos um de estanho (Sn) e chumbo (Pb) está pelo menos parcialmente presente em uma forma de valência oxidada, o processo compreendendo as seguintes etapas: • ) obter um banho líquido compreendendo uma fase de metal fundido e/ou uma escória de óxido de metal fundido em um forno por introduzir pelo menos uma porção da matéria-prima no forno e fundir a porção da matéria-prima adicionada; • ) introduzir pelo menos um agente redutor no forno e reduzir pelo menos parte da forma de valência oxidada de estanho e/ou chumbo em metal de estanho e/ou chumbo; • ) opcionalmente introduzir no forno pelo menos uma fonte de energia compreendendo pelo menos um elemento selecionado de um material combustível, pelo menos um metal que é menos nobre que Sn e Pb, e combinações dos mesmos, por meio do qual o pelo menos um metal que é menos nobre que Sn e Pb se refere a um metal que é, sob as condições e no ambiente particular do forno operando esta etapa do processo, mais propenso à oxidação do que Sn e Pb, e capaz de obter uma redução de Sn e Pb, e oxidar o material combustível e/ou o pelo menos um metal na fonte de energia pela injeção de ar e/ou oxigênio no forno; • ) separar a solda bruta obtida na etapa b) e/ou c) da escória e remover do forno de pelo menos uma porção da solda bruta e/ou da escória.

2. Processo, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o processo é operado em modo semi-batelada e compreende ainda as seguintes etapas: j) introduzir, após a etapa d), pelo menos uma porção da matéria-prima no forno que compreende um banho líquido de fase de metal fundido e/ou escória de óxido de metal fundido, desse modo aumentando o volume de líquido no forno; k) introduzir no forno como um material de agente redutor que contém quantidades efetivas da forma elementar de pelo menos um metal que é menos nobre que Sn e Pb, e por sua oxidação, reduzir óxidos de estanho e/ou chumbo em sua forma de metal elementar, alterando assim a composição da fase de metal e/ou fase de escória no forno; l) opcionalmente introduzir no forno pelo menos uma fonte de energia compreendendo pelo menos um elemento selecionado de um material combustível, pelo menos um metal que é menos nobre que Sn e Pb, e combinações dos mesmos, por meio do qual o pelo menos um metal que é menos nobre que Sn e Pb se refere a um metal que é, sob as condições e no ambiente particular do forno operando esta etapa do processo, mais propenso à oxidação do que Sn e Pb, e capaz de obter uma redução de Sn e Pb, e oxidar o material combustível e/ou o pelo menos um metal na fonte de energia pela injeção de ar e/ou oxigênio no forno; m) separar a solda bruta obtida na etapa k) e/ou I) a partir da escória e remover do forno pelo menos uma parte da solda bruta e/ou da escória; e n) repetir o processo partindo da etapa j) ou etapa a).

3. Processo, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, CARACTERIZADO pelo fato de que a etapa a) compreende ainda a adição de chumbo no forno.

4. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, CARACTERIZADO pelo fato de que o forno conforme usado na etapa a) e/ou etapa j) é uma unidade de fundição.

5. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, CARACTERIZADO pelo fato de que a porção da matéria-prima usada na etapa a) e/ou etapa j) compreende material sólido dividido e compreende no máximo 5% em peso de partículas que passam através de uma peneira tendo uma abertura de peneira de 2,0 mm, também conhecida como peneira de Malha 9.

6. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende ainda a etapa de injetar, no banho líquido que foi formado na etapa a) e/ou etapa j), uma porção finamente dividida da matéria-prima, a porção de matéria-prima finamente dividida tendo um tamanho médio de partícula de no máximo 10 mm.

7. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, CARACTERIZADO pelo fato de que é para a produção de uma solda sintonizada (tuned) a partir da solda bruta, compreendendo ainda a etapa e) de resfriamento da solda bruta até uma temperatura de no máximo 825° C para produzir um banho contendo um primeiro sobrenadante de escória que por gravidade se torna flutuante sobre uma primeira fase de solda sintonizada fundida líquida.

8. Processo, de acordo com a reivindicação 7, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende ainda a etapa g) de adicionar um metal alcalino e/ou um metal alcalino terroso, ou um composto químico compreendendo um metal alcalino e/ou um metal alcalino terroso, à primeira fase de solda sintonizada fundida líquida para formar um banho contendo um segundo sobrenadante de escória que por gravidade é flutuante sobre o topo de uma segunda fase de solda sintonizada fundida líquida.

9. Processo, de acordo com a reivindicação 8, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende ainda a etapa h) de remover o segundo sobrenadante de escória da segunda fase de solda sintonizada fundida líquida, formando assim uma segunda solda sintonizada.

10. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 7 a 9, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende ainda a etapa f) de remover o primeiro sobrenadante de escória da primeira fase de solda sintonizada fundida líquida formada na etapa e), formando assim uma primeira solda sintonizada.

11. Processo, de acordo com a reivindicação 9 ou 10, CARACTERIZADO pelo fato de que processa adicionalmente a solda sintonizada, compreendendo ainda a etapa i) de destilar a primeira solda sintonizada a partir da etapa f) e/ou a segunda solda sintonizada a partir da etapa h), em que o chumbo (Pb) é removido a partir da solda por evaporação e um produto de topo destilado e um produto de fundo destilado são obtidos.

12. Solda bruta CARACTERIZADA pelo fato de que compreende, além de impurezas inevitáveis e relativas ao peso seco total da solda bruta: • pelo menos 9,5% em peso e no máximo 69% em peso de estanho (Sn), • pelo menos 25% em peso de chumbo (Pb), • pelo menos 80% em peso de estanho (Sn) e chumbo (Pb) em conjunto, • pelo menos 0,08% em peso e no máximo 12% em peso de cobre (Cu), • pelo menos 0,15% em peso e no máximo 7% em peso de antimônio (Sb), • pelo menos 0,012% em peso e no máximo 1,5% em peso de bismuto (Bi), • pelo menos 0,010% em peso e no máximo 1,1% em peso de enxofre (S), • no máximo 3% em peso de arsênico (As), • no máximo 2,8% em peso de níquel (Ni), • no máximo 0,7% em peso de zinco (Zn), • no máximo 7,5% em peso de ferro (Fe), • no máximo 0,5% em peso de alumínio (Al).