BR112020011676B1

BR112020011676B1 - Processo de produção de solda aperfeiçoado

Info

Publication number: BR112020011676B1
Application number: BR112020011676-9A
Authority: BR
Inventors: Bert Coletti; Jan Dirk A. Goris; Yves De Visscher; Charles Geenen; Walter Guns; Niko Mollen; Steven Smets; Andy Breugelmans
Original assignee: Metallo Belgium
Priority date: 2017-12-14
Filing date: 2018-12-11
Publication date: 2023-03-14
Also published as: US20210363606A1; BE1025775A1; WO2019115536A1; EP3724363A1; MX2020006033A; KR102489797B1; BR112020011676A2; JP2021507096A; RU2020119245A3; BE1025775B1; JP7319273B2; CN111566235B; CN111566235A; US11746395B2; KR20200091443A; CA3085070A1; RU2020119245A

Abstract

Um processo para a produção de uma composição de solda bruta (18, 26) é divulgado, o qual compreende a provisão de uma primeira escória de refinação da solda (16, 24) compreendendo estanho e/ou chumbo, o processo compreendendo adicionalmente as etapas de (i) reduzir parcialmente (600, 1000) a primeira escória de refinação da solda, desse modo, formando uma composição de metal de solda bruta e uma segunda escória de refinação da solda (19, 27), seguido pela separação da segunda escória de refinação da solda da composição de metal de solda bruta, (ii) reduzir parcialmente (700, 1100) a segunda escória de refinação da solda, desse modo, formando uma segunda composição de metal com base em chumbo-estanho (10, 29) e uma segunda escória gasta (20, 28), seguido pela separação da segunda escória gasta da segunda composição de metal com base em chumbo-estanho, caracterizado pelo fato de que uma alimentação fresca contendo cobre (50, 55) é adicionada à etapa (ii), preferivelmente, antes de reduzir a segunda escória de refinação da solda.

Description

CAMPO DA INVENÇÃO

[001]A presente invenção refere-se à produção de metais não ferrosos por pirometalurgia, em particular, à produção dos assim chamados produtos de solda. Mais particularmente, a invenção refere-se a um processo aperfeiçoado para a coprodução de cobre e fluxos de solda a partir de matérias-primas primárias e secundárias, como produtos principais para atualização adicional para os produtos metálicos de purezas comercialmente desejáveis. Os fluxos de solda, frequentemente, pertencem à família de composições ou ligas metálicas que contêm quantidades significantes de estanho (Sn), usualmente, 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 os materiais de partida, também chamados 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, por exemplo, podem ser subprodutos, materiais residuais e materiais em fim de vida. A recuperação de metais não ferrosos a partir de matérias-primas secundárias se tornou uma atividade de suma importância ao longo dos anos. A reciclagem de metais não ferrosos depois do uso se tornou um contribuinte principal na indústria, pelo fato de que a demanda quanto aos metais continua forte e a disponibilidade de minérios metálicos frescos de alta qualidade está diminuindo. Em particular, para a produção de cobre, sua recuperação a partir de matérias-primas secundárias se tornou de importância industrial significante. Além disso, a disponibilidade reduzida de minérios metálicos frescos de alta qualidade também levou a um ganho na importância da recuperação de metais não ferrosos a partir de matéria-prima metálica de menor qualidade. As matérias-primas metálicas de menor qualidade para a recuperação de cobre podem, por exemplo, conter quantidades significantes de outros metais não ferrosos. Estes outros metais podem, por si só, apresentar valor comercial potencial significante, tal como estanho e/ou chumbo, mas estas matérias-primas primárias e secundárias podem conter outros metais com um valor econômico menor ou até mesmo inexistente, tal como zinco, bismuto, antimônio, arsênio ou níquel. Frequentemente, estes outros metais são indesejados nos principais produtos metálicos não ferrosos, ou podem ser apenas permitidos em níveis muito limitados.

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

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

[005]As matérias-primas secundárias contendo cobre também podem ser peças eletrônicas e/ou elétricas em fim de vida. Estas matérias-primas, tipicamente, compreendem, além de cobre, os componentes de solda, principalmente, estanho e chumbo, mas, usualmente, também compreendem metais adicionais, tais como ferro e alumínio, além de, ocasionalmente, quantidades menores de metais preciosos, e, também, peças não metálicas, tais como plásticos, tintas, borracha, cola, madeira, papel, papelão, etc.... Estas matérias-primas, tipicamente, não são limpas e, assim, usualmente, também contêm impurezas adicionais, tais como sujeira, graxa, ceras, solo e/ou areia. Muitos metais em tais materiais brutos também são, frequentemente, parcialmente oxidados.

[006]Pelo fato de que as matérias-primas que apresentam purezas menores e níveis de contaminantes maiores, tanto matérias-primas primárias quanto secundárias, são muito mais abundantemente disponíveis, é necessário ampliar as capacidades dos processos de produção de metais não ferrosos para aumentar a permissão de tais materiais brutos de baixo grau como parte das matérias-primas para a recuperação ou produção de metais não ferrosos, tais como cobre.

[007]Os processos de produção de metais não ferrosos, tipicamente, contêm pelo menos uma e, usualmente, uma pluralidade de etapas de processo pirometalúrgico. Uma primeira etapa pirometalúrgica muito comum para recuperar cobre a partir de materiais secundários de baixo grau é uma etapa de fundição. Em um forno de fundição, os metais são fundidos, e os orgânicos e outros materiais combustíveis são queimados. Além disso, várias reações químicas ocorrem entre vários dos outros componentes que são introduzido no forno de fundição. Os metais que apresentam uma afinidade relativamente alta por oxigênio se convertem em seus óxidos e se acumulam na fase de escória sobrenadante de menor densidade. Os metais mais voláteis podem escapar do líquido na fase gasosa e deixar o forno com os gases de escape, juntamente com quaisquer óxidos de carbono e/ou SO2 que podem ser formados. Os metais que apresentam uma menor afinidade por oxigênio, se presentes em estado oxidado, reduzem facilmente à sua forma de metal elementar e passam para a fase metálica mais pesada e subjacente. Se não oxidados, estes metais permanecem como metal elementar e permanecem na fase metálica líquida de maior densidade no fundo do forno de fundição. Em uma etapa de produção de cobre, a etapa de fundição pode ser operada, tal que a maioria do ferro acabe na escória, enquanto cobre, estanho e chumbo acabam no produto metálico, um fluxo que é, tipicamente, chamado “cobre preto”. Além disso, a maioria do níquel, antimônio, arsênio e bismuto, tipicamente, acabam como parte do produto de cobre preto.

[008]O U.S. 3.682.623, que é um membro da família de AU 505 015 B2, descreve um processo de refinação de cobre que começa com uma etapa de fusão que leva a um fluxo de cobre preto, seguido pela refinação pirometalúrgica adicional deste cobre preto a um fluxo de cobre de grau anódico, adequado por ser fundido em ânodos para refinação eletrolítica. As escórias de subproduto a partir das escórias de refinação de cobre foram acumuladas e transferidas para um forno de retratamento de escória para a recuperação do cobre, chumbo e estanho contidos em tais escórias. Em uma primeira etapa de retratamento de escória, as escórias de refinação de cobre acumuladas foram parcialmente reduzidas, pela adição de sucata de cobre/ferro, liga de cobre/alumínio e cal queimada, tal que um fluxo de metal pudesse ser separado (Tabela XIV), o que recuperou cerca de 90 % do cobre e cerca de 85 % do níquel no forno. Este fluxo de metal roscado está no U.S. 3.682.623 rotulado “cobre preto” e foi reciclado no forno de refinação, onde foi misturado com o cobre preto pré-refinado proveniente do forno de fundição e com os radiadores (Tabela VI). Depois de roscar este cobre preto, uma escória extraída permaneceu no forno, que foi, em uma etapa subsequente, ainda reduzida por meio do carregamento de uma quantidade de 98 % de sucata de ferro ao forno. Esta segunda etapa de redução produziu um metal de chumbo/estanho (isto é, um tipo de “solda bruta”) que foi extraído para processamento adicional, juntamente com uma escória gasta (Tabela XV), que foi presumivelmente descartada. O produto metálico de solda continha 3,00 % em peso de ferro, 13,54 % em peso de cobre e 1,57 % em peso de níquel, isto é, 18,11 % em peso no total. A escória gasta continha 0,50 % em peso de cada um entre estanho e chumbo, e 0,05 % em peso de cobre. Pelo fato de que a quantidade total de escória é muito alta, estas concentrações baixas representam quantidades economicamente altas.

[009]O problema com o processo do U.S. 3.682.623 é que, de modo a obter, na escória final mostrada na Tabela XV, as concentrações baixas de metais de preocupação em termos de ecologia e economia, uma alta quantidade de contaminantes deve ser aceita no metal de chumbo/estanho obtido para processamento adicional.

[010]A pureza dos produtos no U.S. 3.682.623 não é perfeita. Os metais, exceto estanho e chumbo na solda bruta, representam um carga para o processamento adicional destes fluxos de produto para obter produtos metálicos comercialmente valiosos. A solda bruta no U.S. 3.682.623 contém 3,00 % em peso de ferro, 1,57 % em peso de níquel e 13,54 % em peso de cobre, todos os quais representando um processo carga, pelo fato de que estes metais causam um consumo significante de produtos químicos na refinação adicional da solda, não apenas, mas, em particular, se a refinação da solda fosse realizada, conforme descrito no DE 102012005401 A1, isto é, por meio de tratamento com metal de silício, que é um reagente bastante escasso e, consequentemente, caro.

[011]O DE 102012005401 A1 descreve um processo para a produção de cobre a partir de matérias-primas secundárias, começando com uma etapa para fundir os materiais brutos. A etapa de fundição é descrita para produzir uma fase de escória contendo cobre, estanho, chumbo e níquel. A escória foi transferida em um forno de tambor giratório para processamento adicional. Este processamento adicional consistiu de uma série de etapas de redução química parcial consecutivas, usando carbono como um agente redutor, para a recuperação consecutiva de produtos metálicos particulares 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. De modo a obter cobre de qualidade suficientemente alta, a maior parte do estanho e chumbo, juntamente com uma quantidade significante de cobre, deve, desse modo, permanecer na fase de escória. A escória a partir do Vorstufe foi processada na etapa subsequente 1 para produzir um produto de cobre preto a ser granulado, juntamente com outra fase de escória remanescente. A Etapa 2 produziu, a partir desta fase de escória, um produto de estanho misto bruto que foi subsequentemente pré-refinado usando metal de silício para produzir uma mistura de estanho e um resíduo de silício. A última etapa produziu uma escória final, também para a granulação. Na etapa 2, é considerado que todo cobre e níquel deixa o forno com a fase de metal estanho bruto. A última etapa de redução produziu uma escória final, também para a granulação. Não é estabelecido o que acontece à fase metálica a partir da última etapa, mas pode ser considerado que este metal permaneceu no forno de tambor giratório e a próxima carga de escória de fundição foi adicionada ao mesmo como o início de um novo ciclo de processo.

[012]Um primeiro problema com o processo do DE 102012005401 A1 é que o processo produz na etapa 1 um subproduto de cobre preto, não adequado para recuperar o cobre por eletrorrefinação. Assim, este cobre preto exige processamento adicional significante, tipicamente, por etapas pirometalúrgicas extras. O processo do DE 102012005401 A1, portanto, apresenta uma recuperação global bastante baixa de estanho. Quantidades significantes de estanho permanecem no subproduto de cobre preto e não chegam ao produto de estanho bruto.

[013]Outro problema com o processo do DE 102012005401 A1 é que a etapa 2 deve produzir um produto de estanho misto bruto relativamente rico. O estanho bruto é ainda pré-refinado usando metal de silício para remover metais, exceto estanho. O metal de silício é um ingrediente bastante caro e a presença de metais no estanho bruto, exceto estanho, deve, portanto, ser mantida baixa, de modo a manter aceitável a economia do processo. A produção na etapa 2 de um produto de estanho misto bruto rico significa que a escória a partir desta etapa também contém altas quantidades de metais valiosos.

[014]Ainda um outro problema com o processo do DE 102012005401 A1 é que a separação também é relativamente deficiente na última etapa, onde deve ser recuperada a maioria dos metais valiosos que permaneceram na escória a partir da terceira etapa em que o estanho misto bruto foi produzido. De modo a evitar perda inaceitavelmente alta de metais valiosos na escória final a partir da etapa de redução final, quantidades significantes de outros metais precisam ser reduzidas em tal etapa e recicladas até o início do próximo lote no forno de tambor giratório.

[015]O processo do DE 102012005401 A1 sofre, assim, um dilema difícil com respeito ao grau de redução na etapa final: ou terminar cedo e sofrer uma alta perda de metais valiosos na escória final, ou avançar e sofrer uma alta quantidade de metais que ficam para trás no forno depois da granulação da escória final.

[016]Portanto, permanece uma necessidade quanto a um processo para a produção de produto de solda bruta, preferivelmente, em combinação com a produção de produto de cobre refinado adequado para uma etapa de eletrorrefinação subsequente, cujo processo seria mais eficaz em volume e traria as vantagens de um produto de solda de maior pureza combinado com uma maior recuperação dos metais valiosos estanho, chumbo no produto de solda. Na coprodução com cobre, também o cobre refinado é, preferivelmente, de uma pureza maior.

[017]A presente invenção visa obviar ou pelo menos mitigar o problema descrito acima e/ou fornecer melhorias em geral.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

[018]De acordo com a invenção, é fornecido um processo, conforme definido em qualquer uma das reivindicações anexas.

[019]Em uma forma de realização, a invenção fornece um processo para a produção de uma composição de solda bruta compreendendo o fornecimento de uma primeira escória de refinação da solda, cuja escória compreende quantidades significantes de estanho e/ou chumbo e no máximo 10,0 % em peso de cobre e níquel, o processo compreendendo adicionalmente as etapas de e) reduzir parcialmente a primeira escória de refinação da solda, desse modo, formando uma primeira composição de metal de solda bruta e uma segunda escória de refinação da solda, seguido pela separação da segunda escória de refinação da solda da primeira composição de metal de solda bruta, f) reduzir parcialmente a segunda escória de refinação da solda, desse modo, formando uma segunda composição de metal com base em chumbo-estanho e uma segunda escória gasta, seguido pela separação da segunda escória gasta da segunda composição de metal com base em chumbo-estanho, caracterizado pelo fato de que uma alimentação fresca contendo cobre é adicionada à etapa f), preferivelmente, antes de reduzir a segunda escória de refinação da solda.

[020]Os requerentes descobriram que a adição de cobre à etapa f), como parte da alimentação fresca contendo cobre, traz a vantagem de que cobre acaba quase totalmente na fase metálica formada na etapa f). Os requerentes descobriram que o cobre extra nesta fase metálica da etapa f) afeta os equilíbrios para estanho e chumbo entre a escória e as fases metálicas no fim da etapa f), favorecendo a passagem destes metais de solda a partir da fase de escória na fase metálica. Os requerentes descobriram que este efeito pode ser obtido sem aumentar a concentração de cobre na escória gasta obtida a partir da etapa f) até níveis economicamente significantes e possivelmente inaceitáveis. Os requerentes descobriram que a adição de cobre à etapa f) permite obter uma escória gasta a partir da etapa f) que contém apenas concentrações baixas de estanho e/ou chumbo. Isto traz a vantagem de que a escória gasta a partir da etapa f) exige menos tratamento adicional, se houver, para seu descarte responsável ou para ser uso em uma aplicação a jusante adequada.

[021]Os requerentes descobriram que a segunda composição de metal com base em chumbo-estanho a partir da etapa f) é um fluxo altamente adequado para ser reciclado a montante da etapa e), para uma etapa do processo a partir da qual os produtos, não apenas os metais de solda estanho e/ou chumbo, mas também cobre, podem ser recuperados em produtos principais adequados a partir do processo.

[022]Os requerentes descobriram que a presente invenção traz o benefício de uma maior recuperação dos metais valiosos estanho, chumbo e, conforme apropriado, também cobre, e, possivelmente, níquel, em fluxos de produto em que sua presença é desejada. Isto também reduz a carga que pode ser causada pela presença destes metais em fluxos de produto, onde são menos ou não desejados. No fim da etapa e), espera-se que as composições da primeira composição de solda bruta e da segunda escória de refinação da solda são estejam em equilíbrio. Permitir mais dos metais de solda na segunda escória de refinação da solda, portanto, permite obter uma primeira composição de solda bruta que é mais rica nos metais de solda e, consequentemente, exige tratamento de refinação menos oneroso como parte de seu processamento adicional, em particular, quando esta composição de solda bruta é usada para a recuperação de fluxo de metal de alta pureza, tal como estanho e/ou chumbo de alta pureza.

[023]Os requerentes descobriram que a provisão da etapa de redução extra f) para tratar a segunda escória de refinação da solda permite a recuperação da maioria dos metais de solda de tal fluxo e reduz fortemente as quantidades de metais de solda que são perdidos com a segunda escória gasta produzida nesta etapa de redução extra f). Os requerentes descobriram que esta recuperação adicional de metais valiosos a partir da segunda escória de refinação da solda permite obter uma primeira composição de metal de solda bruta que é mais rica nos metais de solda desejados e, consequentemente, mais enxuta nos metais que são indesejáveis como parte do produto de solda, e que, portanto, deve ser removida. A remoção destes outros metais a partir da composição de metal de solda bruta exige produtos químicos, em particular, quando o processo de refinação compreende o tratamento com metal de silício, tal como explicado no DE 102012005401 A1 para tratar o produto de estanho bruto. A obtenção de uma composição de metal de solda bruta contendo outros metais menos indesejáveis, assim, traz benefícios econômicos significantes para a refinação a jusante de tal composição de metal de solda bruta.

[024]Os requerentes descobriram ainda, vinculados a uma maior produção de produto de solda bruta a partir da etapa e), e, desde que a segunda escória de refinação da solda seja mantida no mesmo forno, que mais volume de forno se torna disponível para adicionar alimentações frescas adequadas à carga do forno da etapa f). A presente invenção, portanto, traz a vantagem de que alimentação mais fresca pode ser processada como parte da etapa f). Mais espaço para alimentação fresca extra na etapa f) significa mais espaço para cobre adicional, o que permite uma recuperação aumentada de estanho e/ou chumbo na etapa f) e uma presença reduzida de estanho e/ou chumbo na escória gasta a partir da etapa f).

[025]Os requerentes descobriram que a etapa f) também é altamente adequada para adicionar matérias-primas frescas que contêm quantidades apreciáveis de metais que estão principalmente presentes como óxidos e que acabam facilmente como parte da escória gasta na etapa f), tais como silício, ferro e alumínio. O benefício é que estes componentes são, imediatamente, como parte da etapa f), removidos do processo. A etapa f) pode, assim, servir como uma primeira refinação bruta de matérias-primas frescas adequadas ao processo global. A permissão de alimentação mais fresca na etapa f), portanto, permite explorar este benefício em um volume maior.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

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

DESCRIÇÃO DETALHADA

[027]A presente invenção, em seguida, será descrita em formas de realização particulares e com possível referência aos desenhos particulares, mas a invenção não é limitada aos mesmos, mas apenas pelas reivindicações. Quaisquer desenhos descritos são apenas esquemáticos e são não limitantes. Nos desenhos, o tamanho de alguns dos elementos pode ser exagerado e não dimensionado para propósitos ilustrativos. As dimensões e as dimensões relativas nos desenhos não correspondem necessariamente às reduções reais para a prática da invenção.

[028]Além disso, os termos primeiro, segundo, terceiro e semelhantes na descrição e nas reivindicações são usados para distinguir entre elementos similares e não necessariamente para descrever uma ordem sequencial ou cronológica. Os termos são intercambiáveis sob circunstâncias apropriadas e as formas de realização da invenção podem operar em outras sequências além daquelas descritas e/ou ilustradas neste relatório.

[029]Além disso, os termos superior, inferior, sobre, sob e semelhantes na descrição e nas reivindicações são usados para propósitos descritivos e não necessariamente para descrever posições relativas. Os termos assim usados são intercambiáveis sob circunstâncias apropriadas e as formas de realização da invenção descrita neste relatório podem operar em outras orientações além daquelas descritas ou ilustradas neste relatório.

[030]O termo “compreendendo”, conforme usado nas reivindicações, não deve ser considerado limitado aos elementos que são listados no contexto. Não exclui que existem outros elementos ou etapas. Deve ser considerado como a presença fornecida destas características, números inteiros, etapas ou componentes, conforme exigido, mas não impede a presença ou adição de uma ou mais outras características, 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 que é composto somente de agentes A e B. Isto significa que A e B são os únicos elementos de interesse à matéria objeto em relação à presente invenção. De acordo com isto, os termos “compreendem” ou “incorporam” também incluem que os termos mais restritivo “consistindo essencialmente de” e “consiste de”. Ao substituir “compreendem” ou “incluem” por “consiste de”, estes termos, portanto, representam a base de formas de realização preferidas, porém reduzidas, que também são fornecidas como parte do conteúdo deste documento com respeito à presente invenção.

[031]A menos que especificado de outro modo, todos os valores fornecidos neste relatório incluem até e incluindo os parâmetros dados, e os valores dos constituintes ou componentes das composições são expressados em porcentagem em peso ou % em peso de cada ingrediente na composição.

[032]Adicionalmente, cada composto usado neste relatório pode ser debatido permutavelmente com respeito à sua fórmula química, nome químico, abreviação, etc..

[033]Neste documento e a menos que especificado de maneira diferente, as composições de fluxo são representadas em uma base em peso e em relação ao peso seco total da composição.

[034]Dentro do contexto da presente invenção, a terminologia “pelo menos parcialmente” inclui seu parâmetro “completamente”. Em relação ao grau ao qual uma etapa de oxidação ou redução particular do processo é realizada, a forma de realização preferida é, tipicamente, um desempenho parcial. Em relação a uma adição ou reciclagem de um fluxo do processo em um etapa do processo particular, a forma de realização preferida é, tipicamente, o ponto de operação “completamente” dentro da faixa que é coberta pelos termos “pelo menos parcialmente”.

[035]Neste documento e a menos que especificado de maneira diferente, quantidades de metais e óxidos são expressadas, de acordo com a prática típica em pirometalurgia. A presença de cada metal é, tipicamente, expressada em sua presença total, independentemente de o metal estar presente em sua forma elementar (estado de oxidação = 0) ou em qualquer forma quimicamente ligada, tipicamente, em uma forma oxidada (estado de oxidação > 0). Para os metais que podem ser, relativamente, facilmente reduzidos a suas formas elementares e que podem ocorrer como metal fundido no processo pirometalúrgico, é bastante comum expressar sua presença em termos de sua forma de metal elementar, mesmo quando a composição de uma escória é dada, em que a maior parte de tais metais pode estar realmente 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. Estes metais, tipicamente, são expressados em termos de sua forma de óxido mais comum. Portanto, as composições de escória, tipicamente, fornecem o teor de Si, Ca, Al, Na, respectivamente, expressados como SiO2, CaO, Al2O3, Na2O.

[036]Os requerentes descobriram que os resultados de uma análise química de uma fase metálica são significantemente mais confiáveis do que os resultados de uma análise da fase de escória. Onde, neste documento, os números são derivados de um equilíbrio de material em uma ou mais etapas de processo, os requerentes preferem, em grande parte, se possível, basear tais cálculos no máximo possível de análises da fase metálica, e minimizar o uso de análises de escória. Por exemplo, os requerentes preferem calcular a recuperação de estanho e/ou chumbo na primeira escória de refinação de cobre a partir da etapa b) com base na quantidade de estanho e/ou chumbo nas alimentações combinadas à etapa b) que não é mais recuperada na primeira fase metálica de cobre enriquecida a partir da etapa b), ao invés de basear- se na concentração de estanho e/ou chumbo relatada para a primeira escória de refinação de cobre.

[037]Os requerentes descobriram ainda que uma análise de uma fase de escória que é ainda processada pode ser frequentemente corrigida através de um equilíbrio de massa na etapa ou etapas do processo a jusante e por novo cálculo, usando as quantidades dos produtos obtidos a partir da etapa a jusante em combinação com a análise destes produtos, pelo menos um é, preferivelmente, um produto metálico líquido que oferece resultados analíticos muito mais confiáveis. Tal novo cálculo pode ser realizado para vários entre os metais relevantes particulares, individualmente, e pode permitir o estabelecimento de balanços confiáveis de material na maioria das etapas individuais do processo, de acordo com a presente invenção. Tal novo cálculo também pode ser instrumental na determinação da composição de um fluxo de metal líquido a partir da qual a obtenção de uma amostra representativa pode ser altamente desafiadora, por exemplo, um fluxo de metal de solda fundido contendo altas quantidades de chumbo juntamente com estanho.

[038]Os requerentes preferem usar Fluorescência de Raios X (XRF) para analisar uma fase metálica no contexto da presente invenção. Os requerentes preferem que esta análise colete uma amostra do metal líquido fundido e os requerentes preferem usar um amostrador para propósitos analíticos instantâneo na refinação de cobre a partir da empresa Heraeus Electro Nite, que resulta rapidamente em uma amostra sólida e esfriada para processamento adicional. Um superfície da amostra fria é tratada adequadamente na superfície antes de a análise ser realizada pelo uso de uma sonda de XRF. A técnica analítica de XRF, entretanto, 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, portanto, preferem medir separadamente o teor de oxigênio do metal no metal líquido fundido presente no forno, preferivelmente, usando um sensor eletroquímico descartável para processos de batelada na refinação de cobre oferecidos pela empresa Heraeus Electro Nite. O resultado analítico da análise da fase metálica por XRF, conforme descrito acima, depois pode ser ajustado, se desejado, para o teor de oxigênio obtido a partir da análise de oxigênio separada. As composições relatadas no Exemplo deste documento não foram ajustadas para a inclusão de seu teor de oxigênio.

[039]A presente invenção refere-se principalmente à recuperação dos metais alvo cobre, níquel, estanho e/ou chumbo em fluxos de produto adequados para derivação de produtos metálicos primários de alta pureza a partir dos mesmos. O processo, de acordo com a presente invenção, compreende etapas de processo diferentes e estas etapas de processo podem ser rotuladas como uma etapa de oxidação ou uma etapa de redução. Com este rótulo, os requerentes desejam abordar as reações químicas que estes metais alvo podem estar sujeitos. Uma etapa de redução, assim, compreende que pelo menos um entre estes metais alvo está sendo reduzido a partir de pelo menos um entre seus óxidos correspondentes a sua forma de metal elementar, com a intenção de mover tal metal a partir da fase de escória até a fase metálica no forno. Tal etapa de redução é, preferivelmente, promovida pela adição de um agente redutor, conforme explicado, em vários locais neste documento. Como as etapas de redução, qualificam as etapas de processo com as referências 400, 600, 700, 900, 1000 e 1100. Em uma etapa de oxidação, o propósito principal é a conversão de pelo menos um entre os metais alvo em pelo menos um entre seus óxidos correspondentes, com a intenção de mover tal metal a partir da fase metálica até a fase de escória no forno. O oxigênio para tal 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 moldado por sopro no banho líquido. O oxigênio pode ser igualmente fornecido pela introdução de uma fase de escória que foi obtida a partir de outra etapa do processo e em que o oxigênio é ligado em um óxido de pelo menos um outro metal. Uma etapa de oxidação, no contexto da presente invenção, pode, assim ser possivelmente realizada sem qualquer injeção de ar ou oxigênio. Como etapas de oxidação, portanto, qualificam as etapas de processo com as referências 100, 200, 300, 500, 800 e 1200.

[040]A partir dos metais alvo que a presente invenção está recuperando, Sn e Pb são considerados “os metais de solda”. Estes metais se distinguem por si só a partir dos outros metais alvo cobre e/ou níquel, pelo fato de que as misturas contendo quantidades principais destes metais, usualmente, apresentam um ponto de fusão muito menor do que misturas contendo quantidades principais de cobre e/ou níquel. Tais composições já foram usadas há milênios para criar um ligação permanente entre duas peças metálicas e isto primeira derretendo a “solda”, colocando-a no lugar e deixando solidificar. A solda, portanto, precisava ter uma temperatura de fusão menor do que o metal das peças que estava conectando. No contexto da presente invenção, um produto de solda ou uma composição de metal de solda, dois termos que são permutavelmente usados por todo este documento, significam composições de metal em que a combinação da metais de solda, assim, o nível de Pb mais Sn, representa a principal porção da composição, isto é, pelo menos 50 % em peso e, preferivelmente, pelo menos 65 % em peso. O produto de solda pode ainda conter níveis menores dos outros metais alvo cobre e/ou níquel e de metais não alvo, tais como Sb, As, Bi, Zn, Al e/ou Fe, e/ou elementos, tais como Si. No contexto da presente invenção, pelo fato de que o processo é direcionado à produção de um produto de solda bruta e de um produto de cobre, espera-se que o produto de solda bruta ou composição de metal de solda bruta obtido pelo processo nas etapas e) e/ou n) também contenha uma quantidade mensurável de pelo menos cobre, mesmo que seja uma impureza inevitável.

[041]Em uma forma de realização da presente invenção, a alimentação fresca contendo cobre compreende cobre preto e/ou material anódico de cobre gasto ou rejeitado. Os requerentes descobriram que a etapa f) é capaz de acomodar quantidades significantes de cobre preto obtenível a partir de uma etapa de fundição a montante. A presente invenção, portanto, traz a vantagem de que o processo global, compreendendo as etapas do processo, de acordo com a presente invenção, é capaz de processar quantidades muito maiores de cobre preto obtenível a partir de uma etapa de fundição a montante.

[042]A presente invenção traz a vantagem adicional de que na etapa f) este cobre preto já passa por uma primeira etapa de refinação e que o material rejeitado no cobre preto imediatamente e diretamente termina na segunda escória gasta que é removida do processo. Este material rejeitado, portanto, não precisa ocupar volume de forno valioso em qualquer uma das outras etapas de processo antes de ser capaz de sair do processo.

[043]Os requerentes também descobriram que a etapa f) também é altamente adequada para introduzir material anódico de cobre gasto e/ou rejeitado. A produção de cobre de alta qualidade, tipicamente, compreende uma etapa de eletrólise, na qual o cobre se dissolve a partir de um ânodo no eletrólito e se redeposita em um cátodo. O ânodo é, tipicamente, não completamente consumido e o ânodo é removido como material anódico de cobre gasto a partir 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 introduzir tal material anódico de cobre gasto. Os ânodos de cobre para tal etapa de eletrólise de cobre são, tipicamente, fundidos vertendo uma quantidade adequada de cobre com qualidade de ânodo fundido em um molde e deixando o cobre solidificar após resfriamento. Para um funcionamento satisfatório da eletrólise de cobre, os ânodos devem atender a exigências dimensionais e de forma bastante rigorosas. Preferivelmente, os ânodos não conformes não são usados, mas representam material anódico de cobre rejeitado. Os requerentes descobriram que a etapa f) também é altamente adequada para introduzir tal material anódico de cobre rejeitado.

[044]Os requerentes preferem introduzir o material anódico de cobre gasto e/ou rejeitado como um sólido com pouco a nenhum pré-aquecimento. Isto traz a vantagem de que a fusão deste material consome pelo menos uma parte do calor de reação gerada pelas reações químicas que ocorrem na etapa f).

[045]Em uma forma de realização do processo, de acordo com a presente invenção, a primeira escória de refinação da solda compreende pelo menos 2,0 % em peso de estanho e, opcionalmente, no máximo 20 % em peso de estanho. Preferivelmente, a primeira escória de refinação da solda compreende pelo menos 3,0 % em peso de estanho, mais preferivelmente, pelo menos 3,5 % em peso, ainda mais preferivelmente, pelo menos 4,0 % em peso, preferivelmente, pelo menos 4,5 % em peso, mais preferivelmente, pelo menos 5,0 % em peso, ainda mais preferivelmente, pelo menos 5,5 % em peso, preferivelmente, pelo menos 6,0 % em peso, mais preferivelmente, pelo menos 6,5 % em peso, ainda mais preferivelmente, pelo menos 7,0 % em peso, preferivelmente, pelo menos 7,5 % em peso, mais preferivelmente, pelo menos 8,0 % em peso, ainda mais preferivelmente, pelo menos 8,5 % em peso, preferivelmente, pelo menos 9,0 % em peso, mais preferivelmente, pelo menos 9,5 % em peso, ainda mais preferivelmente, pelo menos 10,0 % em peso, preferivelmente, pelo menos 10,5 % em peso, mais preferivelmente, pelo menos 11,0 % em peso de estanho. Os requerentes descobriram que, quanto mais estanho estiver presente na primeira escória de refinação da solda, mais estanho poderá terminar na primeira composição de metal de solda bruta. Pelo fato de que o estanho de alta pureza é um produto comercial que desfruta de um prêmio econômico significante, uma quantidade maior de estanho na primeira composição de metal de solda bruta permite um volume maior de estanho de alta pureza que pode ser recuperado a partir do mesmo.

[046]Preferivelmente, a primeira escória de refinação da solda no processo, de acordo com a presente invenção, compreende no máximo 19 % em peso de estanho, mais preferivelmente, no máximo 18 % em peso, ainda mais preferivelmente, no máximo 17 % em peso, preferivelmente, no máximo 16 % em peso, mais preferivelmente, no máximo 15 % em peso, ainda mais preferivelmente, no máximo 14 % em peso, preferivelmente, no máximo 13 % em peso, mais preferivelmente, no máximo 12 % em peso, ainda mais preferivelmente, no máximo 11 % em peso de estanho. Os requerentes descobriram que a complacência do teor de estanho com o limite superior especificado traz a vantagem de haver espaço para outros metais que possam trazer vantagens. Em particular, a presença de quantidades significantes de chumbo na primeira escória de refinação da solda, uma parte principal do mesmo terminando na primeira composição de metal de solda bruta, traz a vantagem de que a composição de metal de solda bruta apresenta uma densidade maior, que é altamente benéfica em separações por gravidade da solda a partir de outras fases, tais como uma fase de escória ou uma escória, por exemplo, durante refinação adicional a jusante da composição de metal de solda bruta.

[047]Em uma forma de realização do processo, de acordo com a presente invenção, a primeira escória de refinação da solda compreende pelo menos 9 % em peso de chumbo e, opcionalmente, no máximo 30 % em peso de chumbo. Preferivelmente, a primeira escória de refinação da solda compreende pelo menos 10 % em peso de chumbo, mais preferivelmente, pelo menos 11 % em peso, ainda mais preferivelmente, pelo menos 12 % em peso, preferivelmente, pelo menos 13 % em peso, mais preferivelmente, pelo menos 14 % em peso, ainda mais preferivelmente, pelo menos 15 % em peso, preferivelmente, pelo menos 16 % em peso, mais preferivelmente, pelo menos 17 % em peso, ainda mais preferivelmente, pelo menos 18 % em peso de chumbo. Os requerentes descobriram que mais chumbo na primeira escória de refinação da solda gera mais chumbo na primeira composição de metal de solda bruta. Mais chumbo neste primeiro produto de solda bruta metálico traz benefícios do processo a jusante, quando o primeiro produto de solda bruta metálico é submetido às etapas de processo de refinação quando o primeiro produto de solda bruta metálico é o material bruto para derivar produtos principais de estanho e/ou chumbo de maior pureza, por exemplo, por destilação a vácuo. Os requerentes também descobriram que uma maior presença de chumbo pode trazer benefícios ao processamento, tais como separações de fase mais fáceis, em várias etapas que podem ser operadas como parte da conversão do primeiro produto de solda bruta metálico em produtos principais de estanho e/ou chumbo de maior pureza.

[048]Preferivelmente, a primeira escória de refinação da solda no processo, de acordo com a presente invenção, compreende no máximo 28 % em peso de chumbo, mais preferivelmente, no máximo 26 % em peso, ainda mais preferivelmente, no máximo 24 % em peso, preferivelmente, no máximo 23 % em peso, mais preferivelmente, no máximo 22 % em peso, ainda mais preferivelmente, no máximo 21 % em peso, preferivelmente, no máximo 20 % em peso, mais preferivelmente, no máximo 19 % em peso, ainda mais preferivelmente, no máximo 18 % em peso, preferivelmente, no máximo 17 % em peso, mais preferivelmente, no máximo 16 % em peso e, ainda mais preferivelmente, no máximo 15 % em peso de chumbo. Os requerentes descobriram que é vantajoso limitar a presença de chumbo na primeira escória de refinação da solda no processo, de acordo com a presente invenção, abaixo dos limites prescritos, pelo fato de que isto permite espaço para a presença de estanho. Ter mais estanho traz a vantagem de que mais estanho pode ser encontrado na primeira composição de metal de solda bruta e, portanto, mais produto final de estanho de alta pureza pode ser obtido a partir da mesma. Pelo fato de que estanho de alta pureza apresenta alto valor comercial, esta vantagem técnica também representa um alto benefício econômico.

[049]Em uma forma de realização do processo, de acordo com a presente invenção, a primeira escória de refinação da solda compreende pelo menos 12 % em peso de estanho e chumbo e, opcionalmente, no máximo 50 % em peso de estanho e chumbo. Preferivelmente, a primeira escória de refinação da solda compreende pelo menos 13 % em peso de estanho e chumbo, mais preferivelmente, pelo menos 14 % em peso, ainda mais preferivelmente, pelo menos 15 % em peso, preferivelmente, pelo menos 16 % em peso, mais preferivelmente, pelo menos 17 % em peso, ainda mais preferivelmente, pelo menos 18 % em peso, preferivelmente, pelo menos 19 % em peso, mais preferivelmente, pelo menos 20 % em peso, ainda mais preferivelmente, pelo menos 21 % em peso, preferivelmente, pelo menos 22 % em peso, mais preferivelmente, pelo menos 23 % em peso, ainda mais preferivelmente, pelo menos 24 % em peso, preferivelmente, pelo menos 25 % em peso, mais preferivelmente, pelo menos 26 % em peso, ainda mais preferivelmente, pelo menos 27 % em peso, preferivelmente, pelo menos 28 % em peso, mais preferivelmente, pelo menos 29 % em peso, ainda mais preferivelmente, pelo menos 30 % em peso de estanho e chumbo. Os requerentes descobriram que quanto mais estanho e chumbo estão presentes na primeira escória de refinação da solda, mais estanho e chumbo podem terminar na primeira composição de metal de solda bruta. Pelo fato de que estanho de alta pureza e chumbo são produtos comerciais que desfrutam de prêmios econômicos significantes, uma quantidade maior de estanho e chumbo juntos na primeira composição de metal de solda bruta permite um volume maior de estanho de alta pureza e de chumbo de alta pureza que podem ser recuperados a partir da mesma.

[050]Preferivelmente, a primeira escória de refinação da solda no processo, de acordo com a presente invenção, compreende no máximo 45 % em peso de estanho e chumbo, mais preferivelmente, no máximo 40 % em peso, ainda mais preferivelmente, no máximo 39 % em peso, preferivelmente, no máximo 38 % em peso, mais preferivelmente, no máximo 36 % em peso, ainda mais preferivelmente, no máximo 34 % em peso, preferivelmente, no máximo 33 % em peso, mais preferivelmente, no máximo 32 % em peso, ainda mais preferivelmente, no máximo 31 % em peso, preferivelmente, no máximo 30 % em peso, mais preferivelmente, no máximo 29 % em peso, ainda mais preferivelmente, no máximo 28 % em peso, preferivelmente, no máximo 27 % em peso, mais preferivelmente, no máximo 26 % em peso, ainda mais preferivelmente, no máximo 24 % em peso de estanho e chumbo. Os requerentes descobriram que é vantajoso limitar a presença de estanho e chumbo juntos na primeira escória de refinação da solda no processo, de acordo com a presente invenção, abaixo dos limites prescritos, pelo fato de que isto permite espaço para a presença de oxigênio e de outros metais que apresentam, sob o as condições de processo, uma afinidade maior por oxigênio do que cobre, níquel, estanho e chumbo. Isto é particularmente válido para metais, tais como ferro, alumínio, sódio, potássio, cálcio e outros metais alcalinos e alcalinos terrosos, mas, também, para outros elementos, tais como silício ou fósforo. Estes elementos que apresentam uma afinidade maior por oxigênio, tipicamente, terminam como parte da segunda escória gasta obtida a partir da etapa f), significando que são removidos do processo com um fluxo de descarga. Como um resultado, estes elementos não terminam como contaminantes em um dos produtos metálicos primários a partir do processo, significando que este fluxo desfruta de uma maior pureza nos metais desejados. A tolerância maior para estes elementos que apresentam uma afinidade maior por oxigênio do que cobre, níquel, estanho e chumbo, também amplia os critérios de aceitação das matérias-primas ao processo, de acordo com a presente invenção. Estas etapas a montante, portanto, podem aceitar materiais brutos de qualidade muito mais baixa, que estão mais abundantemente disponíveis em condições economicamente mais atrativas.

[051]Em uma forma de realização do processo, de acordo com a presente invenção, a primeira escória de refinação da solda compreende no máximo 8,0 % em peso e, opcionalmente, pelo menos 0,5 % em peso de cobre. Preferivelmente, a primeira escória de refinação da solda compreende no máximo 7,0 % em peso, mais preferivelmente, no máximo 6,0 % em peso, ainda mais preferivelmente, no máximo 5,0 % em peso, preferivelmente, no máximo 4,6 % em peso, mais preferivelmente, no máximo 4,3 % em peso, ainda mais preferivelmente, no máximo 4,0 % em peso, preferivelmente, no máximo 3,9 % em peso, mais preferivelmente, no máximo 3,8 % em peso, preferivelmente, no máximo 3,7 % em peso, mais preferivelmente, no máximo 3,6 % em peso, ainda mais preferivelmente, no máximo 3,5 % em peso de cobre. Os requerentes descobriram que ter menos cobre na primeira escória de refinação da solda também reduz o teor de cobre da primeira composição de metal de solda bruta obtido na etapa e), pelo fato de que o cobre, tipicamente, também é reduzido na etapa e) e a maior parte do cobre termina como parte da primeira composição de metal de solda bruta resultante. A primeira composição de metal de solda bruta, usualmente, precisa ser submetida às etapas de purificação adicionais para reduzir a presença de metais, exceto estanho, chumbo e antimônio, no metal de solda bruta, por exemplo, antes desta composição de metal de solda bruta se tornar adequada para a recuperação de produtos de estanho e/ou chumbo de alta pureza. Isto inclui a remoção de cobre. Tal tratamento, por exemplo, pode ser com metal de silício, conforme descrito no DE 102012005401 A1. O metal de silício é um produto químico de processo bastante caro e o tratamento resulta em um composto de silício do metal contaminante como um subproduto que precisa ser retrabalhado ou descartado. O cobre arrastado no primeiro metal de solda bruta, assim, causa um aumento de consumo de metal de silício em tal etapa de purificação. Assim, é vantajoso limitar o cobre na primeira escória de refinação da solda.

[052]A composição de metal de solda bruta que é obtida a partir do processo, de acordo com a presente invenção, isto é, a primeira composição de metal de solda bruta obtida a partir da etapa e) e/ou a segunda composição de metal de solda bruta obtida a partir da etapa n), conforme descrito adicionalmente abaixo, pode ser adicionalmente tratada para remover mais de seus contaminantes, em particular, cobre. Isto pode ser realizado contatando a composição de metal de solda bruta, como um líquido fundido, com silício e/ou alumínio elementar, elementos que se ligam sob as condições de operação com Cu, Ni e/ou Fe e formam uma fase separada de liga de silicieto e/ou alumineto. Os requerentes preferem usar sucata contendo silício e/ou alumínio. Preferivelmente, o material adicionado compreende ainda Sn e/ou Pb, pelo fato de que estes metais são facilmente atualizados nos produtos principais quando respectivos introduzidos neste estágio do processo. Por causa da presença típica de Sb e As na composição de metal de solda bruta, os requerentes preferem usar silício e evitar alumínio, embora este, usualmente, esteja mais facilmente disponível e seja mais reativo. Isto evita a formação de H2S, um gás tóxico, e reações mais exotérmicas no vaso de tratamento, e, também, evita que o subproduto de fase de liga resultante, em contato com água, possa gerar estibina e/ou arsina, gases altamente tóxicos. Os requerentes descobriram que a alimentação de silício para esta etapa de tratamento pode conter uma quantidade limitada de ferro (Fe), facilmente, mais do que 1 % em peso e, facilmente, até 5 % em peso ou ainda até 10 % em peso de Fe. O processo pode, assim, ser operado usando produtos de Si que são inaceitáveis para outros consumidores de silício, tais como material rejeitado a partir da linha de produção, e que, assim, pode estar mais facilmente disponível. Os requerentes descobriram que a carga de processamento deste Fe extra, que também se liga a Si, é tipicamente, facilmente compensada pelas condições vantajosas para o fornecimento da fonte de silício.

[053]Os requerentes preferem alimentar a alimentação contendo silício em uma forma granular, por exemplo, com um tamanho de grão de 2 a 35 mm, por um lado, para limitar as perdas por poeira e oxidação da superfície, e, por outro lado, para fornecer superfície suficiente para as reações químicas intencionadas e evitar que a peneira obstrua o depósito alimentador. Uma forma de pó da alimentação contendo silício para esta etapa de refinação é, preferivelmente, injetada na etapa de tratamento.

[054]Os requerentes preferem apresentar a composição de metal de solda bruta em uma temperatura de pelo menos 800 °C antes de iniciar a adição do silício e/ou alumínio. Nesta etapa de tratamento adicional com silício, várias da reações químicas são exotérmicas e as reações com níquel e com ferro são mais fortemente exotérmicas do que a reação com cobre. Os requerentes, portanto, preferem impulsionar a reação adicionando mais alimentação contendo silício pelo menos até que a temperatura no vaso de reação comece a reduzir novamente, um ponto que indica que Fe e/ou Ni estão quase esgotados e Cu começa a reagir. A quantidade extra de Si a ser adicionada depois, pode ser facilmente determinada com base no teor de Cu da composição de metal de solda bruta e, consequentemente, é previsível de maneira fácil e precisa.

[055]Os requerentes preferem realizar este tratamento com silício em uma assim chamado “concha trêmula”, isto é, um forno que se move horizontalmente seguindo um caminho elíptico, pelo fato de que combina um desempenho de mistura bastante intenso com uma exposição limitada ao oxigênio na atmosfera, e um custo de investimento limitado. Se a alimentação a este tratamento for bastante fria para uma concha trêmula, a etapa de tratamento é, preferivelmente, realizada em um conversor giratório moldado por sopro superior (TBRC) por causa das capacidades de aquecimento aperfeiçoadas.

[056]Os requerentes preferem monitorar a adição de silício analisando as amostras da fase de silicieto sobrenadante para Ni e Si e adicionar Si suficiente para evitar a formação de uma 3a fase contendo Cu e Sn após o resfriamento, cuja fase extra reteria Sn que mais preferivelmente deve terminar no produto de solda bruta tratado da etapa de tratamento.

[057]Os requerentes preferem operar esta etapa de tratamento em bateladas. Após a conclusão da reação, os requerentes preferem despejar o conteúdo do reator total em conchas de separação/batida para resfriamento, o que resulta na solidificação, primeiro, da fase de liga sobrenadante contendo os contaminantes. A composição de metal de solda bruta fundido embaixo depois pode ser drenada ou roscada, e a crosta sólida remanescente na concha pode ser recuperada, como um produto que pode ser chamado de “fase cupro”, preferivelmente, para recuperar seus metais de interesse, preferivelmente, reciclando esta fase cupro em uma etapa do processo pirometalúrgico a montante adequada. Os requerentes preferem despejar o conteúdo do reator nas conchas de separação/batida para resfriamento em uma temperatura de no máximo 950 °C, pelo fato de que isto prolonga a vida útil das conchas, preferivelmente, fabricadas de aço fundido. Os requerentes descobriram que a crosta pode ser facilmente removida da concha de separação/batida, preferivelmente, simplesmente girando a concha de cabeça para baixo, enquanto a última ainda está quente, o que traz a vantagem de que a concha está facilmente disponível para a próxima campanha, evitando a perda de tempo e calor entre dois usos sucessivos. Uma concha de separação vazia é, preferivelmente, mantida quente até seu próximo uso, de modo a prolongar adicionalmente seu tempo de vida útil. Durante este aquecimento, a concha vazia é, preferivelmente, apoiada de lado em um suporte de pré-aquecimento, uma posição que permite uma operação fácil para a ponte rolante.

[058]A fase cupro recuperada depois é, preferivelmente, novamente derretida, opcionalmente, com a adição de Pb extra, tal como material de sucata de Pb, e, preferivelmente, em um tipo de forno TBRC, tal que qualquer solda que foi capturado na crosta seja presa em uma fase metálica rica em Pb que pode ser drenada (e solidificada) para processamento adicional. Esta “lavagem” da fase cupro com Pb pode ser repetida, por causa da recuperação extra de Sn que pode ser obtido, desde que Si elementar suficiente ainda esteja presente. Os requerentes acreditam que Sn está presente na fase cupro também como parte de um composto intermetálico formado com Cu. O Pb adicionado é, presumivelmente, capaz de quebrar este composto intermetálico. O Cu depois pode reagir para formar seu silicieto ainda com Si disponível e o Sn liberado pode dissolver na fase líquida contendo Pb.

[059]A lavagem da fase cupro com Pb traz a vantagem de que mais Sn é recuperado e este Sn extra termina em um fluxo que já está em um caminho para a recuperação de um produto de estanho de alta pureza. Pb é particularmente adequado como material de lavagem pelo fato de que, graças a sua alta densidade, é capaz de obter uma separação relativamente rápida e clara da fase metálica da fase cupro sólida lavada.

[060]O líquido de lavagem, isto é, Pb fundido ainda contendo o Sn lavado, pode ser facilmente introduzido na solda bruta que é preparada para destilação a vácuo, conforme descrito no WO 2018/060202 A1, onde pode ser útil trazer a razão Pb/Sn de tal fluxo mais perto do seu alvo para um processamento adicional otimizado.

[061]A fase cupro lavada depois pode ser reciclada em vários etapas de processo a montante, com o propósito de recuperar seu teor de Cu e/ou Ni e/ou gerar energia pela reação fortemente exotérmica quando silício elementar remanescente oxida a pelo menos um de seus óxidos. Etapas adequadas, para reciclar a fase cupro lavada, são a etapas de refinação de cobre b), h) e j), a etapa de processamento de escória c), e a etapa de fundição a montante, conforme definido neste documento. Os requerentes descobriram que a fase cupro lavada pode se tornar suficientemente escassa em Sn e/ou Pb, tal que pode ser introduzida no forno onde a primeira composição metálica com alto teor de cobre, que é removida do processo depois da etapa l), pode ser preparada para ser fundida em ânodos de cobre compreendendo impurezas, tais como níquel.

[062]Preferivelmente, a primeira escória de refinação da solda compreende pelo menos 1,0 % em peso de cobre, mais preferivelmente, pelo menos 1,5 % em peso, ainda mais preferivelmente, pelo menos 2,0 % em peso, preferivelmente, pelo menos 2,5 % em peso, mais preferivelmente, pelo menos 3,0 % em peso, ainda mais preferivelmente, pelo menos 3,5 % em peso de cobre. Os requerentes descobriram que é vantajoso tolerar algum cobre na primeira escória de refinação da solda e permanecer acima do menor limite, conforme especificado. Os requerentes descobriram que isto é para o benefício das etapas de processo a montante, assim como para o benefício das matérias-primas que estas etapas de processo a montante são capazes de aceitar. Nestes níveis, uma presença maior de cobre, usualmente, também significa uma presença maior de estanho e/ou chumbo, o que pode ser altamente vantajoso. Os benefícios técnicos representam vantagens que equilibram a carga trazida pela presença de cobre na primeira escória de refinação da solda e, como um resultado, a presença de cobre na primeira composição de metal de solda bruta.

[063]Em uma forma de realização do processo, de acordo com a presente invenção, a primeira escória de refinação da solda compreende no máximo 4,0 % em peso e, opcionalmente, pelo menos 0,2 % em peso de níquel, preferivelmente, no máximo 3,5 % em peso, mais preferivelmente, no máximo 3,0 % em peso, ainda mais preferivelmente, no máximo 2,5 % em peso, preferivelmente, no máximo 2,0 % em peso, mais preferivelmente, no máximo 1,5 % em peso, ainda mais preferivelmente, no máximo 1,0 % em peso de níquel. Os requerentes descobriram que níquel se comporta muito similarmente ao cobre na etapa e). As vantagens de manter o teor de níquel da primeira escória de refinação da solda dentro dos limites prescritos são, portanto, similares àquelas descritas para cobre, ou para cobre e níquel juntos, em outras partes deste documento. Preferivelmente, a primeira escória de refinação da solda compreende pelo menos 0,20 % em peso de níquel, mais preferivelmente, pelo menos 0,25 % em peso, ainda mais preferivelmente, pelo menos 0,30 % em peso, preferivelmente, pelo menos 0,35 % em peso, mais preferivelmente, pelo menos 0,40 % em peso, ainda mais preferivelmente, pelo menos 0,45 % em peso de níquel. Isto traz a vantagem de que as etapas de processo a montante a partir das quais a primeira escória de refinação da solda é obtida, são capazes de aceitar matérias-primas que contêm níquel. Estas matérias-primas são, por causa de seu teor de níquel, menos aceitáveis em outros processos, e, portanto, podem estar mais abundantemente disponíveis e em condições economicamente mais atrativas.

[064]Em uma forma de realização do processo, de acordo com a presente invenção, a primeira escória de refinação da solda compreende no máximo 10,0 % em peso de cobre e níquel, preferivelmente, no máximo 9,0 % em peso, mais preferivelmente, no máximo 8,0 % em peso, ainda mais preferivelmente, no máximo 7,0 % em peso, ainda mais preferivelmente, no máximo 6,0 % em peso, preferivelmente, no máximo 5,5 % em peso, mais preferivelmente, no máximo 5,0 % em peso, ainda mais preferivelmente, no máximo 4,5 % em peso, preferivelmente, no máximo 4,0 % em peso, mais preferivelmente, no máximo 3,5 % em peso, ainda mais preferivelmente, no máximo 3,0 % em peso de cobre e níquel. Os requerentes descobriram que menores quantidades de cobre e/ou níquel na primeira escória de refinação da solda deixam mais espaço para metais mais facilmente oxidáveis, tais como ferro, que tendem a reduzir a viscosidade da fase de escória, que é benéfica para uma qualidade satisfatória e separação rápida da fase metálica e da fase de escória no forno, particularmente, como parte da etapa e).

[065]Em uma forma de realização do processo, de acordo com a presente invenção, a primeira escória de refinação da solda compreende pelo menos 10 % em peso e, opcionalmente, no máximo 30 % em peso de ferro. Preferivelmente, a primeira escória de refinação da solda compreende pelo menos 11 % em peso de ferro, mais preferivelmente, pelo menos 12 % em peso, ainda mais preferivelmente, pelo menos 13 % em peso, preferivelmente, pelo menos 14 % em peso, mais preferivelmente, pelo menos 15 % em peso, ainda mais preferivelmente, pelo menos 16 % em peso, preferivelmente, pelo menos 17 % em peso, mais preferivelmente, pelo menos 18 % em peso, ainda mais preferivelmente, pelo menos 19 % em peso, preferivelmente, pelo menos 20 % em peso, mais preferivelmente, pelo menos 21 % em peso, ainda mais preferivelmente, pelo menos 22 % em peso de ferro. Preferivelmente, a primeira escória de refinação da solda compreende no máximo 29 % em peso de ferro, mais preferivelmente, no máximo 28 % em peso, ainda mais preferivelmente, no máximo 27 % em peso, preferivelmente, no máximo 26 % em peso, mais preferivelmente, no máximo 25 % em peso, ainda mais preferivelmente, no máximo 24 % em peso, preferivelmente, no máximo 23 % em peso, mais preferivelmente, no máximo 22 % em peso, ainda mais preferivelmente, no máximo 21 % em peso, preferivelmente, no máximo 20 % em peso de ferro. Os requerentes descobriram que ferro é um agente redutor vantajoso para metais que apresentam sob as condições de processo uma menor afinidade por oxigênio do que ferro, tais como cobre, níquel, estanho e chumbo. Os requerentes, portanto, preferem ter uma presença de ferro na primeira escória de refinação da solda, de acordo com os limites especificados, pelo fato de que isto permite que uma etapa do processo a montante utilize quantidades significantes de ferro como um agente redutor, que, por exemplo, traz a vantagem de tornar muitas das etapas de processo a montante mais eficazes em termos de energia. Outra vantagem é que, também, os critérios de permissão para matérias-primas destas etapas de processo a montante estão relaxadas, o que, assim, permite aceitar matérias-primas que podem estar mais abundantemente disponíveis e em condições economicamente mais atrativas.

[066]Em uma forma de realização do processo, de acordo com a presente invenção, a primeira escória de refinação da solda compreende pelo menos 0,003 % em peso de antimônio, preferivelmente, pelo menos 0,004 % em peso, mais preferivelmente, pelo menos 0,005 % em peso, ainda mais preferivelmente, pelo menos 0,010 % em peso, preferivelmente, pelo menos 0,015 % em peso, mais preferivelmente, pelo menos 0,020 % em peso, ainda mais preferivelmente, pelo menos 0,025 % em peso, preferivelmente, pelo menos 0,030 % em peso, e, opcionalmente, no máximo 0,200 % em peso, preferivelmente, no máximo 0,180 % em peso, mais preferivelmente, no máximo 0,150 % em peso, ainda mais preferivelmente, no máximo 0,100 % em peso de antimônio, preferivelmente, no máximo 0,090 % em peso, mais preferivelmente, no máximo 0,080 % em peso, ainda mais preferivelmente, no máximo 0,070 % em peso, preferivelmente, no máximo 0,060 % em peso, mais preferivelmente, no máximo 0,050 % em peso, ainda mais preferivelmente, no máximo 0,040 % em peso, ainda mais preferivelmente, no máximo 0,030 % em peso de antimônio. Os requerentes descobriram que, também, a maior parte do antimônio como parte da primeira escória de refinação da solda é, tipicamente, reduzida como parte da etapa e), e a maior parte termina como parte da primeira composição de metal de solda bruta. Os requerentes descobriram ainda que uma quantidade de antimônio pode ser aceitável nas etapas de processo realizadas na primeira composição de metal de solda bruta, mesmo quando estas têm o objetivo de recuperar produtos de estanho e/ou chumbo de alta pureza principais. Os requerentes descobriram que uma quantidade de antimônio pode ser aceitável e até desejável em alguns destes produtos metálicos principais de maior pureza. Os requerentes, entretanto, descobriram que a capacidade de acomodar antimônio nestes processos a jusante é limitada com respeito à quantidade de chumbo que está presente. Os requerentes, portanto, também preferem cumprir os limites superiores especificados para antimônio como parte da primeira escória de refinação da solda.

[067]Em uma forma de realização do processo, de acordo com a presente invenção, a primeira composição de metal de solda bruta compreende pelo menos 65 % em peso de estanho e chumbo, preferivelmente, pelo menos 67 % em peso, mais preferivelmente, pelo menos 69 % em peso, ainda mais preferivelmente, pelo menos 70 % em peso, preferivelmente, pelo menos 72 % em peso, mais preferivelmente, pelo menos 74 % em peso, preferivelmente, pelo menos 75 % em peso, mais preferivelmente, pelo menos 76 % em peso, ainda mais preferivelmente, pelo menos 77 % em peso de estanho e chumbo. Os requerentes descobriram que uma quantidade maior de estanho e chumbo presente na primeira composição de metal de solda bruta permite um volume maior de estanho de alta pureza e de chumbo de alta pureza que podem ser recuperados a partir da mesma, produtos que são de alto valor econômico.

[068]Em uma forma de realização do processo, de acordo com a presente invenção, a primeira composição de metal de solda bruta compreende pelo menos 5,0 % em peso de estanho, preferivelmente, pelo menos 7,5 % em peso, mais preferivelmente, pelo menos 10,0 % em peso, ainda mais preferivelmente, pelo menos 15,0 % em peso, preferivelmente, pelo menos 17 % em peso, mais preferivelmente, pelo menos 19 % em peso, ainda mais preferivelmente, pelo menos 20 % em peso, preferivelmente, pelo menos 21 % em peso, mais preferivelmente, pelo menos 22 % em peso de estanho. Os requerentes descobriram que, quanto mais estanho estiver presente na primeira composição de metal de solda bruta, maior o volume de estanho de alta pureza que pode ser recuperado a partir da mesma.

[069]Em uma forma de realização do processo, de acordo com a presente invenção, a primeira composição de metal de solda bruta compreende pelo menos 45 % em peso de chumbo, preferivelmente, pelo menos 47,5 % em peso, mais preferivelmente, pelo menos 50 % em peso, ainda mais preferivelmente, pelo menos 52 % em peso, preferivelmente, pelo menos 53 % em peso, mais preferivelmente, pelo menos 54 % em peso, ainda mais preferivelmente, pelo menos 55 % em peso de chumbo. Os requerentes descobriram que, quanto mais chumbo estiver presente na primeira composição de metal de solda bruta, maior o volume de chumbo de alta pureza que pode ser recuperado a partir da mesma, isto é, produtos comerciais que desfrutam de prêmios econômicos significantes. O chumbo ainda traz a vantagem, em quaisquer separações de fase que ocorram a jusante durante o processamento adicional da primeira composição de metal de solda bruta, de que os fluxos de metal líquido compreendendo o chumbo apresentam uma densidade maior e, portanto, se separam mais facilmente por gravidade a partir de qualquer fase de escória ou escória sobrenadante. Uma vantagem adicional é que as matérias-primas do processo global podem conter mais chumbo, tal que uma variedade mais ampla de matérias-primas se torne aceitável, trazendo o benefício de uma seleção mais ampla de matérias- primas possíveis, possivelmente, incluindo matérias-primas que estão mais abundantemente disponíveis e em condições mais atrativas.

[070]Em uma forma de realização do processo, de acordo com a presente invenção, a primeira composição de metal de solda bruta compreende no máximo 26,5 % em peso de cobre e níquel, preferivelmente, no máximo 25,0 % em peso, mais preferivelmente, no máximo 22,5 % em peso, ainda mais preferivelmente, no máximo 20,0 % em peso, preferivelmente, no máximo 17,5 % em peso, mais preferivelmente, no máximo 16,0 % em peso, ainda mais preferivelmente, no máximo 15,5 % em peso de cobre e níquel. Os requerentes descobriram que ter menos cobre e níquel na primeira composição de metal de solda bruta obtido na etapa e) é vantajoso. A primeira composição de metal de solda bruta, usualmente, precisa ser submetida às etapas de purificação adicionais para reduzir a presença de metais, exceto estanho, chumbo e antimônio, na composição de metal de solda bruta, por exemplo, antes desta composição de metal de solda bruta se tornar adequada para a recuperação de produtos de estanho e/ou chumbo de alta pureza. Isto inclui a remoção de cobre e níquel. Tal tratamento, por exemplo, pode ocorrer com metal de silício, conforme descrito no DE 102012005401 A1. O metal de silício é um produto químico de processo bastante caro e o tratamento resulta nos compostos de silício dos metais contaminantes como subproduto que precisa ser retrabalhado ou descartado. O cobre e níquel que são arrastados no primeiro metal de solda bruta, assim, causam um aumento de consumo de metal de silício em tal etapa de purificação. Assim, é vantajoso limitar o cobre e níquel na primeira composição de metal de solda bruta, de acordo com os limites superiores prescritos.

[071]Em uma forma de realização do processo, de acordo com a presente invenção, a primeira composição de metal de solda bruta compreende no máximo 17,5 % em peso de cobre, preferivelmente, no máximo 15 % em peso, mais preferivelmente, no máximo 14 % em peso, ainda mais preferivelmente, no máximo 13 % em peso, preferivelmente, no máximo 12 % em peso, mais preferivelmente, no máximo 11 % em peso de cobre. Pelas razões explicadas acima para cobre e níquel juntos, os requerentes preferem limitar o cobre na primeira composição de metal de solda bruta, de acordo com o limite superior prescrito.

[072]Em uma forma de realização do processo, de acordo com a presente invenção, a primeira composição de metal de solda bruta compreende no máximo 9,0 % em peso de níquel, preferivelmente, no máximo 7,0 % em peso, mais preferivelmente, no máximo 5,0 % em peso, ainda mais preferivelmente, no máximo 4,0 % em peso, preferivelmente, no máximo 3,0 % em peso, mais preferivelmente, no máximo 2,0 % em peso de níquel. Pelas razões explicadas acima para cobre e níquel juntos, os requerentes preferem limitar o níquel na primeira composição de metal de solda bruta, de acordo com o limite superior prescrito.

[073]Em uma forma de realização do processo, de acordo com a presente invenção, a primeira composição de metal de solda bruta compreende no máximo 8 % em peso de ferro, preferivelmente, no máximo 8,0 % em peso, mais preferivelmente, no máximo 7,5 % em peso, ainda mais preferivelmente, no máximo 7,0 % em peso, preferivelmente, no máximo 6,5 % em peso, mais preferivelmente, no máximo 6,0 % em peso, ainda mais preferivelmente, no máximo 5,5 % em peso, preferivelmente, no máximo 5,0 % em peso, mais preferivelmente, no máximo 4,5 % em peso, ainda mais preferivelmente, no máximo 4,0 % em peso, preferivelmente, no máximo 3,5 % em peso de ferro. Os requerentes descobriram que ter menos ferro na primeira composição de metal de solda bruta obtido na etapa e) é vantajoso. A primeira composição de metal de solda bruta, usualmente, precisa ser submetida a pelo menos uma etapa de purificação adicional para reduzir a presença de metais, exceto estanho, chumbo e antimônio, na composição de metal de solda bruta, por exemplo, antes desta composição de metal de solda bruta se tornar adequada para a recuperação de produtos de estanho e/ou chumbo de alta pureza. Isto inclui a remoção de ferro. Tal tratamento, por exemplo, pode ocorrer com metal de silício, conforme descrito no DE 102012005401 A1. O metal de silício é um produto químico de processo bastante caro e o tratamento resulta em um composto de silício do metal contaminante como um subproduto que precisa ser retrabalhado ou descartado. O ferro que é arrastado no primeiro metal de solda bruta, assim, causa um aumento de consumo de metal de silício em tal etapa de purificação. Assim, é vantajoso limitar o ferro na primeira composição de metal de solda bruta, de acordo com os limites superiores prescritos.

[074]Em uma forma de realização do processo, de acordo com a presente invenção, a segunda escória de refinação da solda compreende no máximo 2,0 % em peso junto de cobre e níquel, preferivelmente, no máximo 1,5 % em peso, mais preferivelmente, no máximo 1,0 % em peso, ainda mais preferivelmente, no máximo 0,5 % em peso, preferivelmente, no máximo 0,45 % em peso, mais preferivelmente, no máximo 0,40 % em peso junto de cobre e níquel. Menos cobre e níquel na segunda escória de refinação da solda significa que também existe menos cobre e níquel na primeira composição de metal de solda bruta, que no final da etapa e) está em equilíbrio com a segunda escória de refinação da solda. As vantagens de ter menos cobre e níquel na segunda escória de refinação da solda, portanto, incluem as vantagens explicadas em outras partes deste documento em relação a ter menos cobre e/ou níquel na primeira escória de refinação da solda. Além disso, essa característica traz o benefício adicional que menos cobre e níquel podem acabar na segunda composição de metal com base em chumbo-estanho obtida na etapa f) e precisariam ser recuperados a partir da mesma. Outra vantagem é que mais volume de forno fica disponível para a etapa f), permitindo que uma quantidade maior de alimentos frescos seja introduzida como parte da etapa f).

[075]Em uma forma de realização do processo, de acordo com a presente invenção, a segunda escória de refinação da solda compreende no máximo 8,0 % em peso e, opcionalmente, pelo menos 1,0 % em peso junto de estanho e chumbo, preferivelmente, no máximo 7,0 % em peso, mais preferivelmente, no máximo 6,0 % em peso, ainda mais preferivelmente, no máximo 5,0 % em peso, preferivelmente, no máximo 4,5 % em peso, mais preferivelmente, no máximo 4,0 % em peso, ainda mais preferivelmente, no máximo 3,5 % em peso junto de estanho e chumbo. Os requerentes descobriram que é vantajoso limitar a presença de estanho e chumbo na segunda escória de refinação da solda no final da etapa e) pelo fato de que a maior parte dessas quantidades de estanho e chumbo que precisam ser recuperadas na etapa f), terminam na segunda composição de metal com base em chumbo-estanho, e precisam ser processadas adicionalmente para sua recuperação em produtos metálicos de alta qualidade. Também é importante recuperar o estanho e, em particular, o chumbo a montante da produção da segunda escória gasta na etapa f). Tipicamente, qualquer estanho e/ou chumbo que acabam em uma escória gasta representa uma perda de metais valiosos a partir do processo, e podem impor tratamento adicional antes que a escória gasta possa ser descartada ou ser adequada para o uso em uma aplicação economicamente mais valiosa.

[076]Por outro lado, os requerentes também preferem ter pelo menos 1,5 % em peso junto de estanho e chumbo na segunda escória de refinação da solda, preferivelmente, pelo menos 2,0 % em peso, mais preferivelmente, pelo menos 2,5 % em peso, ainda mais preferivelmente, pelo menos 3,0 % em peso, preferivelmente, pelo menos 3,5 % em peso. Isso traz a vantagem de também ter mais estanho e chumbo juntos na primeira composição de metal de solda bruta, que no final da etapa e) deve estar em equilíbrio com a segunda escória de refinação da solda, e do qual as vantagens foram explicadas em outras partes deste documento.

[077]Em uma forma de realização do processo, de acordo com a presente invenção, a segunda composição de metal com base em chumbo-estanho compreende pelo menos 60 % em peso e, opcionalmente, no máximo 90 % em peso junto de cobre e níquel, preferivelmente, pelo menos 65 % em peso, mais preferivelmente, pelo menos 68 % em peso, ainda mais preferivelmente, pelo menos 70 % em peso, ainda mais preferivelmente, pelo menos 72 % em peso junto de cobre e níquel. Os requerentes descobriram que uma quantidade alta de cobre e níquel juntos, em particular, uma quantidade alta de cobre, na segunda composição de metal com base em chumbo-estanho no final da etapa f) é vantajosa. O cobre e também o níquel atuam na etapa f) como agentes extratores para outros metais valiosos, em particular, para estanho e chumbo, e o equilíbrio de fase de cobre e níquel torna isso possível nas condições corretas, sem causar ao mesmo tempo uma perda inaceitável alta de cobre e/ou níquel na segunda escória gasta.

[078]Por outro lado, os requerentes preferem que a segunda composição de metal com base em chumbo-estanho compreenda no máximo 85 % em peso, preferivelmente, no máximo 82 % em peso, mais preferivelmente, no máximo 80 % em peso, ainda mais preferivelmente, no máximo 77,5 % em peso, preferivelmente, no máximo 75 % em peso junto de cobre e níquel. Isso deixa mais espaço para recuperar estanho e/ou chumbo e reduzir a perda de estanho e/ou chumbo na escória gasta a partir da etapa f). Os requerentes também descobriram que a complacência com este limite superior reduz fortemente a perda de metais valiosos, em particular, de cobre, na escória gasta no final da etapa f).

[079]Em uma forma de realização do processo, de acordo com a presente invenção, a segunda composição de metal com base em chumbo-estanho compreende pelo menos 12 % em peso junto de estanho e chumbo, preferivelmente, pelo menos 15 % em peso, mais preferivelmente, pelo menos 17 % em peso, ainda mais preferivelmente, pelo menos 18 % em peso, preferivelmente, pelo menos 19 % em peso, mais preferivelmente, pelo menos 20 % em peso, ainda mais preferivelmente, pelo menos 21 % em peso, preferivelmente, pelo menos 22 % em peso junto de estanho e chumbo. Os requerentes descobriram que uma presença mínima de metais exceto cobre, tal como uma presença mínima junto de estanho e chumbo, na fase metálica no final da etapa f) traz a vantagem que menos cobre seja perdido na segunda escória gasta que está no final da etapa f) em equilíbrio com a mesma.

[080]Em uma forma de realização do processo, de acordo com a presente invenção, a segunda composição de metal com base em chumbo-estanho compreende pelo menos 60 % em peso e, opcionalmente, no máximo 85 % em peso de cobre, preferivelmente, pelo menos 65 % em peso, mais preferivelmente, pelo menos 67 % em peso, ainda mais preferivelmente, pelo menos 69 % em peso, preferivelmente, pelo menos 70 % em peso, mais preferivelmente, pelo menos 71 % em peso de cobre. Os requerentes descobriram que, em particular, uma quantidade alta de cobre na segunda composição de metal com base em chumbo-estanho no final da etapa f) é vantajosa. O cobre atua na etapa f) como um agente de extração para outros metais valiosos, em particular, para estanho e chumbo, e o equilíbrio de fase de cobre torna isso possível nas condições corretas, sem causar ao mesmo tempo uma perda inaceitável alta de cobre na segunda escória gasta.

[081]Por outro lado, os requerentes preferem que a segunda composição de metal com base em chumbo-estanho compreenda no máximo 82,5 % em peso, preferivelmente, no máximo 80 % em peso, mais preferivelmente, no máximo 77,5 % em peso, ainda mais preferivelmente, no máximo 75 % em peso, preferivelmente, no máximo 72,5 % em peso de cobre. Isso deixa mais espaço para recuperar estanho e/ou chumbo e reduzir a perda de estanho e/ou chumbo na escória gasta a partir da etapa f). Os requerentes também descobriram que a complacência com este limite superior reduz fortemente a perda de cobre valioso na escória gasta no final da etapa f).

[082]Em uma forma de realização do processo, de acordo com a presente invenção, a segunda escória gasta compreende no máximo 2,5 % em peso junto de estanho e chumbo, preferivelmente, no máximo 2,0 % em peso, mais preferivelmente, no máximo 1,5 % em peso, ainda mais preferivelmente, no máximo 1,00 % em peso, preferivelmente, no máximo 0,95 % em peso junto de estanho e chumbo.

[083]Em uma forma de realização do processo, de acordo com a presente invenção, a segunda escória gasta compreende no máximo 2,0 % em peso junto de cobre e níquel, preferivelmente, no máximo 1,5 % em peso, mais preferivelmente, no máximo 1,0 % em peso, ainda mais preferivelmente, no máximo 0,75 % em peso, preferivelmente, no máximo 0,60 % em peso junto de cobre e níquel.

[084]Em uma forma de realização do processo, de acordo com a presente invenção, a segunda escória gasta compreende no máximo 2,0 % em peso de cobre, preferivelmente, no máximo 1,5 % em peso, mais preferivelmente, no máximo 1,0 % em peso, ainda mais preferivelmente, no máximo 0,70 % em peso de cobre.

[085]Os limites superiores especificados na presença de cobre, níquel, estanho, chumbo e qualquer combinação destes metais juntos, cada um individualmente traz o benefício que o valor econômico das quantidades dos metais alvo que saem do processo com a segunda escória gasta a partir da etapa f) é mantido limitado. Isto reduz a necessidade ou o desejo de fornecer etapas adicionais do processo na segunda 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 segunda escória gasta possa ser descartada ou antes da escória ser considerada aceitável em uma aplicação ou uso final economicamente mais atraente.

[086]Na segunda escória gasta do processo, de acordo com a presente invenção, é recuperada a maior parte dos elementos que, nas condições do processo, possuem uma maior afinidade por oxigênio do que estanho e/ou chumbo e/ou cobre e/ou níquel. Isto é particularmente válido para metais, tais como zinco, cromo, manganês, vanádio, titânio, ferro, alumínio, sódio, potássio, cálcio e outros metais alcalinos e alcalino-terrosos, mas também para outros elementos, tais como silício ou fósforo. Qualquer um desses elementos que termina na segunda escória gasta é removido do processo, e não ocupa volume de forno útil em comparação com quando seria reciclado em uma etapa do processo a montante.

[087]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).

[088]Os requerentes descobriram que o terceiro agente redutor permite conduzir o resultado da etapa de redução f) para a separação desejada de metais valiosos na segunda composição de metal com base em chumbo-estanho e manter metais rejeitados na segunda escória gasta. Os requerentes descobriram que o terceiro agente redutor pode ser um gás, tal como metano ou gás natural, mas também pode ser um sólido ou um líquido, tal como carbono, um hidrocarboneto, até mesmo alumínio ou ferro.

[089]Em uma forma de realização do processo, de acordo com a presente invenção, o terceiro agente redutor compreende e, preferivelmente, é um metal que apresenta, nas condições do processo, uma maior afinidade por oxigênio do que estanho, chumbo, cobre e níquel, preferivelmente, metal de ferro, mais preferivelmente, sucata. Os requerentes preferem usar ferro, preferivelmente, sucata como o agente redutor, por causa de 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 exige menos aquecimento adicional, de modo a manter ou atingir a temperatura desejada. Os requerentes descobriram que esse benefício pode ser suficientemente grande, tal que o aquecimento adicional pela queima de um combustível usando ar e/ou oxigênio possa ser limitado ou até menos dificilmente necessário, de modo a atingir a temperatura desejada. Os requerentes descobriram ainda que a etapa f) pode se beneficiar adicionalmente da adição de sílica, conforme explicado em outra parte deste documento.

[090]Os requerentes preferem adicionar à etapa f) uma quantidade de terceiro agente redutor que é rica em ferro, preferivelmente, como vários materiais de metal, pelo fato de que estes vários materiais de metal estão mais prontamente disponíveis em condições vantajosas do que o estanho de maior pureza, cobre de maior pureza ou ferro de maior pureza. Outro material adequado pode ser motores elétricos, preferivelmente, tais motores depois do uso, por causa do seu alto teor de ferro para os núcleos e cobre para os enrolamentos. Os requerentes descobriram que o cobre e/ou estanho podem ser facilmente mantidos na fase metálica e impedidos de passar para a fase de escória, enquanto qualquer ferro contido nesta alimentação fresca contendo cobre se move prontamente na fase de escória como óxido de ferro, enquanto ajuda na redução química de outros metais que, nas condições do processo, apresentam uma menor afinidade pelo oxigênio do que pelo ferro.

[091]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), preferivelmente, para a primeira escória de refinação da solda antes de reduzir a primeira escória de refinação da solda. Os requerentes descobriram ainda que para realizar a redução na etapa e), além do fluxo de metal que pode ser adicionado na etapa e) ou como uma alternativa, um agente redutor pode ser adicionado 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, tal como metano ou gás natural, mas também pode ser um sólido ou um líquido, tal como carbono, um hidrocarboneto, até mesmo alumínio ou ferro.

[092]Em uma forma de realização do processo, de acordo com a presente invenção, o segundo agente redutor compreende e, preferivelmente, é um metal que possui nas condições do processo uma maior afinidade por oxigênio do que estanho, chumbo, cobre e níquel, preferivelmente, o segundo agente redutor compreende metal de ferro, mais preferivelmente, sucata. Os requerentes preferem usar ferro, preferivelmente, sucata como o agente redutor, por causa de 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 exige menos aquecimento adicional, de modo a manter ou atingir a temperatura desejada. Os requerentes descobriram que esse benefício pode possivelmente ser suficientemente grande para que o aquecimento adicional pela queima de um combustível usando ar e/ou oxigênio seja limitado ou até mesmo dificilmente necessário, de modo a atingir a temperatura desejada. Os requerentes descobriram ainda que a etapa e) pode se beneficiar adicionalmente da adição de sílica, conforme explicado em outra parte deste documento.

[093]Em uma forma de realização do processo, de acordo com a presente invenção, uma primeira alimentação fresca contendo Pb e/ou Sn é adicionada à etapa e), preferivelmente, à primeira escória de refinação da solda antes de reduzir a primeira escória de refinação da solda, preferivelmente, à primeira alimentação fresca contendo Pb e/ou Sn compreendendo e mais preferivelmente sendo principalmente a escória obtida a partir do processamento a jusante dos fluxos concentrados de Pb e/ou Sn.

[094]Os requerentes descobriram 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, nas condições do processo, possuem uma maior afinidade por oxigênio do que estanho e chumbo. Sua adição à etapa e) traz a vantagem de que o estanho e/ou chumbo é prontamente recuperado como parte da primeira composição de metal de solda bruta, e é retirado do processo, enquanto os chamados metais “menos nobres” possuem um caminho do processo curto e reto na segunda escória gasta produzida na etapa f) a jusante.

[095]Os requerentes descobriram que a etapa e) é muito adequada para recuperar estanho e/ou chumbo e, opcionalmente, antimônio e/ou arsênio, em matérias-primas ou subprodutos processados que são ricos em tais metais, mas relativamente baixos em cobre e/ou níquel. Os requerentes descobriram que a primeira alimentação fresca contendo Pb e/ou Sn pode conter adicionalmente metais, nas condições do processo, que apresentam uma maior afinidade por oxigênio do que estanho e/ou chumbo, tais como sódio, potássio, cálcio. Tais metais podem, por exemplo, ser introduzidos como parte de produtos químicos do processo usado nas etapas a jusante para a refinação de um fluxo rico em estanho e/ou chumbo, tal como a primeira composição de metal de solda bruta ou um derivado a jusante. Os requerentes descobriram que etapa e) é muito adequada para recuperar metais valiosos a partir de um subproduto de escória formado em uma das etapas de refinação realizadas como parte dos processos divulgados no WO 2018/060202 A1 ou similares. Tais fluxos de subproduto de escória, tipicamente, envolvem quantidades economicamente significantes de estanho e/ou chumbo, mas também contêm os outros metais que podem ter sido introduzidos como parte dos produtos químicos do processo.

[096]Em uma forma de realização, o processo, de acordo com a presente invenção, compreende ainda a etapa de d) produzir a primeira escória de refinação da solda oxidando parcialmente um primeiro banho líquido compreendendo cobre e pelo menos um metal de solda, formando, desse modo, uma primeira composição de metal de cobre diluída e a primeira escória de refinação da solda, seguido pela separação da primeira escória de refinação da solda a partir da primeira composição de metal de cobre diluída.

[097]Os requerentes descobriram que a geração na etapa d) de uma composição de metal de cobre diluída oferece uma vantagem principal na obtenção de uma separação relativamente clara entre, por um lado, cobre em um fluxo de cobre com alta pureza, potencialmente até mesmo para a qualidade do ânodo e, por outro lado, um fluxo de solda bruta, tal como a primeira composição de metal de solda bruta obtida na etapa e). Qualquer cobre elementar na etapa d) atua na etapa d) como um agente de extração para o estanho e/ou chumbo, mas também a montante. O cobre, portanto, atua como uma portador para o estanho e/ou chumbo. Portanto, é vantajoso ter na etapa d) e a montante de algum cobre, pelo fato de que isso em primeiro lugar ajuda na extração de mais estanho e/ou chumbo e direcioná-lo para a etapa d).

[098]Os requerentes descobriram que a etapa d) de oxidação, graças à produção da primeira composição de metal de cobre diluída como a fase metálica, é capaz de produzir uma primeira escória de refinação da solda que é 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 refinação da solda. Pelo fato de que a primeira escória de refinação da solda é enriquecida em estanho e/ou chumbo, isto facilita a recuperação a jusante dos metais de solda (isto é, estanho e/ou chumbo) a partir desta primeira escória de refinação da solda na etapa e).

[099]Os requerentes descobriram que a geração da primeira composição de metal de cobre diluída na etapa d) também oferece a vantagem adicional que mais estanho e/ou chumbo pode ser introduzido com os materiais brutos no processo geral. Isso amplia significantemente os critérios de aceitabilidade para qualquer material bruto que adicionalmente possa ser alimentada na etapa d) e a montante. Esta característica amplia significantemente os critérios de aceitabilidade para os materiais brutos que são usados na produção da alimentação para a etapa d), alguns deles podem ser obtidos como o principal produto de uma etapa de fundição. A etapa de fundição, portanto, pode aceitar muito mais materiais brutos de baixa qualidade, que são mais abundantemente disponíveis em condições economicamente mais atraentes.

[0100]Os requerentes descobriram adicionalmente que a geração da primeira composição de metal de cobre diluída na etapa d) traz a vantagem adicional que na etapa d) pode ser obtida uma melhor separação entre o cobre e o níquel destinados a entrar na primeira composição de metal de cobre diluída, e o estanho e o chumbo destinados a entrar na primeira escória de refinação da solda.

[0101]Em uma forma de realização, o processo, de acordo com a presente invenção, compreende ainda a etapa de c) reduzir parcialmente uma primeira escória de refinação de cobre, formando, desse modo, uma primeira composição de metal com base em chumbo-estanho e uma primeira escória gasta, seguido pela separação da primeira escória gasta a partir da primeira composição de metal com base em chumbo-estanho, a primeira composição de metal com base em chumbo-estanho formando a base do primeiro banho líquido.

[0102]Os requerentes descobriram que uma escória obtida a partir da refinação de cobre representa um material bruto altamente adequada para a obter por meio de uma redução parcial, tal como na etapa c) uma composição metálica que contém cobre juntamente com pelo menos um metal de solda selecionado a partir de estanho e chumbo e que a composição metálica é altamente adequada para formar a base do primeiro banho líquido como matéria-prima para a etapa d) de oxidação parcial. A razão para isso é que uma escória obtida a partir da refinação metalúrgica de cobre contém cobre juntamente com pelo menos um dos metais de solda estanho e chumbo, tipicamente, tanto com estanho quanto chumbo. Os requerentes descobriram que a maior parte do cobre, que vem com a primeira escória de refinação de cobre, na etapa c) terminará como parte da primeira composição de metal com base em chumbo-estanho que se forma na etapa c). O cobre que termina na primeira composição de metal com base em chumbo-estanho ajuda como um solvente para o estanho e/ou chumbo presente na etapa c) do processo. O cobre presente na etapa c) ajuda a manter o estanho e/ou chumbo na fase metálica da etapa c), isto é, a primeira composição de metal com base em chumbo-estanho, e reduz as quantidades de estanho e/ou que podem encontrar seu caminho na primeira escória gasta a partir da etapa c) e, portanto, pode ser perdida a partir do processo.

[0103]Os requerentes descobriram adicionalmente que a inclusão da etapa c) no processo, de acordo com a presente invenção, traz vários benefícios adicionais.

[0104]Na etapa c) podem ser seletivamente reduzidos os metais no forno que, sob as condições do processo, apresentam uma menor afinidade por oxigênio em seus respectivos metais. Esses metais reduzidos podem então ser separados como uma fase metálica líquida, deixando a fase de escória líquida menos concentrada nesses metais, mas ainda contém metais e elementos com uma maior afinidade por oxigênio. O propósito desta etapa é, preferivelmente, recuperar seletivamente a maior parte do cobre a partir da primeira escória de refinação de cobre como metal de cobre, juntamente com o máximo possível de estanho e/ou chumbo presente. A redução na etapa c) é, portanto, preferivelmente operada tal que a primeira escória gasta compreende no máximo 20 % em peso total de cobre, estanho e chumbo juntos. Preferivelmente, a primeira escória gasta compreende menos do que 20 % em peso total de cobre, estanho e chumbo juntos, mais preferivelmente, até muito menos. Mais preferivelmente, as quantidades de cobre, estanho e/ou chumbo nesta escória são suficientemente baixas tal que não representariam mais um valor economicamente significante. Mais preferivelmente, as concentrações de cobre, estanho e/ou chumbo são suficientemente baixas tal que a primeira escória gasta não cause preocupações ambientais ao ser descartada como tal, ou pode ser aceitável para descarte depois de apenas um tratamento adicional limitado.

[0105]Na primeira escória gasta da etapa c) é, preferivelmente, recuperada a maior parte dos elementos que, nas condições do processo, possui uma maior afinidade por oxigênio do que estanho e/ou chumbo. Isso é particularmente válido para metais, tais como ferro, alumínio, sódio, potássio, cálcio e outros metais alcalinos e alcalinos terrosos, mas também para outros elementos tais como silício ou fósforo.

[0106]Os requerentes descobriram que a etapa c) produz preferivelmente uma primeira composição de metal com base em chumbo-estanho que é altamente adequada para o processamento adicional, em particular, para produzir uma composição de metal de solda bruta que pode ter valor comercia por si só e/ou ser adequada para a recuperação de produtos de estanho e/ou chumbo de pureza mais alta e comercialmente aceitável.

[0107]Os requerentes descobriram surpreendentemente que é possível na etapa c) obter uma separação bastante clara entre os metais de cobre, níquel, estanho e chumbo valiosos na fase metálica, e metais de menor valor, tais como ferro e alumínio, e outros elementos, tais como silício na fase de escória. Isso permite para uma recuperação muito alta dos metais valiosos enquanto produz uma fase de escória que é muito baixa nesses metais e, consequentemente, pode ser descartada, mesmo diretamente ou com tratamento adicional relativamente menor. Os requerentes acreditam que essa separação clara é possível pelo fato de que 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 agente de extração para estanho e chumbo a partir da fase de escória. Por outro lado, a presença de cobre é suficientemente baixa tal que a perda de cobre na fase de escória é muito limitada.

[0108]Outra principal vantagem é que o processo, de acordo com a presente invenção, incluindo a etapa c), tornou-se muito mais tolerante a outros elementos, exceto o cobre, a maior parte dos quais sendo elementos, nas condições do processo, que possuem uma maior afinidade por oxigênio do que cobre, estanho e chumbo e, consequentemente, acabam como parte da primeira escória gasta. Isto amplia significantemente os critérios de aceitabilidade para qualquer material bruto que podem, adicionalmente, ser alimentadas para a etapa b), uma etapa que é introduzida mais adiante neste documento, isto é, para além do cobre preto fornecido como parte da etapa a), uma etapa que também é introduzida mais adiante. Além disso, isso também relaxa significantemente os critérios de aceitação do próprio cobre preto. Essa característica amplia significantemente os critérios de aceitabilidade para os materiais brutos que são usados na produção do cobre preto, usualmente, em uma etapa de fundição. A etapa de fundição, portanto, pode aceitar muito mais materiais brutos de baixa qualidade, que são mais abundantemente disponíveis nas condições economicamente mais atrativas.

[0109]Ainda outra vantagem é causada pelo fato de que a remoção da escória a partir do forno como parte da etapa b) libera uma parte significante do volume de forno, tal que no processamento adicional da primeira fase metálica de cobre enriquecida obtida a partir da etapa b), que, usualmente, é realizada no mesmo forno, um espaço adicional é criado para introduzir outros materiais brutos adicionais.

[0110]Os requerentes descobriram que este processamento adicional da primeira composição de metal com base em chumbo-estanho a partir da etapa c) pode ser operado com muito mais eficiência e também com muito mais eficiência graças à remoção a montante do processo, como parte da primeira escória gasta, de pelo menos uma parte significante dos metais e elementos que, nas condições do processo, possuem uma maior afinidade por oxigênio. Os requerentes descobriram que esta característica do processo traz benefícios significantes a jusante da etapa b), no processamento da primeira composição de metal com base em chumbo-estanho.

[0111]Uma vantagem principal é que o volume do material a ser processado a jusante é significantemente reduzido pela remoção na etapa c) de uma quantidade significante de material como a primeira escória gasta, isto é, antes da recuperação dos metais de solda (Sn e/ou Pb). Em etapas adicionais a jusante, este material seria um peso morto e traria principalmente desvantagens em vez benefícios. no processo, de acordo com a presente invenção, incluindo a etapa c), o processamento adicional da primeira composição de metal com base em chumbo-estanho pode ser operado com muito mais volume eficientemente, significando que mesmo equipamentos menores podem ser usados, ou o processo, de acordo com a presente invenção, cria oportunidades para processar fluxos adicionais para os quais os processos conhecidos teriam menos ou nenhum espaço. Além disso, o consumo de energia pode ser também reduzido nestas etapas do processo a jusante, por causa do volume reduzido do material quente que precisa ser processado.

[0112]Os requerentes também descobriram surpreendentemente que, removendo a primeira escória gasta a partir do processo de acordo com a presente invenção, incluindo a etapa c), as separações nas etapas do processo pirometalúrgico a jusante, particularmente para processar a primeira composição de metal com base em chumbo-estanho, também são bastante aperfeiçoadas. Por ter separações mais claras entre as respectivas fases metálicas e suas fases de escória correspondentes, a recuperação a jusante de metais valiosos pode ser operada de maneira mais eficaz e mais eficaz, isto é, com maiores rendimentos de produtos primários, menores rejeições de metais valiosos, e exigindo menor consumo de energia, por exemplo, por causa dos volumes mais baixos de fluxo de reciclagem.

[0113]Uma vantagem adicional do processo, de acordo com a presente invenção, incluindo a etapa c), é que no processamento adicional da primeira composição de metal com base em chumbo-estanho, os materiais adicionais podem ser introduzidos graças ao espaço adicional do forno disponibilizado pela remoção do alto volume da primeira escória gasta a partir do processo. Tais materiais adicionais podem, por exemplo, ser ricos em estanho e/ou chumbo. Tais materiais adicionais podem, por exemplo, ser escórias de processo e/ou escórias geradas como subprodutos a partir das etapas de refinação a jusante como parte da purificação adicional de estanho e/ou chumbo em produtos principais comercialmente valiosos.

[0114]Outra e principal vantagem do processo, de acordo com a presente invenção, incluindo a etapa c) é que ela permite uma quantidade muito maior de coproduto de solda bruta para a mesma quantidade de cobre que está sendo processada. Os requerentes descobriram que a coprodução de solda bruta, em relação à quantidade de cobre sendo processada na primeira etapa de refinação de cobre, pode ser aumentada em cerca de 29 % quando comparada às quantidades obtidas no processo descrito no U.S. 3.682.623. O valor econômico de solda bruta, particularmente como um possível intermediário para a produção de um produto de estanho de alta pureza, é altamente significante em relação ao valor do produto principal de ânodo de cobre que pode ser obtido a partir do cobre preto. O aumento na quantidade relativa do coproduto de solda bruta em relação à quantidade de cobre que é processada na primeira etapa de refinação de cobre, portanto, traz uma vantagem econômico significante para o operador do processo, de acordo com a presente invenção.

[0115]Em uma forma de realização do processo, de acordo com a presente invenção, incluindo a etapa c), a etapa c) compreende adicionar um primeiro agente redutor à etapa c), preferivelmente, adicionando-o à primeira escória de refinação de cobre antes de reduzir a primeira escória de refinação 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 possivelmente um gás, tal como metano ou gás natural, mas também pode ser um sólido ou um líquido, tal como carbono, um hidrocarboneto, até mesmo alumínio ou ferro.

[0116]Em uma forma de realização do processo, de acordo com a presente invenção, incluindo a etapa c), o primeiro agente redutor compreende e, preferivelmente, é um metal que, nas condições do processo, possui uma maior afinidade por oxigênio do que estanho, chumbo, cobre e níquel, preferivelmente, metal de ferro, mais preferivelmente, sucata. Os requerentes preferem usar ferro, preferivelmente, sucata como o agente redutor, por causa de 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 exige menos aquecimento adicional, de modo a manter ou atingir a temperatura desejada. Os requerentes descobriram que esse benefício pode ser suficientemente grande para que o aquecimento adicional pela queima de um combustível usando ar e/ou oxigênio seja dificilmente necessário, de modo a atingir a temperatura desejada. Os requerentes descobriram ainda que a etapa c) pode se beneficiar adicionalmente da adição de sílica, conforme explicado em outras partes deste documento.

[0117]Em uma forma de realização do processo, de acordo com a presente invenção, incluindo a etapa c), a alimentação total para a etapa c) compreende pelo menos 29,0 % em peso de cobre, preferivelmente, pelo menos 30,0 % em peso, mais preferivelmente, pelo menos 31,0 % em peso, ainda mais preferivelmente, pelo menos 32,0 % em peso, ainda mais preferivelmente, pelo menos 33,0 % em peso, preferivelmente, pelo menos 34,0 % em peso, mais preferivelmente, pelo menos 35,0 % em peso, ainda mais preferivelmente, pelo menos 36,0 % em peso, preferivelmente, pelo menos 37,0 % em peso, mais preferivelmente, pelo menos 38,0 % em peso de cobre.

[0118]Em uma forma de realização do processo, de acordo com a presente invenção, incluindo a etapa c), a alimentação total para a etapa c) compreende uma quantidade de cobre que é pelo menos 1,5 vez mais alta que a quantidade total de metais de solda presentes, isto é, a soma de Sn mais Pb, preferivelmente, pelo menos 1,6 vez, mais preferivelmente, pelo menos 1,7 vez, ainda mais preferivelmente, pelo menos 1,8 vez, ainda mais preferivelmente, pelo menos 1,9 vez, preferivelmente, pelo menos 2,0 vezes, mais preferivelmente, pelo menos 2,1 vezes mais que a quantidade total de metais de solda presentes.

[0119]Os requerentes descobriram que a quantidade prescrita de cobre traz a vantagem que existe cobre suficiente presente para atuar como um solvente na extração de metais de solda a partir da fase de escória na primeira composição de metal com base em chumbo-estanho e, consequentemente, melhora a recuperação de estanho e/ou chumbo valioso a partir 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 formado na etapa c).

[0120]Os requerentes descobriram 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 a etapa c) traz a vantagem que uma melhor extração de Sn e Pb é obtida a partir da fase de escória, e isso sem introduzir quantidades significantes de cobre na fase de escória. Os requerentes descobriram que a alta presença de cobre na alimentação para a etapa c) afeta o equilíbrio de estanho e chumbo entre a escória e as fases metálica no final da etapa c), favorecendo a movimentação destes metais de solda a partir da fase de escória na fase metálica. Os requerentes descobriram que esse efeito pode ser obtido sem aumentar a concentração de cobre na escória gasta obtida a partir da etapa c) até níveis economicamente significantes e possivelmente inaceitáveis. Os requerentes descobriram que a alta quantidade de cobre na alimentação para a etapa c) permite obter uma escória gasta a partir da etapa c) que contém apenas concentrações baixas de estanho e/ou chumbo, bem como cobre. Isso traz a vantagem de que a escória gasta a partir da etapa c) requer menos tratamento adicional, se houver, para seu descarte responsável ou para seu uso em uma aplicação a jusante adequada.

[0121]Em uma forma de realização do processo, de acordo com a presente invenção, incluindo a etapa c), a primeira escória gasta a partir da etapa c) compreende no máximo 20 % em peso e ainda melhor, no máximo 18 % em peso total de cobre, estanho e chumbo juntos, preferivelmente, no máximo 15 % em peso, mais preferivelmente, no máximo 12 % em peso, ainda mais preferivelmente, no máximo 9,0 % em peso, ainda mais preferivelmente, no máximo 7,0 % em peso, preferivelmente, no máximo 5,0 % em peso, mais preferivelmente, no máximo 4,0 % em peso, ainda mais preferivelmente, no máximo 3,0 % em peso, ainda mais preferivelmente, no máximo 2,0 % em peso, preferivelmente, no máximo 1,5 % em peso e mais preferivelmente no máximo 1,10 % em peso total de cobre, estanho e chumbo juntos.

[0122]Em uma forma de realização do processo, de acordo com a presente invenção, incluindo a etapa c), a primeira escória gasta a partir da etapa c) compreende no máximo 7,0 % em peso de cobre, preferivelmente, no máximo 5,0 % em peso, mais preferivelmente, no máximo 3,0 % em peso, ainda mais preferivelmente, no máximo 2,0 % em peso, ainda mais preferivelmente, no máximo 1,50 % em peso, preferivelmente, no máximo 1,00 % em peso, mais preferivelmente, no máximo 0,75 % em peso, ainda mais preferivelmente, no máximo 0,60 % em peso, ainda mais preferivelmente, no máximo 0,50 % em peso, preferivelmente, no máximo 0,40 % em peso de cobre.

[0123]Em uma forma de realização do processo, de acordo com a presente invenção, incluindo a etapa c), a primeira escória gasta a partir da etapa c) compreende no máximo 7,0 % em peso de estanho, preferivelmente, no máximo 5,0 % em peso, mais preferivelmente, no máximo 3,0 % em peso, ainda mais preferivelmente, no máximo 2,0 % em peso, ainda mais preferivelmente, no máximo 1,50 % em peso, preferivelmente, no máximo 1,00 % em peso, mais preferivelmente, no máximo 0,75 % em peso, ainda mais preferivelmente, no máximo 0,60 % em peso, ainda mais preferivelmente, no máximo 0,50 % em peso, preferivelmente, no máximo 0,40 % em peso, mais preferivelmente, no máximo 0,30 % em peso de estanho.

[0124]Em uma forma de realização do processo, de acordo com a presente invenção, incluindo a etapa c), a primeira escória gasta a partir da etapa c) compreende no máximo 7,0 % em peso de chumbo, preferivelmente, no máximo 5,0 % em peso, mais preferivelmente, no máximo 3,0 % em peso, ainda mais preferivelmente, no máximo 2,0 % em peso, ainda mais preferivelmente, no máximo 1,50 % em peso, preferivelmente, no máximo 1,00 % em peso, mais preferivelmente, no máximo 0,75 % em peso, ainda mais preferivelmente, no máximo 0,60 % em peso, ainda mais preferivelmente, no máximo 0,50 % em peso, preferivelmente, no máximo 0,40 % em peso de chumbo.

[0125]Os limites superiores especificados na presença de cobre, estanho, chumbo e dos três metais juntos na primeira escória gasta, cada um traz individualmente o benefício que o valor econômico das quantidades dos três metais alvo que saem do processo com a primeira escória gasta a partir da etapa c) são mantidos limitados. Reduz a necessidade ou o desejo de fornecer as etapas adicionais do processo na primeira escória gasta antes que elas possam ser descartadas 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 que a escória seja considerada aceitável em uma aplicação ou uso final economicamente mais atraente.

[0126]Na primeira escória gasta do processo, de acordo com a presente invenção, compreendendo a etapa c), é recuperada a maior parte dos elementos que, nas condições do processo, possuem uma maior afinidade por oxigênio do que estanho e/ou chumbo e/ou cobre e/ou níquel. Isto é particularmente válido para metais, tais como zinco, cromo, manganês, vanádio, titânio, ferro, alumínio, sódio, potássio, cálcio e outros metais alcalinos e alcalinos terrosos, mas também para outros elementos, tais como silício ou fósforo.

[0127]Em uma forma de realização, o processo, de acordo com a presente invenção, compreende ainda as etapas de a) fornecer uma composição de cobre preto compreendendo uma quantidade significante de cobre juntamente com uma quantidade significante de estanho e/ou chumbo, b) oxidar parcialmente a composição de cobre preto, formando, desse modo uma primeira fase metálica de cobre enriquecida e a primeira escória de refinação de cobre, seguido pela separação da primeira escória de refinação de cobre a partir da primeira fase metálica de cobre enriquecida, e alimentar a primeira escória de refinação de cobre para a etapa c).

[0128]Os requerentes descobriram que a oxidação parcial de um material bruto de cobre preto é altamente eficaz para a produção de uma fase de escória, isto é, a primeira escória de refinação da solda, escória que é particularmente adequada para a derivação de um fluxo de solda bruta, tal como a primeira composição de metal de solda bruta da etapa e), cujo fluxo de solda bruta pode servir como um intermediário para a recuperação dos produtos de estanho e/ou chumbo de alta pureza. Os requerentes descobriram que essa efetividade é particularmente devido à obtenção, na etapa d), da primeira composição de metal de cobre diluída, mas também por causa da sequência de oxidação e etapas de redução como especificado no processo, de acordo com a presente invenção, incluindo as etapas a), b), c) e d).

[0129]Em uma forma de realização do processo, de acordo com a presente invenção, compreendendo a etapa b), a recuperação de estanho na etapa b) como parte da primeira escória de refinação de cobre, em relação à quantidade total de estanho presente na etapa b), é de pelo menos 20 %, preferivelmente, pelo menos 30 %, mais preferivelmente, pelo menos 40,00 %, ainda mais preferivelmente, pelo menos 45 %, ainda mais preferivelmente, pelo menos 50 %, preferivelmente, pelo menos 55 %, mais preferivelmente, pelo menos 57 %. Nenhuma unidade precisa ser especificada para a % de recuperação de um elemento particular, pelo fato de que independentemente de considerar átomos ou peso, a % de recuperação permanece a mesma.

[0130]Em uma forma de realização do processo, de acordo com a presente invenção, compreendendo a etapa b), a recuperação de chumbo na etapa b) como parte da primeira escória de refinação de cobre, em relação à quantidade total de chumbo presente na etapa b), é de pelo menos 20 %, preferivelmente, pelo menos 30,00 %, mais preferivelmente, pelo menos 40 %, ainda mais preferivelmente, pelo menos 45 %, ainda mais preferivelmente, pelo menos 50 %, preferivelmente, pelo menos 55 %, mais preferivelmente, pelo menos 60 %.

[0131]O limite inferior especificado na recuperação de estanho e/ou chumbo na etapa b) como parte da primeira escória de refinação de cobre traz a vantagem de que já na primeira etapa de oxidação que é realizada no cobre preto, uma quantidade significante do estanho e/ou chumbo presente é removido, juntamente com quantidades significantes de outros elementos, exceto cobre. Isso traz a vantagem de que menos impurezas são alimentadas nas etapas realizadas a jusante na primeira fase metálica de cobre enriquecida. Isto significa que as etapas do processo a jusante na primeira fase metálica de cobre enriquecida precisam lidar com uma menor quantidade de impurezas, e também com uma menor ocupação de volume pela primeira fase metálica de cobre enriquecida. Isto, usualmente, significa que um volume de forno mais precioso é liberado nas etapas de processamento subsequentes realizadas na primeira fase metálica de cobre enriquecida, o que abre espaço para a introdução de material adicional nestas etapas do processo e, consequentemente, a oportunidade para um aumento da produção do produto final de cobre dentro das mesmas restrições de volume de forno. As vantagens listadas são associadas com o limite inferior na recuperação de estanho na etapa b), também com o 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, estanho e chumbo, e juntos trazem até um efeito aprimorado em relação à soma de dois efeitos individuais.

[0132]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 dos limites apropriados, se necessário, combinados com uma adição controlada de eliminadores de oxigênio e a adição de material de fluxo.

[0133]Em uma forma de realização do processo, de acordo com a presente invenção, os materiais brutos adicionais são adicionados como alimentação fresca para a etapa b). Os requerentes preferem adicionar os materiais brutos contendo metal sólido pelo fato de que a fundição deste metal sólido é capaz de absorver uma parte do calor da reação e ajuda a manter a temperatura do forno dentro da faixa preferida. Os requerentes preferem usar para este propósito, materiais brutos que são ricos em cobre e que pode conter pelo menos quantidades menores de Sn e/ou Pb. A faixa de temperatura preferida 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 preferida é delimitada por um limite superior acima do qual a volatilidade de metais valiosos, em particular, de estanho e/ou chumbo, se torna excessiva e a recuperação destes metais como parte do forno se torna excessivamente problemática, complexa e cara.

[0134]Em uma forma de realização do processo, de acordo com a presente invenção, incluindo a etapa a), a composição de cobre preto atende a pelo menos uma e, preferivelmente todas as seguintes condições: • compreendendo pelo menos 50 % em peso de cobre, • compreendendo no máximo 96,9 % em peso de cobre, • compreendendo pelo menos 0,1 % em peso de níquel, • compreendendo no máximo 4,0 % em peso de níquel, • compreendendo pelo menos 1,0 % em peso de estanho, • compreendendo no máximo 15 % em peso de estanho, • compreendendo pelo menos 1,0 % em peso de chumbo, • compreendendo no máximo 25 % em peso de chumbo, • compreendendo no máximo 3,5 % em peso de ferro, e • compreendendo no máximo 8,0 % em peso de zinco.

[0135]Os requerentes preferem que qualquer cobre preto que possa ser usado no processo de acordo com a presente invenção, isto é, também qualquer cobre preto usado em uma etapa do processo exceto a etapa b) atende a pelo menos uma das acima condições, e preferivelmente a todas.

[0136]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, preferivelmente, no máximo 96,0 % em peso, mais preferivelmente, no máximo 95,0 % em peso, ainda mais preferivelmente, no máximo 90,0 % em peso, ainda mais preferivelmente, no máximo 85,0 % em peso, preferivelmente, no máximo 83,0 % em peso, mais preferivelmente, no máximo 81,0 % em peso, ainda mais preferivelmente, no máximo 80,0 % em peso, ainda mais preferivelmente, menos do que 80,0 % em peso e preferivelmente no máximo 79,0 % em peso de cobre. Isto traz a vantagem de que o processo a montante para produzir o cobre preto pode aceitar materiais brutos compreendendo muito mais metais exceto o cobre. É particularmente vantajoso aceitar mais estanho e/ou chumbo na produção do cobre preto, e essas quantidades mais altas de estanho e/ou chumbo podem ser prontamente processadas em uma quantidade aumentada de coproduto de solda bruta, um produto que tem um valor econômico relativamente alto.

[0137]Em uma forma de realização do processo, de acordo com a presente invenção, o cobre preto compreende pelo menos 50 % em peso ou até melhor, 51 % em peso de cobre, preferivelmente, pelo menos 52 % em peso, mais preferivelmente, pelo menos 53 % em peso, ainda mais preferivelmente, pelo menos 54 % em peso, ainda mais preferivelmente, pelo menos 55 % em peso, preferivelmente, pelo menos 57 % em peso, mais preferivelmente, pelo menos 59 % em peso, ainda mais preferivelmente, pelo menos 60 % em peso, ainda mais preferivelmente, pelo menos 62 % em peso, preferivelmente, pelo menos 64 % em peso, mais preferivelmente, pelo menos 66 % em peso, ainda mais preferivelmente, pelo menos 68 % em peso, ainda mais preferivelmente, pelo menos 70 % em peso, preferivelmente, pelo menos 71 % em peso, mais preferivelmente, pelo menos 72 % em peso, ainda mais preferivelmente, pelo menos 73 % em peso, ainda mais preferivelmente, pelo menos 74 % em peso, preferivelmente, pelo menos 75 % em peso, mais preferivelmente, pelo menos 77,5 % em peso, ainda mais preferivelmente, pelo menos 80 % em peso, ainda mais preferivelmente, pelo menos 85 % em peso de cobre.

[0138]Isso traz a vantagem de que uma etapa de pré-refinação, tal como na US 3.682.623 fornecida para atualizar um cobre preto contendo 75 a 80 % em peso de cobre até cerca de 85 % em peso de cobre ou mais (85,12 % em peso de cobre no Exemplo, Tabela VI), pode ser descartada.

[0139]Os requerentes descobriram adicionalmente que o processo geral é mais operacional e eficaz, e usualmente, produz mais produtos principais, se a concentração de cobre no cobre preto permanecer dentro do limite inferior prescrito. Com uma menor concentração de cobre no cobre preto, outros elementos compõem o equilíbrio. Isso é bastante aceitável e frequentemente até desejável se forem metais valiosos que compõem o equilíbrio, tais como chumbo, mas ainda mais interessante ao incluir o estanho. Estes metais consomem produtos químicos durante qualquer oxidação e/ou etapa de redução, mas em última análise, a principal parte dos mesmos acaba em um fluxo principal do produto. Se, entretanto e ao contrário, são metais ou elementos de menor valor que inevitavelmente acabam em uma das escórias do processo gasto que compõem o equilíbrio, então a menor concentração de cobre é bastante desvantajosa pelo fato de que esses metais e/ou elementos consomem produtos químicos nas etapas de oxidação como parte da etapas de refinação de cobre, e/ou podem consumir outros produtos químicos em uma das etapas de redução a jusante, tais 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, a presença deles exige fornos maiores e, consequentemente, um custo de investimento mais alto. Dentro de um determinado tamanho de equipamento disponível, a presença desses metais ou elementos reforça as restrições na introdução em qualquer uma das etapas do processo de materiais brutos de maior valor, tais como aqueles contendo maiores concentrações de cobre, estanho e/ou chumbo. A composição de cobre preto é, tipicamente, um intermediário produzido por outra etapa do processo pirometalúrgico, isto é, uma etapa de fundição. Uma etapa de fundição resulta em um produto metálico fundido, e assim chamado “cobre preto”, e uma escória líquida de principalmente óxidos de metal, usualmente, na presença de quantidades significantes de sílica. Os requerentes preferem, em uma etapa de fundição, obter um produto de cobre preto que apresenta pelo menos a quantidade mínima de cobre especificada, pelo fato de que a alta presença de cobre atua como um agente de extração para outros metais valiosos, por exemplo, estanho e chumbo. Manter a concentração de cobre na composição de cobre preto acima do limite especificado resulta, portanto, em uma recuperação maior desses outros metais valiosos presentes na composição de cobre preto, em vez de perder esses metais valiosos como parte da escória de fundição, em que esses metais, tipicamente, possuem pouco ou nenhum valor e até mesmo podem representar um fardo.

[0140]Em uma forma de realização do processo, de acordo com a presente invenção, o cobre preto compreende pelo menos 1,0 % em peso de estanho, preferivelmente, pelo menos 1,5 % em peso, mais preferivelmente, pelo menos 2,0 % em peso, ainda mais preferivelmente, pelo menos 2,5 % em peso, ainda mais preferivelmente, pelo menos 3,0 % em peso, preferivelmente, pelo menos 3,5 % em peso, mais preferivelmente, pelo menos 3,75 % em peso, ainda mais preferivelmente, pelo menos 4,0 % em peso, ainda mais preferivelmente, pelo menos 4,5 % em peso, preferivelmente, pelo menos 5,0 % em peso, mais preferivelmente, pelo menos 5,5 % em peso, ainda mais preferivelmente, pelo menos 6,0 % em peso, ainda mais preferivelmente, pelo menos 6,5 % em peso, preferivelmente, pelo menos 7,0 % em peso, mais preferivelmente, pelo menos 7,5 % em peso, ainda mais preferivelmente, pelo menos 8,0 % em peso, ainda mais preferivelmente, pelo menos 8,5 % em peso, preferivelmente, pelo menos 9,0 % em peso, mais preferivelmente, pelo menos 9,5 % em peso, ainda mais preferivelmente, pelo menos 10,0 % em peso, ainda mais preferivelmente, pelo menos 11,0 % em peso de estanho. O estanho é um metal altamente valioso que, na sua forma de produto de maior pureza, dificilmente está disponível. Os requerentes preferem, portanto, produzir o máximo de estanho possível para o processo. Além disso, os requerentes preferem recuperar esse a partir de materiais brutos de baixo valor econômico, em que o estanho está, tipicamente, presente em concentrações baixas. Tais materiais brutos de baixo valor frequentemente contêm altas quantidades de elementos que são difíceis de processar em um processo de refinação pirometalúrgico de cobre e, portanto, são usualmente, primeiramente processadas em uma etapa de fundição. O estanho nesses materiais brutos de baixo valor, portanto, acaba principalmente como parte da composição de cobre preto. Os requerentes preferem processar o máximo de estanho possível a partir de tais materiais brutos de baixo valor e, consequentemente, preferem que a composição de cobre preto do processo, de acordo com a presente invenção, contenha o máximo de estanho possível dentro de outras restrições do processo.

[0141]Em uma forma de realização do processo, de acordo com a presente invenção, o cobre preto compreende pelo menos 1,0 % em peso de chumbo, preferivelmente, pelo menos 1,5 % em peso, mais preferivelmente, pelo menos 2,0 % em peso, ainda mais preferivelmente, pelo menos 2,5 % em peso, ainda mais preferivelmente, pelo menos 3,0 % em peso, preferivelmente, pelo menos 3,5 % em peso, mais preferivelmente, pelo menos 3,75 % em peso, ainda mais preferivelmente, pelo menos 4,0 % em peso, ainda mais preferivelmente, pelo menos 4,5 % em peso, preferivelmente, pelo menos 5,0 % em peso, mais preferivelmente, pelo menos 5,5 % em peso, ainda mais preferivelmente, pelo menos 6,0 % em peso, ainda mais preferivelmente, pelo menos 7,0 % em peso, preferivelmente, pelo menos 8,0 % em peso, mais preferivelmente, pelo menos 9,0 % em peso, ainda mais preferivelmente, pelo menos 10,0 % em peso, ainda mais preferivelmente, pelo menos 11,0 % em peso, preferivelmente, pelo menos 12,0 % em peso, mais preferivelmente, pelo menos 13,0 % em peso, ainda mais preferivelmente, pelo menos 14,0 % em peso, ainda mais preferivelmente, pelo menos 15,0 % em peso de chumbo.

[0142]O chumbo também é um metal valioso. Além disso, a presença de chumbo facilita a recuperação do mesmo metal de estanho de alto valor, pelo fato de que ele se comporta similarmente ao estanho, termina no mesmo fluxo do processo, a formação de uma mistura chamada “soldadura”, e os fluxos de solda resultantes possuem uma maior densidade e, portanto, é mais fácil separar fluxos de líquidos de menor densidade, tais como fluxos de escória ou sólido, tal como escória. Os requerentes preferem, portanto, possuir uma quantidade significante de chumbo no processo. Além disso, os requerentes preferem recuperar esse chumbo a partir de materiais brutos de baixo valor econômico, em que o chumbo está, tipicamente, presente em concentrações baixas. Tais materiais brutos de baixo valor frequentemente contêm altas quantidades de elementos que são difíceis de processar em um processo de refinação de cobre pirometalúrgico e, portanto, são usualmente, primeiramente processados em uma etapa de fundição. O chumbo nesses materiais brutos de baixo valor acaba, portanto, principalmente como parte da composição de cobre preto. Os requerentes preferem obter o máximo de chumbo possível de tais materiais brutos de baixo valor e preferem, consequentemente, possuir a composição de cobre preto do processo, de acordo com que a presente invenção contenha o máximo de chumbo possível dentro das outras restrições do processo.

[0143]Uma alta presença de estanho e/ou chumbo no cobre preto traz a vantagem de que os materiais brutos contendo este estanho e/ou chumbo podem ser processados em uma etapa de fundição, uma etapa que é altamente tolerante a outras impurezas, muito maior do que essas etapas típicas realizadas como parte de um processo de refinação de cobre, incluindo quaisquer etapas associadas à coprodução de outros metais não ferrosos, tais como estanho e/ou chumbo. Esses materiais brutos aceitáveis, portanto, tipicamente, são de qualidade muito mais baixa e, consequentemente, possuem também menor valor econômico. A maioria do estanho e/ou chumbo no cobre preto do processo, de acordo com a presente invenção, acaba em um coproduto de solda bruta, que é um produto de econômico valor relativamente alto. A atualização econômica do estanho e/ou chumbo no cobre preto alimentado para o processo, de acordo com a presente invenção, é, portanto, tipicamente, muito maior do que uma mesma quantidade introduzida como parte de um material bruto muito mais concentrado que pode ser aceitável diretamente em uma das etapas no processo de refinação de cobre, incluindo acessórios.

[0144]Os requerentes preferem, portanto, possuir altas quantidades de estanho e/ou chumbo no cobre preto, pelo fato de que traz a vantagem de que dentro de uma quantidade limitada desses metais a serem produzidos por causa de limitações do equipamento, mais desses metais estão sendo recuperados a partir de materiais brutos de baixo valor e, consequentemente, mais desses metais podem ser recuperados com uma alta atualização econômica a partir do menor valor do material bruto e do alto valor econômico do produto final.

[0145]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, preferivelmente, no máximo 14,0 % em peso, mais preferivelmente, no máximo 13,0 % em peso, ainda mais preferivelmente, no máximo 12,0 % em peso, ainda mais preferivelmente, no máximo 11,0 % em peso, preferivelmente, no máximo 10,0 % em peso, mais preferivelmente, no máximo 9,0 % em peso, ainda mais preferivelmente, no máximo 8,0 % em peso, ainda mais preferivelmente, no máximo 7,0 % em peso, preferivelmente, no máximo 6,0 % em peso de estanho. Os requerentes descobriram 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 do 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.

[0146]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, preferivelmente, no máximo 24,0 % em peso, mais preferivelmente, no máximo 23,0 % em peso, ainda mais preferivelmente, no máximo 22,0 % em peso, ainda mais preferivelmente, no máximo 21,0 % em peso, preferivelmente, no máximo 20,0 % em peso, mais preferivelmente, no máximo 19,0 % em peso, ainda mais preferivelmente, no máximo 18,0 % em peso, ainda mais preferivelmente, no máximo 17,0 % em peso, preferivelmente, no máximo 16,0 % em peso, mais preferivelmente, no máximo 15,0 % em peso, ainda mais preferivelmente, no máximo 14,0 % em peso, ainda mais preferivelmente, no máximo 13,0 % em peso, ainda mais preferivelmente, no máximo 12,0 % em peso, preferivelmente, no máximo 11,0 % em peso, mais preferivelmente, no máximo 10,0 % em peso, ainda mais preferivelmente, no máximo 9,0 % em peso, ainda mais preferivelmente, no máximo 8,0 % em peso, preferivelmente, no máximo 7,0 % em peso de chumbo. Os requerentes descobriram 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 do cobre é altamente vantajosa na etapa de fundição a montante, e também a presença de quantidades significantes de estanho é altamente desejável. Os requerentes, portanto, preferem manter a concentração de chumbo dentro do limite superior especificado.

[0147]Os requerentes descobriram que quantidades excessivas de estanho e/ou chumbo no cobre preto afetam qualquer etapa de separação entre cobre (e níquel), por um lado e de estanho e chumbo por outro lado. A separação é menos clara, e mais estanho e/ou chumbo tende a ficar com o cobre. Mesmo que o fluxo de cobre seja pelo menos parcialmente reciclado, isso faz com que maiores quantidades de estanho e/ou chumbo circulem em torno do processo e ocupem o volume de forno. Mas também se o fluxo de cobre dessa separação, ou parte da mesma, for removida do processo, maiores quantidades de estanho e/ou chumbo nesse fluxo representam uma carga adicional para o processamento a jusante.

[0148]Em uma forma de realização do processo, de acordo com a presente invenção, o cobre preto compreende pelo menos 0,1 % em peso e, opcionalmente, no máximo 4,0 % em peso de níquel (Ni). Preferivelmente, a alimentação de cobre preto para a etapa b) compreende pelo menos 0,2 % em peso de níquel, mais preferivelmente, pelo menos 0,3 % em peso, ainda mais preferivelmente, pelo menos 0,4 % em peso, ainda mais preferivelmente, pelo menos 0,5 % em peso, preferivelmente, pelo menos 0,75 % em peso, mais preferivelmente, pelo menos 1,00 % em peso de níquel.

[0149]Níquel é um metal que está presente em muitos materiais brutos contendo cobre, estanho e/ou chumbo, e também está presente em muitas ligas que contêm ou mesmo com base em ferro. O níquel exibe, nas condições de forno, uma afinidade por oxigênio que é menor do que por estanho e/ou chumbo, próximo e um pouco maior do que por cobre. Portanto, é um metal que é difícil de separar do cobre por pirometalurgia. No U.S. 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 ânodos (coluna 19, linhas 61 a 62). Uma menor quantidade de níquel chega ao produto metálico de chumbo/estanho (Tabela XV, 110 kg). O processo compreende um fluxo de reciclagem de cobre preto significante, em que o níquel parece aumentar a cada ciclo (Tabela XIV, 630 kg comparada à Tabela VI, 500 kg). Os requerentes descobriram que níquel nos ânodos de cobre é um elemento perturbador na etapa de eletrorrefinação a jusante. Nas condições do processo de eletrorrefinação, o níquel se dissolve no eletrólito, mas não se deposita no cátodo. Portanto, pode se acumular no eletrólito e pode possivelmente levar à precipitação de sais de níquel ao exceder seu limite de solubilidade. Mas mesmo em níveis menores, o níquel pode já levar à passivação do ânodo por causa de uma possível formação de um gradiente de concentração de níquel na superfície do ânodo. O processo de US 3.682.623 é, portanto, limitado em suas capacidades de manejo de níquel. A etapa de fundição no U.S. 3.682.623 pode, portanto, aceitar apenas uma quantidade bastante limitada de materiais brutos que contêm quantidades significantes de níquel.

[0150]Os requerentes descobriram, desta vez, que o processo, de acordo com a presente invenção, é capaz de aceitar muito mais altas quantidades de níquel, por exemplo, como parte do cobre preto de uma etapa de fundição a montante. Esta tolerância mais alta para o 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 aos materiais brutos. O processo, de acordo com a presente invenção, bem como qualquer uma das etapas do processo a montante, podem, portanto, aceitar materiais brutos que processos alternativos conhecidos na técnica podem não aceitar, ou apenas aceitar em quantidades muito limitadas, e que podem, portanto, estar mais prontamente disponíveis em condições economicamente mais atraentes.

[0151]Apesar da maior tolerância para o níquel, também foi descoberto que o processo, de acordo com a presente invenção, pode ser capaz de produzir um produto de ânodo de cobre mais rico em cobre e compreende menos níquel quando comparado ao ânodo de cobre produzido no U.S. 3.682.623.

[0152]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, preferivelmente, no máximo 3,0 % em peso, mais preferivelmente, no máximo 2,5 % em peso, ainda mais preferivelmente, no máximo 2,0 % em peso, ainda mais preferivelmente, no máximo 1,80 % em peso, preferivelmente, no máximo 1,60 % em peso de ferro.

[0153]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, preferivelmente, no máximo 7,5 % em peso, mais preferivelmente, no máximo 7,0 % em peso, ainda mais preferivelmente, no máximo 6,5 % em peso, ainda mais preferivelmente, no máximo 6,0 % em peso, preferivelmente, no máximo 5,5 % em peso, mais preferivelmente, no máximo 5,0 % em peso, ainda mais preferivelmente, no máximo 4,7 % em peso de zinco.

[0154]Os requerentes descobriram que é aconselhável manter as concentrações de ferro e/ou zinco dentro dos limites especificados. Esses metais são, tipicamente, oxidados nas etapas de refinação de cobre, onde consomem acessórios. O zinco é facilmente reduzido em qualquer uma das etapas de redução do processo e, consequentemente, e também consome acessórios. Além disso, esses metais ocupam o volume de forno. Por essas razões, os requerentes desejam limitar esses metais às respectivas concentrações como especificado.

[0155]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, preferivelmente, pelo menos 1020 °C, mais preferivelmente, pelo menos 1040 °C, ainda mais preferivelmente, pelo menos 1060 °C, preferivelmente, pelo menos 1080 °C, mais preferivelmente, pelo menos 1100 °C, ainda mais preferivelmente, pelo menos 1110 °C, preferivelmente, pelo menos 1120 °C, mais preferivelmente, pelo menos 1130 °C, ainda mais preferivelmente, pelo menos 1140 °C, preferivelmente, pelo menos 1150 °C. Os requerentes descobriram que a separação entre a fase metálica e a fase de escória é melhor quando a temperatura da escória está em complacência com o limite prescrito e, preferivelmente, acima do limite prescrito. Sem querer estar vinculado a essa teoria, os requerentes acreditam que a temperatura mais alta traz uma melhor separação pelo menos pelo fato de que a viscosidade da escória é mais baixa em temperaturas mais altas. Uma viscosidade da escória mais baixa, permite que as bolhas de metal mais pesadas se combinem mais rapidamente em bolhas maiores e afundem mais rapidamente através da fase de escória até atingirem a fase metálica subjacente e pode combinar com as mesmas. Uma temperatura mais alta também traz a vantagem de uma cinética de reação mais rápida, tal que um equilíbrio desejado possa ser alcançado mais rápido.

[0156]Os requerentes, entretanto, também acreditam que o equilíbrio entre o metal e a fase de escória é afetado pela temperatura. Usualmente, uma temperatura mais alta tende a diminuir as diferenças entre os metais diferentes em termos de afinidade por oxigênio nas condições do processo. Os requerentes preferem, portanto, limitar a temperatura do forno na etapa b) e/ou c) para no máximo 1300 °C, preferivelmente, no máximo 1250 °C, mais preferivelmente, 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, em que é feita uma separação de fase entre pelo menos duas fases líquidas, usualmente, uma fase de escória sobrenadante e uma fase metálica subjacente.

[0157]Nas altas temperaturas em uma etapa de fundição ou refinação de metais não ferrosos, tanto os metais quanto os óxidos metálicos estão ocorrendo em um estado líquido fundido. Os óxidos metálicos, usualmente, possuem uma menor densidade do que os metais e formam uma chamada fase de “escória” separada, que vem flutuando como uma fase líquida sobrenadante no topo da fase metálica fundida. Os óxidos metálicos podem, portanto, ser separados por gravidade como uma fase líquida de escória separada da fase metálica fundida. A sílica, usualmente, na forma de areia normal, pode ser adicionada como uma assim chamada “material de fluxo”, isto é, como um diluente de escória e/ou para melhorar a fluidez da escória, de modo a separar mais rapidamente da fase metálica e ser mais fácil para lidar. A sílica é também capaz de se ligar a elementos particulares e, desse modo, também afetar o desejo de que o elemento se torna parte da fase de escória, em vez da fase metálica. Os requerentes descobriram que a adição de sílica é um elemento do processo altamente desejável para qualquer uma 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 uma da outro, pelo fato de que a sílica em muitas circunstâncias ajuda na alteração do equilíbrio entre a fase metálica e a fase de escória em favor da separação que é desejada em relação aos metais desejados na fase metálica e os metais preferidos para permanecer na fase de escória. Os requerentes descobriram ainda que, quando a escória contém ferro e é retirada do forno e granulada ao entrar em contato com a escória líquida quente com 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 de água e, consequentemente, a formação de gás hidrogênio, que representa um risco de explosão. A sílica também aumenta a atividade de qualquer estanho na escória, forçando algum SnO2 a reduzir o metal de Sn, onde Sn passará para a fase metálica. Este último mecanismo reduz a quantidade de Sn que permanece na escória para a mesma composição metálica subjacente.

[0158]Nas condições operacionais da pirometalurgia, várias reações químicas ocorrem entre os vários metais e óxidos no forno. Os metais que apresentam uma maior afinidade por oxigênio são mais facilmente oxidados e esses óxidos tendem a passar para a fase de escória, enquanto os metais que apresentam uma menor afinidade por oxigênio, quando presentes como óxidos, reduzem facilmente para retornar ao seu estado metálico e esses metais tendem a passar para a fase metálica líquida. Se a superfície e tempo de contato suficientes forem permitidos, um equilíbrio é estabelecido entre a fase metálica, em que os metais que apresentam uma menor afinidade por oxigênio coletados, nas condições do processo, e a fase de escória, em que os metais que apresentam uma maior afinidade por oxigênio, nas condições do processo, são coletados na forma de seus óxidos.

[0159]Metais, tais como sódio (Na), potássio (K), cálcio (Ca) e silício (Si) possuem uma afinidade extremamente alta por oxigênio e serão quase exclusivamente recuperados na fase de escória. Os metais, tais como prata (Ag), ouro (Au) e outros metais preciosos possuem uma afinidade por oxigênio extremamente baixa, e são quase exclusivamente recuperados na fase metálica. A maioria dos outros metais, tipicamente, se comporta “no meio” desses dois extremos, e sua preferência também pode ser afetada pela presença de outros elementos ou substâncias, ou talvez pela ausência relativa dos mesmos.

[0160]Os metais de interesse para esta invenção possuem, nas condições do forno típicas de metais não ferrosos, afinidades por oxigênio, e tendem a se distribuir entre o metal e a fase de escória. Da menor para a maior afinidade por oxigênio e, consequentemente, de uma afinidade relativamente alta para uma menor afinidade pela fase metálica, a classificação desses metais pode ser representada aproximadamente como a seguir: Au > Ag >> Bi/Cu > Ni > As > Sb > Pb > Sn >> Fe > Zn > Si > Al > Mg > Ca. Por conveniência, pode-se chamar isto de uma classificação dos metais a partir do mais nobre para o menos nobre, mas esta qualificação tem de estar ligada às condições e circunstâncias particulares dos processos pirometalúrgicos de metais não ferrosos, e pode falhar quando exportados em outros campos. A posição relativa de metais particulares nesta lista pode ser afetada pela presença ou ausência de outros elementos no forno, tais como por exemplo, silício.

[0161]A distribuição de equilíbrio de metal entre o metal e a fase de escória também podem ser influenciadas pela adição de oxigênio e/ou materiais de eliminação de oxigênio (ou agente redutores) no banho líquido no forno.

[0162]A adição de oxigênio converterá alguns dos metais na fase metálica em sua forma oxidada, cujo óxido passará para a fase de escória. Os metais na fase metálica que possuem uma alta afinidade por oxigênio estão mais propensos a sofrer essa conversão e movimentação. Esta distribuição de equilíbrio entre o metal e a fase de escória pode, portanto, estar mais sujeita a mudanças.

[0163]O oposto pode ser obtido pela adição de materiais de eliminação de oxigênio. Os consumidores de oxigênio adequados podem, por exemplo, ser carbono e/ou hidrogênio, em qualquer configuração ou forma, tal como em materiais orgânicos, por exemplo, madeira, ou outros combustíveis, tais como gás natural. Carbono e hidrogênio serão facilmente oxidados (“queimados”) e convertidos em H2O e/ou CO/CO2, os componentes que prontamente deixam o banho líquido e arrastam o seu conteúdo a de oxigênio a partir do banho. Mas também, metais tais como Si, Fe, Al, Zn e/ou Ca são agentes redutores adequados. De particular interesse são o ferro (Fe) e/ou alumínio (Al), por causa da pronta disponibilidade. Ao oxidar, esses componentes reduzirão alguns dos metais na fase de escória do estado oxidado para o estado metálico, e esses metais passarão para a fase metálica. Desta vez, são os metais na fase de escória que possuem uma menor afinidade por oxigênio que serão mais propensos a sofrer essa reação de redução e a fazer o movimento na direção oposta.

[0164]Em uma etapa de fundição, um dos propósitos é reduzir os óxidos de metais valiosos não ferrosos que estão próximos na alimentação para seus metais reduzidos correspondentes. A direção e velocidade das reações que ocorrem na etapa de fundição podem ser adicionalmente controladas pelo controle da natureza da atmosfera no forno. Alternativamente ou além disso, o material doador de oxigênio ou o material de eliminação de oxigênio pode ser adicionado à fundição.

[0165]Um material de eliminação de oxigênio altamente adequado para tais operações é o metal de ferro, usualmente, sucata sendo preferida. Nas condições operacionais típicas, o ferro reagirá com óxidos quentes, silicatos e outros compostos de metais que apresentam uma menor afinidade por oxigênio do que 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

[0166]A temperatura do banho permanece alta através do calor exotérmico da reação e do calor da combustão. A temperatura pode ser facilmente mantida dentro de uma faixa em que a escória permanece líquida e a volatilização do chumbo e/ou estanho permanece limitada.

[0167]Cada uma das reações de redução que ocorrem no forno de fundição forma um equilíbrio. Assim, a conversão realizada através de cada reação é limitada pelo equilíbrio definido nas relações, tais como os seguintes:

[0168]Os parâmetros nessas fórmulas representam as atividades dos componentes químicos mencionados nas condições operacionais, frequentemente sendo a multiplicação da concentração do componente vezes o coeficiente de atividade do componente nas condições operacionais, sendo que este último nem sempre é igual a 1,0 ou o mesmo para diferentes componentes. Os requerentes descobriram que os coeficientes de atividade podem ser influenciados pela presença de outros compostos químicos, tais como assim chamados compostos de fluxo, às vezes também chamados de formadores de escória, em particular, pela adição de dióxido de silício.

[0169]No caso onde Me é cobre, K1 e K2 são maiores em temperaturas normais de reação e a redução de compostos de cobre procede, portanto, substancialmente até a conclusão. No caso de chumbo e estanho, tanto K1 quanto K2 são relativamente baixos, mas o cobre na fase metálica extrai chumbo e estanho metálicos a partir da zona de reação de escória, diminuindo, desse modo, as atividades desses metais na escória e impulsionando a redução do chumbo e estanho combinados até a conclusão.

[0170]A pressão de vapor do zinco é relativamente alta na temperatura de reação típica e uma grande proporção de zinco, ao contrário de chumbo e estanho, pode ser prontamente volatilizada para for a do forno. Os vapores de zinco que saem do forno são oxidados pelo ar que pode ser aspirado, por exemplo, entre a boca do forno e o exaustor e/ou o cano de descarga. O pó de óxido de zinco resultante é condensado e coletado por meio de sistemas convencionais de coleta de pó.

[0171]Preferivelmente, o conteúdo de cobre, estanho e chumbo da escória no forno de fundição é reduzido para 0,5 % em peso ou menos. Para esse propósito, a fase metálica deve conter cobre suficiente para atuar como o solvente para extrair o chumbo e o estanho presentes na escória. Também por esta razão, os requerentes preferem que a concentração de cobre no cobre preto alimentado para o processo, de acordo com a presente invenção, esteja acima do limite inferior especificado em outra parte deste documento.

[0172]Em uma forma de realização, o processo, de acordo com a presente invenção, compreende ainda a etapa de h) oxidar parcialmente a primeira fase metálica de cobre enriquecida, formando, desse modo, uma segunda fase metálica de cobre enriquecida e uma segunda escória de refinação de cobre, seguido pela separação da segunda escória de refinação de cobre a partir da segunda fase metálica de cobre enriquecida.

[0173]Os requerentes descobriram que a primeira fase metálica de cobre enriquecida formada na etapa b) pode ser enriquecida adicionalmente em cobre, submetendo o fluxo a uma etapa de oxidação subsequente. A etapa de oxidação subsequente leva à formação de uma segunda escória de refinação de cobre que pode conter economicamente quantidades significantes de metais valiosos exceto cobre, mas nas quais também é arrastada uma quantidade economicamente significante de cobre.

[0174]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 de estanho e chumbo que é processada através das etapas do processo b) e/ou h) é recuperada na primeira escória de refinação de cobre e na segunda escória de refinação de cobre juntas.

[0175]Em uma forma de realização do processo, de acordo com a presente invenção, incluindo a etapa h), pelo menos 37,5 % em peso e melhor, pelo menos 38 % em peso da quantidade total de estanho e chumbo que é processada através das etapas do processo b) e/ou h) é recuperada na primeira escória de refinação de cobre e a segunda escória de refinação de cobre juntas, preferivelmente, pelo menos 40 % em peso, mais preferivelmente, pelo menos 45 % em peso, ainda mais preferivelmente, pelo menos 50 % em peso, preferivelmente, pelo menos 60 % em peso, mais preferivelmente, pelo menos 70 % em peso, ainda mais preferivelmente, pelo menos 80 % em peso, ainda mais preferivelmente, pelo menos 85 % em peso, preferivelmente, pelo menos 90 % em peso, mais preferivelmente, pelo menos 92 % em peso, ainda mais preferivelmente, pelo menos 94 % em peso, ainda mais preferivelmente, pelo menos 95 % em peso da quantidade total de estanho e chumbo que é processada através das etapas do processo b) e/ou h). Os requerentes descobriram que uma alta recuperação de estanho e/ou chumbo nas escórias iniciais da sequência da etapa de refinação de cobre é vantajosa para obter uma melhor separação entre o cobre, por um lado, e os metais de solda de estanho e/ou chumbo, por outro lado.

[0176]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 b) do processo é recuperada na primeira escória de refinação de cobre, preferivelmente, pelo menos 10 % em peso, mais preferivelmente, pelo menos 15 % em peso, ainda mais preferivelmente, pelo menos 20 % em peso, preferivelmente, pelo menos 30 % em peso, mais preferivelmente, pelo menos 40 % em peso, ainda mais preferivelmente, pelo menos 45 % em peso, ainda mais preferivelmente, pelo menos 50 % em peso, preferivelmente, pelo menos 55 % em peso, mais preferivelmente, pelo menos 60 % em peso, ainda mais preferivelmente, pelo menos 64 % em peso, ainda mais preferivelmente, pelo menos 68 % em peso da quantidade total de estanho e chumbo que é processada através da etapa b) do processo. Os requerentes descobriram que quanto antes na sequência das etapas de refinação de cobre b) e h), que mais de estanho e/ou chumbo é oxidado e se movimenta na fase de escória de refinação de cobre, e quanto mais claramente for a separação geral entre o cobre, por um lado, os metais de solda por outro lado, podem ser feitos.

[0177]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 de estanho que é processada através das etapas do processo b) e/ou h) é recuperada na primeira escória de refinação de cobre e na segunda escória de refinação de cobre juntas, preferivelmente, pelo menos 45 % em peso, mais preferivelmente, pelo menos 50 % em peso, ainda mais preferivelmente, pelo menos 55 % em peso, preferivelmente, pelo menos 60 % em peso, mais preferivelmente, pelo menos 65 % em peso, ainda mais preferivelmente, pelo menos 70 % em peso, preferivelmente, pelo menos 75 % em peso, mais preferivelmente, pelo menos 80 % em peso, ainda mais preferivelmente, pelo menos 85 % em peso, preferivelmente, pelo menos 90 % em peso, mais preferivelmente, pelo menos 92 % em peso da quantidade total de estanho que é processada através das etapas do processo b) e/ou h).

[0178]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 do processo b) e/ou h) é recuperada na primeira escória de refinação de cobre e a segunda escória de refinação de cobre juntas, preferivelmente, pelo menos 35 % em peso, mais preferivelmente, pelo menos 40 % em peso, ainda mais preferivelmente, pelo menos 45 % em peso, preferivelmente, pelo menos 50 % em peso, mais preferivelmente, pelo menos 55 % em peso, ainda mais preferivelmente, pelo menos 60 % em peso, ainda mais preferivelmente, pelo menos 65 % em peso, preferivelmente, pelo menos 70 % em peso, mais preferivelmente, pelo menos 75 % em peso, ainda mais preferivelmente, pelo menos 80 % em peso, preferivelmente, pelo menos 85 % em peso, mais preferivelmente, pelo menos 90 % em peso, ainda mais preferivelmente, pelo menos 91 % em peso da quantidade total de chumbo que é processada através das etapas do processo b) e/ou h)

[0179]Em uma forma de realização, o processo, de acordo com a presente invenção, compreende ainda a etapa de i) adicionar pelo menos uma parte da segunda escória de refinação de cobre ao primeiro banho líquido e/ou adicionar pelo menos uma parte da segunda escória de refinação de cobre à etapa d).

[0180]Os requerentes descobriram que a composição da segunda escória de refinação de cobre é altamente adequada para ser adicionada no primeiro banho líquido. Os requerentes, portanto, preferem adicionar todos da segunda escória de refinação de cobre no primeiro banho líquido. O fluxo é adequado em primeiro lugar pelo fato de que a segunda escória de refinação de cobre já é relativamente rica em metais valiosos de interesse estanho e chumbo, mas também inclui quantidades significantes de cobre que podem atuar a jusante como um agente de extração para metais não cuprosos, tais como estanho e chumbo. Em segundo lugar, a segunda escória de refinação de cobre contém apenas pequenas quantidades de metais que apresentam, nas condições do processo, uma maior afinidade por oxigênio do que estanho e/ou chumbo, mais particularmente metais que são menos desejados nos produtos metálicos purificados finais de cobre, estanho e/ou chumbo, e quais metais terão que ser removidos do processo como parte de uma escória gasta. Pelo fato de que a segunda escória de refinação de cobre é relativamente pobre em tais metais, a adição desta escória no primeiro banho líquido não consome alto volume de forno inútil em nenhuma das etapas a jusante da sequência do processo d), e) e f), isto é, o caminho do processo preferido para esses metais “menos nobres” para terminar em uma escória gasta, neste caso a segunda escória gasta.

[0181]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, isto é, a primeira escória de refinação da solda, uma escória que é particularmente adequada para produzir um fluxo de solda derivado, isto é, a primeira composição de metal de solda bruta, que pode servir como um intermediário para a recuperação dos produtos de estanho e/ou chumbo de alta pureza. Os requerentes descobriram que esta efetividade é particularmente devido à obtenção, na etapa d), da primeira composição de metal de cobre diluída, mas também por causa da sequência de oxidação e etapas de redução como especificado.

[0182]Os requerentes descobriram adicionalmente que o processo incluindo as etapas i) e d) é também altamente eficaz em termos de energia. Na etapa d), a segunda escória de refinação de cobre que pode ser adicionada à etapa i) atua como um oxidante para impurezas no primeiro banho líquido. Os óxidos de cobre na segunda escória de refinação de cobre reduzem facilmente o cobre elementar, liberando o oxigênio e disponibilizando esse oxigênio para a conversão dos metais que possuem, nas condições do processo, uma maior afinidade por oxigênio do que cobre, a partir desta 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 de metal 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 refinação da solda. Os requerentes descobriram que na etapa d), uma quantidade significante de Sn e/ou Pb pode ser movida a partir da fase metálica que é inserida no forno em direção à primeira escória de refinação da solda que está 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 obtidas com relativamente pouco aporte extra de energia, oxidantes externos e/ou redutores e, consequentemente, com muito pouco consumo de produtos químicos do processo.

[0183]Os requerentes também descobriram que é vantajoso que a etapa c) use apenas a primeira escória de refinação de cobre, e que quaisquer escórias de refinação de cobre subsequentes sejam melhor processadas separadamente e, preferivelmente, cada uma de maneira diferente. Os requerentes descobriram que a primeira escória de refinação de cobre é a escória de refinação de cobre contendo a maior quantidade total de elementos, exceto cobre e, particularmente, os elementos que possuem, nas condições de forno, uma maior afinidade por oxigênio do que cobre, mais particularmente uma afinidade por oxigênio que também é maior do que o estanho e chumbo. Os requerentes descobriram, portanto, surpreendente que é mais eficaz realizar a etapa c) na primeira escória de refinação de cobre, isto é, antes de misturar qualquer uma das outras escórias de refinação de cobre que são produzidas nas etapas do processo a jusante da etapa b). Os requerentes descobriram que as escórias de refinação de cobre subsequentes, tipicamente, compreendem maiores concentrações de cobre e, portanto, os requerentes preferem processar essas escórias de refinação de cobre a jusante de maneira diferente a partir da primeira escória de refinação de cobre.

[0184]Em uma forma de realização, o processo, de acordo com a presente invenção, compreende ainda as etapas de j) oxidar parcialmente a segunda fase metálica de cobre enriquecida, formando, desse modo, uma terceira fase metálica de cobre enriquecida e uma terceira escória de refinação de cobre, seguido pela separação da terceira escória de refinação de cobre da terceira fase metálica de cobre enriquecida, k) adicionar pelo menos uma parte da terceira escória de refinação de cobre à primeira composição de metal de cobre diluída, formando, desse modo, um segundo líquido banho e/ou adicionar pelo menos uma parte da terceira escória de refinação de cobre à etapa l); l) oxidar parcialmente o segundo líquido banho, formando, desse modo, uma primeira composição de metal com alto teor de cobre e uma terceira escória de refinação da solda, seguido pela separação da terceira escória de refinação da solda da primeira composição de metal com alto teor de cobre.

[0185]Os requerentes descobriram que a segunda fase metálica de cobre enriquecida formada na etapa h) pode ser enriquecida adicionalmente em cobre, submetendo o fluxo à etapa de oxidação j) subsequente. A etapa de oxidação subsequente leva à formação da terceira escória de refinação de cobre, que ainda pode conter quantidades economicamente significantes de metais valiosos exceto cobre, mas nas quais também é arrastada uma quantidade economicamente significante de cobre. A vantagem é que esses metais não cuprosos valiosos se recuperam a partir da terceira escória de refinação de cobre em uma maneira muito mais simples em comparação com as quantidades de metais não cuprosos remanescentes na terceira fase metálica de cobre enriquecida, se esse fluxo for submetido a uma etapa de eletrorrefinação de cobre para a recuperação de cobre de alta pureza, em que os metais não cuprosos tendem a representar uma carga de processo. Alguns metais não cuprosos permanecem durante a eletrorrefinação no assim chamado lodo anódico e alguns outros metais não cuprosos se dissolvem no eletrólito.

[0186]Os requerentes descobriram adicionalmente que três etapas de oxidação consecutivas como parte das séries b), h) e j) são capazes de produzir, a partir de um material bruto inicial de cobre preto que pode ser bastante diluído em cobre, mas rico em estanho e/ou chumbo, uma terceira fase metálica de cobre enriquecida que tem uma concentração de cobre que é altamente adequada para a purificação adicional por eletrorrefinação, consequentemente, pode ser chamada “grau de ânodo”. Os requerentes descobriram que a sequência das etapas de oxidação como especificado é capaz, a partir de um cobre preto de pouco mais do que 75 % em peso de cobre para produzir uma terceira fase metálica de cobre enriquecida que contém até 99,0 % em peso de cobre. Os requerentes descobriram adicionalmente que, juntamente com o processamento do cobre preto alimentado para a etapa b), materiais brutos contendo cobre adicional podem ser processados através da sequência das etapas de oxidação especificada.

[0187]Os requerentes descobriram que a composição da terceira escória de refinação de cobre é altamente adequada para ser adicionada ao segundo líquido banho. Os requerentes, portanto, preferem adicionar todas da terceira escória de refinação de cobre ao segundo líquido banho.

[0188]O fluxo é primeiramente adequado pelo fato de que a terceira escória de refinação de cobre ainda contém quantidades economicamente significantes dos metais valiosos de interesse estanho e/ou chumbo, mas também são relativamente ricos em cobre, que pode ser usado como um agente de extração útil para metais não cuprosos, tais como estanho e/ou chumbo.

[0189]Em segundo lugar, a terceira escória de refinação de cobre contém muito poucas quantidades de metais que apresentam, nas condições do processo, uma maior afinidade por oxigênio do que estanho e/ou chumbo, mais particularmente metais que são menos desejados nos produtos metálicos purificados finais de cobre, estanho e/ou chumbo, e que os metais são preferivelmente removidos do processo de acordo com a presente invenção, como parte de uma escória gasta. Pelo fato de que a terceira escória de refinação de cobre é muito pobre em tais metais, a adição desta escória no segundo banho líquido faz com que muito pouco volume de forno inútil seja consumido desnecessariamente em qualquer uma das etapas do processo a jusante, incluindo a etapa l), mas também em qualquer uma das etapas no caminho do processo a jusante que tais metais “menos nobres” precisam seguir antes de eventualmente acabar em uma escória gasta.

[0190]Os requerentes descobriram adicionalmente que qualquer recuperação adicional de metais valiosos a partir do segundo líquido banho, tal como na etapa l), pode ser altamente eficaz em termos de energia por causa da adição de pelo menos uma parte da terceira escória de refinação de cobre na etapa k). Na etapa k), a terceira escória de refinação de cobre que é adicionada no segundo banho líquido a montante de quaisquer etapas de recuperação de metal adicionais atua como um oxidante para impurezas no segundo banho líquido. Os óxidos de cobre na terceira escória de refinação de cobre reduzem facilmente o cobre elementar na etapa l), liberando, desse modo, o oxigênio para converter os metais que apresentam, nas condições do processo, uma maior afinidade por oxigênio do que cobre a partir da forma de metal elementar em óxidos. O cobre elementar formado no processamento do segundo banho líquido na etapa l), portanto, move-se para a fase metálica, na etapa l) sendo a primeira composição de metal com alto teor de cobre. Os metais que se convertem em óxidos na etapa l) passam para a fase de escória, isto é, a terceira escória de refinação da solda. Os requerentes descobriram que na etapa l) uma quantidade significante de Sn e/ou Pb pode ser movida a partir da fase metálica sendo alimentada, para a 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 outro metais em seus óxidos, podem ser obtidas com um aporte extra de energia relativamente limitado, oxidantes externos e/ou redutores e, consequentemente, com consumo de energia relativamente limitado ou insumo de produtos químicos do processo.

[0191]Os requerentes descobriram que na etapa l), a maior parte do cobre e níquel presente na primeira composição de metal de cobre diluída, bem como na terceira escória de refinação de cobre, pode ser recuperada na primeira composição de metal com alto teor de cobre, juntamente com algum de bismuto e antimônio que podem estar presentes, enquanto a maior parte do estanho e/ou chumbo nesses fluxos pode ser recuperada na terceira escória de refinação da solda. Os requerentes descobriram que a terceira escória de refinação da solda pode ser tornar vantajosamente rica em estanho e/ou chumbo e também relativamente pobre em cobre, tal que essa escória possa ser relativamente processada com facilidade para a recuperação da maior parte dos metais de solda em um fluxo que é semelhante a um fluxo de solda bruta e é adequado para ser processado como um fluxo de solda bruta.

[0192]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 de metal com alto teor de cobre é pelo menos parcialmente reciclada para um local adequado a montante do processo. Preferivelmente, este local é a etapa b), mas uma porção do fluxo reciclado pode ser reciclada para a etapa h) e/ou etapa j) e/ou etapa c) e/ou etapa d).

[0193]Os requerentes descobriram que, por um lado, a etapa l) também é altamente adequada para fornecer um caminho para a remoção de pelo menos uma parte do níquel do processo geral de fundição, pelo fato de que qualquer níquel sendo introduzido em qualquer local a montante do processo provavelmente terminará como parte da primeira composição de metal com alto teor de cobre. Os requerentes descobriram por outro lado, que se nenhuma ou apenas uma baixa quantidade de níquel for introduzida com na alimentação no processo geral, que a primeira composição de metal com alto teor de cobre tem uma composição que é altamente comparável à alimentação de cobre preto fornecida na etapa a), portanto, esse primeiro fluxo da composição de metal com alto teor de cobre pode ser prontamente reciclado para a etapa b), ou alternativamente e/ou em adição parcialmente a qualquer uma das etapas de oxidação de cobre subsequentes h) e j), para a recuperação deste cobre como parte da terceira fase metálica de cobre enriquecida. O processo descrito no U.S. 3.682.623 inclui tal reciclagem de um fluxo rico em cobre para a primeira etapa de oxidação realizada no cobre preto. Qualquer reciclagem da primeira composição de metal com alto teor de cobre para a etapa b), ou para uma das etapas subsequentes h) ou j), entretanto, benefícios em comparação à técnica anterior da remoção de impurezas a montante em uma das escórias gastas, tais como a primeira escória gasta produzida na etapa c) e/ou a segunda escória gasta produzida na etapa f).

[0194]Os requerentes descobriram, se o níquel está presente na alimentação do processo, que uma reciclagem parcial da primeira composição de metal com alto teor de cobre para um local a montante no processo, tal como a etapa b), h) ou j), traz a vantagem de que níquel concentrado até um nível mais alto na primeira composição de metal com alto teor de cobre, em comparação com um processo sem tal reciclagem parcial. Esse efeito de concentração traz a vantagem de que a retirada de uma quantidade específica de níquel do processo, por exemplo, de modo a manter os níveis de níquel em etapas particulares do processo abaixo de níveis particulares, exige que uma quantidade menor de cobre seja retirada juntamente com a quantidade de níquel. Isso traz as vantagens de que a remoção de níquel do processo é mais eficaz, que o processamento adicional da mistura de cobre/níquel extraída pode ser operado mais eficientemente e em equipamentos menores, e também podem ser operados mais eficientemente, isto é, com um menor consumo de energia e/ou produtos químicos do processo.

[0195]Os requerentes descobriram que a primeira composição de metal com alto teor de cobre que é retirada do processo pode ser processada adicionalmente para a recuperação de cobre e o níquel contido por meios que são conhecidos pelo técnico no assunto, ou de preferência pelos meios descritos no pedido de patente com referência ao registro de advocacia PAT2529702EP00.

[0196]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 de metal com alto teor de cobre é removida apenas parcialmente do forno, e uma porção desta composição metálica é mantida no forno juntamente com a terceira escória de refinação da solda. Esta porção pode representar pelo menos 3 % em peso, 4 % em peso ou 5 % em peso do total da primeira composição de metal com alto teor de cobre presente no forno no final da etapa l), preferivelmente, pelo menos 10 % em peso, mais preferivelmente, pelo menos 20 % em peso, ainda mais preferivelmente, pelo menos 30 % em peso, ainda mais preferivelmente, pelo menos 40 % em peso do total da primeira composição de metal com alto teor de cobre presente no forno. Os requerentes descobriram que esta quantidade de metal melhora a operacionalidade do forno durante o presente e pelo menos uma das etapas do processo subsequentes.

[0197]Em uma forma de realização, o processo, de acordo com a presente invenção, compreende ainda a etapa de m) reduzir parcialmente a terceira escória de refinação da solda, formando, desse modo, uma segunda composição de metal de cobre diluída e uma quarta escória de refinação da solda, seguido pela separação da quarta escória de refinação da solda da segunda composição de metal de cobre diluída.

[0198]Os requerentes descobriram que a terceira escória de refinação da solda pode conter quantidades de cobre e/ou níquel que ainda são bastante altas para derivar um fluxo de tipo de solda bruta a partir desta escória. Os requerentes, portanto, preferem incluir a etapa de redução m) parcial adicional como parte do processo de acordo com a presente invenção. Os requerentes descobriram que uma quantidade significante de cobre e/ou níquel presente na terceira escória de refinação da solda pode ser facilmente removida como parte da segunda composição de metal 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 refinação da solda, antes de submeter a quarta escória de refinação da solda ao processamento adicional. Preferivelmente, a etapa m) é operada tal que pelo menos 50 % em peso do cobre presente na etapa m) seja removido como parte da segunda composição de metal de cobre diluída, mais preferivelmente, pelo menos 70 % em peso, ainda mais preferivelmente, pelo menos 80 % em peso, ainda mais preferivelmente, pelo menos 90 % em peso. Alternativamente ou além disso, a etapa m) é, preferivelmente, operada tal que pelo menos 50 % em peso de estanho presente na etapa m) seja recuperado na quarta escória de refinação da solda, mais preferivelmente, pelo menos 70 % em peso, ainda mais preferivelmente, pelo menos 80 % em peso, ainda mais preferivelmente, pelo menos 90 % em peso.

[0199]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 de metal de cobre diluída é apenas parcialmente removida do forno, e uma porção dessa composição metálica é mantida no forno juntamente com a quarta escória de refinação da 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 de metal de cobre diluída presente no forno no final da etapa m), preferivelmente, pelo menos 10 % em peso, mais preferivelmente, pelo menos 20 % em peso, ainda mais preferivelmente, pelo menos 30 % em peso, ainda mais preferivelmente, pelo menos 40 % em peso do total da segunda composição de metal de cobre diluída presente no forno. Os requerentes descobriram que essa quantidade de metal melhora a operacionalidade do forno durante pelo menos uma das etapas do processo subsequentes.

[0200]Em uma forma de realização, o processo, de acordo com a presente invenção, compreende ainda a etapa de n) reduzir parcialmente a quarta escória de refinação da solda, formando, desse modo, uma segunda composição de metal de solda bruta e uma quinta escória de refinação da solda, seguido pela separação da segunda composição de metal de solda bruta da quinta escória de refinação da solda.

[0201]Os requerentes descobriram que a quarta escória de refinação da solda é uma matéria-prima altamente adequada para recuperar um material do tipo de solda bruta, altamente aceitável para o processamento adicional em produtos principais de estanho e/ou chumbo de alta pureza. Os requerentes descobriram que na etapa de redução n) parcial, uma porção maior do estanho e/ou chumbo presente no forno pode ser recuperada na segunda composição de metal de solda bruta, juntamente com praticamente todo o cobre e/ou níquel presente, enquanto a maior parte dos metais que apresentam, nas condições do processo, uma maior afinidade por oxigênio, tal como ferro, pode ser retida como parte da quinta escória de refinação da solda. Os requerentes descobriram que a segunda composição de metal de solda bruta é adequada para ser processada adicionalmente, tal como submetendo o fluxo a um tratamento com silício metálico conforme descrito em DE 102012005401 A1. Alternativamente ou além disso, este fluxo de solda bruta, opcionalmente publica uma etapa de enriquecimento para aumentar o teor de estanho e/ou chumbo, pode ser sintonizado adicionalmente conforme descrito no WO 2018/060202 A1 ou similar e, subsequentemente, ser submetido a uma destilação e recuperação do estanho e/ou chumbo como produtos metálicos de alta pureza, conforme descrito no mesmo documento.

[0202]Em uma forma de realização, o processo, de acordo com a presente invenção, compreende ainda a etapa de o) reduzir parcialmente a quinta escória de refinação da solda, formando, desse modo, uma terceira composição de metal com base em chumbo-estanho e uma terceira escória gasta, seguido pela separação da terceira escória gasta da terceira composição de metal com base em chumbo-estanho.

[0203]Os requerentes descobriram que é vantajoso fornecer a etapa de redução o) adicional a jusante da etapa de produção n) bruta de solda, em particular, uma etapa de redução parcial na quinta escória de refinação da solda que foi recuperada da etapa n). Os requerentes descobriram que metais mais valiosos podem ser extraídos a partir desta quinta escória de refinação da solda na etapa o), tornando a escória remanescente ainda mais adequada para o uso em uma valiosa aplicação de uso final, e/ou para o descarte dessa escória como escória gasta. Os requerentes descobriram adicionalmente que a etapa de redução o) adicional também é capaz de reduzir metais lixiviáveis, tais como chumbo, na escória para níveis suficientemente baixos, tal que a escória que sobra a partir da etapa o) possa ser usada adicionalmente como material valioso, ou ser descartada com responsabilidade, e isso com um número muito limitado de etapas de tratamento adicionais, e possivelmente sem outras etapas de tratamento, para reduzir a concentração de metais sensíveis, tais como chumbo e/ou zinco.

[0204]Em uma forma de realização, o processo, de acordo com a presente invenção, compreende ainda a etapa de p) oxidar parcialmente a terceira composição de metal com base em chumbo- estanho, formando, desse modo, uma quarta composição de metal com base em chumbo-estanho e uma sexta escória de refinação da solda, seguido pela separação da sexta escória de refinação da solda da quarta composição de metal com base em chumbo-estanho.

[0205]Os requerentes descobriram que a etapa p) traz a vantagem de que a terceira composição de metal com base em chumbo-estanho recuperada a partir da etapa o) é dividida, por um lado, em um fluxo de metal em que o cobre a partir da etapa p) se concentra, juntamente com a maior parte do níquel presente e, por outro lado, uma fase de escória em que muito pouco cobre, mas uma porção significante de estanho e/ou chumbo presente na etapa p) se concentra, juntamente com a maior parte do ferro e também zinco, se presente. Os requerentes descobriram que essa divisão traz a vantagem de que dois fluxos resultantes a partir da etapa p) podem ser processados de maneira diferente e/ou separadamente, usando etapas que são mais apropriadamente adequadas para as composições.

[0206]Em uma forma de realização, o processo, de acordo com a presente invenção, compreende ainda a etapa de q) reciclar pelo menos uma parte da sexta escória de refinação da solda para a etapa d), preferivelmente, antes de oxidar o primeiro banho líquido, e/ou adicionar pelo menos uma parte da sexta escória de refinação da solda ao primeiro banho líquido, e/ou reciclar pelo menos uma parte da sexta escória de refinação da solda para a etapa e), preferivelmente, antes de reduzir a primeira escória de refinação da solda.

[0207]Os requerentes preferem reciclar a sexta escória de refinação da solda para a etapa d) e/ou para a etapa e) pelo fato de que isso permite uma recuperação do estanho e/ou chumbo neste fluxo de escória na primeira composição de metal de solda bruta a partir da etapa e) ou a segunda composição de metal de solda bruta a partir da etapa n), enquanto o ferro presente na sexta escória de refinação da solda encontra-se rapidamente na segunda escória gasta a partir 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.

[0208]Em uma forma de realização, o processo, de acordo com a presente invenção, compreende ainda a etapa de r) reciclar pelo menos uma parte da quarta composição de metal com base em chumbo-estanho para a etapa l), e/ou adicionar pelo menos uma parte da quarta composição de metal com base em chumbo-estanho ao segundo banho líquido, preferivelmente, antes de oxidar o segundo banho líquido como parte da etapa l).

[0209]Os requerentes preferem reciclar a quarta composição de metal com base em chumbo-estanho para a etapa l) pelo fato de que este fluxo de metal é altamente adequado para ser contatado, juntamente com a primeira composição de metal de cobre diluída a partir da etapa d), com a terceira escória de refinação de cobre a partir da etapa j) que é adicionada ao segundo banho líquido, em que a terceira escória de refinação de cobre é parcialmente reduzida e as duas composições metálicas adicionadas são parcialmente oxidadas e um equilíbrio pode estabelecer em que a maior parte do cobre presente no forno, juntamente com o níquel e parte do estanho e/ou chumbo, terminam como parte da primeira composição de metal com alto teor de cobre, enquanto qualquer metal rejeitável (ferro, silício, alumínio), juntamente com uma porção significante do estanho e/ou chumbo presente, termina como parte da terceira escória de refinação da solda produzida pela etapa l).

[0210]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), preferivelmente, antes de reduzir a quinta escória de refinação da solda.

[0211]Os requerentes descobriram que a adição de cobre na etapa de redução o) traz uma vantagem significante pelo fato de que o cobre pode atuar como um excelente agente de extração para quaisquer outros metais valiosos que tenham permanecido na quinta escória de refinação da solda remanescente depois da etapa n), e que essa extração vantajosa possa ser realizada sem perder quantidades significantes de cobre na terceira escória gasta que é produzida na etapa o).

[0212]Os requerentes descobriram adicionalmente que a alimentação fresca contendo cobre que pode ser adicionada à etapa o), pode conter quantidades significantes de outros metais valiosos, em particular, de zinco, níquel, estanho e/ou chumbo. Os requerentes descobriram que, desde que seja fornecido o cobre suficiente, as perdas de estanho e/ou chumbo, em particular, na terceira escória gasta, podem ser mantidas muito baixas e, portanto, não compreendem os possíveis usos ou roteamentos adicionais desta terceira escória gasta, nem representam uma perda economicamente significante de metais valiosos.

[0213]Os requerentes descobriram que uma grande variedade de materiais é adequada como alimentação fresca contendo cobre para a etapa o). Os requerentes, entretanto, preferem que a alimentação fresca contendo cobre para a etapa o) compreenda apenas quantidades limitadas de e, preferivelmente pouco ou nenhum combustível, isto é, substâncias que oxidem rapidamente, nas condições do processo, por exemplo, materiais orgânicos, tais como plásticos e/ou hidrocarbonetos, restos de combustível ou óleo, etc., tal que a temperatura na etapa o) permaneça prontamente controlável.

[0214]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 de ânodo de cobre gasto ou rejeitado.

[0215]Os requerentes descobriram que na etapa o) uma quantidade significante de cobre preto, similar em composição ao cobre preto que foi fornecido na etapa a), pode ser adicionada para extrair metais mais valiosos da quinta escória de refinação da solda obtida a partir da etapa n) sem perder excessivamente metais valiosos adicionais na terceira escória gasta a partir da etapa o). Os requerentes descobriram que as quantidades de tal cobre preto a partir de uma etapa de fundição a montante que é aceitável na etapa o) são muito significantes, 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 significantemente a capacidade de processor cobre preto do tipo fundador e, consequentemente, processar altas quantidades de materiais brutos de menor qualidade que trazem metais valiosos em baixo valor e, portanto, com um potencial de atualização de alto valor. Os requerentes descobriram que esta maneira de operar etapa o) traz a vantagem adicional de que uma porção do cobre preto significante a partir da etapa de fundição a montante pode ser processada sem que todo esse cobre preto precise passar pelo menos através da primeira etapa b) da sequência de refinação de cobre. Quaisquer metais na alimentação de cobre preto para a etapa o) que possuem, nas condições do processo, uma maior afinidade por oxigênio do que cobre provavelmente já serão removidos antes que o cobre dessa alimentação fresca de cobre preto para a etapa o) possa encontrar o caminho para a etapa b) e passe pela sequência do processo de refinação de cobre das etapas b), h) e j).

[0216]Os requerentes descobriram também que a etapa o) também é altamente adequada para a introdução de material de ânodo de cobre gasto e/ou rejeitado. A produção de cobre de alta qualidade, tipicamente, compreende uma etapa de eletrólise, em que o cobre se dissolve a partir de um ânodo no eletrólito e se deposita novamente em um cátodo. O ânodo é, tipicamente, não é completamente consumido e o ânodo é removido como material de ânodo de cobre gasto a partir do banho de eletrólise antes que do último cobre tenha sido dissolvido. Os requerentes descobriram que a etapa o) é altamente adequada para a introdução de tal material de ânodo de cobre gasto. Os ânodos de cobre para tale tapa da eletrólise de cobre são, tipicamente, vazados vertendo uma quantidade adequada de cobre com qualidade de ânodo fundido em um molde e deixando o cobre solidificar após o resfriamento. Para um bom funcionamento da eletrólise de cobre, os ânodos devem atender a requisitos dimensionais de forma bastante severa. Preferivelmente, ânodos não conforme não utilizados, mas representam material de ânodo de cobre rejeitado. Os requerentes descobriram que a etapa o) também é altamente adequada para a introdução de tal material de ânodo de cobre rejeitado.

[0217]Os requerentes preferem introduzir o material de ânodo de cobre gasto e/ou rejeitado como um sólido com pouco ou nenhum pré-aquecimento. Isso traz a vantagem de que a fundição deste material consome pelo menos uma parte do calor da reação gerada pelas reações químicas que ocorrem na etapa o).

[0218]Em uma forma de realização do processo, de acordo com a presente invenção, incluindo a etapa o), a etapa o) compreende a adição de um sexto agente redutor à etapa o), preferivelmente, antes de reduzir a quinta escória de refinação da solda.

[0219]Os requerentes descobriram que o sexto agente redutor permite conduzir o resultado da etapa de redução o) em direção à separação desejada de metais valiosos na terceira composição de metal com base em chumbo-estanho e manter metais rejeitados na terceira escória gasta. Os requerentes descobriram que o sexto agente redutor pode ser um gás, tal como metano ou gás natural, mas também pode ser um sólido ou um líquido, tal como carbono, um hidrocarboneto, até mesmo alumínio ou ferro.

[0220]Em uma forma de realização do processo, de acordo com a presente invenção, incluindo a etapa o), o sexto agente redutor compreende, e preferivelmente principalmente é um metal, nas condições do processo, uma maior afinidade por oxigênio do que estanho, chumbo, cobre e níquel, preferivelmente, metal de ferro, mais preferivelmente, sucata. Os requerentes preferem usar o ferro, preferivelmente, sucata como o agente redutor, por causa da 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 exige menos aquecimento adicional, de modo a manter ou atingir a temperatura desejada. Os requerentes descobriram que este benefício pode ser suficientemente grande, tal que o aquecimento adicional pela queima de um combustível usando ar e/ou oxigênio dificilmente seja necessário, de modo a atingir a temperatura desejada. Os requerentes descobriram, além disso, que a etapa o) pode se beneficiar adicionalmente da adição de sílica, conforme explicado neste relatório acima.

[0221]Os requerentes preferem adicionar à etapa o) uma quantidade de sexto agente redutor que é rica em cobre e ferro, preferivelmente, como vários materiais de metal, pelo fato de que estes vários materiais de metal estão mais prontamente disponíveis em condições mais vantajosas do que estanho de alta pureza, cobre de alta pureza ou ferro de alta pureza. Outro material adequado pode ser motores elétricos, preferivelmente, tais motores depois do uso, por causa do alto teor de ferro para os núcleos e cobre para os enrolamentos. Os requerentes descobriram que o cobre e/ou estanho pode ser facilmente mantido na fase metálica e impedidos de passar para a fase de escória, enquanto qualquer ferro contido nesta alimentação fresca contendo cobre se move prontamente para a fase de escória como óxido de ferro, enquanto ajuda na redução química de outros metais que possuem, nas condições do processo, uma menor afinidade por oxigênio do que ferro.

[0222]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), preferivelmente, antes de reduzir a quarta escória de refinação da solda.

[0223]Os requerentes descobriram que o quinto agente redutor permite conduzir o resultado da etapa de redução n) em direção à separação desejada de metais valiosos na segunda composição de metal de solda bruta e na manutenção de metais rejeitados na quinta escória de refinação da solda. Os requerentes descobriram que o sexto agente redutor pode ser um gás, tal como metano ou gás natural, mas também pode ser um sólido ou um líquido, tal como carbono, um hidrocarboneto, até mesmo alumínio ou ferro.

[0224]Em uma forma de realização do processo, de acordo com a presente invenção, incluindo a etapa n), o quinto agente redutor compreende, e preferivelmente principalmente é um metal, nas condições do processo, uma maior afinidade por oxigênio do que estanho, chumbo, cobre e níquel, preferivelmente, o quinto agente redutor compreende metal de ferro, mais preferivelmente, sucata. Os requerentes preferem usar ferro, preferivelmente, sucata como o agente redutor, por causa da 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 exige menos aquecimento adicional, de modo a manter ou atingir a temperatura desejada. Os requerentes descobriram que esse benefício pode possivelmente ser suficientemente grande para que o aquecimento adicional pela queima de um combustível usando ar e/ou oxigênio possa ser limitado ou dificilmente necessário, de modo a atingir a temperatura desejada. Os requerentes descobriram, além disso, que a etapa n) pode se beneficiar adicionalmente da adição de sílica, conforme explicado neste relatório acima.

[0225]Preferivelmente, o quinto agente redutor contém pouco cobre e/ou níquel, mais preferivelmente, menos do que 1 % em peso de cobre e níquel juntos. Isso traz a vantagem de que pouco ou nenhum cobre e/ou níquel adicional apareçam na segunda composição de metal de solda bruta, tal que qualquer consumo de produtos químicos do processo em uma etapa a jusante para a refinação dessa composição de solda bruta não seja significantemente aumentado.

[0226]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), preferivelmente, antes de reduzir a quarta escória de refinação da solda, preferivelmente, a segunda alimentação fresca contendo Pb e/ou Sn compreendendo e, preferivelmente, principalmente sendo a escória obtida a partir do processamento a jusante de fluxos concentrados de Pb e/ou Sn.

[0227]Os requerentes descobriram que a etapa n) também é um local muito adequado no processo para a introdução de materiais que são ricos em estanho e/ou chumbo, pobres em cobre e níquel, mas que podem conter metais que possuem, nas condições do processo, uma maior afinidade por oxigênio do que estanho e chumbo. Esta adição à etapa n) traz a vantagem de que o estanho e/ou chumbo são prontamente recuperados como parte da segunda composição de metal de solda bruta, e são retirados do processo, enquanto os metais assim chamados “menos nobres” possuem um caminho do processo curto e reto na terceira escória gasta produzida na etapa o) a jusante.

[0228]Os requerentes descobriram que a etapa n) é muito adequada para recuperar estanho e/ou chumbo, e, opcionalmente, antimônio e/ou arsênio, em materiais brutos ou subprodutos processados que são ricos em tais metais, mas relativamente baixos em cobre e/ou níquel. Os requerentes descobriram que a segunda alimentação fresca contendo Pb e/ou Sn pode conter adicionalmente metais que apresentam, nas condições do processo, uma maior afinidade por oxigênio do que estanho e/ou chumbo, tal como sódio, potássio, cálcio. Tais metais podem por exemplo, ser introduzidos como parte de produtos químicos do processo usados nas etapas a jusante para a refinação de um fluxo rico em estanho e/ou chumbo, tal como a primeira composição de metal de solda bruta ou um derivado a jusante. Os requerentes descobriram que a etapa n) é muito adequada para recuperar metais valiosos a partir de um subproduto da escória formado em uma das etapas de refinação realizada como parte dos processos divulgados no WO 2018/060202 A1 ou similares. Tais fluxos de subprodutos de escória, tipicamente, envolvem quantidades economicamente significantes de estanho e/ou chumbo, mas também contêm os outros metais que podem ter sido introduzidos como parte de produtos químicos do processo.

[0229]Em uma forma de realização, o processo, de acordo com a presente invenção, compreende ainda a etapa de s) reciclar pelo menos uma parte da segunda composição de metal de cobre diluída formada na etapa m) à etapa c), preferivelmente, antes da primeira escória de refinação de cobre ser reduzida, e/ou reciclar pelo menos uma parte da segunda composição de metal de cobre diluída para a etapa d), preferivelmente, antes da primeira chumbo-estanho composição metálica ser oxidada, e/ou adicionar pelo menos uma parte da segunda composição de metal de cobre diluída ao primeiro banho líquido.

[0230]Os requerentes descobriram, independentemente da opção de reciclagem selecionada para reciclar a segunda composição de metal de cobre diluída, que o cobre recuperado na segunda composição de metal de cobre diluída, além de qualquer níquel que possa estar presente, é facilmente recuperado na primeira composição de metal de cobre diluída que é formada na etapa d), e mais a jusante encontra-se rapidamente na primeira composição de metal 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 de metal de cobre diluída pode facilmente encontrar o caminho na primeira escória de refinação da solda formada na etapa d) e pode então mais a jusante ser recuperado como parte da primeira composição de metal de solda bruta formada na etapa e), com o qual pode ser retirado do processo.

[0231]Em uma forma de realização do processo, de acordo com a presente invenção, incluindo a etapa m), a etapa m) compreende ainda a adição de um quarto agente redutor à etapa m) antes de reduzir a terceira escória de refinação da solda.

[0232]Os requerentes descobriram que o quarto agente redutor permite conduzir o resultado da etapa de redução m) para a separação desejada de metais valiosos na segunda composição de metal de cobre diluída e manter os metais rejeitados na quarta escória de refinação da solda. Os requerentes descobriram que o quarto agente redutor pode ser um gás, tal como metano ou gás natural, mas também pode ser um sólido ou um líquido, tal como carbono, um hidrocarboneto, até mesmo alumínio ou ferro.

[0233]Em uma forma de realização do processo, de acordo com a presente invenção, incluindo a etapa m), o quarto agente redutor compreende e, preferivelmente principalmente é um metal, nas condições do processo, uma maior afinidade por oxigênio do que estanho, chumbo, cobre e níquel, preferivelmente, metal de ferro, mais preferivelmente, sucata.

[0234]Os requerentes preferem usar ferro, preferivelmente, sucata como o agente redutor, por causa da 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 exige menos aquecimento adicional, de modo a manter ou atingir a temperatura desejada. Os requerentes descobriram que esse benefício pode ser suficientemente grande, tal que o aquecimento adicional pela queima de um combustível usando ar e/ou oxigênio pode ser limitado ou até mesmo dificilmente necessário, de modo a atingir a temperatura desejada. Os requerentes descobriram, além disso, que a etapa m) pode ser beneficiar adicionalmente da adição de sílica, conforme explicado neste relatório acima.

[0235]Os requerentes preferem adicionar à etapa m) uma quantidade de quarto agente redutor que é rica em cobre e ferro, preferivelmente, como vários materiais de metal, pelo fato de que esses materiais de metal estão mais prontamente disponíveis em condições mais vantajosas do que o estanho de alta pureza, cobre de alta pureza ou ferro de alta pureza. Outro material adequado pode ser motores elétricos, preferivelmente, tais motores depois do uso, por causa do alto teor de ferro para os núcleos e cobre para os enrolamentos. Os requerentes descobriram que o cobre pode ser facilmente mantido na fase metálica e impedido de passar para a fase de escória, enquanto qualquer estanho, chumbo e ferro nesta alimentação fresca contendo cobre se move rapidamente na fase de escória como os respectivos óxidos, enquanto ajuda a redução química de outros metais que possuem, nas condições do processo, uma menor afinidade por oxigênio do que estanho, chumbo e ferro.

[0236]Em uma forma de realização, o processo, de acordo com a presente invenção, compreende ainda a etapa de g) reciclar pelo menos uma parte da segunda composição de metal com base em chumbo-estanho para a etapa c), preferivelmente, adicionar à maioria se não toda a segunda composição de metal com base em chumbo-estanho para a etapa c) e, preferivelmente, antes de reduzir a primeira escória de refinação de cobre, e/ou reciclar pelo menos uma parte da segunda composição de metal com base em chumbo-estanho para a etapa b) e/ou reciclar pelo menos uma parte da segunda composição de metal com base em chumbo-estanho para a etapa d).

[0237]Os requerentes descobriram que os metais valiosos na segunda composição de metal com base em chumbo-estanho a partir da etapa f) podem ser facilmente recuperados pela adição desta composição à etapa c), e/ou etapa b) e/ou etapa d). Os metais na segunda composição de metal com base em chumbo-estanho tendo uma maior afinidade por oxigênio, nas condições do processo, oxidam prontamente e resultam em uma redução dos metais sendo alimentados para a etapa c) que possuem uma menor afinidade por oxigênio nas mesmas condições. A presença na etapa c) dos metais adicionais a partir da etapa f) resulta em uma redução parcial dos metais presentes como óxidos na primeira escória de refinação de cobre. Como um resultado, mais metais valiosos, tais como Cu, Ni, Sn, Pb, Sb, As, passam para a fase metálica da etapa c), e mais os metais rejeitados, tais como Fe, Si e Al, passam para a primeira escória gasta produzida na etapa c). A adição desta segunda composição de metal com base em chumbo-estanho na etapa c), portanto, melhora a separação desejada das outras matérias-primas para a etapa c) em combinação com a obtenção de uma separação desejada dos metais que foram recuperados a partir da etapa f).

[0238]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, preferivelmente, na forma de areia.

[0239]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 a partir da fase de escória. Sem desejar ficar vinculados a essa teoria, os requerentes acreditam que a redução da viscosidade da escória por si só melhora significantemente a fase separação pelo fato de que as bolhas de metal formadas na fase de escória por causa de 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 mais o equilíbrio de metais particulares entre a fase metálica e a fase de escória, em particular, para o chumbo. A sílica também aumenta a acidez da escória, que afeta adicionalmente o equilíbrio no forno entre as diferentes fases. Quando a escória contém ferro e é retirada do forno e granulada entrando em contato com a escória líquida quente com água, a adição de sílica pode evitar o risco de o ferro estar presente em uma forma que atua como um catalisador para a divisão de água e, consequentemente, a formação de gás hidrogênio, que representa um risco de explosão. A sílica também aumenta a atividade de qualquer estanho na escória, forçando algum SnO2 a reduzir para o metal Sn, onde Sn passará para a fase metálica. Este último mecanismo reduz a quantidade de Sn que permanece na escória para a mesma composição metálica subjacente.

[0240]Em uma forma de realização do processo, de acordo com a presente invenção, em 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.

[0241]Os requerentes descobriram que uma etapa de fundição é altamente adequada, e até mesmo preferível, para produzir qualquer um e, preferivelmente, todas composições do cobre preto que são usadas como alimentação possível 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 na operação e no equipamento, consequentemente economicamente vantajosa. Uma etapa de fundição traz a vantagem adicional de ser tolerante em termos na qualidade do material bruto. Uma etapa de fundição é capaz de aceitar materiais brutos que são altamente diluídos e/ou contaminados com uma ampla variedade de componentes, conforme descrito acima neste documento. Pelo fato de que os materiais brutos misturados e/ou contaminados praticam não possuem qualquer outro uso final, podem ser fornecidos nas condições economicamente atrativas. A capacidade de processamento desses materiais brutos e atualizar os metais valiosos contidos é, portanto, de interesse para o operador do processo, de acordo com a presente invenção.

[0242]Em um forno de fundição, os metais são fundidos e os orgânicos e outros materiais combustíveis são queimados. Os metais que apresentam uma afinidade relativamente alta por oxigênio se convertem em seus óxidos e se acumulam na fase de escória sobrenadante de menor densidade. Os metais que apresentam uma menor afinidade por oxigênio permanecem como metal elementar e permanecem na fase metálica líquida de maior densidade no fundo do forno de fundição. Em uma etapa de produção de cobre, a etapa de fundição pode ser operada tal que a maior parte de ferro acabe na escória, enquanto cobre, estanho e chumbo acabam no produto metálico, um fluxo que é, tipicamente, chamado “cobre preto”. Além disso, a maior parte do níquel, antimônio, arsênio e bismuto acaba como parte do produto de cobre preto.

[0243]Os requerentes descobriram que o produto metálico 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, tal como por granulação, que permite o possível transporte entre diferentes locais industriais e, subsequentemente, ser introduzido no processo antes ou depois de ser fundido novamente.

[0244]Em uma forma de realização do processo, de acordo com a presente invenção, pelo menos uma da primeira composição de metal de solda bruta e da segunda composição de metal de solda bruta é pré-refinada usando silício metálico para produzir uma composição de metal de solda pré-refinada. Um tratamento de pré- refinamento adequado para tal composição de metal de solda bruta é descrito em DE 102012005401 A1.

[0245]Em uma forma de realização, o processo, de acordo com a presente invenção, compreende ainda a etapa de resfriamento da primeira composição de metal de solda bruta e/ou da segunda composição de metal de solda bruta e/ou da composição de metal de solda pré-refinada até uma temperatura de no máximo 825 °C para produzir um banho contendo uma primeira escória sobrenadante que por gravidade se torna flutuante sobre uma primeira fase de solda líquida ajustada e fundida. Os requerentes descobriram que esta etapa do processo a jusante adicional é capaz de remover uma quantidade significante de cobre e outros metais indesejáveis da solda bruta. Os detalhes adicionais para esta etapa podem ser encontrados no WO 2018/060202 A1. Os requerentes descobriram adicionalmente que esta etapa de resfriamento, em combinação com algumas das etapas do processo a jusante adicionais realizadas nesse fluxo de chumbo/estanho, pode oferecer uma alternativa, pelo menos parcialmente, ao pré-retratamento com silício metálico mencionado em outras partes deste documento. Isto é vantajoso pelo fato de que o silício metálico é um produto químico de processo bastante escasso e é benéfico se o uso puder ser reduzido e/ou eliminado.

[0246]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 de metal de solda bruta e/ou à segunda composição de metal de solda bruta e/ou à composição de metal de solda pré-refinada e/ou à primeira fase de solda líquida ajustada fundida para formar um banho contendo uma segunda escória sobrenadante que por gravidade flutua em cima de uma segunda fase de solda líquida ajustada fundida.

[0247]Em uma forma de realização, o processo, de acordo com a presente invenção, compreende ainda a etapa de remover a segunda escória sobrenadante da segunda fase de solda líquida ajustada fundida, formando, desse modo, uma segunda solda ajustada.

[0248]Em uma forma de realização, o processo, de acordo com a presente invenção, compreende ainda a etapa de remover a primeira escória sobrenadante a partir da primeira fase de solda líquida ajustada fundida, formando, desse modo, uma primeira solda ajustada.

[0249]Em uma forma de realização, o processo, de acordo com a presente invenção, compreende ainda a etapa de destilar a primeira solda ajustada e/ou a segunda solda ajustada, em que chumbo (Pb) é removido da solda por evaporação e um produto de topo de destilação e um produto de fundo de destilação são obtidos, preferivelmente, por destilação à vácuo.

[0250]Em uma forma de realização do processo, de acordo com a presente invenção, incluindo a etapa de destilar pelo menos um dos fluxos de solda para remover chumbo (Pb) da solda por evaporação e um produto de topo de destilação e um produto de fundo de destilação são obtidos, o produto de fundo de destilação compreende pelo menos 0,6 % em peso de chumbo. Os benefícios do mesmo são explicados no WO 2018/060202 A1.

[0251]Em uma forma de realização da presente invenção, pelo menos uma parte do processo é monitorada e/ou controlada eletronicamente, preferivelmente, por um programa de computador. Os requerentes descobriram que o controle das etapas do processo de acordo com a presente invenção, eletronicamente, preferivelmente, por um programa de computador, traz a vantagem de um processamento muito melhor, com resultados muito mais prognosticáveis e mais próximos dos objetivos do processo. Por exemplo, com base em medições de temperatura, se desejado, também medições de pressão e/ou nível e/ou em combinação com os resultados das análises químicas de amostras colhidas a partir dos fluxos do processo e/ou resultados analíticos obtidos on-line, o programa de controle pode controlar o equipamento relacionado ao suprimento ou remoção de energia elétrica, suprimento de calor ou de um meio de resfriamento, um fluxo e/ou um controle de pressão. Os requerentes descobriram que tal monitoramento ou controle é particularmente vantajoso com etapas que são operadas em modo contínuo, mas que também pode ser vantajoso com etapas que são operadas em lote ou semilote. Em adição e preferivelmente, os resultados de monitoramentos obtidos durante ou depois do desempenho 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 dentro no qual o processo, de acordo com a presente invenção, é apenas uma parte. Preferivelmente, todo o processo geral é monitorado eletronicamente, mais preferivelmente, por pelo menos um programa de computador. Preferivelmente, o processo geral é controlado eletronicamente, tanto quanto como possível.

[0252]Os requerentes preferem que o controle de computador também forneça que dados e instruções sejam transmitidos de um computador ou programa de computador para pelo menos um outro computador ou programa de computador ou módulo do mesmo programa de computador, para monitoramento e/ou controle de outros processos incluindo, mas não limitados aos processos descritos neste documento.

[0253]Os requerentes preferem operar etapas do processo particulares, de acordo com a presente invenção, em um conversor rotativo de sopro superior (TBRC), opcionalmente em um forno como divulgado no U.S. 3.682.623, Figuras 3 a 5 e a descrição associada, ou um forno comumente conhecido como um forno Kaldo ou conversor Kaldo. Os requerentes particularmente preferem usar este tipo de forno nas etapas em que uma reação química está ocorrendo e/ou em que um equilíbrio é desejado entre uma fase de escória fundida e uma fase metálica fundida subjacente.

[0254]Os requerentes descobriram que este tipo de fornos permite processar materiais complexos, materiais que geram uma quantidade alta de fase de escória, e materiais com grandes variações em termos de aparência física, bem como na composição química. Esse tipo de forno é capaz de aceitar como escórias de alimentação de outras etapas do processo e/ou grandes partes de materiais sólidos, isto é, matérias-primas que são muito mais difíceis de introduzir em outros tipos de projetos de forno.

[0255]Tais fornos trazem a vantagem de que o forno pode ser girado, tal que um contato mais intenso entre sólidos e líquidos e entre diferentes fases líquidas possa ser obtido, o que permite aproximar e/ou atingir o equilíbrio desejado entre as fases mais rapidamente.

[0256]Preferivelmente, a velocidade de rotação do forno é variável, tal que a velocidade de rotação do forno pode ser adaptada à etapa do 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, tais como quando a alimentação fresca sólida precisa ser fundida, podem preferir uma baixa velocidade de rotação ou, possivelmente, até mesmo nenhuma rotação.

[0257]Preferivelmente, o ângulo de inclinação do forno é variável, o que permite um melhor controle de mistura e, com isso, também da cinética de reação. Um ângulo de inclinação variável também permite uma melhor inicialização de alimentações sólidas, preferivelmente, em um ângulo de inclinação baixo, até que o líquido suficiente e suficientemente quente e, consequentemente, mais fluido líquido, seja formado para manter os sólidos remanescentes à tona.

[0258]Os requerentes preferem, nas condições particulares, operar o forno pelo menos periodicamente, não no modo de rotação convencional, mas em um assim chamado “modo de balanço”, isto é, girando alternadamente o forno em direções opostas apenas como uma parte de uma rotação completa 360°. Os requerentes descobriram que este modo de operação pode evitar possíveis forças extremas no equipamento de acionamento do forno quando o forno estiver girando totalmente com o mesmo conteúdo. Os requerentes preferem aplicar este modo de operação quando ainda existe uma quantidade relativamente alta de sólidos na carga do forno e uma presença no líquido muito baixa para manter esses sólidos à tona, ou quando o líquido no forno ainda é pouco fluido, por exemplo, pelo fato de que ainda está um pouco frio.

[0259]Os requerentes preferem que o TBRC tenha um revestimento refratário e, mais preferivelmente, o revestimento com duas camadas. Preferivelmente, a camada interna do revestimento, isto é, a camada em contato com o conteúdo do forno, é feita de um material que ilumina visualmente as altas temperaturas do conteúdo do forno durante toda a 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.

[0260]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 interior.

[0261]Ao instalar o revestimento do TBRC, o revestimento preferivelmente sendo 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, tal como uma camada de papelão ou telhado. Isso traz a vantagem, à medida que a temperatura do forno aquece durante sua primeira campanha, que a camada de sacrifício incinera e desaparece, e abre espaço para a expansão térmica dos tijolos.

[0262]Várias etapas no processo, de acordo com a presente invenção, preferem que a fase metálica fundida subjacente seja batida a partir do forno enquanto a fase de escória líquida sobrenadante ainda está no forno. Os requerentes preferem bater este metal líquido por meio de um dreno ou orifício no revestimento refratário do forno. Os requerentes preferem tapar este buraco por meio de um bastão de metal de sacrifício durante os movimentos do forno da operação. De modo a preparar a rosca de metal, os requerentes preferem queimar este bastão enquanto é mantido acima do nível do líquido do forno, e tampar temporariamente o orifício queimado com um bujão combustível, por exemplo, feito de papelão, depois que o forno é transformado na posição de rosqueamento de metal. Os requerentes descobriram que o tempo de incineração do bujão combustível fornece tempo para transformar o forno na posição de rosqueamento de metal e o orifício para passar na fase de escória.

[0263]Para aquecer o forno com suprimento de calor externo, os requerentes preferem usar um queimador que queima 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 tal queimador 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.

[0264]Os requerentes descobriram que a razão de combustível em relação à fonte de oxigênio pode ser facilmente utilizada para controlar o regime oxidativo/redutivo do forno dentro do forno e, consequentemente, ajudar no ajuste e/ou controle da direção das reações químicas que devem ocorrer dentro do forno.

[0265]Os requerentes descobriram que essas etapas como parte do processo de acordo com a presente invenção, em que matérias-primas frias são introduzidas, podem gerar dioxinas e/ou compostos orgânicos voláteis (VOC). Os requerentes preferem realizar essas etapas do processo em fornos que são equipados com equipamento apropriado para capturar dioxinas e/ou VOC’s a partir dos vapores de exaustão. Os requerentes descobriram que o processo pode ser operado de maneira que apenas uma parte dos fornos precise desse equipamento de tratamento de exaustão, enquanto para os outros fornos a coleta e/ou a filtragem de poeira é suficiente para atender aos padrões de emissão legalmente impostos.

[0266]O processo de acordo com a presente invenção, inclui várias ocasiões para transferir um metal líquido fundido e/ou fase de escória de um forno para outro. Os requerentes descobriram que esta transferência é realizada de forma mais conveniente realizada usando conchas de transferência. De modo a proteger os materiais de construção das conchas de transferência, os requerentes preferem fornecer às conchas uma camada interna de revestimento de escória sólida.

EXEMPLO

[0267]O exemplo a seguir mostra uma forma de realização preferida da presente invenção. O exemplo é ilustrado adicionalmente pela Figura 1, que mostra um diagrama de fluxo da parte principal 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 com grau de ânodo 9, um subproduto de alta composição metálica 22, dois produtos de composição de metal de solda bruta 18 e 26 e três escórias gastas 12, 20 e 28.

[0268]Na Figura 1, os números representam os seguintes recursos da reivindicação: 1. Matéria-prima para a composição de cobre preto para a etapa b) (100) 2. Alimentação fresca para a etapa b) (100) 3. Primeira escória de refinação de cobre 4. Primeira fase metálica de cobre enriquecida 5. Alimentação fresca para a etapa h) (200) 6. Segunda escória de refinação de cobre 7. Segunda fase metálica de cobre enriquecida 8. Terceira escória de refinação de cobre 9. Terceira fase metálica de cobre enriquecida - Grau anódico 10. Segunda composição de metal com base em chumbo-estanho 11. Segunda composição de metal de cobre diluída 12. Primeira escória gasta 13. Primeira composição de metal com base em chumbo-estanho 14. Sexta escória de refinação da solda para o primeiro banho líquido (450) antes da etapa d) (500) 15. Primeira composição de metal de cobre diluída 16. Primeira escória de refinação da solda 17. Primeira alimentação fresca contendo Pb e/ou Sn para a etapa e) (600) 18. Primeira composição de metal de solda bruta 19. Segunda escória de refinação da solda 20. Segunda escória gasta 21. Quarta composição de metal com base em chumbo-estanho 22. Primeira composição de metal com alto teor de cobre - porção removida do processo 23. Terceira escória de refinação da solda 24. Quarta escória de refinação da solda 25. Segunda alimentação fresca contendo Pb e/ou Sn para a etapa n) (1000) 26. Segunda composição de metal de solda bruta 27. Quinta escória de refinação da solda 28. Terceira escória gasta 29. Terceira composição de metal com base em chumbo-estanho 30. Primeira composição de metal com alto teor de cobre - porção reciclada para a etapa b) e/ou etapa d) 31. Alimentação fresca para a etapa j) (300) 50. Primeira alimentação fresca contendo cobre para 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 refinação da solda reciclada para a 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 do processo b) 200 Etapa do processo h) 300 Etapa do processo j) 400 Etapa do processo c) 500 Etapa do processo d) 600 Etapa do processo e) 700 Etapa do processo f) 701 Etapa do processo g) 800 Etapa do processo l) 801 Reciclagem do fluxo 30 a partir da etapa l) para a etapa do processo b) e/ou d) 900 Etapa do processo m) 901 Etapa do processo s), isto é, a reciclagem do fluxo 11 a partir da etapa m) para a etapa do processo c) 1000 Etapa do processo n) 1100 Etapa do processo o) 1200 Etapa do processo p) 1201 Etapa do processo q) - Reciclagem da parte da sexta escória de refinação da solda (14) a partir da etapa p) para o primeiro banho líquido (450) e/ou (53) para a etapa do processo e) (600) 1202 Etapa do processo r) - Reciclagem da quarta composição de metal com base em chumbo-estanho (21) a partir da etapa p) para o segundo banho líquido (550). Etapa b) (100): Um conversor rotativo soprado (TBRC), usado neste relatório como um forno de refinação para a etapa b) (100), foi carregado com 21,345 kg de cobre preto 1 a partir de um forno de fundição a montante, 30,524 kg de uma primeira composição de metal com alto teor de cobre 30 reciclada a partir da etapa do processo l) a jusante (800) como parte de um ciclo do processo anterior, 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 pobres 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 assim carregadas foi adicionada uma quantidade de fluxo de sílica na forma de fluxo de areia suficiente para obter os efeitos desejados de separação de fase e/ou fluidez da escória. A alimentação foi fundida e/ou aquecida nas condições oxidantes e parcialmente com sopro de oxigênio enquanto o forno foi girado.

[0269]Uma quantidade significante de zinco presente na alimentação foi expelida do forno. No final da primeira etapa de oxidação b) (100), a primeira escória de refinação de cobre 3 foi derramada e transferida para um forno de retratamento de escória para ser submetida à etapa do processo c) (400). Esta primeira escória de refinação de cobre 3 foi rica em chumbo, estanho, zinco e ferro. A composição detalhada desta escória 3, bem como a primeira fase metálica de cobre enriquecida 4 e a poeira produzida durante a etapa b) (100), juntamente com suas quantidades, são mostradas na Tabela II. A primeira fase metálica de cobre enriquecida 4 foi transferida para outro TBRC para ser submetida à etapa do processo h) (200).

Etapa h) (200): À primeira fase metálica de cobre enriquecida, 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 da separação de fase e/ou fluidez da escória. Esta alimentação fresca 5 consistia de algum cobre preto adicional a partir da fundição a montante além do 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.

[0270]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 refinação de cobre 6 foi derramada e transferida para outro forno de retratamento de escória para ser submetida à etapa d) (500). A segunda fase metálica de cobre enriquecida 7 remanescente foi transferida para outro TBRC para ser submetida à etapa j) (300). A composição e as quantidades da segunda escória de refinação de cobre 6 e a segunda fase metálica de cobre enriquecida 7 são mostradas na Tabela IV. Como pode ser observado na Tabela IV, a fase metálica 7 foi significantemente enriquecida no teor de cobre, em comparação com os fluxos de alimentação do forno 4 e 5 na Tabela III.

Etapa j) (300): À segunda fase metálica de cobre enriquecida 7, outros 22,096 kg de alimentação fresca rica em cobre 31 foram adicionados. A composição e as quantidades das alimentações para a carga do forno de etapa j) (300) são mostradas na Tabela V.

[0271]O sopro de oxigênio foi realizado no conteúdo do forno, e no final do período do sopro, uma quantidade de fluxo de areia suficiente foi adicionada para obter os efeitos desejados da separação de fase e/ou fluidez de escória, antes de derramar a terceira escória de refinação de cobre 8. A fase metálica de cobre de grau anódico remanescente 9 foi removido a partir do forno para processamento adicional, por exemplo, purificação por eletrorrefinação. A composição e as quantidades da terceira escória de refinação de cobre 8 e do cobre de grau anódico 9 são apresentadas na Tabela VI. Como pode ser observado na Tabela VI, a fase metálica 9 foi enriquecida adicionalmente em teor de cobre, quando comparada ao fluxo de alimentação do forno 7 e/ou 31 na Tabela V.

Etapa c) (400): 26,710 kg da primeira escória de refinação de cobre 3 (com a composição apresentada na Tabela VII), foram introduzidos em outro TBRC usado como forno de retratamento de escória, juntamente com 6,099 kg de alimentação fresca 56 e 11,229 kg de uma segunda fase metálica de cobre diluída 11 obtida a partir de uma etapa do processo m) (900) de um ciclo do processo anterior e juntamente com 23,000 kg de uma segunda fase metálica ou composição com base em chumbo-estanho 10 obtida de uma etapa do processo f) (700) de um ciclo do processo anterior. A este conteúdo do forno, 10,127 kg de sucata como agente redutor foram adicionados. Adicionou-se ainda uma quantidade de fluxo de areia suficiente para obter os efeitos desejados de segurança, separação de fase 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 carga do forno da etapa c) (400) são mostradas na Tabela VII.

[0272]Quando a redução de cobre, estanho e chumbo foi suficientemente desenvolvida, uma primeira composição de metal com base em chumbo-estanho 13, poeira e uma primeira escória gasta 12 foram produzidas. As composições e as quantidades desses produtos são apresentadas na Tabela VIII. A primeira escória gasta 12 foi derramada e removida do processo. A primeira composição de metal com base em chumbo-estanho 13 foi transferida para outro TBRC para se tornar parte do primeiro banho líquido 450.

Etapa d) (500): Para formar o primeiro banho líquido 450, aos 46,718 kg da primeira composição de metal com base em chumbo-estanho 13 foram adicionados 17,164 kg da segunda escória de refinação de cobre 6 (tendo a composição apresentada na Tabela IV) juntamente com 9,541 kg de alimentação fresca 57, e 474 kg da sexta escória de refinação da solda 14 (reciclada a partir da etapa do processo p) a jusante (1200) como parte de um ciclo do processo anterior). Adicionou-se ainda uma quantidade de fluxo de areia suficiente para obter os efeitos desejados da separação de fase e/ou fluidez de escória. As composições e as quantidades dos componentes do primeiro banho líquido 450, que formaram a carga do forno para a etapa d) (500), são mostradas na Tabela IX.

[0273]A mistura de escórias e fase metálica reagiram 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 roscado, removendo, desse modo, uma primeira composição de metal de cobre diluída 15 do forno. A primeira escória de refinação da solda 16 juntamente com aproximadamente 1 tonelada métrica restante a partir da primeira fase metálica de cobre diluída 15 foram passadas para outro TBRC para serem submetida à próxima etapa e) (600). As composições e as quantidades de ambos os fluxos de produto obtidos a partir da etapa 500, exceto para 1 tonelada métrica de fase metálica que tinha permanecido com a fase de escória, são apresentadas na Tabela X.

A primeira fase metálica de Cu diluída 15 a partir da etapa d) continha cerca de 0,08 % em peso de prata (Ag) e 0,03 % em peso de enxofre. Etapa e) (600): 14,987 kg da primeira alimentação fresca contendo chumbo e estanho 17 foram adicionados à primeira escória de refinação da solda 16 antes que esta mistura fosse reduzida na etapa e) (600). A redução foi realizada adicionando 8,017 kg de sucata como agente redutor. Além disso, foram adicionados ao forno como parte da etapa e) (600) 8,650 kg da sexta escória de refinação da solda 53, obtida a partir da etapa do processo p) a jusante (1200) como parte de um ciclo do processo anterior, além de uma quantidade de fluxo de areia suficiente para obter os efeitos desejados de separação de fase e/ou fluidez de escória. As composições e as quantidades das alimentações que formam a carga do forno para a etapa e) (600) são mostradas na Tabela XI.

[0274]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 atinge o nível alvo. Nesse ponto, o forno foi novamente roscado no fundo para remover a primeira composição de metal de solda bruta 18 do processo. A primeira composição de metal de solda bruta 18 foi processada adicionalmente em produtos principais de chumbo e estanho. A segunda escória de refinação da solda 19 foi passada para outro TBRC para tratamento adicional como parte de etapa f) (700). As composições e as quantidades do primeiro metal de solda bruto 18, da segunda escória de refinação da solda 19, bem como a poeira obtida a partir da etapa e) (600) são mostradas na Tabela XII.

Etapa f) (700): Uma etapa de redução adicional foi realizada na segunda escória de refinação da solda 19 adicionando 1,207 kg de sucata como agente redutor. Ainda foram adicionados como parte de etapa f) (700) 22,234 kg da primeira alimentação fresca contendo cobre 50 e uma quantidade de fluxo de areia suficiente para obter os efeitos desejados de segurança, separação de fase e/ou fluidez de escória. Esta alimentação fresca 50 consistia de algum cobre preto adicional a partir da fundição a montante, além de alguns materiais de escória coletados que sobraram de outras etapas do processo. As composições e as quantidades das alimentações para a carga do forno da etapa f) (700) são apresentadas na Tabela XIII.

[0275]Quando Cu, Sn e Pb na escória foram reduzidos para no máximo 0,50 % cada, uma segunda fase metálica com base em chumbo-estanho 10 e uma segunda escória gasta 20 foram produzidas. As composições e as quantidades dos mesmos são apresentadas na Tabela XIV. A segunda escória gasta 20 foi derramada e foi removida do processo. A segunda composição de metal com base em chumbo- estanho 10 foi passada adiante para a etapa c) (400) do próximo ciclo do processo antes de reduzir a primeira escória de refinação de cobre (3).

Etapa l) (800): 17,024 kg da terceira escória de refinação de cobre 8 (tendo a composição mostrada na Tabela VI) foram alimentados com um TBRC usado como forno de retratamento de escória juntamente com 14,920 kg de alimentação fresca rica em cobre 52 e 49,792 kg da primeira fase metálica de cobre diluída 15 obtida a partir da etapa d) (500). Além disso, foi adicionada uma quantidade de fluxo de areia suficiente para obter os efeitos desejados da separação de fase e/ou fluidez de escória. Esses materiais foram fundidos juntamente com a quarta fase metálica com base em chumbo-estanho 21 (20,665 kg) obtida a partir da etapa do processo p) a jusante (1200) como parte de um ciclo do processo anterior. Essas alimentações juntas faziam parte do segundo banho líquido 550. Depois que o preenchimento e fundição foram concluídos, o forno foi girado a uma velocidade de 20 rpm. As composições e as quantidades das alimentações para a carga do forno de retratamento de escória para a etapa l) (800) são mostradas na Tabela XV.

[0276]A mistura foi reagida, se necessário, além de parcialmente oxidada com sopro de oxigênio, até que as concentrações de cobre e níquel na escória atingissem os valores alvo. Nesse ponto, o forno foi roscado no fundo para remover 64,500kg da primeira composição de metal com alto teor de cobre (fluxos 22 e 30 juntos) da terceira escória de refinação da solda 23. A terceira escória de refinação da solda 23, juntamente 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 adicional como parte da etapa m) (900). As composições e as quantidades dos fluxos de produto no final da etapa l) (800) são apresentadas na Tabela XVI e, desta vez, incluem as 6 toneladas métricas da fase metálica que permaneceram com a fase de escória no caminho para a próxima etapa do tratamento. Tabela XVI

[0277]Da primeira composição de metal com alto teor de cobre no forno, 30,524 kg foram alimentados no forno de refinação de cobre como fluxo 30 para iniciar uma nova etapa b) (100) de um próximo ciclo. Foram removidos 33,976 kg adicionais do processo como fluxo 22, para processamento adicional. Etapa m) (900): Depois de remoção dos (30,524 kg +33,976 kg =) 64,500 kg da primeira fase metálica de alto teor de cobre (22+30) do forno, o conteúdo do forno foi passado para outro TBRC para tratamento adicional como parte da etapa m) (900). A mistura dos 39,276 kg da terceira escória de refinação da solda 23 e as 6 tons de metal que apresenta a composição da primeira composição de metal de alto teor de cobre foram parcialmente reduzidas como parte da etapa m) (900). A sucata foi introduzida como agente redutor. Além disso, foi adicionada à etapa m) uma quantidade de fluxo de areia suficiente para obter os efeitos desejados de separação de fase e/ou fluidez de escória, e uma quantidade menor (37 kg) de alimentação fresca 58. As composições e as quantidades das alimentações que formam a carga do forno para a etapa m) (900) são apresentadas na Tabela XVII.

[0278]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 roscado no fundo para remover uma quantidade de 11,229 kg da segunda composição de metal de cobre diluída 11 para tratamento adicional na etapa c) (400) de um próximo ciclo do processo. Uma quarta escória de refinação da solda 24 juntamente com cerca de 1,400 kg de metal que apresenta a composição da segunda fase metálica de cobre diluída 11 foi passada para outro TBRC para ser submetida à etapa n) (1000). As composições e quantidade totais da segunda composição ou fase metálica de cobre diluída 11 e da quarta escória de refinação da solda 24 são mostradas na Tabela XVIII, em que os 1,400 kg da fase metálica que permanece com a fase de escória é incluído na quantidade total relatada para a segunda fase metálica de cobre diluída 11.

[0279]A segunda fase metálica de Cu diluída 11 a partir da etapa m) contendo cerca de 0,11 % em peso de prata (Ag) e 0,01 % em peso de enxofre. Etapa n) (1000): Depois dos 11,229 kg da segunda fase metálica de cobre diluída 11 serem retirados do forno, o conteúdo do forno remanescente foi transferido para outro TBRC para realizar 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 adicionalmente. A redução foi feita adicionando 9,692 kg de sucata como agente redutor, juntamente com uma quantidade de fluxo de areia suficiente para obter os efeitos desejados da separação de fase e/ou fluidez de escória. As composições e as quantidades das diferentes alimentações de forno para a etapa n) (1000) são mostradas na Tabela XIX.

[0280]A etapa de redução parcial foi interrompida quando a concentração de estanho na fase de escória atinge o nível alvo. Nesse ponto, o forno foi novamente roscado no fundo para remover a segunda composição de metal de solda bruta 26 do forno, deixando apenas a quinta escória de refinação da solda 27 no forno. A segunda composição de metal de solda bruta 26 foi processada adicionalmente em produtos principais de chumbo e estanho. A quinta escória de refinação da solda 27 foi passada para outro TBRC para realizar a etapa o) (1100). As composições e as quantidades do segundo metal de solda bruto 26 e da quinta escória de refinação da solda 27 são apresentadas na Tabela XX.

Etapa o) (1100): Uma etapa de redução adicional foi realizada na quinta escória de refinação da solda 27 adicionando 922 kg de sucata como agente redutor juntamente com 23,735 kg de alimentação fresca contendo cobre 55 e uma quantidade de fluxo de areia suficiente para obter os efeitos desejados de segurança, separação de fase e/ou fluidez de escória. A segunda alimentação fresca contendo cobre 55 consistia principalmente de cobre preto adicional a partir da fundição a montante. As composições e as quantidades das alimentações para a etapa o) (1100) são apresentadas na Tabela XXI.

[0281]A redução foi continuada até que uma qualidade aceitável de escória gasta fosse obtida. Quando este objetivo foi atingido, uma terceira fase metálica com base em 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 derramada e foi removida do processo. A terceira composição de metal com base em chumbo-estanho 29 foi transferida para o TBRC que foi destinado a realizar a etapa p) (1200). Tabela XXII

Etapa p) (1200): À terceira composição de metal com base em chumbo- estanho 29 foram adicionados 5,204 kg de alimentação fresca 51 juntamente com uma quantidade de fluxo de areia suficiente para obter os efeitos desejados da separação de fase e/ou fluidez de escória. Subsequentemente, por oxidação parcial, a maior parte do ferro e zinco foi oxidada a partir da fase metálica na fase de escória. As composições e as quantidades dos produtos a partir desta etapa de oxidação p) (1200) são mostradas na Tabela XXIII.

[0282]Quando a oxidação de ferro e zinco foi suficientemente desenvolvida, uma quarta composição de metal com base em chumbo-estanho 21 e um sexta escória de refinação da solda 14 foram produzidas, cujas composições e quantidades são apresentadas na Tabela XXIV. A sexta escória de refinação da solda 14 foi derramada e foi adicionada pelo menos parcialmente como fluxo 14 ao primeiro banho líquido (450) e/ou pelo menos parcialmente como fluxo 53 à etapa e) (600) do próximo ciclo do processo. A quarta composição de metal com base em chumbo-estanho 21 foi transferida para outro TBRC para se tornar parte do segundo banho líquido 550 e para realizar a etapa l) (800) como parte do próximo ciclo do processo.

[0283]As etapas do processo 100 a 1200 envolvendo fases de metal fundido e/ou de escórias são todas operadas em uma temperatura na faixa de 1100 a 1250 °C. Dependendo do propósito da etapa, a temperatura de operação pode, preferivelmente, estar próxima da extremidade superior ou inferior desta faixa de temperatura.

[0284]Os requerentes descobriram que a forma de realização do processo, conforme descrito neste Exemplo, pode ser realizada em um número limitado de TBRC’s. Os requerentes conseguiram realizar este processo em apenas 8 fornos, vários deles, preferivelmente, sendo do tipo TBRC. Os requerentes preferem realizar este processo em apenas 6 fornos, mais preferivelmente, em apenas 5 fornos, ainda mais preferivelmente, em apenas 4 fornos, ainda mais preferivelmente, em apenas 3 fornos.

[0285]Tendo descrito completamente esta invenção, será avaliado pelos técnicos no assunto que a invenção pode ser realizada em uma ampla faixa de parâmetros dentro de o que é reivindicado, sem se afastar do escopo da invenção, conforme definido pelas reivindicações.

Claims

1. Processo para a produção de uma composição de solda bruta compreendendo a provisão de uma primeira escória de refinação da solda (16, 24), cuja escória compreende pelo menos 12 % em peso de estanho e chumbo e no máximo 10,0 % em peso de cobre e níquel, o processo compreendendo adicionalmente as etapas de: e) reduzir parcialmente (600) a primeira escória de refinação da solda (16), desse modo, formando uma primeira composição de metal de solda bruta (18) e uma segunda escória de refinação da solda (19), seguido pela separação da segunda escória de refinação da solda (19) da primeira composição de metal de solda bruta (18), f) reduzir parcialmente (700) a segunda escória de refinação da solda (19), desse modo, formando uma segunda composição de metal com base em chumbo- estanho (10) e uma segunda escória gasta (20), seguido pela separação da segunda escória gasta (20) da segunda composição de metal com base em chumbo-estanho (10), CARACTERIZADO pelo fato de que uma alimentação fresca contendo cobre (50) é adicionada à etapa f) (700).

2. Processo, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que a alimentação fresca contendo cobre (50) compreende cobre preto e/ou material anódico de cobre gasto ou rejeitado.

3. Processo, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende adicionalmente a seguinte etapa: d) produzir a primeira escória de refinação da solda (16) oxidando parcialmente (500) um primeiro banho líquido (450) compreendendo cobre e pelo menos um metal de solda, desse modo, formando uma primeira composição de metal de cobre diluída (15) e a primeira escória de refinação da solda (16), seguido pela separação da primeira escória de refinação da solda (16) da primeira composição de metal de cobre diluída (15).

4. Processo, de acordo com a reivindicação 3, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende adicionalmente a etapa de: c) reduzir parcialmente (400) uma primeira escória de refinação de cobre (3), desse modo, formando uma primeira composição de metal com base em chumbo- estanho (13) e uma primeira escória gasta (12), seguido pela separação da primeira escória gasta (12) da primeira composição de metal com base em chumbo-estanho (13), a primeira composição de metal com base em chumbo-estanho (13) formando a base para o primeiro banho líquido (450).

5. Processo, de acordo com a reivindicação 4, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende adicionalmente as etapas de: a) fornecer uma composição de cobre preto (1) compreendendo uma quantidade significante de cobre juntamente com uma quantidade significante de estanho e/ou chumbo, b) oxidar parcialmente (100) a composição de cobre preto (1), desse modo, formando uma primeira fase metálica de cobre enriquecida (4) e a primeira escória de refinação de cobre (3), seguido pela separação da primeira escória de refinação de cobre (3) da primeira fase metálica de cobre enriquecida (4), e alimentar a primeira escória de refinação de cobre (3) à etapa c) (400).

6. Processo, de acordo com a reivindicação 5, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende adicionalmente a etapa de: h) oxidar parcialmente (200) a primeira fase metálica de cobre enriquecida (4), desse modo, formando uma segunda fase metálica de cobre enriquecida (7) e uma segunda escória de refinação de cobre (6), seguido pela separação da segunda escória de refinação de cobre (6) da segunda fase metálica de cobre enriquecida (7).

7. Processo, de acordo com a reivindicação 6, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende adicionalmente a seguinte etapa: 1) adicionar pelo menos uma parte da segunda escória de refinação de cobre (6) ao primeiro banho líquido (450) e/ou adicionar pelo menos uma parte da segunda escória de refinação de cobre (6) à etapa d) (500).

8. Processo, de acordo com a reivindicação 6 ou 7, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende adicionalmente as seguintes etapas: j) oxidar parcialmente (300) a segunda fase metálica de cobre enriquecida (7), desse modo, formando uma terceira fase metálica de cobre enriquecida (9) e uma terceira escória de refinação de cobre (8), seguido pela separação da terceira escória de refinação de cobre (8) da terceira fase metálica de cobre enriquecida (9), k) adicionar pelo menos uma parte da terceira escória de refinação de cobre (8) à primeira composição de metal de cobre diluída (15) a partir da etapa d) (500), desse modo, formando um segundo banho líquido (550) e/ou adicionar pelo menos uma parte da terceira escória de refinação de cobre (8) à etapa l) (800); l) oxidar parcialmente (800) o segundo banho líquido (550), desse modo, formando uma primeira composição metálica com alto teor de cobre (22) e uma terceira escória de refinação da solda (23), seguido pela separação da terceira escória de refinação da solda (23) da primeira composição metálica com alto teor de cobre (22).

9. Processo, de acordo com a reivindicação 8, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende adicionalmente a seguinte etapa: m) reduzir parcialmente (900) a terceira escória de refinação da solda (23), desse modo, formando uma segunda composição de metal de cobre diluída (11) e uma quarta escória de refinação da solda (24), seguido pela separação da quarta escória de refinação da solda (24) da segunda composição de metal de cobre diluída (11).

10. Processo, de acordo com a reivindicação 9, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende adicionalmente a seguinte etapa: n) reduzir parcialmente (1000) a quarta escória de refinação da solda (24), desse modo, formando uma segunda composição de metal de solda bruta (26) e uma quinta escória de refinação da solda (27), seguido pela separação da segunda composição de metal de solda bruta (26) da quinta escória de refinação da solda (27).

11. Processo, de acordo com a reivindicação 10, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende adicionalmente a seguinte etapa: o) reduzir parcialmente (1100) a quinta escória de refinação da solda (27), desse modo, formando uma terceira composição de metal com base em chumbo- estanho (29) e uma terceira escória gasta (28), seguido pela separação da terceira escória gasta (28) da terceira composição de metal com base em chumbo-estanho (29).

12. Processo, de acordo com a reivindicação 5, CARACTERIZADO pelo fato de que a composição de cobre preto (1) é parcialmente oxidada na etapa b) (100), em que a composição de cobre preto (1) é produzida por uma etapa de fundição.

13. Processo, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que a alimentação fresca contendo cobre (50) é produzida por uma etapa de fundição.

14. Processo, de acordo com a reivindicação 11, CARACTERIZADO pelo fato de que uma segunda alimentação fresca contendo cobre (55) é adicionada à etapa o) (1100), em que a segunda alimentação fresca contendo cobre (55) é produzida por uma etapa de fundição.

15. Processo, de acordo com a reivindicação 1 ou 10, CARACTERIZADO compreende ainda pelo menos as seguintes etapas: I. pré-refinar pelo menos uma entre a primeira composição de metal de solda bruta (18), quando dependendo da reivindicação 1, e a segunda composição de metal de solda bruta (26), quando dependendo da reivindicação 10, usando metal de silício para produzir uma composição de metal de solda pré-refinada; II. esfriar pelo menos um material selecionado a partir da primeira composição de metal de solda bruta (18), quando dependendo da reivindicação 1, da segunda composição de metal de solda bruta (26), quando dependendo da reivindicação 10, e da composição de metal de solda pré-refinada, sob a condição de que a etapa I seja selecionada como parte do processo, até uma temperatura de no máximo 825 °C para produzir um banho contendo uma primeira escória sobrenadante que, por gravidade, flutua em uma primeira fase de solda líquida ajustada fundida; III. adicionar pelo menos um de um metal alcalino, um metal alcalino terroso, e compostos químicos compreendendo um metal alcalino e um metal alcalino terroso a pelo menos um material selecionado da primeira composição de metal de solda bruta (18), quando dependendo da reivindicação 1, a segunda composição de metal de solda bruta (26), quando dependendo da reivindicação 10, à composição de metal de solda pré-refinada, sob a condição de que a etapa I seja selecionada como sendo parte do processo e, sob a condição de que as etapas I e II são selecionadas como sendo parte do processo, a primeira fase líquida de solda ajustada fundida para formar um banho contendo uma segunda escória sobrenadante que, por gravidade, flutua no topo de uma segunda fase de solda líquida ajustada fundida; IV. sob a condição de que a etapa III seja selecionada como sendo parte do processo para remover a segunda escória sobrenadante da segunda fase de solda líquida ajustada fundida, desse modo, formando uma segunda solda ajustada; V. sob a condição de que a etapa II seja selecionada como parte do processo para remover a primeira escória sobrenadante da primeira fase de solda líquida ajustada fundida, desse modo, formando uma primeira solda ajustada; e VI. destilar pelo menos um material selecionado da primeira solda ajustada, sob a condição de que a etapa V seja selecionada como sendo parte do processo, e a segunda solda ajustada, sob a condição de que a etapa IV seja selecionada como sendo parte do processo, em que chumbo (Pb) é removido da solda por evaporação e um produto de topo de destilação e um produto de fundo de destilação são obtidos.