BR112020011710A2

BR112020011710A2 - melhoria na produção de cobre / estanho / chumbo

Info

Publication number: BR112020011710A2
Application number: BR112020011710-2A
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: 2021-01-26
Also published as: CN111542623A; RU2020119310A3; KR20220067006A; US20210172040A1; KR20240027157A; US20230357887A1; MX2020006030A; WO2019115524A1; RU2020119310A; CA3085068A1; EP3724361A1; BE1025772B1; CN114774703A; US11767576B2; JP2021507098A; PE20210307A1; KR102401171B1; BE1025772A1; JP2024023304A; KR20200094211A

Abstract

A presente invenção refere-se a uma composição de metal de cobre diluído (11, 15) compreendendo 57 a 85% em peso de Cu, = 3,0% em peso de Ni, = 0,8% em peso de Fe, 7 a 25% em peso de Sn e 3 a 15% em peso de Pb, juntamente com um processo compreendendo oxidar parcialmente b) uma composição de cobre negro (1) para obter uma primeira escória de refino de cobre (3) e um primeiro metal cobre enriquecido (4), oxidar parcialmente h) o primeiro metal cobre enriquecido para obter uma segunda escória de refino de cobre (6), pelo qual pelo menos 37,0% em peso da quantidade de estanho e chumbo processada através das etapas b) e / ou h) é recuperado na primeira e na segunda escória de refino de cobre juntas, reduzir parcialmente c) a primeira escória de refino de cobre que forma uma primeira composição de metal à base de estanho (13) e uma primeira escória gasta (12), adicionar a segunda escória de refino de cobre à primeira composição de metal à base de estanho - chumbo, formando assim um primeiro banho líquido (450), oxidar parcialmente d) o primeiro banho líquido, obtendo assim a composição de metal de cobre diluído (15).

Description

“MELHORIA NA PRODUÇÃO DE COBRE / ESTANHO / CHUMBO” CAMPO DA TÉCNICA

[001]A presente invenção refere-se à produção de metais não ferrosos por pirometalurgia, em particular a produção de cobre (Cu). Mais particularmente, a invenção refere-se a um processo aprimorado para a coprodução de cobre e fluxos de solda a partir de matérias-primas primárias e secundárias, como produtos principais para atualização adicional de produtos de metal de pureza comercialmente desejável. Os fluxos de solda geralmente pertencem à família de composições ou ligas de metal que contêm quantidades significativas de estanho (Sn), geralmente mas não necessariamente juntamente 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 de fontes primárias, ou a partir de materiais recicláveis, também conhecidos como matérias-primas secundárias, ou a partir de uma combinação dos mesmos. Os materiais recicláveis podem, por exemplo, ser subprodutos, resíduos e materiais em fim de vida útil. A recuperação de metais não ferrosos a partir de matérias-primas secundárias tornou- se uma atividade de suma importância ao longo dos anos. A reciclagem de metais não ferrosos após o uso tornou-se um dos principais contribuintes na indústria, porque a demanda por metais continua forte e a disponibilidade de minérios de metal frescos de alta qualidade está diminuindo. Em particular para a produção de cobre, sua recuperação a partir de matérias-primas secundárias tornou-se de importância industrial significativa. Além disso, a disponibilidade reduzida de minérios de metal frescos de alta qualidade também levou a um ganho em importância da recuperação de metais não ferrosos a partir de matérias-primas metálicas de menor qualidade. As matérias-primas de metal de qualidade inferior para recuperação de cobre podem, por exemplo, conter quantidades significativas de outros metais não ferrosos. Esses outros metais podem, por si só, ter um valor comercial potencialmente significativo, tal como estanho e / ou chumbo, mas essas matérias-primas primárias e secundárias podem conter outros metais com um valor econômico menor ou até mesmo inexistente, tal como zinco, bismuto, antimônio, arsênico ou níquel. Frequentemente, esses outros metais são indesejados nos principais produtos de metais não ferrosos, ou podem ser permitidos apenas em níveis muito limitados.

[003]Os materiais disponíveis como matéria-prima para a produção de cobre normalmente 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]Esses metais diferentes precisam ser separados do cobre no processo de produção. As matérias-primas podem, além disso, incluir pequenas proporções de uma variedade de outros elementos, incluindo ferro, bismuto, antimônio, arsênico, alumínio, manganês, enxofre, fósforo e silício, a maioria dos quais com aceitabilidade limitada em um produto de metal primário.

[005]As matérias-primas secundárias contendo cobre também podem ser peças eletrônicas e / ou elétricas em fim de vida útil. Essas matérias-primas normalmente incluem, além do cobre, os componentes de solda, principalmente estanho e chumbo, mas geralmente também incluem metais adicionais, tal como ferro e alumínio, além de, ocasionalmente, pequenas quantidades de metais preciosos, e também peças não metálicas, tal como plásticos, tintas, borracha, cola, madeira, papel, papelão, etc. Essas matérias-primas normalmente não são limpas e, portanto, geralmente também contêm outras impurezas, tal como sujeira, graxa, ceras, solo e / ou areia. Muitos metais nessas matérias-primas também costumam estar parcialmente oxidados.

[006]Como as matérias-primas com pureza mais baixa e níveis mais altos de contaminantes, tanto matérias-primas primárias quanto secundárias, estão muito mais abundantemente disponíveis, é necessário ampliar as capacidades dos processos de produção de metais não ferrosos para aumentar a permissão de tais matérias-primas de baixo grau como parte matérias-primas para a recuperação ou produção de metais não ferrosos, tal como o cobre.

[007]Os processos de produção de metais não ferrosos contêm tipicamente pelo menos uma e, geralmente, uma pluralidade de etapas de processo 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 introduzidos no forno de fundição. Os metais tendo uma afinidade relativamente alta pelo oxigênio se convertem em seus óxidos e se acumulam na fase de escória sobrenadante de menor densidade. Metais mais voláteis podem escapar da fase líquida para a 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 tendo menor afinidade com o oxigênio, se presentes no estado oxidado, reduzem-se rapidamente à sua forma de metal elementar e passam para a fase de metal mais pesado e subjacente. Se não oxidados, esses metais permanecem como metal elementar e permanecem na fase de metal líquido de densidade mais alta no fundo do forno de fundição. Em uma etapa de produção de cobre, a etapa de fundição pode ser operada de forma que a maioria do ferro acabe na escória, enquanto o cobre, o estanho e o chumbo acabam no produto de metal, um fluxo que é normalmente chamado de “cobre negro”. Além disso, a maioria do níquel, antimônio, arsênico e bismuto normalmente termina como parte do produto de cobre negro.

[008]O documento DE 102012005401 A1 descreve um processo para a produção de cobre a partir de matérias-primas secundárias, começando com uma etapa de fundição das matérias-primas. A etapa de fundição é descrita para produzir uma fase de escória contendo cobre, estanho, chumbo e níquel. A escória foi transferida para um forno de tambor rotativo para processamento posterior. Esse processamento posterior consistiu em uma série de etapas consecutivas de redução química parcial, usando carbono como um agente redutor, para a recuperação consecutiva de determinados produtos de metal que são separados e removidos do forno a cada vez. Uma primeira etapa “preliminar” (“Vorstufe”) realizada na escória da fundição recuperou um produto de cobre para processamento em um forno de anodo (“A-metal”). Para obter cobre de qualidade suficientemente alta, a maior parte do estanho e chumbo, juntamente com uma quantidade significativa de cobre, deve assim permanecer na fase de escória. A escória do Vorstufe foi processada na etapa 1 subsequente para produzir um produto de cobre negro a ser granulado, juntamente com outra fase de escória restante. A etapa 2 produziu a partir dessa fase de escória um produto de estanho misto bruto que foi subsequentemente pré-refinado usando metal silício para produzir uma mistura de estanho e um resíduo de silício. A última etapa produziu uma escória final, também para granulação. Um problema com o processo de DE 102012005401 A1 é que as separações nas etapas 1 e 2, bem como na etapa final, são relativamente ruins, resultando em uma recuperação geral ruim de estanho na mistura de estanho bruto e, portanto, em uma perda relativamente alta de estanho na escória final, e também de chumbo, na medida em que o chumbo também estaria presente.

[009]O documento US 3.682.623, bem como suas contrapartes AU 505015 B2 e AU 469773 B2, descreve um processo de refino de cobre começando com uma etapa de fusão que leva a um fluxo de cobre negro, seguida pelo refino gradual pirometalúrgico adicional deste cobre negro para um fluxo de cobre com grau de anodo, adequado para ser fundido em anodos para refino eletrolítico. O refino do cobre negro em US 3.682.623 deu origem à formação de várias escórias consecutivas de refino do cobre, as escórias iniciais sendo ricas em zinco, as escórias intermediárias ricas em chumbo e estanho, e as escórias terminais ricas em cobre. O produto de cobre refinado tinha uma pureza de 98,70% em peso e continha 0,50% em peso de níquel (Tabela XII), juntamente com 0,07% em peso, cada, de chumbo e antimônio.

Nenhuma informação é fornecida sobre os 0,66% em peso restantes. Este cobre foi derramado e fundido em anodos para recuperar o cobre por eletrorrefino. As diferentes escórias de refino foram acumuladas e transferidas como um único subproduto intermediário a partir do refino de cobre para um forno de retratamento de escória para recuperação do cobre, chumbo e estanho contidos nessas escórias. Em uma primeira etapa de retratamento de escória, as escórias de refino de cobre acumuladas foram parcialmente reduzidas pela adição de refugo de cobre / ferro, liga de cobre / alumínio e cal queimada, de modo que um fluxo de metal pudesse ser separado (Tabela XIV), que recuperou cerca de 90% do cobre e cerca de 85% do níquel no forno. Esse fluxo de metal extraído está em US 3.682.623 chamado de “cobre negro” e foi reciclado no forno de refino, onde foi misturado com o cobre negro pré-refinado proveniente do forno de fundição e com radiadores (Tabela VI). No processo de US 3.682.623, a maior parte do níquel deixa o processo como uma impureza no cobre de anodo. A quantidade de níquel presente no processo de US

3.682.623 deverá aumentar ao longo do tempo, porque 630 kg de níquel foram reciclados com o metal da Tabela XIV, enquanto apenas 500 kg estavam presentes no cobre negro reciclado do ciclo anterior na Tabela VI. Depois de extrair o cobre negro, uma escória extraída permaneceu no forno, escória que foi, em uma etapa subsequente, reduzida carregando no forno uma quantidade de 98% de refugo de ferro. Esta segunda etapa de redução produziu um metal de chumbo / estanho (isto é, uma espécie de “solda bruta”) que foi extraído para processamento posterior, juntamente com uma escória gasta (Tabela XV), que foi presumivelmente descartada.

O produto de metal 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.

[010]A pureza dos produtos em US. 3.682.623 deixa a desejar. Os metais que não o cobre no cobre de anodo, e os metais que não o estanho e o chumbo na solda bruta, representam um ônus para o processamento posterior desses fluxos de produtos para obter produtos de metal comercialmente valiosos. O cobre de anodo em US 3.682.623 continha 1,30% em peso de impurezas, das quais 0,50% em peso era níquel. Essas impurezas perturbam o processo de refino, pois principalmente o cobre é depositado seletivamente no catodo. A solda bruta em US 3.682.623 contém 3,00% em peso de ferro, 1,57% em peso de níquel e 13,54% em peso de cobre, o que representa uma carga de processo, porque esses metais causam um consumo significativo de produtos químicos no refino adicional da solda, em particular se o refino de solda é realizado conforme descrito em DE 102012005401 A1, ou seja, por tratamento com metal silício, que é bastante escasso e, portanto, dispendioso.

[011]O níquel é, portanto, um contaminante em ambos os produtos de US

3.682.623. O processo de US 3.682.623 tem, portanto, um forte incentivo para limitar a quantidade de matérias-primas contendo níquel, por exemplo, como parte das matérias-primas para a unidade de fusão a montante. Isso reduz a aceitabilidade de matérias-primas que contêm níquel no processo de US 3.682.623, e das operações mais gerais das quais ele pode fazer parte.

[012]Portanto, permanece a necessidade de um processo pirometalúrgico que forneça produtos de cobre e solda de maior pureza a partir de uma operação que co- produza esses produtos de metal. Em particular, continua sendo necessário fazer uma melhor separação entre o cobre no cobre de anodo, por um lado, e o total de estanho e chumbo na solda bruta, por outro. Além disso, é necessário permitir mais níquel no processo sem que essa quantidade prejudique o processamento à jusante do cobre de anodo e / ou da solda bruta.

[013]A presente invenção visa evitar ou pelo menos atenuar o problema descrito acima e / ou fornecer melhorias em geral.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

[014]De acordo com a invenção, é fornecido um processo e um fluxo contendo cobre diluído, conforme definido em qualquer uma das reivindicações em anexo.

[015]Em uma modalidade, a invenção fornece uma composição de metal de cobre diluído que compreende, com base no peso e em relação ao seu peso seco total: • pelo menos 57% em peso e no máximo 85% em peso de cobre, • pelo menos 3,0% em peso de níquel, • no máximo 0,8% em peso de ferro, • pelo menos 7% em peso e no máximo 25% em peso de estanho, • pelo menos 3% em peso e no máximo 15% em peso de chumbo.

[016]Em uma modalidade, a invenção fornece um processo para a fabricação de pelo menos uma composição de metal de cobre diluído de acordo com a presente invenção, o processo compreendendo as seguintes etapas: a) fornecer uma composição de cobre negro compreendendo pelo menos 50% em peso de cobre e pelo menos 1,0% em peso de estanho juntamente com pelo menos 1,0% em peso de chumbo, b) oxidar parcialmente a composição de cobre negro, formando assim uma primeira fase de metal enriquecida com cobre e uma primeira escória de refino de cobre, seguida por separar a primeira escória de refino de cobre da primeira fase de metal enriquecida com cobre, h) oxidar parcialmente a primeira fase de metal enriquecida com cobre, formando assim uma segunda fase de metal enriquecida com cobre e uma segunda escória de refino de cobre, seguida por separar a segunda escória de refino de cobre da segunda fase de metal enriquecida com cobre, em que pelo menos 37,0% em peso da quantidade total de estanho e chumbo processados através das etapas de processo b) e / ou h) são recuperados na primeira escória de refino de cobre e na segunda escória de refino de cobre juntas, j) oxidar parcialmente a segunda fase de metal enriquecida com cobre, formando assim uma terceira fase de metal enriquecida com cobre e uma terceira escória de refino de cobre, seguida por separar a terceira escória de refino de cobre da terceira fase de metal enriquecida com cobre, i) adicionar pelo menos uma parte da segunda escória de refino de cobre ou da terceira escória de refino de cobre a uma composição de metal que contém cobre juntamente com pelo menos um metal de solda selecionado a partir de estanho e chumbo, formando assim um primeiro banho líquido, e d) oxidar parcialmente o primeiro banho líquido, formando assim uma primeira composição de metal de cobre diluído de acordo com a presente invenção e uma primeira escória de refino de solda, seguida por separar a primeira escória de refino de solda da primeira composição de metal de cobre diluído.

Os requerentes concluíram que a geração da composição de metal de cobre diluído de acordo com a presente invenção oferece uma grande vantagem em obter uma separação relativamente clara entre o cobre de um lado e um fluxo de cobre de alta pureza a partir da sequência de etapas de refino de cobre, potencialmente até a qualidade de anodo e, por outro lado, um fluxo de solda bruto. Os requerentes concluíram que o cobre nos dois fluxos que são adicionados na etapa i) prontamente termina como cobre elementar na etapa d) e age na etapa d) como um agente de extração de estanho e / ou chumbo. O cobre, portanto, atua como um carreador para o estanho e / ou chumbo. Portanto, é vantajoso introduzir nas etapas h) e / ou j) parte do cobre na fase de escória correspondente, porque isso, em primeiro lugar, ajuda a remover mais estanho e / ou chumbo do fluxo de processo de cobre principal que passa como um fluxo de metal através das etapas de processo de refino de cobre b), h) e j), de modo a se tornar um fluxo de produto de cobre principal suficientemente rico para ser posteriormente processado em um produto de cobre de alta pureza.

[017]Os requerentes concluíram que ter o teor de níquel da composição de metal de cobre diluído de acordo com a presente invenção acima do limite inferior especificado, traz a vantagem de que mais Ni pode ser removido do processo através de produtos de processo que não o produto de cobre de maior pureza do processo, ou seja, a terceira fase de metal enriquecida com cobre (classe Anodo). Essa característica traz ainda a vantagem de que o processo geral é capaz de aceitar mais níquel em suas matérias-primas, sem comprometer a qualidade do produto de cobre de maior pureza do processo. Ter o teor mínimo de níquel como especificado traz a vantagem adicional de que menos níquel termina em qualquer uma da primeira e da segunda composição de metal de solda bruta, das quais o níquel é removido de preferência para permitir seu processamento posterior e a recuperação de estanho de alta pureza e / ou produtos de chumbo.

[018]Peter Spiekermann, “Legierungen - ein besonderes patentrechtliches Problem? - Legierungsprüfung im Europäischen Patentamt”, em Mitteilungen der Deutschen Patentanwälte, Heymann, Köln, janeiro de 1993, pág. 178 a 190, ISSN: 0026-6884, discute o problema de definir ligas metálicas nas reivindicações de patente devido aos diagramas de fases das ligas mostrando frequentemente regiões muito complexas onde diferentes fases sólidas e estruturas cristalinas podem coexistir, de modo que pequenas mudanças na composição podem levar a mudanças significativas nas propriedades de desempenho da liga como um sólido. O autor faz sob o título “II.

Anspruchsformulierung und Klarheit”, recomendações específicas e altamente valiosas sobre como redigir reivindicações de patentes de ligas que possam ser aceitáveis em vista da exigência de clareza imposta como parte da Convenção de Patentes Europeias. Os requerentes, no entanto, apontam que a presente invenção é direcionada para ligas no estado derretido, onde os diagramas de fase de liga metálica mostram apenas um estado líquido e onde as propriedades do material não estão sujeitas às vulnerabilidades a alterações de composição que constituem a posição inicial das recomendações feitas por este autor. Também os efeitos visados pela presente invenção são alcançados enquanto as ligas metálicas no processo são todas líquidos derretidos. Os requerentes alegam, portanto, que as recomendações contidas neste documento não se aplicam à presente invenção da maneira que é definida pelas reivindicações em anexo.

[019]Os requerentes concluíram que também a concentração de ferro na composição de metal de cobre diluído de acordo com a presente invenção, deve cumprir o limite superior como especificado. Isto traz a vantagem de que o processamento posterior da composição de metal de cobre diluído de acordo com a presente invenção é facilitado e encontra menos problemas operacionais, menos problemas de descarte, obtém melhores separações, e pode ser mais simples e, portanto, menos complexo. O ferro está deixando o processo principalmente como parte de uma escória gasta, e pode representar um risco de explosão quando um líquido fundido contendo FeO, tal como uma escória gasta, é arrefecido pelo contato direto com a água. Qualquer ferro presente na composição de metal de cobre diluído de acordo com a presente invenção precisa ser oxidado durante o processamento posterior da composição. Em muitas das etapas de processo, quando isso é possível, geralmente causa tempo de processamento extra e custos operacionais. Além disso, uma maior presença de ferro em tal etapa de processo à jusante aumenta o volume de escória nessa etapa de processo e pode afetar negativamente o equilíbrio no final desse etapa entre a fase de escória e a fase de metal. A produção e / ou a presença de mais volume de escória em uma etapa de processo específica também reduz a capacidade, nessa etapa e nas etapas à jusante em que essa escória é processada ainda mais, para aceitar matéria-prima externa extra.

[020]Os requerentes concluíram que a etapa de oxidação d), graças à produção da primeira composição de metal de cobre diluído de acordo com a presente invenção como a fase de metal, é capaz de produzir uma primeira escória de refino de solda que é mais rica em estanho e / ou chumbo, particularmente em estanho e chumbo juntos, em relação à quantidade de cobre arrastada com a primeira escória de refino de solda. Como a primeira escória de refino de solda é enriquecida em estanho e / ou chumbo, isso facilita a recuperação à jusante dos metais de solda (isto é, estanho e / ou chumbo) dessa primeira escória de refino de solda.

[021]Os requerentes também concluíram que a geração da primeira composição de metal de cobre diluído de acordo com a presente invenção oferece a vantagem adicional de que mais estanho e / ou chumbo podem ser introduzidos as matérias-primas. Isso amplia significativamente os critérios de aceitabilidade para qualquer matéria-prima que possa ser adicionalmente alimentada na etapa b), ou seja, além do cobre negro, mas também nas etapas à jusante, como nas etapas h), j) e d) e na etapa c) que é introduzida mais adiante neste documento. Em adição, isso também relaxa significativamente os critérios de aceitação do próprio cobre negro.

Esse recurso amplia significativamente os critérios de aceitabilidade para as matérias- primas utilizadas na produção do cobre negro, geralmente obtido como o principal produto de uma etapa de fundição. Portanto, a etapa de fundição pode aceitar muito mais matérias-primas de baixa qualidade, que estão disponíveis em abundância em condições economicamente mais atraentes.

[022]Os requerentes concluíram ainda que a geração da primeira composição de metal de cobre diluído de acordo com a presente invenção traz a vantagem adicional de que na etapa d) pode ser obtida uma melhor separação entre o cobre e o níquel destinados a entrar na primeira composição de metal de cobre diluído, e o estanho e o chumbo destinados a entrar na primeira escória de refino de solda.

[023]No processo de US 3.682.623, os 3% em peso de Cu nas 29,5 toneladas de escória da Tabela XIV representam 885 kg de Cu, ou 1,46% em peso de todo o cobre que foi introduzido a montante no processo, começando com a primeira etapa de refino de cobre negro (Tabela VI), que totaliza até 60,7 toneladas de cobre. Na escória da Tabela XIV são recuperados 19,2% de todo o níquel que foi introduzido a montante no processo. Os requerentes concluíram que a presente invenção traz a vantagem de que mais cobre e / ou níquel podem ser direcionados para fluxos de produtos nos quais esses metais são mais desejados.

[024]As quantidades de cobre e / ou níquel que acabam como contaminantes na solda bruta representam, juntamente com o ferro presente, um ônus para o processo de refino de solda bruta, em particular quando isso é feito com metal silício, conforme proposto em DE 102012005401 A1, e são, portanto, indesejados. Os requerentes concluíram que à jusante da etapa d), um metal de solda bruta pode conter significativamente menos do que 18,11% em peso de cobre, níquel e ferro juntos em US 3.682.623.

[025]Os requerentes concluíram ainda que a primeira fase de metal de cobre diluído de acordo com a presente invenção que pode ser recuperada a partir do retratamento de escórias de refino de cobre pode conter muito menos metais não valiosos. Em US 3.682.623, o cobre negro para reciclagem (Tabela XIV) contém apenas 97,52% em peso do total de Cu, Sn, Pb e Ni, deixando 2,48% em peso como saldo. Esta diferença com US 3.682.623 traz a vantagem de que a primeira fase de metal de cobre diluído de acordo com a presente invenção se torna muito mais fácil para o processamento posterior, especialmente para a recuperação dos metais valiosos que o fluxo contém.

[026]Os requerentes concluíram ainda que a primeira fase de metal de cobre diluído de acordo com a presente invenção que é recuperada da etapa d) também pode conter quantidades relativamente importantes de estanho e / ou chumbo. Isso traz a vantagem de que a fase de escória correspondente obtida a partir da etapa d), isto é, a primeira escória de refino de solda que, se permitido tempo e misturação suficientes, deve estar em equilíbrio com a primeira fase de metal de cobre diluído,

também é mais rica em estanho e / ou chumbo. Como um resultado, mais estanho e / ou chumbo se tornam disponíveis para recuperação à jusante pelo processamento posterior da primeira escória de refino de solda para a recuperação dos metais de solda, ou seja, o estanho e / ou o chumbo. O resultado geral é que mais solda bruta pode ser produzida em relação à quantidade de cobre que é produzida a partir do processo de acordo com a presente invenção. Este benefício traz a vantagem adicional associada de que uma quantidade significativamente maior de produto de estanho de alta pureza pode ser produzida em relação à taxa de produção de cobre do processo de acordo com a presente invenção. Como a coprodução de estanho gera uma renda adicional acima da renda de produção de cobre, essa vantagem pode ser um benefício econômico significativo para o operador do processo.

[027]Os requerentes concluíram ainda que a presença mais significativa de estanho e / ou chumbo na primeira fase de metal de cobre diluído que é recuperada a partir da etapa d) torna tecnicamente mais facilmente possível e economicamente também mais interessante recuperar a partir desse fluxo o estanho e / ou o chumbo processando esse fluxo separadamente, em vez de simplesmente reciclá-lo como tal na primeira etapa de refino de cobre b), como é feito em US 3.682.623. Os requerentes concluíram que a primeira fase ou composição de metal de cobre diluído de acordo com a presente invenção, e que pode ser obtida a partir da etapa d) do processo de acordo com a presente invenção, é agora altamente adequada para posterior separação em um fluxo mais concentrado em estanho e / ou chumbo, por um lado, e um fluxo mais concentrado em cobre e / ou níquel, por outro. A geração de outro fluxo mais concentrado em estanho e / ou chumbo traz a possibilidade de gerar subproduto de estanho de pureza ainda maior em relação à produção de cobre, o que adiciona as vantagens discutidas acima sobre esse assunto. Mesmo que, posteriormente a essa separação adicional, pelo menos uma parte do fluxo mais concentrado em cobre e / ou níquel seja reciclada para a primeira etapa de refino de cobre b), similar ao que ocorreu em US 3.682.623, haveria menos estanho e / ou chumbo nesse reciclo em relação ao teor de cobre e, portanto, mais volume de forno fica disponível para o processamento de matérias-primas frescas extras nas etapas pelas quais esse reciclo passaria.

[028]Os requerentes concluíram ainda que remover na etapa d) quantidades significativas de estanho e / ou chumbo, juntamente com a primeira fase de metal de cobre diluído, traz a vantagem de que menos volume da primeira escória de refino de solda precisa ser processado na etapa de processamento à jusante, de modo que - para um determinado volume de forno disponível - mais espaço se torna disponível para a introdução de matéria-prima fresca extra nesta etapa de processamento à jusante.

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

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

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[031]A Figura 1 mostra um fluxograma de uma modalidade preferencial do processo de acordo com a presente invenção.

DESCRIÇÃO DETALHADA

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

[033]Além disso, os termos primeiro, segundo, terceiro e similares 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 em circunstâncias apropriadas e as modalidades da invenção podem operar em outras sequências além daquelas descritas e / ou ilustradas aqui.

[034]Além disso, os termos superior, inferior, sobre, sob e similares na descrição e nas reivindicações são utilizados para fins descritivos e não necessariamente para descrever posições relativas. Os termos assim utilizados são intercambiáveis em circunstâncias apropriadas e as modalidades da invenção aqui descritas podem operar em outras orientações além das aqui descritas ou ilustradas.

[035]O termo “compreendendo”, conforme usado nas reivindicações, não deve ser considerado limitado aos elementos que estão listados no contexto. Ele não exclui que existam outros elementos ou etapas. Ele deve ser considerado como a presença fornecida desses recursos, inteiros, etapas ou componentes, conforme necessário, mas não impede a presença ou adição de um ou mais outros recursos, inteiros, etapas ou componentes, ou grupos dos mesmos. Assim, o volume de “um artigo compreendendo os meios A e B” não pode ser limitado a um objeto composto apenas pelos agentes A e B. Isso significa que A e B são os únicos elementos de interesse do assunto em conjunto com a presente invenção. De acordo com isso, os termos “compreender” ou “incorporado” também incluem os termos mais restritivos “consistindo essencialmente de” e “consistindo de”. Ao substituir “compreende” ou “inclui” por “consiste de”, esses termos representam, portanto, a base de modalidades preferidas, porém reduzidas, que também são fornecidas como parte do conteúdo deste documento em relação à presente invenção.

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

[037]Além disso, cada composto aqui utilizado pode ser discutido de forma intercambiável em relação à sua fórmula química, nome químico, abreviação, etc.

[038]Dentro do contexto da presente invenção, a terminologia “pelo menos parcialmente” inclui seu ponto final “totalmente”. Em relação ao grau em que uma determinada etapa de oxidação ou redução do processo é realizada, a modalidade preferencial é tipicamente um desempenho parcial. Em relação a uma adição ou reciclagem de um fluxo de processo em uma etapa de processo particular, a modalidade preferencial é tipicamente o ponto de operação “totalmente” dentro da faixa que é coberta pelos termos “pelo menos parcialmente”.

[039]Neste documento e a menos que especificado de maneira diferente, as quantidades de metais e óxidos são expressas de acordo com a prática típica em pirometalurgia. A presença de cada metal é tipicamente expressa em sua presença total, independentemente de o metal estar presente em sua forma elementar (estado de oxidação = 0) ou em qualquer forma quimicamente ligada, normalmente em uma forma oxidada (estado de oxidação > 0). Para os metais que podem ser relativamente 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 maioria desses metais pode realmente estar presente em uma forma oxidada. Portanto, a composição de uma escória neste documento especifica o teor de Fe, Zn, Pb, Cu, Sb, Bi como metais elementares. Metais menos nobres são mais difíceis de reduzir em condições pirometalúrgicas não ferrosas e ocorrem principalmente na forma oxidada. Esses metais geralmente são expressos em termos de sua forma mais comum de óxido. Portanto, as composições de escória estão tipicamente fornecendo o teor de Si, Ca, Al, Na, expresso respectivamente como SiO2, CaO, Al2O3, Na2O.

[040]A menos que especificado de outra forma ou para composições aquosas, as concentrações neste documento são expressas em relação ao peso seco da composição total, excluindo, portanto, qualquer água ou umidade presente.

[041]Os requerentes concluíram que os resultados de uma análise química de uma fase de metal são significativamente mais confiáveis do que os resultados de uma análise de fase de escória. Onde, neste documento, os números são derivados de um balanço de material ao longo de uma ou mais etapas de processo, os requerentes preferem, de longe, se possível, basear esses cálculos no máximo possível de análises de fase de metal, 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 refino de cobre da etapa b) com base na quantidade de estanho e / ou chumbo nas matérias-primas combinadas para a etapa b) que não é mais recuperada na primeira fase de metal enriquecida com cobre da etapa b), em vez de com base na concentração de estanho e / ou chumbo relatada para a primeira escória de refino de cobre.

[042]Os requerentes concluíram ainda que uma análise de uma fase de escória que é posteriormente processada pode frequentemente ser corrigida através do equilíbrio de massa ao longo das etapas de processo à jusante, e calculando novamente, utilizando as quantidades dos produtos obtidos a partir da etapa à jusante em combinação com a análise desses produtos, pelo menos um sendo preferencialmente um produto de metal líquido que oferece resultados analíticos muito mais confiáveis. Tal cálculo pode ser realizado para vários dos metais particulares relevantes individualmente, e pode permitir o estabelecimento de equilíbrios confiáveis de material na maioria das etapas individuais do processo de acordo com a presente invenção. Tal cálculo também pode ser instrumental na determinação da composição de um fluxo de metal líquido a partir do qual a obtenção de uma amostra representativa pode ser altamente desafiadora, por exemplo, um fluxo de metal de solda fundida contendo grandes quantidades de chumbo junto com estanho.

[043]Os requerentes preferem usar a fluorescência de raios X (XRF) para analisar uma fase de metal no contexto da presente invenção. Os requerentes preferem que essa análise colete uma amostra do metal líquido fundido, e os requerentes preferem usar um amostrador para fins analíticos instantâneos em refino de cobre a partir da empresa Heraeus Electro Nite, que resulta rapidamente em uma amostra sólida e resfriada para processamento posterior. Uma superfície da amostra fria tem a superfície adequadamente tratada antes da análise ser realizada pelo uso de uma sonda de XRF. A técnica analítica de XRF, no entanto, não analisa o nível de oxigênio na amostra. Se necessário, para estabelecer a composição completa de uma fase de metal, incluindo o teor de oxigênio, os requerentes preferem, portanto, medir separadamente o teor de oxigênio do metal no metal líquido fundido presente no forno, preferencialmente usando um sensor eletroquímico descartável para processos em lote no refino de cobre oferecidos pela empresa Heraeus Electro Nite. O resultado analítico da análise de fase de metal por XRF, como descrito acima, pode então 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 incluir seu teor de oxigênio.

[044]A presente invenção refere-se principalmente à recuperação dos metais alvo cobre, níquel, estanho e / ou chumbo em fluxos de produtos adequados para derivar deles produtos de metal primários de alta pureza. O processo de acordo com a presente invenção compreende diferentes etapas de processo e essas 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 às quais esses metais alvo podem estar sujeitos. Uma etapa de redução compreende, portanto, que pelo menos um desses metais alvo está sendo reduzido a partir de pelo menos um de seus óxidos correspondentes para sua forma de metal elementar, com a intenção de mover esse metal da fase de escória para a fase de metal no forno. Tal etapa de redução é preferencialmente 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 objetivo principal é a conversão de pelo menos um dos metais alvo em pelo menos um de seus óxidos correspondentes, com a intenção de mover esse metal da fase de metal para a fase de escória no forno. O oxigênio para essa conversão pode, no contexto da presente invenção, ser fornecido a partir de uma variedade de fontes. O oxigênio não precisa necessariamente vir do ar ou do oxigênio que pode ser soprado no banho líquido. O oxigênio pode igualmente ser fornecido pela introdução de uma fase de escória que foi obtida a partir de outra etapa de processo e na qual o oxigênio está ligado a um óxido de pelo menos um outro metal.

Uma etapa de oxidação no contexto da presente invenção pode assim ser possivelmente realizada sem qualquer injeção de ar ou oxigênio. Como as etapas de oxidação, portanto, qualifica-se as etapas de processo com as referências 100, 200, 300, 500, 800 e 1200.

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

[046]Em uma modalidade, a primeira composição de metal de cobre diluído de acordo com a presente invenção compreende pelo menos 58% em peso de cobre, preferencialmente pelo menos 60% em peso, mais preferencialmente pelo menos 62,5% em peso, preferencialmente pelo menos 65% em peso, mais preferencialmente pelo menos 67,5% em peso, ainda mais preferencialmente pelo menos 70% em peso, ainda mais preferencialmente pelo menos 72,5% em peso, preferencialmente pelo menos 75% em peso, mais preferencialmente pelo menos 77,5% em peso de cobre.

Os requerentes concluíram que o cobre atua como carreador e / ou arrastador de estanho e / ou chumbo nas etapas de processo que precedem a produção da primeira composição de metal de cobre diluído de acordo com a presente invenção. Mais cobre presente na primeira composição de metal de cobre diluído de acordo com a presente invenção significa que mais cobre está disponível nas etapas de processo a montante e, portanto, melhor o estanho e / ou chumbo podem ser removidos de qualquer escória em equilíbrio com a fase de metal contendo o cobre, em particular o que significa que mais estanho e / ou chumbo pode ser extraído da primeira escória gasta da etapa c), uma etapa que é introduzida mais adiante neste documento, e escória gasta que está em equilíbrio com a primeira composição de metal à base de estanho - chumbo. Isso traz a vantagem de que mais estanho e / ou chumbo pode se tornar parte do primeiro produto de metal de solda bruta obtido a partir do processo de acordo com a presente invenção.

[047]Em uma modalidade, a primeira composição de metal de cobre diluído de acordo com a presente invenção compreende no máximo 84% em peso de cobre, preferencialmente no máximo 83% em peso, mais preferencialmente no máximo 82% em peso, ainda mais preferencialmente no máximo 81% em peso, ainda mais preferencialmente no máximo 80% em peso, preferencialmente no máximo 77,5% em peso, mais preferencialmente no máximo 75% em peso, ainda mais preferencialmente no máximo 72,5% em peso, preferencialmente no máximo 70% em peso, mais preferencialmente no máximo 67,5% em peso de cobre. Os requerentes concluíram que é vantajoso limitar a presença de cobre na primeira composição de metal de cobre diluído de acordo com a presente invenção abaixo dos limites prescritos, porque isso também limita a presença de cobre nas fases de metal formadas nas etapas de processo a montante. Os requerentes concluíram que a presença excessiva de cobre nessas fases de metal leva a uma maior presença de cobre nas fases de escória que estão em equilíbrio com essas fases de metal. Como o cobre nessas fases de escória pode representar diretamente uma perda de metal valioso cobre, e / ou indiretamente pode representar um ônus para qualquer processo à jusante, essa presença excessiva de cobre é preferencialmente evitada.

[048]O limite superior de cobre na primeira composição de metal de cobre diluído de acordo com a presente invenção é particularmente relevante porque traz consigo um limite no teor de cobre da primeira escória de refino de solda que está em equilíbrio com ela. Essa fase de escória é subsequentemente parcialmente reduzida, de modo que a maior parte de seu teor de estanho e / ou chumbo se reduz aos metais elementares correspondentes, mas o cobre também costuma ser reduzido e a maior parte do cobre acaba como parte da primeira mistura de metal de solda bruta resultante. Essa primeira mistura de metal de solda bruta geralmente precisa ser submetida a etapas adicionais de purificação, como um tratamento com metal silício, conforme descrito em DE 102012005401 A1. O metal silício é um produto químico de processo bastante dispendioso, e o tratamento resulta em um composto de silício do metal contaminante como um subproduto que precisa ser retrabalhado ou descartado.

O cobre arrastado neste primeiro metal de solda bruta causa, assim, um aumento do consumo de metal silício em uma etapa de purificação. Assim, é vantajoso limitar o cobre na fase de escória que está em equilíbrio com a primeira composição de metal de cobre diluído de acordo com a presente invenção, um objetivo que é muito bem ajudado pela limitação do teor de cobre na primeira composição de metal de cobre diluído de acordo com a presente invenção abaixo dos limites especificados.

[049]O limite superior de cobre na primeira composição de metal de cobre diluído de acordo com a presente invenção também é relevante porque deixa mais espaço para processar mais estanho, um metal que é pouco disponível e, portanto, pode muitas vezes alcançar uma atualização economicamente mais alta que o cobre.

Limitar o cobre e, como um resultado, processar mais estanho pode, portanto, trazer vantagens significativas para o operador do processo.

[050]Em uma modalidade, a primeira composição de metal de cobre diluído de acordo com a presente invenção compreende pelo menos 7,5% em peso de estanho, preferencialmente pelo menos 8,0% em peso, mais preferencialmente pelo menos 8,5% em peso, ainda mais preferencialmente pelo menos 9,0% em peso, ainda mais preferencialmente pelo menos 9,5% em peso, preferencialmente pelo menos 10,0% em peso, mais preferencialmente pelo menos 10,5% em peso, ainda mais preferencialmente pelo menos 11,0% em peso, ainda mais preferencialmente pelo menos 11,5% em peso, preferencialmente pelo menos 12,0% em peso, mais preferencialmente em pelo menos 12,5% em peso de estanho. Os requerentes concluíram, quando há mais estanho presente na primeira composição de metal de cobre diluído de acordo com a presente invenção, que também há mais estanho presente na primeira escória de refino de solda que está em equilíbrio com a fase de metal. Como o estanho será recuperado a partir da primeira escória de refino de solda,

é vantajoso ter mais estanho na fase de escória e, portanto, também na primeira composição de metal de cobre diluído de acordo com a presente invenção.

[051]Em uma modalidade, a primeira composição de metal de cobre diluído de acordo com a presente invenção compreende no máximo 24% em peso de estanho, preferencialmente no máximo 23% em peso, mais preferencialmente no máximo 22% em peso, ainda mais preferencialmente no máximo 21% em peso, ainda mais preferencialmente no máximo 20% em peso, preferencialmente no máximo 18,5% em peso, mais preferencialmente no máximo 17% em peso, ainda mais preferencialmente no máximo 15% em peso, ainda mais preferencialmente no máximo 12,5% em peso, preferencialmente no máximo 10% em peso, mais preferencialmente no máximo 7,5% em peso de estanho. Os requerentes concluíram que é vantajoso limitar a presença de estanho na primeira composição de metal de cobre diluído de acordo com a presente invenção abaixo dos limites prescritos, porque isso permite espaço para a presença de cobre e / ou chumbo. As vantagens de ter um teor de cobre acima de limites específicos foram descritas em outras partes deste documento.

Ter mais chumbo traz outras vantagens descritas em outras partes deste mesmo documento.

[052]Em uma modalidade, a primeira composição de metal de cobre diluído de acordo com a presente invenção compreende pelo menos 3,0% em peso de chumbo, preferencialmente pelo menos 4,0% em peso, mais preferencialmente pelo menos 5,0% em peso, ainda mais preferencialmente pelo menos 6,0% em peso, preferencialmente pelo menos 7,0% em peso, mais preferencialmente pelo menos 8,0% em peso, ainda mais preferencialmente pelo menos 9,0% em peso, preferencialmente pelo menos 10,0% em peso, mais preferencialmente pelo menos 11,0% em peso de chumbo. Os requerentes concluíram que mais chumbo na primeira composição de metal de cobre diluído de acordo com a presente invenção traz a vantagem de melhorar a separação física da fase de metal da fase de escória na etapa de processo que conduz à primeira composição de metal de cobre diluído de acordo com a presente invenção. Os requerentes concluíram ainda que um maior teor de chumbo na primeira composição de metal de cobre diluído de acordo com a presente invenção por equilíbrio também resulta em mais chumbo na fase de escória que está em equilíbrio com a mesma. É a partir dessa fase da escória que o primeiro subproduto de metal de solda bruta será gerado. Assim, mais chumbo nesta fase de escória resulta em uma quantidade maior de chumbo que pode chegar ao primeiro subproduto de metal de solda bruta do processo. Mais chumbo neste primeiro subproduto de metal de solda bruta traz benefícios de processo à jusante, quando o primeiro subproduto de metal de solda bruta é submetido a etapas de refino, tal como necessário quando o primeiro subproduto de metal de solda bruta é a matéria-prima para derivar produtos principais de estanho e / ou chumbo de pureza mais alta, por exemplo, por destilação a vácuo. Os requerentes também concluíram que uma presença maior de chumbo pode trazer benefícios de processamento, tal como separações de fase mais prontas, em várias etapas que podem ser operadas como parte da conversão do primeiro subproduto de metal de solda bruta em produtos principais de estanho e / ou chumbo de pureza mais alta.

[053]Em uma modalidade, a primeira composição de metal de cobre diluído de acordo com a presente invenção compreende no máximo 14% em peso de chumbo, preferencialmente no máximo 13% em peso, mais preferencialmente no máximo 12% em peso, ainda mais preferencialmente no máximo 11% em peso, ainda mais preferencialmente no máximo 10,0% em peso, preferencialmente no máximo 9,5% em peso, mais preferencialmente no máximo 9,0% em peso, ainda mais preferencialmente no máximo 8,5% em peso, ainda mais preferencialmente no máximo 8,0% em peso, preferencialmente no máximo 7,5% em peso, mais preferencialmente no máximo 7,0% em peso de chumbo. Os requerentes concluíram que é vantajoso limitar a presença de chumbo na primeira composição de metal de cobre diluído de acordo com a presente invenção abaixo dos limites prescritos, porque isso permite espaço para a presença de cobre e / ou estanho. As vantagens de ter um teor de cobre acima de limites específicos foram descritas em outras partes deste documento. Ter mais estanho traz outras vantagens descritas em outras partes deste mesmo documento.

[054]Em uma modalidade, a composição de metal de cobre diluído de acordo com a presente invenção compreende no máximo 0,60% em peso de ferro, mais preferencialmente no máximo 0,50% em peso, ainda mais preferencialmente no máximo 0,40% em peso, ainda mais preferencialmente no máximo 0,30% em peso, de preferência no máximo 0,25% em peso, mais preferencialmente no máximo 0,20% em peso, ainda mais preferencialmente no máximo 0,10% em peso, ainda mais preferencialmente no máximo 0,05% em peso de ferro.

[055]Em uma modalidade, a composição de metal de cobre diluído de acordo com a presente invenção compreende no máximo 3,0% em peso de zinco, preferencialmente no máximo 2,5% em peso, mais preferencialmente no máximo 2,0% em peso, ainda mais preferencialmente no máximo 1,5% em peso, ainda mais preferencialmente no máximo 1,0% em peso, preferencialmente no máximo 0,05% em peso de zinco.

[056]Em uma modalidade, a composição de metal de cobre diluído de acordo com a presente invenção compreende no máximo 1,5% em peso de antimônio, preferencialmente no máximo 1,25% em peso, mais preferencialmente no máximo 1,00% em peso, ainda mais preferencialmente no máximo 0,75% em peso, ainda mais preferencialmente no máximo 0,50% em peso, preferencialmente no máximo 0,30% em peso, mais preferencialmente no máximo 0,20% em peso de antimônio.

[057]Em uma modalidade, a composição de metal de cobre diluído de acordo com a presente invenção compreende no máximo 15% em peso de níquel, preferencialmente no máximo 14,0% em peso, mais preferencialmente no máximo

13,0% em peso, ainda mais preferencialmente no máximo 12,0% em peso, ainda mais preferencialmente no máximo 11,0% em peso, preferencialmente no máximo 10,0% em peso, mais preferencialmente no máximo 9,0% em peso, ainda mais preferencialmente no máximo 8,0% em peso, ainda mais preferencialmente no máximo 7,0% em peso de níquel.

[058]Em uma modalidade, a composição de metal de cobre diluído de acordo com a presente invenção compreende no máximo 0,30% em peso de prata, preferencialmente no máximo 0,27% em peso, mais preferencialmente no máximo 0,25% em peso, ainda mais preferencialmente no máximo 0,20% em peso, ainda mais preferencialmente no máximo 0,15% em peso de prata.

[059]Em uma modalidade, a composição de metal de cobre diluído de acordo com a presente invenção compreende no máximo 0,1% em peso de bismuto, preferencialmente no máximo 0,10% em peso, mais preferencialmente no máximo 0,09% em peso, ainda mais preferencialmente no máximo 0,08% em peso, ainda mais preferencialmente no máximo 0,07% em peso, preferencialmente no máximo 0,06% em peso, mais preferencialmente no máximo 0,05% em peso, ainda mais preferencialmente no máximo 0,04% em peso, ainda mais preferencialmente no máximo 0,03% em peso, preferencialmente no máximo 0,02% em peso, mais preferencialmente no máximo 0,01% em peso, ainda mais preferencialmente no máximo 0,005% em peso de bismuto.

[060]Em uma modalidade, a composição de metal de cobre diluído de acordo com a presente invenção compreende no máximo 0,15% em peso de arsênico, preferencialmente no máximo 0,10% em peso, mais preferencialmente no máximo 0,08% em peso, ainda mais preferencialmente no máximo 0,06% em peso, ainda mais preferencialmente no máximo 0,05% em peso de arsênico.

[061]Em uma modalidade, a composição de metal de cobre diluído de acordo com a presente invenção compreende no máximo 1,0% em peso de enxofre,

preferencialmente no máximo 1,00% em peso, mais preferencialmente no máximo 0,90% em peso, ainda mais preferencialmente no máximo 0,80% em peso, ainda mais preferencialmente no máximo 0,70% em peso, preferencialmente no máximo 0,60% em peso, mais preferencialmente no máximo 0,50% em peso, ainda mais preferencialmente no máximo 0,40% em peso, ainda mais preferencialmente no máximo 0,30% em peso, preferencialmente no máximo 0,25% em peso, mais preferencialmente no máximo 0,20% em peso, ainda mais preferencialmente no máximo 0,15% em peso, ainda mais preferencialmente no máximo 0,10% em peso, preferencialmente no máximo 0,05% em peso de enxofre.

[062]Os requerentes preferem ter a concentração dos metais ferro, zinco, antimônio, níquel, prata, bismuto e arsênico e o elemento enxofre na composição do metal de cobre diluído de acordo com a presente invenção, independentemente entre si e cada um individualmente, para cumprir os limites superiores, conforme especificado acima. Isso traz a vantagem de que o processamento posterior da composição de metal de cobre diluído é facilitado e encontra menos problemas operacionais, menos problemas de descarte, obtém melhores separações e pode ser mais simples e, portanto, menos complexo. Menos enxofre também pode trazer menos problemas de emissão de escape de vapor. Menos antimônio e / ou menos arsênico também podem trazer menos preocupações de segurança, porque, em etapas de processo particulares, esses metais podem criar um risco para a geração de gases muito tóxicos estibina (SbH3) ou arsina (AsH3). O ferro pode representar um risco de explosão quando um líquido derretido contendo FeO é arrefecido por contato direto com a água.

[063]Em uma modalidade, a composição de metal de cobre diluído de acordo com a presente invenção compreende pelo menos 4,0% em peso de níquel, mais preferencialmente pelo menos 5,0% em peso, ainda mais preferencialmente pelo menos 6,0% em peso, ainda mais preferencialmente pelo menos 7,0% em peso, de preferência pelo menos 8,0% em peso, mais preferencialmente pelo menos 9,0% em peso, ainda mais preferencialmente pelo menos 10,0% em peso, ainda mais preferencialmente pelo menos 11,0% em peso de níquel. Os requerentes concluíram que a composição de metal de cobre diluído de acordo com a presente invenção permite remover mais níquel do processo por esta via. Isso traz as vantagens de que (i) menos níquel precisa encontrar sua saída através de outros produtos principais, tal como um cobre de alta pureza que pode ser derivado da fase de metal enriquecida com cobre obtida a partir da etapa b) ou h), ou como um fluxo de solda bruta que pode ser derivado da primeira escória de refino de solda obtida a partir da etapa d) e (ii) que mais níquel pode ser permitido como parte do cobre negro fornecido na etapa a) sem aumentar os problemas que o níquel traz quando presente em um dos principais produtos de processo: cobre e solda bruta de alta qualidade. Essa vantagem (ii) traz a vantagem extra de que as etapas de processo usadas para fornecer o cobre negro como parte da etapa a) podem aceitar matérias-primas que contenham mais níquel e que, devido a esse aumento no teor de níquel, estejam mais abundantemente disponíveis e / ou em condições econômicas mais atraentes.

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

[065]Em uma modalidade do processo de acordo com a presente invenção, pelo menos 8,5% em peso da quantidade total de estanho e chumbo processado através da etapa de processo b) são recuperados na primeira escória de refino de cobre, preferencialmente pelo menos 10% em peso, mais preferencialmente pelo menos 15% em peso, ainda mais preferencialmente pelo menos 20% em peso, preferencialmente pelo menos 30% em peso, mais preferencialmente pelo menos 40% em peso, ainda mais preferencialmente pelo menos 45% em peso, ainda mais preferencialmente pelo menos 50% em peso, preferencialmente pelo menos 55% em peso, mais preferencialmente pelo menos 60% em peso, ainda mais preferencialmente pelo menos 64% em peso, ainda mais preferencialmente pelo menos 68% em peso da quantidade total de estanho e chumbo que é processada através da etapa de processo b). Os requerentes concluíram que quanto mais cedo na sequência das etapas de refino de cobre b), h) e j) mais do estanho e / ou chumbo é oxidado e movido para a fase de escória de refino de cobre, mais clara será a separação geral entre o cobre, por um lado, e metais de solda estanho e / ou chumbo, por outro lado.

[066]Em uma modalidade do processo de acordo com a presente invenção, pelo menos 41,0% em peso da quantidade total de estanho processada através das etapas de processo b) e / ou h) é recuperada na primeira escória de refino de cobre e na segunda escória de refino de cobre em conjunto, preferencialmente pelo menos 45% em peso, mais preferencialmente pelo menos 50% em peso, ainda mais preferencialmente pelo menos 55% em peso, preferencialmente pelo menos 60% em peso, mais preferencialmente pelo menos 65% em peso, ainda mais preferencialmente pelo menos 70% em peso, de preferência pelo menos 75% em peso, mais preferencialmente pelo menos 80% em peso, mais preferencialmente pelo menos 85% em peso, preferencialmente pelo menos 90% em peso, mais preferencialmente pelo menos 92% em peso da quantidade total de estanho que é processada através das etapas de processo b) e / ou h).

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

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

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

[070]O limite inferior especificado para a recuperação de estanho e / ou chumbo na etapa b) como parte da primeira escória de refino de cobre traz a vantagem de que já na primeira etapa de oxidação b) que é realizada no cobre negro, uma quantidade significativa do estanho e / ou do chumbo presente é removida, juntamente com quantidades significativas de outros elementos além do cobre. Isso traz a vantagem de que menos impurezas são alimentadas nas etapas executadas à jusante na primeira fase de metal enriquecida com cobre. Isso significa que as etapas de processo à jusante na primeira fase de metal enriquecida com cobre precisam lidar com uma quantidade menor de impurezas, e também com menor ocupação de volume pela primeira fase de metal enriquecida com cobre. Isso geralmente significa que um volume mais precioso do forno é liberado nas etapas de processamento subsequentes, executadas na primeira fase de metal enriquecida com cobre, o que abre espaço para a introdução de material extra nessas etapas de processo e, portanto, a oportunidade para um aumento da produção do produto final de cobre dentro mesmas restrições de volume do forno. As vantagens listadas estão associadas ao limite inferior na recuperação de estanho na etapa b), também ao limite inferior na recuperação de chumbo na etapa b), e em uma combinação de um limite inferior na recuperação de estanho com um limite inferior na recuperação de chumbo na etapa b). Os efeitos são cumulativos em relação aos dois metais, estanho e chumbo, e juntos trazem até um efeito melhorado em relação à soma dos dois efeitos individuais.

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

[072]Em uma modalidade da presente invenção, o processo compreende ainda a etapa de

[073]c) reduzir parcialmente a primeira escória de refino de cobre, formando assim uma primeira composição de metal à base de estanho - chumbo e uma primeira escória gasta, seguida por separar a primeira escória gasta da primeira composição de metal à base de estanho - chumbo, e

[074]adicionar a primeira composição de metal à base de estanho - chumbo ao primeiro banho líquido como a composição de metal da etapa i) que contém cobre juntamente com pelo menos um metal de solda selecionado a partir de estanho e chumbo.

[075]Os requerentes concluíram que a composição de metal exigida na etapa i) pode ser prontamente fornecida como um derivado da primeira escória de refino de cobre obtida na etapa b), obtido através de submeter a primeira escória de refino de cobre da etapa b) à etapa de redução parcial c).

[076]Os requerentes concluíram que a maior parte do cobre, que vem com a primeira escória de refino de cobre, na etapa c) terminará como parte da primeira composição de metal à base de estanho - chumbo que se forma na etapa c). O cobre que termina na primeira composição de metal à base de estanho - chumbo ajuda como um solvente para o estanho e / ou chumbo na etapa de processo c). O cobre presente na etapa c) ajuda a manter o estanho e / ou chumbo na fase de metal da etapa c), ou seja, a primeira composição de metal à base de chumbo-estanho, e reduz as quantidades de estanho e / ou chumbo que podem encontrar seu caminho na primeira escória gasta a partir da etapa c).

[077]Os requerentes concluíram ainda que a inclusão da etapa c) no processo de acordo com a presente invenção traz vários benefícios adicionais.

[078]Na etapa c) podem ser seletivamente reduzidos aqueles metais no forno que, sob as condições do processo, apresentam uma menor afinidade com o oxigênio, em seus respectivos metais. Esses metais reduzidos podem então ser separados como uma fase de metal líquido, a separação deixando a fase de escória líquida que é menos concentrada nesses metais, mas ainda contém metais e elementos com maior afinidade com o oxigênio. O objetivo deste etapa é preferencialmente recuperar seletivamente a maior parte do cobre a partir da primeira escória de refino de cobre como metal cobre, juntamente com o máximo possível de estanho e / ou chumbo presentes. A redução na etapa c) é assim preferencialmente operada de modo que a primeira escória gasta compreenda no máximo 20% em peso total de cobre, estanho e chumbo juntos. De preferência, a primeira escória gasta compreende menos de 20% em peso total de cobre, estanho e chumbo, mais preferencialmente ainda muito menos. Muito preferencialmente, as quantidades de cobre, estanho e / ou chumbo nesta escória são suficientemente baixas, de modo que não representariam mais um valor economicamente significativo. Mais preferencialmente, as concentrações de cobre, estanho e / ou chumbo são suficientemente baixas de modo que a primeira escória gasta não cause preocupações ambientais ao ser descartada, ou pode ser aceitável para descarte após apenas um tratamento adicional limitado.

[079]Na primeira escória gasta da etapa c) são preferencialmente recuperados a maioria dos elementos que, nas condições de processo, têm uma afinidade maior com o oxigênio do que o estanho e / ou chumbo. Isso é particularmente válido para metais tal como ferro, alumínio, sódio, potássio, cálcio e outros metais alcalinos e alcalinoterrosos, mas também para outros elementos, tal como silício ou fósforo.

[080]Os requerentes concluíram que a etapa c) produz preferencialmente uma primeira composição de metal à base de estanho - chumbo que é altamente adequada para processamento posterior, em particular para produzir uma composição de metal de solda bruta que pode ter valor comercial por si só e / ou pode ser adequada para recuperação de produtos de estanho e / ou chumbo de pureza mais alta e comercialmente aceitável.

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

[082]Outra grande vantagem é que o processo de acordo com a presente invenção, incluindo a etapa c), tornou-se muito mais tolerante a outros elementos que não o cobre, a maioria dos quais são elementos que têm, sob as condições de processo, uma maior afinidade com o oxigênio do que cobre, estanho e chumbo, e, portanto, acabam como parte da primeira escória gasta. Isso amplia significativamente os critérios de aceitabilidade para qualquer matéria-prima que possa ser adicionalmente alimentada na etapa b), isto é, além do cobre negro. Além disso, isso também relaxa significativamente os critérios de aceitação do próprio cobre negro.

Esse recurso amplia significativamente os critérios de aceitabilidade para as matérias- primas usadas na produção do cobre negro, geralmente em uma etapa de fundição.

Portanto, a etapa de fundição pode aceitar muito mais matérias-primas de baixa qualidade, que estão mais abundantemente disponíveis em condições economicamente mais atraentes.

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

[084]Os requerentes concluíram que esse processamento posterior da primeira composição de metal à base de estanho - chumbo da etapa c) pode ser operado com muito mais eficácia e também com muito mais eficiência graças à remoção a montante do processo, como parte da primeira escória gasta, de pelo menos uma parte significativa dos metais e elementos que têm, sob as condições de processo, uma alta afinidade com o oxigênio. Os requerentes concluíram que esta característica do processo traz benefícios significativos à jusante da etapa b), no processamento da primeira composição de metal à base de estanho - chumbo.

[085]Uma grande vantagem é que o volume de material a ser processado à jusante é significativamente reduzido pela remoção na etapa c) de uma quantidade significativa de material como a primeira escória gasta, isto é, antes da recuperação dos metais de solda (Sn e Pb). Em etapas posteriores à jusante, esse material seria um peso morto e traria principalmente desvantagens em vez de benefícios. No processo de acordo com a presente invenção, incluindo a etapa c), o processamento posterior da primeira composição de metal à base de estanho - chumbo pode ser operado com muito mais eficientemente em volume, significando que 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 também pode ser reduzido nessas etapas de processo à jusante, devido ao volume reduzido de material quente que precisa ser processado.

[086]Os requerentes também concluíram surpreendentemente que, removendo a primeira escória gasta do processo de acordo com a presente invenção, incluindo a etapa c), as separações nas etapas de processo pirometalúrgico à jusante, particularmente para processar a primeira composição de metal à base de estanho - chumbo, também são bastante melhoradas. Por ter separações mais claras entre as respectivas fases de metal e suas fases de escória correspondentes, a recuperação à jusante de metais valiosos pode ser operada de maneira mais eficaz e eficiente, ou seja, com maiores rendimentos de produtos primários, menores descartes de metais valiosos, e exigindo menor consumo de energia, por exemplo, devido a volumes mais baixos de fluxo de reciclo.

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

[088]Outra e grande vantagem do processo de acordo com a presente invenção, incluindo a etapa c), é que ele permite uma quantidade muito maior de coproduto de solda bruta para a mesma quantidade de cobre que está sendo processada. Os requerentes concluíram que a coprodução de solda bruta, em relação à quantidade de cobre processada na primeira etapa de refino de cobre, pode ser aumentada em cerca de 29% quando comparada às quantidades obtidas no processo descrito em US 3.682.623. O valor econômico da solda bruta, particularmente como um possível intermediário para a produção de um produto de estanho de alta pureza, é altamente significativo em relação ao valor do produto primário de cobre de anodo que pode ser obtido a partir do cobre negro. O aumento na quantidade relativa de coproduto de solda bruta em relação à quantidade de cobre que é processada na primeira etapa de refino de cobre, traz, portanto, uma vantagem econômica significativa para o operador do processo de acordo com a presente invenção.

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

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

[091]Em uma modalidade do processo de acordo com a presente invenção, a matéria-prima total para a etapa c) compreende uma quantidade de cobre que é pelo menos 1,5 vezes maior do que a quantidade total de metais de solda presentes, ou seja, a soma de Sn mais Pb, preferencialmente pelo menos 1,6 vezes, mais preferencialmente pelo menos 1,7 vezes, ainda mais preferencialmente pelo menos 1,8 vezes, ainda mais preferencialmente pelo menos 1,9 vezes, preferencialmente pelo menos 2,0 vezes, mais preferencialmente pelo menos 2,1 vezes maior do que a quantidade total de metais de solda presentes.

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

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

[094]Os requerentes concluíram que a alta presença de cobre em relação à quantidade de metais de solda Pb mais Sn na matéria-prima da etapa c), conforme especificado, traz o benefício de uma maior recuperação dos metais valiosos estanho, chumbo e, se necessário, também cobre e possivelmente níquel, em fluxos de produtos nos quais sua presença é desejada. Isso também reduz o ônus que pode ser causado pela presença desses metais nos fluxos de produtos onde eles são menos ou não desejados.

[095]Em uma modalidade do processo de acordo com a presente invenção, a primeira composição de metal à base de estanho - chumbo compreende cobre na faixa de 40% em peso a 90% em peso, preferencialmente pelo menos 50% em peso, mais preferencialmente pelo menos 55% em peso, até mais preferencialmente pelo menos 60% em peso, preferencialmente pelo menos 61% em peso, mais preferencialmente pelo menos 62% em peso, ainda mais preferencialmente pelo menos 63% em peso, preferencialmente pelo menos 64% em peso, mais preferencialmente pelo menos 65% em peso, ainda mais preferencialmente pelo menos 66% em peso. Os requerentes concluíram que a quantidade prescrita de cobre traz a vantagem de haver cobre suficiente para atuar como um solvente para extrair, na etapa de processo a montante, os metais de solda de qualquer fase de escória sobrenadante na primeira composição de metal à base de estanho - chumbo e, portanto, melhora a recuperação de estanho e / ou chumbo valiosos a partir dessa escória na etapa a montante.

[096]Os requerentes preferem que a primeira composição de metal à base de estanho - chumbo compreenda no máximo 85% em peso, preferencialmente no máximo 80% em peso, mais preferencialmente no máximo 75% em peso, ainda mais preferencialmente no máximo 70% em peso, preferencialmente no máximo 65% em peso de cobre.

[097]Os requerentes concluíram que o limite superior para o cobre na primeira composição de metal à base de estanho - chumbo também é relevante, pois deixa mais espaço para o processamento de mais estanho e / ou chumbo, dos quais, em particular, o estanho é um metal pouco disponível e, portanto, muitas vezes pode alcançar uma atualização econômica mais alta que o cobre. A limitação do teor de cobre e, como um resultado, o processamento de mais estanho como parte da primeira composição de metal à base de estanho - chumbo, e à jusante nas etapas d) e l), a etapa l sendo introduzida mais adiante neste documento, pode trazer vantagens significativas ao operador do processo, pois pode permitir uma maior produção de solda bruta como um derivado à jusante do processo, e mais à jusante de produtos principais de estanho e / ou chumbo com maior pureza.

[098]Em uma modalidade do processo de acordo com a presente invenção, a primeira composição de metal à base de estanho - chumbo compreende estanho e chumbo juntos na faixa de 5,0% em peso a 60% em peso, de preferência pelo menos 10% em peso, mais preferencialmente em pelo menos 15% em peso, ainda mais preferencialmente pelo menos 17,5% em peso, preferencialmente pelo menos 18% em peso, mais preferencialmente pelo menos 18,5% em peso, ainda mais preferencialmente pelo menos 19% em peso, preferencialmente pelo menos 20% em peso, mais preferencialmente pelo menos 22% em peso, ainda mais preferencialmente pelo menos 24% em peso, preferencialmente pelo menos 26% em peso de estanho e chumbo, e opcionalmente no máximo 50% em peso, preferencialmente no máximo 40% em peso, mais preferencialmente no máximo 30% em peso de estanho e chumbo. A conformidade com o limite inferior de estanho e chumbo traz a vantagem de que o processo geral que compreende o processo de acordo com a presente invenção é capaz de produzir mais solda bruta para a mesma quantidade de produto de cobre. A solda bruta pode subsequentemente ser utilizada para derivar produtos principais de estanho e / ou chumbo de alta pureza, que fornecem uma alta atualização econômica quando derivados de matérias-primas de metal mistas também contendo cobre. Portanto, mais estanho e / ou chumbo na primeira composição de metal à base de chumbo-estanho representa um potencial benefício econômico significativo para o operador.

[099]A conformidade com o limite superior de estanho e chumbo traz a vantagem de que mais cobre pode ser permitido na primeira composição de metal à base de estanho - chumbo. Sob as condições de processo, a presença de cobre, dentro dos limites, traz a vantagem de atuar como um agente de extração para estanho e / ou chumbo e, portanto, melhora a separação na etapa d) entre cobre e níquel, por um lado, na primeira composição de metal de cobre diluído e, por outro lado, estanho e chumbo na primeira escória de refino de solda, mas também na etapa a montante em que a primeira composição de metal à base de estanho - chumbo é formada e está em equilíbrio com uma fase de escória sobrenadante.

[0100]Em uma modalidade do processo de acordo com a presente invenção, a primeira composição de metal à base de estanho - chumbo compreende estanho na faixa de 2,0% em peso a 30% em peso, preferencialmente pelo menos 4,0% em peso, mais preferencialmente pelo menos 6,0% em peso, até mais preferencialmente pelo menos 8,0% em peso, preferencialmente pelo menos 9,0% em peso, mais preferencialmente pelo menos 9,50% em peso, ainda mais preferencialmente pelo menos 10,0% em peso, preferencialmente pelo menos 11,0% em peso de estanho.

Mais estanho na primeira composição de metal à base de estanho - chumbo traz a vantagem de que mais estanho pode chegar à primeira escória de refino de solda e / ou na terceira escória de refino de solda, e mais à jusante em qualquer produto de solda bruta que possa ser obtido como um derivado do processo de acordo com a presente invenção. O estanho é um metal que dificilmente está disponível e, portanto, pode frequentemente alcançar uma atualização econômica mais alta do que o cobre e / ou chumbo. O processamento de mais estanho como parte da primeira composição de metal à base de estanho - chumbo e posteriormente à jusante nas etapas d) e l), sendo a etapa l introduzida mais adiante neste documento, pode trazer vantagens significativas ao operador do processo.

[0101]Ter mais estanho na primeira composição de metal à base de estanho - chumbo também traz a vantagem de que as etapas de processo a montante das quais é obtida a primeira composição de metal à base de estanho - chumbo, podem aceitar matérias-primas que contenham mais estanho, juntamente com outros elementos ou metais, tal como o cobre e / ou chumbo. Isso amplia os critérios de aceitabilidade das matérias-primas para as etapas de processo a montante, que, como um resultado, podem incluir matérias-primas contendo quantidades significativas de estanho, juntamente com outro metal de interesse particular. Tais matérias-primas mais complexas podem enfrentar dificuldades em encontrar usos mais valiosos e, portanto, podem estar disponíveis em volumes relativamente importantes e em condições economicamente mais atraentes. Uma maior aceitação de matérias-primas contendo mais estanho pode, portanto, representar uma vantagem para o operador.

[0102]Em uma modalidade do processo de acordo com a presente invenção, a primeira composição de metal à base de estanho - chumbo compreende chumbo na faixa de 3,0% em peso a 40% em peso, de preferência pelo menos 5,0% em peso,

mais preferencialmente em pelo menos 6,0% em peso, ainda mais preferencialmente pelo menos 8,0% em peso, preferencialmente pelo menos 9,0% em peso, mais preferencialmente pelo menos 9,50% em peso, ainda mais preferencialmente pelo menos 10,0% em peso, preferencialmente pelo menos 11,0% em peso, mais preferencialmente pelo menos 12,0% em peso, ainda mais preferencialmente pelo menos 13,0% em peso de chumbo. Mais chumbo na primeira composição de metal à base de estanho - chumbo traz a vantagem de que mais chumbo pode chegar à primeira escória de refino de solda e / ou na terceira escória de refino de solda, e mais adiante à jusante em qualquer produto de solda bruta que possa ser obtido como um derivado do processo de acordo com a presente invenção. O chumbo é um metal com alta densidade, muito mais alta do que outros metais, e o chumbo contribui com essa propriedade para as misturas das quais faz parte. Em cada etapa em que uma fase de metal líquido mais pesado precisa ser separada de uma fase de escória mais leve com a qual ela se equilibra após a ocorrência de reações químicas, a presença de chumbo na fase de metal aumenta a densidade da fase de metal e, portanto, a diferença de densidade entre a fase de escória e a fase de metal. A presença de chumbo facilita, portanto, uma separação rápida e clara entre as duas fases líquidas.

Os mesmos efeitos de separações mais rápidas e mais claras podem ser obtidos pela presença de chumbo nos processos à jusante, por exemplo, etapas de processo em que um fluxo de solda bruta é refinado, criando uma borra de menor densidade, possivelmente como um resultado de reações químicas. O processamento de mais chumbo como parte da primeira composição de metal à base de estanho - chumbo e à jusante nas etapas d) e l), a etapa l sendo introduzida mais adiante neste documento, pode trazer vantagens significativas ao operador do processo.

[0103]Ter mais chumbo na primeira composição de metal à base de estanho - chumbo também traz a vantagem de que as etapas de processo a montante das quais a primeira composição de metal à base de chumbo é obtida pode aceitar matérias-primas que contenham mais chumbo, juntamente com outros elementos ou metais, tal como o cobre e / ou estanho. Isso amplia os critérios de aceitabilidade das matérias-primas para as etapas de processo a montante, o que, como um resultado, pode incluir matérias-primas contendo quantidades significativas de chumbo, juntamente com outro metal de interesse particular. Tais matérias-primas mais complexas podem enfrentar dificuldades em encontrar usos mais valiosos e, portanto, podem estar disponíveis em volumes relativamente importantes e em condições economicamente mais atraentes. Uma maior aceitação de matérias-primas contendo mais chumbo pode, portanto, representar uma vantagem para o operador.

[0104]Em uma modalidade do processo de acordo com a presente invenção, a primeira escória de refino de solda compreende no máximo 10,0% em peso de cobre, preferencialmente no máximo 9,0% em peso, mais preferencialmente no máximo 8,0% em peso, ainda mais preferencialmente no máximo 7,0% em peso, ainda mais preferencialmente no máximo 6,0% em peso de cobre, preferencialmente no máximo 5,5% em peso, mais preferencialmente no máximo 5,0% em peso, ainda mais preferencialmente no máximo 4,5% em peso, preferencialmente no máximo 4,0% em peso, mais preferencialmente no máximo 3,5% em peso, ainda mais preferencialmente no máximo 3,0% em peso, preferencialmente no máximo 2,5% em peso, mais preferencialmente no máximo 2,0% em peso, ainda mais preferencialmente no máximo 1,5% em peso de cobre, e opcionalmente pelo menos 0,1% em peso, preferencialmente pelo menos 0,5% em peso, mais preferencialmente pelo menos 1,0% em peso de cobre. Os requerentes concluíram que o cumprimento do limite superior traz a vantagem de um refino mais econômico e possivelmente ainda mais simples do fluxo de solda bruta que pode ser recuperado à jusante da primeira escória de refino de solda.

[0105]Os requerentes concluíram que ter menos cobre na primeira escória de refino de solda também reduz o teor de cobre da primeira composição de metal de solda bruta obtida na etapa e), uma etapa que é introduzida mais adiante neste documento, porque o cobre também é tipicamente 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 geralmente precisa ser submetida a etapas de purificação adicionais para reduzir a presença de outros metais que não estanho, chumbo e antimônio na composição de metal de solda bruta, por exemplo, antes que essa composição de metal de solda bruta se torne adequada para a recuperação de produtos de estanho e / ou chumbo de alta pureza. Isso inclui a remoção de cobre. Tal tratamento pode, por exemplo, estar com metal silício conforme descrito em DE 102012005401 A1. O metal silício é um produto químico de processo bastante dispendioso, 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 causa, assim, um aumento do consumo de metal silício em tal etapa de purificação. Portanto, é vantajoso limitar o cobre na primeira escória de refino de solda.

[0106][SP2 / 3 COPIADO DE FO2 APÓS ACORDO]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 como obtida na etapa e) e / ou a segunda composição de metal de solda bruta obtida da etapa n), como descrito mais abaixo, pode ser tratada posteriormente para remover mais de seus contaminantes, em particular cobre. Isso pode ser realizado colocando em contato a composição de metal de solda bruta, como um líquido fundido, com silício elementar e / ou alumínio, elementos que se ligam nas condições de operação com Cu, Ni e / ou Fe e formam uma fase de liga de silicida e / ou alumineto separada. Os requerentes preferem usar refugo contendo silício e / ou alumínio. De preferência, o material adicionado compreende ainda Sn e / ou Pb, porque esses metais são prontamente atualizados nos respectivos produtos principais quando introduzidos neste estágio de processo.

Devido à presença típica de Sb e As na composição de metal de solda bruta, os requerentes preferem usar silício e evitar o alumínio, embora esse geralmente esteja mais prontamente disponível e seja mais reativo. Isso evita a formação de H 2S, um gás tóxico, e reações mais exotérmicas no vaso de tratamento, e também evita que o subproduto resultante da fase de liga, em contato com a água, possa gerar gases altamente tóxicos estibino e / ou arsina. Os requerentes concluíram que a matéria- prima de silício para esta etapa de tratamento pode conter uma quantidade limitada de ferro (Fe), prontamente mais de 1% em peso e prontamente até 5% em peso ou mesmo até 10% em peso de Fe. O processo pode, portanto, ser operado usando produtos de Si que são inaceitáveis para outros consumidores de silício, tal como material de rejeito a partir da linha de produção e que, portanto, pode estar mais prontamente disponível. Os requerentes concluíram que o ônus do processamento desse Fe extra, que também se liga ao Si, é normalmente prontamente compensado pelas condições vantajosas para o fornecimento da fonte de silício.

[0107]Os requerentes preferem alimentar a matéria-prima contendo silício em uma forma granular, por exemplo, com tamanho de grão de 2 a 35 mm, de modo a, por um lado, limitar as perdas por pó e oxidação da superfície e, por outro lado, fornecer superfície suficiente para as reações químicas pretendidas e evitar peneirar a obstrução da peneira na tremonha de matéria-prima. Uma forma de pó da matéria- prima contendo silício para esta etapa de refino é preferencialmente injetada na etapa de tratamento.

[0108]Os requerentes preferem ter a composição de metal de solda bruta a uma temperatura de pelo menos 800° C antes de começar a adicionar silício e / ou alumínio. Nesta etapa posterior de tratamento com silício, várias reações químicas são exotérmicas, e as reações com níquel e ferro são mais fortemente exotérmicas do que a reação com cobre. Os requerentes preferem, portanto, pressionar a reação adicionando mais matéria-prima contendo silicone, pelo menos até que a temperatura no vaso de reação comece a diminuir novamente, um ponto que indica que o Fe e / ou Ni estão quase esgotados e o Cu começa a reagir. A quantidade extra de Si a ser adicionada pode então ser prontamente determinada com base no teor de Cu da composição de metal de solda bruta e, portanto, é previsível de maneira fácil e precisa.

[0109]Os requerentes preferem realizar esse tratamento de silício na assim chamada “cadinho de agitação”, ou seja, um forno que se move horizontalmente seguindo um caminho elíptico, porque combina um desempenho de misturação bastante mais intenso com uma exposição limitada ao oxigênio na atmosfera, e um custo de investimento limitado. Se a matéria-prima para este tratamento for bastante fria para um cadinho de agitação, a etapa de tratamento é preferencialmente realizada em um conversor rotativo “top-blown” (TBRC) devido às melhores capacidades de aquecimento.

[0110]Os requerentes preferem monitorar a adição de silício analisando amostras da fase de silicida sobrenadante para Ni e Si, e adicionar Si suficiente para evitar a formação de uma terceira fase contendo Cu e Sn após o resfriamento, fase extra que reteria Sn do que mais preferencialmente deveria acabar no produto de solda bruta tratado da etapa de tratamento.

[0111]Os requerentes preferem operar esta etapa de tratamento em lotes.

Após a conclusão da reação, os requerentes preferem despejar todo o conteúdo do reator em cadinhos de separação / derramamento 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 pode então ser drenada ou derramada, e a crosta sólida restante no cadinho pode ser recuperada, como um produto que pode ser chamado de “fase cupro”, de preferência para recuperar seus metais de interesse, preferencialmente reciclando essa fase cupro para uma etapa adequada do processo pirometalúrgico a montante. Os requerentes preferem despejar o conteúdo do reator nos cadinhos de separação / derramamento para resfriar a uma temperatura de no máximo 950° C, porque isso prolonga a vida útil dos cadinhos, preferencialmente feitos de aço fundido. Os requerentes concluíram que a crosta pode ser facilmente removida do cadinho de separação / derramamento, preferencialmente simplesmente virando o cadinho de cabeça para baixo, enquanto o último ainda está quente, o que traz a vantagem de que o cadinho está prontamente disponível para a próxima campanha, evitando a perda de tempo e calor entre dois usos sucessivos.

Um cadinho de separação vazio é preferencialmente mantido quente até sua próxima utilização, a fim de prolongar ainda mais seu tempo de vida útil. Durante esse aquecimento, o cadinho vazio é preferencialmente apoiado de lado em um suporte de pré-aquecimento, uma posição que permite uma operação fácil para a ponte rolante.

[0112]A fase cupro recuperada é então preferencialmente derretida novamente, opcionalmente com a adição de Pb extra, tal como material de refugo de Pb, e preferencialmente em um forno de tipo TBRC, de modo que qualquer solda que foi arrastada na crosta seja presa em uma fase de metal rica em Pb que pode ser drenada (e solidificada) para processamento posterior. Essa “lavagem” da fase cupro com Pb pode ser repetida, devido à recuperação extra de Sn que pode ser alcançada, desde que ainda haja Si elementar suficiente. Os requerentes consideram que o Sn está presente na fase cupro também como parte de um composto intermetálico formado com Cu. Presumivelmente, o Pb adicionado é capaz de quebrar esse composto intermetálico. O Cu pode então reagir para formar sua silicida com Si ainda disponível, e o Sn liberado pode dissolver-se na fase líquida contendo Pb.

[0113]Lavar a fase cupro com Pb traz a vantagem de que mais Sn é recuperado e esse Sn extra acaba em um fluxo que já está no caminho da recuperação de um produto de estanho de alta pureza. O Pb é particularmente adequado como material de lavagem porque, graças à sua alta densidade, é capaz de obter uma separação relativamente rápida e clara da fase de metal da fase cupro sólida lavada.

[0114]O líquido de lavagem, ou seja, Pb fundido contendo ainda o Sn lavado, pode ser facilmente introduzido na solda bruta que é preparada para destilação a vácuo, conforme descrito em WO 2018/060202 A1, onde pode ser útil trazer a relação Pb / Sn desse fluxo mais perto do seu objetivo para um processamento posterior otimizado.

[0115]A fase cupro lavada pode então ser reciclada em várias etapas de processo a montante, com o objetivo de recuperar seu teor de Cu e / ou Ni e / ou gerar energia pela reação fortemente exotérmica quando o silício elementar restante oxida para pelo menos um de seus óxidos. As etapas adequadas, para reciclar a fase cupro lavada, são as etapas de refino de cobre b), h) e j), a etapa de processamento de escória c) e a etapa de fundição a montante, conforme definido em outras partes deste documento. Os requerentes concluíram que a fase cupro lavada pode ficar suficientemente pobre em Sn e / ou Pb, de modo que possa ser introduzida no forno onde a primeira composição de metal de alto teor de cobre, que é removida do processo após a etapa l), pode ser preparada para ser fundida em anodos de cobre compreendendo impurezas tal como níquel.

[0116]De preferência, a primeira escória de refino de solda compreende pelo menos 1,0% em peso de cobre, mais preferencialmente pelo menos 1,5% em peso, ainda mais preferencialmente pelo menos 2,0% em peso, preferencialmente pelo menos 2,5% em peso, mais preferencialmente pelo menos 3,0% em peso, ainda mais preferencialmente pelo menos 3,5% em peso de cobre.

[0117]Os requerentes também concluíram que é vantajoso tolerar algum cobre na primeira escória de refino de solda e permanecer acima do limite inferior, conforme especificado. Os requerentes concluíram que isso é benéfico para as etapas de processo a montante, bem como para o benefício das matérias-primas que essas etapas de processo a montante são capazes de aceitar. Nesses níveis, uma maior presença de cobre geralmente também significa uma maior presença de estanho e /

ou chumbo, o que pode ser altamente vantajoso. Ambos os benefícios técnicos representam vantagens que equilibram a carga trazida pela presença de cobre na primeira escória de refino de solda e, como um resultado, a presença de cobre na primeira composição de metal de solda bruta.

[0118]Em uma modalidade do processo de acordo com a presente invenção, a primeira escória de refino de solda compreende pelo menos 2,0% em peso de estanho e opcionalmente no máximo 20% em peso de estanho. De preferência, a primeira escória de refino de solda compreende pelo menos 3,0% em peso de estanho, mais preferencialmente pelo menos 3,5% em peso, ainda mais preferencialmente pelo menos 4,0% em peso, preferencialmente pelo menos 4,5% em peso, mais preferencialmente pelo menos 5,0% em peso, ainda mais preferencialmente pelo menos 5,5% em peso, preferencialmente pelo menos 6,0% em peso, mais preferencialmente pelo menos 6,5% em peso, ainda mais preferencialmente pelo menos 7,0% em peso, preferencialmente pelo menos 7,5% em peso, mais preferencialmente pelo menos 8,0% em peso, ainda mais preferencialmente pelo menos 8,5% em peso, preferencialmente pelo menos 9,0% em peso, mais preferencialmente pelo menos 9,5% em peso, ainda mais preferencialmente pelo menos 10,0% em peso, preferencialmente pelo menos 10,5% em peso, mais preferencialmente pelo menos 11,0% em peso de estanho. Os requerentes concluíram que quanto mais estanho estiver presente na primeira escória de refino de solda, mais estanho poderá terminar na primeira composição de metal de solda bruta obtida à jusante. Como o estanho de alta pureza é um produto comercial que desfruta de um lucro econômico significativo, uma quantidade maior de estanho na primeira composição de metal de solda bruta permite um maior volume de estanho de alta pureza que pode ser recuperado a partir dela.

[0119]Preferencialmente, a primeira escória de refino de solda no processo de acordo com a presente invenção compreende no máximo 19% em peso de estanho,

mais preferencialmente no máximo 18% em peso, ainda mais preferencialmente no máximo 17% em peso, preferencialmente no máximo 16% em peso, mais preferencialmente no máximo 15% em peso, ainda mais preferencialmente no máximo 14% em peso, preferencialmente no máximo 13% em peso, mais preferencialmente no máximo 12% em peso, ainda mais preferencialmente no máximo 11% em peso de estanho. Os requerentes concluíram que a conformidade 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 significativas de chumbo na primeira escória de refino de solda, a maior parte terminada na primeira composição de metal de solda bruta, traz a vantagem de que a composição de metal de solda bruta tem uma densidade mais alta, o que é altamente benéfico nas separações por gravidade da solda de outras fases, tal como uma fase de escória ou uma borra, por exemplo, durante o refino posterior à jusante da composição de metal de solda bruta.

[0120]Em uma modalidade do processo de acordo com a presente invenção, a primeira escória de refino de solda compreende pelo menos 9% em peso de chumbo e, opcionalmente, no máximo 30% em peso de chumbo. De preferência, a primeira escória de refino de solda compreende pelo menos 10% em peso de chumbo, mais preferencialmente pelo menos 11% em peso, ainda mais preferencialmente pelo menos 12% em peso, preferencialmente pelo menos 13% em peso, mais preferencialmente pelo menos 14% em peso, ainda mais preferencialmente pelo menos 15% em peso, preferencialmente pelo menos 16% em peso, mais preferencialmente pelo menos 17% em peso, ainda mais preferencialmente pelo menos 18% em peso de chumbo. Os requerentes concluíram que mais chumbo na primeira escória de refino de solda gera mais chumbo na primeira composição de metal de solda bruta. Mais chumbo neste primeiro produto de metal de solda bruta traz benefícios de processo à jusante, quando o primeiro produto de metal de solda bruta é submetido a etapas de refino, tal como o necessário quando o primeiro produto de metal de solda bruta é a matéria-prima para derivar produtos principais estanho e / ou chumbo de maior pureza, por exemplo, por destilação a vácuo. Os requerentes também concluíram que uma presença maior de chumbo pode trazer benefícios de processamento, tal como separações de fase mais prontas, em várias etapas que podem ser operadas como parte da conversão do primeiro produto de metal de solda bruta em produtos principais estanho e / ou chumbo de maior pureza.

[0121]De preferência, a primeira escória de refino de solda no processo de acordo com a presente invenção compreende no máximo 28% em peso de chumbo, mais preferencialmente no máximo 26% em peso, ainda mais preferencialmente no máximo 24% em peso, preferencialmente no máximo 23% em peso, mais preferencialmente no máximo 22% em peso, ainda mais preferencialmente no máximo 21% em peso, preferencialmente no máximo 20% em peso, mais preferencialmente no máximo 19% em peso, ainda mais preferencialmente no máximo 18% em peso, preferencialmente no máximo 17% em peso, mais preferencialmente no máximo 16% em peso, e ainda mais preferencialmente no máximo 15% em peso de chumbo. Os requerentes concluíram que é vantajoso limitar a presença de chumbo na primeira escória de refino de solda no processo de acordo com a presente invenção abaixo dos limites prescritos, porque isso 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, pode ser obtido um produto final de estanho de alta pureza. Como o estanho de alta pureza é de alto valor comercial, essa vantagem técnica também representa um alto benefício econômico.

[0122]Em uma modalidade do processo de acordo com a presente invenção, a primeira escória de refino de solda compreende pelo menos 12% em peso de estanho e chumbo e, opcionalmente, no máximo 50% em peso de estanho e chumbo juntos. Preferencialmente, a primeira escória de refino de solda compreende pelo menos 13% em peso de estanho e chumbo, mais preferencialmente pelo menos 14% em peso, ainda mais preferencialmente pelo menos 15% em peso, preferencialmente pelo menos 16% em peso, mais preferencialmente pelo menos 17% em peso, ainda mais preferencialmente pelo menos 18% em peso, preferencialmente pelo menos 19% em peso, mais preferencialmente pelo menos 20% em peso, ainda mais preferencialmente pelo menos 21% em peso, preferencialmente pelo menos 22% em peso, mais preferencialmente pelo menos 23% em peso, ainda mais preferencialmente pelo menos 24% em peso, preferencialmente pelo menos 25% em peso, mais preferencialmente pelo menos 26% em peso, ainda mais preferencialmente pelo menos 27% em peso, preferencialmente pelo menos 28% em peso, mais preferencialmente pelo menos 29% em peso, ainda mais preferencialmente em pelo menos 30% em peso de estanho e chumbo. Os requerentes concluíram que quanto mais estanho e chumbo estiverem presentes na primeira escória de refino de solda, mais estanho e chumbo podem acabar na primeira composição de metal de solda bruta. Como o estanho e o chumbo de alta pureza são produtos comerciais que desfrutam de lucros econômicos significativos, uma quantidade maior de estanho e chumbo juntos na primeira composição de metal de solda bruta permite um maior volume de estanho de alta pureza e chumbo de alta pureza que podem ser recuperados a partir da mesma. Isso também traz a vantagem de que o processo de acordo com a presente invenção pode produzir mais solda bruta para a mesma quantidade de produção de cobre. O produto de solda bruto pode levar à produção de produtos de estanho de maior pureza e / ou chumbo de maior pureza, ou seja, produtos que podem apresentar uma atualização econômica significativa, especialmente se o estanho e / ou chumbo tiverem sido derivados de matérias-primas de metal misto, que geralmente são de um valor econômico relativamente mais baixo.

[0123]Preferencialmente, a primeira escória de refino de solda no processo de acordo com a presente invenção compreende no máximo 45% em peso de estanho e chumbo, mais preferencialmente no máximo 40% em peso, ainda mais preferencialmente no máximo 39% em peso, preferencialmente no máximo 38% em peso, mais preferencialmente no máximo 36% em peso, ainda mais preferencialmente no máximo 34% em peso, preferencialmente no máximo 33% em peso, mais preferencialmente no máximo 32% em peso, ainda mais preferencialmente no máximo

31% em peso, preferencialmente no máximo 30% em peso, mais preferencialmente no máximo 29% em peso, ainda mais preferencialmente no máximo 28% em peso,

preferencialmente no máximo 27% em peso, mais preferencialmente no máximo 26%

em peso, ainda mais preferencialmente no máximo 24% em peso de estanho e chumbo juntos.

Os requerentes concluíram que é vantajoso limitar a presença de estanho e chumbo na primeira escória de refino de solda no processo de acordo com a presente invenção abaixo dos limites prescritos, porque isso permite espaço para a presença de oxigênio e de outros metais que, têm sob as condições do processo, uma afinidade maior com o oxigênio do que cobre, níquel, estanho e chumbo.

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

Esses elementos com maior afinidade com o oxigênio geralmente terminam como parte da segunda escória gasta obtida na etapa f), uma etapa que é introduzida mais adiante neste documento, o que significa que eles são removidos do processo com um fluxo de descarte.

Como um resultado, esses elementos não acabam como contaminantes em um dos principais produtos de metal do processo, o que significa que esses fluxos desfrutam de uma pureza mais alta nos metais desejados.

A maior tolerância para esses elementos com uma maior afinidade com o oxigênio do que cobre, níquel, estanho e chumbo também amplia os critérios de aceitação das matérias-primas para o processo de acordo com a presente invenção.

Portanto, essas etapas a montante podem aceitar muito mais matérias-

primas de baixa qualidade, disponíveis em abundância em condições economicamente mais atraentes.

[0124]Em uma modalidade do processo de acordo com a presente invenção, a primeira escória de refino de solda compreende no máximo 4,0% em peso e opcionalmente pelo menos 0,2% em peso de níquel, preferencialmente no máximo 3,5% em peso, mais preferencialmente no máximo 3,0% em peso, ainda mais preferencialmente no máximo 2,5% em peso, preferencialmente no máximo 2,0% em peso, mais preferencialmente no máximo 1,5% em peso, ainda mais preferencialmente no máximo 1,0% em peso de níquel. Os requerentes concluíram que o níquel se comporta de maneira muito similar ao cobre na etapa e), que é descrita mais adiante. As vantagens de manter o teor de níquel da primeira escória de refino de solda dentro dos limites prescritos são, portanto, similares às descritas para o cobre, ou para o cobre e o níquel juntos, em outras partes deste documento. De preferência, a primeira escória de refino de solda compreende pelo menos 0,20% em peso de níquel, mais preferencialmente pelo menos 0,25% em peso, ainda mais preferencialmente pelo menos 0,30% em peso, preferencialmente pelo menos 0,35% em peso, mais preferencialmente pelo menos 0,40% em peso, ainda mais preferencialmente pelo menos 0,45% em peso de níquel. Isso traz a vantagem de que as etapas de processo a montante das quais é obtida a primeira escória de refino de solda são capazes de aceitar matérias-primas que contêm níquel. Essas matérias- primas são devido ao seu teor de níquel, menos aceitável em outros processos e, portanto, podem estar disponíveis em abundância e em condições economicamente mais atraentes.

[0125]Em uma modalidade do processo de acordo com a presente invenção, a primeira escória de refino de solda compreende no máximo 10,0% em peso de cobre e níquel, preferencialmente no máximo 9,0% em peso, mais preferencialmente no máximo 8,0% em peso, ainda mais preferencialmente no máximo 7,0% em peso, ainda mais preferencialmente no máximo 6,0% em peso, preferencialmente no máximo 5,5% em peso, mais preferencialmente no máximo 5,0% em peso, ainda mais preferencialmente no máximo 4,5% em peso, preferencialmente no máximo 4,0% em peso, mais preferencialmente no máximo 3,5% em peso, ainda mais preferencialmente no máximo 3,0% em peso de cobre e níquel. Os requerentes concluíram que quantidades mais baixas de cobre e / ou níquel na primeira escória de refino de solda deixam mais espaço para metais que oxidam mais rapidamente, tal como o ferro, que tendem a reduzir a viscosidade da fase de escória, o que é benéfico para uma boa qualidade e separação rápida da fase de metal e da fase de escória no forno, particularmente como parte da etapa e), que é descrita mais adiante.

[0126]Em uma modalidade do processo de acordo com a presente invenção, a primeira escória de refino de solda compreende pelo menos 10% em peso e opcionalmente no máximo 30% em peso de ferro. De preferência, a primeira escória de refino de solda compreende pelo menos 11% em peso de ferro, mais preferencialmente pelo menos 12% em peso, ainda mais preferencialmente pelo menos 13% em peso, preferencialmente pelo menos 14% em peso, mais preferencialmente pelo menos 15% em peso, ainda mais preferencialmente pelo menos 16% em peso, preferencialmente pelo menos 17% em peso, mais preferencialmente pelo menos 18% em peso, ainda mais preferencialmente pelo menos 19% em peso, preferencialmente pelo menos 20% em peso, mais preferencialmente pelo menos 21% em peso, ainda mais preferencialmente pelo menos 22% em peso de ferro. De preferência, a primeira escória de refino de solda compreende no máximo 29% em peso de ferro, mais preferencialmente no máximo 28% em peso, ainda mais preferencialmente no máximo 27% em peso, preferencialmente no máximo 26% em peso, mais preferencialmente no máximo 25% em peso, ainda mais preferencialmente no máximo 24% em peso, preferencialmente no máximo 23% em peso, mais preferencialmente no máximo 22% em peso, ainda mais preferencialmente no máximo 21% em peso, preferencialmente no máximo 20%

em peso de ferro. Os requerentes concluíram que o ferro é um agente redutor vantajoso para os metais que, nas condições de processo, apresentam uma menor afinidade com o oxigênio do que o ferro, tal como cobre, níquel, estanho e chumbo.

Os requerentes preferem, portanto, ter uma presença de ferro na primeira escória de refino de solda de acordo com os limites especificados, porque isso permite que uma etapa de processo a montante use quantidades significativas de ferro como um agente redutor, o qual, por exemplo, traz a vantagem de tornar muitas das etapas de processo a montante mais eficientes em termos energéticos. Outra vantagem é que também os critérios de tolerância para matérias-primas dessas etapas de processo a montante são flexibilizados, o que permite aceitar matérias-primas que possam estar mais disponíveis em abundância e em condições economicamente mais atraentes.

[0127]Em uma modalidade do processo de acordo com a presente invenção, a primeira escória de refino de solda compreende pelo menos 0,003% em peso de antimônio, preferencialmente pelo menos 0,004% em peso, mais preferencialmente pelo menos 0,005% em peso, ainda mais preferencialmente pelo menos 0,010% em peso, preferencialmente pelo menos 0,015% em peso, mais preferencialmente pelo menos 0,020% em peso, ainda mais preferencialmente pelo menos 0,025% em peso, preferencialmente pelo menos 0,030% em peso, e opcionalmente no máximo 0,200% em peso, preferencialmente no máximo 0,180% em peso, mais preferencialmente no máximo 0,150% em peso, ainda mais preferencialmente no máximo 0,100% em peso de antimônio, preferencialmente no máximo 0,090% em peso, mais preferencialmente no máximo 0,080% em peso, ainda mais preferencialmente no máximo 0,070% em peso, preferencialmente no máximo 0,060% em peso, mais preferencialmente no máximo 0,050% em peso, ainda mais preferencialmente no máximo 0,040% em peso, ainda mais preferencialmente no máximo 0,030% em peso de antimônio. Os requerentes concluíram que também a maior parte do antimônio como parte da primeira escória de refino de solda é tipicamente reduzida como parte da etapa e),

que é introduzida mais adiante neste documento, e a maioria acaba como parte da primeira composição de metal de solda bruta. Os requerentes concluíram 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 principais de estanho e / ou chumbo de alta pureza. Os requerentes concluíram que uma quantidade de antimônio pode ser aceitável e até desejável em alguns desses produtos primários de metal de maior pureza. Os requerentes concluíram, no entanto, que a capacidade de acomodar antimônio nesses processos à jusante é limitada em relação à quantidade de chumbo presente. Por conseguinte, os requerentes também preferem cumprir os limites superiores especificados para o antimônio como parte da primeira escória de refino de solda.

[0128]Em uma modalidade do processo de acordo com a presente invenção, a etapa c) compreende adicionar um primeiro agente redutor à etapa c), de preferência adicionando o primeiro agente redutor à primeira escória de refino de cobre antes de reduzir a primeira escória de refino de cobre. Os requerentes concluíram que a adição do agente redutor ajuda a alcançar a redução química desejada. Os requerentes concluíram que o primeiro agente redutor pode ser um gás, tal como metano ou gás natural, mas também pode ser um sólido ou um líquido, tal como carbono, hidrocarboneto, alumínio ou ferro.

[0129]Em uma modalidade do processo de acordo com a presente invenção, o primeiro agente redutor compreende, e de preferência é, um metal que tem, nas condições de processo, uma afinidade maior com o oxigênio do que estanho, chumbo, cobre e níquel, preferencialmente metal de ferro, mais preferencialmente refugo de ferro. Os requerentes preferem usar ferro, preferencialmente refugo de ferro como agente redutor, devido à sua alta disponibilidade em condições economicamente muito atraentes. Os requerentes concluíram que a adição de agentes redutores sólidos pode trazer o benefício adicional de que o forno requer menos aquecimento adicional para manter ou atingir a temperatura desejada. Os requerentes concluíram que esse benefício pode ser suficientemente grande para que dificilmente seja necessário um aquecimento adicional pela queima de combustível usando ar e / ou oxigênio para atingir a temperatura desejada. Os requerentes concluíram ainda que a etapa c) pode se beneficiar ainda mais da adição de sílica, conforme explicado em outras partes deste documento.

[0130]Em uma modalidade do processo de acordo com a presente invenção, na etapa i) pelo menos uma parte da segunda escória de refino de cobre é adicionada ao primeiro banho líquido e / ou na etapa d), de preferência a maioria da segunda escória de refino de cobre e mais preferencialmente toda a segunda escória de refino de cobre.

[0131]Os requerentes concluíram que a composição da segunda escória de refino de cobre é altamente adequada para ser adicionada ao primeiro banho líquido.

Os requerentes preferem, por conseguinte, adicionar toda a segunda escória de refino de cobre ao primeiro banho líquido. O fluxo é adequado, em primeiro lugar, porque a segunda escória de refino de cobre já é relativamente rica em metais valiosos de interesse, estanho e chumbo, mas também inclui quantidades significativas de cobre que pode atuar à jusante como um agente de extração de metais não cobre, tal como estanho e chumbo. Em segundo lugar, a segunda escória de refino de cobre contém apenas pequenas quantidades de metais que têm, nas condições de processo, uma afinidade maior com o oxigênio do que estanho e / ou chumbo, mais particularmente metais menos desejados nos produtos de metal purificados finais: cobre, estanho e / ou chumbo, e quais metais terão que ser removidos do processo como parte de uma escória gasta. Como a segunda escória de refino de cobre é relativamente pobre em tais metais, a adição dessa escória no primeiro banho líquido não consome alto volume inútil do forno em nenhuma das etapas à jusante

[0132]Em uma modalidade do processo de acordo com a presente invenção,

a primeira escória gasta da etapa c) compreende no máximo 20,0% em peso e ainda melhor no máximo 18% em peso total de cobre, estanho e chumbo juntos, de preferência no máximo 15% em peso, mais preferencialmente no máximo 12% em peso, ainda mais preferencialmente no máximo 9,0% em peso, ainda mais preferencialmente no máximo 7,0% em peso, preferencialmente no máximo 5,0% em peso, mais preferencialmente no máximo 4,0% em peso, ainda mais preferencialmente no máximo 3,0% em peso, ainda mais preferencialmente no máximo 2,0% em peso, preferencialmente no máximo 1,5% em peso e mais preferencialmente no máximo 1,10% em peso total de cobre, estanho e chumbo juntos.

[0133]Em uma modalidade do processo de acordo com a presente invenção, a primeira escória gasta da etapa c) compreende no máximo 7,0% em peso de cobre, preferencialmente no máximo 5,0% em peso, mais preferencialmente no máximo 3,0% em peso, ainda mais preferencialmente no máximo 2,0% em peso, ainda mais preferencialmente no máximo 1,50% em peso, preferencialmente no máximo 1,00% em peso, mais preferencialmente no máximo 0,75% em peso, ainda mais preferencialmente no máximo 0,60% em peso, ainda mais preferencialmente no máximo 0,50% em peso, preferencialmente no máximo 0,40% peso de cobre.

[0134]Em uma modalidade do processo de acordo com a presente invenção, a primeira escória gasta da etapa c) compreende no máximo 7,0% em peso de estanho, preferencialmente no máximo 5,0% em peso, mais preferencialmente no máximo 3,0% em peso, ainda mais preferencialmente no máximo 2,0% em peso, ainda mais preferencialmente no máximo 1,50% em peso, preferencialmente no máximo 1,00% em peso, mais preferencialmente no máximo 0,75% em peso, ainda mais preferencialmente no máximo 0,60% em peso, ainda mais preferencialmente no máximo 0,50% em peso, preferencialmente no máximo 0,40% em peso, mais preferencialmente no máximo 0,30% em peso de estanho.

[0135]Em uma modalidade do processo de acordo com a presente invenção, a primeira escória gasta da etapa c) compreende no máximo 7,0% em peso de chumbo, preferencialmente no máximo 5,0% em peso, mais preferencialmente no máximo 3,0% em peso, ainda mais preferencialmente no máximo 2,0% em peso, ainda mais preferencialmente no máximo 1,50% em peso, preferencialmente no máximo 1,00% em peso, mais preferencialmente no máximo 0,75% em peso, ainda mais preferencialmente no máximo 0,60% em peso, ainda mais preferencialmente no máximo 0,50% em peso, preferencialmente no máximo 0,40% peso de chumbo.

[0136]Os limites superiores especificados para a presença de cobre, estanho, chumbo e dos três metais juntos na primeira escória gasta, cada um traz individualmente o benefício de que o valor econômico das quantidades dos três metais alvo que saem do processo com a primeira escória gasta da etapa c) é mantido limitado. Reduz a necessidade ou o desejo de fornecer etapas extra de processo na primeira escória gasta antes que ela possa ser descartada e, portanto, oferece o benefício de que menos ou possivelmente nenhuma etapa de tratamento adicional seja necessária antes que a primeira escória gasta possa ser descartada ou antes de a escória ser considerada aceitável em uma aplicação ou uso final economicamente mais atraente.

[0137]Na primeira escória gasta do processo de acordo com a presente invenção, incluindo a etapa c), é recuperada a maioria dos elementos que, sob as condições de processo, têm uma afinidade maior com o oxigênio do que estanho e / ou chumbo e / ou cobre e / ou níquel. Isso é particularmente válido para metais como zinco, cromo, manganês, vanádio, titânio, ferro, alumínio, sódio, potássio, cálcio e outros metais alcalinos e alcalinoterrosos, mas também para outros elementos, tal como silício ou fósforo.

[0138]Em uma modalidade do processo de acordo com a presente invenção, a temperatura da escória na etapa b) e / ou na etapa c) é de pelo menos 1000° C,

preferencialmente pelo menos 1020° C, mais preferencialmente pelo menos 1040° C, ainda mais preferencialmente pelo menos 1060° C, preferencialmente pelo menos 1080° C, mais preferencialmente pelo menos 1100° C, ainda mais preferencialmente pelo menos 1110° C, preferencialmente pelo menos 1120° C, mais preferencialmente pelo menos 1130° C, ainda mais preferencialmente pelo menos 1140° C, preferencialmente pelo menos 1150° C. Os requerentes concluíram que a separação entre a fase de metal e a fase de escória é melhor quando a temperatura da escória está de acordo com o limite prescrito e, de preferência, acima do limite prescrito. Sem desejar estar vinculados a essa teoria, os requerentes acreditam que a temperatura mais alta traz uma melhor separação, pelo menos porque a viscosidade da escória é menor em temperaturas mais altas. Uma viscosidade menor da escória permite que as bolhas de metal mais pesadas se combinem mais rapidamente em bolhas maiores e afundem mais rapidamente na fase de escória até atingirem a fase de metal subjacente e possam se combinar com ela. Uma temperatura mais alta também traz a vantagem de uma cinética de reação mais rápida, de modo que o equilíbrio desejado possa ser alcançado mais rapidamente.

[0139]Os requerentes, no entanto, também acreditam que o equilíbrio entre a fase de metal e a fase de escória é afetado pela temperatura. Normalmente, uma temperatura mais alta tende a diminuir as diferenças entre os diferentes metais em termos de afinidade com o oxigênio nas condições de processo. Os requerentes preferem, portanto, limitar a temperatura do forno na etapa b) e / ou c) a no máximo 1300° C, preferencialmente no máximo 1250° C, mais preferencialmente no máximo 1200° C. Os requerentes preferem aplicar esse limite à maioria, se não a todas as etapas de processo de acordo com a presente invenção, nas quais é feita uma separação de fases entre pelo menos duas fases líquidas, geralmente uma fase de escória sobrenadante e uma fase de metal subjacente.

[0140]Em uma modalidade do processo de acordo com a presente invenção,

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

[0141]Nas altas temperaturas em uma etapa de fundição ou refino de metais não ferrosos, os metais e os óxidos metálicos estão ocorrendo no estado líquido derretido. Os óxidos metálicos geralmente têm uma densidade mais baixa do que os metais e formam uma chamada fase de “escória” separada, que vem flutuando como uma fase líquida sobrenadante no topo da fase de metal fundido. Os óxidos metálicos podem assim ser separados por gravidade como uma fase de escória líquida separada da fase de metal fundido. A sílica, geralmente na forma de areia normal, pode ser adicionada como o chamado “material de fluxo”, ou seja, como um diluente de escória e / ou para melhorar a fluidez da escória, de modo a separar mais facilmente a fase de metal e é mais fácil de manipular. A sílica também é capaz de ligar elementos específicos e, assim, também afeta o desejo de que esse elemento se torne parte da fase de escória em vez da fase de metal. Os requerentes concluíram que a adição de sílica é um elemento de processo altamente desejável para muitas das etapas que fazem parte do processo de acordo com a presente invenção, onde uma fase de escória e uma fase de metal devem ser separadas uma da outra, porque a sílica em muitas circunstâncias, auxilia na alteração do equilíbrio entre a fase de metal e a fase de escória em favor da separação que é desejada em relação aos metais desejados na fase de metal e os metais preferenciais para permanecer na fase de escória. Os requerentes concluíram 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, portanto, a formação de gás hidrogênio, o que representa um risco de explosão. A sílica também aumenta a atividade de qualquer estanho na escória, forçando algum SnO 2 a reduzir para Sn metal, Sn que passará para a fase de metal. Este último mecanismo reduz a quantidade de Sn que permanece na escória para a mesma composição de metal subjacente.

[0142]Nas condições operacionais da pirometalurgia, várias reações químicas ocorrem entre os vários metais e óxidos no forno. Os metais com maior afinidade com o oxigênio são mais facilmente oxidados e esses óxidos tendem a passar para a fase de escória, enquanto os metais com menor afinidade com o oxigênio, quando presentes como óxidos, reduzem-se rapidamente para retornar ao seu estado metálico e esses metais tendem a se mover para a fase de metal líquido. Se superfície e tempo de contato suficientes são permitidos, é estabelecido um equilíbrio entre a fase de metal, na qual os metais com menor afinidade com o oxigênio sob as condições de processo são coletados, e a fase de escória, na qual os metais com maior afinidade com o oxigênio sob as condições de processo estão se acumulando na forma de seus óxidos.

[0143]Metais tal como sódio (Na), potássio (K), cálcio (Ca) e silício (Si) têm uma afinidade extremamente alta com o oxigênio e serão quase exclusivamente recuperados na fase de escória. Metais tal como prata (Ag), ouro (Au) e outros metais preciosos têm uma afinidade extremamente baixa com o oxigênio e são quase exclusivamente recuperados na fase de metal. A maioria dos outros metais normalmente se comporta “entre” esses dois extremos, e sua preferência também pode ser afetada pela presença de outros elementos ou substâncias, ou talvez pela relativa ausência dos mesmos.

[0144]Os metais de interesse para esta invenção têm, sob as condições típicas do forno de refino de metais não ferrosos, afinidades com o oxigênio e tendem a se distribuir entre a fase de metal e a fase de escória. Da menor para a maior afinidade com o oxigênio e, portanto, de uma afinidade relativamente alta para uma menor afinidade com a fase de metal, a classificação desses metais pode ser representada aproximadamente da seguinte maneira: Au > Ag >> Bi / Cu > Ni > As > Sb > Pb > Sn >> Fe > Zn > Si > Al > Mg > Ca. Por conveniência, pode-se chamar isso de uma classificação dos metais mais nobres para os menos nobres, mas essa qualificação deve estar ligada às condições e circunstâncias particulares dos processos pirometalúrgicos de metais não ferrosos, e pode falhar quando exportada para outros campos. A posição relativa de metais particulares nesta lista pode ser afetada pela presença ou ausência de outros elementos no forno, tal como, por exemplo, silício.

[0145]A distribuição de equilíbrio de metal entre a fase de metal e a fase de escória também pode ser influenciada pela adição de oxigênio e / ou materiais sequestrantes de oxigênio (ou agentes redutores) no banho líquido no forno.

[0146]A adição de oxigênio converterá alguns dos metais na fase de metal para sua forma oxidada, óxido que passará para a fase de escória. Os metais na fase de metal que têm uma alta afinidade com o oxigênio estarão mais propensos a sofrer essa conversão e a se moverem. Sua distribuição em equilíbrio entre a fase de metal e a fase de escória pode, portanto, estar mais sujeita a alterações.

[0147]O oposto pode ser obtido adicionando-se materiais sequestrantes de oxigênio. Consumidores de oxigênio adequados podem, por exemplo, ser carbono e /

ou hidrogênio, em qualquer forma, tal como em materiais orgânicos, por exemplo, madeira ou outros combustíveis, tal como gás natural. O carbono e o hidrogênio oxidam prontamente (“queimam”) e se convertem em H2O e / ou CO / CO2, componentes que saem rapidamente do banho líquido e arrastam seu teor de oxigênio do banho. Mas também metais como Si, Fe, Al, Zn e / ou Ca são agentes redutores adequados. De particular interesse são o ferro (Fe) e / ou o alumínio (Al), devido à sua pronta disponibilidade. Ao oxidar, esses componentes reduzirão alguns dos metais na fase de escória a partir do estado oxidado para seu estado de metal, e esses metais se moverão então para a fase de metal. Agora, são os metais na fase de escória que têm uma afinidade menor com o oxigênio que serão mais propensos a sofrer essa reação de redução e a fazer o movimento na direção oposta.

[0148]Em uma etapa de fundição, um dos objetivos é reduzir os óxidos de metais não ferrosos valiosos que estão entrando com a matéria-prima nos seus metais reduzidos correspondentes. A direção e a velocidade das reações que ocorrem na etapa de fundição podem ser adicionalmente controladas pelo controle da natureza da atmosfera no forno. Alternativamente ou adicionalmente, o material doador de oxigênio ou o material sequestrante de oxigênio pode ser adicionado à fundição.

[0149]Um material sequestrante de oxigênio altamente adequado para essas operações é o metal de ferro, geralmente sendo preferencial o refugo de ferro. Sob as condições operacionais típicas, o ferro reagirá com óxidos quentes, silicatos e outros compostos de metais com menor afinidade com o oxigênio que o ferro, para produzir uma massa fundida contendo os últimos metais na forma elementar. As reações típicas incluem: MeO + Fe  FeO + Me + calor (MeO)xSiO2 + x Fe  (FeO)xSiO2 + x Me + calor

[0150]A temperatura do banho permanece alta através do calor exotérmico da reação e do calor de combustão. A temperatura pode ser facilmente mantida dentro de uma faixa na qual a escória permanece líquida e a volatilização do chumbo e / ou estanho permanece limitada.

[0151]Cada uma das reações de redução que ocorrem no forno de fusão forma um equilíbrio. Assim, a conversão realizada através de cada reação é limitada pelos equilíbrios definidos em relações como as seguintes: [FeO] [Me] K1 = ------------------------- [MeO] [Fe] [(FeO)xSiO2] [Me]x K2 = ------------------------------------- [(MeO)xSiO2] [Fe]x

[0152]Os parâmetros nessas fórmulas representam as atividades dos componentes químicos mencionados sob as condições de operação, sendo muitas vezes a multiplicação da concentração do componente vezes o coeficiente de atividade do componente sob as condições de operação, sendo que este último nem sempre é igual a 1,0 ou o mesmo para diferentes componentes. Os requerentes concluíram que os coeficientes de atividade podem ser influenciados pela presença de outros compostos químicos, como os chamados compostos de fluxo, às vezes também chamados de formadores de escória, em especial pela adição de dióxido de silício.

[0153]No caso em que Me é cobre, K1 e K2 são altos em temperaturas de reação normais e a redução de compostos de cobre prossegue substancialmente até a conclusão. No caso de chumbo e estanho, K1 e K2 são relativamente baixos, mas o cobre na fase de metal extrai chumbo metálico e estanho da zona de reação de escória, diminuindo assim as atividades desses metais na escória e impulsionando a redução do chumbo e estanho combinados até a conclusão.

[0154]A pressão de vapor do zinco é relativamente alta na temperatura de reação típica e uma grande proporção de zinco, em contraste com o chumbo e o estanho, pode ser prontamente volatilizada para fora do forno. Os vapores de zinco que saem do forno são oxidados pelo ar, que pode, por exemplo, ser aspirado entre a boca do forno e o exaustor e / ou o tubo de escape. O pó de óxido de zinco resultante é condensado e coletado por meio de sistemas convencionais de coleta de pó.

[0155]De preferência, o teor de cobre, estanho e chumbo da escória no forno de fundição é cada um reduzido para 0,5% em peso ou menos. Para esse efeito, a fase de metal deve conter cobre suficiente para atuar como solvente para extrair o chumbo e o estanho presentes na escória. Também por este motivo, os requerentes preferem que a concentração de cobre no cobre negro fornecido ao processo de acordo com a presente invenção esteja acima do limite inferior especificado em outras partes deste documento.

[0156]Em uma modalidade do processo de acordo com a presente invenção, a composição de cobre negro ou o cobre negro usado em algumas das etapas de processo está de acordo com pelo menos uma das seguintes condições, mais preferencialmente com todas as seguintes condições: • compreendendo pelo menos 51% 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 1,5% em peso de estanho, • compreendendo no máximo 15% em peso de estanho, • compreendendo pelo menos 1,5% 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.

[0157]Em uma modalidade do processo de acordo com a presente invenção, o cobre negro compreende no máximo 96,9% em peso ou melhor, no máximo 96,5%

em peso de cobre, preferencialmente no máximo 96,0% em peso, mais preferencialmente no máximo 95,0% em peso, ainda mais preferencialmente no máximo 90,0% em peso, ainda mais preferencialmente no máximo 85,0% em peso, preferencialmente no máximo 83,0% em peso, mais preferencialmente no máximo 81,0% em peso, ainda mais preferencialmente no máximo 80,0% em peso, ainda mais preferencialmente no máximo 80,0% em peso, e preferencialmente no máximo 79,0% em peso de cobre. Ele traz ainda a vantagem de que o processo a montante para produzir o cobre negro pode aceitar matérias-primas que compreendem muito mais metais que não o cobre. É particularmente vantajoso aceitar mais estanho e / ou chumbo na produção de cobre negro, e essas quantidades mais altas de estanho e / ou chumbo podem ser prontamente processadas em uma quantidade aumentada de co-produto de solda bruta, um produto que está tendo um valor econômico relativamente alto.

[0158]Em uma modalidade do processo de acordo com a presente invenção, o cobre negro compreende pelo menos 51% em peso de cobre, preferencialmente pelo menos 52% em peso, mais preferencialmente pelo menos 53% em peso, ainda mais preferencialmente pelo menos 54% em peso, ainda mais preferencialmente pelo menos 55% em peso, preferencialmente pelo menos 57% em peso, mais preferencialmente pelo menos 59% em peso, ainda mais preferencialmente pelo menos 60% em peso, ainda mais preferencialmente pelo menos 62% em peso, preferencialmente pelo menos 64% em peso, mais preferencialmente pelo menos 66% em peso, ainda mais preferencialmente pelo menos 68% em peso, ainda mais preferencialmente pelo menos 70% em peso, preferencialmente pelo menos 71% em peso, mais preferencialmente pelo menos 72% em peso, ainda mais preferencialmente pelo menos 73% em peso, ainda mais preferencialmente pelo menos 74% em peso, preferencialmente pelo menos 75% em peso, mais preferencialmente pelo menos 77,5% em peso, ainda mais preferencialmente pelo menos 80% em peso, ainda mais preferencialmente pelo menos 85% em peso de cobre.

[0159]Isso traz a vantagem de que uma etapa de pré-refino, como a fornecida em US 3.682.623 para atualizar um cobre negro contendo 75 a 80% em peso de cobre para cerca de 85% em peso de cobre ou mais (85,12% em peso de cobre no Exemplo, Tabela VI), pode ser dispensada.

[0160]Os requerentes concluíram ainda que o processo geral é mais operacional e eficiente, e geralmente produz mais produtos principais, se a concentração de cobre no cobre negro permanecer dentro do limite inferior prescrito.

Com uma menor concentração de cobre no cobre negro, outros elementos compõem o equilíbrio. Isso é bastante aceitável e muitas vezes até desejável se forem metais valiosos que compõem o equilíbrio, tal como o chumbo, mas ainda mais interessante ao incluir o estanho. Esses metais consomem produtos químicos durante qualquer etapa de oxidação e / ou redução, mas, em última análise, a maior parte deles acaba em um fluxo de produto principal. Se, no entanto e ao contrário, são metais ou elementos de menor valor que inevitavelmente acabam em uma das escórias de processo gastas que compõem o equilíbrio, então a menor concentração de cobre é bastante desvantajosa porque esses metais e / ou elementos consomem produtos químicos nas etapas de oxidação como parte das etapas de refino de cobre, e / ou podem consumir outros produtos químicos em uma das etapas de redução à jusante, tal como a etapa c) do processo de acordo com a presente invenção. Além disso, esses metais ou elementos de baixo valor ocupam volume no forno e, portanto, sua presença exige fornos maiores e, portanto, um custo de investimento mais alto.

Dentro de um determinado tamanho de equipamento disponível, a presença desses metais ou elementos reforça as restrições à introdução em qualquer uma das etapas de processo de matérias-primas de maior valor, tal como aquelas que contêm altas concentrações de cobre, estanho e / ou chumbo. A composição de cobre negro é tipicamente um intermediário produzido por outra etapa de processo pirometalúrgico, isto é, uma etapa de fundição. Uma etapa de fundição resulta em um produto de metal fundido, o chamado “cobre negro”, e uma escória líquida de principalmente óxidos de metal, geralmente na presença de quantidades significativas de sílica. Os requerentes preferem, em uma etapa de fundição, obter um produto de cobre negro com pelo menos a quantidade mínima de cobre especificada, porque a alta presença de cobre atua como um agente de extração para outros metais valiosos, por exemplo, estanho e chumbo. Manter a concentração de cobre na composição de cobre negro acima do limite especificado resulta em uma recuperação mais alta desses outros metais valiosos presentes na composição de cobre negro, em vez de perder esses metais valiosos como parte da escória de fundição, na qual esses metais normalmente têm pouco ou nenhum valor e até pode representar um ônus.

[0161]Em uma modalidade do processo de acordo com a presente invenção, o cobre negro compreende pelo menos 1,5% em peso de estanho, mais preferencialmente pelo menos 2,0% em peso, ainda mais preferencialmente pelo menos 2,5% em peso, ainda mais preferencialmente pelo menos 3,0% em peso, de preferência pelo menos 3,5% em peso, mais preferencialmente pelo menos 3,75% em peso, ainda mais preferencialmente pelo menos 4,0% em peso, ainda mais preferencialmente pelo menos 4,5% em peso, preferencialmente pelo menos 5,0% em peso, mais preferencialmente pelo menos 5,5% em peso, ainda mais preferencialmente pelo menos 6,0% em peso, ainda mais preferencialmente pelo menos 6,5% em peso, preferencialmente pelo menos 7,0% em peso, mais preferencialmente pelo menos 7,5% em peso, ainda mais preferencialmente pelo menos 8,0% em peso, ainda mais preferencialmente pelo menos 8,5% em peso, de preferência pelo menos 9,0% em peso, mais preferencialmente pelo menos 9,5% em peso, ainda mais preferencialmente pelo menos 10,0% em peso, ainda mais preferencialmente pelo menos 11,0% em peso de estanho. O estanho é um metal altamente valioso que, na sua forma de produto de maior pureza, dificilmente está disponível. Os requerentes preferem, portanto, produzir o máximo de estanho possível para o seu processo. Além disso, os requerentes preferem recuperar esse estanho a partir de matérias-primas de baixo valor econômico, nas quais o estanho está normalmente presente em baixas concentrações. Tais matérias-primas de baixo valor geralmente contêm grandes quantidades de elementos que são difíceis de processar em um processo de refino pirometalúrgico de cobre e, portanto, geralmente são primeiro processadas em uma etapa de fundição. Portanto, o estanho nessas matérias-primas de baixo valor acaba principalmente como parte da composição de cobre negro. Os requerentes preferem processar a maior quantidade de estanho possível a partir de matérias-primas de baixo valor e, portanto, preferem que a composição de cobre negro do processo de acordo com a presente invenção contenha a maior quantidade de estanho possível dentro de outras restrições do processo.

[0162]Em uma modalidade do processo de acordo com a presente invenção, o cobre negro compreende pelo menos 1,5% em peso de chumbo, mais preferencialmente pelo menos 2,0% em peso, ainda mais preferencialmente pelo menos 2,5% em peso, ainda mais preferencialmente pelo menos 3,0% em peso, de preferência pelo menos 3,5% em peso, mais preferencialmente pelo menos 3,75% em peso, ainda mais preferencialmente pelo menos 4,0% em peso, ainda mais preferencialmente pelo menos 4,5% em peso, preferencialmente pelo menos 5,0% em peso, mais preferencialmente pelo menos 5,5% em peso, ainda mais de preferência pelo menos 6,0% em peso, ainda mais preferencialmente pelo menos 7,0% em peso, preferencialmente pelo menos 8,0% em peso, mais preferencialmente pelo menos 9,0% em peso, ainda mais preferencialmente pelo menos 10,0% em peso, ainda mais preferencialmente pelo menos 11,0% em peso, preferencialmente pelo menos 12,0% em peso, mais preferencialmente pelo menos 13,0% em peso,

ainda mais preferencialmente pelo menos 14,0% em peso, ainda mais preferencialmente pelo menos 15,0% em peso de chumbo.

[0163]O chumbo também é um metal valioso. Além disso, a presença de chumbo facilita a recuperação do metal de estanho ainda mais valioso, porque se comporta de maneira similar à do estanho, acaba nos mesmos fluxos de processo, formando uma mistura chamada “solda”, e os fluxos de solda resultantes têm uma densidade mais alta e, portanto, é mais fácil separar fluxos líquidos de menor densidade, como escória, ou fluxos sólidos, como borra. Os requerentes preferem, portanto, ter uma quantidade significativa de chumbo em seu processo. Além disso, os requerentes preferem recuperar esse chumbo a partir de matérias-primas de baixo valor econômico, nas quais o chumbo está normalmente presente em baixas concentrações. Tais matérias-primas de baixo valor geralmente contêm grandes quantidades de elementos que são difíceis de processar em um processo de refino pirometalúrgico de cobre e, portanto, geralmente são primeiro processadas em uma etapa de fundição. Portanto, o chumbo nessas matérias-primas de baixo valor acaba principalmente como parte da composição de cobre negro. Os requerentes preferem obter o máximo de chumbo possível de tais matérias-primas de baixo valor e, portanto, preferem que a composição de cobre negro do processo de acordo com a presente invenção contenha o máximo de chumbo possível dentro de outras restrições do processo.

[0164]Uma maior presença de estanho e / ou chumbo no cobre negro traz a vantagem de que as matérias-primas que contêm esse estanho e / ou chumbo podem ser processadas em uma etapa de fundição, uma etapa altamente tolerante a outras impurezas, muito superior à das etapas típicas executadas como parte de um processo de refino de cobre, incluindo as etapas associadas à co-produção de outros metais não ferrosos, como estanho e / ou chumbo. Essas matérias-primas aceitáveis, portanto, são tipicamente de qualidade muito mais baixa e, portanto, também têm valor econômico mais baixo. A maior parte do estanho e / ou chumbo no cobre negro do processo de acordo com a presente invenção acaba em um co-produto de solda bruta, que é um produto de valor econômico relativamente alto. A atualização econômica do estanho e / ou chumbo no cobre negro fornecido ao processo de acordo com a presente invenção é, portanto, tipicamente muito maior que a mesma quantidade introduzida como parte de uma matéria-prima muito mais concentrada que pode ser aceitável diretamente em uma das etapas de processo de refino de cobre, incluindo auxiliares.

[0165]Os requerentes preferem, portanto, ter maiores quantidades de estanho e / ou chumbo no cobre negro, porque traz a vantagem de que dentro de uma quantidade limitada desses metais a serem produzidos devido às limitações do equipamento, mais desses metais estão sendo recuperados com matérias-primas de baixo valor e, portanto, mais desses metais podem ser recuperados com uma alta atualização econômica, devido ao menor valor da matéria-prima e ao alto valor econômico do produto final.

[0166]Em uma modalidade do processo de acordo com a presente invenção, o cobre negro compreende no máximo 15,0% em peso de estanho, preferencialmente no máximo 14,0% em peso, mais preferencialmente no máximo 13,0% em peso, ainda mais preferencialmente no máximo 12,0% em peso, ainda mais preferencialmente no máximo 11,0% em peso, preferencialmente no máximo 10,0% em peso, mais preferencialmente no máximo 9,0% em peso, ainda mais preferencialmente no máximo 8,0% em peso, ainda mais preferencialmente no máximo 7,0% em peso, preferencialmente no máximo 6,0% em peso de estanho. Os requerentes concluíram que limitar a concentração de estanho na composição de cobre negro aos limites superiores especificados traz a vantagem de haver espaço suficiente na composição de cobre negro para outros metais e elementos. Como discutido acima, a presença de cobre é altamente vantajosa na etapa de fundição a montante, assim como a presença de chumbo. Os requerentes preferem, portanto, manter a concentração de estanho dentro do limite superior especificado.

[0167]Em uma modalidade do processo de acordo com a presente invenção, o cobre negro compreende no máximo 25,0% em peso de chumbo, preferencialmente no máximo 24,0% em peso, mais preferencialmente no máximo 23,0% em peso, ainda mais preferencialmente no máximo 22,0% em peso, ainda mais preferencialmente no máximo 21,0% em peso, preferencialmente no máximo 20,0% em peso, mais preferencialmente no máximo 19,0% em peso, ainda mais preferencialmente no máximo 18,0% em peso, ainda mais preferencialmente no máximo 17,0% em peso, preferencialmente no máximo 16,0% em peso, mais preferencialmente no máximo 15,0% em peso, ainda mais preferencialmente no máximo 14,0% em peso, ainda mais preferencialmente no máximo 13,0% em peso, ainda mais preferencialmente no máximo 12,0% em peso, preferencialmente no máximo 11,0% em peso, mais preferencialmente no máximo 10,0% em peso, ainda mais preferencialmente no máximo 9,0% em peso, ainda mais preferencialmente no máximo 8,0% em peso, preferencialmente no máximo 7,0% em peso de chumbo. Os requerentes concluíram que limitar a concentração de chumbo na composição de cobre negro aos limites superiores especificados traz a vantagem de haver espaço suficiente na composição de cobre negro para outros metais e elementos. Como discutido acima, a presença de cobre é altamente vantajosa na etapa de fundição a montante, e também a presença de quantidades significativas de estanho é altamente desejável. Os requerentes, portanto, preferem manter a concentração de chumbo dentro do limite superior especificado.

[0168]Os requerentes concluíram que quantidades excessivas de estanho e / ou chumbo no cobre negro afetam qualquer etapa de separação entre o cobre (e o níquel), por um lado, e o estanho e o chumbo, por outro. A separação é menos clara, e mais estanho e / ou chumbo tendem a permanecer com o cobre. Mesmo que o fluxo de cobre seja pelo menos parcialmente reciclado, isso faz com que quantidades maiores de estanho e / ou chumbo circulem no processo e ocupem o volume do forno.

Mas também se o fluxo de cobre a partir dessa separação, ou parte dele, for removido do processo, maiores quantidades de estanho e / ou chumbo nesse fluxo representam uma carga extra para o processamento à jusante.

[0169]Em uma modalidade do processo de acordo com a presente invenção, o cobre negro compreende pelo menos 0,1% em peso e no máximo 4,0% em peso de níquel (Ni). Preferencialmente, o cobre negro alimentado na etapa b) compreende pelo menos 0,2% em peso de níquel, mais preferencialmente pelo menos 0,3% em peso, ainda mais preferencialmente pelo menos 0,4% em peso, ainda mais preferencialmente pelo menos 0,5% em peso, preferencialmente pelo menos 0,75% em peso, mais preferencialmente pelo menos 1,00% em peso de níquel.

[0170]O níquel é um metal que está presente em muitas matérias-primas que contêm cobre, estanho e / ou chumbo, e também está presente em muitas ligas que contêm ou mesmo à base de ferro. O níquel exibe, nas condições do forno, uma afinidade com o oxigênio menor que o estanho e / ou chumbo, próxima e um pouco mais alta que a do cobre. Portanto, é um metal difícil de separar do cobre por pirometalurgia. Em US 3.682.623, a maior parte do níquel presente no cobre negro pré-refinado (Tabela VI, 541,8 kg) deixa o processo como uma impureza no produto de cobre refinado (Tabela XII, 300 kg), que foi fundido em anodos (col. 19, linhas 61- 62). Uma pequena quantidade de níquel chega ao produto de metal chumbo / estanho (Tabela XV, 110 kg). O processo compreende um fluxo de reciclo significativo de cobre negro, no qual o níquel parece aumentar a cada ciclo (Tabela XIV, 630 kg em comparação com a Tabela VI, 500 kg). Os requerentes concluíram que o níquel nos anodos de cobre é um elemento perturbador na etapa de eletrorrefino à jusante. Sob as condições do processo de eletrorrefino, o níquel se dissolve no eletrólito, mas não se deposita no catodo. Portanto, ele pode se acumular no eletrólito e possivelmente levar à precipitação de sais de níquel ao exceder seu limite de solubilidade. Porém, mesmo em níveis mais baixos, o níquel já pode levar à passivação do anodo devido a um possível acúmulo de um gradiente de concentração de níquel na superfície do anodo. O processo de US 3.682.623 é, portanto, limitado em suas capacidades de manuseio de níquel. A etapa de fusão em US 3.682.623 pode, portanto, aceitar apenas uma quantidade bastante limitada de matérias-primas que contêm quantidades significativas de níquel.

[0171]Os requerentes concluíram agora que o processo de acordo com a presente invenção é capaz de aceitar quantidades muito mais elevadas de níquel, por exemplo, como parte do cobre negro a partir de uma etapa de fundição a montante.

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

[0172]Apesar da maior tolerância ao níquel, os requerentes também concluíram que o processo de acordo com a presente invenção pode ser capaz de produzir um produto de cobre de anodo mais rico em cobre e que compreende menos níquel quando comparado ao cobre de anodo produzido em US. 3.682.623.

[0173]Em uma modalidade do processo de acordo com a presente invenção, o cobre negro compreende no máximo 3,5% em peso de ferro, preferencialmente no máximo 3,0% em peso, mais preferencialmente no máximo 2,5% em peso, ainda mais preferencialmente no máximo 2,0% em peso, ainda mais de preferência no máximo 1,80% em peso, preferencialmente no máximo 1,60% em peso de ferro.

[0174]Em uma modalidade do processo de acordo com a presente invenção, o cobre negro compreende no máximo 8,0% em peso de zinco, preferencialmente no máximo 7,5% em peso, mais preferencialmente no máximo 7,0% em peso, ainda mais preferencialmente no máximo 6,5% em peso, ainda mais preferencialmente no máximo 6,0% em peso, preferencialmente no máximo 5,5% em peso, mais preferencialmente no máximo 5,0% em peso, ainda mais preferencialmente no máximo 4,7% em peso de zinco.

[0175]Os requerentes concluíram que é aconselhável manter as concentrações de ferro e / ou zinco dentro dos limites especificados. Esses metais são normalmente oxidados nas etapas de refino de cobre, onde eles consomem auxiliares. O zinco é prontamente reduzido em qualquer uma das etapas de redução do processo e, portanto, também consome auxiliares. Além disso, esses metais ocupam o volume do forno. Por esses motivos, os requerentes desejam limitar esses metais às respectivas concentrações, conforme especificado.

[0176]Em uma modalidade, o processo de acordo com a presente invenção compreende ainda a seguinte etapa:

[0177]e) reduzir parcialmente a primeira escória de refino de solda, formando assim uma primeira composição de metal de solda bruta e uma segunda escória de refino de solda, seguida por separar a segunda escória de refino de solda da primeira composição de metal de solda bruta.

[0178]Esta etapa e) produz um fluxo de solda bruta rico em estanho e / ou chumbo, contendo também a maior parte das quantidades relativamente pequenas de cobre e / ou níquel que foram arrastadas na primeira escória de refino de solda. O primeiro fluxo de solda bruta é adequado para ser processado posteriormente para enriquecimento adicional em estanho e / ou chumbo, por exemplo, por tratamento com metal silício, conforme descrito em DE 102012005401 A1. Alternativamente ou adicionalmente, esse fluxo de solda bruta, opcionalmente após uma etapa de enriquecimento para aumentar o teor de estanho e / ou chumbo, pode ser ainda mais aperfeiçoado conforme descrito em WO 2018/060202 A1 ou similar e, posteriormente, ser submetido a uma destilação e recuperação do estanho e / ou chumbo como produtos de metal de alta pureza, conforme descrito nesse mesmo documento.

[0179]Os requerentes concluíram que a redução na etapa e) pode ser realizada pelo menos parcialmente pela adição de um fluxo de metal adequado (segundo agente redutor), isto é, pela adição de uma composição de metal que contém metais que possuem, sob as condições do processo, uma maior afinidade com o oxigênio do que estanho e / ou chumbo, tal como zinco, silício, magnésio, ferro, cálcio ou alumínio. Este fluxo de metal, de preferência em adição, também contém estanho e / ou chumbo e, opcionalmente, pode conter também algum antimônio e / ou arsênico. Esse antimônio estanho e / ou chumbo adicional acaba rapidamente como parte da primeira composição de metal de solda bruta da etapa e) e pode ser facilmente recuperado à jusante como parte de um produto principal de metal purificado. O fluxo de metal adicionado contém, de preferência, apenas pequenas quantidades de níquel e / ou cobre, ou seja, metais que provavelmente também acabam como parte da primeira composição de metal de solda bruta da etapa e), mas que podem trazer ônus adicionais ao processo e despesas operacionais, tal como consumo extra de silício quando uma etapa de tratamento de silício é fornecida à jusante no refino da primeira composição de metal de solda bruta. Também o ferro está preferencialmente presente em quantidades limitadas, porque nem todo o ferro adicionado pode terminar na fase de escória, mas deixa a etapa e) com a primeira composição de metal de solda bruta, e aumenta os ônus do processo à jusante.

[0180]Os requerentes concluíram que, na etapa e), a recuperação dos metais de solda na primeira composição de metal de solda bruta pode ser vantajosamente alta, e qualquer arrastamento de estanho e / ou chumbo, mas também de cobre e /

ou níquel, para a segunda escória de refino de solda pode ser mantido vantajosamente baixo.

[0181]Em uma modalidade, o processo de acordo com a presente invenção compreende ainda a seguinte etapa: f) reduzir parcialmente a segunda escória de refino de solda, formando assim uma segunda composição de metal à base de estanho - chumbo e uma segunda escória gasta, seguida pela separação da segunda escória gasta a partir da segunda composição de metal à base de estanho - chumbo.

[0182]Os requerentes concluíram que é vantajoso fornecer a etapa de redução extra f) à jusante da etapa de produção de solda bruta e), em particular uma etapa de redução na segunda escória de refino de solda que foi recuperada a partir dessa etapa e). Os requerentes concluíram que metais mais valiosos podem ser extraídos dessa segunda escória de refino de solda pela etapa f), tornando a escória restante ainda mais adequada para uso em uma valiosa aplicação de uso final, e / ou para o descarte dessa escória como escória gasta. Os requerentes também concluíram que a etapa de redução extra f) também é capaz de reduzir metais lixiviáveis, tal como chumbo, na escória a níveis suficientemente baixos, de modo que a escória que sobra da etapa f) possa ser usada ainda como material valioso, ou ser descartada com responsabilidade, e isso com um número muito limitado de etapas extras de tratamento, e possivelmente sem outras etapas de tratamento, para reduzir a concentração de metais sensíveis, tal como chumbo e / ou zinco.

[0183]Em uma modalidade, o processo de acordo com a presente invenção compreende ainda adicionar um primeiro material contendo cobre à etapa f), de preferência antes de reduzir a segunda escória de refino de solda.

[0184]Os requerentes concluíram que a adição de cobre à etapa de redução f) traz uma vantagem significativa, porque o cobre pode atuar como um excelente agente de extração para quaisquer outros metais valiosos que tenham permanecido na segunda escória de refino de solda que permanece após a etapa e), e que essa extração vantajosa pode ser realizada sem perder quantidades significativas de cobre na segunda escória gasta que é produzida na etapa f).

[0185]Os requerentes concluíram ainda que a matéria-prima fresca contendo cobre que pode ser adicionada à etapa f) pode conter quantidades significativas de outros metais valiosos, em particular zinco, níquel, estanho e / ou chumbo. Os requerentes concluíram que, desde que seja disponibilizado cobre suficiente, as perdas de estanho e / ou chumbo, em particular, na segunda escória gasta podem ser mantidas muito baixas e, portanto, não comprometem os possíveis usos ou encaminhamento dessa segunda escória gasta, nem representam uma perda economicamente significativa de metais valiosos.

[0186]Os requerentes concluíram que uma grande variedade de materiais é adequada como matéria-prima fresca contendo cobre para a etapa f). Contudo, os requerentes preferem que a matéria-prima fresca contendo cobre para a etapa f) compreenda apenas quantidades limitadas e, de preferência pouco ou nenhum combustível, isto é, substâncias que oxidem facilmente sob as condições de processo, por exemplo, materiais orgânicos tal como plásticos e / ou hidrocarbonetos, restos de combustível ou óleo, etc., de modo que a temperatura na etapa f) permaneça prontamente controlável.

[0187]Em uma modalidade do processo de acordo com a presente invenção, a primeira matéria-prima fresca contendo cobre compreende cobre negro e / ou material de anodo de cobre gasto ou rejeitado.

[0188]Os requerentes concluíram que na etapa f), uma quantidade significativa de cobre negro, similar em composição ao cobre negro fornecido na etapa a), pode ser adicionada na etapa f) para extrair metais mais valiosos da segunda escória de refino de solda da etapa e) sem perder excessivamente metais valiosos extras para a segunda escória gasta da etapa f). Os requerentes concluíram que as quantidades de cobre negro de uma etapa de fundição a montante aceitáveis na etapa f) são muito significativas, mesmo da ordem de magnitude da quantidade de cobre negro fornecida na etapa a) como matéria-prima para a etapa b). Os requerentes concluíram que a inclusão da etapa f) no processo de acordo com a presente invenção aumenta significativamente a capacidade de processar cobre negro do tipo fundido e, portanto, processar quantidades mais altas de matérias- primas de menor qualidade que trazem metais valiosos a baixo valor e, portanto, com um potencial de atualização de alto valor. Os requerentes concluíram que esta maneira de operar a etapa f) traz a vantagem extra de que uma parte significativa do cobre negro da etapa de fundição a montante pode ser processada sem que todo esse cobre negro precise passar pelo menos pela primeira etapa b) da sequência de refino de cobre. Quaisquer metais na matéria-prima de cobre negro para a etapa f) que tenham, sob as condições de processo, uma afinidade maior com o oxigênio do que o cobre provavelmente já serão removidos antes que o cobre dessa matéria- prima fresca de cobre negro para a etapa f) possa encontrar seu caminho, de uma maneira ou de outra, para a etapa b) e possa, subsequentemente, passar pela sequência do processo de refino de cobre das etapas b), h) e j) e terminar no produto de cobre com qualidade de anodo.

[0189]Os requerentes também concluíram que a etapa f) também é altamente adequada para a introdução de material de anodo de cobre gasto e / ou rejeitado. A produção de cobre de alta qualidade compreende tipicamente uma etapa de eletrólise, na qual o cobre se dissolve a partir de um anodo no eletrólito e se re- deposita em um catodo. O anodo normalmente não é totalmente consumido e o anodo é removido como material de anodo de cobre gasto a partir do banho de eletrólise antes que o último cobre tenha sido dissolvido. Os requerentes concluíram que a etapa f) é altamente adequada para a introdução de tal material de anodo de cobre gasto. Os anodos de cobre para esse etapa de eletrólise do cobre são tipicamente moldados vertendo uma quantidade adequada de cobre com qualidade de anodo fundido em um molde e deixando o cobre solidificar após o resfriamento.

Para um bom funcionamento da eletrólise do cobre, os anodos devem atender a requisitos dimensionais e de forma bastante rigorosos. De preferência, anodos não conformes não são utilizados, mas representam material de anodo de cobre rejeitado.

Os requerentes concluíram que a etapa f) também é altamente adequada para a introdução de tal material de anodo de cobre rejeitado.

[0190]Os requerentes preferem introduzir o material de anodo de cobre gasto e / ou rejeitado como um sólido com pouco ou nenhum pré-aquecimento. Isso traz a vantagem de que a fusão deste material consome pelo menos uma parte do calor da reação gerada pelas reações químicas que ocorrem na etapa f).

[0191]Em uma modalidade do processo de acordo com a presente invenção, a etapa f) compreende adicionar um terceiro agente redutor à etapa f), isto é, a etapa para reduzir a segunda escória de refino de solda.

[0192]Os requerentes concluíram 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 à base de estanho - chumbo e manter metais rejeitáveis na segunda escória gasta. Os requerentes concluíram 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, hidrocarboneto, alumínio, ou ferro.

[0193]Em uma modalidade do processo de acordo com a presente invenção, o terceiro agente redutor compreende, e de preferência é, um metal tendo, sob as condições de processo, uma afinidade maior com o oxigênio do que estanho, chumbo, cobre e níquel, preferencialmente metal ferro, mais preferencialmente refugo de ferro. Os requerentes preferem usar ferro, preferencialmente refugo de ferro como agente redutor, devido à sua alta disponibilidade em condições economicamente atraentes. Os requerentes concluíram que a adição do agente redutor sólido pode trazer o benefício adicional de que o forno requer menos aquecimento adicional para manter ou atingir a temperatura desejada. Os requerentes concluíram que esse benefício pode ser suficientemente grande para que o aquecimento adicional pela queima de um combustível usando ar e / ou oxigênio possa ser limitado ou dificilmente necessário para atingir a temperatura desejada. Os requerentes concluíram ainda que a etapa f) pode se beneficiar ainda mais da adição de sílica, conforme explicado em outras partes deste documento.

[0194]Os requerentes preferem adicionar à etapa f) uma quantidade de terceiro agente redutor rico em ferro, de preferência como material multimetal, porque esse material multimetal está mais facilmente disponível 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, de preferência tais motores após o uso, devido ao seu alto teor de ferro para os núcleos e cobre para os enrolamentos. Os requerentes concluíram que o cobre e / ou estanho podem ser facilmente mantidos na fase de metal e impedidos de passar para a fase de escória, enquanto qualquer ferro contido nessa matéria-prima fresca contendo cobre se move prontamente para a fase de escória como óxido de ferro, enquanto ajuda na redução química de outros metais que, sob as condições de processo, apresentam uma menor afinidade com o oxigênio do que o ferro.

[0195]Em uma modalidade do processo de acordo com a presente invenção, o processo compreende ainda a etapa de:

[0196]g) reciclar pelo menos uma parte da segunda composição de metal à base de estanho - chumbo na etapa c), adicionando preferencialmente a maioria, se não toda, a segunda composição de metal à base de estanho - chumbo à etapa c), e preferencialmente antes de reduzir a primeira escória de refino de cobre.

[0197]Os requerentes concluíram que os metais valiosos na segunda composição de metal à base de estanho - chumbo da etapa f) podem ser facilmente recuperados adicionando esta composição à etapa c). Os metais na segunda composição de metal à base de estanho - chumbo, com uma maior afinidade com o oxigênio, sob as condições de processo, oxidam prontamente e resultam em uma redução desses metais sendo alimentados na etapa c) que têm uma menor afinidade com o oxigênio sob as mesmas condições. A presença na etapa c) dos metais extras da etapa f) resulta em uma redução parcial dos metais presentes como óxidos na primeira escória de refino de cobre. Como um resultado, mais metais valiosos, tal como Cu, Ni, Sn, Pb, Sb, As, passam para a fase de metal da etapa c), e mais metais rejeitáveis, tal como Fe, Si e Al, passam para a escória gasta produzida na etapa c).

A adição desta segunda composição de metal à base de estanho - chumbo à etapa c) melhora, portanto, a separação desejada das outras matérias-primas para a etapa c) em combinação com a obtenção da separação desejada dos metais que foram recuperados a partir da etapa f).

[0198]Em uma modalidade do processo de acordo com a presente invenção, a etapa e) compreende adicionar um segundo agente redutor à etapa e), de preferência à primeira escória de refino de solda antes de reduzir a primeira escória de refino de solda. Os requerentes concluíram 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 concluíram que a adição do agente redutor ajuda a alcançar a redução química desejada. Os requerentes concluíram 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, hidrocarboneto, alumínio, ou ferro.

[0199]Em uma modalidade do processo de acordo com a presente invenção, o segundo agente redutor compreende, e de preferência é, um metal que tem, sob as condições de processo, uma afinidade maior com o oxigênio do que estanho, chumbo, cobre e níquel, de preferência o segundo agente redutor compreende metal ferro, mais preferencialmente refugo de ferro. Os requerentes preferem usar ferro, preferencialmente refugo de ferro como agente redutor, devido à sua alta disponibilidade em condições economicamente atraentes. Os requerentes concluíram que a adição de agentes redutores sólidos pode trazer o benefício adicional de que o forno requer menos aquecimento adicional para manter ou atingir a temperatura desejada. Os requerentes concluíram que esse benefício pode ser suficientemente grande para que o aquecimento adicional pela queima de um combustível usando ar e / ou oxigênio seja limitado ou dificilmente necessário para atingir a temperatura desejada. Os requerentes concluíram ainda que a etapa e) pode se beneficiar ainda mais da adição de sílica, conforme explicado em outras partes deste documento.

[0200]Em uma modalidade do processo de acordo com a presente invenção, compreendendo a etapa e), uma primeira matéria-prima fresca contendo Pb e / ou Sn é adicionada à etapa e), de preferência à primeira escória de refino de solda antes de reduzir a primeira escória de refino de solda, preferencialmente a primeira matéria- prima fresca contendo Pb e / ou Sn compreendendo e mais preferencialmente sendo a borra que foi obtida a partir do processamento à jusante de fluxos concentrados de Pb e / ou Sn.

[0201]Os requerentes concluíram que a etapa e) também é uma localização muito adequada no processo para a introdução de materiais ricos em estanho e / ou chumbo, mas pobres em cobre e níquel, mas que podem conter metais que, sob as condições de processo, têm maior afinidade com o oxigênio do que estanho e chumbo. Sua adição à etapa e) traz a vantagem de que o estanho e / ou o chumbo são prontamente recuperados como parte da primeira composição de metal de solda bruta e são retirados do processo, enquanto os chamados metais “menos nobres”

têm um curto e direto caminho de processo para a segunda escória gasta produzida na etapa à jusante f).

[0202]Os requerentes concluíram que a etapa e) é muito adequada para recuperar estanho e / ou chumbo e, opcionalmente, antimônio e / ou arsênico, em matérias-primas ou subprodutos do processo que são ricos em metais, mas relativamente pobres em cobre e / ou níquel. Os requerentes concluíram que a primeira matéria-prima fresca contendo Pb e / ou Sn pode conter ainda metais com, sob as condições de processo, uma maior afinidade com o oxigênio do que estanho e / ou chumbo, tal como sódio, potássio, cálcio. Tais metais podem, por exemplo, ser introduzido como parte dos produtos químicos do processo usados nas etapas à jusante para refinar um fluxo rico em estanho e / ou chumbo, como a primeira composição de metal de solda bruta ou um derivado à jusante. Os requerentes concluíram que a etapa e) é muito adequada para recuperar metais valiosos a partir de um subproduto de borra formado em uma das etapas de refino executadas como parte dos processos descritos no documento WO 2018/060202 A1 ou similar. Tais fluxos de subprodutos de borra normalmente envolvem quantidades economicamente significativas de estanho e / ou chumbo, mas também contêm outros metais que podem ter sido introduzidos como parte dos produtos químicos do processo.

[0203]Em uma modalidade, o processo de acordo com a presente invenção compreende a adição de uma matéria-prima fresca à carga do forno da etapa d). Os requerentes consideraram que a etapa d) é altamente adequada para recuperar metais valiosos a partir de seus óxidos. O cobre, estanho e / ou chumbo adicionados como parte da matéria-prima fresca à etapa d) na forma de óxido podem ser facilmente recuperados como metal elementar nas fases de metal formadas na etapa d), e) ou f) sob as condições de processo. Os requerentes concluíram que a etapa d) é, por conseguinte, adequada para reciclar, por exemplo, volumes de uma escória final contendo metais específicos acima dos níveis desejáveis e, portanto,

economicamente ou ecologicamente menos adequados para descarte, ou volumes de camadas de escória coletadas como uma crosta que pode crescer no interior de recipientes utilizados para o transporte de escórias derretidas a partir de uma etapa de processo para outra. Os requerentes concluíram que a adição de materiais como matérias-primas frescas à etapa d) permite uma recuperação melhorada dos metais valiosos nela contidos.

[0204]Em uma modalidade do processo de acordo com a presente invenção, o processo compreende ainda a etapa de: k) adicionar pelo menos uma parte da terceira escória de refino de cobre à primeira composição de metal de cobre diluído obtida na etapa d), formando assim um segundo banho líquido, e / ou adicionar pelo menos uma parte da terceira escória de refino de cobre à etapa l); l) oxidar parcialmente o segundo banho líquido, formando assim uma primeira composição de metal com alto teor de cobre e uma terceira escória de refino de solda, seguida por separar a terceira escória de refino de solda da primeira composição de metal com alto teor de cobre.

[0205]Os requerentes concluíram que a segunda fase de metal enriquecida com cobre formada na etapa h) pode ser enriquecida ainda mais em cobre, submetendo o fluxo à subsequente etapa de oxidação j). A subsequente etapa de oxidação leva à formação da terceira escória de refino de cobre, que ainda pode conter quantidades economicamente significativas de metais valiosos além do cobre, mas nas quais também é arrastada uma quantidade economicamente significativa de cobre. A vantagem é que esses valiosos metais não cobre podem ser recuperados a partir da terceira escória de refino de cobre de uma maneira muito mais simples em comparação com as quantidades de metais não cobre restantes na terceira fase de metal enriquecida com cobre, se esse fluxo fosse submetido a uma etapa de eletrorrefino de cobre para recuperação de cobre de alta pureza, na qual os metais não cobre tendem a representar um ônus de processo. Alguns metais não cobre permanecem durante o eletrorrefino no chamado lodo de anodo e outros metais não cobre se dissolvem no eletrólito.

[0206]Os requerentes concluíram ainda que as três etapas consecutivas de oxidação, como parte das séries b), h) e j), são capazes de produzir, a partir de uma matéria-prima inicial de cobre negro que pode ser bastante diluída em cobre, mas rica em estanho e / ou em chumbo, uma terceira fase de metal enriquecida com cobre que tem uma concentração de cobre que é altamente adequada para purificação adicional por eletrorrefino, portanto, pode ser chamada de “grau anodo”. Os requerentes concluíram que a sequência de etapas de oxidação especificada é capaz, a partir de um cobre negro de pouco mais de 75% em peso de cobre, de produzir uma terceira fase de metal enriquecida com cobre que contém até 99,0% em peso de cobre. Os requerentes concluíram ainda que, juntamente com o processamento do cobre negro alimentado na etapa b), matérias-primas extras contendo cobre podem ser processadas através da sequência especificada de etapas de oxidação.

[0207]Os requerentes concluíram que a composição da terceira escória de refino de cobre é altamente adequada para ser adicionada ao segundo banho líquido.

Os requerentes preferem, por conseguinte, adicionar toda a terceira escória de refino de cobre ao segundo banho líquido.

[0208]O fluxo é primeiramente adequado porque a terceira escória de refino de cobre ainda contém quantidades economicamente significativas dos metais valiosos de interesse, estanho e / ou chumbo, mas também é relativamente rica em cobre, que pode ser usado como um agente de extração útil para metais não cobre tal como estanho e / ou chumbo.

[0209]Em segundo lugar, a terceira escória de refino de cobre contém quantidades muito pequenas de metais que têm, sob as condições de processo, uma afinidade maior com o oxigênio do que estanho e / ou chumbo, mais particularmente metais menos desejados nos produtos de metal purificados finais: cobre, estanho e / ou chumbo, e quais metais são preferencialmente removidos do processo de acordo com a presente invenção como parte de uma escória gasta. Como a terceira escória de refino de cobre é muito pobre nesses metais, a adição dessa escória ao segundo banho líquido faz com que muito pouco volume inútil do forno seja consumido desnecessariamente em qualquer uma das etapas à jusante do processo, ou seja, qualquer uma das etapas no caminho do processo para esses metais “menos nobres” terminarem em uma escória gasta, como a etapa l), na qual o segundo banho líquido é submetido a uma etapa de oxidação e leva a outro conjunto de fase de metal e fase de escória.

[0210]Os requerentes concluíram ainda que qualquer recuperação adicional de metais valiosos a partir do segundo banho líquido, como na etapa l), pode ser altamente eficiente em termos de energia devido à adição de pelo menos uma parte da terceira escória de refino de cobre na etapa k). Na etapa k), a terceira escória de refino de cobre que é adicionada ao segundo banho líquido a montante de quaisquer outras etapas de recuperação de metal atua como um oxidante para as impurezas no segundo banho líquido. Os óxidos de cobre na terceira escória de refino de cobre reduzem-se rapidamente ao cobre elementar na etapa l), liberando assim o oxigênio para a conversão de metais que têm, sob as condições de processo, uma afinidade maior com o oxigênio do que o cobre de sua 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 de metal, na etapa l) sendo a primeira composição de metal com alto teor de cobre. Os metais que se convertem em seus óxidos na etapa l) passam para a fase de escória, isto é, a terceira escória de refino de solda. Os requerentes concluíram que na etapa l) uma quantidade significativa de Sn e / ou Pb pode ser movida da fase de metal que está sendo alimentada, em direção à fase de escória. Os requerentes também concluíram que essas conversões químicas na etapa l), de óxidos de cobre em cobre elementar e de estanho, chumbo e / ou outros metais em seus óxidos, podem ser alcançadas com uma entrada extra relativamente limitada de energia, oxidantes externos e / ou redutores e, portanto, com consumo relativamente limitado de energia ou entrada de produtos químicos do processo.

[0211]Os requerentes concluíram que, na etapa l), a maior parte do cobre e níquel presentes na primeira composição de metal de cobre diluído, bem como na terceira escória de refino de cobre, pode ser recuperada na primeira composição de metal de 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 refino de solda. Os requerentes concluíram que a terceira escória de refino de solda pode se tornar vantajosamente rica em estanho e / ou chumbo e também relativamente pobre em cobre, de modo que essa escória possa ser processada com relativa facilidade para recuperação da maioria de seus metais de solda em um fluxo similar para um fluxo de solda bruta e seja adequada para ser processada como um fluxo de solda bruta.

[0212]Em uma modalidade do processo de acordo com a presente invenção, a primeira composição de metal com alto teor de cobre é pelo menos parcialmente reciclada para uma localização adequada a montante do processo.

Preferencialmente, esta localização 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).

[0213]Os requerentes concluíram 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, porque qualquer níquel sendo introduzido em qualquer localização a montante do processo provavelmente terminará como parte da primeira composição de metal com alto teor de cobre. Os requerentes concluíram, por outro lado, que, se nenhuma ou apenas uma pequena quantidade de níquel for introduzida nas matérias-primas para o processo geral, a primeira composição de metal com alto teor de cobre tem uma composição altamente comparável à matéria-prima de cobre negro fornecida na etapa a), portanto, esse primeiro fluxo de composição de metal com alto teor de cobre pode ser prontamente reciclado para a etapa b) ou, alternativamente e / ou adicionalmente parcialmente para qualquer uma das etapas subsequentes de oxidação do cobre h) e j), para a recuperação de seu cobre como parte da terceira fase de metal enriquecida com cobre. O processo descrito em US 3.682.623 inclui essa reciclagem de um fluxo rico em cobre para a primeira etapa de oxidação realizada no cobre negro. Qualquer reciclo da primeira composição de metal com alto teor de cobre da etapa l) para a etapa b) e / ou para uma das etapas subsequentes h) ou j), no entanto, se beneficia, em comparação com a técnica anterior, da remoção a montante de impurezas em uma das escórias gastas, tal como a primeira escória gasta produzida na etapa c) e / ou a segunda escória gasta produzida na etapa f).

[0214]Os requerentes concluíram, se o níquel está presente nas matérias- primas do processo, que um reciclo parcial da primeira composição de metal com alto teor de cobre para uma localização a montante do processo, tal como as etapas b), h) ou j), traz a vantagem de o níquel se concentrar até um nível mais alto na primeira composição de metal com alto teor de cobre, em comparação com um processo sem esse reciclo parcial. Este efeito de concentração traz a vantagem de que a retirada de uma quantidade específica de níquel do processo, por exemplo, para manter os níveis de níquel em etapas específicas do processo abaixo de níveis específicos, 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 posterior da mistura de cobre / níquel extraído pode ser operado de forma mais eficaz e em equipamentos menores, e também pode ser operado com mais eficiência, ou seja, com menor consumo de energia e / ou produtos químicos de processo.

[0215]Os requerentes concluíram que a primeira composição de metal com alto teor de cobre que é retirada do processo pode ser posteriormente processada para a recuperação de cobre e níquel nele contida por meios conhecidos na técnica ou de preferência pelos meios descritos no pedido de patente copendente EP-A-

18172598.7.

[0216]Em uma modalidade do processo de acordo com a presente invenção, no final da etapa l) a primeira composição de metal com alto teor de cobre é removida apenas parcialmente do forno, e uma porção dessa composição de metal é mantida no forno juntamente com a terceira escória de refino de solda. Esta porção pode representar pelo menos 3% em peso, 4% em peso ou 5% em peso do total da primeira composição de metal de alto teor de cobre presente no forno no final da etapa l), de preferência pelo menos 10% em peso, mais preferencialmente pelo menos 20% em peso, ainda mais preferencialmente pelo menos 30% em peso, ainda mais preferencialmente pelo menos 40% em peso do total da primeira composição de metal de alto teor de cobre presente no forno. Os requerentes concluíram que esta quantidade de metal melhora a operacionalidade do forno durante a presente e a etapa subsequente do processo.

[0217]Em uma modalidade do processo de acordo com a presente invenção, o processo compreende ainda a seguinte etapa: m) reduzir parcialmente a terceira escória de refino de solda, formando assim uma segunda composição de metal de cobre diluído e uma quarta escória de refino de solda, seguida por separar a quarta escória de refino de solda da segunda composição de metal de cobre diluído.

[0218]Os requerentes concluíram que a terceira escória de refino de solda pode conter quantidades de cobre e / ou níquel ainda bastante altas para derivar um fluxo do tipo solda bruta a partir dessa escória. Os requerentes preferem, portanto, incluir a etapa de redução parcial adicional m) como parte do processo de acordo com a presente invenção. Os requerentes concluíram que uma quantidade significativa de cobre e / ou níquel presente na terceira escória de refino de solda pode ser prontamente removida como parte da segunda composição de metal de cobre diluído formada na etapa m), enquanto a maior parte do estanho e / ou chumbo pode ser mantida como parte da quarta escória de refino de solda, antes de submeter a quarta escória de refino de solda a processamento posterior. De preferência, a etapa m) é operada de modo que pelo menos 50% em peso do cobre presente na etapa m) seja removido como parte da segunda composição de metal de cobre diluído, mais preferencialmente pelo menos 70% em peso, ainda mais preferencialmente pelo menos 80% em peso, ainda mais preferencialmente pelo menos 90% em peso.

Alternativamente ou adicionalmente, a etapa m) é preferencialmente operada de modo que pelo menos 50% em peso do estanho presente na etapa m) seja recuperado na quarta escória de refino de solda, mais preferencialmente pelo menos 70% em peso, ainda mais preferencialmente pelo menos 80% ainda mais preferencialmente pelo menos 90% em peso.

[0219]Em uma modalidade do processo de acordo com a presente invenção, no final da etapa m) a segunda composição de metal de cobre diluído é removida apenas parcialmente do forno, e uma porção dessa composição de metal é mantida no forno juntamente com a quarta escória de refino de solda. Esta porção pode representar pelo menos 1% em peso, 2% em peso, 3% em peso, 4% em peso ou 5% em peso do total da segunda composição de metal de cobre diluído presente no forno no final da etapa m), de preferência pelo menos 10% em peso, mais preferencialmente pelo menos 20% em peso, ainda mais preferencialmente pelo menos 30% em peso, ainda mais preferencialmente pelo menos 40% em peso do total da segunda composição de metal de cobre diluído presente no forno. Os requerentes concluíram que essa quantidade de metal melhora a operacionalidade do forno durante pelo menos uma das etapas subsequentes do processo.

[0220]Em uma modalidade do processo de acordo com a presente invenção, o processo compreende ainda a seguinte etapa: n) reduzir parcialmente a quarta escória de refino de solda, formando assim uma segunda composição de metal de solda bruta e uma quinta escória de refino de solda, seguida por separar a segunda composição de metal de solda bruta da quinta escória de refino de solda.

[0221]Os requerentes concluíram que a quarta escória de refino de solda é uma matéria-prima altamente adequada para recuperar um material do tipo solda bruta, altamente aceitável para processamento posterior em produtos principais de estanho e / ou chumbo de alta pureza. Os requerentes concluíram que, na etapa de redução parcial n), uma porção alta 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 maioria dos metais que têm, sob as condições de processo, uma maior afinidade com o oxigênio, tal como o ferro, pode ser retida como parte da quinta escória de refino de solda. Os requerentes concluíram que a segunda composição de metal de solda bruta é adequada para processamento posterior, tal como submetendo o fluxo a um tratamento com metal silício, conforme descrito no documento DE 102012005401 A1. Alternativamente ou adicionalmente, este segundo fluxo de solda bruta, opcionalmente após uma etapa de enriquecimento para aumentar o teor de estanho e / ou chumbo, pode ser ainda mais aprimorado como descrito no documento WO 2018/060202 A1 ou similar e, posteriormente, ser submetido a uma destilação e recuperação do estanho e / ou chumbo como produtos de metal de alta pureza, conforme descrito no mesmo documento.

[0222]Em uma modalidade do processo de acordo com a presente invenção, o processo compreende ainda a seguinte etapa: o) reduzir parcialmente a quinta escória de refino de solda, formando assim uma terceira composição de metal à base de estanho - chumbo e uma terceira escória gasta, seguida por separar a terceira escória gasta da terceira composição de metal à base de estanho - chumbo.

[0223]Os requerentes concluíram que é vantajoso fornecer a etapa de redução extra o) à jusante da etapa de produção de solda bruta n), em particular uma etapa de redução parcial da quinta escória de refino de solda recuperada a partir dessa etapa n). Os requerentes concluíram que mais metais valiosos podem ser extraídos dessa quinta escória de refino de solda na etapa o), tornando a escória restante ainda mais adequada para uso em uma valiosa aplicação de uso final e / ou para o descarte dessa escória como escória gasta. Os requerentes concluíram ainda que a etapa extra de redução o) também é capaz de reduzir metais lixiviáveis, tal como chumbo, na escória para níveis suficientemente baixos, de modo que a escória que sobra da etapa o) possa ser usada ainda mais como material valioso, ou ser descartada com responsabilidade, e isso com um número muito limitado de etapas extras de tratamento, e possivelmente sem outras etapas de tratamento, para reduzir a concentração de metais sensíveis, tal como chumbo e / ou zinco.

[0224]Em uma modalidade do processo de acordo com a presente invenção, o processo compreende ainda a seguinte etapa: p) oxidar parcialmente a terceira composição de metal à base de estanho - chumbo, formando assim uma quarta composição de metal à base de estanho - chumbo e uma sexta escória de refino de solda, seguida por separar a sexta escória de refino de solda da quarta composição de metal à base de estanho - chumbo.

[0225]Os requerentes concluíram que a etapa p) traz a vantagem de que a terceira composição de metal à base de estanho - chumbo recuperada a partir da etapa o) é dividida, por um lado, em um fluxo de metal no qual o cobre da etapa p) se concentra, juntamente com a maioria do níquel presente e, por outro lado, uma fase de escória na qual muito pouco cobre, mas uma porção significativa do estanho e / ou chumbo presente na etapa p) se concentra, juntamente com a maior parte do ferro, e também zinco, se presente. Os requerentes concluíram que esta divisão traz a vantagem de que os dois fluxos resultantes da etapa p) podem ser processados separadamente e de preferência também de maneira diferente, usando as etapas que são mais apropriadamente adequadas para suas composições.

[0226]Em uma modalidade do processo de acordo com a presente invenção, o processo compreende ainda a seguinte etapa: q) reciclar pelo menos uma parte da sexta escória de refino de solda na etapa d), opcionalmente adicionando pelo menos uma parte dela ao primeiro banho líquido antes de oxidar o primeiro banho líquido na etapa d), e / ou reciclar pelo menos uma parte da sexta escória de refino de solda para a etapa e), de preferência antes de reduzir a primeira escória de refino de solda.

[0227]Os requerentes preferem reciclar a sexta escória de refino de solda na etapa d) e / ou na etapa e) porque isso permite a recuperação do estanho e / ou chumbo nesse fluxo de escória para a primeira composição de metal de solda bruta a partir da etapa e) ou para a segunda composição de metal de solda bruta da etapa n), enquanto o ferro presente na sexta escória de refino de solda encontra-se prontamente na segunda escória gasta da etapa f) sem criar o risco de que o ferro se acumule em um ciclo como parte do processo de acordo com a presente invenção.

[0228]Em uma modalidade do processo de acordo com a presente invenção compreendendo a etapa p), o processo compreende ainda a seguinte etapa: r) reciclar pelo menos uma parte da quarta composição de metal à base de estanho - chumbo para a etapa l), opcionalmente adicionando pelo menos uma parte da quarta composição de metal à base de estanho - chumbo ao segundo banho líquido, preferencialmente antes de oxidar o segundo banho líquido como parte da etapa l).

[0229]Os requerentes preferem reciclar a quarta composição de metal à base de estanho - chumbo para a etapa l) porque este fluxo de metal é altamente adequado para entrar em contato, juntamente com a primeira composição de metal de cobre diluído da etapa d), com a terceira escória de refino de cobre da etapa j) que é adicionada ao segundo banho líquido, em que a terceira escória de refino de cobre é parcialmente reduzida e as duas composições de metal adicionadas são parcialmente oxidadas e um equilíbrio pode se estabelecer no qual a maior parte do cobre presente no forno, juntamente com o níquel e algum 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 significativa do estanho e / ou chumbo presente, acaba como parte da terceira escória de refino de solda produzida na etapa l).

[0230]Em uma modalidade do processo de acordo com a presente invenção, a etapa o) compreende adicionar um sexto agente redutor à etapa o), isto é, a etapa para reduzir a quinta escória de refino de solda, preferencialmente antes de reduzir a quinta escória de refino de solda.

[0231]Os requerentes concluíram 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 à base de estanho - chumbo e manter metais rejeitados na terceira escória gasta. Os requerentes concluíram 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, hidrocarboneto, alumínio ou ferro.

[0232]Em uma modalidade do processo de acordo com a presente invenção, o sexto agente redutor compreende, e de preferência é, um metal que tem, sob as condições de processo, uma afinidade maior com o oxigênio do que estanho, chumbo, cobre e níquel, preferencialmente metal de ferro, mais preferencialmente refugo de ferro. Os requerentes preferem usar ferro, preferencialmente refugo de ferro como agente redutor, devido à sua alta disponibilidade em condições economicamente atraentes. Os requerentes concluíram que a adição do agente redutor sólido pode trazer o benefício adicional de que o forno requer menos aquecimento adicional para manter ou atingir a temperatura desejada. Os requerentes concluíram que esse benefício pode ser suficientemente grande para que dificilmente seja necessário um aquecimento adicional pela queima de um combustível usando ar e / ou oxigênio para atingir a temperatura desejada. Os requerentes concluíram ainda que a etapa o) pode se beneficiar ainda mais da adição de sílica, conforme explicado em outras partes deste documento.

[0233]Os requerentes preferem adicionar à etapa o) uma quantidade de sexto agente redutor rico em cobre e ferro, preferencialmente como material multimetal, porque esse material multimetal está mais facilmente disponível 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, de preferência tais motores após o uso, devido ao seu alto teor de ferro para os núcleos e de cobre para os enrolamentos. Os requerentes concluíram que o cobre e / ou estanho podem ser facilmente mantidos na fase de metal e impedidos de passar para a fase de escória, enquanto qualquer ferro contido nessa matéria-prima fresca contendo cobre se move prontamente para a fase de escória como óxido de ferro, enquanto ajuda na redução química de outros metais que têm, sob as condições de processo, uma menor afinidade com o oxigênio do que o ferro.

[0234]Em uma modalidade do processo de acordo com a presente invenção, a etapa o) compreende adicionar uma segunda matéria-prima fresca contendo cobre à etapa o), preferencialmente antes de reduzir a quinta escória de refino de solda.

[0235]Os requerentes concluíram que a adição de cobre à etapa de redução o) traz uma vantagem significativa porque o cobre pode atuar como um excelente agente de extração para quaisquer outros metais valiosos que tenham permanecido na quinta escória de refino de solda restante após a etapa n), e que essa extração vantajosa pode ser realizada sem perder quantidades significativas de cobre na terceira escória gasta que é produzida na etapa o).

[0236]Os requerentes concluíram ainda que as matérias-primas frescas contendo cobre que podem ser adicionadas à etapa o) podem conter quantidades significativas de outros metais valiosos, em especial zinco, níquel, estanho e / ou chumbo. Os requerentes concluíram que, desde que seja fornecido cobre suficiente, as perdas de estanho e / ou chumbo, em particular, na terceira escória gasta podem ser mantidas muito baixas e, portanto, não comprometem os possíveis usos ou encaminhamento dessa terceira escória gasta, nem representam uma perda economicamente significativa de metais valiosos.

[0237]Os requerentes concluíram que uma grande variedade de materiais é adequada como matéria-prima fresca contendo cobre para a etapa o). Contudo, os requerentes preferem que a matéria-prima fresca contendo cobre para a etapa o) compreenda apenas quantidades limitadas e, de preferência pouco ou nenhum combustível, isto é, substâncias que oxidem facilmente sob as condições de processo, por exemplo, materiais orgânicos, tal como plásticos e / ou hidrocarbonetos, restos de combustível ou óleo, etc., tal que a temperatura na etapa o) permaneça prontamente controlável.

[0238]Em uma modalidade do processo de acordo com a presente invenção, incluindo a etapa o), a segunda matéria-prima fresca contendo cobre compreende cobre negro e / ou material de anodo de cobre gasto ou rejeitado.

[0239]Os requerentes concluíram que na etapa o) pode ser adicionada uma quantidade significativa de cobre negro, similar em composição ao cobre negro fornecido na etapa a), para extrair mais metais valiosos da quinta escória de refino de solda obtida na etapa n) sem perder excessivamente metais valiosos extras na terceira escória gasta da etapa o). Os requerentes concluíram que as quantidades de cobre negro a partir de uma etapa de fundição a montante que são aceitáveis na etapa o) são muito significativas, mesmo da ordem de magnitude da quantidade de cobre negro fornecida na etapa a) como matéria-prima para a etapa b). Os requerentes concluíram que a inclusão da etapa o) no processo de acordo com a presente invenção aumenta significativamente a capacidade de processar cobre negro do tipo fundido e, portanto, processar quantidades mais altas de matérias- primas de menor qualidade que trazem metais valiosos a baixo valor e, portanto, com um potencial de atualização de alto valor. Os requerentes concluíram que esta maneira de operar a etapa o) traz a vantagem extra de que uma parte significativa do cobre negro a partir da etapa de fundição a montante pode ser processada sem que todo esse cobre negro precise passar pelo menos pela primeira etapa b) da sequência de refino de cobre. Quaisquer metais na matéria-prima de cobre negro para a etapa o) que tenham, sob as condições de processo, uma afinidade maior com o oxigênio do que o cobre provavelmente já serão removidos antes que o cobre dessa matéria- prima fresca de cobre negro para a etapa o) possa encontrar seu caminho, de uma maneira ou de outra, para a etapa b) e possa subsequentemente passar pela sequência do processo de refino de cobre das etapas b), h) e j) e acabar no produto de cobre com qualidade de anodo.

[0240]Os requerentes também concluíram que a etapa o) também é altamente adequada para a introdução de material de anodo de cobre gasto e / ou rejeitado. A produção de cobre de alta qualidade compreende tipicamente uma etapa de eletrólise, na qual o cobre se dissolve a partir de um anodo no eletrólito e se re- deposita em um catodo. O anodo normalmente não é totalmente consumido e o anodo é removido como material de anodo de cobre gasto do banho de eletrólise antes que o último cobre tenha sido dissolvido. Os requerentes consideraram que a etapa o) é altamente adequada para a introdução de tal material de anodo de cobre gasto. Os anodos de cobre para essa etapa de eletrólise de cobre são tipicamente moldados vertendo uma quantidade adequada de cobre com qualidade de anodo fundido em um molde e deixando o cobre solidificar após o resfriamento. Para um bom funcionamento da eletrólise do cobre, os anodos devem atender a requisitos dimensionais e de forma bastante rigorosos. De preferência, anodos não conformes não são utilizados, mas representam material de anodo de cobre rejeitado. Os requerentes concluíram que a etapa o) também é altamente adequada para a introdução de tal material de anodo de cobre rejeitado.

[0241]Os requerentes preferem introduzir o material de anodo de cobre gasto e / ou rejeitado como um sólido com pouco ou nenhum pré-aquecimento. Isso traz a vantagem de que a fusão deste material consome pelo menos uma parte do calor da reação gerada pelas reações químicas que ocorrem na etapa o).

[0242]Em uma modalidade do processo de acordo com a presente invenção compreendendo a etapa n), a etapa n) compreende ainda adicionar um quinto agente redutor à etapa n), de preferência antes de reduzir a quarta escória de refino de solda.

[0243]Os requerentes concluíram 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 rejeitáveis na quinta escória de refino de solda. Os requerentes concluíram que o quinto agente redutor pode ser um gás, tal como metano ou gás natural, mas também pode ser um sólido ou um líquido, tal como carbono, hidrocarboneto, alumínio ou ferro.

[0244]Em uma modalidade do processo de acordo com a presente invenção, incluindo a etapa n), o quinto agente redutor compreende, e preferencialmente é, um metal que tem, sob as condições de processo, uma afinidade maior com o oxigênio do que estanho, chumbo, cobre e níquel, preferencialmente o quinto agente redutor compreende metal de ferro, mais preferencialmente refugo de ferro.

[0245]Os requerentes preferem usar ferro, preferencialmente refugo de ferro como agente redutor, devido à sua alta disponibilidade em condições economicamente atraentes. Os requerentes concluíram que a adição de agentes redutores sólidos pode trazer o benefício adicional de que o forno requer menos aquecimento adicional para manter ou atingir a temperatura desejada. Os requerentes concluíram que esse benefício pode ser suficientemente grande para que o aquecimento adicional pela queima de um combustível usando ar e / ou oxigênio possa ser limitado ou dificilmente necessário para atingir a temperatura desejada. Os requerentes concluíram ainda que a etapa n) podem se beneficiar ainda mais da adição de sílica, conforme explicado em outras partes deste documento.

[0246]De preferência, o quinto agente redutor contém pouco cobre e / ou níquel, mais preferencialmente menos de 1% em peso de cobre e níquel juntos. Isso traz a vantagem de que pouco ou nenhum cobre e / ou níquel extra apareça na segunda composição de metal de solda bruta, de modo que qualquer consumo de produtos químicos do processo em uma etapa à jusante para refinar essa composição de solda bruta não seja significativamente aumentado.

[0247]Em uma modalidade do processo de acordo com a presente invenção, incluindo a etapa n), uma segunda matéria-prima fresca contendo Pb e / ou Sn é adicionada à etapa n), de preferência antes de reduzir a quarta escória de refino de solda, de preferência a segunda matéria-prima fresca contendo Pb e / ou Sn compreendendo e sendo preferencialmente borra obtida a partir do processamento à jusante de fluxos concentradas de Pb e / ou Sn.

[0248]Os requerentes concluíram que a etapa n) também é uma localização muito adequada no processo para a introdução de materiais ricos em estanho e / ou chumbo, pobres em cobre e níquel, mas que podem conter metais que, sob as condições de processo, têm maior afinidade com o oxigênio do que estanho e chumbo. Sua 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 chamados metais “menos nobres” têm um curto e direto caminho de processo para a terceira escória gasta produzida na etapa à jusante o).

[0249]Os requerentes concluíram que a etapa n) é muito adequada para recuperar estanho e / ou chumbo e, opcionalmente, antimônio e / ou arsênico, em matérias-primas ou subprodutos processados ricos em metais, mas relativamente pobres em cobre e / ou níquel. Os requerentes concluíram que a segunda matéria- prima fresca contendo Pb e / ou Sn pode conter ainda metais que têm, sob as condições de processo, uma maior afinidade com o oxigênio do que estanho e / ou chumbo, tal como sódio, potássio, cálcio. Tais metais podem, por exemplo, ser introduzidos como parte de produtos químicos de processo usados em etapas à jusante para refinar um fluxo rico em estanho e / ou chumbo, tal como a primeira ou a segunda composição de metal de solda bruta ou um derivado à jusante da mesma.

Os requerentes concluíram que a etapa n) é muito adequada para recuperar metais valiosos a partir de um subproduto de borra formado em uma das etapas de refino executadas como parte dos processos descritos no documento WO 2018/060202 A1 ou similar. Tais fluxos de subprodutos de borra normalmente envolvem quantidades economicamente significativas de estanho e / ou chumbo, mas também contêm outros metais que podem ter sido introduzidos como parte dos produtos químicos do processo.

[0250]Em uma modalidade do processo de acordo com a presente invenção compreendendo a etapa m), o processo compreende ainda a seguinte etapa de: s) reciclar pelo menos uma parte da segunda composição de metal de cobre diluído formada na etapa m) para a etapa c), de preferência adicionando pelo menos uma parte da segunda composição de metal de cobre diluído antes de reduzir a primeira escória de refino de cobre como parte da etapa c), e / ou reciclar pelo menos uma parte da segunda composição de metal de cobre diluído para a etapa d), de preferência antes da primeira composição de metal à base de estanho - chumbo ser oxidada, e / ou reciclar pelo menos uma parte da segunda composição de metal de cobre diluído para o primeiro banho líquido, de preferência antes de oxidar o primeiro banho líquido como parte da etapa d).

[0251]Os requerentes concluíram, independentemente da opção de reciclo selecionada para reciclar a segunda composição de metal de cobre diluído, que o cobre recuperado na segunda composição de metal de cobre diluído, além de qualquer níquel que possa estar presente, é facilmente recuperado na primeira composição de metal de cobre diluído que é formada na etapa d), e mais à jusante encontra prontamente seu caminho para a 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 quaisquer estanho e / ou chumbo na segunda composição de metal de cobre diluído podem facilmente encontrar seu caminho para a primeira escória de refino de solda formada na etapa d) e podem então ser recuperados à jusante como parte da primeira composição de metal de solda bruta formada na etapa e), com a qual eles podem ser retirados do processo.

[0252]Em uma modalidade do processo de acordo com a presente invenção, incluindo a etapa m), a etapa m) compreende ainda adicionar um quarto agente redutor à etapa m), de preferência antes de reduzir a terceira escória de refino de solda.

[0253]Os requerentes concluíram 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 diluído e manter metais rejeitáveis na quarta escória de refino de solda. Os requerentes concluíram 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, hidrocarboneto, alumínio ou ferro.

[0254]Em uma modalidade do processo de acordo com a presente invenção, incluindo a etapa m), o quarto agente redutor compreende, e preferencialmente é, um metal que tem, sob as condições de processo, uma afinidade maior com o oxigênio do que estanho, chumbo, cobre e níquel, preferencialmente metal de ferro, mais preferencialmente refugo de ferro.

[0255]Os requerentes preferem usar ferro, preferencialmente refugo de ferro como agente redutor, devido à sua alta disponibilidade em condições economicamente atraentes. Os requerentes concluíram que a adição de agentes redutores sólidos pode trazer o benefício adicional de que o forno requer menos aquecimento adicional para manter ou atingir a temperatura desejada. Os requerentes concluíram que esse benefício pode ser suficientemente grande para que o aquecimento adicional pela queima de um combustível usando ar e / ou oxigênio possa ser limitado ou dificilmente necessário para atingir a temperatura desejada. Os requerentes concluíram ainda que a etapa m) pode se beneficiar ainda mais da adição de sílica, conforme explicado em outras partes deste documento.

[0256]Os requerentes preferem adicionar à etapa m) uma quantidade de quarto agente redutor rico em cobre e ferro, preferencialmente como material multimetal, porque esse material multimetal está mais prontamente disponível 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, de preferência tais motores após o uso, devido ao seu alto teor de ferro para os núcleos e de cobre para os enrolamentos. Os requerentes concluíram que o cobre pode ser facilmente mantido na fase de metal e impedido de passar para a fase de escória, enquanto qualquer chumbo, estanho e ferro nessa matéria-prima fresca contendo cobre se movem prontamente para a fase de escória como seu respectivo óxido, enquanto ajudam na redução química de outros metais que, sob as condições de processo, apresentam uma menor afinidade com o oxigênio do que o estanho, chumbo e ferro.

[0257]Em uma modalidade do processo de acordo com a presente invenção, pelo menos a uma das etapas de processo que envolve a separação de uma fase de metal de uma fase de escória, é adicionada uma quantidade de sílica, preferencialmente na forma de areia.

[0258]Os requerentes concluíram que a sílica promove a formação da fase de escória, melhora a fluidez da escória e melhora a separação por gravidade da fase de metal da fase de escória. Sem desejar estar vinculados a essa teoria, os requerentes acreditam que a redução da viscosidade da escória por si só melhora significativamente a separação de fases, porque as bolhas de metal formadas na fase de escória devido a uma redução química se movem mais prontamente através da fase de escória e podem, portanto, chegar à interfase entre as duas fases, onde elas podem ser combinadas com a fase de metal contínua subjacente. A adição de sílica afeta ainda mais o equilíbrio de metais particulares entre a fase de metal e a fase de escória, em particular para o chumbo. A sílica também aumenta a acidez da escória, o que afeta ainda mais os equilíbrios no forno entre as diferentes fases. Quando a escória contém ferro e é retirada do forno e granulada entrando em contato com a escória líquida quente com água, a adição de sílica pode evitar o risco de o ferro estar presente de uma forma que atue como um catalisador para divisão da água e, portanto, a formação de gás hidrogênio, que representa um risco de explosão. A sílica também aumenta a atividade de qualquer estanho na escória, forçando algum SnO 2 a reduzir para metal Sn, Sn que passará para a fase de metal. Este último mecanismo reduz a quantidade de Sn que permanece na escória para a mesma composição de metal subjacente.

[0259]Em uma modalidade do processo de acordo com a presente invenção, na qual cobre negro ou uma composição de cobre negro é adicionada a pelo menos uma das etapas b), f) e o), o cobre negro é produzido por uma etapa de fundição.

[0260]Os requerentes concluíram que uma etapa de fundição é altamente adequada, e até preferencial, para a produção de qualquer uma e, de preferência, todas as composições de cobre negro que são usadas como possível matéria-prima e matéria-prima fresca para as etapas de 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, portanto, economicamente vantajosa. Uma etapa de fundição traz a vantagem adicional de ser tolerante em termos de qualidade da matéria-prima. Uma etapa de fundição é capaz de aceitar matérias-primas altamente diluídas e / ou contaminadas com uma ampla variedade de componentes, conforme descrito acima neste documento. Como essas matérias-primas misturadas e / ou contaminadas praticamente não têm outro uso final, elas podem ser fornecidas em condições economicamente atraentes. A capacidade de processar essas matérias-primas e atualizar os metais valiosos nela contidos é, portanto, de interesse para o operador do processo de acordo com a presente invenção.

[0261]Em um forno de fundição, os metais são fundidos e os orgânicos e outros materiais combustíveis são queimados. Os metais tendo uma afinidade relativamente alta com o oxigênio se convertem em seus óxidos e se acumulam na fase de escória sobrenadante de menor densidade. Os metais tendo menor afinidade com o oxigênio permanecem como metal elementar e permanecem na fase de metal líquido de densidade mais alta no fundo do forno de fundição. Em uma etapa de produção de cobre, a etapa de fundição pode ser operada de forma que a maioria do ferro acabe na escória, enquanto o cobre, o estanho e o chumbo acabam no produto de metal, um fluxo que é normalmente chamado de “cobre negro”. Além disso, a maioria do níquel, antimônio, arsênico e bismuto termina como parte do produto de cobre negro.

[0262]Os requerentes concluíram que o produto de metal 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, o que permite o possível transporte entre sítios industriais diferentes e, posteriormente, permite que seja introduzido no processo antes ou depois de ser derretido novamente.

[0263]Em uma modalidade do processo de acordo com a presente invenção, pelo menos uma dentre a primeira composição de metal de solda bruta e a segunda composição de metal de solda bruta é pré-refinada usando metal silício para produzir uma composição de metal de solda pré-refinada. Um tratamento de pré-refino adequado para essa composição de metal de solda bruta é descrito em DE 102012005401 A1.

[0264]Em uma modalidade, o processo de acordo com a presente invenção compreende ainda a etapa de resfriar a primeira composição de metal de solda bruta e / ou a segunda composição de metal de solda bruta e / ou a 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 aprimorada e derretida. Os requerentes concluíram que esta etapa posterior do processo à jusante é capaz de remover uma quantidade significativa de cobre e outros metais indesejáveis da solda bruta. Detalhes adicionais para esta etapa podem ser encontrados no documento WO 2018/060202 A1 ou similar. Os requerentes concluíram ainda que essa etapa de resfriamento, em combinação com algumas das etapas adicionais do processo à jusante executadas nesse fluxo de chumbo / estanho, pode oferecer uma alternativa, pelo menos parcialmente, ao pré-retratamento com metal silício mencionado em outras partes deste documento. Isso é vantajoso porque o metal silício é um produto químico de processo bastante escasso e é benéfico se seu uso puder ser reduzido e / ou eliminado.

[0265]Em uma modalidade, o processo de acordo com a presente invenção compreende ainda a etapa de adicionar um metal alcalino e / ou um metal alcalinoterroso ou um composto químico compreendendo um metal alcalino e / ou um metal alcalinoterroso 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 aprimorada e derretida para formar um banho contendo uma segunda borra sobrenadante que, por gravidade, flutua em cima de uma segunda fase de solda líquida aprimorada e derretida.

[0266]Em uma modalidade, o processo de acordo com a presente invenção compreende ainda a etapa de remover a segunda borra sobrenadante da segunda fase de solda líquida aprimorada e derretida, formando assim uma segunda solda aprimorada.

[0267]Em uma modalidade, o processo de acordo com a presente invenção compreende ainda a etapa de remover a primeira escória sobrenadante da primeira fase de solda líquida aprimorada e derretida, formando assim uma primeira solda aprimorada.

[0268]Em uma modalidade, o processo de acordo com a presente invenção compreende ainda a etapa de destilar a primeira solda aprimorada e / ou a segunda solda aprimorada, em que o chumbo (Pb) é removido da solda por evaporação e um produto aéreo de destilação e um fundo de destilação são obtidos, de preferência por destilação a vácuo.

[0269]Em uma modalidade do processo de acordo com a presente invenção, incluindo a etapa de destilar pelo menos um dos fluxos de solda para remover o chumbo (Pb) da solda por evaporação e um produto aéreo 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 dos mesmos são explicados no documento WO 2018/060202 A1.

[0270]Em uma modalidade da presente invenção, pelo menos uma parte do processo é monitorada e / ou controlada eletronicamente, preferencialmente por um programa de computador. Os requerentes concluíram que o controle das etapas de processo de acordo com a presente invenção eletronicamente, de preferência por um programa de computador, traz a vantagem de um processamento muito melhor, com resultados muito mais previsíveis 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 de análises químicas de amostras colhidas em fluxos de processo e / ou resultados analíticos obtidos on- line, o programa de controle pode controlar o equipamento com relação ao fornecimento ou à remoção de energia elétrica, fornecimento de calor ou de um meio de resfriamento, um controle de fluxo e / ou de pressão. Os requerentes concluíram que esse monitoramento ou controle é particularmente vantajoso em etapas que são operadas em modo contínuo, mas que também pode ser vantajoso em etapas que são operadas em lote ou semilote. Além disso e de preferência, os resultados de monitoramento obtidos durante ou após a execução das etapas de 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 à jusante do processo de acordo com a presente invenção, como parte de um processo geral no qual o processo de acordo com a presente invenção é apenas uma parte. De preferência, todo o processo geral é monitorado eletronicamente, mais preferencialmente por pelo menos um programa de computador. De preferência, o processo geral é controlado eletronicamente, tanto quanto possível.

[0271]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 outro computador ou programa de computador ou módulo do mesmo programa de computador, para monitoramento e / ou controle de outros processos, incluindo, entre outros, os processos descritos neste documento.

[0272]Os requerentes preferem operar etapas particulares do processo de acordo com a presente invenção em um conversor rotativo “top-blown” (TBRC), opcionalmente em um forno conforme descrito em US 3.682.623, Figuras 3-5 e sua descrição associada, ou em um forno comumente conhecido como Forno Kaldo ou conversor Kaldo. Os requerentes preferem particularmente utilizar este tipo de forno nas etapas em que uma reação química está ocorrendo e / ou nas quais é desejado um equilíbrio entre uma fase de escória fundida e uma fase de metal fundido subjacente.

[0273]Os requerentes concluíram que este tipo de forno permite processar materiais complexos, materiais que geram uma grande quantidade de fase de escória, e materiais com grandes variações em termos de aparência física e composição química. Este tipo de forno é capaz de aceitar como matéria-prima as escórias a partir de outras etapas de processo e / ou grandes pedaços de materiais sólidos, isto é, matérias-primas que são muito mais difíceis de introduzir em outros tipos de projetos de forno.

[0274]Tais fornos trazem a vantagem de que o forno pode ser rotacionado, de modo que seja obtido um contato mais intenso entre sólidos e líquidos e entre diferentes fases líquidas, o que permite aproximar e / ou alcançar o equilíbrio desejado entre as fases mais rapidamente.

[0275]De preferência, a velocidade de rotação do forno é variável, de modo que a velocidade de rotação do forno possa ser adaptada à etapa de processo que é realizada no forno. As etapas de processo que exigem reação e a movimentação do conteúdo do forno em direção ao equilíbrio preferem uma alta velocidade de rotação, enquanto outras etapas de processo, como quando a matéria-prima fresca sólida precisa ser derretida, podem preferir uma baixa velocidade de rotação ou, possivelmente, nenhuma rotação.

[0276]De preferência, o ângulo de inclinação do forno é variável, o que permite um controle melhor da mistura e, com isso, também da cinética da reação.

Um ângulo de inclinação variável também permite uma melhor inicialização de matérias-primas sólidas, de preferência em um ângulo de inclinação baixo, até que líquido suficiente e suficientemente quente e, portanto, mais líquido, seja formado para manter os sólidos restantes à tona.

[0277]Os requerentes preferem, em condições particulares, operar o forno pelo menos periodicamente, não no modo de rotação convencional, mas no chamado “modo de balanço”, ou seja, rotacionando alternadamente o forno em direções opostas apenas como parte de uma rotação completa de 360°. Os requerentes concluíram que este modo de operação pode evitar possíveis forças extremas no equipamento de acionamento do forno quando o forno estiver rotacionando totalmente com o mesmo conteúdo. Os requerentes preferem aplicar este modo de operação quando ainda há uma quantidade relativamente alta de sólidos na carga do forno e uma presença de líquido muito baixa para manter esses sólidos à tona, ou quando o líquido no forno ainda é pouco fluido, por exemplo, porque ainda está bastante frio.

[0278]Os requerentes preferem que o TBRC tenha um revestimento refratário e, mais preferencialmente, o revestimento com duas camadas. De preferência, a camada interna do revestimento, ou seja, a camada em contato com o conteúdo do forno, é feita de um material que ilumina visualmente em altas temperaturas o conteúdo do forno durante a operação completa, 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.

[0279]A camada externa do revestimento atua como um tipo de camada de segurança. Os requerentes preferem que este revestimento de segurança tenha uma condutividade térmica mais baixa do que a camada de revestimento interna.

[0280]Ao instalar o revestimento do TBRC, o revestimento sendo preferencialmente construído pela disposição de tijolos refratários individuais e de formato cônico, os requerentes preferem fornecer uma camada de sacrifício entre elementos ou tijolos de revestimento individuais, tal como uma camada de papelão ou de cobertura. 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.

[0281]Várias etapas de processo de acordo com a presente invenção preferem que a fase de metal fundido subjacente seja derramada a partir do forno enquanto a fase de escória líquida sobrenadante ainda está no forno. Os requerentes preferem derramar este metal líquido por meio de um dreno ou orifício no revestimento refratário do forno. Os requerentes preferem tampar este orifício por meio de uma haste de metal de sacrifício durante os movimentos do forno da operação. A fim de preparar o derramamento de metal, os requerentes preferem queimar esta haste enquanto ela é mantida acima do nível do líquido do forno e tampar temporariamente o orifício queimado com um plugue combustível, por exemplo, feito de papelão, após o qual o forno é virado na posição de derramamento de metal. Os requerentes concluíram que o tempo de incineração do plugue combustível fornece tempo para virar o forno na posição de derramamento de metal e para o orifício passar a fase de escória.

[0282]Para aquecer o forno com fornecimento de calor externo, os requerentes preferem usar um queimador que está queimando uma mistura de combustível e fonte de oxigênio, em vez de introduzir o combustível e a fonte de oxigênio separadamente no forno. Os requerentes concluíram que esse 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 ponto preferencial dentro do forno.

[0283]Os requerentes concluíram que a relação de combustível em relação à fonte de oxigênio pode ser facilmente utilizada para controlar o regime oxidativo / redutor no interior do forno e, portanto, auxiliar no ajuste e / ou controle da direção das reações químicas que devem ocorrer dentro do forno.

[0284]Os requerentes concluíram que essas etapas, como parte do processo de acordo com a presente invenção, nas quais são introduzidas matérias-primas frias, podem gerar dioxinas e / ou compostos orgânicos voláteis (COV). Os requerentes preferem executar essas etapas de processo em fornos que são equipados com equipamento adequado para capturar dioxinas e / ou COVs dos vapores de escape.

Os requerentes concluíram que o processo pode ser operado de maneira que apenas uma parte dos fornos precise desse equipamento de tratamento de escape, enquanto para os demais fornos a coleta e / ou a filtragem de pó é suficiente para atender aos padrões de emissão legalmente impostos.

[0285]O processo de acordo com a presente invenção inclui várias ocasiões para transferir um metal líquido derretido e / ou fase de escória de um forno para outro. Os requerentes consideraram que esta transferência é realizada de forma mais conveniente utilizando cadinhos de transferência. De modo a proteger os materiais de construção dos cadinhos de transferência, os requerentes preferem fornecer aos cadinhos uma camada interna de revestimento de escória sólida.

EXEMPLO

[0286]O exemplo a seguir mostra uma modalidade preferencial da presente invenção. O exemplo é ainda ilustrado pela Figura 1, que mostra um fluxograma da parte central do processo de acordo com a presente invenção. Nesta parte do processo, são recuperados, a partir de uma variedade de várias matérias-primas e partindo de uma composição de cobre negro 1, um produto de cobre de grau anodo refinado 9, um subproduto de composição de metal de alto teor de cobre 22, dois produtos de composição de metal de solda bruta 18 e 26, e três escórias gastas 12, 20 e 28.

[0287]Na Figura 1, os números representam os seguintes recursos de reivindicação:

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

2. Matéria-prima fresca para a etapa b) (100)

3. Primeira escória de refino de cobre

4. Primeira fase de metal enriquecida com cobre

5. Matéria-prima fresca para a etapa h) (200)

6. Segunda escória de refino de cobre

7. Segunda fase de metal enriquecida com cobre

8. Terceira escória de refino de cobre

9. Terceira fase de metal enriquecida com cobre - Grau Anodo

10. Segunda composição de metal à base de estanho - chumbo

11. Segunda composição de metal de cobre diluído

12. Primeira escória gasta

13. Primeira composição de metal à base de estanho - chumbo

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

15. Primeira composição de metal de cobre diluído

16. Primeira escória de refino de solda

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

18. Primeira composição de metal de solda bruta

19. Segunda escória de refino de solda

20. Segunda escória gasta

21. Quarta composição de metal à base de estanho - chumbo

22. Primeira composição de metal de alto teor de cobre - parte removida a partir do processo

23. Terceira escória de refino da solda

24. Quarta escória de refino de solda

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

26. Segunda composição de metal de solda bruta

27. Quinta escória de refino de solda

28. Terceira escória gasta

29. Terceira composição de metal à base de estanho - chumbo

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

31. Matéria-prima fresca para a etapa j) (300)

50. Primeira matéria-prima fresca contendo cobre para a etapa f) (700)

51. Matéria-prima fresca para a etapa p) (1200)

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

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

55. Segunda matéria-prima fresca contendo cobre para a etapa o) (1100)

56. Matéria-prima fresca para a etapa c) (400)

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

58. Matéria-prima fresca para a etapa m) (900) 450 Primeiro banho líquido 550 Segundo banho líquido

100 Etapa de processo b) 200 Etapa de processo h) 300 Etapa de processo j) 400 Etapa de processo c) 500 Etapa de processo d) 600 Etapa de processo e) 700 Etapa de processo f) 701 Etapa de processo g) 800 Etapa de processo l) 801 Reciclo do fluxo 30 a partir da etapa l) para processar a etapa b) e / ou d) 900 Etapa de processo m) 901 Etapas de processo s), isto é, o reciclo do fluxo 11 da etapa m) para a etapa de processo c) 1000 Etapa de processo n) 1100 Etapa de processo o) 1200 Etapa de processo p) 1201 Etapa de processo q) - Reciclo de parte da sexta escória de refino de solda (14) da etapa p) para o primeiro banho líquido (450) e / ou (53) para a etapa de processo e) (600) 1202 Etapa de processo r) – Reciclo da quarta composição de metal à base de estanho - chumbo (21) da etapa p) para o segundo banho líquido (550).

[0288]Etapa b) (100): Um conversor rotativo “top-blown” (TBRC), aqui usado como forno de refino para a etapa b) (100), foi carregado com 21.345 kg de cobre negro 1 a partir de um forno de fusão 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) à jusante (800) como parte de um ciclo anterior do processo, e 86.060 kg de matéria-prima fresca 2. A matéria-prima fresca 2 consistia principalmente de bronze, latão vermelho e algumas matérias-primas ricas em cobre, mas pobre em outros metais valiosos. As composições e quantidades de todas as matérias-primas para a carga do forno da etapa b) (100) são mostradas na Tabela I. Às matérias- primas 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 fases e / ou fluidez da escória. A matéria-prima foi derretida e / ou aquecida sob condições oxidantes e parcialmente com sopro de oxigênio enquanto o forno era rotacionado.

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

[0289]Uma quantidade significativa de zinco presente na matéria-prima foi expelida do forno. No final da primeira etapa de oxidação b) (100), a primeira escória de refino de cobre 3 foi derramada e transferida para um forno de retratamento de escória para ser submetida ao processo c) (400). A primeira escória de refino de cobre 3 era rica em chumbo, estanho, zinco e ferro. A composição detalhada desta escória 3, bem como da primeira fase 4 do metal cobre enriquecido e o pó produzido durante a etapa b) (100), juntamente com suas quantidades, são mostrados na Tabela II. A primeira fase de metal enriquecida com cobre 4 foi transferida para outro TBRC para ser submetida à etapa de processo h) (200).

Tabela II Etapa Primeira escória de Primeira fase de metal enriquecida Pó b) refino de Cu - 3 com cobre - 4 (100) Mt/ca 1,4 rga 27,061 116,371 7 % em Mto % em Mton % em peso Mton peso n peso 0,2 Cu 3,231 11,94% 111,367 95,70% 21 15,00% 0,1 Sn 1,810 6,69% 1,059 0,91% 47 10,00% 0,2 Pb 3,875 14,32% 1,760 1,51% 21 15,00% 0,4 Zn 3,023 11,17% 0,000 0,00% 41 30,00% 0,0 Fe 2,076 7,67% 0,005 0,00% 00 0,00% 0,0 Ni 1,012 3,74% 1,396 1,20% 00 0,00% 0,0 Sb 0,052 0,19% 0,249 0,21% 00 0,00% 0,0 Bi 0,001 0,00% 0,031 0,03% 00 0,00% 0,0 As 0,006 0,02% 0,038 0,03% 00 0,00%

[0290]Etapa h) (200): À primeira fase de metal enriquecida com cobre 4,

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

Tabela III Etapa h) Primeira fase de metal enriquecida com cobre - 4 Matéria-prima fresca (200) 5 Mt/carga 116,371 27,091 Mton % em peso Mton % em peso

Cu 111,367 95,70% 23,794 92,48% Sn 1,059 0,91% 0,277 1,08% Pb 1,760 1,51% 0,579 2,25% Zn 0,000 0,00% 0,513 1,99% Fe 0,005 0,00% 0,209 0,81% Ni 1,396 1,20% 0,131 0,51% Sb 0,249 0,21% 0,015 0,06% Bi 0,031 0,03% 0,004 0,01% As 0,038 0,03% 0,002 0,01%

[0291]A oxidação do conteúdo do forno foi realizada soprando oxigênio no conteúdo do forno. No final da segunda etapa de oxidação, a segunda escória de refino de cobre 6 foi derramada e transferida para outro forno de retratamento de escória para ser submetida à etapa d) (500). A segunda fase de metal enriquecida com cobre 7 restante foi transferida para outro TBRC para ser submetida à etapa j) (300). A composição e as quantidades da segunda escória de refino de cobre 6 e da segunda fase de metal enriquecida com cobre 7 são mostradas na Tabela IV. Como pode ser visto na Tabela IV, a fase de metal 7 foi significativamente enriquecida no teor de cobre, em comparação com os fluxos de matéria-prima do forno 4 e 5 na Tabela III.

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

[0292]Etapa j) (300): À segunda fase de metal enriquecida com cobre 7, foram adicionados outros 22.096 kg de matérias-primas frescas ricas em cobre 31. A composição e as quantidades das matérias-primas para a carga do forno da etapa j) (300) são mostradas na Tabela V.

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

[0293]O sopro de oxigênio foi realizado no conteúdo do forno e, no final do período de sopro, foi adicionada uma quantidade de fluxo de areia suficiente para obter os efeitos desejados da separação de fases e / ou da fluidez da escória, antes de derramar a terceira escória de refino de cobre 8. A fase de metal cobre com grau anodo restante 9 foi removida do forno para processamento posterior, por exemplo, purificação por eletrorrefino. A composição e as quantidades da terceira escória de refino de cobre 8 e do cobre com grau anodo 9 são apresentadas na Tabela VI. Como pode ser visto na Tabela VI, a fase de metal 9 foi enriquecida ainda mais no teor de cobre, em comparação com os fluxos de matéria-prima do forno 7 e / ou 31 na Tabela V.

Tabela VI Etapa Terceira escória de refino Terceira fase de metal enriquecida com cobre - j) de Cu 8 9 – Grau Anodo (300)

Mt/car ga 17,024 134,781 Mton % em peso Mton % em peso Cu 12,535 73,63% 133,546 99,08% Sn 0,138 0,81% 0,022 0,02% Pb 0,465 2,73% 0,025 0,02% Zn 0,192 1,13% 0,000 0,00% Fe 0,109 0,64% 0,000 0,00% Ni 0,375 2,20% 0,542 0,40% Sb 0,099 0,58% 0,057 0,04% Bi 0,006 0,04% 0,020 0,02% As 0,006 0,03% 0,028 0,02%

[0294]Etapa c) (400): 26.710 kg da primeira escória de refino de cobre 3 (com a composição dada na Tabela VII) foram introduzidos em outro TBRC usado como forno de retratamento de escória, juntamente com 6.099 kg de matéria-prima fresca 56 e 11.229 kg de segunda fase de metal de cobre diluído 11, obtida a partir da etapa de processo m) (900) a partir de um ciclo de processo anterior e juntamente com

23.000 kg de uma segunda fase ou composição de metal à base de estanho - chumbo 10, obtida a partir da etapa de processo f) (700) a partir de um ciclo de processo anterior. A este conteúdo do forno foram adicionados 10.127 kg de refugo de ferro como agente redutor. Foi adicionado ainda uma quantidade de fluxo de areia suficiente para obter os efeitos desejados de segurança, separação de fases e / ou fluidez de escória. Uma vez concluído o preenchimento, o forno foi rotacionado a uma velocidade na faixa de 18 a 20 rpm. A composição e as quantidades das matérias- primas para a carga do forno da etapa c) (400) são mostradas na Tabela VII.

Tabela VII Eta Primeira escória Matéria Segunda fase de Segunda fase de metal pa de refino de Cu - 3 -prima metal de Cu diluído - à base de Pb - Sn - 10 c) fresca 11 (400 56 ) 6, Mt/c 09 arga 26,710 9 11,229 23,000

% em % em Mt pes % em Mton peso on o Mton peso Mton % em peso 0, 16, 98 18 Cu 3,189 11,94% 7 % 6,960 61,98% 16,665 72,50% 0, 32 5,3 Sn 1,787 6,69% 5 2% 2,095 18,66% 1,685 7,33% 0, 41 6,8 Pb 3,825 14,32% 9 7% 0,775 6,90% 2,521 10,97% 0, 17 2,9 Zn 2,983 11,17% 8 2% 0,006 0,05% 0,381 1,66% 1, 23, 44 61 Fe 2,049 7,67% 0 % 0,020 0,18% 1,233 5,36% 0, 13 2,2 Ni 0,999 3,74% 5 1% 1,291 11,50% 0,429 1,87% 0, 01 0,2 Sb 0,052 0,19% 7 8% 0,073 0,65% 0,044 0,19% 0, 00 0,0 Bi 0,001 0,00% 0 0% 0,002 0,02% 0,006 0,02% 0, 00 0,0 As 0,006 0,02% 0 0% 0,003 0,03% 0,011 0,05%

[0295]Quando a redução de cobre, estanho e chumbo foi suficientemente desenvolvida, foi produzida uma primeira composição de metal à base de estanho - chumbo 13, pó e uma primeira escória gasta 12. As composições e quantidades desses produtos são apresentadas na Tabela VIII. A primeira escória gasta 12 foi derramada e removida do processo. A primeira composição de metal à base de estanho - chumbo 13 foi transferida para outro TBRC para se tornar parte do primeiro banho líquido 450.

Tabela VIII Etapa Primeira escória Primeira fase de metal à base de Pó c) gasta Pb-Sn - 13 (400) 12

Mt/car 1,34 ga 31,287 46,718 6 % em Mto % em Mton peso Mton % em peso n peso 0,03 Cu 0,111 0,35% 28,105 60,32% 1 2,27% 0,17 Sn 0,074 0,24% 5,645 12,11% 0 12,64% 0,27 Pb 0,156 0,50% 7,176 15,40% 6 20,52% 0,61 Zn 2,372 7,58% 0,568 1,22% 2 45,50% 0,01 Fe 12,049 38,51% 2,047 4,39% 0 0,71% 0,00 Ni 0,012 0,04% 2,834 6,08% 2 0,12% 0,00 Sb 0,000 0,00% 0,184 0,39% 2 0,18% 0,00 Bi 0,000 0,00% 0,008 0,02% 0 0,00% 0,00 As 0,000 0,00% 0,016 0,03% 4 0,31%

[0296]Etapa d) (500): Para formar o primeiro banho líquido 450, aos 46.718 kg da primeira composição de metal à base de estanho - chumbo 13 foram adicionados 17.164 kg da segunda escória de refino de cobre 6 (com a composição dada na Tabela IV) juntamente com 9.541 kg de matéria-prima fresca 57 e 474 kg de sexta escória de refino de solda 14 (reciclada a partir da etapa de processo à jusante p) (1200) como parte de um ciclo de processo anterior). Foi adicionado ainda uma quantidade de fluxo de areia suficiente para obter os efeitos desejados da separação de fases e / ou da fluidez da escória. As composições e quantidades dos componentes do primeiro banho líquido 450, que formaram a carga do forno para a etapa d) (500), são mostradas na Tabela IX.

Tabela IX Etap Primeira fase de metal à Matéria-prima Sexta Segunda escória de a d) base de Pb-Sn fresca escória refino de Cu - 6 (500) - 13 57 de refino de solda - 14 Mt/c 0,4 arga 46,718 9,541 74 17,164

% em % em Mt pes % em Mton % em peso Mton peso on o Mton peso 22,09 0,0 3,08 Cu 28,105 60,32% 1,749 % 15 % 7,133 41,56% 0,0 4,51 Sn 5,645 12,11% 0,484 6,11% 21 % 1,232 7,18% 0,0 12,6 Pb 7,176 15,40% 0,677 8,54% 60 9% 1,996 11,63% 0,0 5,30 Zn 0,568 1,22% 0,308 3,89% 25 % 0,513 2,99% 33,77 0,1 28,2 Fe 2,047 4,39% 2,675 % 34 1% 0,213 1,24% 0,0 0,33 Ni 2,834 6,08% 0,209 2,63% 02 % 0,637 3,71% 0,0 0,01 Sb 0,184 0,39% 0,028 0,35% 00 % 0,108 0,63% 0,0 0,00 Bi 0,008 0,02% 0,000 0,00% 00 % 0,009 0,05% 0,0 0,00 As 0,016 0,03% 0,000 0,00% 00 % 0,007 0,04%

[0297]A mistura de escórias e a fase de metal 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 para a fase de escória. Nesse ponto, o forno foi batido no fundo, removendo assim uma primeira composição de metal de cobre diluído 15 do forno. A primeira escória de refino de solda 16, juntamente com aproximadamente 1 tonelada métrica restante a partir da primeira fase de metal de cobre diluído 15, foram passadas para outro TBRC para serem submetidas à próxima etapa e) (600). As composições e quantidades de ambos os fluxos de produtos obtidos a partir da etapa 500, exceto a 1 tonelada métrica de fase de metal que permaneceu com a fase de escória, são apresentadas na Tabela X.

Tabela X Etapa d) Primeira escória de refino de solda Primeira fase de metal de Cu diluído (500) - 16 - 15 Mt/carg a 28,200 49,792 Mton % em peso Mton % em peso Cu 1,047 3,71% 35,387 71,07%

Sn 1,375 4,87% 5,925 11,90% Pb 5,268 18,68% 4,541 9,12% Zn 1,393 4,94% 0,023 0,05% Fe 5,059 17,94% 0,013 0,03% Ni 0,282 1,00% 3,331 6,69% Sb 0,010 0,04% 0,304 0,61% Bi 0,000 0,00% 0,017 0,03% As 0,000 0,00% 0,022 0,05%

[0298]A primeira fase de metal de Cu diluído 15 a partir da etapa d) continha cerca de 0,08% em peso de prata (Ag) e 0,03% em peso de enxofre.

[0299]Etapa e) (600): 14.987 kg da primeira matéria-prima fresca contendo chumbo e estanho 17 foram adicionados à primeira escória de refino de solda 16 antes que esta mistura fosse reduzida na etapa e) (600). A redução foi realizada adicionando

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

Tabela XI Eta Primeira escória Primeira matéria- Sexta escória Primeira fase de pa de refino de prima fresca de refino de metal de cobre e) solda - 16 contendo Pb+Sn - 17 solda - 53 diluído - 15 (60 0) Mt/ car ga 28,200 14,987 8,650 1,000 % em % em % em % em Mton peso Mton peso Mton peso Mton peso Cu 1,047 3,71% 1,361 9,08% 0,266 3,08% 0,711 71,07% Sn 1,375 4,87% 4,184 27,92% 0,390 4,51% 0,119 11,90% 12,69 Pb 5,268 18,68% 7,738 51,63% 1,098 % 0,091 9,12% Zn 1,393 4,94% 0,043 0,29% 0,458 5,30% 0,000 0,05%

28,21 Fe 5,059 17,94% 0,106 0,71% 2,440 % 0,000 0,03% Ni 0,282 1,00% 0,011 0,07% 0,029 0,33% 0,067 6,69% Sb 0,010 0,04% 0,298 1,99% 0,001 0,01% 0,006 0,61% Bi 0,000 0,00% 0,002 0,01% 0,000 0,00% 0,000 0,03% As 0,000 0,00% 0,000 0,00% 0,000 0,00% 0,000 0,05%

[0300]Uma quantidade substancial de zinco foi expelida do conteúdo do forno durante esta etapa de redução parcial. A redução foi interrompida quando a concentração de Sn na fase de escória atingiu o nível alvo. Nesse ponto, o forno foi novamente batido 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 posteriormente processada em produtos principais de chumbo e estanho. A segunda escória de refino de solda 19 foi passada para outro TBRC para tratamento adicional como parte da etapa f) (700). As composições e quantidades do primeiro metal de solda bruta 18, da segunda escória de refino de solda 19, bem como do pó obtido a partir da etapa e) (600) são mostradas na Tabela XII.

Tabela XII Etapa Primeira composição de metal de Segunda escória de refino Pó e) solda bruta - 18 de solda - 19 (600) Mt/ca 1,5 rga 23,132 36,667 51 Mto % em Mton % em peso Mton % em peso n peso 0,0 Cu 3,256 13,53% 0,116 0,39% 16 1,06% 0,1 Sn 5,389 22,40% 0,778 2,60% 50 9,64% 0,3 20,52 Pb 13,224 54,97% 0,652 2,18% 18 % 0,7 45,50 Zn 0,087 0,36% 1,106 3,70% 06 % 0,0 Fe 0,282 1,17% 15,003 50,20% 11 0,71% 0,0 Ni 0,354 1,47% 0,032 0,11% 02 0,12% 0,0 Sb 0,311 1,29% 0,002 0,01% 03 0,18% 0,0 Bi 0,002 0,01% 0,000 0,00% 00 0,00%

0,0 As 0,000 0,00% 0,000 0,00% 00 0,03%

[0301]Etapa f) (700): Uma etapa de redução adicional foi realizada na segunda escória de refino de solda 19 adicionando 1.207 kg de refugo de ferro como agente redutor. Foram adicionados ainda como parte da etapa f) (700) 22.234 kg da primeira matéria-prima contendo cobre 50 e uma quantidade de fluxo de areia suficiente para obter os efeitos desejados de segurança, separação de fases e / ou fluidez de escória. Esta matéria-prima fresca 50 consistia em algum cobre negro extra a partir da fundição a montante, além de alguns materiais de escória coletados que sobraram de outras etapas de processo. As composições e quantidades de matérias- primas para a carga do forno da etapa f) (700) são apresentadas na Tabela XIII.

Tabela XIII Etapa Segunda escória de refino de solda Matéria-prima fresca contendo cobre f) - 19 - 50 (700) Mt/carg a 36,667 22,234 % em Mton % em peso Mton peso Cu 0,116 0,39% 16,630 75,95% Sn 0,778 2,60% 1,003 4,58% Pb 0,652 2,18% 2,052 9,37% Zn 1,106 3,70% 1,010 4,61% Fe 15,003 50,20% 0,509 2,32% Ni 0,032 0,11% 0,405 1,85% Sb 0,002 0,01% 0,042 0,19% Bi 0,000 0,00% 0,005 0,03% As 0,000 0,00% 0,011 0,05%

[0302]Quando o Cu, Sn e Pb na escória foram reduzidos para no máximo 0,50% cada, uma segunda fase de metal à base de estanho - chumbo 10 e uma segunda escória gasta 20 foram produzidas. As composições e as suas quantidades são apresentadas na Tabela XIV. A segunda escória gasta 20 foi derramada e removida do processo. A segunda composição de metal à base de estanho - chumbo 10 foi passada adiante para a etapa c) (400) do próximo ciclo de processo antes de reduzir a primeira escória de refino de cobre (3).

Tabela XIV Etapa f) Segunda fase de metal à base de Pb-Sn - 10 Segunda escória gasta (700) 20 Mt/carga 23,000 37,523 Mton % em peso Mton % em peso Cu 16,665 72,50% 0,115 0,31% Sn 1,685 7,33% 0,090 0,24% Pb 2,521 10,97% 0,188 0,50% Zn 0,381 1,66% 1,726 4,60% Fe 1,233 5,36% 15,384 41,00% Ni 0,429 1,87% 0,010 0,03% Sb 0,044 0,19% 0,000 0,00% Bi 0,006 0,02% 0,000 0,00% As 0,011 0,05% 0,000 0,00%

[0303]Etapa l) (800): 17.024 kg da terceira escória de refino de cobre 8 (tendo a composição mostrada na Tabela VI) foram alimentados em um TBRC usado como forno de retratamento de escória, juntamente com 14.920 kg de matéria-prima fresca rica em cobre 52 e 49.792 kg da primeira fase de metal de cobre diluído 15 obtida a partir da etapa d) (500). Foi adicionada ainda uma quantidade de fluxo de areia suficiente para obter os efeitos desejados da separação de fases e / ou da fluidez da escória. Estes materiais foram derretidos juntamente com a quarta fase de metal à base de estanho - chumbo 21 (20.665 kg) obtida na etapa de processo à jusante p) (1200) como parte de um ciclo de processo anterior. Essas matérias-primas juntas compunham o segundo banho líquido 550. Depois que o enchimento e o derretimento foram concluídos, o forno foi rotacionado a uma velocidade de 20 rpm. As composições e quantidades das matérias-primas para a carga do forno de retratamento de escória para a etapa l) (800) são mostradas na Tabela XV.

Tabela XV Eta Quarta fase de meta Matéria- Primeira fase de Terceira escória pa l) à base de Pb-Sn - 21 prima metal de Cu diluído - de refino de Cu - 8 (80 fresca 15 0) 52 Mt/c arg 14,9 a 20,665 20 49,792 17,024

% Mto em % em % em Mton % em peso n peso Mton peso Mton peso 3,98 30,10 Cu 16,483 79,76% 5 % 35,387 71,07% 12,535 73,63% 0,61 4,61 Sn 1,882 9,11% 0 % 5,925 11,90% 0,138 0,81% 3,10 23,45 Pb 1,643 7,95% 4 % 4,541 9,12% 0,465 2,73% 0,79 5,98 Zn 0,019 0,09% 2 % 0,023 0,05% 0,192 1,13% 1,36 10,29 Fe 0,012 0,06% 3 % 0,013 0,03% 0,109 0,64% 0,31 2,39 Ni 0,533 2,58% 6 % 3,331 6,69% 0,375 2,20% 0,04 0,33 Sb 0,063 0,31% 3 % 0,304 0,61% 0,099 0,58% 0,00 0,00 Bi 0,006 0,03% 0 % 0,017 0,03% 0,006 0,04% 0,00 0,00 As 0,011 0,05% 0 % 0,022 0,05% 0,006 0,03%

[0304]A mistura foi reagida, se necessário, além de parcialmente oxidada usando sopro de oxigênio, até que as concentrações de cobre e níquel na escória tivessem atingido seus valores alvo. Nesse ponto, o forno foi batido no fundo para remover 64.500 kg da primeira composição de metal de alto teor de cobre (fluxos 22 e 30 juntos) a partir da terceira escória de refino de solda 23. A terceira escória de refino de solda 23, juntamente com aproximadamente 6 toneladas métricas da primeira fase de metal de alto teor de cobre que foi mantida com a escória, foi passada para outro TBRC para tratamento adicional como parte da etapa m) (900). As composições e quantidades dos fluxos de produto no final da etapa l) (800) são apresentadas na Tabela XVI e, desta vez, incluem as 6 toneladas métricas de fase de metal que permaneceram com a fase de escória em seu caminho para a próxima etapa de tratamento.

Tabela XVI Etapa Primeira fase de metal com alto teor de Cu Terceira escória de refino l) metal 22 + 30 de solda (800) 23

Mt/car ga 70,500 39,276 Mton % em peso Mton % em peso Cu 59,469 92,20% 3,182 8,10% Sn 1,103 1,71% 7,317 18,63% Pb 1,122 1,74% 8,515 21,68% Zn 0,011 0,02% 1,013 2,58% Fe 0,004 0,01% 1,496 3,81% Ni 2,335 3,62% 1,980 5,04% Sb 0,362 0,56% 0,114 0,29% Bi 0,026 0,04% 0,000 0,00% As 0,036 0,06% 0,000 0,00%

[0305]Da primeira composição de metal com alto teor de cobre no forno,

30.524 kg foram alimentados no forno de refino de cobre como fluxo 30 para iniciar uma nova etapa b) (100) de um próximo ciclo. Foram removidos mais 33.976 kg do processo como fluxo 22, para processamento posterior.

[0306]Etapa m) (900): Após a remoção dos (30.524 kg +33.976 kg =) 64.500 kg da primeira fase de metal 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 refino de solda 23 e das 6 toneladas de metal tendo a composição da primeira composição de metal com alto teor de cobre foi parcialmente reduzida como parte da etapa m) (900). O refugo de ferro foi introduzido como agente redutor. Foi adicionada ainda à etapa m) uma quantidade de fluxo de areia suficiente para obter os efeitos desejados da separação de fases e / ou fluidez da escória, e uma quantidade menor (37 kg) de matéria-prima fresca 58. As composições e quantidades das matérias-primas que formam a carga do forno para a etapa m) (900) são apresentadas na Tabela XVII.

Tabela XVII Etap Terceira escória de refino Matéria-prima Fase de metal que permaneceu a m) de solda - 23 fresca com a escória (23) (900) 58 Mt/ca rga 39,276 0,037 6,000 0 % em Mton % em peso Mton peso Mton % em peso

Cu 3,182 8,10% 0,001 2,38% 5,532 92,20% Sn 7,317 18,63% 0,001 3,31% 0,103 1,71% 10,88 Pb 8,515 21,68% 0,004 % 0,104 1,74% Zn 1,013 2,58% 0,002 5,94% 0,001 0,02% 27,53 Fe 1,496 3,81% 0,010 % 0,000 0,01% Ni 1,980 5,04% 0,000 0,22% 0,217 3,62% Sb 0,114 0,29% 0,000 0,00% 0,034 0,56% Bi 0,000 0,00% 0,000 0,00% 0,002 0,04% As 0,000 0,00% 0,000 0,00% 0,003 0,06%

[0307]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 batido no fundo para remover uma quantidade de 11.229 kg da segunda composição de metal de cobre diluído 11 para tratamento adicional na etapa c) (400) de um próximo ciclo de processo. Uma quarta escória de refino de solda 24 juntamente com cerca de 1.400 kg de metal tendo a composição da segunda fase de metal de cobre diluído 11 foi passada para outro TBRC para ser submetida à etapa n) (1000).

As composições e quantidades totais da segunda fase ou composição de metal de cobre diluído 11 e da quarta escória de refino de solda 24 são mostradas na Tabela XVIII, em que os 1.400 kg de fase de metal que permanecem com a fase da escória são incluídos na quantidade total relatada para a segunda fase de metal de cobre diluído 11.

Tabela XVIII Etapa Segunda fase de metal de Cu diluído Quarta escória de refino de solda m) - 11 - 24 (900) Mt/carg a 12,629 41,342 Mton % em peso Mton % em peso Cu 6,960 61,98% 1,389 3,36% Sn 2,095 18,66% 5,069 12,26% Pb 0,775 6,90% 7,743 18,73% Zn 0,006 0,05% 1,009 2,44% Fe 0,020 0,18% 9,037 21,86% Ni 1,291 11,50% 0,752 1,82% Sb 0,073 0,65% 0,066 0,16%

Bi 0,002 0,02% 0,000 0,00% As 0,003 0,03% 0,000 0,00%

[0308]A segunda fase de metal de Cu diluído 11 a partir da etapa m) continha cerca de 0,11% em peso de prata (Ag) e 0,01% em peso de enxofre.

[0309]Etapa n) (1000): Depois que os 11.229 kg da segunda fase de metal de cobre diluído 11 foram retirados do forno, o conteúdo restante do forno foi transferido para outro TBRC para executar a etapa n) (1000). 11.789 kg da segunda matéria- prima fresca contendo chumbo e estanho 25 foram adicionados como parte da etapa n) (1000) e o conteúdo do forno foi reduzido ainda mais. A redução foi realizada adicionando 9.692 kg de refugo de ferro como agente redutor, juntamente com uma quantidade de fluxo de areia suficiente para obter os efeitos desejados de separação de fases e / ou de fluidez da escória. As composições e quantidades das diferentes matérias-primas do forno para a etapa n) (1000) são mostradas na Tabela XIX.

Tabela XIX Etapa Quarta escória de refino de Matéria-prima Segunda fase de metal de Cu n) solda - 24 fresca diluído - 11 (1000 25 ) Mt/ca rga 41,342 11,789 1,400 % em Mton % em peso Mton peso Mton % em peso Cu 1,389 3,36% 0,728 6,18% 0,868 61,98% Sn 5,069 12,26% 1,864 15,81% 0,261 18,66% Pb 7,743 18,73% 8,790 74,56% 0,097 6,90% Zn 1,009 2,44% 0,019 0,16% 0,001 0,05% Fe 9,037 21,86% 0,070 0,59% 0,003 0,18% Ni 0,752 1,82% 0,003 0,02% 0,161 11,50% Sb 0,066 0,16% 0,074 0,63% 0,009 0,65% Bi 0,000 0,00% 0,037 0,32% 0,000 0,02% As 0,000 0,00% 0,000 0,00% 0,000 0,03%

[0310]A etapa de redução parcial foi interrompida quando a concentração de estanho na fase de escória atingiu o nível alvo. Nesse ponto, o forno foi novamente batido no fundo para remover a segunda composição de metal de solda bruta 26 do forno, deixando apenas a quinta escória de refino de solda 27 no forno. A segunda composição de metal de solda bruta 26 foi posteriormente processada em produtos principais de chumbo e estanho. A quinta escória de refino de solda 27 foi passada para outro TBRC para executar a etapa o) (1100). As composições e quantidades do segundo metal de solda bruta 26 e da quinta escória de refino de solda 27 são apresentadas na Tabela XX.

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

[0311]Etapa o) (1100): Uma outra etapa de redução foi realizada na quinta escória de refino de solda 27, adicionando a ela 922 kg de refugo de ferro como agente redutor, juntamente com 23.735 kg de matéria-prima fresca contendo cobre 55 e uma quantidade de fluxo de areia suficiente para obter os efeitos desejados de segurança, separação de fases e / ou fluidez de escória. A segunda matéria-prima fresca contendo cobre 55 consistia principalmente em cobre negro extra a partir da fundição a montante. As composições e quantidades das matérias-primas para a etapa o) (1100) são apresentadas na Tabela XXI.

Tabela XXI Etapa o) Quinta escória de refino de Matéria-prima fresca contendo cobre - (1100) solda 55 27 Mt/carg a 41,956 23,735 Mton % em peso Mton % em peso Cu 0,054 0,13% 15,456 67,27% Sn 0,975 2,32% 0,997 4,34%

Pb 0,550 1,31% 2,022 8,80% Zn 1,032 2,46% 1,097 4,77% Fe 17,373 41,41% 1,603 6,98% Ni 0,021 0,05% 0,391 1,70% Sb 0,000 0,00% 0,040 0,17% Bi 0,000 0,00% 0,005 0,02% As 0,000 0,00% 0,011 0,05%

[0312]A redução foi continuada até que fosse obtida uma qualidade aceitável da escória gasta. Quando este objetivo foi atingido, uma terceira fase de metal à base de estanho - chumbo 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 removida do processo. A terceira composição de metal à base de estanho - chumbo 29 foi transferida para o TBRC, que foi destinado a executar a etapa p) (1200).

Tabela XXII Etapa o) Terceira fase de metal à base de Pb-Sn - 29 Terceira escória gasta (1100) 28 Mt/carga 22,300 45,542 Mton % em peso Mton % em peso Cu 15,446 69,56% 0,155 0,34% Sn 1,923 8,66% 0,069 0,15% Pb 2,417 10,88% 0,205 0,45% Zn 0,347 1,56% 1,812 3,98% Fe 1,598 7,20% 18,522 40,67% Ni 0,406 1,83% 0,015 0,03% Sb 0,041 0,18% 0,000 0,00% Bi 0,005 0,02% 0,000 0,00% As 0,011 0,05% 0,000 0,00%

[0313]Etapa p) (1200): À terceira composição de metal à base de estanho - chumbo 29 foram adicionados 5.204 kg de matéria-prima fresca 51 juntamente com uma quantidade de fluxo de areia suficiente para obter os efeitos desejados de separação de fases e / ou de fluidez da escória. Posteriormente, por oxidação parcial, a maior parte do ferro e zinco foi oxidada da fase de metal para a fase de escória. As composições e quantidades dos produtos desta etapa de oxidação p) (1200) são mostradas na Tabela XXIII.

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

[0314]Quando a oxidação do ferro e zinco foi suficientemente desenvolvida, uma quarta composição de metal à base de estanho - chumbo 21 e uma sexta escória de refino de solda 14 foram produzidas, cujas composições e quantidades são apresentadas na Tabela XXIV. A sexta escória de refino de solda 14 foi 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 de processo. A quarta composição de metal à base de estanho - chumbo 21 foi transferida para outro TBRC para se tornar parte do segundo banho líquido 550 e para executar a etapa l) (800) como parte do próximo ciclo de processo.

Tabela XXIV Etapa p) Quarta fase de metal à base de Pb-Sn - 21 Sexta escória de refino de solda (1200) 14 Mt/carga 20,665 9,124 Mton % em peso Mton % em peso Cu 16,483 79,76% 0,281 3,08% Sn 1,882 9,11% 0,411 4,51% Pb 1,643 7,95% 1,158 12,69% Zn 0,019 0,09% 0,483 5,30% Fe 0,012 0,06% 2,573 28,21% Ni 0,533 2,58% 0,030 0,33% Sb 0,063 0,31% 0,001 0,01% Bi 0,006 0,03% 0,000 0,00% As 0,011 0,05% 0,000 0,00%

[0315]As etapas de processo 100-1200 envolvendo fases de metal fundido e / ou de escória são todas operadas a uma temperatura na faixa de 1100 a 1250° C.

Dependendo do objetivo da etapa, sua temperatura de operação pode preferencialmente estar próxima da extremidade superior ou inferior desta faixa de temperatura.

[0316]Os requerentes concluíram que a modalidade do processo, conforme descrita neste Exemplo, pode ser realizada em um número limitado de TBRCs. Os requerentes conseguiram executar esse processo em apenas 8 fornos, sendo vários deles preferencialmente do tipo TBRC. Os requerentes preferem executar este processo em apenas 6 fornos, mais preferencialmente em apenas 5 fornos, ainda mais preferencialmente em apenas 4 fornos, ainda mais preferencialmente em apenas 3 fornos.

[0317]Tendo agora descrito completamente esta invenção, será apreciado pelos versados na técnica que a invenção pode ser realizada dentro de uma ampla gama de parâmetros dentro do que é reivindicado, sem abandonar o escopo da invenção, como definido pelas reivindicações.

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Composição de metal de cobre diluído derretida (11, 15), CARACTERIZADA pelo fato de que compreende, com base no peso e em relação ao seu peso seco total: • pelo menos 57% em peso e no máximo 85% em peso de cobre, • pelo menos 3,0% em peso de níquel, • no máximo 0,8% em peso de ferro • pelo menos 7% em peso e no máximo 25% em peso de estanho, e • pelo menos 3% em peso e no máximo 15% em peso de chumbo.

2. Processo para a fabricação de uma primeira composição de metal de cobre diluído (15), de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende as seguintes etapas: a) fornecer uma composição de cobre negro (1) compreendendo pelo menos 50% em peso de cobre e pelo menos 1,0% em peso de estanho, juntamente com pelo menos 1,0% em peso de chumbo, b) oxidar parcialmente (100) a composição de cobre negro (1), formando assim uma primeira fase de metal enriquecida com cobre (4) e uma primeira escória de refino de cobre (3), seguida por separar a primeira escória de refino de cobre (3) da primeira fase de metal enriquecida com cobre (4), h) oxidar parcialmente (200) a primeira fase de metal enriquecida com cobre (4), formando assim uma segunda fase de metal enriquecida com cobre (7) e uma segunda escória de refino de cobre (6), seguida por separar a segunda escória de refino de cobre (6) da segunda fase de metal enriquecida com cobre (7), em que pelo menos 37,0% em peso da quantidade total de estanho e chumbo processados através das etapas de processo b) (100) e / ou h) (200) são recuperados na primeira escória de refino de cobre (3) e na segunda escória de refino de cobre (6) juntas,

j) oxidar parcialmente (300) a segunda fase de metal enriquecida com cobre (7), formando assim uma terceira fase de metal enriquecida com cobre (9) e uma terceira escória de refino de cobre (8), seguida por separar a terceira escória de refino de cobre (8) da terceira fase de metal enriquecida com cobre (9), i) adicionar pelo menos uma parte da segunda escória de refino de cobre (6) ou da terceira escória de refino de cobre (8) a uma composição de metal (13) que contém cobre juntamente com pelo menos um metal de solda selecionado a partir de estanho e chumbo, desse modo formar um primeiro banho líquido (450), e d) oxidar parcialmente (500) o primeiro banho líquido (450), formando assim a primeira composição de metal de cobre diluído (15) de acordo com a reivindicação 1 e uma primeira escória de refino de solda (16), seguida por separar a primeira escória de refino de solda (16) da primeira composição de metal de cobre diluído (15).

3. Processo, de acordo com a reivindicação 2, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende adicionalmente a etapa de: c) reduzir parcialmente (400) a primeira escória de refino de cobre (3), formando assim uma primeira composição de metal à base de estanho - chumbo (13) e uma primeira escória gasta (12), seguida por separar a primeira escória gasta (12) da primeira composição de metal à base de chumbo-estanho (13), e adicionar a primeira composição de metal à base de estanho - chumbo (13) ao primeiro banho líquido (450) como a composição de metal da etapa i) que contém cobre juntamente com pelo menos um metal de solda selecionado a partir de estanho e chumbo.

4. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 2 a 3, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende adicionalmente a seguinte etapa: e) reduzir parcialmente (600) a primeira escória de refino de solda (16), formando assim uma primeira composição de metal de solda bruta (18) e uma segunda escória de refino de solda (19), seguida por separar a segunda escória de refino de solda (19) da primeira composição de metal de solda bruta (18).

5. Processo, de acordo com a reivindicação 4, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende adicionalmente a seguinte etapa: f) reduzir parcialmente (700) a segunda escória de refino de solda (19), formando assim uma segunda composição de metal à base de estanho - chumbo (10) e uma segunda escória gasta (20), seguida por separar a segunda escória gasta (20) da segunda composição de metal à base de estanho - chumbo (10).

6. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 2 a 5, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende adicionalmente as seguintes etapas: k) adicionar pelo menos uma parte da terceira escória de refino de cobre (8) à primeira composição de metal de cobre diluído (15) obtida da etapa d) (500), formando assim um segundo banho líquido (550) e / ou adicionar pelo menos uma parte da terceira escória de refino de cobre (8) à etapa l) (800); l) oxidar parcialmente (800) o segundo banho líquido (550), formando assim uma primeira composição de metal com alto teor de cobre (22) e uma terceira escória de refino de solda (23), seguida por separar a terceira escória de refino de solda (23) da primeira composição de metal de alto teor de cobre (22).

7. Processo, de acordo com a reivindicação 6, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende adicionalmente a seguinte etapa: m) reduzir parcialmente (900) a terceira escória de refino de solda (23), formando assim uma segunda composição de metal de cobre diluído de acordo com a reivindicação 1 (11) e uma quarta escória de refino de solda (24), seguida por separar a quarta escória de refino de solda (24) da segunda composição de metal de cobre diluído (11).

8. Processo, de acordo com a reivindicação 7, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende adicionalmente a seguinte etapa:

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

9. Processo, de acordo com a reivindicação 8, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende adicionalmente a seguinte etapa: o) reduzir parcialmente (1100) a quinta escória de refino de solda (27), formando assim uma terceira composição de metal à base de estanho - chumbo (29) e uma terceira escória gasta (28), seguida por separar a terceira escória gasta (28) da terceira composição de metal à base de estanho - chumbo (29).

10. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 2 a 9, CARACTERIZADO pelo fato de que cobre negro ou uma composição de cobre negro é adicionada a pelo menos uma das etapas b) (100), f) (700) e o) (1100), em que o cobre negro (1, 50, 55) é produzido por uma etapa de fundição.

11. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 2 a 10, CARACTERIZADO pelo fato de que pelo menos uma dentre a primeira composição de metal de solda bruta (18) e a segunda composição de metal de solda bruta (26) é pré-refinada usando metal silício para produzir uma composição de metal de solda pré-refinada.

12. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 2 a 11, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende adicionalmente a etapa de resfriar a primeira composição de metal de solda bruta (18) e / ou a segunda composição de metal de solda bruta (26) e / ou a 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 flutua no topo de uma primeira fase de solda líquida aprimorada e derretida.

13. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 2 a 12,

CARACTERIZADO pelo fato de que compreende adicionalmente a etapa de adicionar um metal alcalino e / ou um metal alcalinoterroso, ou um composto químico que compreende um metal alcalino e / ou um metal alcalinoterroso, à primeira composição de metal de solda bruta (18) e / ou à segunda composição de metal de solda bruta (26) e / ou à composição de metal de solda pré-refinada e / ou à primeira fase de solda líquida aprimorada e derretida para formar um banho contendo uma segunda borra sobrenadante que por gravidade flutua no topo de uma segunda fase de solda líquida aprimorada e derretida.

14. Processo, de acordo com a reivindicação anterior, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende adicionalmente a etapa de remover a segunda borra sobrenadante da segunda fase de solda líquida aprimorada e derretida, formando assim uma segunda solda aprimorada.

15. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 12 a 14, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende adicionalmente a etapa de remover a primeira escória sobrenadante da primeira fase de solda líquida aprimorada e derretida, formando assim uma primeira solda aprimorada.

16. Processo, de acordo com a reivindicação 14 ou 15, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende adicionalmente a etapa de destilar a primeira solda aprimorada e / ou a segunda solda aprimorada, em que o chumbo (Pb) é removido da solda por evaporação e um produto aéreo de destilação e um produto de fundo de destilação são obtidos, de preferência por destilação a vácuo.