BR112020011658A2 - processo de pirorrefino aprimorado - Google Patents

Abstract

Descreve-se um processo para a produção de pelo menos um produto de cobre concentrado em conjunto com pelo menos um produto de solda bruta, a partir de uma composição de cobre preto compreendendo pelo menos 50% de cobre em conjunto com, pelo menos, 1,0% em peso de estanho e, pelo menos, 1,0% em peso de chumbo, o processo compreendendo a etapa de oxidar parcialmente o cobre preto, formando assim uma primeira escória de refino de cobre, seguida pela redução parcial da primeira escória de refino de cobre para formar uma primeira composição metálica à base de chumbo-estanho e uma primeira escória gasta, em que a alimentação total para a etapa de redução compreende uma quantidade de cobre que é pelo menos 1,5 vezes maior que a soma das quantidades de Sn mais Pb presentes, e em que a primeira escória gasta compreende no máximo 20% em peso total de cobre, estanho e chumbo juntos.

Description

“PROCESSO DE PIRORREFINO APRIMORADO” CAMPO DA INVENÇÃO

[001] A presente invenção refere-se à produção de metais não ferrosos por pirometalurgia, em particular a produção de cobre (Cu). Mais particularmente, a invenção refere-se a um processo aprimorado para a coprodução de fluxos/correntes de cobre e solda a partir de matérias-primas primárias e secundárias, como produtos primários (prime) para posterior aprimoramento a produtos metálicos com purezas comercialmente desejáveis. As correntes de solda são geralmente composições ou ligas metálicas que contêm quantidades significativas de estanho (Sn), comumente, mas não necessariamente, em conjunto com chumbo (Pb).

FUNDAMENTOS DA INVENÇÃO

[002] Os metais não ferrosos podem ser produzidos a partir de minérios frescos como materiais de partida, também chamados de fontes primárias, ou a partir de materiais recicláveis, também conhecidos como matérias-primas secundárias, ou a partir de uma combinação dos mesmos. Os materiais recicláveis podem, por exemplo, ser subprodutos, resíduos e materiais em final de vida útil. A recuperação de metais não ferrosos a partir de matérias-primas secundárias tornou-se uma atividade de suma importância ao longo dos anos. A reciclagem de metais não ferrosos pós-uso tornou-se um dos principais contribuintes para a indústria, pois a demanda pelos metais continua grande e a disponibilidade de minérios metálicos frescos de alta qualidade está diminuindo.

Particularmente, para a produção de cobre, a sua recuperação a partir de matérias-primas secundárias passou a ter importância industrial significativa.

Além disso, a disponibilidade reduzida de minérios metálicos frescos de alta qualidade fez também com que a recuperação de metais não ferrosos a partir de matérias-primas metálicas de menor qualidade ganhasse importância. Os minérios metálicos de menor qualidade para recuperação de cobre podem, por exemplo, conter quantidades significativas de outros metais não ferrosos. Esses outros metais podem, por si só, ter um valor comercial potencial significativo, como estanho e/ou chumbo, mas essas matérias-primas primárias e secundárias podem conter outros metais com um valor econômico menor ou até mesmo inexistente, como zinco, bismuto, antimônio e arsênico ou níquel. Muitas vezes, estes outros metais são indesejáveis nos produtos de metais não ferrosos primários ou podem ser toleráveis apenas em níveis muito limitados.

[003] Os materiais disponíveis como matéria-prima para a produção de cobre, contém, portanto, tipicamente, uma pluralidade de metais. Matérias- primas secundárias ricas em cobre são, por exemplo, o bronze, principalmente, uma liga de cobre e estanho, e latão, principalmente, uma liga de cobre e zinco.

[004] Esses metais diferentes precisam ser separados do cobre no processo de produção. As matérias-primas podem, além disso, incluir pequenas proporções de uma série de outros elementos, incluindo ferro, bismuto, antimônio, arsênico, alumínio, manganês, enxofre, fósforo e silício, a maioria dos quais tendo aceitabilidade limitada em um produto metálico primário.

[005] As matérias-primas secundárias contendo cobre podem ser também peças eletrônicas e/ou elétricas em final de vida útil. Essas matérias- primas normalmente incluem, além do cobre, os componentes de solda, principalmente estanho e chumbo, mas geralmente incluem também metais adicionais, como ferro e alumínio, além de, ocasionalmente, pequenas quantidades de metais preciosos, assim como peças não metálicas, como plásticos, tintas, borracha, cola, madeira, papel, papelão, etc. Normalmente, essas matérias-primas não são limpas e contém, portanto, comumente, outras impurezas, tais como sujidade, graxas, ceras, terra e/ou areia. Frequentemente, os metais nessas matérias-primas se encontram também parcialmente oxidados.

[006] Uma vez que as matérias-primas com níveis mais baixos de pureza e mais altos de contaminantes – tanto as matérias-primas primárias quanto as secundárias – estão muito mais disponíveis, há uma necessidade de se ampliar as capacidades dos processos de produção de metais não ferrosos de aumentar a tolerância a matérias-primas de baixo grau como parte das matérias-primas para a recuperação ou produção de metais não ferrosos, como o cobre.

[007] Os processos de produção de metais não ferrosos contêm tipicamente pelo menos uma e, geralmente, uma pluralidade de etapas de processo pirrometalúrgico. Uma primeira etapa pirometalúrgica muito comum para recuperar cobre de materiais secundários de baixo grau é uma etapa de fundição. Em um forno de fundição, os metais são fundidos e os materiais orgânicos e outros combustíveis são queimados. Além disso, várias reações químicas ocorrem entre os diversos outros componentes que são introduzidos no forno de fundição. Os metais com uma afinidade relativamente alta ao oxigênio se convertem em seus óxidos e se acumulam na fase de escória sobrenadante de menor densidade. Metais mais voláteis podem escapar da fase líquida para a gasosa e deixar o forno com os gases de escape, em conjunto com quaisquer óxidos de carbono e/ou SO 2 que podem ser formados. Os metais com menor afinidade ao oxigênio, se presentes no estado oxidado, reduzem-se rapidamente às suas formas metálicas elementares e se movem para a fase metálica subjacente e mais pesada. Se não oxidados, esses metais permanecem como metal elementar e permanecem na fase metálica líquida de alta densidade no fundo do forno de fundição. Em uma etapa de produção de cobre, a etapa de fundição pode ser operada de forma que a maioria do ferro acabe ficando na escória, enquanto o cobre, o estanho e o chumbo acabam ficando no produto metálico, uma corrente que é normalmente chamada de

"cobre preto". Além disso, a maioria do níquel, antimônio, arsênico e bismuto se torna normalmente parte do produto de cobre preto.

[008] O documento DE 102012005401 A1 descreve um processo para a produção de cobre a partir de matérias-primas secundárias, começando com uma etapa de fusão das matérias-primas. A etapa de fundição é descrita para produzir uma fase de escória contendo cobre, estanho, chumbo e níquel. A escória foi transferida para um forno de tambor rotativo para processamento posterior. Este processamento posterior consistiu em uma série de etapas consecutivas de redução química parcial, utilizando carbono como um agente redutor, para a recuperação consecutiva de determinados produtos metálicos cada vez que são separados e removidos do forno. Uma primeira etapa “preliminar” (“Vorstufe”) realizada na escória de fundição recuperou um produto de cobre para processamento em um forno anódico (“A-Metall”). A fim de se obter cobre de qualidade suficientemente alta, a maioria do estanho e chumbo, em conjunto com uma quantidade significativa de cobre, devem, portanto, ter permanecido na escória. A escória da Vorstufe foi processada na etapa 1 subsequente para produzir um produto de cobre preto a ser granulado, em conjunto com uma outra fase de escória restante. A etapa 2 produziu, a partir desta fase de escória, um produto de estanho misto bruto que foi subsequentemente pré-refinado utilizando-se silício metálico para produzir um produto de estanho misto e um resíduo de silício. A última etapa produziu uma escória final, também para a granulação. Um problema com o processo do documento DE 102012005401 A1 é que os metais com alta afinidade ao oxigênio, sob as condições do processo, devem passar por todas as etapas consecutivas do processo, ocupando, dessa forma, um volume precioso do forno.

[009] Gerardo Alvear Flores et al., “ISASMELT™ for the Recycling of E- scrap and Copper in the U.S. Case Study Example of a New Compact Recycling

Plant”, no Journal of Metals, Springer New York LLC, EUA, vol. 66, no. 5, de 18 de março de 2014, pp 823-832, ISSN: 1047-4838, divulgam um processo para a recuperação de cobre a partir de matérias-primas secundárias, utilizando o forno de lança submersa que é típico da tecnologia ISASMELT™. O documento também prevê a produção de uma liga de Pb-Sn como subproduto no caso em que tais metais estariam suficientemente presentes no processo. O documento divulga o teor de cobre de um número limitado de composições metálicas que ocorrem no processo, mas nenhuma outra informação sobre a composição é fornecida.

[010] O documento US 3,682,623, bem como sua contraparte AU 505015 B2, descreve um processo de refino de cobre começando com uma etapa de fusão que leva a uma corrente de cobre preto, seguida pelo refino pirometalúrgico posterior deste cobre preto a uma corrente de cobre de grau anódico, adequado para ser fundido em anodos para o refino eletrolítico. O refino do cobre preto no documento US 3,682,623 deu origem à formação de várias escórias de refino de cobre consecutivas: as escórias iniciais sendo ricas em zinco, as escórias intermediárias ricas em chumbo e estanho e as escórias finais ricas em cobre. As diferentes escórias de refino são acumuladas e transferidas com uma única corrente intermediária para um forno de retratamento de escória para recuperação de cobre, chumbo e estanho contidos nessas escórias.

[011] O retratamento das escórias de refino de cobre acumuladas, de acordo com o documento US 3,682,623, é constituído por uma sequência de duas etapas ou estágios de redução do metal, com a intenção de oferecer uma separação pirometalúrgica do chumbo e do estanho a partir do cobre e níquel nas escórias de refino de cobre. A primeira etapa ou estágio é direcionado à redução seletiva do cobre a partir das escórias. Introduz-se apenas ferro metálico suficiente com as escórias de refino acumuladas para reduzir os óxidos de cobre em cobre metálico. Após a reação, a fase metálica no forno é extraída/escoada pelo fundo (bottom-tapped), deixando uma escória extraída contendo a maior parte de chumbo e estanho oriundas das escórias de refino. A fase metálica contendo cobre escoada pelo fundo é reciclada para o forno de refino de cobre como cobre preto. A segunda etapa ou estágio de retratamento da escória é direcionado para a redução do chumbo, estanho e cobre residual na escória que é deixada após a extração pelo fundo (bottom-tapping) do cobre preto oriundo do forno de retratamento de escória. Essa redução é obtida pela adição de sucata de ferro. Uma vez que essa redução do chumbo e do estanho tenha sido completada, a escória resultante é vertida como escória gasta, e o metal de chumbo/estanho é vertido para processamento posterior. A maior parte do níquel deixa o processo do documento US 3,682,623 como uma impureza no cobre anódico. Espera-se que a quantidade de níquel presente no processo do documento US 3,682,623 aumente ao longo do tempo, uma vez que 630 kg de níquel foram reciclados com o metal da Tabela XIV, enquanto apenas 500 kg estavam presentes no cobre preto reciclado da Tabela VI.

[012] Um problema com o processo do documento US 3,682,623 é que, antes de cada etapa de separação da escória, uma quantidade de fluxo de sílica, normalmente areia, é adicionada ao forno. Nos quatro estágios de refino do cobre, um total de 10.000 kg de fluxo de sílica ou areia é adicionado. Esse material de fluxo acaba, cada vez, ficando na fase de escória removida do forno de refino de cobre, e, portanto, todo ele se acumula na escória de refino de cobre acumulada transferida para o forno de retratamento de escória. No estágio de redução seletiva do cobre, esse material de fluxo representa um diluente para a fase de escória. A quantidade de escória deixada para trás após a extração do cobre preto do forno de retratamento é, portanto, bastante alta em relação à quantidade de cobre preto que é recuperada. A recuperação do cobre nesta fase de redução seletiva do cobre é, portanto, bastante limitada. Os 29.500 kg de escória na Tabela XIV ainda contêm 3% em peso de cobre. Isso equivale a 885 kg de cobre, o que representa mais de 9,0% dos 9.767,8 kg de cobre presentes no forno neste estágio. A maior parte desse cobre é recuperada no metal de chumbo/estanho recuperado no estágio de retratamento da escória seguinte, que contém 13,54% em peso de cobre (947,5 kg). A recuperação do cobre no estágio de redução seletiva do cobre do documento US 3,682,623 é, portanto, menor que 91%. Mais de 9% permanece na escória, representando não apenas uma perda de metal valioso, como também um problema grave para o processamento de solda a jusante em estanho e chumbo de alta pureza.

[013] A segunda etapa de retratamento de escória do documento US 3,682,623 produz uma quantidade modesta de 7.000 kg de chumbo/estanho, também conhecido como produto de solda, em conjunto com uma quantidade muito alta de escória gasta, ou seja, 26.900 kg, e isso para uma quantidade de

43.952 kg de cobre que entra na primeira etapa de refino do cobre (cobre total na Tabela VI). Esta escória gasta acumula, na verdade, todo o material de fluxo em conjunto com os óxidos de ferro, de alumínio e os outros metais que têm uma alta afinidade ao oxigênio, que foram introduzidos na parte de retratamento de escória do processo. A quantidade de material de diluição que precisa passar pelas duas etapas de redução no retratamento da escória do documento US 3,682,623 é, portanto, muito alta, apesar de o cobre preto que é fornecido pela etapa de fusão/pré-refino a montante já ser tão alto quanto 85,12% rico em cobre (cobre preto fresco na Tabela VI). No documento US 3,682,623, a produção de solda por campanha é, portanto, bastante baixa em relação à quantidade de cobre que é processada, e também há uma quantidade relativamente alta de material diluente de escória inativa que deve passar pelo forno de retratamento de escória, onde ocupa o volume do forno, reduz a recuperação do cobre na etapa de redução seletiva do cobre, causa uma perda extra de cobre no produto de solda, representando um problema para seu processamento a jusante em produtos metálicos de chumbo e estanho de alta pureza.

[014] Esses problemas só aumentariam ainda mais se a fundição aceitasse matérias-primas de menor qualidade em termos de teor de cobre, mas com um teor mais alto de outros metais não ferrosos, como níquel, estanho, chumbo, antimônio, zinco, cromo, bismuto, manganês, vanádio, titânio ou arsênico ou metais e elementos com uma afinidade ainda maior ao oxigênio, como ferro, alumínio, silício, fósforo, enxofre, cálcio, sódio ou potássio.

[015] Portanto, ainda existe a necessidade de um processo para a recuperação de estanho e/ou chumbo junto com o cobre dessas matérias-primas de menor qualidade, sendo elas primárias e/ou secundárias. Preferencialmente, esse processo deve ser mais eficiente em termos de ocupação do volume do forno.

[016] A presente invenção visa impedir ou pelo menos mitigar o problema descrito acima e/ou proporcionar melhorias em geral.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

[017] De acordo com a invenção, um processo, tal como definido em qualquer uma das reivindicações anexas, é apresentado.

[018] A presente invenção proporciona um processo para a fabricação de uma primeira composição metálica à base de chumbo-estanho, compreendendo as seguintes etapas: a) proporcionar uma composição de cobre preto compreendendo pelo menos 50% em peso de cobre em conjunto com pelo menos 1,0% em peso de estanho e pelo menos 1,0% em peso de chumbo, b) oxidar parcialmente a composição de cobre preto, formando assim uma primeira fase metálica enriquecida em cobre e uma primeira escória de refino de cobre, seguida pela separação da primeira escória de refino de cobre da primeira fase metálica enriquecida em cobre, c) reduzir parcialmente a primeira escória de refino de cobre, formando assim a primeira composição metálica à base de chumbo-estanho e uma primeira escória gasta, seguida pela separação da primeira escória gasta da primeira composição metálica à base de chumbo-estanho, a última formando a base para um primeiro banho líquido, em que a alimentação total para a etapa c) compreende uma quantidade de cobre que é pelo menos 1,5 vezes maior que a soma de Sn mais Pb presente, e em que a primeira escória gasta compreende, com base no peso seco, no máximo 20% em peso total de cobre, estanho e chumbo juntos.

[019] Etapa b) no processo de acordo com a presente invenção é uma etapa de oxidação. O teor de cobre da fase metálica no forno é, na etapa b), concentrado ainda mais a partir do seu nível de alimentação no cobre preto por meio da oxidação de uma quantidade dos metais e outros elementos presentes que possuem uma afinidade maior ao oxigênio do que o cobre. A maioria dos óxidos desses elementos é então recuperada e separada na primeira escória de refino de cobre. A separação deixa, como sua fase metálica, uma primeira fase metálica enriquecida em cobre, adequada para processamento posterior. Uma vez que no ambiente e nas temperaturas do forno, o estanho e o chumbo possuem uma afinidade maior ao oxigênio do que o cobre, a primeira escória de refino de cobre contém óxidos de parte de estanho e chumbo na alimentação para a primeira etapa. Como as reações químicas e as separações físicas na pirometalurgia nunca são completas e/ou ideais, a primeira escória de refino de cobre também contém tipicamente uma quantidade perceptível do cobre presente na primeira etapa, geralmente parte dela como óxido de cobre.

[020] Etapa c) do processo de acordo com a presente invenção é uma etapa de redução. Seu objetivo é reduzir seletivamente aqueles metais que possuem, sob as condições do processo, uma menor afinidade ao oxigênio, em seus respectivos metais. Esses metais reduzidos podem então ser separados como uma fase metálica líquida, a separação deixando uma fase de escória líquida que é menos concentrada nesses metais, mas que ainda contém metais e elementos com maior afinidade ao oxigênio. No contexto da presente invenção, o objetivo da segunda etapa é recuperar seletivamente a maior parte do cobre da primeira escória de refino de cobre como metal de cobre, em conjunto com o máximo de estanho e/ou chumbo possível presente. A redução na etapa c) é assim operada de modo que a primeira escória gasta compreenda no máximo 20% em peso total de cobre, estanho e chumbo juntos. Preferencialmente, a primeira escória gasta compreende menos de 20% em peso total de cobre, estanho e chumbo juntos, mais preferencialmente ainda muito menos.

Prioritariamente, as quantidades de cobre, estanho e/ou chumbo nessas escórias são suficientemente baixas de tal modo que eles não representem mais um valor econômico significativo. Mais preferencialmente, as concentrações de cobre, estanho e/ou chumbo são suficientemente baixas para que a primeira escória gasta não cause preocupações ambientais ao ser descartada como tal, ou pode ser aprovado para descarte após apenas um tratamento limitado adicional.

[021] Os requerentes constataram que o limite inferior especificado para a presença de cobre, em relação à presença da soma de Sn mais Pb presente, na alimentação total para etapa c), traz a vantagem de obter uma melhor extração de Sn e Pb da fase de escória, e isso sem introduzir quantidades significativas de cobre na fase de escória. Os requerentes descobriram que a alta presença de cobre na alimentação para etapa c) afeta o equilíbrio de estanho e chumbo entre as fases de escória e metálica no final da etapa c), favorecendo a movimentação desses metais de solda a partir da fase de escória para a fase metálica. Os requerentes concluíram que esse efeito pode ser alcançado sem aumentar a concentração de cobre na escória gasta obtida da etapa c) a níveis economicamente significativos e possivelmente inaceitáveis. Os requerentes descobriram que a alta quantidade de cobre na alimentação para etapa c) permite obter uma escória gasta da etapa c) que contém apenas baixas concentrações de estanho e/ou chumbo, bem como de cobre. Isso traz a vantagem de que a escória gasta da etapa c) requer menos tratamento adicional, se houver, para seu descarte responsável ou para seu uso em uma aplicação a jusante adequada.

[022] Os requerentes concluíram que a quantidade prescrita de cobre em relação à quantidade de metais de solda, ou seja, Sn + Pb, traz a vantagem de haver cobre suficiente para atuar como solvente para extrair os metais de solda da fase de escória para a primeira composição metálica à base de chumbo- estanho e, portanto, melhora a recuperação de estanho e/ou chumbo valiosos da escória na etapa c). Os requerentes descobriram que esta vantagem pode ser obtida sem que ocorra uma perda inaceitável de cobre valioso na fase de escória que é formada na etapa c).

[023] Os requerentes descobriram que a presente invenção, em particular graças à presença mínima de cobre em relação à quantidade de metais de solda Pb mais Sn na alimentação da etapa c), traz o benefício de uma maior recuperação dos metais valiosos – estanho, chumbo e, quando apropriado, também cobre, e possivelmente níquel, nas correntes de produtos onde sua presença é desejada. Isso também reduz o problema que pode ser causado pela presença desses metais nas correntes de produtos onde eles são menos ou não desejados.

[024] Na primeira escória gasta do processo, de acordo com a presente invenção, recupera-se a maioria dos elementos que possuem, sob as condições do processo, uma afinidade maior ao oxigênio do que o estanho e/ou chumbo.

Isso é particularmente válido para metais como ferro, alumínio, sódio, potássio, cálcio e outros metais alcalinos e alcalino-terrosos, mas também para outros elementos, como silício ou fósforo.

[025] Os requerentes descobriram que o processo de acordo com a presente invenção produz uma primeira composição metálica à base de chumbo- estanho que é altamente adequada para processamento posterior, em particular para produzir uma composição metálica de solda bruta que pode ter valor comercial por si só e/ou ser adequada para recuperação de produtos de estanho e/ou chumbo de pureza mais alta e comercialmente aceitáveis.

[026] Os requerentes descobriram surpreendentemente que é possível na etapa c) do processo, de acordo com a presente invenção, obter uma separação bastante clara entre os metais valiosos cobre, níquel, estanho e chumbo na fase metálica, e metais de menor valor, como o ferro e alumínio e outros elementos, como o silício, na fase de escória. Isso permite uma recuperação muito alta dos metais valiosos enquanto produz uma fase de escória muito baixa nesses metais e, portanto, pode ser descartada, diretamente ou com tratamento adicional relativamente menor. Os requerentes acreditam que essa separação clara é possível porque a presença de cobre na etapa c), como parte do conteúdo geral do forno, está dentro de uma janela de concentração específica. Por um lado, o cobre atua como um extrator de estanho e chumbo da fase de escória. Por outro lado, a presença de cobre é suficientemente baixa, de modo que a perda de cobre na fase de escória é muito limitada.

[027] Outra grande vantagem é que o processo de acordo com a presente invenção se tornou muito mais tolerante a outros elementos que não o cobre, sendo que a maioria dos elementos que possuem, sob as condições do processo, uma afinidade maior ao oxigênio do que o cobre, o estanho e o chumbo tornam-se, portanto, parte da primeira escória gasta. Isso amplia significativamente os critérios de aceitação para todas as matérias-primas que podem, adicionalmente, ser alimentados para etapa b), isto é, além do cobre preto. Além disso, isso também relaxa significativamente os critérios de aceitação do próprio cobre preto. Esse recurso amplia significativamente os critérios de aceitabilidade para as matérias-primas usadas na produção do cobre preto, geralmente em uma etapa de fundição. A etapa de fundição pode, portanto, aceitar muito mais matérias-primas de baixa qualidade, que se encontram disponíveis em abundância em condições economicamente mais atraentes.

[028] Outra vantagem é causada pelo fato de que, na etapa b), o volume de escória é alto em relação ao conteúdo total do forno. A remoção da escória do forno libera, assim, uma parte significativa do volume do forno, de modo que, no processamento posterior da primeira fase metálica enriquecida em cobre, que é realizada geralmente no mesmo forno, um espaço extra é criado para a introdução de outras matérias-primas extras.

[029] Os requerentes concluíram que esse processamento posterior da primeira composição metálica à base de chumbo-estanho pode ser operado de maneira muito mais eficaz e também muito mais eficiente, graças à remoção a montante do processo, como parte da primeira escória gasta, de pelo menos uma quantidade significativa dos metais e elementos que possuem, sob as condições do processo, uma alta afinidade ao oxigênio. Os requerentes descobriram que esta característica do processo traz benefícios significativos a jusante da etapa b), no processamento da primeira composição metálica à base de chumbo-estanho.

[030] Uma grande vantagem é que o volume de material a ser processado a jusante é significativamente reduzido pela remoção, na etapa c), de uma quantidade significativa de material como a primeira escória gasta, ou seja, antes da recuperação dos metais de solda (Sn e/ou Pb). Em etapas posteriores a jusante, esse material seria um peso morto e traria principalmente desvantagens em vez de benefícios. No processo de acordo com a presente invenção, o processamento posterior da primeira composição metálica à base de chumbo-estanho pode ser operado eficientemente com muito mais volume, o que significa que equipamentos menores podem ser usados, ou o processo de acordo com a presente invenção cria oportunidades para processar correntes adicionais para as quais os processos conhecidos teriam menos ou nenhum espaço. Além disso, o consumo de energia também pode ser reduzido nessas etapas do processo a jusante, devido ao volume reduzido de material quente que precisa ser processado.

[031] Os requerentes descobriram ainda surpreendentemente que, removendo a primeira escória gasta do processo de acordo com a presente invenção, as separações nas etapas de processo pirrometalúrgico a jusante, isto é, para processar a primeira composição metálica à base de chumbo-estanho, também são muito melhoradas. Por ter separações mais claras entre as respectivas fases metálicas e as suas correspondentes fases de escória, a recuperação a jusante de metais valiosos pode ser operada de forma mais eficaz e mais eficiente, ou seja, com maiores produções de produtos primários, menos descartes de metais valiosos, e que requer menor entrada de energia, por exemplo, devido aos volumes mais baixos de corrente de reciclagem.

[032] Uma vantagem adicional do processo de acordo com a presente invenção é que, no processamento posterior da primeira composição metálica à base de chumbo-estanho, materiais adicionais podem ser introduzidos graças ao espaço extra do forno disponibilizado pela remoção do alto volume da primeira escória gasta proveniente do processo de acordo com a presente invenção. Tais materiais adicionais podem, por exemplo, ser ricos em estanho e/ou chumbo. Tais materiais adicionais podem, por exemplo, ser escórias e/ou impurezas (dross) de processo gerados como subprodutos das etapas de refino a jusante, como parte da purificação posterior das correntes de estanho e/ou chumbo em produtos primários comercialmente valiosos.

[033] Outra e grande vantagem do processo de acordo com a presente invenção é que ele permite uma quantidade muito maior de coproduto de solda bruta para a mesma quantidade de cobre que está sendo processada. Os requerentes verificaram que a coprodução de solda bruta, em relação à quantidade de cobre que é processada na primeira etapa de refino de cobre, pode ser aumentada em cerca de 29% quando comparada com os valores obtidos no processo descrito no documento US 3,682,623. O valor econômico da solda bruta, particularmente como um possível intermediário para a produção de um produto de estanho de alta pureza, é altamente significativo em relação ao valor do produto de cobre anódico primário que pode ser obtido a partir do cobre preto. O aumento da quantidade relativa de coproduto de solda bruta em relação à quantidade de cobre que é processada na primeira etapa de refino de cobre, traz, portanto, uma vantagem econômica significativa para o operador do processo de acordo com a presente invenção.

[034] Os requerentes também descobriram que é vantajoso que a etapa c) use apenas a primeira escória de refino de cobre e que as escórias subsequentes de refino de cobre sejam melhor processadas separadamente e, preferencialmente, cada uma de uma maneira diferente. Os requerentes constataram que a primeira escória de refino de cobre é a escória de refino de cobre que contém a maior quantidade total de elementos que não o cobre e, em particular, os elementos que possuem, sob as condições do forno, uma afinidade maior ao oxigênio do que o cobre, mais particularmente uma afinidade ao oxigênio que é maior do que o estanho e chumbo também. Os requerentes descobriram surpreendentemente, portanto, que é mais eficaz executar a etapa c) na primeira escória de refino de cobre, ou seja, antes de misturar qualquer uma das outras escórias de refino de cobre que são produzidas nas etapas do processo a jusante da etapa b). Os requerentes descobriram que as escórias de refino de cobre subsequentes compreendem tipicamente concentrações mais altas de cobre e, portanto, os requerentes preferem processar essas escórias de refino de cobre a jusante de maneira diferente da primeira escória de refino de cobre.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[035] Figura 1 mostra um fluxograma do processo de acordo com a presente invenção, iniciando a partir de uma composição de cobre preto fornecida por uma etapa de fundição a montante e que leva à produção de pelo menos um produto de cobre adequado para fundição anódica e pelo menos um produto de solda bruta.

DESCRIÇÃO DETALHADA

[036] A presente invenção será descrita daqui em diante em formas de realização especificas, e com possível referência a determinados desenhos, mas a invenção não se limita aos mesmos, mas apenas pelas reivindicações.

Quaisquer desenhos descritos são apenas esquemáticos e não são limitativos.

Nos desenhos, para fins de ilustração, o tamanho de alguns dos elementos pode ser exagerado e não estar dimensionado. As dimensões e as dimensões relativas nos desenhos não correspondem necessariamente às reduções reais para prática da invenção.

[037] Além disso, os termos primeiro, segundo, terceiro e semelhantes no relatório descritivo e nas reivindicações, são usados para distinguir entre elementos semelhantes e não necessariamente para descrever uma ordem sequencial ou cronológica. Os termos são alternáveis em circunstâncias apropriadas e as formas de realização da invenção podem funcionar em outras sequências além daquelas descritas e/ou ilustradas aqui.

[038] Além disso, os termos superior, inferior, acima, abaixo e semelhantes no relatório descritivo e nas reivindicações são utilizados para fins descritivos e não necessariamente para descrever posições relativas. Os termos assim utilizados são alternáveis em circunstâncias apropriadas e as formas de realização da invenção aqui descritas podem funcionar em outras orientações além das descritas ou ilustradas aqui.

[039] O termo "compreendendo", conforme usado nas reivindicações, não deve ser considerado como estando limitado aos elementos listados no contexto contendo o mesmo. Não exclui a existência de outros elementos ou etapas. Deve ser considerado como a presença fornecida desses recursos, números inteiros, etapas ou componentes, conforme necessário, mas não impede a presença ou adição de um ou mais outros recursos, números inteiros, etapas ou componentes ou grupos dos mesmos. Assim, o volume de "um artigo compreendendo os meios A e B" pode não ser limitado a um objeto composto apenas pelos agentes A e B. Isso significa que A e B são os únicos elementos de interesse à matéria em relação a presente invenção. De acordo com o acima exposto, os termos "compreendem" ou "incorporam" também incluem os termos mais restritivos "consistindo essencialmente em" e "consistindo em". Ao substituir "compreender" ou "incluir" por "consistir em", esses termos representam, portanto, a base de formas de realização preferenciais, porém estritas, que também são fornecidas como parte do conteúdo deste documento em relação à presente invenção.

[040] Salvo especificação em contrário, todos os valores fornecidos aqui incluem até e incluindo os valores 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.

[041] Além disso, cada composto utilizado aqui pode ser discutido alternadamente em relação à sua fórmula química, nome químico, abreviatura, etc.

[042] Neste documento e a menos que especificado de maneira diferente, as composições da corrente são representadas com base no peso e em relação ao peso seco total da composição.

[043] Dentro do contexto da presente invenção, a terminologia "pelo menos parcialmente" inclui seu termo final "totalmente". Em relação ao grau em que uma determinada etapa de oxidação ou redução do processo é realizada, a forma de realização preferencial é tipicamente um desempenho parcial.

Relativamente a uma adição ou reciclagem de uma corrente de processo em uma etapa de processo específica, a forma de realização preferencial é tipicamente o ponto de funcionamento "total" dentro da faixa que é coberta pelos termos "pelo menos parcialmente".

[044] Neste documento e a menos que especificado de maneira diferente, as 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 de o metal estar presente em sua forma elementar (estado de oxidação = 0) ou em qualquer forma quimicamente ligada, normalmente em uma forma oxidada (estado de oxidação > 0). Para os metais que podem ser relativamente reduzidos facilmente a suas formas elementares e que podem ocorrer como metal fundido no processo pirrometalúrgico, é bastante comum expressar sua presença em termos de sua forma de metal elementar, mesmo quando a composição de uma escória é dada, em que a maioria desses metais pode realmente estar presente em uma forma oxidada. Portanto, a composição de uma escória neste documento especifica o teor de Fe, Zn, Pb, Cu, Sb, Bi como metais elementares. Metais menos nobres são mais difíceis de reduzir sob condições pirometalúrgicas não ferrosas e ocorrem principalmente em uma forma oxidada. Esses metais geralmente são expressos em termos de sua forma de óxido mais comum. Portanto, as composições da escória fornecem normalmente o teor de Si, Ca, Al, Na expressos, respectivamente, como SiO2, CaO, Al2O3 e Na2O.

[045] Os requerentes concluíram que os resultados de uma análise química de uma fase metálica são significativamente mais confiáveis do que os resultados de uma análise de fase de escória. Onde, neste documento, os números são derivados de um equilíbrio de material em uma ou mais etapas do processo, os requerentes preferem sem dúvida, se possível, basear esses cálculos o máximo possível nas análises de fase metálica e minimizar o uso das análises de escória. Por exemplo, os requerentes preferem calcular a recuperação de estanho e/ou chumbo na primeira escória de refino de cobre da etapa b) com base na quantidade de estanho e/ou chumbo nas alimentações combinadas para a etapa b) que não é mais recuperada na primeira fase metálica enriquecida em cobre da etapa b), em vez de se basear na concentração de estanho e/ou chumbo identificada para a primeira escória de refino de cobre.

[046] Os requerentes constataram ainda que uma análise de uma fase de escória que é posteriormente processada pode ser frequentemente corrigida ao se realizar um equilíbrio de massa em relação às etapas do processo a jusante e retrocalcular, utilizando as quantidades dos produtos obtidos da etapa a jusante em combinação com a análise desses produtos, em que pelo menos um é preferencialmente um produto metálico líquido que oferece resultados analíticos muito mais confiáveis. Tal retrocálculo pode ser realizado individualmente para vários dos metais específicos relevantes e pode permitir o estabelecimento de equilíbrios de material confiáveis em relação a maioria das etapas individuais do processo de acordo com a presente invenção. Esse retrocálculo pode contribuir também na determinação da composição de uma corrente metálica líquida a partir da qual a obtenção de uma amostra representativa pode ser altamente desafiadora, por exemplo, uma corrente metálica de solda fundida contendo grandes quantidades de chumbo junto com o estanho.

[047] Os requerentes preferem usar a fluorescência de raios X (XRF) para analisar uma fase metálica no contexto da presente invenção. Os requerentes preferem, para esta análise, coletar uma amostra do metal fundido líquido, e os requerentes preferem a utilização de um amostrador para fins analíticos instantâneos no refino de cobre da empresa Heraeus Electro Nite, o que resulta rapidamente em uma amostra sólida e resfriada para processamento posterior. Uma superfície da amostra resfriada tem então a superfície tratada adequadamente antes de a análise ser realizada pelo uso de uma sonda de XRF.

A técnica analítica de XRF, no entanto, não analisa o nível de oxigênio na amostra. Se necessário, para estabelecer a composição completa de uma fase metálica, incluindo o teor de oxigênio, os requerentes preferem, por conseguinte, medir separadamente o teor de oxigênio do metal no metal fundido líquido presente no forno, preferencialmente pelo uso de um sensor eletroquímico descartável de uso único para processos em batelada no refino do cobre oferecido pela empresa Heraeus Electro Nite. O resultado analítico da análise da fase metálica por XRF, como descrito acima, pode então ser ajustado, se desejado, quanto ao teor de oxigênio obtido a partir da análise separada do oxigênio. As composições relatadas no Exemplo deste documento não foram ajustadas para inclusão do seu teor de oxigênio.

[048] A presente invenção refere-se principalmente à recuperação dos metais-alvo – cobre, níquel, estanho e/ou chumbo – em correntes de produtos adequadas para derivar produtos metálicos primários de alta pureza a partir dos mesmos. O processo de acordo com a presente invenção compreende diferentes etapas de processo e essas etapas de processo podem ser classificadas como uma etapa de oxidação ou uma etapa de redução. Com esta classificação, os requerentes desejam abordar as reações químicas às quais esses metais-alvo podem estar sujeitos. Uma etapa de redução compreende, portanto, que pelo menos um desses metais-alvo está sendo reduzido de pelo menos um de seus óxidos correspondentes a sua forma de metal elementar, com a intenção de mover esse metal da fase de escória para a fase metálica no forno.

Tal etapa de redução é preferencialmente promovida pela adição de um agente redutor, conforme explicado em vários locais neste documento. As etapas de redução qualificam as etapas do processo, com as referências 400, 600, 700, 900, 1000 e 1100. Em uma etapa de oxidação, o objetivo principal é a conversão de, pelo menos, um dos metais-alvo em pelo menos um dos seus óxidos correspondentes, com a intenção de mover esse metal da fase metálica para a fase de escória no forno. O oxigênio para essa conversão pode, no contexto da presente invenção, ser fornecido a partir de uma variedade de fontes. O oxigênio não precisa necessariamente vir do ar ou do oxigênio que pode ser soprado no banho líquido. O oxigênio pode ser fornecido igualmente pela introdução de uma fase de escória que foi obtida a partir de outra etapa de processo e na qual o oxigênio está ligado a um óxido de pelo menos um outro metal. Uma etapa de oxidação, no contexto da presente invenção, pode possivelmente, então, ser realizada sem qualquer injeção de ar ou oxigênio. As etapas de oxidação, portanto, qualificam as etapas do processo com as referências 100, 200, 300, 500, 800 e 1200.

[049] Dos metais-alvo que a presente invenção está recuperando, Sn e Pb são considerados "os metais de solda". Esses metais se distinguem dos outros metais-alvo – cobre e/ou níquel, porque as misturas que contêm grandes quantidades desses metais geralmente têm um ponto de fusão muito menor do que as misturas que contêm grandes quantidades de cobre e/ou níquel. Tais composições já foram usadas há milênios para criar uma ligação permanente entre duas peças de metal, e isso derretendo primeiramente a “solda”, colocando-a no lugar e deixando solidificar. A solda, portanto, precisava ter uma temperatura de fusão mais baixa do que o metal das peças que estava conectando. No contexto da presente invenção, um produto de solda ou uma composição metálica de solda, dois termos que são usados alternadamente neste documento, significam composições metálicas nas quais a combinação dos metais de solda, portanto o nível de Pb mais Sn, representa a porção principal da composição, isto é, pelo menos 50% em peso e preferencialmente pelo menos 65% em peso. O produto de solda pode conter ainda níveis menores de outros metais-alvo, como cobre e/ou níquel, e de metais não-alvo, como Sb, As, Bi, Zn, Al e/ou Fe, e/ou elementos como Si. No contexto da presente invenção, como o processo é direcionado à produção de um produto de solda bruta e um produto de cobre, espera-se que o produto de solda bruta ou a composição metálica de solda bruta obtida pelo processo nas etapas e) e/ou n) contenha também uma quantidade mensurável de pelo menos cobre, mesmo que seja uma impureza inevitável.

[050] Em uma forma de realização do processo de acordo com a presente invenção, a recuperação de estanho na etapa b) como parte da primeira escória de refino de cobre, em relação à quantidade total de estanho presente na etapa b), é de pelo menos 20%, preferencialmente de pelo menos 30%, mais preferencialmente de pelo menos 40,00%, ainda mais preferencialmente de pelo menos 45%, ainda mais preferencialmente de pelo menos 50%, preferencialmente de pelo menos 55%, mais preferencialmente de pelo menos 57%. Nenhuma unidade precisa ser especificada quanto a % de recuperação de um elemento específico, pois, independentemente de se considerar átomos ou peso, a % de recuperação permanece a mesma.

[051] Em uma forma de realização do processo de acordo com a presente invenção, a recuperação do chumbo na etapa b) como parte da primeira escória de refino de cobre, em relação à quantidade total de chumbo presente na etapa b), é de pelo menos 20%, preferencialmente de pelo menos 30,00%, mais preferencialmente de pelo menos 40%, ainda mais preferencialmente de pelo menos 45%, ainda mais preferencialmente de pelo menos 50%, preferencialmente de pelo menos 55%, mais preferencialmente de pelo menos 60%.

[052] O limite inferior especificado para a recuperação de estanho e/ou chumbo na etapa b) como parte da primeira escória de refino de cobre traz a vantagem de que já na primeira etapa de oxidação que é realizada no cobre preto, uma quantidade significativa de estanho e/ou chumbo presente é removida, em conjunto com quantidades significativas de outros elementos além do cobre. Isso traz a vantagem de que menos impurezas são alimentadas nas etapas executadas a jusante na primeira fase metálica enriquecida em cobre.

Isso significa que as etapas do processo a jusante na primeira fase metálica enriquecida em cobre precisam lidar com uma quantidade menor de impurezas e também com menor ocupação de volume pela primeira fase metálica enriquecida em cobre. Isso geralmente significa que um volume mais precioso do forno é liberado nas etapas de processamento subsequentes, executadas na primeira fase metálica enriquecida em cobre, o que libera espaço para a introdução de material adicional nessas etapas do processo e, portanto, a oportunidade para um aumento da produção do produto final de cobre dentro das mesmas restrições de volume do forno. As vantagens listadas estão associadas ao limite inferior na recuperação de estanho na etapa b), também ao limite inferior na recuperação de chumbo na etapa b) e em uma combinação de um limite inferior na recuperação de estanho com um limite inferior na recuperação de chumbo na etapa b). Os efeitos são cumulativos em relação aos dois metais juntos, estanho e chumbo, trazem até um efeito melhorado em relação à soma dos dois efeitos individuais.

[053] Os requerentes descobriram que as recuperações desejadas na etapa b) podem ser obtidas controlando a presença de oxigênio e/ou doadores de oxigênio na etapa b) dentro de limites apropriados, se necessário, combinados com uma adição controlada de sequestrantes de oxigênio e a adição de material de fluxo.

[054] Em uma forma de realização do processo de acordo com a presente invenção, a alimentação total para a etapa c) compreende, pelo menos, 29,0% em peso de cobre, preferencialmente pelo menos 30,0% em peso, mais preferencialmente pelo menos 31,0% em peso, ainda mais preferencialmente pelo menos 32,0% em peso, ainda mais preferencialmente pelo menos 33,0% em peso, preferencialmente pelo menos 34,0% em peso, mais preferencialmente pelo menos 35,0% em peso, ainda mais preferencialmente pelo menos 36,0% em peso, preferencialmente, pelo menos, 37,0% em peso, mais preferencialmente pelo menos 38,0% em peso de cobre.

[055] Em uma forma de realização do processo de acordo com a presente invenção, a alimentação total para a etapa c) inclui uma quantidade de cobre que é, pelo menos, 1,6 vezes maior que a quantidade total de metais de solda presente, isto é, a soma de Sn mais Pb, preferencialmente pelo menos 1,7 vezes, mais preferencialmente pelo menos 1,8 vezes, ainda mais preferencialmente pelo menos 1,9 vezes, preferencialmente pelo menos 2,0 vezes, mais preferencialmente pelo menos 2,1 vezes maior que a quantidade total de metais de solda presentes.

[056] Os requerentes descobriram que a quantidade prescrita de cobre traz a vantagem de haver cobre suficiente presente para atuar como um solvente na extração de metais de solda da fase de escória para a primeira composição metálica à base de chumbo-estanho e, portanto, melhora a recuperação de estanho e/ou chumbo valioso a partir da escória na etapa c).

[057] Em uma forma de realização do processo de acordo com a presente invenção, a primeira escória gasta compreende no máximo 20,0% em peso e ainda melhor, no máximo 18% em peso total de cobre, estanho e chumbo juntos, preferencialmente, no máximo 15% em peso, mais preferencialmente, no máximo, 12% em peso, ainda mais preferencialmente, no máximo, 9,0% em peso, ainda mais preferencialmente, no máximo, 7,0% em peso, preferencialmente, no máximo, 5,0% em peso, mais preferencialmente, no máximo, 4,0% em peso, ainda mais preferencialmente, no máximo, 3,0% em peso, ainda mais preferencialmente, no máximo, 2,0% em peso, preferencialmente, no máximo, 1,5% em peso e mais preferencialmente, no máximo, 1,10% em peso total de cobre, estanho e chumbo juntos.

[058] Em uma forma de realização do processo de acordo com a presente invenção, a primeira escória gasta compreende no máximo 7,0% em peso de cobre, preferencialmente, no máximo, 5,0% em peso, mais preferencialmente, no máximo, 3,0% em peso, ainda mais preferencialmente, no máximo, 2,0% em peso, ainda mais preferencialmente, no máximo, 1,50% em peso, preferencialmente, no máximo, 1,00% em peso, mais preferencialmente, no máximo, 0,75% em peso, ainda mais preferencialmente, no máximo, 0,60% em peso, ainda mais preferencialmente, no máximo, 0,50% em peso, preferencialmente, no máximo, 0,40% em peso de cobre.

[059] Numa forma de realização do processo de acordo com a presente invenção, a primeira escória gasta compreende no máximo 7,0% em peso de estanho, preferencialmente, no máximo, 5,0% em peso, mais preferencialmente, no máximo, 3,0% em peso, ainda mais preferencialmente, no máximo, 2,0% em peso, ainda mais preferencialmente, no máximo, 1,50% em peso, preferencialmente, no máximo, 1,00% em peso, mais preferencialmente, no máximo, 0,75% em peso, ainda mais preferencialmente, no máximo, 0,60% em peso, ainda mais preferencialmente, no máximo, 0,50% em peso, preferencialmente, no máximo, 0,40% em peso, mais preferencialmente, no máximo, 0,30% em peso de estanho.

[060] Em uma forma de realização do processo de acordo com a presente invenção, a primeira escória gasta compreende no máximo 7,0% em peso de chumbo, preferencialmente, no máximo, 5,0% em peso, mais preferencialmente, no máximo, 3,0% em peso, ainda mais preferencialmente, no máximo, 2,0% em peso, ainda mais preferencialmente, no máximo, 1,50% em peso, preferencialmente, no máximo, 1,00% em peso, mais preferencialmente, no máximo, 0,75% em peso, ainda mais preferencialmente, no máximo, 0,60% em peso, ainda mais preferencialmente, no máximo, 0,50% em peso, preferencialmente, no máximo, 0,40% em peso de chumbo.

[061] Os limites superiores especificados sobre a presença de cobre, estanho, chumbo e dos três metais em conjunto na primeira escória gasta, traz individualmente o benefício que o valor econômico das quantidades dos três metais-alvo que deixam o processo com a primeira escória gasta da etapa c) mantém-se limitado. Reduz-se a necessidade ou o desejo de proporcionar etapas adicionais de processo na primeira escória gasta antes que ela possa ser descartada e, portanto, oferece o benefício de que menos ou possivelmente nenhuma etapa de tratamento adicional seja necessária antes que a primeira escória gasta possa ser descartada ou antes da a escória ser considerada aceitável em uma aplicação ou uso final economicamente mais atraente.

[062] Na primeira escória gasta do processo, de acordo com a presente invenção, recupera-se a maioria dos elementos que possuem, sob as condições do processo, uma afinidade maior ao oxigênio do que o estanho e/ou chumbo e/ou cobre e/ou níquel. Isso é particularmente válido para metais como zinco, cromo, manganês, vanádio, titânio, ferro, alumínio, sódio, potássio, cálcio e outros metais alcalinos e alcalino-terrosos, mas também para outros elementos, como silício ou fósforo.

[063] Os requerentes descobriram também que as recuperações desejadas na etapa b) podem ser obtidas controlando a presença de oxigênio e/ou doadores de oxigênio na etapa b) dentro de limites apropriados, se necessário, combinados com uma adição controlada de sequestrantes de oxigênio e a adição de material de fluxo.

[064] Em uma forma de realização do processo de acordo com a presente invenção, a composição de cobre preto usada em algumas das etapas do processo atende a pelo menos uma das seguintes condições, mais preferencialmente todas as seguintes condições:  compreende pelo menos 51% em peso de cobre,  compreende no máximo 96,9% em peso de cobre,  compreende pelo menos 0,1% em peso de níquel,

 compreende no máximo 4,0% em peso de níquel,  compreende pelo menos 1,5% em peso de estanho,  compreende no máximo 15% em peso de estanho,  compreende pelo menos 1,5% em peso de chumbo,  compreende no máximo 25% em peso de chumbo,  compreende no máximo 3,5% em peso de ferro, e  compreende no máximo 8,0% em peso de zinco.

[065] Os requerentes preferem que qualquer cobre preto que possa ser utilizado no processo de acordo com a presente invenção, isto é, qualquer cobre preto também utilizado em uma etapa de processo que não seja na etapa b), atenda a pelo menos uma das condições acima e, preferencialmente, todas elas.

[066] Em uma forma de realização do processo de acordo com a presente invenção, o cobre preto compreende no máximo 96,9% em peso ou melhor, no máximo 96,5% em peso de cobre, preferencialmente, no máximo, 96,0% em peso, mais preferencialmente, no máximo, 95,0% em peso, ainda mais preferencialmente, no máximo, 90,0% em peso, ainda mais preferencialmente, no máximo, 85,0% em peso, preferencialmente, no máximo, 83,0% em peso, mais preferencialmente, no máximo, 81,0% em peso, ainda mais preferencialmente, no máximo, 80,0% em peso, ainda mais preferencialmente menos que 80,0% em peso e preferencialmente, no máximo, 79,0% em peso de cobre. Traz ainda a vantagem de que o processo a montante para produzir o cobre preto pode aceitar matérias-primas que contenham muito mais metais que o cobre. É particularmente vantajoso aceitar mais estanho e/ou chumbo na produção de cobre preto, e essas quantidades mais altas de estanho e/ou chumbo podem ser rapidamente processadas em uma quantidade aumentada de coproduto de solda bruta, um produto que vem apresentando um valor econômico relativamente alto.

[067] Em uma forma de realização do processo de acordo com a presente invenção, o cobre preto compreende pelo menos 51% em peso de cobre, preferencialmente pelo menos 52% em peso, mais preferencialmente pelo menos 53% em peso, ainda mais preferencialmente pelo menos 54% em peso, ainda mais preferencialmente pelo menos 55% em peso, preferencialmente pelo menos 57% em peso, mais preferencialmente pelo menos 59% em peso, ainda mais preferencialmente pelo menos 60% em peso, ainda mais preferencialmente pelo menos 62% em peso, preferencialmente pelo menos 64% em peso, mais preferencialmente pelo menos 66% em peso, ainda mais preferencialmente pelo menos 68% em peso, ainda mais preferencialmente pelo menos 70% em peso, preferencialmente pelo menos 71% em peso, mais preferencialmente pelo menos 72% em peso, ainda mais preferencialmente pelo menos 73% em peso, ainda mais preferencialmente pelo menos 74% em peso, preferencialmente pelo menos 75% em peso, mais preferencialmente pelo menos 77,5% em peso, ainda mais preferencialmente pelo menos 80% em peso, ainda mais preferencialmente pelo menos 85% em peso de cobre.

[068] Isso traz a vantagem de que uma etapa de pré-refino, como a apresentada no documento US 3,682,623 para aprimorar um cobre preto contendo 75-80% em peso de cobre para cerca de 85% em peso de cobre ou mais (85,12% em peso de cobre no Exemplo, Tabela VI), pode ser dispensada.

[069] Os requerentes descobriram ainda que o processo total é mais operacional e eficiente e geralmente produz mais produtos primários, se a concentração de cobre no cobre preto permanecer dentro do limite inferior prescrito. Com uma baixa concentração de cobre no cobre preto, outros elementos fazem o equilíbrio. Isto é bastante aceitável e muitas vezes até mesmo desejável se forem os metais valiosos a fazer o equilíbrio, como o chumbo, mas ainda mais interessante quando também incluir estanho. Esses metais consomem materiais químicos durante qualquer etapa de oxidação e/ou redução, mas, em última análise, a maior parte deles acaba em uma corrente de produto primário.

Se, no entanto e ao contrário, são metais ou elementos de menor valor que inevitavelmente acabam ficando em uma das escórias gastas do processo que fazem o equilíbrio, então a menor concentração de cobre é bastante desvantajosa porque esses metais e/ou elementos consomem materiais químicos nas etapas de oxidação como parte das etapas de refino de cobre e/ou podem consumir outros materiais químicos em uma das etapas de redução a jusante, como a etapa c) do processo de acordo com a presente invenção.

Além disso, esses metais ou elementos de baixo valor ocupam volume no forno e, portanto, sua presença exige fornos maiores e, portanto, um custo de investimento mais alto.

Dentro de um determinado tamanho de equipamento disponível, a presença desses metais ou elementos reforça as restrições à introdução, em qualquer uma das etapas do processo, de matérias-primas de maior valor, como aquelas que contêm altas concentrações de cobre, estanho e/ou chumbo.

A composição de cobre preto é tipicamente um intermediário produzido por outra etapa de processo pirometalúrgico, isto é, uma etapa de fundição.

Uma etapa de fundição resulta em um produto de metal fundido, o chamado "cobre preto", e uma escória líquida, principalmente, de óxidos metálicos, geralmente na presença de quantidades significativas de sílica.

Os requerentes preferem, em uma etapa de fundição, obter um produto de cobre preto com pelo menos a quantidade mínima de cobre especificada, porque a alta presença de cobre atua como um agente de extração para outros metais valiosos,

como estanho e chumbo.

Manter a concentração de cobre na composição de cobre preto acima do limite especificado resulta em uma recuperação mais alta desses outros metais valiosos presentes na composição de cobre preto, em vez de perder esses metais valiosos como parte da escória da fundição, na qual esses metais normalmente têm pouco ou nenhum valor e pode até representar um problema.

[070] Em uma forma de realização do processo de acordo com a presente invenção, o cobre preto compreende, pelo menos 1,5% em peso de estanho, mais preferencialmente pelo menos 2,0% em peso, ainda mais preferencialmente pelo menos 2,5% em peso, ainda mais preferencialmente pelo menos 3,0% em peso, preferencialmente pelo menos 3,5% em peso, mais preferencialmente pelo menos 3,75% em peso, ainda mais preferencialmente pelo menos 4,0% em peso, ainda mais preferencialmente pelo menos 4,5% em peso, preferencialmente pelo menos 5,0% em peso, mais preferencialmente pelo menos 5,5% em peso, ainda mais preferencialmente pelo menos 6,0% em peso, ainda mais preferencialmente pelo menos 6,5% em peso, preferencialmente pelo menos 7,0% em peso, mais preferencialmente pelo menos 7,5% em peso, ainda mais preferencialmente pelo menos 8,0% em peso, ainda mais preferencialmente pelo menos 8,5% em peso, preferencialmente pelo menos 9,0% em peso, mais preferencialmente pelo menos 9,5% em peso, ainda mais preferencialmente pelo menos 10,0% em peso, ainda mais preferencialmente pelo menos 11,0% em peso de estanho. O estanho é um metal altamente valioso que, na sua forma de produto de alta pureza, dificilmente está disponível. Os requerentes preferem, portanto, produzir o máximo de estanho possível para o seu processo. Além disso, os requerentes preferem recuperar este estanho de matérias-primas de baixo valor econômico, nas quais o estanho está normalmente presente em baixas concentrações. Tais matérias-primas de baixo valor geralmente contêm grandes quantidades de elementos que são difíceis de processar em um processo de refino pirometalúrgico do cobre e, portanto, geralmente são primeiramente processadas em uma etapa de fundição. Portanto, o estanho nessas matérias-primas de baixo valor se torna principalmente parte da composição de cobre preto. Os requerentes preferem processar tanto estanho quanto possível a partir de matérias-primas de baixo valor e, portanto, preferem que a composição de cobre preto do processo de acordo com a presente invenção contenha tanto estanho quanto possível dentro de outras restrições do processo.

[071] Em uma forma de realização do processo de acordo com a presente invenção, o cobre preto compreende, pelo menos 1,5% em peso de chumbo, mais preferencialmente, pelo menos 2,0% em peso, ainda mais preferencialmente pelo menos 2,5% em peso, ainda mais preferencialmente pelo menos 3,0% em peso, preferencialmente pelo menos 3,5% em peso, mais preferencialmente pelo menos 3,75% em peso, ainda mais preferencialmente pelo menos 4,0% em peso, ainda mais preferencialmente pelo menos 4,5% em peso, preferencialmente pelo menos 5,0% em peso, mais preferencialmente pelo menos 5,5% em peso, ainda mais preferencialmente pelo menos 6,0% em peso, ainda mais preferencialmente pelo menos 7,0% em peso, preferencialmente pelo menos 8,0% em peso, mais preferencialmente pelo menos 9,0% em peso, ainda mais preferencialmente pelo menos 10,0% em peso, ainda mais preferencialmente pelo menos 11,0% em peso, preferencialmente pelo menos 12,0% em peso, mais preferencialmente pelo menos 13,0% em peso, ainda mais preferencialmente pelo menos 14,0% em peso, ainda mais preferencialmente pelo menos 15,0% em peso de chumbo.

[072] O chumbo também é um metal valioso. Além disso, a presença de chumbo facilita a recuperação do estanho metálico ainda mais valioso, porque se comporta de maneira semelhante à do estanho, acaba nas mesmas correntes de processo, formando uma mistura chamada “solda”, e as correntes de solda resultantes têm uma densidade mais alta e, portanto, são mais fáceis de separar correntes líquidas de menor densidade, como escória, ou correntes sólidas,

como impurezas. Os requerentes preferem, portanto, ter uma quantidade significativa de chumbo em seu processo. Além disso, os requerentes preferem recuperar esse chumbo a partir de matérias-primas de baixo valor econômico, nas quais o chumbo está normalmente presente em baixas concentrações. Tais matérias-primas de baixo valor geralmente contêm grandes quantidades de elementos que são difíceis de processar em um processo de refino pirometalúrgico de cobre e, portanto, geralmente são primeiramente processadas em uma etapa de fundição. Portanto, o chumbo nessas matérias- primas de baixo valor se torna principalmente parte da composição de cobre preto. Os requerentes preferem obter o máximo de chumbo possível de tais matérias-primas de baixo valor e, portanto, preferem que a composição de cobre preto do processo de acordo com a presente invenção contenha o máximo de chumbo possível dentro de outras restrições do processo.

[073] Uma presença mais alta de estanho e/ou chumbo no cobre preto traz a vantagem de que as matérias-primas que contêm esse estanho e/ou chumbo podem ser processadas em uma etapa de fundição, uma etapa que é altamente tolerante a outras impurezas, muito superior à das etapas típicas realizadas como parte de um processo de refino de cobre, incluindo quaisquer etapas associadas à coprodução de outros metais não ferrosos, tais como o estanho e/ou chumbo. Essas matérias-primas aceitáveis, portanto, são tipicamente de qualidade muito mais baixa e, portanto, também têm valor econômico mais baixo. A maior parte do estanho e/ou chumbo no cobre preto do processo de acordo com a presente invenção acaba ficando em um coproduto de solda bruta, que é um produto de valor econômico relativamente alto. O upgrade econômico do estanho e/ou chumbo no cobre preto alimentado ao processo de acordo com a presente invenção é, portanto, tipicamente muito maior que a mesma quantidade introduzida como parte de uma matéria-prima muito mais concentrada que pode ser aceitável diretamente em uma das etapas do processo de refino de cobre, incluindo acessórios.

[074] Os requerentes, portanto, preferem ter maiores quantidades de estanho e/ou chumbo no cobre preto, porque traz a vantagem de que dentro de uma quantidade limitada desses metais a serem produzidos devido às limitações do equipamento, mais desses metais estão sendo recuperados de matérias- primas de baixo valor e, portanto, mais desses metais podem ser recuperados com um alto upgrade econômico, devido ao menor valor dos mesmos na matéria- prima e ao alto valor econômico do produto final.

[075] Em uma forma de realização do processo de acordo com a presente invenção, o cobre preto compreende no máximo 15,0% em peso de estanho, preferencialmente, no máximo, 14,0% em peso, mais preferencialmente, no máximo, 13,0% em peso, ainda mais preferencialmente, no máximo, 12,0% em peso, ainda mais preferencialmente, no máximo, 11,0% em peso, preferencialmente, no máximo, 10,0% em peso, mais preferencialmente, no máximo, 9,0% em peso, ainda mais preferencialmente, no máximo, 8,0% em peso, ainda mais preferencialmente, no máximo, 7,0% em peso, preferencialmente, no máximo, 6,0% em peso de estanho. Os requerentes concluíram que limitar a concentração de estanho na composição de cobre preto aos limites superiores especificados traz a vantagem de haver espaço suficiente na composição de cobre preto para outros metais e elementos. Como discutido acima, a presença de cobre é altamente vantajosa na etapa de fundição a montante, assim como a presença de chumbo. Os requerentes preferem, portanto, manter a concentração de estanho dentro do limite superior especificado.

[076] Em uma forma de realização do processo de acordo com a presente invenção, o cobre preto compreende no máximo 25,0% em peso de chumbo, preferencialmente, no máximo, 24,0% em peso, mais preferencialmente, no máximo, 23,0% em peso, ainda mais preferencialmente, no máximo 22,0% em peso, ainda mais preferencialmente, no máximo, 21,0% em peso, preferencialmente, no máximo, 20,0% em peso, mais preferencialmente, no máximo, 19,0% em peso, ainda mais preferencialmente, no máximo, 18,0% em peso, ainda mais preferencialmente, no máximo 17,0% em peso, preferencialmente, no máximo, 16,0% em peso, mais preferencialmente, no máximo, 15,0% em peso, ainda mais preferencialmente, no máximo, 14,0% em peso, ainda mais preferencialmente, no máximo, 13,0% em peso, ainda mais preferencialmente, no máximo, 12,0% em peso, preferencialmente, no máximo, 11,0% em peso, mais preferencialmente, no máximo, 10,0% em peso, ainda mais preferencialmente, no máximo, 9,0% em peso, ainda mais preferencialmente, no máximo, 8,0% em peso, preferencialmente, no máximo, 7,0% em peso de chumbo. Os requerentes concluíram que limitar a concentração de chumbo na composição de cobre preto aos limites superiores especificados traz a vantagem de haver espaço suficiente na composição de cobre preto para outros metais e elementos. Como discutido acima, a presença de cobre é altamente vantajosa na etapa de fundição a montante, assim como a presença de quantidades significativas de estanho é altamente desejável. Os requerentes preferem, portanto, manter a concentração de chumbo dentro do limite superior especificado.

[077] Os requerentes constataram que quantidades excessivas de estanho e/ou chumbo no cobre preto afetam qualquer etapa de separação entre o cobre (e o níquel), por um lado, e o estanho e o chumbo, por outro lado. A separação é menos clara e mais estanho e/ou chumbo tendem a permanecer com o cobre. Mesmo se a corrente de cobre for pelo menos parcialmente reciclada, isso faz com que maiores quantidades de estanho e/ou cobre circulem no processo e ocupem o volume do forno. Mas se também a corrente de cobre dessa separação, ou parte dela, for removida do processo, maiores quantidades de estanho e/ou chumbo nessa corrente representam um problema extra para seu processamento a jusante.

[078] Em uma forma de realização do processo de acordo com a presente invenção, o cobre preto compreende pelo menos 0,1% em peso e no máximo 4,0% em peso de níquel (Ni). Preferencialmente, a alimentação de cobre preto à etapa b) compreende pelo menos 0,2% em peso de níquel, mais preferencialmente pelo menos 0,3% em peso, ainda mais preferencialmente pelo menos 0,4% em peso, ainda mais preferencialmente pelo menos 0,5% em peso, preferencialmente pelo menos 0,75% em peso, mais preferencialmente pelo menos 1,00% em peso de níquel.

[079] O níquel é um metal que está presente em muitas matérias-primas que contêm cobre, estanho e/ou chumbo, e também está presente em muitas ligas que contêm ou mesmo são à base de ferro. O níquel exibe, sob as condições do forno, uma menor afinidade ao oxigênio que o estanho e/ou chumbo, próximo e um pouco mais alto que o do cobre. Portanto, é um metal difícil de se separar do cobre por pirometalurgia. No documento US 3,682,623, a maior parte do níquel presente no cobre preto pré-refinado (Tabela VI, 541,8 kg) deixa o processo como uma impureza no produto de cobre refinado (Tabela XII, 300 kg), que foi fundido em anodos (col. 19, linhas 61-62). Uma pequena quantidade do níquel chega ao produto metálico de chumbo/estanho (Tabela XV, 110 kg). O processo compreende uma corrente de reciclagem significativa de cobre preto, na qual o níquel parece aumentar a cada ciclo (Tabela XIV, 630 kg em comparação com a Tabela VI, 500 kg). Os requerentes constataram que o níquel nos anodos de cobre é um elemento incômodo na etapa de eletrorrefino a jusante. Sob as condições do processo de eletrorrefino, o níquel se dissolve no eletrólito, mas não se deposita no catodo. Portanto, pode se acumular no eletrólito e possivelmente levar à precipitação de sais de níquel ao exceder seu limite de solubilidade. Mas mesmo com níveis mais baixos, o níquel pode já levar à passivação do anodo por causa de uma possível formação de um gradiente de concentração de níquel na superfície do anodo. O processo no documento US 3,682,623 é, portanto, limitado quanto às suas capacidades de manipulação do níquel. A etapa de fusão no documento US 3,682,623 pode, portanto, aceitar apenas uma quantidade bastante limitada de matérias-primas que contêm quantidades significativas de níquel.

[080] Os requerentes descobriram agora que o processo de acordo com a presente invenção é capaz de aceitar quantidades muito mais altas de níquel, por exemplo, como parte do cobre preto de uma etapa de fundição a montante.

Esta tolerância mais alta ao níquel traz para o processo de acordo com a presente invenção e para quaisquer etapas do processo realizadas a montante, uma janela de aceitação mais ampla em relação às matérias-primas. O processo de acordo com a presente invenção, bem como qualquer uma das etapas do processo a montante, pode, portanto, aceitar matérias-primas que processos alternativos conhecidos na arte podem não aceitar, ou apenas aceitar em quantidades muito limitadas, e que podem, assim, estar mais rapidamente disponíveis em condições economicamente mais atraentes.

[081] Apesar da maior tolerância ao níquel, os requerentes também descobriram que o processo de acordo com a presente invenção pode ser capaz de produzir um produto de cobre anódico primário que é mais rico em cobre e que compreende menos níquel quando comparado ao cobre anódico produzido no documento US 3,682,623.

[082] Em uma forma de realização do processo de acordo com a presente invenção, o cobre preto compreende no máximo 3,5% em peso de ferro,

preferencialmente, no máximo, 3,0% em peso, mais preferencialmente, no máximo, 2,5% em peso, ainda mais preferencialmente, no máximo, 2,0% em peso, ainda mais preferencialmente, no máximo, 1,80% em peso, preferencialmente, no máximo, 1,60% em peso de ferro.

[083] Em uma forma de realização do processo de acordo com a presente invenção, o cobre preto compreende no máximo 8,0% em peso de zinco, preferencialmente, no máximo, 7,5% em peso, mais preferencialmente, no máximo, 7,0% em peso, ainda mais preferencialmente, no máximo, 6,5% em peso, ainda mais preferencialmente, no máximo, 6,0% em peso, preferencialmente, no máximo, 5,5% em peso, mais preferencialmente, no máximo, 5,0% em peso, ainda mais preferencialmente, no máximo, 4,7% em peso de zinco.

[084] Os requerentes concluíram que é aconselhável manter as concentrações de ferro e/ou zinco dentro dos limites especificados. Esses metais são normalmente oxidados nas etapas de refino do cobre, onde consomem acessórios. O zinco é facilmente reduzido em qualquer uma das etapas de redução do processo e, portanto, também consome acessórios. Além disso, esses metais ocupam o volume do forno. Por esses motivos, os requerentes desejam limitar esses metais às respectivas concentrações, conforme especificado.

[085] Em uma forma de realização do processo de acordo com a presente invenção, a temperatura da escória na etapa b) e/ou na etapa c) é de pelo menos 1000°C, preferencialmente de pelo menos 1020°C, mais preferencialmente de pelo menos 1040°C, ainda mais preferencialmente pelo menos 1060°C, preferencialmente pelo menos 1080°C, mais preferencialmente pelo menos 1100°C, ainda mais preferencialmente pelo menos 1110°C, preferencialmente pelo menos 1120°C, mais preferencialmente pelo menos

1130°C, ainda mais preferencialmente pelo menos 1140°C, preferencialmente pelo menos 1150°C. Os requerentes concluíram que a separação entre a fase metálica e a fase de escória é melhor quando a temperatura da escória está em conformidade com o limite prescrito e, preferencialmente, acima do limite prescrito. Sem querer se prender a essa teoria, os requerentes acreditam que a temperatura mais alta traz uma melhor separação, pois a viscosidade da escória é mais baixa em temperaturas mais altas. Uma viscosidade mais baixa da escória permite que as bolhas de metal mais pesadas se combinem mais rapidamente em bolhas maiores e afundem mais rapidamente na fase de escória até atingirem a fase metálica subjacente e podem se combinar com ela. Uma temperatura mais alta também traz a vantagem de uma cinética de reação mais rápida, de modo que o equilíbrio desejado possa ser alcançado mais rapidamente.

[086] Os requerentes, no entanto, também acreditam que o equilíbrio entre a fase de escória e metálica é afetado pela temperatura. Geralmente, uma temperatura mais elevada tende a diminuir as diferenças entre metais diferentes em termos da sua afinidade ao oxigênio sob as condições do processo. Os requerentes preferem, por conseguinte, limitar a temperatura do forno na etapa b) e/ou c) a, no máximo, 1300°C, preferencialmente, no máximo 1250°C, mais preferencialmente, no máximo, 1200°C. Os requerentes preferem aplicar esse limite à maioria, se não a todas as etapas do processo de acordo com a presente invenção, nas quais é feita uma separação de fases entre pelo menos duas fases líquidas, geralmente uma fase de escória sobrenadante e uma fase metálica subjacente.

[087] Em uma forma de realização do processo de acordo com a presente invenção, matérias-primas adicionais são adicionadas como alimentação fresca à etapa b). Os requerentes preferem adicionar matérias-

primas contendo metal sólido, uma vez que a fusão deste metal sólido é capaz de absorver uma parte do calor da reação e ajuda a manter a temperatura do forno dentro da faixa preferencial. Os requerentes preferem usar para esse fim, matérias-primas ricas em cobre e que possam conter pelo menos pequenas quantidades de Sn e/ou Pb. A faixa de temperatura preferencial é delimitada por um limite inferior abaixo do qual a viscosidade de pelo menos uma das fases líquidas se torna excessivamente alta para o forno operar. A faixa de temperatura preferencial é delimitada por um limite superior acima do qual a volatilidade de metais valiosos, em particular estanho e/ou chumbo, se torna excessiva e a recuperação desses metais como parte da poeira do forno se torna excessivamente problemática, complexa e cara.

[088] A altas temperaturas em uma etapa de fundição ou refino de metais não ferrosos, ambos os metais e os óxidos metálicos ocorrem no estado líquido derretido. Os óxidos metálicos costumam ter uma densidade mais baixa que os metais e formam uma fase chamada de “escória” separada, que vem flutuando como uma fase líquida sobrenadante no topo da fase metálica fundida. Os óxidos metálicos podem então ser separados por gravidade como uma fase líquida de escória separada da fase metálica fundida. A sílica, geralmente na forma de areia normal, pode ser adicionada como o chamado "material de fluxo", ou seja, como um diluente de escória e/ou para melhorar a fluidez da escória, de modo que ela se separa mais rapidamente da fase metálica e fica mais fácil de se manipular.

A sílica também é capaz de se ligar a determinados elementos, e, assim, também afeta o desejo de que esse elemento se torne parte da fase de escória, em vez da fase metálica. Os requerentes descobriram que a adição de sílica é um elemento de processo altamente desejável para muitas das etapas que fazem parte do processo de acordo com a presente invenção, onde uma fase de escória e uma fase metálica devem ser separadas umas das outras, tendo em vista que a sílica, em muitas circunstâncias, auxilia na alteração do equilíbrio entre a fase metálica e a fase de escória à favor da separação que é desejada no que diz respeito aos metais desejados na fase metálica e os metais preferidos para permanecer na fase de escória. Os requerentes constataram ainda que, quando a escória contém ferro e é retirada do forno e granulada ao colocar a escória líquida quente em contato com a água, a adição de sílica pode evitar o risco de o ferro estar presente em uma forma que atue como um catalisador para a divisão da água e, portanto, a formação de gás hidrogênio, o que representa um risco de explosão. A sílica também aumenta a atividade de qualquer estanho na escória, forçando parte do SnO2 a reduzir para Sn metálico, Sn, o qual, que se moverá para a fase metálica. Este último mecanismo reduz a quantidade de Sn que permanece na escória para a mesma composição metálica subjacente.

[089] Nas condições operacionais de pirometalurgia, várias reações químicas ocorrem entre os vários metais e óxidos no forno. Os metais com maior afinidade ao oxigênio são mais facilmente oxidados e esses óxidos tendem a se mover para a fase de escória, enquanto os metais com menor afinidade ao oxigênio, quando presentes como óxidos, reduzem-se rapidamente para retornar ao seu estado metálico e esses metais tendem a se mover para a fase metálica líquida. Caso haja um contato de superfície e tempo suficientes, estabelece-se um equilíbrio entre a fase metálica, na qual os metais com menor afinidade ao oxigênio sob as condições do processo se acumulam, e a fase de escória, na qual os metais com maior afinidade ao oxigênio sob a as condições do processo estão se acumulando na forma de seus óxidos.

[090] Metais, como sódio (Na), potássio (K), cálcio (Ca) e silício (Si), têm uma afinidade extremamente alta ao oxigênio e serão quase exclusivamente recuperados na fase de escória. Metais, como prata (Ag), ouro (Au), e outros metais preciosos têm uma afinidade extremamente baixa ao oxigênio e são quase exclusivamente recuperados na fase metálica. A maioria dos outros metais normalmente se comporta "no meio" desses dois extremos, e sua preferência também pode ser afetada pela presença de outros elementos ou substâncias, ou talvez pela relativa ausência dos mesmos.

[091] Os metais de interesse para esta invenção apresentam, sob as condições típicas do forno de refino de metais não ferrosos, afinidade ao oxigênio e tendem a se distribuir entre a fase metálica e a de escória. Partindo-se da menor para a maior afinidade ao oxigênio e, portanto, de uma afinidade relativamente alta para uma afinidade baixa quanto à fase metálica, a classificação desses metais pode ser representada aproximadamente da seguinte maneira: Au > Ag >> Bi/Cu > Ni > As > Sb > Pb > Sn >> Fe > Zn > Si > Al > Mg > Ca. Por conveniência, isso pode ser nomeado como uma classificação dos metais a partir do mais nobre para o menos nobre, mas esta qualificação tem de ser ligada às condições e circunstâncias específicas dos processos de pirometalurgia de metais não ferrosos, e pode falhar quando exportada para outros campos. A posição relativa de determinados metais nesta lista pode ser afetada pela presença ou ausência de outros elementos no forno, tal como por exemplo de silício.

[092] A distribuição de equilíbrio de um metal entre a fase metálica e a de escória também pode ser influenciada pela adição de oxigênio e/ou materiais sequestrantes de oxigênio (ou agentes redutores) no banho líquido no forno.

[093] A adição de oxigênio converterá alguns dos metais da fase metálica em sua forma oxidada, cujo óxido se moverá, então, para a fase de escória. Os metais na fase metálica que possuem uma alta afinidade ao oxigênio estarão mais propensos a sofrer essa conversão e movimentação. Sua distribuição de equilíbrio entre a fase metálica e a de escória pode, portanto, estar mais sujeita a alterações.

[094] O oposto pode ser obtido adicionando-se materiais sequestrantes de oxigênio. Consumidores de oxigênio adequados podem, por exemplo, ser o carbono e/ou hidrogênio, em qualquer formato ou forma, como materiais orgânicos, por exemplo, madeira ou outros combustíveis, como gás natural.

Carbono e hidrogênio se oxidarão (“queimarão”) facilmente e se converterão em H2O e/ou de CO/CO2, componentes que rapidamente deixarão o banho líquido e arrastarão o seu teor de oxigênio a partir do banho. Além disso, metais, como Si, Fe, Al, Zn e/ou Ca, são agentes redutores adequados. O ferro (Fe) e/ou o alumínio (Al) são de interesse particular devido à sua pronta disponibilidade. Ao oxidar, esses componentes reduzirão alguns dos metais na fase de escória do estado oxidado para o estado metálico, e esses metais se moverão, então, para a fase metálica. Agora, os metais na fase de escória que têm uma afinidade menor ao oxigênio é que serão mais propensos a sofrer essa reação de redução e a fazer o movimento na direção oposta.

[095] Em uma etapa de fundição, um dos objetivos é reduzir os óxidos de metais não ferrosos valiosos que estão vindo com a alimentação em seus correspondentes metais reduzidos. A direção e a velocidade das reações que ocorrem na etapa de fundição podem ser adicionalmente controladas pelo controle da natureza da atmosfera no forno. Como forma alternativa ou adicional, o material doador de oxigênio ou o material sequestrante de oxigênio podem ser adicionados à fundição.

[096] Um material sequestrante de oxigênio altamente adequado para essas operações é o ferro metálico, sendo preferível a sucata de ferro. Sob as condições operacionais típicas, o ferro reagirá com óxidos quentes, silicatos e outros compostos metálicos com menor afinidade ao oxigênio do que o ferro, para produzir uma fundição 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

[097] A temperatura do banho permanece alta pelo calor exotérmico da reação e pelo calor da combustão. A temperatura pode ser facilmente mantida dentro de uma faixa na qual a escória permanece líquida e a volatilização do chumbo e/ou estanho permanece limitada.

[098] Cada uma das reações de redução que ocorrem no forno de fusão forma um equilíbrio. Assim, a conversão realizada através de cada reação é limitada pelos equilíbrios definidos em proporções como as seguintes: [FeO] [Me] K1 = ------------------------- [MeO] [Fe] [(FeO)xSiO2] [Me]x K2 = ------------------------------------- [(MeO)xSiO2] [Fe]x

[099] Os parâmetros nestas fórmulas representam as atividades dos componentes químicos mencionados sob as condições de operação, muitas vezes sendo a multiplicação da concentração do componente vezes o coeficiente de atividade do componente sob as condições de operação, em que este último nem sempre é igual a 1,0 ou o mesmo para componentes diferentes.

Os requerentes descobriram que os coeficientes de atividade podem ser influenciados pela presença de outros compostos químicos, como os chamados compostos de fluxo, às vezes também chamados de formadores de escória, em especial pela adição de dióxido de silício.

[0100] No caso em que Me é cobre, K1 e K2 são elevadas em temperaturas normais de reação e a redução dos compostos de cobre prossegue substancialmente até a conclusão. No caso do chumbo e estanho, K1 e K2 são ambos relativamente baixas, mas o cobre na fase metálica extrai chumbo metálico e estanho da zona de reação da escória, diminuindo assim as atividades desses metais na escória e impulsionando a redução do chumbo e estanho até a conclusão.

[0101] A pressão de vapor do zinco é relativamente alta à temperatura típica da reação e uma grande proporção de zinco, ao contrário do chumbo e do estanho, pode ser rapidamente volatilizada para fora do forno. Os vapores de zinco que saem do forno são oxidados pelo ar, que pode, por exemplo, ser aspirado entre a boca do forno e o exaustor e/ou o tubo de escape. A poeira resultante de óxido de zinco é condensada e coletada por meio de sistemas convencionais de coleta de poeira.

[0102] Preferencialmente, cada teor de cobre, estanho e chumbo da escória no forno de fundição é reduzido para 0,5% em peso ou menos. Para esse fim, a fase metálica deve conter cobre suficiente para atuar como o solvente para extrair o chumbo e o estanho presentes na escória. Também por este motivo, os requerentes preferem que a concentração de cobre no cobre preto alimentado ao processo, de acordo com a presente invenção, esteja acima do limite inferior, tal como especificado neste documento.

[0103] Em uma forma de realização do processo, de acordo com a presente invenção, a etapa c) compreende adicionar um primeiro agente redutor à etapa c), preferencialmente adicionando o agente à primeira escória de refino de cobre antes de reduzir a primeira escória de refino de cobre. Os requerentes descobriram que a adição do agente redutor ajuda a alcançar a redução química desejada. Os requerentes descobriram que o primeiro agente redutor pode ser um gás, como metano ou gás natural, mas também pode ser um sólido ou um líquido, como carbono, um hidrocarboneto, até alumínio ou ferro.

[0104] Em uma forma de realização do processo de acordo com a presente invenção, o primeiro agente redutor compreende, e preferencialmente é, um metal que possui, sob as condições do processo, uma afinidade maior ao oxigênio do que o estanho, chumbo, cobre e níquel, preferencialmente metal de ferro, mais preferencialmente sucata de ferro. Os requerentes preferem usar ferro, preferencialmente sucata de ferro como agente redutor, devido à sua alta disponibilidade em condições economicamente atrativas. Os requerentes descobriram que a adição do agente redutor sólido pode trazer o benefício adicional de que o forno requer menos aquecimento adicional para manter ou atingir a temperatura desejada. Os requerentes descobriram que esta vantagem pode ser suficientemente grande de tal modo que o aquecimento adicional por queima de um combustível com ar e/ou oxigênio pode ser dificilmente necessário a fim de atingir a temperatura desejada. Os requerentes descobriram ainda que a etapa c) pode se beneficiar ainda mais da adição de sílica, como explicado acima.

[0105] Em uma forma de realização, o processo de acordo com a presente invenção compreende ainda a seguinte etapa de: d) oxidar parcialmente o primeiro banho líquido, formando assim uma primeira composição metálica de cobre diluída e uma primeira escória de refino de solda, seguida pela separação da primeira escória de refino de solda da primeira composição metálica de cobre diluída.

[0106] Os requerentes consideraram que a etapa d) é altamente adequada para concentrar uma grande quantidade dos metais de solda, ou seja, estanho e/ou chumbo, presentes no primeiro banho líquido, na primeira escória de refino de solda sem ter que arrastar uma parte significativa do cobre e, possivelmente, também níquel, presentes no primeiro banho líquido, e ao mesmo tempo recuperar uma corrente metálica que contém a maior parte do cobre e níquel presentes no primeiro banho líquido, sem ter que envolver quantidades significativas de metais que possuam maior afinidade ao oxigênio do que o estanho e/ou chumbo sob as condições da etapa d). Em particular, a etapa d) remove a maior parte do cobre e níquel, se presentes, como parte da primeira composição metálica de cobre diluída e, assim, produz uma fase de escória que contém apenas quantidades baixas de cobre e/ou níquel, mas quantidades relativamente altas de estanho e/ou chumbo, em conjunto com a maioria dos metais que possuem, sob as condições do processo, uma afinidade ainda maior ao oxigênio do que chumbo e/ou estanho. Por outro lado, a etapa d) produz uma corrente metálica que é altamente adequada para a recuperação de seu teor metálico, pois é rica em metais valiosos com pouquíssima diluição com metais de pouco ou nenhum valor.

[0107] Os requerentes descobriram que a geração da composição metálica de cobre diluída na etapa d) oferece uma grande vantagem na obtenção de uma separação relativamente clara entre, por um lado, o cobre em uma corrente de cobre de alta pureza, potencialmente até a qualidade anódica, e, por outro lado, uma corrente de solda bruta como a primeira composição metálica de solda bruta obtida na etapa e), que é introduzida mais adiante neste documento. Qualquer cobre elementar na etapa d) atua, na etapa d), como um agente de extração do estanho e/ou chumbo, mas, a montante, o cobre também atua como um veículo para o estanho e/ou chumbo. Entrando nas etapas b) e/ou h), na etapa h) que será introduzida mais adiante neste documento), parte do cobre nas respectivas fases de escória ajuda a remover mais estanho e/ou chumbo da corrente do processo de cobre principal que passa como uma corrente metálica através das etapas do processo de refino de cobre b) e/ou h), a caminho de se tornar uma corrente de produto de cobre primário suficientemente rica para processamento posterior em um produto de cobre de alta pureza. O cobre também ajuda como solvente para o estanho e/ou chumbo na etapa de processo c). O cobre na etapa c) ajuda a manter o estanho e/ou chumbo na fase metálica da etapa c), ou seja, na primeira composição metálica à base de chumbo-estanho, e reduz as quantidades de estanho e/ou chumbo que podem chegar à primeira escória gasta da etapa c).

[0108] Os requerentes constataram ainda que a etapa de oxidação d), graças à produção da primeira composição metálica de cobre diluída como fase metálica, é capaz de produzir uma primeira escória de refino de solda mais rica em estanho e/ou chumbo, particularmente em estanho e chumbo juntos, em relação à quantidade de cobre que é arrastada com a primeira escória de refino de solda. Como a primeira escória de refino de solda é enriquecida em estanho e/ou chumbo, isso facilita a recuperação a jusante dos metais de solda (ou seja, estanho e/ou chumbo) dessa primeira escória de refino de solda.

[0109] Os requerentes também descobriram que a geração da primeira composição metálica de cobre diluída na etapa d) oferece a vantagem adicional de que mais estanho e/ou chumbo podem ser introduzidos com as matérias- primas. Isso amplia significativamente os critérios de aceitabilidade para qualquer matéria-prima que possa ser adicionalmente alimentada à etapa b), ou seja, além do cobre preto, mas também às etapas posteriores, como às etapas h), c) e d) e à etapa j), que será introduzida mais adiante neste documento. Além disso, isso também relaxa significativamente os critérios de aceitação do próprio cobre preto. Esse recurso amplia significativamente os critérios de aceitabilidade para as matérias-primas usadas na produção do cobre preto, geralmente obtido como o principal produto de uma etapa de fundição. A etapa de fundição pode, portanto, aceitar muito mais matérias-primas de baixa qualidade, disponíveis em abundância em condições economicamente mais atraentes

[0110] Os requerentes descobriram ainda que a geração da primeira composição metálica de cobre diluída traz a vantagem adicional de que na etapa d) pode ser obtida uma melhor separação entre o cobre e o níquel destinados a entrar na primeira composição metálica de cobre diluída, e o estanho e chumbo destinados a entrar na primeira escória de refino de solda.

[0111] Os requerentes constataram que o desempenho da etapa c) a montante da etapa d) ou anterior à etapa d) permite obter na etapa d) uma recuperação favoravelmente alta do cobre e/ou níquel na etapa d) no produto metálico, tendo apenas uma quantidade relativamente baixa de cobre e/ou níquel, se presentes, na primeira escória de refino de solda.

[0112] As quantidades de cobre e/ou níquel que acabam como contaminantes na solda bruta representam, em conjunto com o ferro presente, um problema para o processo de refino da solda bruta, especialmente quando se realiza com silício metálico e são, portanto, indesejadas. Os requerentes descobriram que a jusante da etapa d), um metal de solda bruta pode conter significativamente menos do que 18,11% em peso de cobre, níquel e ferro juntos no documento US 3,682,623.

[0113] Os requerentes constataram ainda que a primeira fase metálica de cobre diluída que é recuperada do forno de retratamento de escória pode conter muito menos metais não valiosos. No documento US 3,682,623, o cobre preto para reciclagem (Tabela XIV) contém apenas 97,52% em peso do total de Cu, Sn, Pb e Ni, deixando 2,48% em peso como saldo. Essa diferença traz a vantagem de que a primeira fase metálica de cobre diluída se torna muito mais fácil para o processamento posterior, especialmente para a recuperação dos metais valiosos que a corrente contém.

[0114] Os requerentes descobriram ainda que a primeira fase metálica de cobre diluída que é recuperada da etapa d) pode conter quantidades relativamente importantes de estanho e/ou chumbo. Isso traz a vantagem de que a fase de escória correspondente, obtida na etapa d), ou seja, a primeira escória de refino de solda que, se houver tempo e mistura suficientes, deve estar em equilíbrio com a primeira fase metálica de cobre diluída, também é mais rica em estanho e/ou chumbo. Como resultado, mais estanho e/ou chumbo se tornam disponíveis para recuperação a jusante através do processamento posterior da primeira escória de refino de solda para a recuperação dos metais de solda da mesma, ou seja, o estanho e/ou chumbo. O resultado geral é que mais solda bruta pode ser produzida em relação à quantidade de cobre que é produzida a partir do processo de acordo com a presente invenção. Este benefício traz a vantagem adicional associada de que uma quantidade significativamente maior de produto de estanho de alta pureza pode ser produzida em relação à taxa de produção de cobre do processo de acordo com a presente invenção. Uma vez que a coprodução de estanho gera uma receita adicional acima das receitas de produção de cobre, esta vantagem pode ser de benefício econômico significativo para o operador do processo.

[0115] Os requerentes constataram ainda que a presença mais significativa de estanho e/ou chumbo na primeira fase metálica de cobre diluída que é recuperada da etapa d) torna tecnicamente mais fácil, e economicamente também mais interessante, recuperar, a partir desta corrente, o estanho e/ou chumbo pelo processamento separado desta corrente, ao invés de simplesmente reciclar esta corrente como tal até a primeira etapa de refino de cobre b), como é feito no documento US 3,682,623. Os requerentes constataram que a primeira fase ou composição metálica de cobre diluída, que pode ser obtida a partir da etapa d), é agora altamente adequada para posterior separação em uma corrente mais concentrada em estanho e/ou chumbo, por um lado, e uma corrente mais concentrada, por outro lado, em cobre e/ou níquel. A geração de outra corrente mais concentrada em estanho e/ou chumbo traz a possibilidade de gerar subproduto de estanho com pureza ainda mais elevada em relação à produção de cobre, o que aumenta as vantagens discutidas acima sobre esse assunto. Mesmo que, posteriormente a essa separação adicional, pelo menos uma parte da corrente mais concentrada em cobre e/ou níquel seja reciclada para a primeira etapa de refino de cobre b), semelhante ao que ocorreu no documento US 3,682,623, haveria menos estanho e/ou chumbo nessa reciclagem em relação ao teor de cobre e, portanto, mais volume de forno se torna disponível para o processamento de alimentações frescas adicionais nas etapas pelas quais essa reciclagem passaria.

[0116] Os requerentes também descobriram que o processo, incluindo a etapa d), é altamente eficaz para a produção de uma fase de escória, ou seja, a primeira escória de refino de solda, escória que é particularmente adequada para a produção de uma corrente de solda bruta derivada, que pode servir como intermediário para recuperação de produtos de estanho e/ou chumbo de alta pureza. Os requerentes descobriram que esta eficácia é particularmente devida à obtenção, na etapa d), da primeira composição metálica de cobre diluída, mas também devido à sequência das etapas de oxidação e redução, conforme especificado no processo de acordo com a presente invenção.

[0117] Em uma forma de realização, o processo de acordo com a presente invenção compreende ainda a seguinte etapa de: e) reduzir parcialmente a primeira escória de refino de solda, formando assim uma primeira composição metálica de solda bruta e uma segunda escória de refino de solda, seguida pela separação da segunda escória de refino de solda da primeira composição metálica de solda bruta.

[0118] Esta etapa e) produz uma corrente de solda bruta rica em estanho e/ou chumbo, contendo também a maior parte das quantidades relativamente pequenas de cobre e/ou níquel que foram arrastadas na primeira escória de refino de solda. A primeira corrente de solda bruta é adequada para ser processada posteriormente para enriquecimento adicional em estanho e/ou chumbo, por exemplo, pelo tratamento com silício metálico como descrito no documento DE 102012005401 A1. Como forma alternativa ou adicional, esta corrente de solda bruta, opcionalmente, após uma etapa de enriquecimento para aumentar o teor de estanho e/ou chumbo, pode ser adicionalmente aprimorada (tuned), como descrito no documento WO 2018/060202 A1 ou semelhante, e, subsequentemente, ser submetida a uma destilação e recuperação do estanho e/ou chumbo como produtos metálicos de alta pureza, conforme descrito no mesmo documento.

[0119] Os requerentes constataram que a redução na etapa e) pode ser realizada pelo menos parcialmente pela adição de uma corrente metálica adequada (segundo agente redutor), isto é, pela adição de uma composição metálica que contenha metais que possuem, sob as condições do processo, uma afinidade maior ao oxigênio do que o estanho e/ou chumbo, como zinco, silício, magnésio, ferro, cálcio ou alumínio. Esta corrente metálica, preferencialmente, também contém ainda estanho e/ou chumbo e, opcionalmente, pode conter também algum antimônio e/ou arsênico. Esse antimônio, estanho e/ou chumbo adicional se torna rapidamente parte da primeira composição metálica de solda bruta da etapa e) e pode ser facilmente recuperado a jusante como parte de um produto metálico primário purificado. A corrente metálica adicionada contém, preferencialmente, apenas pequenas quantidades de níquel e/ou cobre, ou seja, metais que provavelmente também se tornam parte da primeira composição metálica de solda bruta da etapa e), mas que podem trazer problemas adicionais ao processo e despesas operacionais, tais como consumo extra de silício quando uma etapa de tratamento de silício é fornecida a jusante no refino da primeira composição metálica de solda bruta. Ademais, o ferro está preferencialmente presente em quantidades limitadas, porque nem todo o ferro adicionado pode acabar ficando na fase de escória, mas sim deixar a etapa e)

com a primeira composição metálica de solda bruta e aumentar os problemas do processo a jusante.

[0120] Os requerentes descobriram que, na etapa e), a recuperação dos metais de solda na primeira composição metálica de solda bruta pode ser vantajosamente alta e qualquer arraste de estanho e/ou chumbo, mas também de cobre e/ou níquel, para a segunda escória de refino de solda pode ser mantida vantajosamente baixa.

[0121] Em uma forma de realização, o processo de acordo com a presente invenção compreende ainda a seguinte etapa de: f) reduzir parcialmente a segunda escória de refino de solda, formando assim uma segunda composição metálica à base de chumbo-estanho e uma segunda escória gasta, seguida pela separação da segunda escória gasta da segunda composição metálica à base de chumbo-estanho.

[0122] Os requerentes concluíram que é vantajoso proporcionar a etapa extra de redução f) a jusante da etapa e) de produção de solda bruta, em particular uma etapa de redução na segunda escória de refino de solda que foi recuperada a partir dessa etapa e). Os requerentes descobriram que metais mais valiosos podem ser extraídos dessa segunda escória de refino de solda pela etapa f), tornando a escória restante ainda mais adequada para uso em uma aplicação de uso final valiosa e/ou para o descarte dessa escória como escória gasta. Os requerentes também descobriram que a etapa extra de redução f) também é capaz de reduzir, na escória, metais lixiviáveis, como chumbo, a níveis suficientemente baixos, de modo que a escória que sobra da etapa f) possa ser usada posteriormente como material valioso, ou ser descartado com responsabilidade, e isso com um número muito limitado de etapas extras de tratamento, e possivelmente sem outras etapas de tratamento, para reduzir a concentração de metais sensíveis, como chumbo e/ou zinco.

[0123] Em uma forma de realização, o processo de acordo com a presente invenção compreende adicionar uma primeira alimentação fresca contendo cobre à etapa f), preferencialmente antes de reduzir a segunda escória de refino de solda.

[0124] Os requerentes constataram que a adição de cobre na etapa de redução f) traz uma vantagem significativa, pois o cobre pode atuar como um excelente agente extrator para quaisquer outros metais valiosos que tenham permanecido na segunda escória de refino de solda restante após a etapa e), e que essa extração vantajosa pode ser realizada sem perder quantidades significativas de cobre na segunda escória gasta que é produzida na etapa f).

[0125] Os requerentes constataram ainda que a alimentação fresca contendo cobre que pode ser adicionada à etapa f) podem conter quantidades significativas de outros metais valiosos, em particular zinco, níquel, estanho e/ou chumbo. Os requerentes concluíram que, desde que seja fornecido cobre suficiente, as perdas de estanho e/ou chumbo, em particular, na segunda escória gasta podem ser mantidas muito baixas e, portanto, não comprometem os possíveis usos ou direcionamento dessa segunda escória gasta, nem representam uma perda economicamente significativa de metais valiosos.

[0126] Os requerentes concluíram que uma grande variedade de materiais é adequada como alimentação fresca contendo cobre para a etapa f).

Os requerentes, no entanto, preferem que a alimentação fresca que contenha cobre para a etapa f) compreenda apenas quantidades limitadas e, preferencialmente pouco ou nenhum combustível, ou seja, substâncias que oxidem rapidamente sob as condições do processo, por exemplo, materiais orgânicos, como plásticos e/ou hidrocarbonetos, restos de combustível ou óleo, etc., de modo que a temperatura na etapa f) permaneça rapidamente controlável.

[0127] Em uma forma de realização do processo de acordo com a presente invenção, a primeira alimentação fresca contendo cobre compreende cobre preto e/ou material anódico de cobre gasto ou rejeitado.

[0128] Os requerentes descobriram que na etapa f), uma quantidade significativa de cobre preto, semelhante em composição ao cobre preto fornecido na etapa a), pode ser adicionada à etapa f) para extrair metais mais valiosos da segunda escória de refino de solda da etapa e) sem perder excessivamente metais valiosos adicionais para a segunda escória gasta da etapa f). Os requerentes descobriram que as quantidades de tal cobre preto proveniente de uma etapa de fundição a montante que são aceitáveis na etapa f) são muito significativas, mesmo da ordem de magnitude da quantidade de cobre preto fornecida na etapa a) como alimentação para a etapa b). Os requerentes descobriram que a inclusão da etapa f) no processo de acordo com a presente invenção aumenta significativamente a capacidade de processar cobre preto do tipo fundição e, portanto, processar quantidades mais altas de matérias-primas de menor qualidade que trazem metais valiosos de baixo valor e, portanto, com um potencial de aprimoramento de alto valor. Os requerentes descobriram que esta maneira de operar a etapa f) traz a vantagem adicional de que uma parte significativa do cobre preto da etapa de fundição a montante pode ser processada sem que todo esse cobre preto precise passar pelo menos pela primeira etapa b) da sequência de refino de cobre. Quaisquer metais na alimentação de cobre preto para a etapa f) que possuam, sob as condições do processo, uma afinidade maior ao oxigênio do que o cobre, provavelmente já serão removidos antes que o cobre desta alimentação fresca de cobre preto para a etapa f) possa chegar a etapa b) e passe pela sequência do processo de refino de cobre das etapas b), h) e j).

[0129] Os requerentes também descobriram que a etapa f) também é altamente adequada para a introdução de material anódico de cobre gasto e/ou rejeitado. A produção de cobre de alta qualidade compreende tipicamente uma etapa de eletrólise, na qual o cobre se dissolve de um anodo no eletrólito e se deposita novamente em um catodo. Normalmente, o anodo não é totalmente consumido e o anodo é removido como material anódico de cobre gasto do banho de eletrólise antes que o último cobre do mesmo tenha sido dissolvido.

Os requerentes descobriram que a etapa f) é altamente adequada para a introdução de tal material anódico de cobre gasto. Os anodos de cobre para essa etapa de eletrólise do cobre são tipicamente moldados ao verter uma quantidade adequada de cobre de qualidade anódica fundido em um molde e deixando o cobre solidificar após o resfriamento. Para um bom funcionamento da eletrólise do cobre, os anodos devem atender aos requisitos dimensionais e de forma bastante rigorosos. Preferencialmente, os anodos não conformes não são utilizados, mas representam material anódico de cobre rejeitado. Os requerentes descobriram que a etapa f) também é altamente adequada para a introdução de tal material anódico de cobre rejeitado.

[0130] Os requerentes preferem introduzir o material anódico de cobre gasto e/ou rejeitado como um sólido com pouco ou nenhum pré-aquecimento.

Isso traz a vantagem de que a fusão deste material consome pelo menos uma parte do calor da reação gerado pelas reações químicas que ocorrem na etapa f).

[0131] Em uma forma de realização do processo de acordo com a presente invenção, a etapa f) compreende adicionar um terceiro agente redutor à etapa f), isto é, a etapa para reduzir a segunda escória de refino de solda.

[0132] Os requerentes descobriram que o terceiro agente redutor permite direcionar o resultado da etapa f) de redução para a separação desejada de metais valiosos na segunda composição metálica à base de chumbo-estanho e manter os metais rejeitados na segunda escória gasta. Os requerentes constataram que o terceiro agente redutor pode ser um gás, como metano ou gás natural, mas também pode ser um sólido ou um líquido, como carbono, hidrocarboneto, alumínio ou ferro.

[0133] Em uma forma de realização do processo de acordo com a presente invenção, o terceiro agente redutor compreende, e preferencialmente é, um metal que possui, sob as condições do processo, uma afinidade maior ao oxigênio do que o estanho, chumbo, cobre e níquel, preferencialmente ferro metálico, mais preferencialmente sucata de ferro. Os requerentes preferem usar ferro, preferencialmente sucata de ferro como agente redutor, devido à sua alta disponibilidade em condições economicamente atrativas. Os requerentes descobriram que a adição do agente redutor sólido pode trazer o benefício adicional de que o forno requer menos aquecimento adicional para manter ou atingir a temperatura desejada. Os requerentes descobriram que esta vantagem pode ser suficientemente grande de tal modo que o aquecimento adicional por queima de um combustível com ar e/ou oxigênio pode ser limitado ou mesmo dificilmente necessário a fim de atingir a temperatura desejada. Os requerentes descobriram ainda que a etapa f) pode se beneficiar ainda mais da adição de sílica, como explicado acima.

[0134] Os requerentes preferem adicionar à etapa f) uma quantidade de terceiro agente redutor que é rico em ferro, preferencialmente como um material multimetálico, pois este material multimetálico encontra-se disponível mais rapidamente em condições mais vantajosas do que o estanho de pureza mais elevada, cobre de pureza mais elevada ou ferro de pureza mais elevada. Outro material adequado pode ser motores elétricos, preferencialmente motores após o uso, devido ao seu alto teor de ferro nos núcleos e cobre nos rolamentos. Os requerentes descobriram que o cobre e/ou estanho podem ser facilmente mantidos na fase metálica e impedidos de se mover para a fase de escória, enquanto qualquer ferro contido nesta alimentação fresca contendo cobre se move rapidamente para a fase de escória como óxido de ferro, ao mesmo tempo em que ajuda na redução química de outros metais que possuem, sob as condições do processo, uma menor afinidade ao oxigênio do que o ferro.

[0135] Em uma forma de realização do processo de acordo com a presente invenção, o processo compreende ainda a etapa de: g) reciclar pelo menos uma parte da segunda composição metálica à base de chumbo-estanho para etapa c), preferencialmente adicionando a maioria da, se não toda, segunda composição metálica à base de chumbo- estanho para a etapa c), e preferencialmente antes de reduzir a primeira escória de refino de cobre

[0136] Os requerentes descobriram que os metais valiosos na segunda composição metálica à base de chumbo-estanho da etapa f) podem ser facilmente recuperados adicionando esta composição à etapa c). Os metais na segunda composição metálica à base de chumbo-estanho, que possuem uma afinidade maior ao oxigênio sob as condições do processo, oxidam rapidamente e resultam em uma redução desses metais que estão sendo alimentados à etapa c) que têm uma menor afinidade ao oxigênio sob as mesmas condições. A presença na etapa c) dos metais extras da etapa f) resulta em uma redução parcial dos metais presentes como óxidos na primeira escória de refino de cobre.

Como resultado, metais mais valiosos, como Cu, Ni, Sn, Pb, Sb, As, se movem para a fase metálica da etapa c) e metais mais rejeitáveis, como Fe, Si e Al, se movem para a primeira escória gasta produzida na etapa c). A adição desta segunda composição metálica à base de chumbo-estanho na etapa c) melhora, portanto, a separação desejada das outras matérias-primas para a etapa c) em combinação com a obtenção da separação desejada dos metais que foram recuperados da etapa f).

[0137] Em uma forma de realização do processo de acordo com a presente invenção, a etapa e) compreende adicionar um segundo agente redutor à etapa e), preferencialmente, à primeira escória de refino de solda antes de reduzir a primeira escória de refino de solda. Os requerentes descobriram ainda que para realizar a redução na etapa e), além da corrente metálica que pode ser adicionada à etapa e) ou como alternativa, pode-se adicionar um agente redutor à etapa e). Os requerentes descobriram que a adição do agente redutor ajuda a alcançar a redução química desejada. Os requerentes descobriram que o segundo agente redutor pode ser um gás, como metano ou gás natural, mas também pode ser um sólido ou um líquido, como carbono, hidrocarboneto, alumínio ou ferro.

[0138] Em uma forma de realização do processo de acordo com a presente invenção, o segundo agente redutor compreende, e preferencialmente é, um metal que possui, sob as condições do processo, uma afinidade maior ao oxigênio do que o estanho, chumbo, cobre e níquel, preferencialmente o segundo agente redutor compreende ferro metálico, mais preferencialmente sucata de ferro. Os requerentes preferem usar ferro, preferencialmente sucata de ferro como agente redutor, devido à sua alta disponibilidade em condições economicamente atrativas. Os requerentes descobriram que a adição do agente redutor sólido pode trazer o benefício adicional de que o forno requer menos aquecimento adicional para manter ou atingir a temperatura desejada. Os requerentes descobriram que esta vantagem pode ser suficientemente grande de tal modo que o aquecimento adicional por queima de um combustível com ar e/ou oxigênio pode ser limitado ou mesmo dificilmente necessário a fim de atingir a temperatura desejada. Os requerentes descobriram ainda que a etapa e) pode se beneficiar ainda mais da adição de sílica, como explicado acima.

[0139] Em uma forma de realização do processo de acordo com a presente invenção, uma primeira alimentação fresca contendo Pb e/ou Sn é adicionado à etapa e), preferencialmente à primeira escória de refino de solda antes de reduzir a primeira escória de refino de solda, preferencialmente a primeira alimentação fresca contendo Pb e/ou Sn compreendendo e sendo preferencialmente impureza obtida do processamento a jusante das correntes concentradas de Pb e/ou Sn.

[0140] Os requerentes concluíram que a etapa e) também é um local muito adequado no processo para a introdução de materiais que são ricos em estanho e/ou chumbo, mas pobres em cobre e níquel, mas que podem conter metais que possuem, sob as condições do processo, maior afinidade ao oxigênio do que estanho e chumbo. Sua adição à etapa e) traz a vantagem de que o estanho e/ou chumbo são rapidamente recuperados como parte da primeira composição metálica de solda bruta e são retirados do processo, enquanto os metais chamados de "menos nobres" têm uma via de processo curta e direta para a segunda escória gasta produzida na etapa f) a jusante.

[0141] Os requerentes descobriram que a etapa e) é muito adequada para a recuperação de estanho e/ou chumbo, e, opcionalmente, antimônio e/ou arsênico, em matérias-primas ou sub-produtos de processos que são ricos em tais metais ainda relativamente pobres em cobre e/ou níquel. Os requerentes constataram que a primeira alimentação fresca contendo Pb e/ou Sn pode conter ainda metais que possuem, sob as condições do processo, uma afinidade maior ao oxigênio do que o estanho e/ou chumbo, como sódio, potássio, cálcio. Tais metais podem, por exemplo, ser introduzidos como parte de materiais químicos de processo usados nas etapas a jusante para refinar uma corrente rica em estanho e/ou chumbo, como a primeira composição metálica de solda bruta ou um derivado a jusante. Os requerentes descobriram que a etapa e) é muito adequada para a recuperação de metais valiosos a partir de um subproduto impuro formado em uma das etapas de refino realizadas como parte dos processos revelados no documento WO 2018/060202 A1 ou semelhante. Essas correntes de subproduto impuro tipicamente arrastam quantidades economicamente significativas de estanho e/ou chumbo, além de conter também outros metais que possam ter sido introduzidos como parte dos materiais químicos de processo.

[0142] Em uma forma de realização, o processo de acordo com a presente invenção compreende adicionar uma alimentação fresca à carga do forno da etapa d). Os requerentes consideraram que a etapa d) é altamente adequada para recuperar metais valiosos dos seus óxidos. O cobre, estanho e/ou chumbo adicionados como parte da alimentação fresca à etapa d) na forma de óxido podem ser facilmente recuperados como metal elementar nas fases metálicas formadas na etapa d), e) ou f) sob as condições do processo. Os requerentes descobriram que a etapa d) é, portanto, adequada para a reciclagem, por exemplo, volumes de uma escória final contendo metais específicos acima dos níveis desejáveis e, portanto, econômica ou ecologicamente menos adequados para descarte, ou volumes de camadas de escória coletados como uma crosta que pode crescer no interior dos recipientes utilizados para o transporte de escórias fundidas de uma etapa de processo para outra. Os requerentes descobriram que a adição de materiais como alimentação fresca para a etapa d) permite uma melhor recuperação dos metais valiosos nele contidos.

[0143] Em uma forma de realização da presente invenção, o processo compreende ainda a seguinte etapa de:

h) oxidar parcialmente a primeira fase metálica enriquecida em cobre, formando assim uma segunda fase metálica enriquecida em cobre e uma segunda escória de refino de cobre, seguida pela separação da segunda escória de refino de cobre da segunda fase metálica enriquecida em cobre.

[0144] Os requerentes descobriram que a primeira fase metálica enriquecida em cobre formada na etapa b) pode ser enriquecida ainda mais em cobre, submetendo a corrente a uma etapa de oxidação subsequente. A etapa de oxidação subsequente leva à formação de uma segunda escória de refino de cobre que pode conter quantidades economicamente significativas de metais valiosos além do cobre, mas nas quais também é arrastada uma quantidade economicamente significativa de cobre.

[0145] Em uma forma de realização do processo de acordo com a presente invenção, incluindo a etapa h), pelo menos, 37,0% em peso da quantidade total do estanho e chumbo que é processada através de etapas de processo b) e/ou h) são recuperados na primeira escória de refino de cobre e na segunda escória de refino de cobre juntas.

[0146] Em uma forma de realização do processo de acordo com a presente invenção, incluindo a etapa h), pelo menos, 37,5% em peso e otimamente pelo menos 38% em peso da quantidade total do estanho e chumbo que é processada através de etapas de processo b) e/ou h) são recuperados na primeira escória de refino de cobre e na segunda escória de refino de cobre juntas, preferencialmente pelo menos 40% em peso, mais preferencialmente pelo menos 45% em peso, ainda mais preferencialmente pelo menos 50% em peso, preferencialmente pelo menos 60% em peso, mais preferencialmente pelo menos 70% em peso, ainda mais preferencialmente pelo menos 80% em peso, ainda mais preferencialmente pelo menos 85% em peso, preferencialmente pelo menos 90% em peso, mais preferencialmente pelo menos 92% em peso, ainda mais preferencialmente pelo menos 94% em peso, ainda mais preferencialmente pelo menos 95% em peso da quantidade total de estanho e chumbo que é processada através das etapas de processo b) e/ou h). Os requerentes constataram que uma alta recuperação do estanho e/ou chumbo nas escórias iniciais da sequência da etapa de refino de cobre é vantajosa para se obter uma melhor separação entre o cobre, por um lado, e os metais de solda estanho e/ou chumbo, por outro lado.

[0147] Em uma forma de realização do processo de acordo com a presente invenção, pelo menos 8,5% em peso da quantidade total de estanho e chumbo que é processada através da etapa de processo b) são recuperados na primeira escória de refino de cobre, preferencialmente pelo menos 10% em peso, mais preferencialmente pelo menos 15% em peso, ainda mais preferencialmente pelo menos 20% em peso, preferencialmente pelo menos 30% em peso, mais preferencialmente pelo menos 40% em peso, ainda mais preferencialmente pelo menos 45% em peso, ainda mais preferencialmente pelo menos 50% em peso, preferencialmente pelo menos 55% em peso, mais preferencialmente pelo menos 60% em peso, ainda mais preferencialmente pelo menos 64% em peso, ainda mais preferencialmente pelo menos 68% em peso da quantidade total de estanho e chumbo que é processada através da etapa de processo b). Os requerentes concluíram que quanto mais cedo a maioria do estanho e/ou chumbo for oxidada e transferida para a fase de escória de refino de cobre na sequência das etapas de refino de cobre b) e h), uma melhor a separação geral entre o cobre, por um lado, e os metais de solda, por outro lado, poderá ser realizada.

[0148] Em uma forma de realização do processo de acordo com a presente invenção, incluindo a etapa h), pelo menos, 41,0% em peso da quantidade total do estanho que é processada através de etapas de processo b)

e/ou h) são recuperados na primeira escória de refino de cobre e na segunda escória de refino de cobre juntas, preferencialmente pelo menos 45% em peso, mais preferencialmente pelo menos 50% em peso, ainda mais preferencialmente pelo menos 55% em peso, preferencialmente pelo menos 60% em peso, mais preferencialmente pelo menos 65% em peso, ainda mais preferencialmente pelo menos 70% em peso, preferencialmente pelo menos 75% em peso, mais preferencialmente pelo menos 80% em peso, ainda mais preferencialmente pelo menos 85% em peso, preferencialmente pelo menos 90% em peso, mais preferencialmente pelo menos 92% em peso da quantidade total do estanho que é processada através das etapas de processo b) e/ou h).

[0149] Em uma forma de realização do processo de acordo com a presente invenção, incluindo a etapa h), pelo menos 34,5% em peso da quantidade total de chumbo que é processada através das etapas de processo b) e/ou h) são recuperados na primeira escória de refino de cobre e na segunda escória de refino de cobre juntas, preferencialmente pelo menos 35% em peso, mais preferencialmente pelo menos 40% em peso, ainda mais preferencialmente pelo menos 45% em peso, ainda mais preferencialmente pelo menos 50% em peso, mais preferencialmente pelo menos 55% em peso, preferencialmente pelo menos 60% em peso, ainda mais preferencialmente pelo menos 65% em peso, mais preferencialmente pelo menos 70% em peso, mais preferencialmente pelo menos 75% em peso, ainda mais preferencialmente pelo menos 80% em peso, ainda mais preferencialmente pelo menos 85% em peso, preferencialmente pelo menos 90% em peso, mais preferencialmente pelo menos 91% em peso da quantidade total de chumbo que é processada através das etapas de processo b) e/ou h)

[0150] Em uma forma de realização do processo de acordo com a presente invenção, o processo compreende ainda a seguinte etapa de:

i) adicionar pelo menos uma parte da segunda escória de refino de cobre ao primeiro banho líquido e/ou adicionar pelo menos uma parte da segunda escória de refino de cobre à etapa d).

[0151] Os requerentes concluíram que a composição da segunda escória de refino de cobre é altamente adequada para ser adicionada ao primeiro banho líquido. Os requerentes preferem, por conseguinte, adicionar toda a segunda escória de refino de cobre ao primeiro banho líquido. A corrente é adequada, em primeiro lugar, porque a segunda escória de refino de cobre já é relativamente rica em metais valiosos de interesse, estanho e chumbo, mas também inclui quantidades significativas de cobre que podem atuar a jusante como um agente de extração de metais não-cobre, como estanho e chumbo. Em segundo lugar, a segunda escória de refino de cobre contém apenas pequenas quantidades de metais que possuem, sob as condições do processo, uma afinidade maior ao oxigênio do que o estanho e/ou chumbo, particularmente metais que são menos desejados nos produtos metálicos purificados finais: cobre, estanho e/ou chumbo, e metais os quais que terão que ser removidos do processo como parte de uma escória gasta. Como a segunda escória de refino de cobre é relativamente pobre em tais metais, a adição dessa escória no primeiro banho líquido não consome um grande volume de forno sem uso em nenhuma das etapas a jusante na sequência de processo d), e) e f), isto é, a via de processo preferencial para que esses metais “menos nobres” acabem ficando em uma escória gasta, neste caso a segunda escória gasta.

[0152] Os requerentes descobriram que o processo de acordo com a presente invenção, incluindo as etapas b), h), c), i) e d), é altamente eficaz para a produção de uma fase de escória, ou seja, a primeira escória de refino de solda, uma escória que é particularmente adequada para a produção de uma corrente de solda derivada, isto é, a primeira composição metálica de solda bruta, que pode servir como intermediário para a recuperação produtos de estanho e/ou chumbo de alta pureza. Os requerentes descobriram que esta eficácia é particularmente devida à obtenção, na etapa d), da primeira composição metálica de cobre diluída, mas também devido à sequência das etapas de oxidação e redução, conforme especificado.

[0153] Os requerentes descobriram ainda que o processo de acordo com a presente invenção também é altamente eficiente em termos energéticos. Na etapa i), a segunda escória de refino de cobre que foi adicionada ao primeiro banho líquido e/ou à etapa d), atua como um oxidante para as impurezas no primeiro banho líquido. Os óxidos de cobre na segunda escória de refino de cobre reduzem-se rapidamente ao cobre elementar nesse banho, liberando assim o oxigênio para a conversão de metais que possuem, sob as condições do processo, uma afinidade maior ao oxigênio do que o cobre, da sua forma de metal elementar em óxidos. O cobre elementar formado na etapa d), portanto, move-se para a fase metálica e sai da etapa d) com a primeira composição metálica de cobre diluída. Os metais que se convertem em óxidos na etapa d) passarão para a fase de escória e serão recuperados na primeira escória de refino de solda. Os requerentes descobriram que, na etapa d), uma quantidade significativa de Sn e/ou Pb pode ser movida da fase metálica que é inserida no forno em direção à primeira escória de refino de solda presente no final da etapa d). Os requerentes também descobriram que essas conversões químicas, na etapa d), de óxidos de cobre em cobre elementar e de estanho, chumbo ou outros metais em seus óxidos, podem ser alcançadas com uma entrada extra relativamente limitada de energia, oxidantes externos e/ou redutores, e, portanto, com um consumo relativamente limitado de energia ou introdução de materiais químicos de processo.

[0154] Em uma forma de realização do processo de acordo com a presente invenção, o processo compreende ainda as seguintes etapas de: j) oxidar parcialmente a segunda fase metálica enriquecida em cobre, formando assim uma terceira fase metálica enriquecida em cobre e uma terceira escória de refino de cobre, seguida pela separação da terceira escória de refino de cobre da terceira fase metálica enriquecida em cobre, k) adicionar pelo menos uma parte da terceira escória de refino de cobre à primeira composição metálica de cobre diluída, formando assim um segundo banho líquido e/ou adicionando pelo menos uma parte da terceira escória de refino de cobre à etapa l); l) oxidar parcialmente o segundo banho líquido, formando assim uma primeira composição metálica com alto teor de cobre e uma terceira escória de refino de solda, seguida pela separação da terceira escória de refino de solda da primeira composição metálica com alto teor de cobre.

[0155] Os requerentes descobriram que a segunda fase metálica enriquecida em cobre formada na etapa h) pode ser enriquecida em cobre ainda mais, submetendo a corrente à etapa de oxidação j) subsequente. A etapa de oxidação subsequente leva à formação da terceira escória de refino de cobre, que pode conter ainda quantidades economicamente significativas de metais valiosos além do cobre, mas nas quais também é arrastada uma quantidade economicamente significativa de cobre. A vantagem é que esses metais não- cobre valiosos se tornam recuperáveis a partir da terceira escória de refino de cobre de uma maneira muito mais simples em comparação com as quantidades de metais não-cobre remanescentes na terceira fase metálica enriquecida em cobre, se essa corrente for submetida a uma etapa de eletrorrefino de cobre para a recuperação de cobre de alta pureza, na qual os metais não-cobre tendem a representar um problema ao processo. Alguns metais não-cobre permanecem durante o eletrorrefino no chamado lodo anódico e outros metais não-cobre se dissolvem no eletrólito.

[0156] Os requerentes constataram ainda que as três etapas de oxidação consecutivas, como parte das séries b), h) e j), são capazes de produzir, a partir de uma matéria-prima de partida de cobre preto, que pode ser bastante diluída em cobre, mas rica em estanho e/ou chumbo, uma terceira fase metálica enriquecida em cobre que possui uma concentração de cobre que é altamente adequada para purificação posterior por eletrorrefino, portanto, pode ser chamada de "grau anódico". Os requerentes descobriram que a sequência de etapas de oxidação especificada é capaz, a partir de um cobre preto de pouco mais de 75% em peso de cobre, de produzir uma terceira fase metálica enriquecida em cobre que contém até 99,0% em peso de cobre. Os requerentes descobriram ainda que, em conjunto com o processamento do cobre preto alimentado à etapa b), matérias-primas extras contendo cobre podem ser processadas através da sequência de etapas de oxidação especificada.

[0157] Os requerentes concluíram que a composição da terceira escória de refino de cobre é altamente adequada para ser adicionada ao segundo banho líquido. Os requerentes preferem, por conseguinte, adicionar toda a terceira escória de refino de cobre ao segundo banho líquido.

[0158] A corrente é primeiramente adequada porque a terceira escória de refino de cobre ainda contém quantidades economicamente significativas dos metais valiosos de interesse, estanho e/ou chumbo, mas também é relativamente rica em cobre, que pode ser usado como um agente de extração útil para metais não-cobre, como estanho e/ou chumbo.

[0159] Em segundo lugar, a terceira escória de refino de cobre contém quantidades muito pequenas de metais que possuem, sob as condições do processo, uma afinidade maior ao oxigênio do que o estanho e/ou chumbo, mais particularmente metais que são menos desejados nos produtos metálicos purificados finais: cobre, estanho e/ou chumbo, e metais, os quais, que são preferencialmente removidos do processo de acordo com a presente invenção como parte de uma escória gasta. Como a terceira escória de refino de cobre é muito pobre nesses metais, a adição dessa escória no segundo banho líquido faz com que um volume bem pequeno sem uso do forno seja consumido desnecessariamente em qualquer uma das etapas a jusante do processo, incluindo a etapa l), mas também em qualquer uma das etapas a jusante na via de processo que esses metais "menos nobres" precisam seguir antes que acabem eventualmente ficando em uma escória gasta.

[0160] Os requerentes constataram ainda que qualquer recuperação adicional de metais valiosos do segundo banho líquido, como na etapa l), pode ser altamente eficiente em termos de energia devido à adição de pelo menos uma parte da terceira escória de refino de cobre à etapa k). Na etapa k), a terceira escória de refino de cobre que é adicionada ao segundo banho líquido a montante de quaisquer outras etapas de recuperação de metal atua como um oxidante para as impurezas no segundo banho líquido. Os óxidos de cobre na terceira escória de refino de cobre reduzem-se rapidamente a cobre elementar na etapa l), liberando assim o oxigênio para a conversão de metais que possuem, sob as condições do processo, uma afinidade maior ao oxigênio do que o cobre, da sua forma de metal elementar em óxidos. O cobre elementar formado no processamento do segundo banho líquido na etapa l), move-se, portanto, para a fase metálica, na etapa l), sendo a primeira composição metálica com alto teor de cobre. Os metais que se convertem em óxidos na etapa l) se movem para a fase de escória, ou seja, a terceira escória de refino de solda. Os requerentes descobriram que, na etapa l), uma quantidade significativa de Sn e/ou Pb pode ser movida da fase metálica que está sendo alimentada, em direção à fase de escória. Os requerentes também descobriram que essas conversões químicas, na etapa l), de óxidos de cobre em cobre elementar e de estanho, chumbo e/ou outros metais em seus óxidos, podem ser alcançadas com uma entrada extra relativamente limitada de energia, oxidantes externos e/ou redutores, e, portanto, com um consumo relativamente limitado de energia ou introdução de materiais químicos de processo.

[0161] Os requerentes constataram que, na etapa l), a maior parte do cobre e níquel presente na primeira composição metálica de cobre diluída, bem como na terceira escória de refino de cobre, pode ser recuperada na primeira composição metálica com alto teor de cobre, em conjunto com algum bismuto e antimônio que possam estar presentes, enquanto a maior parte do estanho e/ou chumbo nessas correntes pode ser recuperada na terceira escória de refino de solda. Os requerentes descobriram que a terceira escória de refino de solda pode se tornar vantajosamente rica em estanho e/ou chumbo e também relativamente pobre em cobre, de tal modo que esta escória pode ser ainda processada relativamente mais fácil para a recuperação da maioria dos seus metais de solda em uma corrente que se assemelha a uma corrente de solda bruta e é adequada para ser processada como uma corrente de solda bruta.

[0162] Em uma forma de realização do processo de acordo com a presente invenção, incluindo as etapas b), h), c), d), j) e l), a primeira composição metálica com alto teor de cobre é pelo menos parcialmente reciclada para um local adequado a montante no processo. Preferencialmente, este local é a etapa b), mas uma porção da corrente reciclada pode ser reciclada para a etapa h) e/ou etapa j) e/ou etapa c) e/ou etapa d).

[0163] Os requerentes descobriram que, por um lado, a etapa l) também é altamente adequada para fornecer uma via para a remoção de pelo menos uma parte do níquel do processo geral de fundição, pois qualquer níquel a ser introduzido em qualquer local a montante do processo provavelmente se tornará parte da primeira composição metálica com alto teor de cobre. Os requerentes concluíram, por outro lado, que, se nenhuma ou apenas uma pequena quantidade de níquel for introduzida nas alimentações no processo geral, a primeira composição metálica com alto teor de cobre tem uma composição altamente comparável à alimentação de cobre preto fornecida na etapa a), portanto, essa primeira corrente de composição metálica com alto teor de cobre pode ser rapidamente reciclada para etapa b) ou, como forma parcialmente alternativa e/ou adicional, para qualquer uma das etapas subsequentes de oxidação do cobre h) e j) para a recuperação de seu cobre como parte da terceira fase metálica enriquecida em cobre. O processo descrito no documento US 3,682,623 inclui essa reciclagem de uma corrente rica em cobre para a primeira etapa de oxidação realizada no cobre preto. Qualquer reciclagem da primeira composição metálica com alto teor de cobre para a etapa b) ou para uma das etapas subsequentes h) ou j), no entanto, se beneficia em comparação com o estado da arte a partir da remoção a montante de impurezas em uma das escórias gastas, como a primeira escória gasta produzida na etapa c) e/ou a segunda escória gasta produzida na etapa f).

[0164] Os requerentes descobriram que, se o níquel está presente nas alimentações para o processo, uma reciclagem parcial da primeira composição metálica com alto teor de cobre para um local a montante do processo, como as etapas b), h) ou j), traz a vantagem de o níquel se concentrar até um nível mais alto na primeira composição metálica com alto teor de cobre, em comparação com um processo sem essa reciclagem parcial. Esse efeito de concentração traz a vantagem de que a retirada de uma quantidade específica de níquel do processo, por exemplo, para manter os níveis de níquel em etapas específicas do processo abaixo de determinados níveis, exige que uma quantidade menor de cobre seja retirada em conjunto com a quantidade de níquel. Isso traz as vantagens de que a remoção de níquel do processo é mais eficaz, que o processamento posterior da mistura de cobre/níquel removida pode ser operado de forma mais eficaz e em equipamentos menores, e também pode ser operado com mais eficiência, ou seja, com menor consumo de energia e/ou materiais químicos de processo.

[0165] Os requerentes descobriram que a primeira composição metálica com alto teor de cobre que é retirada do processo pode ser processada posteriormente para a recuperação de cobre e níquel nela contidos por meios que são conhecidos no estado da arte, ou preferencialmente pelos meios descritos no pedido de patente pendente EP-A-18172598.7, depositado em 16 de maio de 2018, com o título "Improvement in Copper Electrorefining".

[0166] Em uma forma de realização do processo de acordo com a presente invenção, incluindo a etapa l), no final da etapa l), a primeira composição metálica com alto teor de cobre é removida apenas parcialmente do forno e uma porção dessa composição metálica é mantida no forno em conjunto com a terceira escória de refino de solda. Esta porção pode representar pelo menos 3% em peso, 4% em peso ou 5% em peso do total da primeira composição metálica com alto teor de cobre presente no forno no final da etapa l), preferencialmente pelo menos 10% em peso, mais preferencialmente pelo menos 20% em peso, ainda mais preferencialmente pelo menos 30% em peso, ainda mais preferencialmente pelo menos 40% em peso do total da primeira composição metálica com alto teor de cobre presente no forno. Os requerentes verificaram que esta quantidade de metal melhora a operabilidade do forno durante as etapas de processo atuais e, pelo menos, uma subsequente.

[0167] Em uma forma de realização do processo de acordo com a presente invenção, o processo compreende ainda a seguinte etapa de:

m) reduzir parcialmente a terceira escória de refino de solda, formando assim uma segunda composição metálica de cobre diluída e uma quarta escória de refino de solda, seguida pela separação da quarta escória de refino de solda da segunda composição metálica de cobre diluída.

[0168] Os requerentes constataram que a terceira escória de refino de solda pode conter quantidades de cobre e/ou níquel que são ainda bastante altas para derivar uma corrente do tipo solda bruta dessa escória. Os requerentes preferem, portanto, incluir a etapa de redução parcial adicional m) como parte do processo de acordo com a presente invenção. Os requerentes descobriram que uma quantidade significativa do cobre e/ou níquel presente na terceira escória de refino de solda pode ser facilmente removida como parte da segunda composição metálica de cobre diluída formada na etapa m), enquanto a maior parte do estanho e/ou chumbo pode ser mantida como parte da quarta escória de refino de solda, antes de submeter a quarta escória de refino de solda ao processamento posterior. Preferencialmente, a etapa m) é operada de modo que pelo menos 50% em peso do cobre presente na etapa m) sejam removidos como parte da segunda composição metálica de cobre diluída, mais preferencialmente pelo menos 70% em peso, ainda mais preferencialmente pelo menos 80% em peso, ainda mais preferencialmente pelo menos 90% em peso. Como forma alternativa ou adicional, a etapa m) é preferencialmente operada de modo que pelo menos 50% em peso do estanho presente na etapa m) sejam recuperados na quarta escória de refino de solda, mais preferencialmente pelo menos 70% em peso, ainda mais preferencialmente pelo menos 80% em peso, ainda mais preferencialmente pelo menos 90% em peso.

[0169] Em uma forma de realização do processo de acordo com a presente invenção, incluindo a etapa m), no final da etapa m), a segunda composição metálica de cobre diluída é removida apenas parcialmente do forno e uma porção dessa composição metálica é mantida no forno junta com a quarta escória de refino de solda. Esta porção pode representar pelo menos 1% em peso, 2% em peso, 3% em peso, 4% em peso ou 5% em peso do total da segunda composição metálica de cobre diluída presente no forno no final da etapa m), preferencialmente pelo menos 10% em peso, mais preferencialmente pelo menos 20% em peso, ainda mais preferencialmente pelo menos 30% em peso, ainda mais preferencialmente pelo menos 40% em peso do total da segunda composição metálica de cobre diluída presente no forno. Os requerentes verificaram que esta quantidade de metal melhora a operabilidade do forno durante, pelo menos, uma das etapas de processo subsequentes.

[0170] Em uma forma de realização do processo de acordo com a presente invenção, o processo compreende ainda a seguinte etapa de: n) reduzir parcialmente a quarta escória de refino de solda, formando assim uma segunda composição metálica de solda bruta e uma quinta escória de refino de solda, seguida pela separação da segunda composição metálica de solda bruta da quinta escória de refino de solda.

[0171] Os requerentes concluíram que a quarta escória de refino de solda é uma matéria-prima altamente adequada para recuperar um material do tipo solda bruta, altamente aceitável para processamento posterior em produtos primários de estanho e/ou chumbo de alta pureza. Os requerentes descobriram que, na etapa de redução parcial n), uma grande porção do estanho e/ou chumbo presente no forno pode ser recuperada na segunda composição metálica de solda bruta, em conjunto com praticamente todo o cobre e/ou níquel presentes, enquanto a maioria dos metais que possuem, sob as condições do processo, uma afinidade maior ao oxigênio, como o ferro, pode ser retida como parte da quinta escória de refino de solda. Os requerentes constataram que a segunda composição metálica de solda bruta é adequada para processamento posterior,

tal como submetendo a corrente a um tratamento com silício metálico, conforme descrito no documento DE 102012005401 A1. Como forma alternativa ou adicional, esta corrente de solda bruta, opcionalmente, após uma etapa de enriquecimento para aumentar o teor de estanho e/ou chumbo, pode ser aprimorada posteriormente, conforme descrito no documento WO 2018/060202 A1 ou semelhante, e, subsequentemente, ser submetida a uma destilação e recuperação do estanho e/ou chumbo como produtos metálicos de alta pureza, conforme descrito no mesmo documento.

[0172] Em uma forma de realização do processo de acordo com a presente invenção, o processo compreende ainda a seguinte etapa de: o) reduzir parcialmente a quinta escória de refino de solda, formando assim uma terceira composição metálica à base de chumbo-estanho e uma terceira escória gasta, seguida pela separação da terceira escória gasta da terceira composição metálica à base de chumbo-estanho.

[0173] Os requerentes concluíram que é vantajoso proporcionar a etapa de redução adicional o) a jusante da etapa de produção de solda bruta n), particularmente uma etapa de redução parcial da quinta escória de refino de solda recuperada a partir dessa etapa n). Os requerentes concluíram que metais mais valiosos podem ser extraídos dessa quinta escória de refino de solda na etapa o), tornando a escória restante ainda mais adequada para uso em uma aplicação de uso final valiosa e/ou para o descarte dessa escória como escória gasta. Os requerentes constataram ainda que a etapa de redução extra o) também é capaz de reduzir metais lixiviáveis, como chumbo, na escória a níveis suficientemente baixos, de modo que a escória que sobra da etapa o) possa ser usada posteriormente como material valioso, ou ser descartado com responsabilidade, e isso com um número muito limitado de etapas de tratamento extras, e possivelmente sem outras etapas de tratamento, para reduzir a concentração de metais sensíveis, como chumbo e/ou zinco.

[0174] Em uma forma de realização do processo de acordo com a presente invenção, o processo compreende ainda a seguinte etapa de: p) oxidar parcialmente a terceira composição metálica à base de chumbo-estanho, formando assim uma quarta composição metálica à base de chumbo-estanho e uma sexta escória de refino de solda, seguida pela separação da sexta escória de refino de solda da quarta composição metálica à base de chumbo-estanho.

[0175] Os requerentes constataram que a etapa p) traz a vantagem de que a terceira composição metálica à base de chumbo-estanho recuperada da etapa o) é dividida, por um lado, em uma corrente metálica, na qual o cobre da etapa p) se concentra, em conjunto com a maioria do níquel presente e, por outro lado, uma fase de escória, na qual pouquíssimo cobre, mas uma porção significativa do estanho e/ou chumbo presentes na etapa p) se concentra, em conjunto com a maior parte do ferro, e também zinco, se presentes. Os requerentes descobriram que esta divisão traz a vantagem de que as duas correntes resultantes da etapa p) podem ser processadas separada e preferencialmente também de maneira diferente, utilizando-se etapas que são mais apropriadamente adequadas para suas composições.

[0176] Em uma forma de realização do processo de acordo com a presente invenção, o processo compreende ainda a seguinte etapa de: q) reciclar pelo menos uma parte da sexta escória de refino de solda para etapa d), preferencialmente antes de oxidar o primeiro banho líquido, e/ou adicionar pelo menos uma parte da sexta escória de refino de solda ao primeiro banho líquido e/ou reciclar pelo menos uma parte da sexta escória de refino de solda para a etapa e), preferencialmente antes de reduzir a primeira escória de refino de solda.

[0177] Os requerentes preferem reciclar a sexta escória de refino de solda para etapa d) e/ou para etapa e) porque isso permite a recuperação do estanho e/ou chumbo nessa corrente de escória na primeira composição metálica de solda bruta da etapa e) ou na segunda composição metálica de solda bruta da etapa n), enquanto o ferro presente na sexta escória de refino de solda chega rapidamente à segunda escória gasta da etapa f) sem criar o risco de que o ferro se acumule em um ciclo como parte do processo de acordo com a presente invenção.

[0178] Em uma forma de realização do processo de acordo com a presente invenção, compreendendo a etapa p), o processo compreende ainda a seguinte etapa de: r) reciclar pelo menos uma parte da quarta composição metálica à base de chumbo-estanho para etapa l), e/ou adicionar pelo menos uma parte da quarta composição metálica à base de chumbo-estanho para o segundo banho líquido, preferencialmente, antes de oxidar o segundo banho líquido como parte da etapa l).

[0179] Os requerentes preferem reciclar a quarta composição metálica à base de chumbo-estanho para etapa l) porque esta corrente de metal é altamente adequada para ser colocada em contato, em conjunto com a primeira composição metálica de cobre diluída da etapa d), com a terceira escória de refino de cobre da etapa j) que é adicionada ao segundo banho líquido, em que a terceira escória de refino de cobre é parcialmente reduzida e as duas composições metálicas adicionadas são parcialmente oxidadas e um equilíbrio pode estabelecer em qual a maior parte do cobre presente no forno, em conjunto com o níquel e algum estanho e/ou chumbo, se tornam parte da primeira composição metálica com alto teor de cobre, enquanto qualquer metal rejeitável (ferro, silício, alumínio), em conjunto com uma porção significativa do estanho e/ou chumbo presente, se tornam parte da terceira escória de refino de solda produzida na etapa l).

[0180] Em uma forma de realização do processo de acordo com a presente invenção, incluindo a etapa o), a etapa o) compreende adicionar uma segunda alimentação fresca contendo cobre à etapa o), preferencialmente antes de reduzir a quinta escória de refino de solda.

[0181] Os requerentes constataram que a adição de cobre à etapa de redução o) traz uma vantagem significativa, pois o cobre pode atuar como um excelente agente extrator para quaisquer outros metais valiosos que tenham permanecido na quinta escória de refino de solda restante após a etapa n) e que essa extração vantajosa pode ser realizada sem perder quantidades significativas de cobre na terceira escória gasta que é produzida na etapa o).

[0182] Os requerentes constataram ainda que a alimentação fresca contendo cobre que pode ser adicionada à etapa o) pode conter quantidades significativas de outros metais valiosos, em especial zinco, níquel, estanho e/ou chumbo. Os requerentes concluíram que, desde que seja fornecido cobre suficiente, as perdas de estanho e/ou chumbo, em particular, na terceira escória gasta, podem ser mantidas muito baixas e, portanto, não comprometem os possíveis usos ou direcionamento dessa terceira escória gasta nem representam uma perda economicamente significativa de metais valiosos.

[0183] Os requerentes concluíram que uma grande variedade de materiais é adequada como alimentação fresca contendo cobre para a etapa o).

Os requerentes, no entanto, preferem que a alimentação fresca contendo cobre para a etapa o) compreenda apenas quantidades limitadas, preferencialmente pouca ou nenhuma, de combustível, ou seja, substâncias que oxidem rapidamente nas condições do processo, por exemplo, materiais orgânicos, como plásticos e/ou hidrocarbonetos, restos de combustível ou óleo, etc., de modo que a temperatura na etapa o) permaneça prontamente controlável.

[0184] Em uma forma de realização do processo de acordo com a presente invenção, incluindo a etapa o), a segunda alimentação fresca contendo cobre compreende cobre preto e/ou material anódico de cobre gasto ou rejeitado.

[0185] Os requerentes constataram que na etapa o) pode ser adicionada uma quantidade significativa de cobre preto, semelhante em composição ao cobre preto fornecido na etapa a), para extrair metais mais valiosos da quinta escória de refino de solda obtida na etapa n) sem perder excessivamente metais valiosos extras para a segunda escória gasta da etapa n). Os requerentes descobriram que as quantidades de tal cobre preto proveniente de uma etapa de fundição a montante que são aceitáveis na etapa o) são muito significativas, mesmo da ordem de magnitude da quantidade de cobre preto fornecida na etapa a) como alimentação para a etapa b). Os requerentes descobriram que a inclusão da etapa o) no processo de acordo com a presente invenção aumenta significativamente a capacidade de processar cobre preto do tipo fundição e, portanto, processar quantidades mais altas de matérias-primas de menor qualidade que trazem metais valiosos de baixo valor e, portanto, com um potencial de aprimoramento de alto valor. Os requerentes descobriram que esta maneira de operar a etapa o) traz a vantagem adicional de que uma parte significativa do cobre preto da etapa de fundição a montante pode ser processada sem que todo esse cobre preto precise passar pelo menos pela primeira etapa b) da sequência de refino de cobre. Quaisquer metais na alimentação de cobre preto para a etapa o) que possuam, sob as condições do processo, uma afinidade maior ao oxigênio do que o cobre, provavelmente já serão removidos antes que o cobre desta alimentação fresca de cobre preto para a etapa o) possa chegar à etapa b) e passe pela sequência do processo de refino de cobre das etapas b), h) e j).

[0186] Os requerentes também descobriram que a etapa o) também é altamente adequada para a introdução de material anódico de cobre gasto e/ou rejeitado. A produção de cobre de alta qualidade compreende tipicamente uma etapa de eletrólise, na qual o cobre se dissolve de um anodo no eletrólito e se deposita novamente em um catodo. Normalmente, o anodo não é totalmente consumido e o anodo é removido como material anódico de cobre gasto do banho de eletrólise antes que o último cobre do mesmo tenha sido dissolvido.

Os requerentes consideraram que a etapa o) é altamente adequada para a introdução de tal material anódico de cobre gasto. Os anodos de cobre para essa etapa de eletrólise do cobre são tipicamente moldados ao verter uma quantidade adequada de cobre de qualidade anódica fundido em um molde e deixando o cobre solidificar após o resfriamento. Para um bom funcionamento da eletrólise do cobre, os anodos devem atender aos requisitos dimensionais e de forma bastante rigorosos. Preferencialmente, os anodos não conformes não são utilizados, mas representam material anódico de cobre rejeitado. Os requerentes descobriram que a etapa o) também é altamente adequada para a introdução de tal material anódico de cobre rejeitado.

[0187] Os requerentes preferem introduzir o material anódico de cobre gasto e/ou rejeitado como um sólido com pouco ou nenhum pré-aquecimento.

Isso traz a vantagem de que a fusão deste material consome pelo menos uma parte do calor de reação gerado pelas reações químicas que ocorrem na etapa o).

[0188] Em uma forma de realização do processo de acordo com a presente invenção, incluindo a etapa o), a etapa o) compreende adicionar um sexto agente redutor à etapa o), preferencialmente antes de reduzir a quinta escória de refino de solda.

[0189] Os requerentes descobriram que o sexto agente redutor permite direcionar o resultado da etapa de redução o) em direção à separação desejada de metais valiosos na terceira composição metálica à base de chumbo-estanho e manutenção dos metais rejeitados na terceira escória gasta. Os requerentes constataram que o sexto agente redutor pode ser um gás, como metano ou gás natural, mas também pode ser um sólido ou um líquido, como carbono, hidrocarboneto, alumínio ou ferro.

[0190] Em uma forma de realização do processo de acordo com a presente invenção, o sexto agente redutor compreende, e preferencialmente é, um metal que possui, sob as condições do processo, uma afinidade maior ao oxigênio do que o estanho, chumbo, cobre e níquel, preferencialmente metal de ferro, mais preferencialmente sucata de ferro. Os requerentes preferem usar ferro, preferencialmente sucata de ferro como agente redutor, devido à sua alta disponibilidade em condições economicamente atrativas. Os requerentes descobriram que a adição do agente redutor sólido pode trazer o benefício adicional de que o forno requer menos aquecimento adicional para manter ou atingir a temperatura desejada. Os requerentes descobriram que esta vantagem pode ser suficientemente grande de tal modo que o aquecimento adicional por queima de um combustível com ar e/ou oxigênio pode ser dificilmente necessário a fim de atingir a temperatura desejada. Os requerentes descobriram ainda que a etapa e) pode se beneficiar ainda mais da adição de sílica, como explicado acima.

[0191] Os requerentes preferem adicionar à etapa o) uma quantidade de sexto agente redutor que é rico em cobre e ferro, preferencialmente como um material multimetálico, pois este material multimetálico encontra-se disponível mais rapidamente em condições mais vantajosas do que o estanho de pureza mais elevada, cobre de pureza mais elevada ou ferro de pureza mais elevada.

Outro material adequado pode ser motores elétricos, preferencialmente motores após o uso, devido ao seu alto teor de ferro nos núcleos e cobre nos rolamentos.

Os requerentes descobriram que o cobre e/ou estanho podem ser facilmente mantidos na fase metálica e impedidos de se mover para a fase de escória, enquanto qualquer ferro contido nesta alimentação fresca contendo cobre se move rapidamente para a fase de escória como óxido de ferro, ao mesmo tempo em que ajuda na redução química de outros metais que possuem, sob as condições do processo, uma menor afinidade ao oxigênio do que o ferro.

[0192] Em uma forma de realização do processo de acordo com a presente invenção, incluindo a etapa n), a etapa n) compreende ainda adicionar um quinto agente redutor à etapa n), preferencialmente antes de reduzir a quarta escória de refino de solda.

[0193] Os requerentes descobriram que o quinto agente redutor permite direcionar o resultado da etapa de redução n) em direção à separação desejada de metais valiosos na segunda composição metálica de solda bruta e na manutenção de metais rejeitados na quinta escória de refino de solda. Os requerentes constataram que o quinto agente redutor pode ser um gás, como metano ou gás natural, mas também pode ser um sólido ou um líquido, como carbono, hidrocarboneto, alumínio ou ferro.

[0194] Em uma forma de realização do processo de acordo com a presente invenção, incluindo a etapa n), o quinto agente redutor compreende, e preferencialmente é, um metal que possui, sob as condições do processo, uma afinidade maior ao oxigênio do que o estanho, chumbo, cobre e níquel, preferencialmente o quinto agente redutor compreende ferro metálico, mais preferencialmente sucata de ferro. Os requerentes preferem usar ferro,

preferencialmente sucata de ferro como agente redutor, devido à sua alta disponibilidade em condições economicamente atrativas. Os requerentes descobriram que a adição do agente redutor sólido pode trazer o benefício adicional de que o forno requer menos aquecimento adicional para manter ou atingir a temperatura desejada. Os requerentes descobriram que esta vantagem pode ser suficientemente grande de tal modo que o aquecimento adicional por queima de um combustível com ar e/ou oxigênio pode ser limitado ou mesmo dificilmente necessário a fim de atingir a temperatura desejada. Os requerentes descobriram ainda que a etapa o) pode se beneficiar ainda mais da adição de sílica, como explicado acima.

[0195] Preferencialmente, o quinto agente redutor contém pouco cobre e/ou níquel, mais preferencialmente menos de 1% em peso de cobre e níquel juntos. Isso traz a vantagem de que pouco ou nenhum cobre e níquel extra apareça na segunda composição metálica de solda bruta, de modo que qualquer consumo de materiais químicos de processo em uma etapa a jusante para refinar essa composição de solda bruta não seja significativamente aumentado.

[0196] Em uma forma de realização do processo de acordo com a presente invenção, incluindo a etapa n), uma segunda alimentação fresca contendo Pb e/ou Sn é adicionada à etapa n), preferencialmente antes de reduzir a quarta escória de refino de solda, preferencialmente a segunda alimentação fresca contendo Pb e/ou Sn compreendendo e sendo preferencialmente a impureza obtida a partir do processamento a jusante das correntes concentradas de Pb e/ou Sn.

[0197] Os requerentes descobriram que a etapa n) também é um local muito adequado no processo para a introdução de materiais ricos em estanho e/ou chumbo, pobres em cobre e níquel, mas que podem conter metais que possuem, sob as condições do processo, maior afinidade ao oxigênio do que estanho e chumbo. Sua adição à etapa n) traz a vantagem de que o estanho e/ou chumbo são rapidamente recuperados como parte da segunda composição metálica de solda bruta e são retirados do processo, enquanto os chamados metais "menos nobres" têm uma via de processo curta e direta para a terceira escória gasta produzida na etapa o) a jusante.

[0198] Os requerentes descobriram que a etapa n) é muito adequada para a recuperação de estanho e/ou chumbo, e, opcionalmente, antimônio e/ou arsênico, em matérias-primas ou sub-produtos de processos que são ricos em tais metais, ainda relativamente pobres em cobre e/ou níquel. Os requerentes constataram que a segunda alimentação fresca contendo Pb e/ou Sn pode conter ainda metais que possuem, sob as condições do processo, uma afinidade maior ao oxigênio do que o estanho e/ou chumbo, como sódio, potássio, cálcio.

Tais metais podem, por exemplo, ser introduzidos como parte de materiais químicos de processo usados nas etapas a jusante para refinar uma corrente rica em estanho e/ou chumbo, como a primeira composição metálica de solda bruta ou um derivado a jusante. Os requerentes descobriram que a etapa n) é muito adequada para a recuperação de metais valiosos a partir de um subproduto impuro formado em uma das etapas de refino realizadas como parte dos processos revelados no documento WO 2018/060202 A1 ou semelhante.

Essas correntes de subproduto impuro tipicamente arrastam quantidades economicamente significativas de estanho e/ou chumbo, além de conter também outros metais que possam ter sido introduzidos como parte dos materiais químicos de processo.

[0199] Em uma forma de realização do processo de acordo com a presente invenção compreendendo a etapa m), o processo compreende ainda a seguinte etapa de:

s) reciclar, pelo menos, uma parte da segunda composição metálica de cobre diluída formada na etapa m) para etapa c), preferencialmente antes de reduzir a primeira escória de refino de cobre, e/ou reciclar pelo menos uma parte da segunda composição metálica de cobre diluída para etapa d), preferencialmente antes de oxidar a primeira composição metálica de chumbo- estanho e/ou adicionar pelo menos uma parte da segunda composição metálica de cobre diluída ao primeiro banho líquido.

[0200] Os requerentes descobriram, independentemente da opção de reciclagem selecionada para reciclar a segunda composição metálica de cobre diluída, que o cobre recuperado na segunda composição metálica de cobre diluída, além de qualquer níquel que possa estar presente, é facilmente recuperado na primeiro composição metálica de cobre diluída que é formada na etapa d) e que chega rapidamente mais a jusante à primeira composição metálica com alto teor de cobre que é formada na etapa l), com a qual o cobre pode ser retirado do processo, enquanto, ao mesmo tempo, qualquer estanho e/ou chumbo na segunda composição metálica de cobre diluída pode chegar rapidamente à primeira escória de refino de solda formada na etapa d) e pode, em seguida, mais a jusante, ser recuperado como parte da primeira composição metálica de solda bruta formada na etapa e), com a qual ele(s) pode(m) ser retirado(s) do processo.

[0201] Em uma forma de realização do processo de acordo com a presente invenção, incluindo a etapa m), a etapa m) compreende ainda adicionar um quarto agente redutor à etapa m), preferencialmente antes de reduzir a terceira escória de refino de solda.

[0202] Os requerentes descobriram que o quarto agente redutor permite direcionar o resultado da etapa de redução m) em direção à separação desejada de metais valiosos na segunda composição metálica de cobre diluída e manter os metais rejeitados na quarta escória de refino de solda. Os requerentes constataram que o quarto agente redutor pode ser um gás, como metano ou gás natural, mas também pode ser um sólido ou um líquido, como carbono, hidrocarboneto, alumínio ou ferro.

[0203] Em uma forma de realização do processo de acordo com a presente invenção, incluindo a etapa m), o quarto agente redutor compreende, e preferencialmente é, um metal que possui, sob as condições do processo, uma afinidade maior ao oxigênio do que o estanho, chumbo, cobre e níquel, preferencialmente ferro metálico, mais preferencialmente sucata de ferro.

[0204] Os requerentes preferem usar ferro, preferencialmente sucata de ferro como agente redutor, devido à sua alta disponibilidade em condições economicamente atrativas. Os requerentes descobriram que a adição do agente redutor sólido pode trazer o benefício adicional de que o forno requer menos aquecimento adicional para manter ou atingir a temperatura desejada. Os requerentes descobriram que esta vantagem pode ser suficientemente grande de tal modo que o aquecimento adicional por queima de um combustível com ar e/ou oxigênio pode ser limitado ou mesmo dificilmente necessário a fim de atingir a temperatura desejada. Os requerentes descobriram ainda que a etapa m) pode se beneficiar ainda mais da adição de sílica, como explicado acima.

[0205] Os requerentes preferem adicionar à etapa m) uma quantidade de quarto agente redutor que é rico em cobre e ferro, preferencialmente como um material multimetálico, pois este material multimetálico encontra-se disponível mais rapidamente em condições mais vantajosas do que o estanho de pureza mais elevada, cobre de pureza mais elevada ou ferro de pureza mais elevada. Outro material adequado pode ser motores elétricos, preferencialmente motores após o uso, devido ao seu alto teor de ferro nos núcleos e cobre nos rolamentos. Os requerentes descobriram que o cobre pode ser facilmente mantido na fase metálica e impedido de se mover para a fase de escória, enquanto qualquer estanho, chumbo e ferro contidos nesta alimentação fresca contendo cobre se move rapidamente para a fase de escória como seus respectivos óxidos de ferro, ao mesmo tempo em que ajuda na redução química de outros metais que possuem, sob as condições do processo, uma menor afinidade ao oxigênio do que o estanho, chumbo e ferro.

[0206] Em uma forma de realização do processo de acordo com a presente invenção, pelo menos a uma das etapas do processo que envolve a separação de uma fase metálica de uma fase de escória, é adicionada uma quantidade de sílica, preferencialmente na forma de areia.

[0207] Os requerentes descobriram que a sílica promove a formação da fase de escória, melhora a fluidez da escória e melhora a separação por gravidade da fase metálica da fase de escória. Sem querer se prender a essa teoria, os requerentes acreditam que a redução da viscosidade da escória por si só melhora significativamente a separação de fases, porque as bolhas de metal formadas na fase de escória devido a uma redução química se movem mais rapidamente através da fase de escória e podem, portanto, chegar à interfase entre as duas fases, onde podem ser combinadas com a fase metálica contínua subjacente. A adição de sílica afeta ainda, de forma benéfica, o equilíbrio de determinados metais entre a fase metálica e a fase de escória, em particular para o chumbo. A sílica também aumenta a acidez da escória, o que afeta ainda mais os equilíbrios no forno entre as diferentes fases. Quando a escória contém ferro e é retirada do forno e granulada ao colocar a escória líquida quente em contato com a água, a adição de sílica pode evitar o risco de o ferro estar presente em uma forma que atue como um catalisador para a divisão da água e, portanto, a formação de gás hidrogênio, o que representa um risco de explosão. A sílica também aumenta a atividade de qualquer estanho na escória, forçando parte do

SnO2 a reduzir para Sn metálico, Sn, o qual, que se moverá para a fase metálica.

Este último mecanismo reduz a quantidade de Sn que permanece na escória para a mesma composição metálica subjacente.

[0208] Em uma forma de realização do processo de acordo com a presente invenção, na qual um cobre preto é adicionado a pelo menos uma das etapas b), f) e o), em que o cobre preto é produzido por uma etapa de fundição.

[0209] Os requerentes descobriram que uma etapa de fundição é altamente adequada, e até preferível, para a produção de qualquer uma e, preferencialmente, todas as composições de cobre preto que são usadas como possível alimentação e alimentações frescas para as etapas do processo de acordo com a presente invenção, em particular, as etapas b), h), f) e/ou o). Uma etapa de fundição oferece a vantagem de ser simples quanto à operação e ao equipamento, sendo, portanto, economicamente vantajosa. Uma etapa de fundição traz a vantagem adicional de ser tolerante em termos de qualidade da 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, conforme descrito acima neste documento. Como essas matérias- primas misturadas e/ou contaminadas praticamente não têm outro uso final, elas podem ser fornecidas em condições economicamente atraentes. A capacidade de processar essas matérias-primas e aprimorar os metais valiosos nela contidos é, portanto, de interesse para o operador do processo de acordo com a presente invenção.

[0210] Em um forno de fundição, os metais são fundidos e os materiais orgânicos e outros materiais combustíveis são queimados. Os metais com uma afinidade relativamente alta pelo oxigênio se convertem em seus óxidos e se acumulam na fase de escória sobrenadante de menor densidade. Os metais com menor afinidade ao oxigênio permanecem como metal elementar e permanecem na fase metálica líquida de alta densidade no fundo do forno de fundição. Em uma etapa de produção de cobre, a etapa de fundição pode ser operada de forma que a maioria do ferro acaba ficando na escória, enquanto o cobre, o estanho e o chumbo acabam no produto metálico, uma corrente que é normalmente chamada de "cobre preto". Além disso, a maioria do níquel, antimônio, arsênico e bismuto se torna normalmente parte do produto de cobre preto.

[0211] Os requerentes descobriram que o produto metálico oriundo de uma etapa de fundição pode ser introduzido no processo de acordo com a presente invenção como um líquido fundido, mas pode, alternativamente, ser solidificado e resfriado, como por granulação, o que permite o possível transporte entre locais industriais diferentes e, posteriormente, ser introduzidos no processo antes ou depois de serem fundidos novamente.

[0212] Em uma forma de realização do processo de acordo com a presente invenção, pelo menos uma da primeira composição metálica de solda bruta e a segunda composição metálica de solda bruta é pré-refinada utilizando- se silício metálico para produzir uma composição metálica de solda pré-refinada.

Um tratamento de pré-refino adequado para essa composição metálica de solda bruta é descrito no documento DE 102012005401 A1.

[0213] Em uma forma de realização, o processo de acordo com a presente invenção compreende ainda a etapa de resfriar a primeira composição metálica de solda bruta e/ou a segunda composição metálica de solda bruta e/ou a composição metálica de solda pré-refinada até uma temperatura de no máximo 825°C para produzir um banho contendo uma primeira impureza sobrenadante que por gravidade se torna flutuante sobre uma primeira fase de solda fundida líquida aprimorada. Os requerentes descobriram que esta etapa posterior do processo a jusante é capaz de remover uma quantidade significativa de cobre e outros metais indesejáveis da solda bruta. Detalhes adicionais para esta etapa podem ser encontrados no documento WO 2018/060202 A1. Os requerentes descobriram ainda que essa etapa de resfriamento, em combinação com algumas das etapas adicionais do processo a jusante executadas nessa corrente de chumbo/estanho, pode oferecer uma alternativa, pelo menos parcialmente, ao pré-retratamento com silício metálico mencionado em outras partes deste documento. Isso é vantajoso porque o silício metálico é um material químico de processo bastante escasso e é benéfico se seu uso puder ser reduzido e/ou eliminado.

[0214] Em uma forma de realização, o processo de acordo com a presente invenção compreende ainda a etapa 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 composição metálica de solda bruta e/ou à segunda composição metálica de solda bruta e/ou à composição metálica de solda pré-refinada e/ou à primeira fase de solda fundida líquida aprimorada, para formar um banho contendo uma segunda impureza sobrenadante que, por gravidade, flutua sobre uma segunda fase de solda fundida líquida aprimorada.

[0215] Em uma forma de realização, o processo de acordo com a presente invenção compreende ainda a etapa de remover a segunda impureza sobrenadante da segunda fase de solda fundida líquida aprimorada, formando assim uma segunda solda aprimorada.

[0216] Em uma forma de realização, o processo de acordo com a presente invenção compreende ainda a etapa de remover a primeira impureza sobrenadante da primeira fase de solda fundida líquida aprimorada, formando assim uma primeira solda aprimorada.

[0217] Em uma forma de realização, o processo de acordo com a presente invenção compreende ainda a etapa de destilar a primeira solda aprimorada e/ou a segunda solda aprimorada, em que o chumbo (Pb) é removido da solda por evaporação e um produto superior da destilação e um produto inferior da destilação são obtidos, preferencialmente por destilação a vácuo.

[0218] Em uma forma de realização do processo de acordo com a presente invenção, incluindo a etapa de destilar pelo menos uma das correntes de solda para remover o chumbo (Pb) da solda por evaporação, obtém-se um produto superior da destilação e um produto inferior da destilação, o produto inferior da destilação compreendendo pelo menos 0,6% em peso de chumbo. Os benefícios dos mesmos são explicados no documento WO 2018/060202 A1.

[0219] Em uma forma de realização da presente invenção, pelo menos uma parte do processo é monitorada e/ou controlada eletronicamente, preferencialmente por um programa computacional. Os requerentes descobriram que o controle das etapas do processo de acordo com a presente invenção é eletrônico, preferencialmente por um programa computacional, e traz a vantagem de um processamento muito melhor, com resultados muito mais previsíveis e mais próximos dos objetivos do processo. Por exemplo, com base nas medições de temperatura, se desejado, medições também de pressão e/ou nível e/ou em combinação com os resultados de análises químicas das amostras coletadas nas correntes de processo e/ou resultados analíticos obtidos on-line, o programa de controle pode controlar o equipamento em relação à alimentação ou interrupção da energia elétrica, fornecimento de calor ou de um meio de resfriamento, um controle de fluxo e/ou pressão. Os requerentes concluíram que esse monitoramento ou controle é particularmente vantajoso em etapas operadas em modo contínuo, mas que também pode ser vantajoso em etapas operadas em batelada ou semibatelada. Além disso e preferencialmente, os resultados de monitoramento obtidos durante ou após a execução das etapas do processo de acordo com a presente invenção também são úteis para o monitoramento e/ou controle de outras etapas como parte do processo de acordo com a presente invenção, e/ou de processos que são aplicados a montante ou a jusante do processo de acordo com a presente invenção, como parte de um processo geral, no qual o processo de acordo com a presente invenção é apenas uma parte. Preferencialmente, todo o processo geral é monitorado eletronicamente, preferencialmente, por pelo menos um programa computacional. Preferencialmente, o processo geral é controlado eletronicamente, tanto quanto possível.

[0220] Os requerentes preferem que o controle computacional realize também a transferência de dados e instruções de um computador ou programa computacional para pelo menos outro computador ou programa computacional ou módulo do mesmo programa computacional, para monitoramento e/ou controle de outros processos, incluindo, entre outros, os processos descritos neste documento.

[0221] Os requerentes preferem operar determinadas etapas do processo, de acordo com a presente invenção, em um conversor rotativo (TBRC), opcionalmente em um forno conforme divulgado no documento US 3,682,623, as Figuras 3-5 e sua descrição associada, ou em um forno comumente conhecido como Forno Kaldo ou conversor Kaldo. Os requerentes preferem particularmente utilizar este tipo de forno nas etapas, nas quais uma reação química está ocorrendo e/ou nas quais se deseja um equilíbrio entre uma fase de escória fundida e uma fase metálica fundida subjacente.

[0222] Os requerentes verificaram que este tipo de fornos permite processar materiais complexos, materiais esses que geram uma quantidade elevada de fase de escória e um material com grandes variações em termos de aparência física, bem como em composição química. Esse tipo de forno é capaz de aceitar como escórias de alimentações de outras etapas do processo e/ou grandes pedaços de materiais sólidos, ou seja, matérias-primas que são muito mais difíceis de introduzir em outros tipos de projetos de forno.

[0223] Tais fornos trazem a vantagem de que o forno pode ser girado, de modo que seja obtido um contato mais intenso entre sólidos e líquidos e entre diferentes fases líquidas, o que permite aproximar e/ou alcançar o equilíbrio desejado entre as fases mais rapidamente.

[0224] Preferencialmente, a velocidade de rotação do forno é variável, de modo que a velocidade de rotação do forno possa ser adaptada à etapa de processo que é realizada no forno. As etapas do processo que exigem reação e a movimentação do conteúdo do forno em direção ao equilíbrio preferem uma alta velocidade de rotação, enquanto outras etapas do processo, como quando a alimentação fresca sólida precisa ser fundida, podem preferir uma baixa velocidade de rotação ou possivelmente nenhuma rotação.

[0225] Preferencialmente, o ângulo de inclinação do forno é variável, o que permite um melhor controle da mistura e, com isso, também da cinética da reação. Um ângulo de inclinação variável também permite uma melhor inicialização das alimentações sólidas, preferencialmente em um ângulo de inclinação baixo, até que um líquido adequado e suficientemente quente e, portanto, muito mais líquido, tenha sido formado para manter os sólidos restantes à tona.

[0226] Os requerentes preferem, sob condições particulares, operar o forno, pelo menos, periodicamente, não no modo de rotação convencional, mas em um então chamado “modo de agitação”, isto é, girando alternadamente o forno em direções opostas, apenas uma parte de um total de 360° de rotação.

Os requerentes constataram que este modo de operação pode evitar,

possivelmente, forças extremas sobre o equipamento de acionamento do forno quando o forno estiver totalmente em rotação com o mesmo conteúdo. Os requerentes preferem aplicar este modo de operação quando ainda existe uma quantidade relativamente elevada de sólidos na carga do forno e uma presença de líquido muito baixa para manter estes sólidos à tona, ou quando o líquido no forno ainda não está muito fluido, por exemplo, porque ele ainda está um pouco frio.

[0227] Os requerentes preferem que o TBRC tenha um revestimento refratário e, mais preferencialmente, o revestimento com duas camadas.

Preferencialmente, a camada interna do revestimento, ou seja, a camada em contato com o conteúdo do forno, é feita de um material que ilumina visualmente a altas temperaturas do conteúdo do forno durante plena operação, enquanto o material da camada subjacente permanece escuro quando exposto às temperaturas internas do vaso. Essa configuração permite uma rápida detecção de defeitos no revestimento por inspeção visual simples durante a operação do forno.

[0228] A camada externa do revestimento atua como um tipo de camada de segurança. Os requerentes preferem que este revestimento de segurança tenha uma condutividade térmica mais baixa do que a camada de revestimento interior.

[0229] Ao instalar o revestimento do TBRC, o revestimento sendo preferencialmente construído pela disposição de tijolos refratários individuais e de formato cônico, os requerentes preferem fornecer uma camada de sacrifício entre elementos ou tijolos de revestimento individuais, como uma camada de papelão ou telhado. Isso traz a vantagem que, à medida que a temperatura do forno aquece durante sua primeira campanha, a camada de sacrifício incinera e desaparece e abre espaço para a expansão térmica dos tijolos.

[0230] Várias etapas do processo de acordo com a presente invenção preferem que a fase metálica fundida subjacente seja obtida do forno enquanto a fase de escória líquida sobrenadante ainda está no forno. Os requerentes preferem obter/escoar este metal líquido por meio de um dreno ou orifício de escoamento no revestimento refratário do forno. Os requerentes preferem ocluir este orifício por meio de uma haste metálica de sacrifício durante os movimentos do forno da operação. Para preparar o escoamento do metal, os requerentes preferem queimar esta haste enquanto ela é mantida acima do nível do líquido do forno e ocluir temporariamente o orifício de escoamento queimado com um plugue combustível, por exemplo, feito de papelão, após o qual o forno é virado para a posição de escoamento do metal. Os requerentes constataram que o tempo de incineração do plugue combustível fornece tempo para virar o forno para a posição de escoamento de metal e para o orifício de escoamento passar a fase de escória.

[0231] Para aquecer o forno com fornecimento de calor externo, os requerentes preferem usar um incinerador que está queimando uma mistura de combustível e fonte de oxigênio, em vez de introduzir o combustível e a fonte de oxigênio separadamente no forno. Os requerentes descobriram que esse incinerador de mistura pode ser mais difícil de operar, mas traz a vantagem de que a chama pode ser direcionada com mais precisão para o local preferido dentro do forno.

[0232] Os requerentes descobriram que a proporção de combustível em relação à fonte de oxigênio pode ser facilmente utilizada para controlar o regime oxidativo/redutor do forno no interior do forno e, portanto, auxiliar no ajuste e/ou controle da direção das reações químicas que devem ocorrer no interior do forno.

[0233] Os requerentes constataram que essas etapas, como parte do processo de acordo com a presente invenção, nas quais são introduzidas matérias-primas frias, podem gerar dioxinas e/ou compostos orgânicos voláteis (COV). Os requerentes preferem executar essas etapas do processo em fornos equipados com equipamento adequado para capturar dioxinas e/ou COV dos vapores de exaustão. Os requerentes concluíram que o processo pode ser operado de maneira que apenas uma parte dos fornos precise desse equipamento de tratamento de exaustão, enquanto para os demais fornos a coleta e/ou a filtragem da poeira é suficiente para atender aos padrões de emissão legalmente impostos.

[0234] O processo de acordo com a presente invenção inclui várias ocasiões para transferir uma fase de escória e/ou metal fundido líquido de um forno para outro. Os requerentes consideraram que esta transferência é realizada de forma mais conveniente utilizando-se panelas de transferência.

Para proteger os materiais de construção das panelas de transferência, os requerentes preferem fornecer às panelas uma camada interna de revestimento de escória sólida.

EXEMPLO

[0235] O exemplo a seguir mostra uma forma de realização preferencial da presente invenção. O exemplo é ilustrado pela Figura 1, que mostra um fluxograma da parte central do processo de acordo com a presente invenção.

Nesta parte do processo, são recuperados, a partir de uma variedade de várias matérias-primas e partindo de uma composição de cobre preto 1, um produto de cobre refinado de grau anódico 9, um subproduto da composição metálica com alto teor de cobre 22, dois produtos de composição metálica de solda bruta 18 e 26 e três escórias gastas 12, 20 e 28.

[0236] Na Figura 1, os números representam os seguintes recursos reivindicados:

1. Matéria-prima de composição de cobre preto para a etapa b) (100)

2. Alimentação fresca para a etapa b) (100)

3. Primeira escória de refino de cobre

4. Primeira fase metálica enriquecida em cobre

5. Alimentação fresca para a etapa h) (200)

6. Segunda escória de refino de cobre

7. Segunda fase metálica enriquecida em cobre

8. Terceira escória de refino de cobre

9. Terceira fase metálica enriquecida em cobre - Grau anódico

10. Segunda composição metálica à base de chumbo-estanho

11. Segunda composição metálica de cobre diluída

12. Primeira escória gasta

13. Primeira composição metálica à base de chumbo-estanho

14. Sexta escória de refino da solda para o primeiro banho líquido (450) antes da etapa d) (500)

15. Primeira composição metálica de cobre diluída

16. Primeira escória de refino de solda

17. Primeira alimentação fresca contendo Pb e/ou Sn para a etapa e) (600)

18. Primeira composição metálica de solda bruta

19. Segunda escória de refino de solda

20. Segunda escória gasta

21. Quarta composição metálica à base de chumbo-estanho

22. Primeira composição metálica com alto teor de cobre - parte removida do processo

23. Terceira escória de refino de solda

24. Quarta escória de refino de solda

25. Segunda alimentação fresca contendo Pb e/ou Sn para a etapa n) (1000)

26. Segunda composição metálica de solda bruta

27. Quinta escória de refino de solda

28. Terceira escória gasta

29. Terceira composição metálica à base de chumbo-estanho

30. Primeira composição metálica com alto teor de cobre - parte reciclada para a etapa b) e/ou etapa d)

31. Alimentação fresca para a etapa j) (300)

50. Primeira alimentação fresca contendo cobre para a etapa f) (700)

51. Alimentação fresca para a etapa p) (1200)

52. Alimentação fresca para o segundo banho líquido (550) antes da etapa l) (800)

53. Sexta escória de refino de solda reciclada para etapa e) (600)

55. Segunda alimentação fresca contendo cobre para a etapa o) (1100)

56. Alimentação fresca para a etapa c) (400)

57. Alimentação fresca para o primeiro banho líquido (450) antes da etapa d) (500)

58. Alimentação fresca para a etapa m) (900)

450. Primeiro banho líquido

550. Segundo banho líquido

100. Etapa de processo b)

200. Etapa de processo h)

300. Etapa de processo j)

400. Etapa de processo c)

500. Etapa de processo d)

600. Etapa de processo e)

700. Etapa de processo f)

701. Etapa de processo g)

800. Etapa de processo l)

801. Reciclagem da corrente 30 da etapa l) para processar a etapa b) e/ou d)

900. Etapa de processo m)

901. Etapa de processo s), ou seja, a reciclagem da corrente 11 da etapa m) para etapa de processo c)

1000. Etapa de processo n)

1100. Etapa de processo o)

1200. Etapa de processo p)

1201. Etapa de processo q) – Reciclagem de parte da sexta escória de refino de solda (14) da etapa p) para o primeiro banho líquido (450) e/ou (53) para etapa de processo e) (600)

1202. Etapa de processo r) – Reciclagem da quarta composição metálica à base de chumbo-estanho (21) da etapa p) para o segundo banho líquido (550).

[0237] Etapa b) (100): Um conversor rotativo (TBRC), aqui usado como forno de refino para a etapa b) (100), foi carregado com 21.345 kg de cobre preto 1 de um forno de fusão a montante, 30.524 kg de uma primeira composição metálica com alto teor de cobre 30 reciclada da etapa de processo l) a jusante (800) como parte de um ciclo anterior do processo e 86.060 kg de alimentação fresca 2. A alimentação fresca 2 consistia principalmente de bronze, latão vermelho e algumas matérias-primas ricas em cobre mas pobre em outros metais valiosos. As composições e quantidades de todas as alimentações para a carga do forno da etapa b) (100) são mostradas na Tabela I. Às alimentações então carregadas, foi adicionada uma quantidade de fluxo de sílica, na forma de fluxo de areia suficiente, para obter os efeitos desejados de separação das fases e/ou fluidez da escória. A alimentação foi derretida e/ou aquecida sob condições oxidantes e parcialmente com sopro de oxigênio enquanto o forno girava.

TABELA I Etapa b) Primeiro metal com Alimentação Cobre preto 1 (100) alto teor de Cu 30 Fresca 2 Mt/carga 21,345 30,524 86,060 % em % em % em Mton Mton Mton peso peso peso Cu 16,153 75,68% 28,143 92,20% 68,410 79,49% Sn 1,114 5,22% 0,522 1,71% 1,380 1,60% Pb 2,218 10,39% 0,531 1,74% 3,116 3,62% Zn 0,989 4,63% 0,005 0,02% 2,470 2,87% Fe 0,336 1,57% 0,002 0,01% 1,747 2,03% Ni 0,428 2,00% 1,105 3,62% 0,868 1,01% Sb 0,043 0,20% 0,171 0,56% 0,085 0,10% Bi 0,005 0,03% 0,012 0,04% 0,013 0,02% As 0,013 0,06% 0,017 0,06% 0,014 0,02%

[0238] Uma quantidade significativa de zinco presente na alimentação foi expelida do forno. No final da primeira etapa de oxidação b) (100), a primeira escória de refino de cobre 3 foi vertida e transferida para um forno de retratamento de escória para ser submetida ao processo c) (400). A primeira escória de refino de cobre 3 era rica em chumbo, estanho, zinco e ferro. A composição detalhada desta escória 3, bem como a primeira fase metálica enriquecida em cobre 4 e a poeira produzida durante a etapa b) (100), em conjunto com suas quantidades, são mostrados na Tabela II. A primeira fase metálica enriquecida em cobre 4 foi transferida para outro TBRC para ser submetida à etapa de processo h) (200).

TABELA II Primeira fase metálica Etapa b) Primeira escória de enriquecida em cobre - Poeira (100) refino de Cu - 3 4 Mt/carga 27,061 116,371 1,47 % em % em Mton Mton % em peso Mton peso peso Cu 3,223 11,94% 111,367 95,70% 0,221 15,00% Sn 1,810 6,69% 1,059 0,91% 0,147 10,00% Pb 3,875 14,32% 1,760 1,51% 0,221 15,00%

Primeira fase metálica Etapa b) Primeira escória de enriquecida em cobre - Poeira (100) refino de Cu - 3 4 Zn 3,023 11,17% 0,000 0,00% 0,441 30,00% Fe 2,076 7,67% 0,005 0,00% 0,000 0,00% Ni 1,012 3,74% 1,396 1,20% 0,000 0,00% Sb 0,052 0,19% 0,249 0,21% 0,000 0,00% Bi 0,001 0,00% 0,031 0,03% 0,000 0,00% As 0,006 0,02% 0,038 0,03% 0,000 0,00%

[0239] Etapa h) (200): À primeira fase metálica enriquecida em cobre 4,

27.091 kg de alimentação fresca rica em cobre 5 foram adicionados e também uma quantidade de fluxo de areia suficiente para obter os efeitos desejados de separação de fases e/ou fluidez da escória. Esta nova alimentação fresca 5 consistia em um pouco de cobre preto extra proveniente da fundição a montante, além de material sólido rico em cobre para resfriar a temperatura do forno. A composição e as quantidades das alimentações para a carga do forno da etapa h) (200) são apresentadas na Tabela III.

TABELA III Etapa h) Primeira fase metálica Alimentação Fresca (200) enriquecida em cobre - 4 5 Mt/carga 116,371 27,091 Mton % em peso Mton % em peso Cu 111,367 95,70% 23,794 92,48% Sn 1,059 0,91% 0,277 1,08% Pb 1,760 1,51% 0,579 2,25% Zn 0,000 0,00% 0,513 1,99% Fe 0,005 0,00% 0,209 0,81% Ni 1,396 1,20% 0,131 0,51% Sb 0,249 0,21% 0,015 0,06% Bi 0,031 0,03% 0,004 0,01% As 0,038 0,03% 0,002 0,01%

[0240] A oxidação do conteúdo do forno foi realizada soprando oxigênio no conteúdo do forno. No final da segunda etapa de oxidação, a segunda escória de refino de cobre 6 foi vertida e transferida para outro forno de retratamento de escória para ser submetida à etapa d) (500). A segunda fase metálica enriquecida em cobre 7 restante foi transferida para outro TBRC para ser submetida à etapa j) (300). A composição e as quantidades da segunda escória de refino de cobre 6 e da segunda fase metálica enriquecida em cobre 7 são mostradas na Tabela IV. Como pode ser visto na Tabela IV, a fase metálica 7 foi significativamente enriquecida em teor de cobre, em comparação com as correntes de alimentação de forno 4 e 5 na Tabela III.

TABELA IV Etapa h) Segunda escória de refino de Segunda fase metálica (200) Cu 6 enriquecida em cobre - 7 Mt/carga 17,230 128,573 Mton % em peso Mton % em peso Cu 7,161 41,56% 126,573 98,45% Sn 1,237 7,18% 0,083 0,06% Pb 2,004 11,63% 0,316 0,25% Zn 0,515 2,99% 0,000 0,00% Fe 0,214 1,24% 0,000 0,00% Ni 0,639 3,71% 0,874 0,68% Sb 0,109 0,63% 0,154 0,12% Bi 0,009 0,05% 0,026 0,02% As 0,007 0,04% 0,033 0,03%

[0241] Etapa j) (300): À segunda fase metálica enriquecida em cobre 7, foram adicionados outros 22.096 kg de alimentação fresca rica em cobre 31. A composição e as quantidades das alimentações para a carga do forno da etapa j) (300) são mostradas na Tabela V.

TABELA V Etapa j) Segunda fase metálica Alimentação Fresca 31 (300) enriquecida em cobre - 7 Mt/carga 128,573 22,096 Mton % em peso Mton % em peso Cu 126,573 98,45% 20,647 93,44% Sn 0,083 0,06% 0,077 0,35% Pb 0,316 0,25% 0,177 0,80% Zn 0,000 0,00% 0,192 0,87% Fe 0,000 0,00% 0,109 0,49% Ni 0,874 0,68% 0,029 0,13% Sb 0,154 0,12% 0,003 0,02% Bi 0,026 0,02% 0,001 0,00% As 0,033 0,03% 0,000 0,00%

[0242] O sopro de oxigênio foi realizado no conteúdo do forno e, no final do período de sopro, foi adicionada uma quantidade de fluxo de areia suficiente para obter os efeitos desejados de separação de fases e/ou fluidez da escória, antes de verter a terceira escória de refino de cobre 8. A fase metálica de cobre de grau anódico 9 restante foi removida do forno para processamento posterior, por exemplo, purificação por eletrorrefino. A composição e as quantidades da terceira escória de refino de cobre 8 e de cobre de grau anódico 9 são apresentadas na Tabela VI. Como pode ser visto na Tabela VI, a fase metálica 9 foi enriquecida ainda mais em teor de cobre, em comparação com as correntes de alimentação de forno 7 e/ou 31 na Tabela V.

TABELA VI Terceira fase metálica Etapa j) Terceira escória de refino de enriquecida em cobre - 9 - (300) Cu 8 Grau anódico Mt/carga 17,024 134,781 Mton % em peso Mton % em peso Cu 12,535 73,63% 133,546 99,08% Sn 0,138 0,81% 0,022 0,02% Pb 0,465 2,73% 0,025 0,02% Zn 0,192 1,13% 0,000 0,00% Fe 0,109 0,64% 0,000 0,00% Ni 0,375 2,20% 0,542 0,40% Sb 0,099 0,58% 0,057 0,04% Bi 0,006 0,04% 0,020 0,02% As 0,006 0,03% 0,028 0,02%

[0243] Etapa c) (400): 26.710 kg da primeira escória de refino de cobre 3 (com a composição dada na Tabela VII) foram introduzidos em outro TBRC usado como forno de retratamento de escória, em conjunto com 6.099 kg de alimentação fresca 56 e 11.229 kg de uma segunda fase metálica de cobre diluída 11 obtida de uma etapa de processo m) (900) de um ciclo de processo anterior e em conjunto com 23.000 kg de uma segunda fase ou composição metálica à base de chumbo-estanho 10 obtida de uma etapa de processo f) (700) de um ciclo de processo anterior. A este conteúdo do forno foram adicionados

10.127 kg de sucata de ferro como agente redutor. Adicionou-se ainda uma quantidade de fluxo de areia suficiente para obter os efeitos desejados de segurança, separação de fases e/ou fluidez de escória. Uma vez concluído o preenchimento, o forno foi girado a uma velocidade na faixa de 18 a 20 rpm. A composição e as quantidades das alimentações para a carga do forno da etapa c) (400) são mostradas na Tabela VII.

TABELA VII Primeira escória Segunda fase Segunda fase Etapa c) Alimentação de refino de Cu metálica de Cu metálica à base (400) Fresca 56 -3 diluída - 11 de Pb-Sn - 10 Mt/carga 26,710 6,099 11,229 23,000 % em % em % em % em Mton Mton Mton Mton peso peso peso peso Cu 3,189 11,94% 0,987 16,18% 6,960 61,98% 16,665 72,50% Sn 1,787 6,69% 0,325 5,32% 2,095 18,66% 1,685 7,33% Pb 3,825 14,32% 0,419 6,87% 0,775 6,90% 2,521 10,97% Zn 2,983 11,17% 0,178 2,92% 0,006 0,05% 0,381 1,66% Fe 2,049 7,67% 1,440 23,61% 0,020 0,18% 1,233 5,36% Ni 0,999 3,74% 0,135 2,21% 1,291 11,50% 0,429 1,87% Sb 0,052 0,19% 0,017 0,28% 0,073 0,65% 0,044 0,19% Bi 0,001 0,00% 0,000 0,00% 0,002 0,02% 0,006 0,02% As 0,006 0,02% 0,000 0,00% 0,003 0,03% 0,011 0,05%

[0244] Quando a redução do cobre, estanho e chumbo foi suficientemente desenvolvida, uma primeira composição metálica à base de chumbo-estanho 13, poeira e uma primeira escória gasta 12 foi produzida. As composições e quantidades desses produtos são apresentadas na Tabela VIII.

A primeira escória gasta 12 foi vertida e removida do processo. A primeira composição metálica à base de chumbo-estanho 13 foi transferida para outro TBRC para se tornar parte do primeiro banho líquido 450.

TABELA VIII Primeira fase Etapa c) Primeira escória metálica à base de Poeira (400) gasta 12 Pb-Sn - 13 Mt/carga 31,287 46,718 1,346 % em % em % em Mton Mton Mton peso peso peso

Primeira fase Etapa c) Primeira escória metálica à base de Poeira (400) gasta 12 Pb-Sn - 13 Cu 0,111 0,35% 28,105 60,32% 0,031 2,27% Sn 0,074 0,24% 5,645 12,11% 0,170 12,64% Pb 0,156 0,50% 7,176 15,40% 0,276 20,52% Zn 2,337 7,58% 0,568 1,22% 0,612 45,50% Fe 12,049 38,51% 2,047 4,39% 0,010 0,71% Ni 0,012 0,04% 2,834 6,08% 0,002 0,12% Sb 0,000 0,00% 0,184 0,39% 0,002 0,18% Bi 0,000 0,00% 0,008 0,02% 0,000 0,00% As 0,000 0,00% 0,016 0,03% 0,004 0,31%

[0245] Etapa d) (500): Para formar o primeiro banho líquido 450, aos

46.718 kg da primeira composição metálica à base de chumbo-estanho 13 foram adicionados 17.164 kg da segunda escória de refino de cobre 6 (com a composição dada na Tabela IV) em conjunto com 9.541 kg de alimentação fresca 57 e 474 kg de sexta escória de refino de solda 14 (reciclada da etapa de processo a jusante p) (1200) como parte de um ciclo de processo anterior).

Adicionou-se ainda uma quantidade de fluxo de areia suficiente para obter os efeitos desejados de separação de fases e/ou fluidez da escória. As composições e quantidades dos componentes do primeiro banho líquido 450, que formaram a carga do forno para a etapa d) (500), são mostradas na Tabela IX.

TABELA IX Primeira fase Sexta escória Segunda Etapa d) Alimentação metálica à base de refino de escória de (500) Fresca 57 de Pb-Sn - 13 solda - 14 refino de Cu - 6 Mt/carga 46,718 9,541 0,474 17,164 % em % em % em % em Mton Mton Mton Mton peso peso peso peso Cu 28,105 60,32% 1,749 22,09% 0,015 3,08% 7,133 41,56% Sn 5,645 12,11% 0,484 6,11% 0,021 4,51% 1,232 7,18% Pb 7,176 15,40% 0,677 8,54% 0,060 12,69% 1,996 11,63% Zn 0,568 1,22% 0,308 3,89% 0,025 5,30% 0,513 2,99% Fe 2,047 4,39% 2,675 33,77% 0,134 28,21% 0,213 1,24% Ni 2,834 6,08% 0,209 2,63% 0,002 0,33% 0,637 3,71% Sb 0,184 0,39% 0,028 0,35% 0,000 0,01% 0,108 0,63%

Primeira fase Sexta escória Segunda Etapa d) Alimentação metálica à base de refino de escória de (500) Fresca 57 de Pb-Sn - 13 solda - 14 refino de Cu - 6 Bi 0,008 0,02% 0,000 0,00% 0,000 0,00% 0,009 0,05% As 0,016 0,03% 0,000 0,00% 0,000 0,00% 0,007 0,04%

[0246] A mistura de escórias e fase metálica reagiu até que na fase de escória as concentrações de cobre e/ou níquel foram suficientemente reduzidas.

A reação estava forçando mais estanho e chumbo na fase de escória. Nesse ponto, o forno foi aberto no fundo, removendo, desse modo, uma primeira composição metálica de cobre diluída 15 do forno. A primeira escória de refino de solda 16, em conjunto com aproximadamente 1 tonelada métrica restante da primeira fase metálica de cobre diluída 15, foram passadas para outro TBRC para serem submetidas à próxima etapa e) (600). As composições e quantidades de ambas as correntes de produtos obtidas a partir da etapa 500, exceto a 1 tonelada métrica de fase metálica que permaneceu com a fase de escória, são apresentadas na Tabela X.

TABELA X Etapa d) Primeira escória de refino Primeira fase metálica de Cu (500) de solda - 16 diluída - 15 Mt/carga 28,200 49,792 Mton % em peso Mton % em peso Cu 1,047 3,71% 35,387 71,07% Sn 1,375 4,87% 5,925 11,90% Pb 5,268 18,68% 4,541 9,12% Zn 1,393 4,94% 0,023 0,05% Fe 5,059 17,94% 0,013 0,03% Ni 0,282 1,00% 3,331 6,69% Sb 0,010 0,04% 0,304 0,61% Bi 0,000 0,00% 0,017 0,03% As 0,000 0,00% 0,022 0,05%

[0247] A primeira fase metálica de Cu diluída 15 da etapa d) continha cerca de 0,08% em peso de prata (Ag) e 0,03% em peso de enxofre.

[0248] Etapa e) (600): 14.987 kg da primeira alimentação fresca contendo chumbo e estanho 17 foram adicionados à primeira escória de refino de solda 16 antes que esta mistura fosse reduzida na etapa e) (600). A redução foi realizada adicionando-se 8.017 kg de sucata de ferro como agente redutor.

Além disso, 8.650 kg da sexta escória de refino de solda 53 foram adicionados ao forno como parte da etapa e) (600), que foram obtidos da etapa a jusante do processo p) (1200) como parte de um ciclo de processo anterior, além de uma quantidade de fluxo de areia suficiente para obter os efeitos desejados de separação de fases e/ou fluidez da escória. As composições e quantidades das alimentações que formam a carga do forno para etapa e) (600) são mostradas na Tabela XI.

TABELA XI Primeira escória 1ª alimentação Sexta escória Primeira fase Etapa e) de refino de fresca contendo de refino de metálica de Cu (600) solda - 16 Pb+Sn - 17 solda - 53 diluída - 15 Mt/carga 28,200 14,987 8,650 1,000 % em % em % em % em Mton Mton Mton Mton peso peso peso peso Cu 1,047 3,71% 1,361 9,08% 0,266 3,08% 0,711 71,07% Sn 1,375 4,87% 4,184 27,92% 0,390 4,51% 0,119 11,90% Pb 5,268 18,68% 7,738 51,63% 1,098 12,69% 0,091 9,12% Zn 1,393 4,94% 0,043 0,29% 0,458 5,30% 0,000 0,05% Fe 5,059 17,94% 0,106 0,71% 2,440 28,21% 0,000 0,03% Ni 0,282 1,00% 0,011 0,07% 0,029 0,33% 0,067 6,69% Sb 0,010 0,04% 0,298 1,99% 0,001 0,01% 0,006 0,61% Bi 0,000 0,00% 0,002 0,01% 0,000 0,00% 0,000 0,03% As 0,000 0,00% 0,000 0,00% 0,000 0,00% 0,000 0,05%

[0249] Uma quantidade substancial de zinco foi expelida do conteúdo do forno durante esta etapa de redução parcial. A redução foi interrompida quando a concentração de Sn na fase de escória atingiu o nível alvo. Nesse ponto, o forno foi novamente aberto no fundo para remover a primeira composição metálica de solda bruta 18 do processo. A primeira composição metálica de solda bruta 18 foi posteriormente processada em produtos primários de chumbo e estanho. A segunda escória de refino de solda 19 foi passada para outro TBRC para tratamento posterior como parte da etapa f) (700). As composições e quantidades do primeiro metal de solda bruta 18, da segunda escória de refino de solda 19, bem como da poeira obtida da etapa e) (600) são mostradas na Tabela XII.

TABELA XII Primeira composição Etapa e) Segunda escória de metálica de solda Poeira (600) refino de solda - 19 bruta - 18 Mt/carga 23,132 36,667 1,551 % em % em % em Mton Mton Mton peso peso peso Cu 3,256 13,53% 0,116 0,39% 0,016 1,06% Sn 5,389 22,40% 0,778 2,60% 0,150 9,64% Pb 13,224 54,97% 0,652 2,18% 0,318 20,52% Zn 0,087 0,36% 1,106 3,70% 0,706 45,50% Fe 0,282 1,17% 15,003 50,20% 0,011 0,71% Ni 0,354 1,47% 0,032 0,11% 0,002 0,12% Sb 0,311 1,29% 0,002 0,01% 0,003 0,18% Bi 0,002 0,01% 0,000 0,00% 0,000 0,00% As 0,000 0,00% 0,000 0,00% 0,000 0,03%

[0250] Etapa f) (700): Uma segunda etapa de redução foi realizada na segunda escória de refino de solda 19 adicionando 1.207 kg de sucata de ferro como agente redutor. Como parte da etapa f) (700), foram adicionados ainda

22.234 kg de uma primeira alimentação fresca rica em cobre 50 e uma quantidade de fluxo de areia suficiente para obter os efeitos desejados de segurança, separação de fases e/ou fluidez de escória. Esta alimentação fresca 50 consistia em algum cobre preto extra proveniente da fundição a montante, além de alguns materiais de escória coletados das sobras de outras etapas do processo. As composições e quantidades das alimentações para a carga do forno da etapa f) (700) são apresentadas na Tabela XIII.

TABELA XIII Etapa f) Segunda escória de refino Alimentação fresca contendo Cu (700) de solda - 19 - 50 Mt/carga 36,667 22,234 Mton % em peso Mton % em peso Cu 0,116 0,39% 16,630 75,95%

Etapa f) Segunda escória de refino Alimentação fresca contendo Cu (700) de solda - 19 - 50 Sn 0,778 2,60% 1,003 4,58% Pb 0,652 2,18% 2,052 9,37% Zn 1,106 3,70% 1,010 4,61% Fe 15,003 50,20% 0,509 2,32% Ni 0,032 0,11% 0,405 1,85% Sb 0,002 0,01% 0,042 0,19% Bi 0,000 0,00% 0,005 0,03% As 0,000 0,00% 0,011 0,05%

[0251] Quando o Cu, Sn e Pb na escória foram reduzidos para no máximo 0,50% cada, uma segunda fase metálica à base de chumbo-estanho 10 e uma segunda escória gasta 20 foram produzidas. As composições e as suas quantidades são apresentadas no Tabela XIV. A segunda escória gasta 20 foi vertida e removida do processo. A segunda composição metálica à base de chumbo-estanho 10 foi passada adiante para a etapa c) (400) do ciclo de processo seguinte antes de reduzir a primeira escória de refino de cobre (3).

TABELA XIV Etapa f) Segunda fase metálica à base Segunda escória gasta 20 (700) de Pb-Sn - 10 Mt/carga 23,000 37,523 Mton % em peso Mton % em peso Cu 16,665 72,50% 0,111 0,31% Sn 1,685 7,33% 0,090 0,24% Pb 2,521 10,97% 0,188 0,50% Zn 0,381 1,66% 1,726 4,60% Fe 1,233 5,36% 15,384 41,00% Ni 0,429 1,87% 0,010 0,03% Sb 0,044 0,19% 0,000 0,00% Bi 0,006 0,02% 0,000 0,00% As 0,011 0,05% 0,000 0,00%

[0252] Etapa l) (800): 17.024 kg da terceira escória de refino de cobre 8 (tendo a composição mostrada na Tabela VI) foram alimentados a um TBRC usado como forno de retratamento de escória, em conjunto com 14.920 kg de alimentação fresca rica em cobre 52 e 49.792 kg da primeira fase metálica de cobre diluída 15 obtida da etapa d) (500). Adicionou-se ainda uma quantidade de fluxo de areia suficiente para obter os efeitos desejados de separação de fases e/ou fluidez da escória. Estes materiais foram fundidos em conjunto com a quarta fase metálica à base de chumbo-estanho 21 (20.665 kg) obtida na etapa de processo a jusante p) (1200) como parte de um ciclo de processo anterior.

Essas alimentações juntas compunham o segundo banho líquido 550. Depois que o enchimento e a fusão foram concluídos, o forno foi girado a uma velocidade de 20 rpm. As composições e quantidades das alimentações para a carga do forno de retratamento de escória para a etapa l) (800) são mostradas na Tabela XV.

TABELA XV Quarta fase Alimentação Primeira fase Terceira Etapa l) metálica à base Fresca metálica de Cu escória de (800) de Pb-Sn - 21 52 diluída - 15 refino de Cu - 8 Mt/carga 20,665 14,920 49,792 17,024 % em % em % em % em Mton Mton Mton Mton peso peso peso peso Cu 16,483 79,76% 3,985 30,10% 35,387 71,07% 12,535 73,63% Sn 1,882 9,11% 0,610 4,61% 5,925 11,90% 0,138 0,81% Pb 1,664 7,95% 3,104 23,45% 4,541 9,12% 0,465 2,73% Zn 0,019 0,09% 0,792 5,98% 0,023 0,05% 0,192 1,13% Fe 0,012 0,06% 1,363 10,29% 0,013 0,03% 0,109 0,64% Ni 0,533 2,58% 0,316 2,39% 3,331 6,69% 0,375 2,20% Sb 0,063 0,31% 0,043 0,33% 0,304 0,61% 0,099 0,58% Bi 0,006 0,03% 0,000 0,00% 0,017 0,03% 0,006 0,04% As 0,011 0,05% 0,000 0,00% 0,022 0,05% 0,006 0,03%

[0253] A mistura foi reagida, se necessário, além de parcialmente oxidada com sopro de oxigênio, até que as concentrações de cobre e níquel na escória tivessem atingido seus valores-alvo. Nesse ponto, o forno foi aberto no fundo para remover 64.500 kg da primeira composição metálica com alto teor de cobre (correntes 22 e 30 juntas) da terceira escória de refino de solda 23. A terceira escória de refino de solda 23, em conjunto com aproximadamente 6 toneladas métricas da primeira fase metálica com alto teor de cobre que foram mantidas com a escória, foram passadas para outro TBRC para tratamento posterior como parte da etapa m) (900). As composições e quantidades das correntes de produto no final da etapa l) (800) são apresentadas na Tabela XVI e, desta vez, incluem as 6 toneladas métricas de fase metálica que permaneceram com a fase de escória em seu caminho para a próxima etapa de tratamento.

TABELA XVI Etapa l) Primeira fase metálica com Terceira escória de refino de (800) alto teor de Cu 22 + 30 solda 23 Mt/carga 70,500 39,276 Mton % em peso Mton % em peso Cu 59,469 92,20% 3,182 8,10% Sn 1,103 1,71% 7,317 18,63% Pb 1,122 1,74% 8,515 21,68% Zn 0,011 0,02% 1,013 2,58% Fe 0,004 0,01% 1,496 3,81% Ni 2,335 3,62% 1,980 5,04% Sb 0,362 0,56% 0,114 0,29% Bi 0,026 0,04% 0,000 0,00% As 0,036 0,06% 0,000 0,00%

[0254] Da primeira composição metálica com alto teor de cobre no forno, 30,524 kg foram alimentados no forno de refino de cobre como fluxo 30 para iniciar uma nova etapa b) (100) de um próximo ciclo. Foram removidos mais

33.976 kg do processo como corrente 22, para processamento posterior.

[0255] Etapa m) (900): Após a remoção dos (30.524 kg + 33.976 kg =)

64.500 kg da primeira fase metálica com alto teor de cobre (22 + 30) do forno, o conteúdo do forno foi passado para outro TBRC para tratamento posterior como parte da etapa m) (900). A mistura dos 39.276 kg da terceira escória de refino de solda 23 e as 6 toneladas de metal com a composição da primeira composição metálica com alto teor de cobre foi parcialmente reduzida como parte da etapa m) (900). A sucata de ferro foi introduzida como agente redutor. Adicionou-se ainda à etapa m) uma quantidade de fluxo de areia suficiente para obter os efeitos desejados de separação de fases e/ou fluidez da escória, e uma quantidade menor (37 kg) de alimentação fresca 58. As composições e quantidades das alimentações que formam a carga do forno para etapa m) (900) são apresentadas na Tabela XVII.

TABELA XVII Fase metálica que Etapa m) Terceira escória de Alimentação permaneceu com a (900) refino da solda - 23 Fresca 58 escória (23) Mt/carga 39,276 0,037 6,000 00 % em % em % em Mton Mton Mton peso peso peso Cu 3,182 8,10% 0,001 2,38% 5,532 92,20% Sn 7,317 18,63% 0,001 3,31% 0,103 1,71% Pb 8,515 21,68% 0,004 10,88% 0,104 1,74% Zn 1,013 2,58% 0,002 5,94% 0,001 0,02% Fe 1,496 3,81% 0,010 27,53% 0,000 0,01% Ni 1,980 5,04% 0,000 0,22% 0,217 3,62% Sb 0,114 0,29% 0,000 0,00% 0,034 0,56% Bi 0,000 0,00% 0,000 0,00% 0,002 0,04% As 0,000 0,00% 0,000 0,00% 0,003 0,06%

[0256] A etapa de redução m) (900) foi interrompida quando as concentrações de cobre e níquel na fase de escória foram suficientemente reduzidas. Nesse ponto, o forno foi aberto no fundo para remover uma quantidade de 11.229 kg da segunda composição metálica de cobre diluída 11 para tratamento posterior na etapa c) (400) de um ciclo de processo seguinte.

Uma quarta escória de refino de solda 24 em conjunto com cerca de 1.400 kg de metal com a composição da segunda fase metálica de cobre diluída 11 foram passados para outro TBRC para serem submetidos à etapa n) (1000). As composições e quantidades totais da segunda fase ou composição metálica de cobre diluída 11 e da quarta escória de refino de solda 24 são mostradas na Tabela XVIII, em que os 1.400 kg de fase metálica que permanecem com a fase de escória são incluídos na quantidade total relatada para a segunda fase metálica de cobre diluída 11.

TABELA XVIII Etapa m) Segunda fase metálica diluído Quarta Escória de Refino de (900) Cu - 11 Solda - 24

Mt/carga 12,629 41,342 Mton % em peso Mton % em peso Cu 6,960 61,98% 1,389 3,36% Sn 2,095 18,66% 5,069 12,26% Pb 0,775 6,90% 7,743 18,73% Zn 0,006 0,05% 1,009 2,44% Fe 0,020 0,18% 9,037 21,86% Ni 1,291 11,50% 0,752 1,82% Sb 0,073 0,65% 0,066 0,16% Bi 0,002 0,02% 0,000 0,00% As 0,003 0,03% 0,000 0,00%

[0257] A segunda fase metálica de Cu diluída 11 da etapa m) continha cerca de 0,11% em peso de prata (Ag) e 0,01% em peso de enxofre.

[0258] Etapa n) (1000): Depois que os 11.229 kg da segunda fase metálica de cobre diluída 11 foram retirados do forno, o conteúdo restante do forno foi transferido para outro TBRC para executar a etapa n) (1000). 11.789 kg da segunda alimentação fresca contendo chumbo e estanho 25 foram adicionados como parte da etapa n) (1000) e o conteúdo do forno foi reduzido ainda mais. A redução foi realizada adicionando-se 9.692 kg de sucata de ferro como agente redutor, em conjunto com uma quantidade de fluxo de areia suficiente para obter os efeitos desejados de separação de fases e/ou fluidez da escória. As composições e quantidades das diferentes alimentações do forno para a etapa n) (1000) são mostradas na Tabela XIX.

TABELA XIX Segunda fase Etapa n) Quarta Escória de Alimentação metálica de Cu (1000) Refino de Solda - 24 Fresca 25 diluída - 11 Mt/carga 41,342 11,789 1,400 % em % em % em Mton Mton Mton peso peso peso Cu 1,389 3,36% 0,728 6,18% 0,868 61,98% Sn 5,069 12,26% 1,864 15,81% 0,261 18,66% Pb 7,743 18,73% 8,790 74,56% 0,097 6,90% Zn 1,009 2,44% 0,019 0,16% 0,001 0,05% Fe 9,037 21,86% 0,070 0,59% 0,003 0,18% Ni 0,752 1,82% 0,003 0,02% 0,161 11,50%

Segunda fase Etapa n) Quarta Escória de Alimentação metálica de Cu (1000) Refino de Solda - 24 Fresca 25 diluída - 11 Sb 0,066 0,16% 0,074 0,63% 0,009 0,65% Bi 0,000 0,00% 0,037 0,32% 0,000 0,02% As 0,000 0,00% 0,000 0,00% 0,000 0,03%

[0259] A etapa de redução parcial foi interrompida quando a concentração de estanho na fase de escória atingiu o nível alvo. Nesse ponto, o forno foi novamente aberto no fundo para remover a segunda composição metálica de solda bruta 26 do forno, deixando apenas a quinta escória de refino de solda 27 no forno. A segunda composição metálica de solda bruta 26 foi posteriormente processada em produtos primários de chumbo e estanho. A quinta escória de refino de solda 27 foi passada para outro TBRC para realizar a etapa o) (1100). As composições e quantidades do segundo metal de solda bruta 26 e da quinta escória de refino de solda 27 são apresentadas na Tabela XX.

TABELA XX Etapa n) Quinta Escória de Refino de Segunda solda bruta 26 (1000) Solda 27 Mt/carga 23,080 41,956 Mton % em peso Mton % em peso Cu 2,934 10,57% 0,054 0,13% Sn 6,245 22,49% 0,975 2,32% Pb 16,080 57,90% 0,550 1,31% Zn 0,000 0,00% 1,032 2,46% Fe 1,363 4,91% 17,373 41,41% Ni 0,895 3,22% 0,021 0,05% Sb 0,149 0,54% 0,000 0,00% Bi 0,038 0,14% 0,000 0,00% As 0,000 0,00% 0,000 0,00%

[0260] Etapa o) (1100): Uma etapa adicional de redução foi efetuada na quinta escória de refino de solda 27, adicionando-lhe 922 kg de sucata de ferro como agente redutor em conjunto com 23.735 kg de alimentação fresca rica em cobre 55 e uma quantidade de fluxo de areia suficiente para obter os efeitos desejados de segurança, separação de fases e/ou fluidez de escória. A segunda alimentação fresca contendo cobre 55 consistia principalmente em cobre preto extra proveniente da fundição a montante. As composições e quantidades das alimentações para a etapa o) (1100) são apresentadas na Tabela XXI.

TABELA XXI Etapa o) Quinta escória de refino de Alimentação fresca contendo (1100) solda 27 Cu 55 Mt/carga 41,956 23,735 Mton % em peso Mton % em peso Cu 0,054 0,13% 15,456 67,27% Sn 0,975 2,32% 0,997 4,34% Pb 0,550 1,31% 2,022 8,80% Zn 1,032 2,46% 1,097 4,77% Fe 17,373 41,41% 1,603 6,98% Ni 0,021 0,05% 0,391 1,70% Sb 0,000 0,00% 0,040 0,17% Bi 0,000 0,00% 0,005 0,02% As 0,000 0,00% 0,011 0,05%

[0261] A redução continuou até que uma qualidade aceitável da escória gasta fosse obtida. Quando este objetivo foi atingido, uma terceira fase metálica à base de chumbo-estanho 29 e uma terceira escória gasta 28 foram produzidas, cujas composições e quantidades são apresentadas na Tabela XXII. A terceira escória gasta 28 foi vertida e removida do processo. A terceira composição metálica à base de chumbo-estanho 29 foi transferida para o TBRC, que tinha como objetivo realizar a etapa p) (1200).

TABELA XXII Etapa o) Terceira fase metálica à base Terceira escória gasta 28, (1100) de Pb-Sn - 29 Mt/carga 22,300 45,542 Mton % em peso Mton % em peso Cu 15,446 69,56% 0,155 0,34% Sn 1,923 8,66% 0,069 0,15% Pb 2,417 10,88% 0,205 0,45% Zn 0,347 1,56% 1,812 3,98% Fe 1,598 7,20% 18,522 40,67% Ni 0,406 1,83% 0,015 0,03% Sb 0,041 0,18% 0,000 0,00% Bi 0,005 0,02% 0,000 0,00%

Etapa o) Terceira fase metálica à base Terceira escória gasta 28, (1100) de Pb-Sn - 29 Mt/carga 22,300 45,542 As 0,011 0,05% 0,000 0,00%

[0262] Etapa p) (1200): À terceira composição metálica à base de chumbo-estanho 29 foram adicionados 5.204 kg de alimentação fresca 51 em conjunto com uma quantidade de fluxo de areia suficiente para obter os efeitos desejados de separação de fases e/ou fluidez da escória. Posteriormente, por oxidação parcial, a maior parte do ferro e zinco foi oxidada da fase metálica para a fase de escória. As composições e quantidades dos produtos desta etapa de oxidação p) (1200) são mostradas na Tabela XXIII.

TABELA XXIII Etapa p) Terceira fase metálica baseada Alimentação Fresca 51 (1200) em Pb-Sn - 29 Mt/carga 22,300 5,204 Mton % em peso Mton % em peso Cu 15,446 69,56% 1,402 32,04% Sn 1,923 8,66% 0,368 8,42% Pb 2,417 10,88% 0,386 8,83% Zn 0,347 1,56% 0,156 3,56% Fe 1,598 7,20% 0,989 22,61% Ni 0,406 1,83% 0,158 3,61% Sb 0,041 0,18% 0,023 0,54% Bi 0,005 0,02% 0,000 0,01% As 0,011 0,05% 0,000 0,00%

[0263] Quando a oxidação do ferro e zinco progrediu suficientemente, uma quarta composição metálica à base de chumbo-estanho 21 e uma sexta escória de refino de solda 14 foram produzidas, cujas composições e quantidades são apresentadas na Tabela XXIV. A sexta escória de refino de solda 14 foi vertida e adicionada, pelo menos parcialmente, como corrente 14 ao primeiro banho líquido (450) e/ou pelo menos parcialmente como corrente 53 à etapa e) (600) do ciclo de processo seguinte. A quarta composição metálica à base de chumbo-estanho 21 foi transferida para outro TBRC para se tornar parte do segundo banho líquido 550 e para executar a etapa l) (800) como parte do ciclo de processo seguinte.

TABELA XXIV Etapa p) Quarta fase metálica à base Sexta escória de refino de solda (1200) de Pb-Sn - 21 14 Mt/carga 20,665 9,124 Mton % em peso Mton % em peso Cu 16,483 79,76% 0,281 3,08% Sn 1,882 9,11% 0,411 4,51% Pb 1,664 7,95% 1,158 12,69% Zn 0,019 0,09% 0,483 5,30% Fe 0,012 0,06% 2,573 28,21% Ni 0,533 2,58% 0,030 0,33% Sb 0,063 0,31% 0,001 0,01% Bi 0,006 0,03% 0,000 0,00% As 0,011 0,05% 0,000 0,00%

[0264] As etapas de processo 100-1200 envolvendo fases de metal fundido e/ou escória são todas operadas a uma temperatura na faixa de 1100 a 1250°C. Dependendo do objetivo da etapa, sua temperatura de operação pode preferencialmente estar próxima da extremidade superior ou inferior desta faixa de temperatura.

[0265] Os requerentes descobriram que a forma de realização do processo, como descrito neste Exemplo, pode ser realizada em um número limitado de TBRCs. Os requerentes conseguiram executar esse processo em apenas 8 fornos, sendo vários deles preferencialmente do tipo TBRC. Os requerentes preferem executar este processo em apenas 6 fornos, mais preferencialmente em apenas 5 fornos, ainda mais preferencialmente em apenas 4 fornos, ainda mais preferencialmente em apenas 3 fornos.

[0266] Uma vez que a invenção foi completamente descrita, os técnicos no assunto compreenderão que a invenção pode ser realizada dentro de uma ampla gama de parâmetros dentro do que é reivindicado, sem se afastar do escopo da invenção, conforme definido pelas reivindicações.

Claims (53)

REIVINDICAÇÕES

1. Processo para a produção de uma primeira composição metálica à base de chumbo-estanho (13), CARACTERIZADO por compreender as seguintes etapas: a) proporcionar uma composição de cobre preto (1) compreendendo pelo menos 50% em peso de cobre em conjunto com pelo menos 1,0% em peso de estanho e pelo menos 1,0% em peso de chumbo, b) oxidar parcialmente (100) a composição de cobre preto (1), formando assim uma primeira fase metálica enriquecida em cobre (4) e uma primeira escória de refino de cobre (3), seguida pela separação da primeira escória de refino de cobre (3) da primeira fase metálica enriquecida em cobre (4), c) reduzir parcialmente (400) a primeira escória de refino de cobre (3), formando assim uma primeira composição metálica à base de chumbo-estanho (13) e uma primeira escória gasta (12), seguida pela separação da primeira escória gasta (12) da primeira composição metálica à base de chumbo-estanho (13), a última formando a base para um primeiro banho líquido (450), em que a alimentação total para a etapa c) (400) compreende uma quantidade de cobre que é pelo menos 1,5 vezes maior que a soma de Sn mais Pb presente, e em que a primeira escória gasta (12) compreende no máximo 20% em peso total de cobre, estanho e chumbo juntos.

2. Processo, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que a recuperação de estanho na etapa b) (100) como parte da primeira escória de refino de cobre (3), em relação à quantidade total de estanho presente na etapa b) (100), é de pelo menos 20%.

3. Processo, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, CARACTERIZADO pelo fato de que a recuperação de chumbo na etapa b) (100) como parte da primeira escória de refino de cobre (3), em relação à quantidade total de chumbo presente na etapa b) (100), é de pelo menos 20%.

4. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, CARACTERIZADO pelo fato de que a alimentação total para a etapa c) (400) compreende, pelo menos, 29,0% em peso de cobre.

5. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, CARACTERIZADO pelo fato de que a alimentação total para etapa c) (400) compreende uma quantidade de cobre que é pelo menos 1,6 vezes maior que a soma de Sn mais Pb presente.

6. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, CARACTERIZADO pelo fato de que a primeira escória gasta (12) compreende no máximo 18% em peso total de cobre, estanho e chumbo juntos.

7. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, CARACTERIZADO pelo fato de que a primeira escória gasta (12) compreende no máximo 7,0% em peso de cobre.

8. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, CARACTERIZADO pelo fato de que a primeira escória gasta (12) compreende no máximo 7,0% em peso de estanho.

9. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, CARACTERIZADO pelo fato de que a primeira escória gasta (12) compreende no máximo 7,0% em peso de chumbo.

10. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, CARACTERIZADO pelo fato de que a composição de cobre preto (1) atende a pelo menos uma das seguintes condições:  compreende pelo menos 51% em peso de cobre,  compreende no máximo 96,9% em peso de cobre,  compreende pelo menos 0,1% em peso de níquel,

 compreende no máximo 4,0% em peso de níquel,  compreende pelo menos 1,5% em peso de estanho,  compreende no máximo 15% em peso de estanho,  compreende pelo menos 1,5% em peso de chumbo,  compreende no máximo 25% em peso de chumbo,  compreende no máximo 3,5% em peso de ferro, e  compreende no máximo 8,0% em peso de zinco.

11. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, CARACTERIZADO pelo fato de que a temperatura da escória na etapa b) (100) e/ou na etapa c) (400) é de pelo menos 1000°C.

12. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, CARACTERIZADO pelo fato de que a etapa c) (400) compreende adicionar um primeiro agente redutor (R1) à etapa c) (400).

13. Processo, de acordo com a reivindicação 12, CARACTERIZADO pelo fato de que o primeiro agente redutor (R1) compreende um metal que apresenta, sob as condições do processo, uma afinidade maior ao oxigênio do que o estanho, chumbo, cobre e níquel, preferencialmente ferro metálico, mais preferencialmente sucata de ferro.

14. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, CARACTERIZADO por compreender ainda a seguinte etapa de: d) oxidar parcialmente (500) o primeiro banho líquido (450), formando assim uma primeira composição metálica de cobre diluída (15) e uma primeira escória de refino de solda (16), seguida pela separação da primeira escória de refino de solda (16) da primeira composição metálica de cobre diluída (15).

15. Processo, de acordo com a reivindicação 14, CARACTERIZADO por compreender ainda a seguinte etapa de:

e) reduzir parcialmente (600) a primeira escória de refino de solda (16), formando assim uma primeira composição metálica de solda bruta (18) e uma segunda escória de refino de solda (19), seguida pela separação da segunda escória de refino de solda (19) da primeira composição metálica de solda bruta (18).

16. Processo, de acordo com a reivindicação 15, CARACTERIZADO por compreender ainda a seguinte etapa de: f) reduzir parcialmente (700) a segunda escória de refino de solda (19), formando assim uma segunda composição metálica à base de chumbo-estanho (10) e uma segunda escória gasta (20), seguida pela separação da segunda escória gasta (20) da segunda composição metálica à base de chumbo-estanho (10).

17. Processo, de acordo com a reivindicação 16, CARACTERIZADO por compreender ainda adicionar uma primeira alimentação fresca contendo cobre (50) à etapa f) (700).

18. Processo, de acordo com a reivindicação 17, CARACTERIZADO pelo fato de que a primeira alimentação fresca contendo cobre (50) compreende cobre preto e/ou material anódico de cobre gasto ou rejeitado.

19. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 16 a 18, CARACTERIZADO pelo fato de que a etapa f) (700) compreende adicionar um terceiro agente redutor (R3) à etapa f) (700).

20. Processo, de acordo com a reivindicação 19, CARACTERIZADO pelo fato de que o terceiro agente redutor (R3) compreende um metal que apresenta, sob as condições do processo, uma afinidade maior ao oxigênio do que o estanho e chumbo, cobre e níquel, preferencialmente ferro metálico, mais preferencialmente sucata de ferro.

21. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 16 a 20, CARACTERIZADO por compreender ainda a seguinte etapa de: g) reciclar (701) pelo menos uma parte da segunda composição metálica à base de chumbo-estanho (10) para etapa c) (400).

22. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 15 a 21, CARACTERIZADO pelo fato de que a etapa e) (600) compreende adicionar um segundo agente redutor (R2) à etapa e).

23. Processo, de acordo com a reivindicação 22, CARACTERIZADO pelo fato de que o segundo agente redutor (R2) compreende um metal que apresenta, sob as condições do processo, uma afinidade maior ao oxigênio do que o estanho, chumbo, cobre e níquel, preferencialmente o segundo agente redutor (R2) compreende ferro metálico, mais preferencialmente sucata de ferro.

24. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicação de 15 a 23, CARACTERIZADO pelo fato de que uma primeira alimentação fresca contendo Pb e/ou Sn (17) é adicionada à etapa e), preferencialmente, a primeira alimentação fresca contendo Pb e/ou Sn (17) compreendendo impurezas obtidas do processamento a jusante das correntes concentradas de Pb e/ou Sn.

25. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, CARACTERIZADO por compreender ainda a seguinte etapa de: h) oxidar parcialmente (200) a primeira fase metálica enriquecida em cobre (4), formando assim uma segunda fase metálica enriquecida em cobre (7) e uma segunda escória de refino de cobre (6), seguida pela separação da segunda escória de refino de cobre (6) da segunda fase metálica enriquecida em cobre (7).

26. Processo, de acordo com a reivindicação 25, CARACTERIZADO por compreender ainda a seguinte etapa de:

i) adicionar pelo menos uma parte da segunda escória de refino de cobre (6) ao primeiro banho líquido (450) e/ou adicionar pelo menos uma parte da segunda escória de refino de cobre (6) à etapa d) (500).

27. Processo, de acordo com a reivindicação 25 ou 26, CARACTERIZADO por compreender ainda as seguintes etapas: j) oxidar parcialmente (300) a segunda fase metálica enriquecida em cobre (7), formando assim uma terceira fase metálica enriquecida em cobre (9) e uma terceira escória de refino de cobre (8), seguida pela separação da terceira escória de refino de cobre (8) da terceira fase metálica enriquecida em cobre (9), k) adicionar pelo menos uma parte da terceira escória de refino de cobre (8) à primeira composição metálica de cobre diluída (15), formando assim um segundo banho líquido (550) e/ou adicionar pelo menos uma parte da terceira escória de refino de cobre (8) à etapa l) (800); l) oxidar parcialmente (800) o segundo banho líquido (550), formando assim uma primeira composição metálica com alto teor de cobre (22) e uma terceira escória de refino de solda (23), seguida pela separação da terceira escória de refino de solda (23) da primeira composição metálica com alto teor de cobre (22).

28. Processo, de acordo com a reivindicação 27, CARACTERIZADO por compreender ainda a seguinte etapa de: m) reduzir parcialmente (900) a terceira escória de refino de solda (23), formando assim uma segunda composição metálica de cobre diluída (11) e uma quarta escória de refino de solda (24), seguida pela separação da quarta escória de refino de solda (24) da segunda composição metálica de cobre diluída (11).

29. Processo, de acordo com a reivindicação 28, CARACTERIZADO por compreender ainda a seguinte etapa de:

n) reduzir parcialmente (1000) a quarta escória de refino de solda (24), formando assim uma segunda composição metálica de solda bruta (26) e uma quinta escória de refino de solda (27), seguida pela separação da segunda composição metálica de solda bruta (26) da quinta escória de refino de solda (27).

30. Processo, de acordo com a reivindicação 29, CARACTERIZADO por compreender ainda a seguinte etapa de: o) reduzir parcialmente (1100) a quinta escória de refino de solda (27), formando assim uma terceira composição metálica à base de chumbo-estanho (29) e uma terceira escória gasta (28), seguida pela separação da terceira escória gasta (28) da terceira composição metálica à base de chumbo-estanho (29).

31. Processo, de acordo com a reivindicação 30, CARACTERIZADO por compreender ainda a seguinte etapa de: p) oxidar parcialmente (1200) a terceira composição metálica à base de chumbo-estanho (29), formando assim uma quarta composição metálica à base de chumbo-estanho (21) e uma sexta escória de refino de solda (14), seguida pela separação da sexta escória de refino de solda (14) da quarta composição metálica à base de chumbo-estanho (21).

32. Processo, de acordo com a reivindicação 31, CARACTERIZADO por compreender ainda a seguinte etapa de: q) reciclar (1201), pelo menos, uma parte da sexta escória de refino de solda (14) para etapa d) (500), e/ou adicionar pelo menos uma parte da sexta escória de refino de solda (14) ao primeiro banho líquido (450) e/ou reciclar (1201) pelo menos uma parte da sexta escória de refino de solda (53) para etapa e) (600).

33. Processo, de acordo com a reivindicação 31 ou 32, CARACTERIZADO por compreender ainda a seguinte etapa de: r) reciclar (1202) pelo menos uma parte da quarta composição metálica à base de chumbo-estanho (21) para etapa l) (800) e/ou adicionar pelo menos uma parte da quarta composição metálica à base de chumbo-estanho (21) ao segundo banho líquido (550).

34. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 30 a 33, CARACTERIZADO pelo fato de que a etapa o) (1100) compreende adicionar uma segunda alimentação fresca contendo cobre (55) à etapa o).

35. Processo, de acordo com a reivindicação 34, CARACTERIZADO pelo fato de que a segunda alimentação fresca contendo cobre (55) compreende cobre preto e/ou material anódico de cobre gasto ou rejeitado.

36. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 30 a 35, CARACTERIZADO pelo fato de que a etapa o) (1100) compreende adicionar um sexto agente redutor (R6) à etapa o).

37. Processo, de acordo com a reivindicação 36, CARACTERIZADO pelo fato de que o sexto agente redutor (R6) compreende um metal que possui, sob as condições do processo, uma afinidade maior ao oxigênio do que o estanho, chumbo, cobre e níquel, preferencialmente ferro metálico, mais preferencialmente sucata de ferro.

38. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 29 a 37, CARACTERIZADO pelo fato de que a etapa n) (1000) compreende adicionar um quinto agente redutor (R5) à etapa n).

39. Processo, de acordo com a reivindicação 38, CARACTERIZADO pelo fato de que o quinto agente redutor (R5) compreende um metal que possui, sob as condições do processo, uma afinidade maior ao oxigênio do que o estanho, chumbo, cobre e níquel, preferencialmente ferro metálico, mais preferencialmente sucata de ferro.

40. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicação de 29 a 39, CARACTERIZADO pelo fato de que uma segunda alimentação fresca contendo Pb e/ou Sn (25) é adicionada à etapa n), preferencialmente a segunda alimentação fresca contendo Pb e/ou Sn (25) compreendendo impurezas obtidas do processamento a jusante das correntes concentradas de Pb e/ou Sn.

41. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 28 a 40, CARACTERIZADO por compreender ainda a seguinte etapa de: s) reciclar (901), pelo menos, uma parte da segunda composição metálica de cobre diluída (11) formada na etapa m) (900) para etapa c) (400), e/ou reciclar pelo menos uma parte da segunda composição metálica de cobre diluída (11) para etapa d) (500), e/ou reciclar pelo menos uma parte da segunda composição metálica de cobre diluída (11) para o primeiro banho líquido (450).

42. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 28 a 41, CARACTERIZADO pelo fato de que a etapa m) (900) compreende adicionar um quarto agente redutor (R4) à etapa m) antes de reduzir (900) a terceira escória de refino de solda (23).

43. Processo, de acordo com a reivindicação 42, CARACTERIZADO pelo fato de que o quarto agente redutor (R4) compreende um metal que possui, sob as condições do processo, uma afinidade maior ao oxigênio do que o estanho, chumbo, cobre e níquel, preferencialmente ferro metálico, mais preferencialmente sucata de ferro.

44. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, CARACTERIZADO pelo fato de que pelo menos a uma das etapas de processo envolvendo a separação de uma fase metálica de uma fase de escória é adicionada uma quantidade de sílica, preferencialmente sob a forma de areia.

45. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, CARACTERIZADO pelo fato de que um cobre preto é adicionado a pelo menos uma das etapas b), f) e o), em que o cobre preto é produzido por uma etapa de fundição.

46. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, CARACTERIZADO pelo fato de que pelo menos uma da primeira composição metálica de solda bruta (18) e a segunda composição metálica de solda bruta (26) é pré-refinada utilizando-se silício metálico para produzir uma composição metálica de solda pré-refinada.

47. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, CARACTERIZADO por compreender ainda a etapa de resfriar a primeira composição metálica de solda bruta (18) e/ou a segunda composição metálica de solda bruta (26) e/ou a composição metálica de solda pré-refinada até uma temperatura de no máximo 825°C para produzir um banho contendo uma primeira impureza sobrenadante que, por gravidade, flutua sobre uma primeira fase de solda fundida líquida aprimorada.

48. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicação de 15 a 47, CARACTERIZADO por compreender ainda a etapa de adicionar um metal alcalino e/ou um metal alcalino-terroso, ou um composto químico que compreenda um metal alcalino e/ou um metal alcalino-terroso, à primeira composição metálica de solda bruta (18) e/ou à segunda composição metálica de solda bruta (26) e/ou à composição metálica de solda pré-refinada e/ou à primeira fase de solda fundida líquida aprimorada para produzir um banho contendo uma segunda impureza sobrenadante que, por gravidade, flutua sobre uma segunda fase de solda fundida líquida aprimorada.

49. Processo, de acordo com a reivindicação anterior, CARACTERIZADO por compreender ainda a etapa de remover a segunda impureza sobrenadante da segunda fase de solda fundida líquida aprimorada, formando assim uma segunda solda aprimorada.

50. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 47 a 49, CARACTERIZADO por compreender ainda a etapa de remover a primeira impureza sobrenadante da primeira fase de solda fundida líquida aprimorada, formando assim uma primeira solda aprimorada.

51. Processo de acordo com as reivindicações 49 ou 50, CARACTERIZADO por compreender ainda a etapa de destilar a primeira solda aprimorada e/ou a segunda solda aprimorada, em que o chumbo (Pb) é removido da solda por evaporação e um produto superior da destilação e um produto inferior da destilação são obtidos, preferencialmente por destilação a vácuo.

52. Processo, de acordo com a reivindicação anterior, CARACTERIZADO pelo fato de que o produto inferior da destilação compreende pelo menos 0,6% em peso de chumbo.

53. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, CARACTERIZADO pelo fato de que pelo menos uma parte do processo é monitorada e/ou controlada eletronicamente.