BR112020011725B1 - Processo pirometalúrgico aprimorado - Google Patents

Abstract

É divulgado um processo para a produção de um produto de solda e um produto de cobre a partir de uma primeira composição metálica à base de chumbo e estanho (13) que compreende pelo menos 40% em peso de cobre e pelo menos 5,0% em peso junto de estanho e chumbo, o processo compreendendo as etapas de l) oxidar parcialmente (800) um segundo banho líquido compreendendo a primeira composição metálica de cobre diluído, formando assim uma primeira composição metálica com alto teor de cobre (22) e uma terceira escória de refino de solda (23), seguida pela separação da terceira escória de refino de solda da primeira composição metálica com alto teor de cobre(22), l) oxidar parcialmente (800) um segundo banho líquido compreendendo a primeira composição de metal de cobre diluído, formando assim uma primeira composição de metal com alto teor de cobre (22) e uma terceira escória de refino de solda (23), seguida pela separação da terceira escória de refino de solda da primeira composição de metal com alto teor de cobre(22), em que o produto de solda é derivado da primeira escória de refino de solda (16).

Description

CAMPO DE INVENÇÃO

[001] A presente invenção se refere à produção de metais não ferrosos por pirometalurgia, em particular a produção de cobre (Cu) e os chamados produtos de solda. Mais particularmente, a invenção se refere a um processo aprimorado para a co-produção de correntes de cobre e solda a partir de matérias-primas primárias e secundárias, como produtos principais para atualização adicional de produtos de metais de pureza comercialmente desejável. As correntes de solda geralmente pertencem à família de composições ou ligas de metais 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 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. 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 da indústria, porque a demanda por metais continua forte e a disponibilidade de minérios de metais 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 redução da disponibilidade de minérios de metal fresco de alta qualidade também levou a um ganho em importância da recuperação de metais não ferrosos a partir de matéria-prima de metal de menor qualidade. As matérias- primas de metais de menor qualidade para recuperação de cobre podem, por exemplo, conter quantidades significativas de outros metais não ferrosos. Esses outros metais podem, por si só, ter um valor comercial potencial significativo, como estanho e/ou chumbo, mas essas matérias-primas primárias e secundárias podem conter outros metais com um valor econômico menor ou até mesmo inexistente, como zinco, bismuto, antimônio, 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. Essas matérias-primas normalmente incluem, além do cobre, os componentes de solda, principalmente estanho e chumbo, mas geralmente também incluem metais adicionais, como ferro e alumínio, além de, ocasionalmente, quantidades menores de metais preciosos e também peças não de metais, como plásticos, tintas, borracha, cola, madeira, papel, papelão, etc. Essas matérias-primas normalmente não são limpas e, portanto, geralmente também contêm outras borras, como sujeira, graxa, ceras, solo e/ou areia. Muitos metais nessas matérias-primas também costumam ser parcialmente oxidados.

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

[007] Os processos de produção de metais não ferrosos contêm tipicamente pelo menos uma e geralmente uma pluralidade de etapas do processo pirometalúrgico. Uma primeira etapa pirometalúrgica muito comum para recuperar cobre de materiais secundários de baixo grau é uma etapa de fundição. Em um forno de fundição, os metais são fundidos e os 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 com 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 do líquido para a fase de gás e deixar o forno com os gases de escape, em conjunto com quaisquer óxidos de carbono e/ou SO2 que podem ser formados. Os metais com menor afinidade pelo oxigênio, se presentes no estado oxidado, reduzem- se rapidamente à sua forma elementar de metal e passam para a fase de metal mais pesada e subjacente. Se não oxidados, esses metais permanecem como metal elementar e permanecem na fase de metal líquido de alta densidade no fundo do forno de fundição. Em uma etapa de produção de cobre, a etapa de fundição pode ser operada de modo que a maioria do ferro acabe na escória, enquanto o cobre, o estanho e o chumbo acabam no produto de metal, uma corrente que é normalmente chamada de "cobre preto". Além disso, a maioria do níquel, antimônio, arsênio e bismuto normalmente termina como parte do produto de cobre preto.

[008] Gerardo Alvear Flores et al, “ISASMELT™ para o Recycling of E-scrap and Copper in the U.S. Case Study Example of a New Compact Recycling Plant”, no Journal of Metals, Springer New York LLC, USA, vol. 66, no.5, 18 March 2014, pp. 823-832, ISSN: 1047-4838, divulgam um processo para a recuperação de cobre a partir de matérias-primas secundárias, usando o forno de lança submersa, típico da tecnologia ISASMELT™. O documento também prevê a produção de um subproduto da liga Pb-Sn no caso de tais metais estarem suficientemente presentes no processo. O documento divulga o conteúdo de cobre de um número limitado de composições de metal que ocorrem no processo, mas nenhuma outra informação de composição é fornecida. Com base no número limitado de etapas do processo e separações no processo divulgado, os requerentes acreditam que a pureza dos produtos de metais e/ou a recuperação dos diferentes metais deixam as coisas a desejar.

[009] A US 3.682.623, bem como sua contraparte AU 505015 B2, descrevem um processo de refino de cobre começando com uma etapa de fusão que leva a uma corrente de cobre preto, seguido pelo refinamento pirometalúrgico adicional por etapas deste cobre preto a uma corrente de cobre de grau anódico, adequado para ser fundidos em anodos para refino eletrolítico. O refino do cobre preto na US 3.682.623 deu origem à formação de várias escórias consecutivas de refino do cobre: as primeiras escórias são ricas em zinco, as escórias médias ricas em chumbo e estanho e as escórias terminais ricas em cobre. As diferentes escórias de refino foram acumuladas e transferidas para um forno de retirada de escória para recuperação do cobre, chumbo e estanho contidos nessas escórias. Em uma primeira etapa de retratamento de escória, as escórias acumuladas de refino de cobre foram parcialmente reduzidas pela adição de sucata de cobre/ferro, liga de cobre/alumínio e cal queimada, de modo que uma corrente de metal pudesse ser separada (Tabela XIV), que recuperou cerca de 90 % do cobre e cerca de 85% do níquel no forno. Essa corrente de metal esvaziada está em US 3.682.623 chamada de “cobre preto” e foi reciclada no forno de refino, onde foi misturada com o cobre preto pré-refinado proveniente do forno de fusão e com radiadores (Tabela VI). Depois de esvaziado este cobre preto, uma escória extraída permaneceu no forno, cuja escória foi, em uma etapa adicional subsequente, reduzida carregando ao forno uma quantidade de 98% de sucata de ferro. Esta segunda etapa de redução produziu um metal de chumbo/estanho (isto é, uma espécie de “solda bruta”) que foi esvaziada para processamento adicional, 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, ou seja, 18,11% em peso no total. A escória gasta continha 0,50% em peso de estanho e chumbo e 0,05% em peso de cobre. Como a quantidade total de escória é muito alta, essas baixas concentrações representam quantidades economicamente altas.

[010] A pureza dos produtos nos EUA 3.682.623 deixa as coisas a desejar.

[011] Os metais que não o estanho e o chumbo na solda bruta obtida como fase de metal na Tabela XV na US 3.682.623 representam um ônus para o processamento posterior dessas correntes de produtos para obter produtos de metais comercialmente valiosos. A solda bruta na U.S. 3.682.623 continha 3,00% em peso de ferro, 1,57% em peso de níquel e 13,54% em peso de cobre, os quais representam uma carga de processo, porque esses metais causam um consumo significativo de produtos químicos no refino adicional da solda, não apenas, mas em particular se o refino da solda for realizado conforme descrito na DE 102012005401 A1, ou seja, por tratamento com silício de metal, que é um reagente bastante escasso e, portanto, caro. O níquel e o cobre nesta solda bruta de US 3.682.623 originaram-se da escória obtida na primeira etapa operada no forno de retirada de escória, no final do qual estava em contato com o cobre preto e, portanto, em equilíbrio com o mesmo.

[012] O cobre preto recuperado da primeira etapa de retratamento de escória na US 3.682.623, ou seja, o metal na Tabela XIV, continha 4,2% em peso de estanho e 3,1% em peso de chumbo, juntamente com 6% em peso de níquel. Essa corrente estava longe da qualidade do anodo e foi reciclada para a primeira etapa na sequência das etapas de refino de cobre realizadas no forno de refino (Tabela VI). Essa reciclagem fez com que uma quantidade significativa de outros metais além do cobre continuasse circulando no processo da US 3.682.623.

[013] A separação na US 3.682.623 deixa coisas a serem desejadas, especialmente na primeira etapa operada no forno de retratamento de escória, no final do qual o "cobre preto" está em equilíbrio com a escória da qual o metal Sn/Pb ou a solda bruta será recuperada na etapa de redução subsequente.

[014] Portanto, permanece a necessidade de um processo para a produção de um produto de solda bruta e um produto de cobre cujos produtos tenham uma pureza mais alta, ao mesmo tempo em que alcançam um alto nível de recuperação dos metais valiosos nas correntes nas quais eles são desejados.

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

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

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

[017] Em uma modalidade, a invenção fornece um processo para a produção de um produto de solda e um produto de cobre compreendendo o fornecimento de uma primeira composição de metal à base de estanho-chumbo que compreende uma quantidade significativa de cobre, mais particularmente pelo menos 40% em peso de cobre e pelo menos 5,0% em peso de estanho e chumbo, o processo compreendendo ainda as etapas de d) oxidar parcialmente um primeiro banho líquido compreendendo a primeira composição de metal à base de estanho-chumbo, formando assim uma primeira composição de metal de cobre diluído e uma primeira escória de refino de solda, seguida pela separação da primeira escória de refino de solda da primeira composição de metal de cobre diluída, e l) oxidar parcialmente um segundo banho líquido compreendendo a primeira composição de metal de cobre diluído, formando assim uma primeira composição de metal com alto teor de cobre e uma terceira escória de refino de solda, seguida pela separação da terceira escória de refino de solda da primeira composição de metal com alto teor de cobre,em que o produto de solda é derivado da primeira escória de refino de solda e o produto de cobre é derivado da primeira composição de metal com alto teor de cobre e, opcionalmente, um produto de solda também é derivado da terceira escória de refino de solda.

[018] Os requerentes descobriram que o processo de acordo com a presente invenção permite uma separação muito mais clara entre o produto de solda e o produto de cobre.

[019] Os requerentes constataram que a presença de metais contaminantes nos respetivos produtos representa um encargo significativo para o refino adicional dessas correntes de produtos, a fim de obter produtos principais prontamente vendáveis.

[020] Um produto de solda bruta pode, por exemplo, ser derivado da redução parcial da primeira escória de refino de solda obtida na etapa d). É então importante limitar a quantidade de cobre e/ou níquel nessa escória, porque na etapa de redução de escória a maior parte do cobre e níquel acaba como parte do produto de solda bruta. Particularmente quando a solda bruta é usada como matéria-prima para a produção de estanho e/ou chumbo de alta pureza, essa solda ainda requer refinamentos adicionais para reduzir seu teor de cobre, níquel e/ou ferro. Essa etapa de refino de solda pode, por exemplo, ser realizada conforme divulgado na DE 102012005401 A1, ou seja, pelo tratamento com metal de silício. O cobre, níquel e/ou ferro reagem com o silício para formar um resíduo de silício que pode ser separado. O cobre e/ou níquel podem então ser recuperados desse resíduo, mas durante essa recuperação o silício é rebaixado para óxido de silício sem valor comercial. O metal de silício é um ingrediente bastante escasso e, portanto, caro. Juntamente com os custos extras de processamento, o custo do silício é o principal fator para limitar a quantidade de cobre, níquel e/ou ferro no produto de solda bruta e, portanto, também na primeira escória de refino de solda da etapa d).

[021] A partir da primeira composição de metal de alto teor cobre pode ser derivado um produto de cobre de alta pureza, geralmente em última análise, como o produto de uma etapa de refino de cobre como a última etapa. Outros metais, incluindo os metais de solda estanho e/ou chumbo, são borras que perturbam o processo de eletrorrefino. Principalmente o cobre é depositado seletivamente no catodo. O eletrorrefino de cobre é, portanto, uma etapa do processo altamente sensível à presença de outros metais que não o cobre. Portanto, é importante limitar a presença de metais de solda na primeira composição de metal com alto teor de cobre obtida na etapa l).

[022] Os requerentes descobriram que o processo de acordo com a presente invenção permite a produção de produtos de maior pureza em comparação com a técnica e, ao mesmo tempo, também obtém uma alta recuperação dos metais de interesse em suas respectivas correntes de produtos. Os requerentes acreditam que essa vantagem é obtida através da oxidação parcial em duas etapas consecutivas, de modo que a primeira etapa, ou seja, etapa d) possa se concentrar principalmente na limitação do teor de cobre na primeira escória de refino de solda que pode ser usada como matéria-prima para a produção de uma solda bruta, enquanto a segunda etapa, ou seja, etapa l) pode se concentrar principalmente na limitação da presença de metais de solda na primeira composição de metal de alto teor de cobre, que pode servir como matéria-prima adequada para a produção de um produto final de cobre de alta pureza.

[023] Os requerentes descobriram que a geração na etapa d) de uma primeira composição de metal de cobre diluído oferece uma grande vantagem na obtenção de uma separação relativamente clara entre o cobre de um lado e a corrente de cobre de alta pureza, potencialmente até a qualidade do anodo, e por outro lado, uma corrente de solda bruta, como a primeira composição de metal de solda bruta obtida na etapa e). Qualquer cobre elementar na etapa d) atua na etapa d) como um agente de extração do estanho e/ou chumbo, mas também a montante. O cobre, portanto, atua como transportador de estanho e/ou chumbo. Portanto, é vantajoso ter na etapa d) e, a montante, algum cobre, porque isso em primeiro lugar ajuda a extrair mais estanho e/ou chumbo e direcioná-lo para a etapa d).

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

[025] Os requerentes descobriram que a geração da primeira composição de metal de cobre diluído na etapa d) também oferece a vantagem adicional de que mais matérias-primas e/ou chumbo podem ser introduzidos com as matérias-primas no processo geral. Isso amplia significativamente os critérios de aceitabilidade para qualquer matéria-prima que adicionalmente possa ser alimentada na etapa d) e a montante. Esse recurso amplia significativamente os critérios de aceitabilidade para as matérias-primas usadas na produção dos alimentos para a etapa d), algumas delas podem ser obtidas como o principal produto de uma etapa de fundição. Portanto, a etapa de fundição pode aceitar muito mais matérias-primas de baixa qualidade, disponíveis em abundância em condições economicamente mais atraentes.

[026] Os requerentes descobriram ainda que a geração da primeira composição de metal de cobre diluído na etapa d) 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 chumbo destinados à primeira escória de refino de solda.

[027] Os requerentes concluíram que a obtenção de uma melhor separação entre, por um lado, cobre e/ou níquel e, por outro lado, estanho e/ou chumbo, traz a vantagem adicional de que mais estanho e/ou chumbo podem ser permitidos nas matérias-primas que pode ser introduzido em muitas das etapas do processo geral das quais o processo de acordo com a invenção faz parte. Isso permite um aumento na produção de produtos principais, além do cobre de maior pureza do processo geral. Além disso, permite aceitar qualidade ainda mais inferior e, portanto, usualmente matérias-primas economicamente mais atraentes, nas etapas do processo de acordo com a presente invenção, mas também no processo geral, bem como nas etapas a montante produzindo as matérias-primas utilizadas nos processos descritos neste documento.

[028] Os requerentes também descobriram que, se outros metais como níquel, bismuto, arsênio e antimônio estiverem presentes no processo, de acordo com a presente invenção, uma porção significativa desse metal tende a terminar na primeira composição de metal de alto teor de cobre obtida a partir da etapa l). Os requerentes descobriram que a remoção de pelo menos uma parte da primeira composição de metal com alto teor de cobre do processo fornece uma purga adequada para esses metais do processo. Isso reduz a presença desses metais em outras correntes de produtos do processo, mas também oferece a oportunidade de aceitar matérias-primas que contêm mais desses metais.

[029] Os requerentes também descobriram que a primeira composição de metal de alto teor de cobre obtida a partir da etapa l) também é altamente adequada para que pelo menos uma parte da mesma seja reciclada para uma etapa do processo a montante da etapa d) do processo de acordo com a presente invenção. Em comparação com a US 3.682.623, em que o metal extraído do forno de retratamento de escória (Tabela XIV) foi reciclado como "cobre preto" para o forno de refino de cobre (Tabela VI), a primeira composição de metal com alto teor de cobre obtida na etapa l) é muito mais rica em cobre e contém muito menos metais de solda (Sn e/ou Pb). Qualquer reciclagem da primeira composição de metal com alto teor de cobre obtida a partir da etapa l) a montante representa, portanto, um ciclo muito mais baixo de metais de solda. Além disso, uma reciclagem parcial dessa corrente também traz consigo um aumento de concentração para o níquel, bismuto, arsênio e antimônio neste produto a partir da etapa l) e, portanto, também na remoção parcial dessa corrente do processo. As concentrações mais altas de níquel, bismuto, arsênio e antimônio geralmente facilitam a maioria das versões de qualquer outro processamento dessa corrente para recuperar os metais individuais a partir da mesma e também reduzem a quantidade de cobre que é removido do processo como parte da porção removida do primeira composição de metal de alto teor de cobre obtida a partir da etapa l), deixando mais cobre no processo que pode ser removido com um produto de cobre de maior pureza que pode ser obtido em outra parte do processo.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

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

DESCRIÇÃO DETALHADA

[031] A presente invenção será a seguir descrita em modalidades particulares, e com possível referência a desenhos particulares, mas a invenção não se limita aos mesmos, mas apenas pelas reivindicações. Quaisquer desenhos descritos são apenas esquemáticos e não são limitativos. Nos desenhos, o tamanho de alguns elementos pode ser exagerado e não ser desenhado em escala para fins ilustrativos. As dimensões e as dimensões relativas nos desenhos não correspondem necessariamente a reduções reais na prática da invenção.

[032] Além disso, os termos primeiro, segundo, terceiro e semelhantes na descrição e nas reivindicações, são usados para distinguir entre elementos semelhantes 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.

[033] Além disso, os termos superior, inferior, sobre, sob e semelhante 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.

[034] O termo "compreendendo", conforme usado nas reivindicações, não deve ser considerado limitado aos elementos listados no contexto. Este não exclui que existem outros elementos ou etapas. Deve ser considerada como a presença fornecida, desses recursos, números inteiros, etapas ou componentes mencionados, mas não impede a presença ou a adição de um ou mais outros recursos, números inteiros, etapas ou componentes ou grupos dos mesmos. Assim, o volume de "um artigo compreendendo os meios A e B" 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 objeto em relação a presente invenção. De acordo com isso, os termos "compreendem" ou "incorporam" também incluem os termos mais restritivos "consistindo essencialmente em" e "consistindo em". Ao substituir "compreender" ou "incluir" por "consistir em", esses termos representam a base de modalidades preferenciais, porém reduzidas, que também são fornecidas como parte do conteúdo deste documento em relação à presente invenção.

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

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

[037] 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. Relativamente a uma adição ou reciclagem de uma corrente de processo em uma etapa específica do processo, a modalidade preferencial é tipicamente o ponto de operação “totalmente” dentro da faixa que é coberta pelos termos “pelo menos parcialmente”.

[038] 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 elementar de metal, 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 conteúdo 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. Por conseguinte, as composições de escória são tipicamente dando o teor de Si, Ca, Al, Na, respectivamente, expressa como SiO2, CaO, Al2O3, Na2O.

[039] 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.

[040] 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 em uma ou mais etapas do processo, os candidatos 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 nos alimentos combinados para a etapa b) que não é mais recuperada na a primeira fase do metal de cobre enriquecido da etapa b), em vez de basear-se na concentração de estanho e/ou chumbo relatada para a primeira escória de refino de cobre.

[041] Os requerentes concluíram ainda que uma análise de uma fase de escória que é posteriormente processada pode muitas vezes ser corrigida fazendo um balanço de massa na etapa ou etapas do processo a jusante e calculando novamente usando as quantidades dos produtos obtidos na etapa a jusante em combinação com a análise desses produtos, pelo menos um é preferencialmente um produto de metal líquido que oferece resultados analíticos muito mais confiáveis. Um referido cálculo retroativo pode ser realizado individualmente para vários dos metais específicos relevantes e pode permitir o estabelecimento de balanços confiáveis de material na maioria das etapas individuais do processo de acordo com a presente invenção. Esse cálculo posterior também pode ser instrumental na determinação da composição de uma corrente de metal líquido a partir da qual a obtenção de uma amostra representativa pode ser altamente desafiadora, por exemplo, uma corrente de metal de solda fundida contendo grandes quantidades de chumbo junto com o estanho.

[042] 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 derretido e os requerentes preferem usar um amostrador para fins analíticos instantâneos em refino de cobre da empresa Heraeus Electro Nite, que resulta rapidamente em uma amostra sólida e resfriada para processamento posterior. Uma superfície da amostra fria é tratada adequadamente com a superfície 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 conteúdo de oxigênio obtido a partir da análise de oxigênio separada. As composições relatadas no exemplo deste documento não foram ajustadas para incluir seu conteúdo de oxigênio.

[043] A presente invenção se refere principalmente à recuperação dos metais alvos cobre, níquel, estanho e/ou chumbo em correntes de produtos adequadas para derivar deles produtos de metais primários de alta pureza. O processo de acordo com a presente invenção compreende diferentes etapas do processo e essas etapas do 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 alvos podem estar submetidos. Uma etapa de redução compreende, portanto, uma em que pelo menos um desses metais alvo está sendo reduzido de pelo menos um de seus óxidos correspondentes para sua forma elementar de metal, com a intenção de mover esse metal da fase de escória para a fase de metal no forno. Essa etapa de redução é preferencialmente promovida pela adição de um agente redutor, conforme explicado em vários locais neste documento. Como etapas de redução, qualifique as etapas do processo com as referências 400, 600, 700, 900, 1000 e 1100. Em uma etapa de oxidação, o principal objetivo 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 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 do 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 realizado sem qualquer injeção de ar ou oxigênio. Como etapas de oxidação, portanto, qualifique as etapas do processo com as referências 100, 200, 300, 500, 800 e 1200.

[044] Dos metais alvos que a presente invenção está recuperando, Sn e Pb são considerados "os metais de solda". Esses metais se distinguem dos outros metais alvos cobre e/ou níquel porque as misturas que contêm grandes quantidades desses metais geralmente têm um ponto de fusão muito menor do que as misturas que contêm grandes quantidades de cobre e/ou níquel. Tais composições já foram usadas há milênios para criar uma ligação permanente entre duas peças de metal, e isso fundindo primeiro a “solda”, colocando-a no lugar e deixando solidificar. Portanto, a solda 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 alternadamente ao longo deste documento, significam composições de metal nas quais a combinação dos metais de solda, portanto o nível de Pb mais Sn, representa o principal porção da composição, ou seja, 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 alvos, cobre e/ou níquel, e de metais não alvos, como Sb, As, Bi, Zn, Al e/ou Fe, e/ou elementos como Si. No contexto da presente invenção, como o processo é direcionado à produção de um produto de solda bruta e de um produto de cobre, é esperado o produto de solda bruta ou a composição de metal de solda bruta obtida pelo processo nas etapas e) e/ou n) também contenha uma quantidade mensurável de pelo menos cobre, mesmo que seja uma borra inevitável.

[045] Em uma modalidade, a primeira composição de metal de cobre diluído compreende pelo menos 56% em peso de cobre, preferencialmente, pelo menos, 57% em peso, mais preferencialmente, pelo menos, 58% em peso, ainda mais preferencialmente, pelo menos, 60% em peso, ainda 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 constataram que o cobre atua como transportador e/ou arrastador de estanho e/ou chumbo nas etapas do processo anteriores à produção da primeira composição diluída de metal de cobre. Mais cobre presente na primeira composição de metal de cobre diluído significa que mais cobre está disponível nas etapas do processo a montante e, portanto, melhor o estanho e/ou chumbo podem ser removidos de qualquer escória em equilíbrio com a fase de metal que contém o cobre, em significado particular de que mais estanho e/ou chumbo podem ser extraídos da primeira escória gasta da etapa c), uma etapa que é introduzida mais adiante neste documento e cuja escória gasta está em equilíbrio com a primeira composição de metal à base de chumbo-estanho. Isso traz a vantagem de que mais estanho e/ou chumbo podem se tornar parte do primeiro produto de metal de solda bruta obtido do processo de acordo com a presente invenção.

[046] Em uma modalidade, a primeira composição de metal de cobre diluído 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 descobriram que é vantajoso limitar a presença de cobre na primeira composição diluída de metal de cobre abaixo dos limites prescritos, porque isso também limita a presença de cobre nas fases de metais formadas nas etapas do processo a montante. Os requerentes constataram que a presença excessiva de cobre nessas fases de metais leva a uma maior presença de cobre nas fases de escória que estão em equilíbrio com essas fases de metais. Como o cobre nessas fases da escória pode representar diretamente uma perda de valioso metal de cobre e/ou indiretamente pode representar um ônus para qualquer processo a jusante, essa presença excessiva de cobre é preferencialmente evitada.

[047] O limite superior de cobre na primeira composição de metal de cobre diluído 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 é tipicamente reduzido e a maior parte do cobre acaba como parte da primeira mistura bruta de metal de solda resultante. Essa primeira mistura bruta de metal de solda geralmente precisa ser submetida a etapas adicionais de purificação, como um tratamento com silício de metal, conforme descrito na DE 102012005401 A1. O metal de silício é um produto químico de processo bastante caro, e o tratamento resulta em um composto de silício do metal contaminante como um subproduto que precisa ser retrabalhado ou descartado. O cobre arrastado neste primeiro metal de solda bruta causa, assim, um aumento do consumo de metal de silício em tal 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, um objetivo que é muito bem ajudado pela limitação do teor de cobre na primeira composição de metal de cobre diluído abaixo dos limites especificados.

[048] O limite superior de cobre na primeira composição diluída de metal de cobre também é relevante porque deixa mais espaço para o processamento de mais estanho, um metal que é pouco disponível e, portanto, pode muitas vezes alcançar uma atualização econômica mais alta que o cobre. Limitar o cobre e, como resultado, processar mais estanho pode, portanto, trazer vantagens significativas para o operador do processo.

[049] Em uma modalidade, a primeira composição de metal de cobre diluído 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, pelo menos, 12,5% em peso de estanho. Os requerentes constataram, quando há mais estanho presente na primeira composição diluída de metal de cobre, 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 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.

[050] Em uma modalidade, a primeira composição de metal de cobre diluído 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 diluída de metal de cobre 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.

[051] Em uma modalidade, a primeira composição de metal de cobre diluído 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 descobriram que mais chumbo na primeira composição de metal de cobre diluído traz a vantagem de melhorar a separação física da fase de metal da fase de escória na etapa do processo que leva à primeira composição de metal de cobre diluído. Os requerentes descobriram ainda que um maior teor de chumbo na primeira composição diluída de metal de cobre 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 bruto do metal de solda será gerado. Assim, mais chumbo nessa 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 a jusante, quando o primeiro subproduto de metal de solda bruta é submetido a etapas de refino, como o necessário quando o primeiro subproduto de metal de solda bruta é a matéria-prima para obter produtos principais de estanho e/ou de chumbo de maiores pureza, por exemplo, por destilação a vácuo. Os requerentes também descobriram que uma presença maior de chumbo pode trazer benefícios de processamento, 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 de chumbo de alta pureza.

[052] Em uma modalidade, a primeira composição de metal de cobre diluído 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, de preferência 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 diluída de metal de cobre 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.

[053] Em uma modalidade, a composição de metal de cobre diluído compreende no máximo 2,5% em peso de ferro, preferencialmente, no máximo 2,0% em peso, mais preferencialmente, no máximo 1,5% em peso, ainda mais preferencialmente, no máximo 1,0% em peso, ainda mais preferencialmente, no máximo 0,8% em peso, de preferência 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 0,10% em peso, ainda mais preferencialmente, no máximo 0,05% em peso de ferro.

[054] Em uma modalidade, a composição de metal de cobre diluído 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.

[055] Em uma modalidade, a composição de metal de cobre diluído 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.

[056] Em uma modalidade, a composição de metal de cobre diluído 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.

[057] Em uma modalidade, a composição de metal de cobre diluído 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.

[058] Em uma modalidade, a composição de metal de cobre diluído 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.

[059] Em uma modalidade, a composição de metal de cobre diluído compreende no máximo 0,15% em peso de arsênio, 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 arsênio.

[060] Em uma modalidade, a composição de metal de cobre diluído 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.

[061] Os requerentes preferem que a concentração dos metais ferro, zinco, antimônio, níquel, prata, bismuto e arsênio e o elemento enxofre na composição diluída do metal cobre, independentemente um do outro e de cada um individualmente, atenda aos limites superiores conforme especificado acima. Isso traz a vantagem de que o processamento adicional da composição de metal de cobre diluído é facilitado e encontra menos problemas operacionais, menos problemas de descarte, obtém separações mais claras e pode ser mais simples e, portanto, menos complexo. Menos enxofre também pode trazer menos problemas de emissão de gases de escape. Menos antimônio e/ou menos arsênio também podem trazer menos preocupações de segurança, porque em etapas específicas do processo 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 extinto pelo contato direto com a água.

[062] Em uma modalidade, a composição de metal de cobre diluído compreende pelo menos 3,0% em peso de níquel, preferencialmente, pelo menos, 4,0% em peso, 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, 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 de níquel. Os requerentes descobriram que a composição diluída de metal de cobre permite remover mais níquel do processo por essa via. Isso traz as vantagens de que (i) menos níquel precisa encontrar sua saída por meio de outros produtos principais, como um cobre de alta pureza que pode ser derivado da fase de metal de cobre enriquecido obtida na etapa b) ou h) aqui apresentada abaixo, ou como uma corrente de solda bruta que pode ser derivada da primeira escória de refino de solda obtida na etapa d) e (ii) que mais níquel pode ser permitido como parte do cobre preto 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 do processo usadas para fornecer o cobre preto 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 disponíveis em abundância e/ou em condições econômicas mais atraentes.

[063] Em uma modalidade, o processo de acordo com a presente invenção compreende a adição de uma nova alimentação à carga do forno da etapa d). Os requerentes consideraram que a etapa d) é altamente adequado para recuperar metais valiosos dos seus óxidos. O cobre, estanho e/ou chumbo adicionados como parte da alimentação fresca à etapa d) na forma de óxido podem ser facilmente recuperados como metal elementar nas fases de metais formadas na etapa d) e/ou nas etapas posteriores a) e) ou f) apresentado mais adiante neste documento, nas respectivas condições do processo. Os requerentes descobriram que a etapa d) é, portanto, adequada para a reciclagem, por exemplo, de volumes de escória final contendo metais específicos acima de 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 dos contêineres utilizados para o transporte de escórias derretidas de uma etapa do processo para outra. Os requerentes constataram que a adição de materiais como alimentação fresca à etapa d) permite uma recuperação melhorada dos metais valiosos nesta.

[064] 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 de preferência pelo menos 1,0% em peso de cobre. Os requerentes constataram 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 a jusante da primeira escória de refino de solda.

[065] Os requerentes descobriram 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 acaba como parte da primeira composição bruta de metal de solda resultante. A primeira composição bruta de metal de solda geralmente precisa ser submetida a etapas de purificação adicionais para reduzir a presença de metais diferentes de estanho, chumbo e antimônio na composição bruta de metal de solda, por exemplo, antes que essa composição bruta de metal de solda se torne adequada para a recuperação de alta pureza produtos de estanho e/ou chumbo. Isso inclui a remoção de cobre. Esse tratamento pode, por exemplo, ser feito com metal de silício, conforme descrito na DE 102012005401 A1. O metal de silício é um produto químico de processo bastante caro, e o tratamento resulta em um composto de silício do metal contaminante como um subproduto que precisa ser retrabalhado ou descartado. O cobre arrastado no primeiro metal de solda bruta causa, assim, um aumento do consumo de metal de silício em tal etapa de purificação. Portanto, é vantajoso limitar o cobre na primeira escória de refino de solda.

[066] 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.

[067] Os requerentes também descobriram que é vantajoso tolerar um pouco de 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 do processo a montante, bem como para o benefício das matérias-primas que essas etapas do 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 o ônus trazido pela presença de cobre na primeira escória de refino de solda e, como resultado, a presença de cobre na primeira composição bruta de metal de solda.

[068] Em uma modalidade do processo de acordo com a presente invenção, a primeira composição de metal com alto teor de cobre compreende no máximo 6,0% em peso de estanho e chumbo, preferencialmente, no máximo 5,0% em peso, mais preferencialmente, no máximo 4,50% em peso, ainda mais preferencialmente em mais de 4,00% em peso, preferencialmente, no máximo 3,75% em peso, mais preferencialmente, no máximo 3,50% em peso e opcionalmente pelo menos 0,1% em peso, preferencialmente, pelo menos, 0,5% em peso, mais preferencialmente, pelo menos, 1,00% em peso. Os requerentes preferem limitar a presença de estanho e chumbo juntos na primeira composição de metal de alto teor de cobre para abaixo do limite especificado, porque isso facilita o processamento posterior da primeira composição de metal de alto teor de cobre para a recuperação dos metais valiosos nela contidos. Como já foi dito acima, a recuperação de cobre a partir desta corrente compreende tipicamente uma etapa de refino de cobre como a etapa final. O refino de cobre é altamente sensível à presença de outros metais que não o cobre. A conformidade com o limite superior especificado para estanho e chumbo juntos reduz, portanto, a necessidade e o ônus de refinar a primeira composição de metal com alto teor de cobre, a fim de obter uma corrente adequada para esse refino de cobre.

[069] Os requerentes preferem também cumprir o limite inferior especificado para estanho e chumbo juntos, porque isso permite ter mais estanho e/ou chumbo na terceira escória de refino de solda que está no final da etapa l) em equilíbrio com a primeira alta -cobre metal composição. A maior presença de estanho e/ou chumbo na terceira escória de refino de solda torna, portanto, essa corrente mais adequada para recuperar um produto de solda bruta, preferencialmente depois de primeiro remover a maior parte do cobre e/ou níquel.

[070] Os requerentes descobriram 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/ou níquel nele contido por meios conhecidos na técnica ou por preferência pelos meios descritos em o pedido de patente co-pendente EP-A- 18172598.7 depositado em 16 de maio de 2018 e com o título "Improvement in Copper Electrorefining".

[071] Os requerentes descobriram que a primeira composição de metal de alto teor de cobre produzida pelo processo de acordo com a presente invenção pode ser adequadamente utilizada como matéria-prima para tratamento de purificação adicional, como uma etapa de refino elétrico, e que, apesar da presença de outros metais além do cobre, a etapa de eletrólise pode ser realizada de modo que esses metais sejam bastante aceitáveis em níveis significativamente acima da sabedoria convencional. Estes outros metais podem ser coletados no subproduto de lodo do anodo a partir da eletrólise e/ou podem se concentrar no eletrólito. Dessa maneira, o primeiro produto de composição de metal com alto teor de cobre do processo oferece uma saída para esses metais do processo. Isso traz o benefício de que o processo geral pode aceitar prontamente matérias-primas contendo níveis de metais como Ni, As, Bi, Sb que podem ser menos desejáveis e possivelmente até inaceitáveis em outros processos conhecidos na técnica, e quais matérias-primas podem ser disponível em condições mais vantajosas. Uma vantagem adicional é que o processamento adicional da primeira composição de metal com alto teor de cobre pode oferecer correntes de subprodutos adequadas e possivelmente até favoravelmente concentrados como matéria-prima para a recuperação de pelo menos um desses outros metais, por exemplo, conforme descrito em pedido de patente co- pendente EP-A- 18172598.7 depositado em 16 de maio de 2018.

[072] Os requerentes preferem, portanto, fundir a primeira composição de metal de alto teor de cobre que é disponibilizada pelo processo de acordo com a presente invenção em anodos. Os requerentes preferem fazer isso em um forno de anodo, onde a composição de metal é levada até a temperatura desejada para a fundição. Antes de introduzir a composição de metal no forno, os requerentes preferem introduzir no forno pelo menos um agente redutor, preferencialmente um agente redutor sólido. Os requerentes descobriram que o agente redutor ajuda a reduzir quaisquer óxidos e/ou escórias que possam ter permanecido no forno da campanha anterior e/ou que possam se formar durante ou após a alimentação no forno da primeira composição de metal de alto teor de cobre devido a um possível contato com o ar. Os requerentes preferem usar pelo menos um agente redutor que resulte na redução dos metais alvo/valiosos em sua forma elementar de metal e que oxide os elementos com maior afinidade pelo oxigênio na fase de escória, que forma uma camada protetora no topo do fase de metal líquido. Os requerentes preferem ainda utilizar um agente redutor que dê origem à formação de uma fase de escória de baixa viscosidade com baixa aderência ao fundo e/ou paredes do forno para evitar o bloqueio do orifício do taphole. Os requerentes também podem usar uma combinação de ferro de metal e silício para esse fim. A adição e oxidação dos mesmos resulta em uma redução de óxidos de metais com menor afinidade pelo oxigênio à sua forma elementar de metal, juntamente com a formação de uma escória de faialita que é altamente fluida nas condições de processo determinadas e forma rapidamente uma camada protetora no topo do metal fundido por baixo. Este último é altamente benéfico para quando o forno anódico tiver que esperar uma carga extra da primeira composição de metal com alto teor de cobre da etapa l). Pode ser fornecida agitação extra para promover a formação de escória, por exemplo, durante esse tempo de espera, injetando uma alimentação gasosa como gás natural, se necessário em combinação com a injeção de ar e/ou oxigênio.

[073] Os requerentes descobriram que um agente redutor adequado é a chamada "fase cupro", ou seja, uma fase separada mais leve que o metal fundido que pode ser obtido, geralmente como o primeiro subproduto do processamento posterior da primeira e/ou a segunda composição bruta de metal de solda, na qual as borras como Cu, Ni e/ou Fe são removidas por reação com silício elementar e/ou alumínio para formar o correspondente silicida e/ou alumineto, uma etapa do processo que pode ser chamada de processo “cupro” e descrita em mais detalhes no pedido de patente pendente com o registro PAT2524708PC00, de acordo com o pedido de patente EP-A-17207365.2, depositado em 14 de dezembro de 2017 em nome da Metallo Belgium, tendo como título “Improved solder Poruction Process”. Estes produtos de reação são compostos interde metais que saem da solução e formam uma crosta. Outros compostos nesta crosta também são tipicamente compostos interde metais formados entre Cu e Sn. Os requerentes preferem "lavar" essa chamada "fase cupro" com Pb fundido, preferencialmente repetidamente e na presença de excesso de silício, para decompor o composto interde metal Cu/Sn, depois vincular o Cu a mais silicida e recuperar o Sn na fase de metal de Pb fundido usada para a lavagem. Durante essa "lavagem", também a solda arrastada com a "fase cupro", por exemplo, na forma de gotículas, pode ser recuperada como parte da fase Pb de metal fundido. Os requerentes descobriram que essa "fase cupro" lavada é altamente adequada como agente redutor no forno anódico para moldar os anodos da primeira composição de metal de alto teor de cobre, que é rica em cobre, mas também contém níveis típicos acima das borras de metais, em particular Ni, As, Bi e/ou Sb. Os requerentes descobriram que esta “fase cupro” é capaz de atuar como um agente redutor que é capaz de levar à formação de uma fase de escória de baixa viscosidade com baixa aderência ao fundo e/ou paredes do forno, com a vantagem de risco reduzido de bloqueio do taphole. Além disso, a fase de escória forma uma camada protetora no topo da fase de metal líquido por baixo. Se necessário, pode ser adicionado ferro de metal extra (Fe) para garantir que a escória formada seja principalmente uma escória de fayalita.

[074] No forno anódico, os requerentes preferem adicionar pelo menos um material de fluxo quando necessário. Este material de fluxo pode ser útil porque pode aumentar a fluidez da escória no forno e, como um formador de escória, pode fornecer mais volume de uma fase líquida capaz de acomodar material insolúvel na fase de metal fundido e que, de outra forma, pode crescer contra as paredes do forno. Os requerentes preferem usar silicato de sódio, como vidro, para esse fim. Os requerentes também preferem reciclar no forno anódico, nesta fase, os anodos gastos na operação de refino elétrico a jusante, por exemplo, conforme descrito no pedido de patente pendente EP-A- 18172598.7 depositado em 16 de maio de 2018.

[075] Os requerentes preferem fornecer uma etapa extra de tratamento antes da fundição do anodo para reduzir ainda mais o conteúdo de oxigênio da fase de metal a ser moldada. Os requerentes preferem reduzir o conteúdo de oxigênio da composição de metal por meio de uma etapa do processo conhecida como "polimento". Em uma etapa de polimento, a composição de metal líquido fundido é contatada com uma fonte de carbono. O carbono reage com o oxigênio na composição de metal líquido derretido e forma óxidos de carbono, CO + CO2, gases que escapam da composição de metal líquido derretido e formam uma atmosfera redutora acima do banho de metal líquido derretido. A fonte de carbono pode ser qualquer material que contenha carbono conveniente, como qualquer hidrocarboneto, como gás natural ou um líquido de hidrocarboneto, negro de carbono, carvão vegetal, carvão, qualquer material orgânico, incluindo madeira. Os requerentes preferem usar gás natural devido à sua conveniência. Graças às condições operacionais em que a composição do metal é fundida e líquida, é fácil criar um contato intensivo e o carbono, na fonte de carbono, reage prontamente com o oxigênio presente na composição (ligado e/ou dissolvido) para formar óxidos de carbono (CO ou dióxido de carbono) que escapam como gás da composição de metal líquida fundida, deixando o metal que estava ligado ao oxigênio em sua forma elementar. O polimento é realizado de preferência a uma temperatura de pelo menos 1150 °C, de modo que o banho líquido fundido se torne altamente fluido, e qualquer escória é preferencialmente removida primeiro do banho de metal líquido fundido. O efluente gasoso da etapa de polimento é submetido, de preferência, a uma etapa de pós-combustão para converter o monóxido de carbono em dióxido de carbono antes de sua remoção do processo. Os requerentes descobriram que é bastante conveniente dosar corretamente a fonte de carbono, a fim de reduzir o conteúdo de oxigênio para dentro da faixa desejável para a composição de metal anodo como parte do processo de acordo com a presente invenção.

[076] O forno anódico é preferencialmente um forno rotativo cilíndrico e, durante o polimento, os requerentes preferem fornecer um duto de exaustão de pescoço de ganso entre o forno e o pós-queimador, com a boca alinhada com o eixo rotativo do forno, para permitir a remoção contínua dos gases de exaustão em qualquer posição do forno. Um pescoço de ganso é um tipo de sistema de sifão fornecido para permitir que o gás de escape, mas não os líquidos arrastados, entre no sistema de exaustão de gases de combustão, e que torna a coleta do gás de escape muito eficiente.

[077] Em uma modalidade, os requerentes fornecem uma alternativa para obter a primeira composição de metal de alto teor de cobre como uma corrente que é adequada para ser lançada em anodos. Nesta alternativa, nas etapas de oxidação parcial b) e h) a oxidação parcial é empurrada ainda mais e é adicionado mais dióxido de silício, de modo que a maior parte do Pb é removida da sequência da etapa de refino de cobre b) + h) + j) como parte da primeira e da segunda escória de refino de cobre, juntamente com a maior parte do Fe e Si. Pelo menos uma das primeira e/ou segunda escórias de refino de cobre torna-se preferencialmente uma escória de fayalita, o que traz a vantagem de que a afinidade de Pb pelo oxigênio seja aumentada seletivamente em comparação com Cu, Ni e Sn, de modo que a maior parte do Pb pode ser seletivamente removido das fases de metais nas etapas b) e/ou h) e terminar nas escórias dessas etapas, sem arrastamento excessivo de outros metais, em particular Cu, Ni e Sn. Esta etapa de oxidação por pressão pode gerar uma alta quantidade de calor de reação, e a temperatura do banho líquido fundido pode ser controlada pela adição de matérias-primas sólidas contendo Cu, preferencialmente aquelas com alto teor de Ni.

[078] Na etapa j), como parte dessa alternativa, a fase de metal é novamente submetida a oxidação parcial na presença de uma fase separada com afinidade por Sn, como carbonato de sódio ou ferrita de cálcio (CaO.Fe2O3 ou Ca(FeO2)2 ou CaFe2O4). Os requerentes preferem ferrita de cálcio porque essa escória é menos agressiva em relação aos modernos materiais refratários para revestimento, e escórias adequadas podem estar prontamente disponíveis como subproduto de uma usina siderúrgica. Os requerentes preferem que a escória de ferrita seja mantida baixa em SiO2, a fim de evitar que isso perturbe o equilíbrio Sn/Ni.

[079] Essa alternativa para preparar a primeira composição de metal com alto teor de cobre para a fundição do anodo oferece a vantagem de permitir níveis mais altos de contaminantes, como Ni, Sn e/ou Pb na composição, e, portanto, também permitir níveis mais altos desses metais nas matérias-primas e várias matérias-primas de todo o processo. Sua desvantagem é que requer um acompanhamento justo e rigoroso dos parâmetros do processo nas diferentes etapas do processo, para alcançar o resultado desejado.

[080] 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 para se tornar também parte do segundo banho líquido. 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 no final da etapa l). Os requerentes descobriram que essa quantidade de metal melhora a operacionalidade do forno durante a presente e pelo menos uma das etapas subsequentes do processo.

[081] 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 constataram que quanto mais estanho estiver presente na primeira escória de refino de solda, mais estanho poderá terminar na primeira composição bruta de metal de solda obtida a jusante. Como o estanho de alta pureza é um produto comercial que desfruta de um prêmio 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 dele.

[082] 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 em 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 terminando na primeira composição bruta de metal de solda, traz a vantagem de que a composição bruta de metal de solda tem uma densidade mais alta, o que é altamente benéfico nas separações pela gravidade da solda de outras fases, como uma fase de escória ou uma borra, por exemplo, durante refino posterior a jusante da composição bruta de metal de solda.

[083] 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 constataram que mais chumbo na primeira escória de refino de solda gera mais chumbo na primeira composição bruta de metal de solda. Mais chumbo neste primeiro produto de metal de solda bruta traz benefícios de processo a jusante, quando o primeiro produto de metal de solda bruta é submetido a etapas de refino, como o necessário quando o primeiro produto de metal de solda bruta é a matéria-prima para obter produtos principais de estanho e/ou chumbo de maior pureza, por exemplo, por destilação a vácuo. Os requerentes também descobriram que uma maior presença de chumbo pode trazer benefícios de processamento, 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 de estanho e/ou chumbo de maior pureza.

[084] Preferencialmente, 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 em mais 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 descobriram 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 bruta de metal de solda 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.

[085] 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. De preferência, 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, pelo menos 30% em peso de estanho e chumbo. Os requerentes constataram que quanto mais estanho e chumbo estiverem presentes na primeira escória de refino de solda, mais estanho e chumbo podem acabar na primeira composição bruta de metal de solda. Como o estanho e o chumbo de alta pureza são produtos comerciais que desfrutam de prêmios 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 daí. 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 em bruto pode levar à produção de estanho de maior pureza e/ou produtos de chumbo de maior pureza, ou seja, produtos que podem apresentar uma melhora econômica significativa, especialmente se o estanho e/ou chumbo forem derivados de matérias-primas de metais mistas, que geralmente são de um valor econômico relativamente mais baixo.

[086] 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 juntos de estanho e chumbo. Os requerentes descobriram 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 possuem nas condições do processo uma afinidade maior por oxigênio do que cobre, níquel, estanho e chumbo. Isso é particularmente válido para metais como ferro, alumínio, sódio, potássio, cálcio e outros metais alcalinos e alcalino-terrosos, mas também para outros elementos, como silício ou fósforo. Esses elementos com maior afinidade pelo 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 uma corrente de descarte. Como resultado, esses elementos não acabam como contaminantes em um dos principais produtos de metais do processo, o que significa que essas correntes desfrutam de uma pureza mais alta nos metais desejados. A maior tolerância para esses elementos com maior afinidade por 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.

[087] 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 descobriram que o níquel se comporta de maneira muito semelhante ao cobre na etapa e), que é descrito 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 do 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.

[088] 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 descobriram que quantidades mais baixas de cobre e/ou níquel na primeira escória de refino de solda deixam mais espaço para metais mais rapidamente oxidantes, como o ferro, que tendem a reduzir a viscosidade da fase da 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.

[089] 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 constataram que o ferro é um agente redutor vantajoso para os metais que, nas condições do processo, apresentam uma menor afinidade pelo oxigênio do que o ferro, 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, pois isso permite que uma etapa do processo a montante use quantidades significativas de ferro como agente redutor, o que, por exemplo, traz a vantagem de produzir muitas das fontes a montante etapas do processo mais eficientes em termos energéticos. Outra vantagem é que também os critérios de tolerância para matérias- primas dessas etapas do processo a montante são flexibilizados, o que permite aceitar matérias-primas que possam estar mais disponíveis em abundância e em condições economicamente mais atraentes.

[090] 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 descobriram 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 descobriram ainda que uma quantidade de antimônio pode ser aceitável nas etapas do 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 descobriram que uma quantidade de antimônio pode ser aceitável e até desejável em alguns desses produtos primários de metais de maior pureza. Os requerentes descobriram, no entanto, que a capacidade de acomodar antimônio nesses processos a jusante é limitada em relação à quantidade de chumbo que é presente. Por conseguinte, os requerentes também preferem cumprir os limites superiores especificados para o antimônio como parte da primeira escória de refino de solda.

[091] Em uma modalidade do processo, de acordo com a presente invenção, a primeira composição de metal à base de estanho e 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, ainda 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 descobriram que a quantidade prescrita de cobre traz a vantagem de haver cobre suficiente para atuar como solvente para extrair na etapa do processo a montante os metais de solda de qualquer fase de escória sobrenadante na primeira composição de metal à base de estanho e chumbo e, portanto, melhora a recuperação de estanho e/ou chumbo valiosos dessa escória na etapa a montante.

[092] Os requerentes preferem que a primeira composição de metal à base de estanho e 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.

[093] Os requerentes constataram que o limite superior de cobre na primeira composição de metal à base de estanho e chumbo também é relevante porque 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, consequentemente, o processamento de mais estanho como parte da primeira composição de metal à base de estanho e chumbo e a jusante nas etapas d) e l) podem, portanto, trazer vantagens significativas ao operador do processo, pois podem permitir uma produção mais alta de solda bruta como um derivado a jusante do processo e mais a jusante de produtos de estanho de maior pureza e/ou produtos principais de chumbo de maior pureza.

[094] Em uma modalidade do processo, de acordo com a presente invenção, a primeira composição de metal à base de estanho e 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 usada para derivar produtos principais de estanho e/ou chumbo de alta pureza, que trazem uma alta atualização econômica quando derivados de matérias-primas de metais mistas também contendo cobre. Portanto, mais estanho e/ou chumbo na primeira composição de metal à base de chumbo e estanho representam um benefício econômico potencial significativo para o operador.

[095] 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 e chumbo. Sob as condições do processo, a presença de cobre, dentro dos limites, traz a vantagem de atuar como um agente de extração de estanho e/ou chumbo e, portanto, melhora a separação na etapa d) entre o cobre e o 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 chumbo e estanho é formada e está em equilíbrio com uma fase de escória sobrenadante.

[096] Em uma modalidade do processo, de acordo com a presente invenção, a primeira composição de metal à base de estanho e 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, 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 de estanho. Mais estanho na primeira composição de metal à base de estanho 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 adiante a 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 que o cobre e/ou chumbo. O processamento de mais estanho como parte da primeira composição de metal à base de estanho e chumbo e posteriormente a jusante nas etapas d) e l) pode, portanto, trazer vantagens significativas para o operador do processo.

[097] Ter mais estanho na primeira composição de metal à base de estanho e chumbo também traz a vantagem de que as etapas do processo a montante das quais é obtida a primeira composição de metal à base de estanho e chumbo podem aceitar matérias-primas que contenham mais estanho, juntamente com outros elementos ou metais, como o cobre e/ou chumbo. Isso amplia os critérios de aceitabilidade das matérias-primas para as etapas do processo a montante, que, como resultado, podem incluir matérias-primas contendo quantidades significativas de estanho, juntamente com outro metal de interesse específico. Essas 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.

[098] Em uma modalidade do processo, de acordo com a presente invenção, a primeira composição de metal à base de estanho e chumbo compreende chumbo na faixa de 3,0% em peso a 40% em peso, preferencialmente, pelo menos, 5,0% em peso, mais preferencialmente, 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 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 a 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 alto 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 pesada 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 da escória e a fase do 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 nítidas podem ser obtidos pela presença de chumbo em processos a jusante, por exemplo, etapas do processo em que uma corrente de solda bruta é refinada criando uma borra de menor densidade, possivelmente como resultado de reações químicas. O processamento de mais chumbo como parte da primeira composição de metal à base de estanho e chumbo e a jusante nas etapas d) e l) pode, portanto, trazer vantagens significativas para o operador do processo.

[099] Ter mais chumbo na primeira composição de metal à base de estanho e chumbo também traz a vantagem de que as etapas do processo a montante das quais é obtida a primeira composição de metal à base de chumbo e estanho podem aceitar matérias-primas que contenham mais chumbo, juntamente com outros elementos ou metais, como o cobre e/ou estanho. Isso amplia os critérios de aceitabilidade das matérias-primas para as etapas do processo a montante, que, como resultado, podem incluir matérias-primas contendo quantidades significativas de chumbo, juntamente com outro metal de interesse específico. Essas 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.

[0100] Em uma modalidade do processo, de acordo com a presente invenção, a primeira composição de metal com alto teor de cobre compreende pelo menos 70% em peso de cobre, preferencialmente, pelo menos, 75% em peso, mais preferencialmente, pelo menos, 80% em peso, ainda mais preferencialmente, pelo menos, 85% em peso, preferencialmente, pelo menos, 87,5% em peso, mais preferencialmente, pelo menos, 90,0% em peso, ainda mais preferencialmente, pelo menos, 91,0% em peso, preferencialmente, pelo menos, 92,0% em peso, mais preferencialmente, pelo menos, 93,0% em peso de cobre. A partir da primeira composição de metal de alto teor cobre pode ser derivado um produto de cobre de alta pureza, geralmente em última análise, como o produto de uma etapa de refino de cobre como a última etapa. Outros metais, incluindo os metais de solda, estanho e chumbo, são borras que perturbam o processo de refino. Principalmente o cobre é depositado seletivamente no catodo. O eletrorrefino de cobre é, portanto, uma etapa do processo altamente sensível à presença de outros metais que não o cobre. Portanto, é importante maximizar a presença de cobre na primeira composição de metal com alto teor de cobre obtida na etapa l), porque isso reduz e possivelmente evita a necessidade de refino adicional da primeira composição de metal com alto teor de cobre antes que o cobre possa ser ainda mais purificado por refino.

[0101] Em uma modalidade do processo, de acordo com a presente invenção, em que a terceira escória de refino de solda compreende pelo menos 4,0% em peso de cobre, preferencialmente, pelo menos, 5,0% em peso, mais preferencialmente, pelo menos, 5,5% em peso, ainda mais preferencialmente, pelo menos, 6,0% em peso, preferencialmente, pelo menos, 6,5% em peso, mais preferencialmente, pelo menos, 7,0% em peso, ainda mais preferencialmente, pelo menos, 7,5% em peso, preferencialmente, pelo menos, 8,0% em peso, mais preferencialmente, pelo menos,8,5% em peso de cobre. A terceira escória de refino de solda, de preferência no final da etapa l), está em equilíbrio com a primeira composição de metal com alto teor de cobre. Os requerentes preferem que a concentração de cobre na terceira escória de refino de solda atenda ao limite inferior especificado, porque isso também faz com que a primeira composição de metal com alto teor de cobre seja mais rica em cobre e, portanto, mais pobre em outros metais. Essa pureza mais alta da primeira composição de metal com alto cobre traz as vantagens explicadas acima.

[0102]A terceira escória de refino de solda também é muito adequada para a recuperação de uma corrente de solda bruta, preferencialmente para a recuperação final de estanho de alta pureza e/ou correntes de chumbo que exigem um alto prêmio econômico. Os requerentes concluíram que, antes que uma corrente de solda bruta possa ser obtida da terceira escória de refino de solda, é vantajoso remover primeiro a maior parte do cobre em uma etapa intermediária. Os requerentes descobriram que a presença de quantidades significativas de cobre em uma etapa intermediária traz a vantagem de que a separação no final dessa etapa intermediária é bastante aprimorada, além de obter um equilíbrio no qual o cobre favorece fortemente a permanência na fase de metal e, portanto, leva a uma fase de escória com um teor de cobre relativamente baixo e, portanto, favorável.

[0103] Em uma modalidade de acordo com a presente invenção, o processo compreende ainda a etapa de c) reduzir parcialmente uma primeira escória de refino de cobre, formando assim a primeira composição de metal à base de estanho e chumbo e uma primeira escória gasta, seguida pela separação da primeira escória gasta da primeira composição de metal à base de estanho e chumbo, a primeira composição de metal à base de estanho e chumbo formando a base do primeiro banho líquido.

[0104] Os requerentes constataram que uma escória obtida do refino de cobre representa uma matéria-prima altamente adequada para obter, por meio de uma redução parcial, como na etapa c) uma composição de metal que contém cobre juntamente com pelo menos um metal de solda selecionado de estanho e chumbo e que a composição de metal é altamente adequada para formar a base do primeiro banho líquido como matéria-prima para a etapa de oxidação parcial d). A razão para isto é que uma escória obtida do refino metalúrgica de cobre contém cobre juntamente com pelo menos um dos metais de solda estanho e chumbo, normalmente com estanho e chumbo. Os requerentes descobriram 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 e chumbo que se forma na etapa c). O cobre que termina na primeira composição de metal à base de estanho e chumbo ajuda como solvente para o estanho e/ou chumbo presente na etapa do 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 e estanho, e reduz as quantidades de estanho e/ou chumbo que podem encontrar seu caminho na primeira escória gasta da etapa c) e, portanto, pode ser perdida no processo.

[0105] Os requerentes descobriram ainda que a inclusão da etapa c) no processo, de acordo com a presente invenção, traz vários benefícios adicionais.

[0106] Na etapa c) os metais no seletivamente podem ser reduzidos no forno que sob as condições do processo apresentam uma menor afinidade pelo oxigênio em seus respectivos metais. Esses metais reduzidos podem então ser separados como uma fase líquida de metal, deixando a separação uma fase líquida de escória menos concentrada nesses metais, mas ainda contém metais e elementos com maior afinidade pelo oxigênio. O objetivo desta etapa é preferencialmente recuperar seletivamente a maior parte do cobre da primeira escória de refino de cobre como metal de cobre, juntamente com o máximo possível de estanho e/ou chumbo presente. 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. De um modo muito preferencial, as quantidades de cobre, estanho e/ou chumbo nesta escória são suficientemente baixas para que não representem mais um valor economicamente significativo. Mais preferencialmente, as concentrações de cobre, estanho e/ou chumbo são suficientemente baixas para que a primeira escória gasta não cause preocupações ambientais ao ser descartada como tal, ou pode ser aceitável para descarte após apenas um tratamento adicional limitado.

[0107] Na primeira escória gasta da etapa c) são preferencialmente recuperados a maioria dos elementos que, nas condições do processo, possuem uma afinidade maior por oxigênio do que o estanho e/ou chumbo. Isso é particularmente válido para metais como ferro, alumínio, sódio, potássio, cálcio e outros metais alcalinos e alcalino-terrosos, mas também para outros elementos, como silício ou fósforo.

[0108] Os requerentes descobriram que a etapa c) produz preferencialmente uma primeira composição de metal à base de estanho e chumbo que é altamente adequada para processamento adicional, em particular para a produção de uma composição de metal de solda bruta que pode ter valor comercial por si só e/ou ser adequada para recuperação de produtos de estanho e/ou chumbo de pureza mais alta e comercialmente aceitável.

[0109] Os requerentes descobriram 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, como ferro e alumínio, e outros elementos 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 extrator de estanho e chumbo da fase de escória. Por outro lado, a presença de cobre é suficientemente baixa, de modo que a perda de cobre na fase de escória é muito limitada.

[0110] 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 sendo elementos que possuem nas condições de processo uma maior afinidade por 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), uma etapa que é introduzida mais adiante neste documento, ou seja, além do cobre preto fornecido como parte da etapa a), uma etapa que também é introduzida mais abaixo. Além disso, isso também relaxa significativamente os critérios de aceitação do próprio cobre preto. Esse recurso amplia significativamente os critérios de aceitabilidade para as matérias-primas usadas na produção do cobre preto, geralmente em uma etapa de fundição. Portanto, a etapa de fundição pode aceitar muito mais matérias-primas de baixa qualidade, disponíveis em abundância em condições economicamente mais atraentes.

[0111]Ainda outra vantagem é causada por isso na etapa a montante b), que é apresentada mais adiante neste documento, 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 do metal de cobre enriquecido obtida na etapa b), que geralmente é realizada no mesmo forno, é criada uma sala extra para introdução de mais matérias-primas extras.

[0112] Os requerentes constataram que esse processamento adicional da primeira composição de metal à base de estanho e chumbo da etapa c) pode ser operado de maneira muito mais eficaz e também muito mais eficiente, graças à remoção a montante do processo, como parte da primeira escória gasta, de pelo menos uma parte significativa dos metais e elementos que possuem, sob as condições de processo, uma alta afinidade pelo oxigênio. Os requerentes descobriram que esta característica do processo traz benefícios significativos no processamento da primeira composição de metal à base de estanho e chumbo.

[0113] Uma grande vantagem é que o volume de material a ser processado a jusante é significativamente reduzido pela remoção na etapa c) de uma quantidade significativa de material como a primeira escória gasta, ou seja, antes da recuperação dos metais de solda (Sn e/ou Pb). Em outras etapas a 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 adicional da primeira composição de metal à base de estanho e chumbo pode ser operado com muito mais volume com eficiência, significando que equipamentos menores podem ser usados ou o processo, de acordo com a presente invenção, incluindo a etapa c) cria oportunidades para o processamento de correntes adicionais para os quais os processos conhecidos teriam menos ou nenhum espaço. Além disso, o consumo de energia também pode ser reduzido nessas etapas do processo a jusante, devido ao volume reduzido de material quente que precisa ser processado.

[0114] Os requerentes também descobriram surpreendentemente que, removendo a primeira escória gasta do processo, de acordo com a presente invenção, incluindo a etapa c), as separações no processo pirometalúrgico seguem a jusante, particularmente para processar a primeira composição de metal à base de estanho e chumbo, também são bastante aperfeiçoados. Por ter separações mais claras entre as respectivas fases de metal e suas fases de escória correspondentes, a recuperação a jusante de metais valiosos pode ser operada de forma mais eficaz e eficiente, ou seja, com maiores rendimentos de produtos primários, menores rejeições de metais valiosos e exigindo menor consumo de energia, por exemplo, devido aos volumes mais baixos de fluxo de reciclagem.

[0115] Uma outra vantagem do processo, de acordo com a presente invenção, incluindo a etapa c), é que, no processamento adicional da primeira composição de metal à base de estanho e 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 a jusante, como parte da purificação adicional de estanho e/ou correntes de chumbo em produtos principais comercialmente valiosos.

[0116] Outra e grande vantagem do processo, de acordo com a presente invenção, incluindo a etapa c), é que ela permite uma quantidade muito maior de co- produto de solda bruta para a mesma quantidade de cobre que está sendo processada. Os requerentes descobriram que a coprodução de solda bruta, em relação à quantidade de cobre 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 anodo de cobre que pode ser obtido do cobre preto. O aumento na quantidade relativa de co-produto 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.

[0117] Em uma modalidade do processo, de acordo com a presente invenção, incluindo a etapa c), a etapa c) compreende adicionar um primeiro agente redutor à etapa c), de preferência adicionando-o à primeira escória de refino de cobre antes de reduzir a primeira escória de refino de cobre. Os requerentes descobriram que a adição do agente redutor ajuda a alcançar a redução química desejada. Os requerentes descobriram que o primeiro agente redutor pode ser um gás, como metano ou gás natural, mas também pode ser um sólido ou um líquido, como carbono, hidrocarboneto, alumínio ou ferro.

[0118] Em uma modalidade do processo, de acordo com a presente invenção, incluindo a etapa c), o primeiro agente redutor compreende, e de preferência é, um metal tendo, nas condições do processo, uma afinidade maior por oxigênio do que estanho, chumbo, cobre e níquel, preferencialmente metal de ferro, mais preferencialmente sucata de ferro. Os requerentes preferem usar ferro, preferencialmente sucata de ferro como agente redutor, devido à sua alta disponibilidade em condições economicamente atrativas. Os requerentes descobriram que a adição do agente redutor sólido pode trazer o benefício adicional de que o forno requer menos aquecimento adicional para manter ou atingir a temperatura desejada. Os requerentes 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 descobriram ainda que a etapa c) pode se beneficiar ainda mais da adição de sílica, conforme explicado em outras partes deste documento.

[0119] Em uma modalidade do processo, de acordo com a presente invenção, incluindo a etapa c), a alimentação total da etapa c) compreende pelo menos 29,0% em peso de cobre, preferencialmente, pelo menos, 30,0% em peso, mais preferencialmente, pelo menos, 31,0% em peso, ainda mais preferencialmente, pelo menos, 32,0% em peso, ainda mais preferencialmente, pelo menos, 33,0% em peso, preferencialmente, pelo menos, 34,0% em peso, mais preferencialmente, pelo menos, 35,0% em peso, ainda mais preferencialmente, pelo menos, 36,0% em peso, preferencialmente, pelo menos, 37,0% em peso, mais preferencialmente, pelo menos, 38,0% em peso de cobre.

[0120] Em uma modalidade do processo, de acordo com a presente invenção, incluindo a etapa c), a alimentação total da etapa c) compreende uma quantidade de cobre que é pelo menos 1,5 vezes mais alta que a quantidade total de metais de solda presentes, ou seja, a soma de Sn mais Pb, preferencialmente, pelo menos, 1,6 vez, mais preferencialmente, pelo menos, 1,7 vez, ainda mais preferencialmente, pelo menos, 1,8 vez, ainda mais preferencialmente, pelo menos, 1,9 vez, preferencialmente, pelo menos, 2,0 vezes, mais preferencialmente, pelo menos, 2,1 vezes mais que a quantidade total de metais de solda presentes.

[0121] Os requerentes descobriram que a quantidade prescrita de cobre traz a vantagem de haver cobre suficiente para atuar como solvente na extração de metais de solda da fase de escória para a primeira composição de metal à base de estanho e chumbo e, portanto, melhora a recuperação de estanho e/ou chumbo valioso a partir da escória na etapa c).

[0122] Os requerentes constataram que o limite inferior especificado para a presença de cobre, relativo à presença da soma de Sn mais Pb presente, na alimentação 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 constataram que a alta presença de cobre na alimentação da etapa c) afeta os equilíbrios de estanho e chumbo entre as fases de escória e metal no final da etapa c), favorecendo a movimentação desses metais de solda a partir da fase de escória na 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 descobriram que a alta quantidade de cobre na alimentação da etapa c) permite obter uma escória gasta da etapa c) que contém apenas baixas concentrações de estanho e/ou chumbo, além de cobre. Isso traz a vantagem de que a escória gasta da etapa c) requer menos tratamento adicional, se houver, para seu descarte responsável ou para seu uso em uma aplicação a jusante adequada.

[0123] Os requerentes constataram que a quantidade prescrita de cobre em relação à quantidade de metais de solda, ou seja, Sn mais Pb, traz a vantagem de haver cobre suficiente para atuar como solvente para extrair metais de solda da fase de escória para a primeira composição de metal à base chumbo e estanho e, portanto, melhora a recuperação de estanho e/ou chumbo valiosos da escória a partir da etapa c). Os requerentes descobriram que esta vantagem pode ser obtida sem que ocorra uma perda inaceitável de cobre valioso na fase de escória que é formada na etapa c).

[0124] Os requerentes constataram que uma presença mínima de cobre em relação à quantidade de metais de solda Pb mais Sn na alimentação para a etapa c), conforme especificado, traz o benefício de uma maior recuperação dos valiosos metais de estanho, chumbo e, se necessário, também cobre e possivelmente níquel, em correntes de produtos nas quais sua presença é desejada. Isso também reduz a carga que pode ser causada pela presença desses metais nos correntes de produtos onde eles são menos ou não desejados.

[0125] Em uma modalidade do processo, de acordo com a presente invenção, incluindo a etapa c), a primeira escória gasta da etapa c) compreende no máximo 20% em peso total de cobre, estanho e chumbo juntos, preferencialmente, no máximo 18% em peso, mais preferencialmente, no máximo 15% em peso, ainda mais preferencialmente, no máximo 12% em peso, ainda mais preferencialmente, no máximo 9,0% em peso, preferencialmente, no máximo 7,0% em peso, mais preferencialmente, no máximo 5,0% em peso, ainda mais preferencialmente, no máximo 4,0% em peso, ainda mais preferencialmente em no máximo 3,0% em peso, preferencialmente, no máximo 2,0% em peso, mais preferencialmente, no máximo 1,5% em peso e ainda mais preferencialmente, no máximo 1,10% em peso total de cobre, estanho e chumbo juntos.

[0126] Em uma modalidade do processo, de acordo com a presente invenção, incluindo a etapa c), 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% em peso de cobre.

[0127] Em uma modalidade do processo, de acordo com a presente invenção, incluindo a etapa c), 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.

[0128] Em uma modalidade do processo, de acordo com a presente invenção, incluindo a etapa c), 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% em peso de chumbo.

[0129] 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. Isso reduz a necessidade ou o desejo de fornecer etapas extras do 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.

[0130] Na primeira escória gasta do processo, de acordo com a presente invenção, compreendendo a etapa c), são recuperados a maioria dos elementos que, nas condições do processo, têm uma afinidade maior por 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 alcalino-terrosos, mas também para outros elementos, como silício ou fósforo.

[0131] Em uma modalidade do processo, de acordo com a presente invenção, a temperatura da escória na etapa c), e preferencialmente também na etapa b), que é introduzida mais adiante neste documento, é de pelo menos 1000 °C, de preferência 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 constataram que a separação entre a fase de metal e a fase da escória é mais clara quando a temperatura da escória está em conformidade com o limite prescrito e, de preferência, acima do limite prescrito. Sem querer se limitar a essa teoria, os requerentes acreditam que a temperatura mais alta cria uma separação mais clara, pelo menos porque a viscosidade da escória é mais baixa em temperaturas mais altas. Uma viscosidade mais baixa da escória permite que as bolhas de metal mais pesadas se combinem mais rapidamente em bolhas maiores e afundem mais rapidamente na fase de escória até atingirem a fase de metal subjacente e podem 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.

[0132] Os requerentes, no entanto, também acreditam que o equilíbrio entre a fase de metal e a 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 do 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, senão a todas as etapas do processo, de acordo com a presente invenção, nas quais é feita uma separação de fases entre pelo menos duas fases líquidas, geralmente uma fase de escória sobrenadante e uma fase de metal subjacente.

[0133] Em uma modalidade, o processo, de acordo com a presente invenção, compreende ainda a etapa de 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 pela separação da segunda escória de refino de solda da primeira composição de metal de solda bruta.

[0134] Esta etapa e) produz uma corrente de solda bruta rica em estanho e/ou chumbo, contendo também a maior parte das quantidades relativamente pequenas de cobre e/ou níquel que foram arrastadas na primeira escória de refino de solda. A primeira corrente de solda bruta é adequada para ser processada posteriormente para enriquecimento adicional em estanho e/ou chumbo, por exemplo, por tratamento com metal de silício como descrito em DE 102012005401 A1. Alternativamente ou além disso, essa corrente de solda bruta, opcionalmente após uma etapa de enriquecimento para aumentar o teor de estanho e/ou chumbo, pode ser ainda mais ajustada conforme descrito em WO 2018/060202 A1 ou similar e, posteriormente, ser submetida a uma destilação e recuperação de estanho e/ou chumbo como produtos de metais de alta pureza, conforme descrito no mesmo documento.

[0135] Os requerentes descobriram 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 mantida vantajosamente baixa.

[0136] Em uma modalidade do processo, de acordo com a presente invenção, incluindo a etapa e), a primeira composição de metal de solda bruta compreende pelo menos 65% em peso de estanho e chumbo, preferencialmente, pelo menos, 67% em peso, mais preferencialmente, pelo menos, 69% em peso, ainda mais preferencialmente, pelo menos, 70% em peso, preferencialmente, pelo menos, 72% em peso, mais preferencialmente, pelo menos, 74% em peso, preferencialmente, pelo menos, 75% em peso, mais preferencialmente, pelo menos, 76% em peso, ainda mais preferencialmente, pelo menos, 77% em peso de estanho e chumbo. Os requerentes constataram que uma quantidade maior de estanho e chumbo presente 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 daí, produtos de alto valor econômico.

[0137] Em uma modalidade do processo, de acordo com a presente invenção, incluindo a etapa e), a primeira composição de metal de solda bruta compreende pelo menos 5,0% em peso de estanho, preferencialmente, pelo menos, 7,5% em peso, mais preferencialmente, pelo menos, 10,0% em peso, ainda mais preferencialmente em pelo menos 15,0% em peso, preferencialmente, pelo menos, 17% em peso, mais preferencialmente, pelo menos, 19% em peso, ainda mais preferencialmente, pelo menos, 20% em peso, preferencialmente, pelo menos, 21% em peso, mais preferencialmente, pelo menos, 22% em peso de estanho. Os requerentes constataram que quanto mais estanho estiver presente na primeira composição de metal de solda bruta, maior será o volume de estanho de alta pureza que pode ser recuperado.

[0138] Em uma modalidade do processo, de acordo com a presente invenção, incluindo a etapa e), a primeira composição de metal de solda bruta compreende pelo menos 45% em peso de chumbo, preferencialmente, pelo menos, 47,5% em peso, mais preferencialmente, pelo menos, 50% em peso, ainda mais preferencialmente em pelo menos 52% em peso, preferencialmente, pelo menos, 53% em peso, mais preferencialmente, pelo menos, 54% em peso, ainda mais preferencialmente, pelo menos, 55% em peso de chumbo. Os requerentes constataram que quanto mais chumbo estiver presente na primeira composição de metal de solda bruta, maior o volume de chumbo de alta pureza que pode ser recuperado a partir daí, ou seja, produtos comerciais que se beneficiam de prêmios econômicos significativos. O chumbo traz ainda a vantagem, em quaisquer separações de fase que ocorram a jusante durante o processamento adicional da primeira composição de metal de solda bruta, que as correntes de metal líquido que compreendem o chumbo tenham uma densidade mais alta e, portanto, mais prontamente separadas por gravidade de qualquer fase de escória ou de borra. Uma vantagem adicional é que as matérias- primas do processo geral podem conter mais chumbo, de modo que uma variedade maior de matérias-primas se torne aceitável, trazendo o benefício de uma seleção mais ampla de possíveis matérias-primas, possivelmente incluindo matérias-primas mais abundantes disponíveis e em condições atraentes.

[0139] Em uma modalidade do processo, de acordo com a presente invenção, incluindo a etapa e), a primeira composição de metal de solda bruta compreende no máximo 26,5% em peso de cobre e níquel, preferencialmente, no máximo 25,0% em peso, mais preferencialmente, no máximo 22,5% em peso, ainda mais preferencialmente, no máximo 20,0% em peso, preferencialmente, no máximo 17,5% em peso, mais preferencialmente, no máximo 16,0% em peso, ainda mais preferencialmente, no máximo 15,5% em peso juntos de cobre e níquel. Os requerentes descobriram que ter menos cobre e níquel na primeira composição de metal de solda bruta obtida na etapa e) é vantajoso. A primeira composição bruta de metal de solda geralmente precisa ser submetida a etapas de purificação adicionais para reduzir a presença de metais diferentes de estanho, chumbo e antimônio na composição bruta de metal de solda, por exemplo, antes que essa composição bruta de metal de solda se torne adequada para a recuperação de alta pureza produtos de estanho e/ou chumbo. Isso inclui a remoção de cobre e níquel. Esse tratamento pode, por exemplo, ser feito com metal de silício, conforme descrito na DE 102012005401 A1. O metal de silício é um produto químico de processo bastante caro, e o tratamento resulta em compostos de silício dos metais contaminantes como subproduto que precisa ser retrabalhado ou descartado. O cobre e o níquel que são arrastados no primeiro metal de solda bruta causam, assim, um aumento do consumo de metal de silício em uma etapa de purificação. Portanto, é vantajoso limitar o cobre e o níquel na primeira composição de metal de solda bruta, de acordo com os limites superiores prescritos.

[0140] Em uma modalidade do processo, de acordo com a presente invenção, incluindo a etapa e), a primeira composição de metal de solda bruta compreende no máximo 17,5% em peso de cobre, preferencialmente, no máximo 15% em peso, mais preferencialmente, no máximo 14% em peso, ainda mais preferencialmente em no máximo 13% em peso, preferencialmente, no máximo 12% em peso, mais preferencialmente, no máximo 11% em peso de cobre. Pelas razões explicadas acima para o cobre e o níquel, os requerentes preferem limitar o cobre na primeira composição de metal de solda bruta, em conformidade com o limite superior prescrito.

[0141] Em uma modalidade do processo, de acordo com a presente invenção, incluindo a etapa e), a primeira composição de metal de solda bruta compreende no máximo 9,0% em peso de níquel, preferencialmente, no máximo 7,0% em peso, mais preferencialmente, no máximo 5,0% em peso, ainda mais preferencialmente em mais 4,0% em peso, preferencialmente, no máximo 3,0% em peso, mais preferencialmente, no máximo 2,0% em peso de níquel. Pelas razões explicadas acima para o cobre e o níquel, os requerentes preferem limitar o níquel na primeira composição de metal de solda bruta, em conformidade com o limite superior prescrito.

[0142] Em uma modalidade do processo, de acordo com a presente invenção, incluindo a etapa e), a primeira composição de metal de solda bruta compreende no máximo 8% em peso de ferro, preferencialmente, no máximo 8,0% em peso, mais preferencialmente, no máximo 7,5% em peso, ainda mais preferencialmente em mais de 7,0% em peso, preferencialmente, no máximo 6,5% em peso, mais preferencialmente, no máximo 6,0% em peso, ainda mais preferencialmente, no máximo 5,5% em peso, preferencialmente, no máximo 5,0% em peso, mais preferencialmente, no máximo 4,5% em peso, ainda mais preferencialmente, no máximo 4,0 % em peso, preferencialmente, no máximo 3,5% em peso de ferro. Os requerentes descobriram que ter menos ferro na primeira composição de metal de solda bruta obtida na etapa e) é vantajoso. A primeira composição de metal de solda bruta geralmente precisa ser submetida a pelo menos mais uma etapa de purificação para reduzir a presença de outros metais além do 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 ferro. Esse tratamento pode, por exemplo, ser feito com metal de silício, conforme descrito na DE 102012005401 A1. O metal de silício é um produto químico de processo bastante caro, e o tratamento resulta em um composto de silício do metal contaminante como um subproduto que precisa ser retrabalhado ou descartado. O ferro que é arrastado no primeiro metal de solda bruta causa, assim, um aumento do consumo de metal de silício em tal etapa de purificação. Portanto, é vantajoso limitar o ferro na primeira composição de metal de solda bruta de acordo com os limites superiores prescritos.

[0143] Em uma modalidade do processo, de acordo com a presente invenção, incluindo a etapa e), a segunda escória de refino de solda compreende no máximo 2,0% em peso de cobre e níquel, preferencialmente, no máximo 1,5% em peso, mais preferencialmente, no máximo 1,0% em peso, ainda mais preferencialmente, no máximo 0,5% em peso, preferencialmente, no máximo 0,45% em peso, mais preferencialmente, no máximo 0,40% em peso juntos de cobre e níquel. Menos cobre e níquel na segunda escória de refino de solda significa que também há menos cobre e níquel na primeira composição de metal de solda bruta, que no final da etapa e) está em equilíbrio com a segunda escória de refino de solda. As vantagens de ter menos cobre e níquel na segunda escória de refino de solda incluem, portanto, as vantagens explicadas em outras partes deste documento em relação a ter menos cobre e/ou níquel na primeira escória de refino de solda. Além disso, esse recurso traz o benefício adicional de que menos cobre e níquel podem acabar na segunda composição de metal à base de estanho e chumbo obtida na etapa f), uma etapa que é introduzida mais adiante neste documento e precisaria ser recuperada a partir daí.. Outra vantagem é que mais volume de forno fica disponível para a etapa f), permitindo que uma quantidade maior de alimentação fresca seja introduzida como parte da etapa f).

[0144] Em uma modalidade do processo, de acordo com a presente invenção, incluindo a etapa e), a segunda escória de refino de solda compreende no máximo 8,0% em peso e, opcionalmente, pelo menos 1,0% em peso de estanho e chumbo, preferencialmente, no máximo 7,0% em peso, mais preferencialmente em no máximo 6,0% em peso, ainda mais preferencialmente, no máximo 5,0% em peso, preferencialmente, no máximo 4,5% em peso, mais preferencialmente, no máximo 4,0% em peso, ainda mais preferencialmente, no máximo 3,5% em peso juntos de estanho e chumbo. Os requerentes concluíram que é vantajoso limitar a presença de estanho e chumbo na segunda escória de refino de solda no final da etapa e) porque a maioria dessas quantidades de estanho e chumbo que precisam ser recuperadas na etapa a jusante f), que é introduzido aqui abaixo, acabam na segunda composição de metal à base de estanho e chumbo e precisam ser processados para sua recuperação em produtos de metais de alta qualidade. Também é importante recuperar o estanho e, em particular, o chumbo a montante da produção da segunda escória gasta na etapa f). Normalmente, qualquer estanho e/ou chumbo que acabam em uma escória gasta representam uma perda de metais valiosos do processo e podem impor tratamento adicional antes que a escória gasta possa ser descartada ou ser adequada para uso em uma aplicação economicamente mais valiosa.

[0145] Por outro lado, os requerentes também preferem ter pelo menos 1,5% em peso de estanho e chumbo na segunda escória de refino de solda, preferencialmente, pelo menos, 2,0% em peso, 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. Isso traz a vantagem de também ter mais estanho e chumbo juntos na primeira composição de metal de solda bruta, que no final da etapa e) deve estar em equilíbrio com a segunda escória de refino de solda e cujas vantagens foram explicadas em outros lugares neste documento.

[0146] Em uma modalidade da presente invenção, o processo compreende ainda a etapa de f) reduzir parcialmente a segunda escória de refino de solda, formando assim uma segunda composição de metal à base de estanho e chumbo e uma segunda escória gasta, seguida pela separação da segunda escória gasta da segunda composição de metal à base de estanho e chumbo.

[0147] Os requerentes concluíram que é vantajoso fornecer a etapa de redução extra f) a 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 descobriram que metais mais valiosos podem ser extraídos dessa segunda escória de refino de solda na 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 concluíram ainda que a etapa de redução extra f) também é capaz de reduzir metais lixiviáveis, como chumbo, na escória para níveis suficientemente baixos, de modo que a escória que sobra da etapa f) 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, como chumbo e/ou zinco.

[0148] Em uma modalidade, o processo, de acordo com a presente invenção, incluindo a etapa f), compreende a adição de uma primeira alimentação fresca contendo cobre à etapa f), de preferência antes de reduzir a segunda escória de refino de solda.

[0149] Os requerentes descobriram que a adição de cobre na etapa de redução f) traz uma vantagem significativa porque o cobre pode atuar como um excelente agente extrator para quaisquer outros metais valiosos que tenham permanecido na segunda escória de refino de solda restante após a etapa e), e que essa extração vantajosa pode ser realizada sem perder quantidades significativas de cobre na segunda escória gasta que é produzida na etapa f).

[0150] Os requerentes constataram ainda que a alimentação fresca contendo cobre que pode ser adicionados 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 roteamento dessa segunda escória gasta, nem representam uma perda economicamente significativa de metais valiosos.

[0151] Os requerentes concluíram que uma grande variedade de materiais é adequada como alimento fresco contendo cobre para a etapa f). Os requerentes, no entanto, preferem que o alimento fresco que contenha cobre para a etapa f) compreenda apenas quantidades limitadas e, de preferência pouco ou nenhum combustível, ou seja, substâncias que oxidem rapidamente sob as condições do processo, por exemplo, materiais orgânicos, como plásticos e/ou hidrocarbonetos, restos de combustível ou óleo, etc., de modo que a temperatura na etapa f) permaneça prontamente controlável.

[0152] Em uma modalidade do processo, de acordo com a presente invenção, incluindo a etapa f), a primeira alimentação fresca contendo cobre compreende cobre preto e/ou material de anodo de cobre gasto ou rejeitado.

[0153] Os requerentes descobriram que na etapa f), uma quantidade significativa de cobre preto, similar em composição ao cobre preto que é fornecido na etapa a), uma etapa que é introduzida mais adiante neste documento, 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 na segunda escória gasta da etapa f). Os requerentes descobriram que as quantidades de cobre preto de uma etapa de fundição a montante aceitáveis na etapa f) são muito significativas, mesmo da ordem de magnitude da quantidade de cobre preto fornecida na etapa a) como alimento para a primeiro etapa de refino de cobre b), que também é introduzida aqui mais adiante. Os requerentes descobriram que a inclusão da etapa f) no processo, de acordo com a presente invenção, aumenta significativamente a capacidade de processar cobre preto do tipo fundidor e, portanto, processar quantidades mais altas de matérias-primas de menor qualidade que trazem metais valiosos de baixo valor e, portanto, com um potencial de atualização de alto valor. Os requerentes descobriram que esta maneira de operar a etapa f) traz a vantagem extra de que uma parte significativa do cobre preto da etapa de fundição a montante pode ser processada sem que todo esse cobre preto precise passar pelo menos pela primeira etapa b) da sequência de refino de cobre descrita mais adiante neste documento. Quaisquer metais na alimentação de cobre preto para a etapa f) que tenham, nas condições do processo, uma afinidade maior por oxigênio do que o cobre, provavelmente já serão removidos antes que o cobre dessa alimentação fresca de cobre preto para a etapa f) possa encontrar o caminho para a etapa b) e passe pela sequência do processo de refino de cobre começando na etapa b).

[0154] Os requerentes também descobriram 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 de um anodo no eletrólito e se deposita novamente 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 descobriram que a etapa f) é altamente adequada para a introdução de tal material de anodo de cobre gasto. Os anodos de cobre para essa etapa da eletrólise de cobre são tipicamente fundidos 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 descobriram que a etapa f) também é altamente adequada para a introdução de tal material de anodo de cobre rejeitado.

[0155] Os requerentes preferem introduzir o material do anodo de cobre gasto e/ou rejeitar 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).

[0156] Em uma modalidade do processo, de acordo com a presente invenção, incluindo a etapa f), a segunda composição de metal à base de estanho e chumbo compreende pelo menos 60% em peso e, opcionalmente, no máximo 90% em peso de cobre e níquel, de preferência pelo menos 65% em peso, mais preferencialmente, pelo menos, 68% em peso, ainda mais preferencialmente, pelo menos, 70% em peso, ainda mais preferencialmente, pelo menos, 72% em peso juntos de cobre e níquel. Os requerentes descobriram que é vantajosa uma quantidade elevada de cobre e níquel, em particular uma quantidade elevada de cobre, na segunda composição de metal à base de estanho e chumbo no final da etapa f). O cobre e também o níquel atuam na etapa f) como agentes de extração de outros metais valiosos, em especial para estanho e chumbo, e o equilíbrio de fases de cobre e níquel torna isso possível nas condições corretas, sem causar ao mesmo tempo um nível inaceitavelmente alto de perda de cobre e níquel na segunda escória gasta.

[0157] Por outro lado, os requerentes preferem que a segunda composição de metal à base de estanho e chumbo compreenda no máximo 85% em peso, preferencialmente, no máximo 82% em peso, mais preferencialmente, no máximo 80% em peso, ainda mais preferencialmente, no máximo 77,5% em peso, preferencialmente em mais de 75% em peso de cobre e níquel. Isso deixa mais espaço para recuperar estanho e/ou chumbo e reduzir a perda de estanho e/ou chumbo na segunda escória gasta da etapa f). Os requerentes também constataram que o cumprimento deste limite superior reduz fortemente a perda de metais valiosos, em particular de cobre, na segunda escória gasta no final da etapa f).

[0158] Em uma modalidade do processo, de acordo com a presente invenção, incluindo a etapa f), a segunda composição de metal à base de chumbo e estanho compreende pelo menos 12% em peso de estanho e chumbo, preferencialmente, pelo menos, 15% 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 de estanho e chumbo. Os requerentes constataram que uma presença mínima de outros metais que não o cobre, como uma presença mínima em conjunto de estanho e chumbo, na fase de metal no final da etapa f) traz a vantagem de que menos cobre seja perdido na segunda escória gasta que está no final da etapa f) em equilíbrio com o mesmo.

[0159] Em uma modalidade do processo, de acordo com a presente invenção, incluindo a etapa f), a segunda composição de metal à base de estanho e chumbo compreende pelo menos 60% em peso e, opcionalmente, no máximo 85% em peso de cobre, de preferência pelo menos 65% em peso, mais preferencialmente em pelo menos 67% em peso, ainda mais preferencialmente, pelo menos, 69% em peso, preferencialmente, pelo menos, 70% em peso, mais preferencialmente, pelo menos, 71% em peso de cobre. Os requerentes descobriram que, em particular, é vantajosa uma quantidade elevada de cobre na segunda composição de metal à base de estanho e chumbo no final da etapa f). O cobre atua na etapa f) como um agente de extração de outros metais valiosos, em particular para estanho e chumbo, e o equilíbrio de fases do cobre torna isso possível nas condições corretas, sem causar ao mesmo tempo uma perda inaceitavelmente alta de cobre no segunda escória gasta.

[0160] Por outro lado, os requerentes preferem que a segunda composição de metal à base de estanho e chumbo compreenda no máximo 82,5% em peso, preferencialmente, no máximo 80% em peso, mais preferencialmente, no máximo 77,5% em peso, ainda mais preferencialmente, no máximo 75% em peso, preferencialmente em 72,5% em peso de cobre. Isso deixa mais espaço para recuperar estanho e/ou chumbo e reduzir a perda de estanho e/ou chumbo na segunda escória gasta da etapa f). Os requerentes também descobriram que o cumprimento desse limite superior reduz fortemente a perda de cobre valioso na segunda escória gasta no final da etapa f).

[0161] Em uma modalidade do processo, de acordo com a presente invenção, incluindo a etapa f), a segunda escória gasta compreende no máximo 2,5% em peso de estanho e chumbo, preferencialmente, no máximo 2,0% em peso, mais preferencialmente, no máximo 1,5% em peso, ainda mais preferencialmente, no máximo 1,00% em peso, preferencialmente, no máximo 0,95% em peso de estanho e chumbo.

[0162] Em uma modalidade do processo, de acordo com a presente invenção, incluindo a etapa f), a segunda escória gasta compreende no máximo 2,0% em peso de cobre e níquel, preferencialmente, no máximo 1,5% em peso, mais preferencialmente, no máximo 1,0% em peso, ainda mais preferencialmente, no máximo 0,75% em peso, preferencialmente, no máximo 0,60% em peso de cobre e níquel.

[0163] Em uma modalidade do processo, de acordo com a presente invenção, incluindo a etapa f), a segunda escória gasta compreende no máximo 2,0% em peso de cobre, preferencialmente, no máximo 1,5% em peso, mais preferencialmente, no máximo 1,0% em peso, ainda mais preferencialmente, no máximo 0,70 % em peso de cobre.

[0164] Os limites superiores especificados para a presença de cobre, níquel, estanho, chumbo e qualquer combinação desses metais juntos, cada um individualmente traz o benefício de que o valor econômico das quantidades dos metais alvo que saem do processo com a segunda escória gasta da etapa f) é mantido limitado. Isto reduz a necessidade ou o desejo de fornecer etapas adicionais do processo na segunda escória gasta antes que ela possa ser descartada e, portanto, oferece o benefício de que menos ou possivelmente nenhuma etapa de tratamento adicional seja necessária antes que a segunda escória gasta possa ser descartada ou antes de a escória ser considerada aceitável em uma aplicação ou uso final economicamente mais atraente.

[0165] Na segunda escória gasta do processo, de acordo com a presente invenção, incluindo a etapa f), são recuperados a maioria dos elementos que, nas condições do processo, têm uma afinidade maior por 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 alcalino-terrosos, mas também para outros elementos, como silício ou fósforo. Qualquer um desses elementos que termina na segunda escória gasta é removido do processo e não ocupa um volume útil do forno em comparação com quando seria reciclado para uma etapa do processo a montante.

[0166] Em uma modalidade do processo, de acordo com a presente invenção, incluindo a etapa f), a etapa f) compreende adicionar um terceiro agente de redução à etapa f).

[0167] Os requerentes descobriram que o terceiro agente de redução 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 e chumbo e manter metais rejeitados na segunda escória gasta. Os requerentes constataram que o terceiro agente de redução pode ser um gás, como metano ou gás natural, mas também pode ser um sólido ou um líquido, como carbono, hidrocarboneto, alumínio ou ferro.

[0168] Em uma modalidade do processo, de acordo com a presente invenção, incluindo a etapa f), o terceiro agente de redução compreende, e de preferência é, um metal tendo nas condições do processo uma afinidade maior por oxigênio do que estanho, chumbo, cobre e níquel, preferencialmente metal de ferro, mais preferencialmente sucata de ferro. Os requerentes preferem usar ferro, preferencialmente sucata de ferro como agente redutor, devido à sua alta disponibilidade em condições economicamente atrativas. Os requerentes descobriram que a adição do agente redutor sólido pode trazer o benefício adicional de que o forno requer menos aquecimento adicional para manter ou atingir a temperatura desejada. Os requerentes descobriram que esse benefício pode ser suficientemente grande, de modo 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 descobriram ainda que a etapa f) pode se beneficiar ainda mais da adição de sílica, conforme explicado em outras partes deste documento.

[0169] Os requerentes preferem adicionar à etapa f) uma quantidade de terceiro agente de redução 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 maior 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 descobriram 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 nesta alimentação fresca contendo cobre se move prontamente para a fase de escória como óxido de ferro, enquanto ajuda na redução química de outros metais que, sob as condições do processo, apresentam uma menor afinidade pelo oxigênio do que pelo ferro.

[0170] Em uma modalidade, o processo, de acordo com a presente invenção, compreende ainda a etapa de g) reciclagem de pelo menos uma parte da segunda composição de metal à base de estanho de chumbo na etapa c), adicionando preferencialmente a maioria, se não toda, da segunda composição de metal à base de estanho de chumbo à etapa c), e preferencialmente antes de reduzir a primeira escória de refino de cobre e/ou reciclar pelo menos uma parte da segunda composição de metal à base de estanho e chumbo na etapa b), que é introduzida mais abaixo neste documento e/ou reciclar pelo menos uma parte da segunda composição de metal à base de estanho e chumbo à etapa d )

[0171] Os requerentes descobriram que os metais valiosos na segunda composição de metal à base de estanho e chumbo da etapa f) podem ser facilmente recuperados adicionando esta composição à etapa c) e/ou à etapa b) e/ou à etapa d). Os metais na segunda composição de metal à base de estanho e chumbo, com uma maior afinidade por oxigênio nas condições do processo, oxidam prontamente e resultam em uma redução desses metais sendo alimentados na etapa c) que têm uma menor afinidade pelo oxigênio nas mesmas condições. A presença na etapa c) dos metais extras da etapa f) resulta em uma redução parcial dos metais presentes como óxidos na primeira escória de refino de cobre. Como resultado, metais mais valiosos, como Cu, Ni, Sn, Pb, Sb, As, passam para a fase de metal da etapa c), e metais mais rejeitáveis, como Fe, Si e Al, passam para a primeira escória gasta produzida na etapa c). A adição desta segunda composição de metal à base de estanho e chumbo na etapa c) melhora, portanto, a separação desejada das outras matérias-primas para a etapa c) em combinação com a obtenção da separação desejada dos metais que foram recuperados da etapa f).

[0172] Em uma modalidade do processo, de acordo com a presente invenção, incluindo a etapa e), a etapa e) compreende adicionar um segundo agente de redução à etapa e), preferencialmente à primeira escória de refino de solda antes de reduzir a primeira escória de refino de solda. Os requerentes descobriram ainda que para realizar a redução na etapa e), além da corrente de metal que pode ser adicionada na etapa e) ou como alternativa, um agente de redução pode ser adicionado à etapa e). Os requerentes descobriram que a adição do agente redutor ajuda a alcançar a redução química desejada. Os requerentes constataram que o segundo agente de redução pode ser um gás, como metano ou gás natural, mas também pode ser um sólido ou um líquido, como carbono, hidrocarboneto, alumínio ou ferro.

[0173] Os requerentes descobriram que a redução na etapa e) pode ser realizada pelo menos parcialmente pela adição de uma corrente de metal adequada (segundo agente de redução), ou seja, pela adição de uma composição de metal que contém metais que possuem nas condições do processo uma maior afinidade pelo oxigênio do que estanho e/ou chumbo, como zinco, silício, magnésio, ferro, cálcio ou alumínio. Esta corrente de metal, de preferência em adição, também contém estanho e/ou chumbo e, opcionalmente, pode conter também algum antimônio e/ou arsênio. Esse antimônio adicional, estanho e/ou chumbo acaba rapidamente como parte da primeira composição de metal de solda bruta da etapa e) e pode ser facilmente recuperado a jusante como parte de um produto primário de metal purificado. A corrente de metal adicionada contém, de preferência, apenas pequenas quantidades de níquel e/ou cobre, ou seja, metais que provavelmente também acabarão como parte da primeira composição de metal de solda bruta da etapa e), mas que podem trazer encargos adicionais para o processo e despesas operacionais, como como consumo extra de silício quando uma etapa de tratamento de silício é fornecida a jusante na 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 deixar a etapa e) com a primeira composição de metal de solda bruta e aumentar os encargos do processo a jusante.

[0174] Em uma modalidade do processo, de acordo com a presente invenção, incluindo a etapa e), o segundo agente de redução compreende, e de preferência é, um metal tendo nas condições do processo uma afinidade maior por oxigênio do que estanho, chumbo, cobre e níquel, preferencialmente o segundo o agente de redução compreende ferro de metal, mais preferencialmente sucata de ferro. Os requerentes preferem usar ferro, preferencialmente sucata de ferro como agente redutor, devido à sua alta disponibilidade em condições economicamente atrativas. Os requerentes descobriram que a adição do agente redutor sólido pode trazer o benefício adicional de que o forno requer menos aquecimento adicional para manter ou atingir a temperatura desejada. Os requerentes 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 descobriram ainda que a etapa e) pode se beneficiar ainda mais da adição de sílica, conforme explicado em outras partes deste documento.

[0175] Em uma modalidade do processo, de acordo com a presente invenção, incluindo a etapa e), uma primeira alimentação 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 alimentação fresca contendo Pb e/ou Sn compreendendo e mais preferencialmente sendo borra obtida a partir do processamento a jusante de correntes concentradas de Pb e/ou Sn.

[0176] Os requerentes concluíram que a etapa e) também é um local muito adequado 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, nas condições do processo, têm maior afinidade por oxigênio do que estanho e chumbo. Sua adição à etapa e) traz a vantagem de que o estanho e/ou 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 caminho direto do processo para a segunda escória gasta produzida na etapa a jusante f).

[0177] Os requerentes concluíram que a etapa e) é muito adequada para recuperar estanho e/ou chumbo e, opcionalmente, antimônio e/ou arsênio, em matérias-primas ou subprodutos processados ricos em metais, mas relativamente baixos em cobre e/ou níquel. Os requerentes constataram que a primeira alimentação fresca contendo Pb e/ou Sn pode conter ainda metais com, nas condições do processo, uma maior afinidade por oxigênio do que estanho e/ou chumbo, como sódio, potássio, cálcio. Tais metais podem, por exemplo, ser introduzidos como parte de produtos químicos do processo usados nas etapas a jusante para refinar uma corrente rica em estanho e/ou chumbo, como a primeira composição de metal de solda bruta ou um derivado a jusante. Os requerentes descobriram 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 divulgados no documento WO 2018/060202 A1 ou semelhante. Tais correntes 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.

[0178] Em uma modalidade, o processo, de acordo com a presente invenção, compreende ainda as etapas de a) fornecer uma composição de cobre preto compreendendo uma quantidade significativa de cobre juntamente com uma quantidade significativa de estanho e/ou chumbo, b) oxidar parcialmente a composição de cobre preto, formando assim uma primeira fase de metal de cobre enriquecido e a primeira escória de refino de cobre, seguida pela separação da primeira escória de refino de cobre da primeira fase de metal de cobre enriquecido, e alimentar a primeira escória de refino de cobre na etapa c).

[0179] Os requerentes concluíram que a oxidação parcial de uma matéria- prima de cobre preto 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 derivação de uma corrente de solda bruta, como a primeira composição de metal de solda bruta da etapa e), cuja corrente de solda bruta pode servir como intermediário para a recuperação de produtos de estanho e/ou chumbo de alta pureza. Os requerentes descobriram que esta eficácia é particularmente devida à obtenção, na etapa d), da primeira composição 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, incluindo as etapas a), b), c) e d).

[0180] Em uma modalidade do processo, de acordo com a presente invenção, incluindo a etapa b), 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 o % de recuperação de um elemento específico, pois, independentemente de considerar átomos ou peso, o % de recuperação permanece o mesmo.

[0181] Em uma modalidade do processo, de acordo com a presente invenção, incluindo a etapa b), a recuperação de 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%.

[0182] 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 realizada no cobre preto, uma quantidade significativa de estanho e/ou o chumbo presente é removido, juntamente com quantidades significativas de outros elementos além do cobre. Isso traz a vantagem de que menos borras são alimentadas nas etapas executadas a jusante na primeira fase do metal de cobre enriquecido. Isso significa que as etapas do processo a jusante na primeira fase do metal de cobre enriquecido precisam lidar com uma quantidade menor de borras e também com menor ocupação de volume pela primeira fase do metal de cobre enriquecido. Isso geralmente significa que um volume mais precioso do forno é liberado nas etapas de processamento subsequentes, executadas na primeira fase do metal de cobre enriquecido, o que abre espaço para a introdução de material extra nessas etapas do processo e, portanto, a oportunidade para um aumento da produção do produto final de cobre dentro das mesmas restrições de volume do forno. As vantagens listadas estão associadas ao limite inferior à recuperação de estanho na etapa b), também ao limite inferior à recuperação de chumbo na etapa b) e à combinação de um limite inferior à recuperação de estanho com uma menor limite à recuperação de chumbo na etapa b). Os efeitos são cumulativos em relação aos dois metais, estanho e chumbo, e juntos trazem até um efeito aprimorado em relação à soma dos dois efeitos individuais.

[0183] Os requerentes descobriram que as recuperações desejadas na etapa b) podem ser obtidas controlando a presença de oxigênio e/ou doadores de oxigênio na etapa b) dentro de limites apropriados, se necessário, combinados com uma adição controlada de captadores de oxigênio e a adição de material de fluxo.

[0184] Em uma modalidade do processo, de acordo com a presente invenção, incluindo a etapa b), matérias-primas extras são adicionadas como alimentação 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 cara.

[0185] Em uma modalidade do processo, de acordo com a presente invenção, incluindo a etapa a), a composição de cobre preto atende a pelo menos uma e, de preferência, todas as seguintes condições: • compreendendo pelo menos 50% em peso de cobre, • compreendendo no máximo 96,9% em peso de cobre, • compreendendo pelo menos 0,1% em peso de níquel, • compreendendo no máximo 4,0% em peso de níquel, • compreendendo pelo menos 1,0% em peso de estanho, • compreendendo no máximo 15% em peso de estanho, • compreendendo pelo menos 1,0% em peso de chumbo, • compreendendo no máximo 25% em peso de chumbo, • compreendendo no máximo 3,5% em peso de ferro, e • compreendendo no máximo 8,0% em peso de zinco.

[0186] Os requerentes preferem que qualquer cobre preto que possa ser usado no processo, de acordo com a presente invenção, ou seja, também qualquer cobre preto usado em uma etapa do processo diferente da etapa b) atenda a pelo menos uma das condições acima e, de preferência, a todas.

[0187] Em uma modalidade do processo, de acordo com a presente invenção, o cobre preto compreende no máximo 96,9% em peso ou melhor, no máximo 96,5% em peso de cobre, preferencialmente, no máximo 96,0% em peso, mais preferencialmente, no máximo 95,0% em peso, ainda mais preferencialmente em 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 inferior a 80,0% em peso e preferencialmente, no máximo 79,0% em peso de cobre. Isto traz a vantagem de que o processo a montante para produzir o cobre preto pode aceitar matérias-primas que compreendem muito mais metais que o cobre. É particularmente vantajoso aceitar mais estanho e/ou chumbo na produção de cobre preto, e essas quantidades mais altas de estanho e/ou chumbo podem ser prontamente processadas em uma quantidade aumentada de co-produto de solda bruta, um produto que está tendo um valor econômico relativamente alto.

[0188] Em uma modalidade do processo, de acordo com a presente invenção, o cobre preto compreende pelo menos 50% em peso ou ainda melhor 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 em 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 em 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.

[0189] Isso traz a vantagem de que uma etapa de pré-refino, como a fornecida na US 3.682.623 para atualizar um cobre preto contendo 75-80% em peso de cobre para cerca de 85% em peso ou mais de cobre (85,12% em peso de cobre no Exemplo, Tabela VI), pode ser dispensado.

[0190] Os requerentes descobriram ainda que o processo geral é mais operacional e eficiente e geralmente produz mais produtos principais, se a concentração de cobre no cobre preto permanecer dentro do limite inferior prescrito. Com uma menor concentração de cobre no cobre preto, outros elementos compõem o equilíbrio. Isso é bastante aceitável e muitas vezes até desejável se forem metais valiosos que compõem o equilíbrio, como o chumbo, mas ainda mais interessante ao incluir também o estanho. Esses metais consomem produtos químicos durante qualquer etapa de oxidação e/ou redução, mas, em última análise, a maior parte destes acaba em uma corrente principal de produtos. Se, no entanto e ao contrário, são metais ou elementos de menor valor que inevitavelmente acabam em uma das escórias do processo gasto que compõem o equilíbrio, então a menor concentração de cobre é bastante desvantajosa, porque esses metais e/ou elementos consomem produtos químicos nas as etapas de oxidação como parte das etapas de refino de cobre e/ou podem consumir outros produtos químicos em uma das etapas de redução a jusante, como a etapa c) do processo, de acordo com a presente invenção. Além disso, esses metais ou elementos de baixo valor ocupam volume no forno e, portanto, sua presença exige fornos maiores e, portanto, um custo de investimento mais alto. Dentro de um determinado tamanho de equipamento disponível, a presença desses metais ou elementos restringe as restrições à introdução, em qualquer uma das etapas do processo, de matérias-primas de maior valor, como aquelas que contêm altas concentrações de cobre, estanho e/ou chumbo. A composição de cobre preto é tipicamente um intermediário produzido por outra etapa do processo pirometalúrgico, ou seja, uma etapa de fundição. Uma etapa de fundição resulta em um produto de metal fundido, o chamado "cobre preto", e uma escória líquida principalmente de óxidos de metais, geralmente na presença de quantidades significativas de sílica. Os requerentes preferem, em uma etapa de fundição, obter um produto de cobre preto com pelo menos a quantidade mínima de cobre especificada, porque a alta presença de cobre atua como um agente de extração para outros metais valiosos, como estanho e chumbo. Manter a concentração de cobre na composição de cobre preto acima do limite especificado resulta em uma recuperação mais alta desses outros metais valiosos presentes na composição de cobre preto, em vez de perder esses metais valiosos como parte da escória da fundição, na qual esses metais normalmente têm pouco ou nenhum valor e até pode representar um fardo.

[0191] Em uma modalidade do processo, de acordo com a presente invenção, o cobre preto compreende pelo menos 1,0% em peso de estanho, preferencialmente, pelo menos, 1,5% em peso, mais preferencialmente, pelo menos, 2,0% em peso, ainda mais preferencialmente, pelo menos, 2,5% em peso, ainda mais preferencialmente, pelo menos, 3,0% em peso, preferencialmente, pelo menos, 3,5% em peso, mais preferencialmente, pelo menos, 3,75% em peso, ainda mais preferencialmente, pelo menos, 4,0% em peso, ainda mais preferencialmente, pelo menos, 4,5% em peso, preferencialmente, pelo menos, 5,0% em peso, mais preferencialmente em pelo menos 5,5% em peso, ainda mais preferencialmente, pelo menos, 6,0% em peso, ainda mais preferencialmente, pelo menos, 6,5% em peso, preferencialmente, pelo menos, 7,0% em peso, mais preferencialmente, pelo menos, 7,5% em peso, ainda mais preferencialmente, pelo menos, 8,0% em peso, ainda mais preferencialmente, pelo menos, 8,5% em peso, preferencialmente, pelo menos, 9,0% em peso, mais preferencialmente, pelo menos, 9,5% em peso, ainda mais preferencialmente, pelo menos, 10,0% em peso, ainda mais preferencialmente, pelo menos, 11,0% em peso de estanho. O estanho é um metal altamente valioso que, na sua forma de produto com 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 esta estanho de matérias-primas de baixo valor econômico, nas quais o estanho está normalmente presente em baixas concentrações. Tais matérias-primas de baixo valor geralmente contêm grandes quantidades de elementos que são difíceis de processar em um processo de refino pirometalúrgico 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 preto. Os requerentes preferem processar o máximo possível de estanho a partir de matérias-primas de baixo valor e, portanto, preferem que a composição de cobre preto do processo, de acordo com a presente invenção, contenha o máximo possível de estanho nas outras restrições do processo.

[0192] Em uma modalidade do processo, de acordo com a presente invenção, o cobre preto compreende pelo menos 1,0% em peso de chumbo, preferencialmente, pelo menos, 1,5% em peso, mais preferencialmente, pelo menos, 2,0% em peso, ainda mais preferencialmente, pelo menos, 2,5% em peso, ainda mais preferencialmente, pelo menos, 3,0% em peso, preferencialmente, pelo menos, 3,5% em peso, mais preferencialmente, pelo menos, 3,75% em peso, ainda mais preferencialmente, pelo menos, 4,0% em peso, ainda mais preferencialmente, pelo menos, 4,5% em peso, preferencialmente, pelo menos, 5,0% em peso, mais preferencialmente em pelo menos 5,5% em peso, ainda mais preferencialmente, pelo menos, 6,0% em peso, ainda mais preferencialmente, pelo menos, 7,0% em peso, preferencialmente, pelo menos, 8,0% em peso, mais preferencialmente, pelo menos, 9,0% em peso, ainda mais preferencialmente, pelo menos, 10,0% em peso, ainda mais preferencialmente, pelo menos, 11,0% em peso, preferencialmente, pelo menos, 12,0% em peso, mais preferencialmente, pelo menos, 13,0% em peso, ainda mais preferencialmente, pelo menos, 14,0% em peso, ainda mais preferencialmente, pelo menos, 15,0% em peso de chumbo.

[0193] O chumbo também é um metal valioso. Além disso, a presença de chumbo facilita a recuperação do metal de estanho ainda mais valioso, pois se comporta de maneira semelhante à do estanho, acaba nos mesmos correntes de processo, formando uma mistura chamada “solda”, e os correntes de solda resultantes têm uma densidade mais alta e, portanto, são mais fáceis de separar dos correntes de líquidos de menor densidade, como escória, ou correntes sólidos, como borras. 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 preto. Os requerentes preferem obter o máximo de chumbo possível de tais matérias-primas de baixo valor e, portanto, preferem que a composição de cobre preto do processo, de acordo com a presente invenção, contenha o máximo de chumbo possível dentro de outras restrições do processo.

[0194] Uma presença mais alta de estanho e/ou chumbo no cobre preto traz a vantagem de que as matérias-primas que contenham esse estanho e/ou chumbo podem ser processadas em uma etapa de fundição, uma etapa altamente tolerante a outras borras, muito maior que a de as 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 preto 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 preto 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 as etapas do processo de refino de cobre, incluindo acessórios.

[0195] Os requerentes preferem, portanto, ter quantidades mais altas de estanho e/ou chumbo no cobre preto, porque traz a vantagem de que dentro de uma quantidade limitada desses metais a serem produzidos devido às limitações do equipamento, mais desses metais estão sendo recuperados com baixo valor matérias- primas 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.

[0196] Em uma modalidade do processo, de acordo com a presente invenção, o cobre preto compreende no máximo 15,0% em peso de estanho, preferencialmente, no máximo 14,0% em peso, mais preferencialmente, no máximo 13,0% em peso, ainda mais preferencialmente, no máximo 12,0% em peso, ainda mais preferencialmente, no máximo 11,0% em peso, preferencialmente, no máximo 10,0% em peso, mais preferencialmente, no máximo 9,0% em peso, ainda mais preferencialmente, no máximo 8,0% em peso, ainda mais preferencialmente, no máximo 7,0% em peso, preferencialmente, no máximo 6,0% em peso de estanho. Os requerentes concluíram que limitar a concentração de estanho na composição de cobre preto aos limites superiores especificados traz a vantagem de haver espaço suficiente na composição de cobre preto para outros metais e elementos. Como discutido acima, a presença de cobre é altamente vantajosa na etapa de fundição a montante, assim como a presença de chumbo. Os requerentes preferem, portanto, manter a concentração de estanho dentro do limite superior especificado.

[0197] Em uma modalidade do processo, de acordo com a presente invenção, o cobre preto compreende no máximo 25,0% em peso de chumbo, preferencialmente, no máximo 24,0% em peso, mais preferencialmente, no máximo 23,0% em peso, ainda mais preferencialmente, no máximo 22,0% em peso, ainda mais preferencialmente, no máximo 21,0% em peso, preferencialmente, no máximo 20,0% em peso, mais preferencialmente, no máximo 19,0% em peso, ainda mais preferencialmente, no máximo 18,0% em peso, ainda mais preferencialmente, no máximo 17,0% em peso, preferencialmente, no máximo 16,0% em peso, mais preferencialmente em mais 15,0% em peso, ainda mais preferencialmente, no máximo 14,0% em peso, ainda mais preferencialmente, no máximo 13,0% em peso, ainda mais preferencialmente, no máximo 12,0% em peso, preferencialmente, no máximo 11,0% em peso, mais preferencialmente, no máximo 10,0% em peso, ainda mais preferencialmente, no máximo 9,0% em peso, ainda mais preferencialmente, no máximo 8,0% em peso, preferencialmente, no máximo 7,0% em peso de chumbo. Os requerentes concluíram que limitar a concentração de chumbo na composição de cobre preto aos limites superiores especificados traz a vantagem de haver espaço suficiente na composição de cobre preto para outros metais e elementos. Como discutido acima, a presença de cobre é altamente vantajosa na etapa de fundição a montante, 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.

[0198] Os requerentes constataram que quantidades excessivas de estanho e/ou chumbo no cobre preto afetam qualquer etapa de separação entre o cobre (e o níquel), por um lado, e o estanho e o chumbo, por outro. A separação é menos clara e mais estanho e/ou chumbo tendem a permanecer com o cobre. Mesmo que a corrente de cobre seja pelo menos parcialmente reciclada, isso faz com que quantidades maiores de estanho e/ou chumbo circulem no processo e ocupem o volume do forno. Mas também se a corrente de cobre dessa separação, ou parte dela, for removida do processo, maiores quantidades de estanho e/ou chumbo nessa corrente representam uma carga extra para o processamento a jusante.

[0199] Em uma modalidade do processo, de acordo com a presente invenção, o cobre preto compreende pelo menos 0,1% em peso e opcionalmente no máximo 4,0% em peso de níquel (Ni). Preferencialmente, a alimentação de cobre preto para a 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.

[0200] O níquel é um metal que está presente em muitas matérias-primas contendo cobre, estanho e/ou chumbo, e também está presente em muitas ligas que contêm ou mesmo são baseados em ferro. O níquel exibe, nas condições do forno, uma afinidade pelo oxigênio menor que o estanho e/ou chumbo, próximo e um pouco mais alto que o do cobre. Portanto, é um metal difícil de separar do cobre por pirometalurgia. Na US 3.682.623, a maior parte do níquel contido no cobre preto pré- refinado (Tabela VI, 541,8 kg) deixa o processo como uma borra 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 chumbo/estanho (Tabela XV, 110 kg). O processo compreende uma corrente de reciclagem significativa de cobre preto, na qual o níquel parece aumentar a cada ciclo (Tabela XIV, 630 kg em comparação com a Tabela VI, 500 kg). Os requerentes constataram que o níquel nos anodos de cobre é um elemento perturbador na etapa de refino elétrico a jusante. Sob as condições do processo de eletrorefino, o níquel se dissolve no eletrólito, mas não se deposita no catodo. Portanto, pode acumular-se no eletrólito e possivelmente levar à precipitação de sais de níquel ao exceder seu limite de solubilidade. Mas mesmo em níveis mais baixos, o níquel já pode levar à passivação do anodo devido a uma possível acumulação de um gradiente de concentração de níquel na superfície do anodo. O processo da US 3.682.623 é, portanto, limitado em suas capacidades de manuseio de níquel. A etapa de fusão na US 3.682.623 pode, portanto, aceitar apenas uma quantidade bastante limitada de matérias-primas que contêm quantidades significativas de níquel.

[0201] Os requerentes descobriram agora que o processo, de acordo com a presente invenção, é capaz de aceitar quantidades muito mais altas de níquel, por exemplo, como parte do cobre preto de uma etapa de fundição a montante. Essa tolerância mais alta ao níquel traz para o processo, de acordo com a presente invenção, e para quaisquer etapas do processo realizadas a montante, uma janela de aceitação mais ampla em relação às matérias-primas. O processo, de acordo com a presente invenção, assim como qualquer uma de suas etapas do processo a montante, pode, assim, 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.

[0202]Apesar da maior tolerância ao níquel, os requerentes também descobriram que o processo, de acordo com a presente invenção, pode ser capaz de produzir um produto de anodo de cobre mais rico em cobre e compreendendo menos níquel quando comparado ao anodo de cobre produzido na U.S. 3.682.623.

[0203] Em uma modalidade do processo, de acordo com a presente invenção, o cobre preto compreende no máximo 3,5% em peso de ferro, preferencialmente, no máximo 3,0% em peso, mais preferencialmente, no máximo 2,5% em peso, ainda mais preferencialmente, no máximo 2,0% em peso, ainda mais preferencialmente, no máximo 1,80% em peso, preferencialmente, no máximo 1,60% em peso de ferro.

[0204] Em uma modalidade do processo, de acordo com a presente invenção, o cobre preto compreende no máximo 8,0% em peso de zinco, preferencialmente, no máximo 7,5% em peso, mais preferencialmente, no máximo 7,0% em peso, ainda mais preferencialmente, no máximo 6,5% em peso, ainda mais preferencialmente, no máximo 6,0% em peso, preferencialmente, no máximo 5,5% em peso, mais preferencialmente, no máximo 5,0% em peso, ainda mais preferencialmente, no máximo 4,7% em peso de zinco.

[0205] Os requerentes concluíram que é aconselhável manter as concentrações de ferro e/ou zinco dentro dos limites especificados. Esses metais são normalmente oxidados nas etapas de refino do cobre, onde consomem auxiliares. O zinco é facilmente 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.

[0206] Em uma modalidade do processo, de acordo com a presente invenção, incluindo a etapa b), 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 da escória é melhor quando a temperatura da escória está em conformidade com o limite prescrito e, de preferência, acima do limite prescrito. Sem querer ficar vinculados a essa teoria, os requerentes acreditam que a temperatura mais alta cria uma melhor separação pelo menos porque a viscosidade da escória é mais baixa em temperaturas mais altas. Uma viscosidade mais baixa da escória permite que as bolhas de metal mais pesadas se combinem mais rapidamente em bolhas maiores e afundem mais rapidamente na fase de escória até atingirem a fase de metal subjacente e podem 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.

[0207] Os requerentes, no entanto, também acreditam que o equilíbrio entre a fase de metal e a 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 do 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 do processo, de acordo com a presente invenção, nas quais é feita uma separação de fases entre pelo menos duas fases líquidas, geralmente uma fase de escória sobrenadante e uma fase de metal subjacente.

[0208] Nas altas temperaturas em uma etapa de fundição ou refino de metais não ferrosos, os metais e os óxidos de metais estão ocorrendo no estado líquido fundido. Os óxidos de metais geralmente têm uma densidade mais baixa 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 de metais podem assim ser separados por gravidade como uma fase líquida de escória 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 rapidamente da fase de metal e é mais fácil lidar. A sílica também é capaz de ligar elementos específicos e, assim, também afeta o desejo desse elemento de se tornar parte da fase de escória em vez da fase de metal. Os requerentes descobriram que a adição de sílica é um elemento de processo altamente desejável para muitas das etapas que fazem parte do processo, de acordo com a presente invenção, onde uma fase de escória e uma fase 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 constataram 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 da água e, portanto, a formação de gás hidrogênio, o que representa um risco de explosão. A sílica também aumenta a atividade de qualquer estanho na escória, forçando algum SnO2 a reduzir para Sn metal, cujo Sn 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.

[0209] Nas condições operacionais da pirometalurgia, várias reações químicas ocorrem entre os vários metais e óxidos no forno. Os metais com maior afinidade pelo oxigênio são mais facilmente oxidados e esses óxidos tendem a passar para a fase de escória, enquanto os metais com menor afinidade pelo oxigênio, quando presentes como óxidos, reduzem-se rapidamente para retornar ao seu estado de metal e esses metais tendem para passar 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 pelo oxigênio, sob as condições do processo, se coletam, e a fase da escória, na qual os metais com maior afinidade pelo oxigênio, sob a as condições do processo, estão se acumulando na forma de seus óxidos.

[0210] Metais como sódio (Na), potássio (K), cálcio (Ca) e silício (Si) têm uma afinidade extremamente alta por oxigênio e serão quase exclusivamente recuperados na fase de escória. Metais como prata (Ag), ouro (Au) e outros metais preciosos têm uma afinidade extremamente baixa pelo oxigênio e são quase exclusivamente recuperados na fase de metal. A maioria dos outros metais normalmente se comporta "no meio" desses dois extremos, e sua preferência também pode ser afetada pela presença de outros elementos ou substâncias, ou talvez pela relativa ausência dos mesmos.

[0211] Os metais de interesse para esta invenção têm, sob as condições típicas do forno de refino de metais não ferrosos, afinidades por oxigênio e tendem a se distribuir entre a fase de metal e a de escória. De menor para maior afinidade pelo oxigênio e, portanto, de uma afinidade relativamente alta para uma menor afinidade pela 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 dos mais nobres aos 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, como, por exemplo, silício.

[0212]A distribuição de equilíbrio do metal entre a fase de metal e a escória também pode ser influenciada pela adição de oxigênio e/ou materiais de eliminação de oxigênio (ou agentes redutores) no banho líquido no forno.

[0213]A adição de oxigênio converterá alguns dos metais na fase de metal em sua forma oxidada, cujo óxido passará para a fase de escória. Os metais na fase de metal que possuem alta afinidade pelo oxigênio estarão mais propensos a sofrer essa conversão e movimentação. Sua distribuição de equilíbrio entre a fase de metal e escória pode, portanto, estar mais sujeita a alterações.

[0214] O oposto pode ser obtido adicionando materiais de eliminação de oxigênio. Consumidores de oxigênio adequados podem, por exemplo, ser carbono e/ou hidrogênio, em qualquer forma ou formato, como materiais orgânicos, por exemplo, madeira ou outros combustíveis, como gás natural. Carbono e hidrogênio irão facilmente oxidar (“queimar”) e convertidos a H2O e/ou CO/CO2, componentes que prontamente deixam o banho líquido e arrastam o seu teor de oxigênio a partir 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 do estado oxidado para o estado de metal, e esses metais passarão para a fase de metal. Agora, são os metais na fase de escória que têm uma afinidade menor pelo oxigênio que serão mais propensos a passar por essa reação de redução e a fazer o movimento na direção oposta.

[0215] Em uma etapa de fundição, um dos objetivos é reduzir os óxidos de metais não ferrosos valiosos que estão entrando com a alimentação 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 além disso, o material doador de oxigênio ou o material de eliminação de oxigênio podem ser adicionados à fundição.

[0216] Um material de eliminação de oxigênio altamente adequado para essas operações é o metal de ferro, sendo preferencial a sucata de ferro. Sob condições típicas de operação, o ferro reagirá com óxidos quentes, silicatos e outros compostos de metais com menor afinidade pelo oxigênio que o ferro, para produzir um fundido contendo os últimos metais em forma elementar. As reações típicas incluem:

[0217]A temperatura do banho permanece alta através do calor exotérmico da reação e do calor da combustão. A temperatura pode ser facilmente mantida dentro de uma faixa na qual a escória permanece líquida e a volatilização do chumbo e/ou estanho permanece limitada.

[0218] 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 relacionamentos como os seguintes:

[0219] 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 nas condições de operação, sendo que este último nem sempre é igual a 1,0 ou o mesmo para componentes diferentes. Os requerentes descobriram que os coeficientes de atividade podem ser influenciados pela presença de outros compostos químicos, como os chamados compostos de fluxo, às vezes também chamados de formadores de escória, em especial pela adição de dióxido de silício.

[0220] No caso em que Me é cobre, K1 e K2 são altos em temperaturas normais de reação e a redução de compostos de cobre prossegue substancialmente até a conclusão. No caso do chumbo e do estanho, K1 e K2 são relativamente baixos, mas o cobre na fase de metal extrai chumbo de metal e estanho da zona de reação da escória, diminuindo as atividades desses metais na escória e impulsionando a redução da chumbo e estanho até a conclusão.

[0221]A pressão de vapor do zinco é relativamente alta em temperatura típica da reação 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 ser aspirado entre a boca do forno e o exaustor e/ou o tubo de escape. O pó resultante de óxido de zinco é condensado e coletado por meio de sistemas convencionais de coleta de pó.

[0222] 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 fim, 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 preto fornecido ao processo, de acordo com a presente invenção, esteja acima do limite inferior especificado em outras partes deste documento.

[0223] Em uma modalidade, o processo, de acordo com a presente invenção, compreende ainda a etapa de h) oxidar parcialmente a primeira fase de metal de cobre enriquecido, formando assim uma segunda fase de metal de cobre enriquecido e uma segunda escória de refino de cobre, seguida pela separação da segunda escória de refino de cobre da segunda fase de metal de cobre enriquecido.

[0224] Os requerentes descobriram que a primeira fase de metal de cobre enriquecido formada na etapa b) pode ser ainda mais enriquecida em cobre, submetendo a corrente a uma etapa de oxidação subsequente. A etapa de oxidação subsequente leva à formação de uma segunda escória de refino de cobre que pode conter quantidades economicamente significativas de metais valiosos além do cobre, mas nas quais também é arrastada uma quantidade economicamente significativa de cobre.

[0225] Em uma modalidade do processo, de acordo com a presente invenção, incluindo as etapas b) e h), pelo menos 37,0% em peso da quantidade total de estanho e chumbo processada através das etapas do processo b) e/ou h) é recuperada no primeira escória de refino de cobre e a segunda escória de refino de cobre juntas.

[0226] Em uma modalidade do processo, de acordo com a presente invenção, incluindo as etapas b) e h), pelo menos 37,5% em peso e, melhor, pelo menos 38% em peso da quantidade total de estanho e chumbo que é processada através das etapas do processo b) e/ou h) é recuperada na primeira escória de refino de cobre e na segunda escória de refino de cobre juntas, de preferência pelo menos 40% em peso, mais preferencialmente, pelo menos, 45% em peso, ainda mais preferencialmente, pelo menos, 50% em peso, preferencialmente, pelo menos, 60% em peso, mais preferencialmente, pelo menos, 70% em peso, ainda mais preferencialmente, pelo menos, 80% em peso, ainda mais preferencialmente, pelo menos, 85% em peso, preferencialmente, pelo menos, 90% em peso, mais preferencialmente, pelo menos, 92% em peso, ainda mais preferencialmente, pelo menos, 94% em peso, ainda mais preferencialmente, pelo menos, 95% em peso da quantidade total de estanho e chumbo que é processada através das etapas do processo b) e/ou h). Os requerentes constataram que uma alta recuperação do estanho e/ou chumbo nas escórias iniciais da sequência da etapa de refino de cobre é vantajosa para obter uma melhor separação entre o cobre, por um lado, e os metais de solda estanho e/ou chumbo por outro lado.

[0227] Em uma modalidade do processo, de acordo com a presente invenção, incluindo as etapas b) e h), pelo menos 8,5% em peso da quantidade total de estanho e chumbo processada através da etapa de processo b) é recuperada na primeira escória de refino de cobre, de preferência 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 processado através da etapa do processo b). Os requerentes constataram que quanto mais cedo na sequência das etapas de refino de cobre b) e h) mais oxidação do estanho e/ou chumbo for transferida para a fase de escória de refino de cobre, mais clara será a separação geral entre o cobre por um lado e os metais de solda, por outro lado, podem ser fabricados.

[0228] Em uma modalidade do processo, de acordo com a presente invenção, incluindo as etapas b) e h), pelo menos 34,5% em peso da quantidade total de chumbo processada através das etapas do processo b) e/ou h) é recuperada na primeira escória de refino de cobre e a segunda escória de refino de cobre juntas, de preferência 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, ainda mais preferencialmente, pelo menos, 91% em peso da quantidade total de chumbo que é processada através das etapas do processo b) e/ou h).

[0229] Em uma modalidade do processo, de acordo com a presente invenção, incluindo as etapas b) e h), pelo menos 34,5% em peso da quantidade total de chumbo processada através das etapas do processo b) e/ou h) é recuperada na primeira escória de refino de cobre e a segunda escória de refino de cobre juntas, de preferência 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, ainda mais preferencialmente, pelo menos, 91% em peso da quantidade total de chumbo que é processada através das etapas do processo b) e/ou h).

[0230] Em uma modalidade, o processo, de acordo com a presente invenção, compreende ainda a etapa de i) adicionar pelo menos uma parte da segunda escória de refino de cobre ao primeiro banho líquido e/ou adicionar pelo menos uma parte da segunda escória de refino de cobre à etapa d).

[0231] 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 podem atuar a jusante como um agente de extração de metais não cobre, como estanho e chumbo. Em segundo lugar, a segunda escória de refino de cobre contém apenas pequenas quantidades de metais, tendo nas condições do processo uma maior afinidade por oxigênio do que estanho e/ou chumbo, mais particularmente metais menos desejados nos produtos de metais purificados finais: cobre, estanho e/ou chumbo, e cujos 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 de forno inútil em nenhuma das etapas a jusante da sequência do processo d), e) e f), ou seja, o caminho de processo preferencial para esses metais “menos nobres” para terminar em uma escória gasta, neste caso a segunda escória gasta.

[0232] Os requerentes descobriram que o processo, de acordo com a presente invenção, incluindo as etapas b), h), c), i) e d), é altamente eficaz para a produção de uma fase de escória, ou seja, a primeira escória de refino de solda, uma escória que é particularmente adequada para a produção de uma corrente de solda derivada, ou seja, a primeira composição de metal de solda bruta, que pode servir como intermediário para a recuperação produtos de estanho e/ou de chumbo de alta pureza. Os requerentes descobriram que esta eficácia é particularmente devida à obtenção, na etapa d), da primeira composição diluída de metal de cobre, mas também devido à sequência das etapas de oxidação e redução, conforme especificado.

[0233] Os requerentes também descobriram que o processo, incluindo as etapas i) e d), também é altamente eficiente em termos energéticos. Na etapa d), a segunda escória de refino de cobre que pode ser adicionada na etapa i) atua como um oxidante para borras no primeiro banho líquido. Os óxidos de cobre na segunda escória de refino de cobre se reduzem rapidamente ao cobre elementar, liberando o oxigênio e disponibilizando esse oxigênio para a conversão dos metais que estão tendo sob as condições do processo uma afinidade maior por oxigênio do que o cobre, de sua forma elementar de metal para óxidos. O cobre elementar formado na etapa d), portanto, move-se para a fase de metal e sai da etapa d) com a primeira composição diluída de cobre metal. Os metais que se convertem em óxidos na etapa d) passarão para a fase de escória e serão recuperados na primeira escória de refino de solda. Os requerentes descobriram que na etapa d) uma quantidade significativa de Sn e/ou Pb pode ser movida da fase de metal que é inserida no forno em direção à primeira escória de refino de solda presente no final da etapa d). Os requerentes também descobriram que essas conversões químicas na etapa d), de óxidos de cobre em cobre elementar e de estanho, chumbo ou outros metais em seus óxidos, podem ser alcançadas com relativamente pouco aporte extra de energia, oxidantes e/ou redutores externos, e, portanto, com muito pouco consumo de produtos químicos de processo.

[0234] Os requerentes descobriram ainda que o processo, de acordo com a presente invenção, incluindo as etapas i) e d), também é altamente eficiente em termos energéticos. Na etapa i), a segunda escória de refino de cobre que foi adicionada ao banho líquido a montante da etapa d) atua como oxidante das borras no primeiro banho líquido. Os óxidos de cobre na segunda escória de refino de cobre reduzem-se rapidamente ao cobre elementar nesse banho, liberando assim o oxigênio para a conversão de metais, tendo sob as condições do processo uma afinidade maior por oxigênio do que o cobre da sua forma elementar de metal em óxidos. O cobre elementar formado na etapa d), portanto, move-se para a fase de metal e sai da etapa d) com a primeira composição diluída de cobre metal. Os metais que se convertem em óxidos na etapa d) passarão para a fase de escória e serão recuperados na primeira escória de refino de solda. Os requerentes descobriram que na etapa d) uma quantidade significativa de Sn e/ou Pb pode ser movida da fase de metal que é inserida no forno em direção à primeira escória de refino de solda presente no final da etapa d). Os requerentes também descobriram que essas conversões químicas na etapa d), de óxidos de cobre em cobre elementar e de estanho, chumbo ou outros metais em seus óxidos, podem ser alcançadas com relativamente pouco aporte extra de energia, oxidantes e/ou redutores externos, e, portanto, com um consumo relativamente limitado de energia ou entrada de produtos químicos do processo.

[0235] Os requerentes também descobriram que é vantajoso que a etapa c) use apenas a primeira escória de refino de cobre e que quaisquer escórias subsequentes de refino de cobre sejam melhor processadas separadamente e, de preferência, cada uma de uma maneira diferente. Os requerentes constataram que a primeira escória de refino de cobre é a escória de refino de cobre que contém a maior quantidade total de elementos que não o cobre e, particularmente, os elementos que apresentam em condições de forno uma afinidade maior por oxigênio do que o cobre, mais particularmente uma afinidade por oxigênio que é maior do que também estanho e chumbo. Os requerentes descobriram, portanto, surpreendentemente que é mais eficaz executar a etapa c) na primeira escória de refino de cobre, ou seja, antes de misturar qualquer uma das outras escórias de refino de cobre que são produzidas nas etapas do processo a jusante da etapa b). Os requerentes descobriram que as escórias de refino de cobre subsequentes compreendem tipicamente concentrações mais altas de cobre e, portanto, os requerentes preferem processar essas escórias de refino de cobre a jusante de maneira diferente da primeira escória de refino de cobre.

[0236] Em uma modalidade, o processo, de acordo com a presente invenção, compreende ainda as etapas de j) oxidar parcialmente a segunda fase de metal de cobre enriquecido, formando assim uma terceira fase de metal de cobre enriquecido e uma terceira escória de refino de cobre, seguida pela separação da terceira escória de refino de cobre da terceira fase de metal de cobre enriquecido, k) adicionar pelo menos uma parte da terceira escória de refino de cobre ao segundo banho líquido e/ou adicionar pelo menos uma parte da terceira escória de refino de cobre à etapa l).

[0237] Os requerentes descobriram que a segunda fase de metal de cobre enriquecido formada na etapa h) pode ser ainda mais enriquecida em cobre, submetendo a corrente à etapa de oxidação subsequente j). A etapa de oxidação subsequente 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 se recuperam 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 de cobre enriquecido, se essa corrente for submetida a uma etapa de refino de cobre para recuperação de cobre de alta pureza, na qual os metais que não são de cobre tendem a representar uma carga de processo. Alguns metais não-cobre permanecem durante o eletrorefino no chamado lodo de anodo e outros metais não-cobre se dissolvem no eletrólito.

[0238] Os requerentes constataram ainda que as três etapas de oxidação consecutivos, como parte das séries b), h) e j), são capazes de produzir, a partir de uma matéria-prima inicial de cobre preto que pode ser bastante diluída em cobre, mas rica em estanho e/ou o chumbo, uma terceira fase de metal de cobre enriquecido que possui uma concentração de cobre que é altamente adequada para purificação adicional por eletrorefino, portanto, pode ser chamada de "grau de anodo". Os requerentes descobriram que a sequência de etapas de oxidação especificada é capaz, a partir de um cobre preto de pouco mais de 75% em peso de cobre, para produzir uma terceira fase de metal de cobre enriquecido que contém até 99,0% em peso de cobre. Os requerentes descobriram ainda que, juntamente com o processamento do cobre preto alimentado na etapa b), matérias-primas extras contendo cobre podem ser processadas através da sequência especificada de etapas de oxidação.

[0239] 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.

[0240]A corrente é primeiramente adequada porque a terceira escória de refino de cobre ainda contém quantidades economicamente significativas dos metais valiosos de interesse, estanho e/ou chumbo, mas também é relativamente rica em cobre, que pode ser usado como um agente de extração útil para metais que não são de cobre como estanho e/ou chumbo.

[0241] Em segundo lugar, a terceira escória de refino de cobre contém quantidades muito pequenas de metais, tendo nas condições do processo uma afinidade maior por oxigênio do que estanho e/ou chumbo, mais particularmente metais menos desejados nos produtos de metais 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 no segundo banho líquido faz com que muito pouco volume inútil do forno seja consumido desnecessariamente em qualquer uma das etapas posteriores do processo, incluindo a etapa l), mas também em qualquer uma das etapas posteriores no caminho do processo que esses metais "menos nobres" precisam seguir antes que eventualmente acabem em uma escória gasta.

[0242] Os requerentes descobriram ainda que qualquer recuperação adicional de metais valiosos do segundo banho líquido, como na etapa l), pode ser altamente eficiente em termos de energia devido à adição de pelo menos uma parte da terceira escória de refino de cobre na etapa k). Na etapa k), a terceira escória de refino de cobre que é adicionada ao segundo banho líquido a montante de quaisquer etapas adicionais de recuperação de metal atua como um oxidante para borras 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, tendo, sob as condições do processo, uma afinidade maior por oxigênio do que o cobre da sua forma elementar de metal 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 óxidos na etapa l) passam para a fase de escória, ou seja, a terceira escória de refino de solda. Os requerentes descobriram que na etapa l) uma quantidade significativa de Sn e/ou Pb pode ser movida da fase de metal que está sendo alimentada, para a fase de escória. Os requerentes também descobriram que essas conversões químicas na etapa l), de óxidos de cobre em cobre elementar e de estanho, chumbo e/ou outros metais em seus óxidos, podem ser alcançadas com uma entrada extra relativamente limitada de energia, oxidantes e/ou redutores externos e, portanto, com consumo relativamente limitado de energia ou insumo de produtos químicos do processo.

[0243] Os requerentes constataram que, na etapa l), a maior parte do cobre e níquel presentes na primeira composição de metal diluída de cobre e na terceira escória de refino de cobre podem ser recuperados na primeira composição de metal rica em cobre, juntamente com alguns de bismuto e antimônio que podem estar presentes, enquanto a maior parte do estanho e/ou chumbo nessas correntes pode ser recuperada na terceira escória de refino de solda. Os requerentes 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 uma corrente semelhante a uma corrente de solda bruta e é adequado para ser processado como uma corrente de solda bruta.

[0244] 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 um local adequado a montante do processo. Preferencialmente, esta localização é a etapa b), mas uma porção da corrente reciclada pode ser reciclada para a etapa h) e/ou etapa j) e/ou etapa c) e/ou etapa d).

[0245] Os requerentes descobriram que, por um lado, a etapa l) também é altamente adequada para fornecer um caminho para a remoção de pelo menos uma parte do níquel do processo geral de fundição, porque qualquer níquel sendo introduzido em qualquer local a montante do processo provavelmente terminará como parte da primeira composição de metal com alto teor de cobre. Os requerentes constataram, por outro lado, que, se nenhuma ou apenas uma pequena quantidade de níquel for introduzida nos alimentos no processo geral, a primeira composição de metal com alto teor de cobre tem uma composição altamente comparável à alimentação de cobre preto fornecida na etapa a), portanto, essa primeira corrente de composição de metal com alto teor de cobre pode ser prontamente reciclada na etapa b), ou alternativamente e/ou em parte parcialmente a 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 de cobre enriquecido. O processo descrito na US 3.682.623 inclui tal reciclagem de uma corrente rica em cobre até a primeira etapa de oxidação realizada no cobre preto. Qualquer reciclagem da primeira composição de metal com alto teor de cobre da etapa l) para a etapa b) ou para uma das etapas subsequentes h) e/ou j), no entanto, se beneficia em comparação com a técnica anterior da remoção a montante de borras em uma das escórias usadas, como a primeira escória usada produzida na etapa c) e/ou a segunda escória usada produzida na etapa f).

[0246] Os requerentes descobriram, se o níquel está presente nas alimentações do processo, que uma reciclagem parcial da primeira composição de metal de alto teor de cobre para um local a montante do processo, como as etapas b), c), d), 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 essa reciclagem parcial. Esse efeito de concentração traz a vantagem de que a retirada de uma quantidade específica de níquel do processo, por exemplo, para manter os níveis de níquel em etapas específicas do processo abaixo de 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 com mais eficiência 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.

[0247] Os requerentes descobriram 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 contido por meios conhecidos na técnica ou por preferência pelos meios descritos em o pedido de patente co-pendente EP-A- 18172598.7 depositado em 16 de maio de 2018 e com o título "Improvement in Copper Electrorefining".

[0248] 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 junto 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 descobriram que essa quantidade de metal melhora a operacionalidade do forno durante a presente e pelo menos uma das etapas subsequentes do processo.

[0249] Em uma modalidade, o processo, de acordo com a presente invenção, compreende ainda a etapa de 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 pela separação da quarta escória de refino de solda da segunda composição de metal de cobre diluído.

[0250] Os requerentes concluíram que a terceira escória de refino de solda pode conter quantidades de cobre e/ou níquel ainda bastante altas para derivar uma corrente bruta do tipo de solda dessa escória. Os requerentes preferem, portanto, incluir a etapa de redução parcial adicional m) como parte do processo, de acordo com a presente invenção. Os requerentes descobriram que uma quantidade significativa de cobre e/ou níquel presente na terceira escória de refino de solda pode ser facilmente removida como parte da segunda composição diluída de metal de cobre formada na etapa m), enquanto a maior parte do estanho e/ou chumbo pode ser mantido como parte da quarta escória de refino de solda, antes de submeter a quarta escória de refino de solda a processamento adicional. 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 além disso, a etapa m) é preferencialmente operada de modo que pelo menos 50% em peso do estanho presente na etapa m) seja recuperada 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.

[0251] Em uma modalidade do processo, de acordo com a presente invenção, incluindo a etapa m), no final da etapa m) a segunda composição de metal de cobre diluído é apenas parcialmente removida do forno e uma porção dessa composição de metal é mantida no forno junto com a quarta escória de refino de solda. Essa 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 descobriram que essa quantidade de metal melhora a operacionalidade do forno durante pelo menos uma das etapas subsequentes do processo.

[0252] Em uma modalidade, o processo, de acordo com a presente invenção, compreende ainda a etapa de s) reciclar pelo menos uma parte da segunda composição de metal de cobre diluído formada na etapa m) a etapa c), preferencialmente antes que a primeira escória de refino de cobre seja reduzida e/ou reciclar pelo menos uma parte da segunda composição de metal de cobre diluído para etapa d), de preferência antes da oxidação da primeira composição de metal de chumbo e estanho e/ou adição de pelo menos uma parte da segunda composição de metal de cobre diluído ao primeiro banho líquido.

[0253] Os requerentes descobriram, independentemente de qual opção de reciclagem é 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 no primeiro cobre diluído composição de metal que é formada na etapa d) e mais a jusante encontra-se rapidamente na primeira composição de metal com alto teor de cobre que é formada na etapa l), com a qual o cobre pode ser retirado do processo, ao mesmo tempo em que o 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 ser recuperados a jusante como parte da primeira composição de metal de solda bruta formada na etapa e), com os quais eles podem ser retirados do processo.

[0254] Em uma modalidade, o processo, de acordo com a presente invenção, compreende ainda a etapa de l) 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 pela separação da segunda composição de metal de solda bruta da quinta escória de refino de solda.

[0255] Os requerentes constataram que a quarta escória de refino de solda é uma matéria-prima altamente adequada para recuperar um material bruto do tipo solda, altamente aceitável para processamento posterior em produtos principais de estanho e/ou chumbo de alta pureza. Os requerentes descobriram 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 possuem, nas condições do processo, uma maior afinidade pelo oxigênio, como o ferro, pode ser retida como parte da quinta escória de refino de solda. Os requerentes constataram que a segunda composição de metal de solda bruta é adequada para posterior processamento, tal como submetendo a corrente a um tratamento com metal de silício, conforme descrito no documento DE 102012005401 A1. Alternativamente ou além disso, essa corrente de solda bruta, opcionalmente após uma etapa de enriquecimento para aumentar o teor de estanho e/ou chumbo, pode ser ainda mais ajustada conforme descrito em WO 2018/060202 A1 ou similar e, posteriormente, ser submetida a uma destilação e recuperação de estanho e/ou chumbo como produtos de metais de alta pureza, conforme descrito no mesmo documento.

[0256] Em uma modalidade, o processo, de acordo com a presente invenção, compreende ainda a etapa de o) reduzir parcialmente a quinta escória de refino de solda, formando assim uma terceira composição de metal à base de estanho e chumbo e uma terceira escória gasta, seguida pela separação da terceira escória gasta da terceira composição de metal à base de estanho e chumbo.

[0257] Os requerentes concluíram que é vantajoso fornecer a etapa de redução extra o) a jusante da etapa de produção bruta de solda n), em especial uma etapa de redução parcial da quinta escória de refino de solda recuperada a partir dessa etapa n). Os requerentes concluíram que metais mais valiosos podem ser extraídos dessa quinta escória de refino de solda na etapa o), tornando a escória restante ainda mais adequada para uso em uma valiosa aplicação de uso final e/ou para descartá-la como escória gasta. Os requerentes constataram ainda que a etapa extra de redução o) também é capaz de reduzir metais lixiviáveis, 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, como chumbo e/ou zinco.

[0258] Em uma modalidade, o processo, de acordo com a presente invenção, compreende ainda a etapa de p) oxidar parcialmente a terceira composição de metal à base de estanho e chumbo, formando assim uma quarta composição de metal à base de estanho e chumbo e uma sexta escória de refino de solda, seguida pela separação da sexta escória de refino de solda da quarta composição de metal à base de estanho.

[0259] Os requerentes constataram que a etapa p) traz a vantagem de que a terceira composição de metal à base de estanho e chumbo recuperada da etapa o) é dividida, por um lado, em uma corrente de metal na 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 parte 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 descobriram que essa divisão traz a vantagem de que as duas correntes resultantes da etapa p) podem ser processadas de maneira diferente e/ou separadamente, usando etapas mais apropriadas para suas composições.

[0260] Em uma modalidade, o processo, de acordo com a presente invenção, compreende ainda a etapa de q) reciclar pelo menos uma parte da sexta escória de refino de solda na etapa d), preferencialmente antes de oxidar o primeiro banho líquido, e/ou adicionar pelo menos uma parte da sexta escória de refino de solda ao primeiro banho líquido e/ou reciclar pelo menos uma parte da sexta escória de refino de solda para a etapa e), de preferência antes de reduzir a primeira escória de refino de solda.

[0261] 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 nessa corrente de escória na primeira composição de metal de solda bruta da etapa e) ou na segunda composição de metal de solda bruta da etapa n), enquanto o ferro presente na sexta escória de refino de solda encontra-se rapidamente 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.

[0262] Em uma modalidade, o processo, de acordo com a presente invenção, compreende ainda a etapa de r) reciclar pelo menos uma parte da quarta composição de metal à base de estanho e chumbo na etapa l) e/ou adicionar pelo menos uma parte da quarta composição de metal à base de estanho e chumbo ao segundo banho líquido, preferencialmente antes de oxidar o segundo banho líquido como parte da etapa l).

[0263] Os requerentes preferem reciclar a quarta composição de metal à base de estanho e chumbo na etapa l) porque essa corrente de metal é altamente adequada para ser contatada, juntamente com a primeira composição de metal de cobre diluída da etapa d), com a terceira escória de refino de cobre adicionada ao segundo banho líquido, em que a terceira escória de refino de cobre da etapa j) é parcialmente reduzida e as duas composições de metal adicionadas são parcialmente oxidadas e um equilíbrio pode estabelecer no qual a maior parte do cobre presente no forno, juntamente com o níquel e algum de estanho e/ou chumbo, acabam como parte da primeira composição de metal com alto teor de cobre, enquanto qualquer metal rejeitável (ferro, silício, alumínio), juntamente com uma porção significativa da estanho e/ou chumbo presente, acaba como parte da terceira escória de refino de solda produzida na etapa l).

[0264] Em uma modalidade do processo, de acordo com a presente invenção, incluindo a etapa o), a etapa o) compreende a adição de uma segunda alimentação fresca contendo cobre à etapa o), de preferência antes de reduzir a quinta escória de refino de solda.

[0265] Os requerentes constataram que a adição de cobre à etapa de redução o) traz uma vantagem significativa porque o cobre pode atuar como um excelente agente extrator para quaisquer outros metais valiosos que tenham permanecido na quinta escória de refino de solda restante após a etapa n) e que essa extração vantajosa pode ser realizada sem perder quantidades significativas de cobre na terceira escória gasta que é produzida na etapa o).

[0266] Os requerentes constataram ainda que a alimentação fresca contendo cobre que pode ser adicionada à etapa o) pode conter quantidades significativas de outros metais valiosos, em especial zinco, níquel, estanho e/ou chumbo. Os requerentes concluíram que, desde que seja fornecido cobre suficiente, as perdas de estanho e/ou chumbo, em particular, na terceira escória gasta podem ser mantidas muito baixas e, portanto, não comprometem os possíveis usos ou roteamento dessa terceira escória gasta, nem representam uma perda economicamente significativa de metais valiosos.

[0267] Os requerentes concluíram que uma grande variedade de materiais é adequada como alimentação fresca contendo cobre para a etapa o). Os requerentes, no entanto, preferem que a alimentação fresca contendo cobre para a etapa o) compreenda apenas quantidades limitadas e, de preferência, pouco ou nenhum combustível, ou seja, substâncias que oxidem rapidamente sob as condições do processo, por exemplo, materiais orgânicos como plásticos e/ou hidrocarbonetos, restos de combustível ou óleo, etc., de modo que a temperatura na etapa o) permaneça prontamente controlável.

[0268] Em uma modalidade do processo, de acordo com a presente invenção, incluindo a etapa o), a segunda alimentação fresca contendo cobre compreende material de anodo de cobre preto e/ou cobre gasto ou rejeitado.

[0269] Os requerentes descobriram que na etapa o) pode ser adicionada uma quantidade significativa de cobre preto, semelhante em composição ao cobre preto fornecido na etapa a), para extrair metais mais valiosos da quinta escória de refino de solda obtida na etapa n) sem perder excessivamente metais valiosos extras na terceira escória gasta da etapa o). Os requerentes descobriram que as quantidades de cobre preto de uma etapa de fundição a montante aceitáveis na etapa o) são muito significativas, mesmo da ordem de magnitude da quantidade de cobre preto fornecida na etapa a) como alimentação para a etapa b). Os requerentes descobriram que a inclusão da etapa o) no processo, de acordo com a presente invenção, aumenta significativamente a capacidade de processar cobre preto do tipo fundidor 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 descobriram que esta maneira de operar a etapa o) traz a vantagem extra de que uma parte significativa do cobre preto da etapa de fundição a montante pode ser processada sem que todo esse cobre preto precise passar pelo menos pela primeira etapa b) da sequência de refino de cobre. Quaisquer metais na alimentação de cobre preto para a etapa o) que tenham, nas condições do processo, uma afinidade maior por oxigênio do que o cobre provavelmente já serão removidos antes que o cobre desta alimentação fresca de cobre preto para a etapa o) possa encontrar o caminho para a etapa b) e passe pela sequência do processo de refino de cobre das etapas b), h) e j).

[0270] Os requerentes também descobriram que a etapa o) também é altamente adequada para a introdução de material gasto e/ou rejeitado de anodo de cobre. A produção de cobre de alta qualidade compreende tipicamente uma etapa de eletrólise, na qual o cobre se dissolve de um anodo no eletrólito e se deposita novamente em um catodo. 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 constataram 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 da eletrólise de cobre são tipicamente fundidos 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 descobriram que a etapa o) também é altamente adequada para a introdução de tal material de anodo de cobre rejeitado.

[0271] Os requerentes preferem introduzir o material do anodo de cobre gasto e/ou rejeitar 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).

[0272] Em uma modalidade do processo, de acordo com a presente invenção, incluindo a etapa o), a etapa o) compreende a adição de um sexto agente de redução à etapa o), preferencialmente antes de reduzir a quinta escória de refino de solda.

[0273] Os requerentes descobriram que o sexto agente de redução 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 e chumbo e na manutenção de metais rejeitados na terceira escória gasta. Os requerentes constataram que o sexto agente de redução pode ser um gás, como o metano ou o gás natural, mas também pode ser um sólido ou um líquido, como o carbono, um hidrocarboneto, até alumínio ou ferro.

[0274] Em uma modalidade do processo, de acordo com a presente invenção, incluindo a etapa o), o sexto agente de redução compreende, e de preferência, principalmente, um metal que possui, nas condições do processo, uma afinidade maior por oxigênio do que estanho, chumbo, cobre e níquel, preferencialmente ferro metal, mais preferencialmente sucata de ferro. Os requerentes preferem usar ferro, preferencialmente sucata de ferro como agente redutor, devido à sua alta disponibilidade em condições economicamente atrativas. Os requerentes descobriram que a adição do agente redutor sólido pode trazer o benefício adicional de que o forno requer menos aquecimento adicional para manter ou atingir a temperatura desejada. Os requerentes 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 descobriram ainda que a etapa o) pode se beneficiar ainda mais da adição de sílica, como explicado acima.

[0275] Os requerentes preferem adicionar à etapa o) uma quantidade de sexto agente de redução 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 maior pureza, cobre de maior pureza ou ferro de maior 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 descobriram 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 nesta alimentação fresca contendo cobre se move prontamente para a fase de escória como óxido de ferro, enquanto ajuda na redução química de outros metais que, sob as condições do processo, apresentam uma menor afinidade pelo oxigênio do que pelo ferro.

[0276] Em uma modalidade do processo, de acordo com a presente invenção, incluindo a etapa n), a etapa n) compreende ainda a adição de um quinto agente de redução à etapa n), de preferência antes de reduzir a quarta escória de refino de solda.

[0277] Os requerentes descobriram que o quinto agente de redução permite conduzir o resultado da etapa de redução n) em direção à separação desejada de metais valiosos na segunda composição de metal de solda bruta e na manutenção de metais rejeitados na quinta escória de refino de solda. Os requerentes concluíram que o quinto agente de redução pode ser um gás, como metano ou gás natural, mas também pode ser um sólido ou um líquido, como carbono, hidrocarboneto, alumínio ou ferro.

[0278] Em uma modalidade do processo, de acordo com a presente invenção, incluindo a etapa n), o quinto agente de redução compreende, e, de preferência, principalmente, um metal que possui, nas condições do processo, uma afinidade maior por oxigênio do que estanho, chumbo, cobre e níquel, preferencialmente o quinto agente de redução compreende ferro de metal, mais preferencialmente sucata de ferro. Os requerentes preferem usar ferro, preferencialmente sucata de ferro como agente redutor, devido à sua alta disponibilidade em condições economicamente atrativas. Os requerentes descobriram que a adição do agente redutor sólido pode trazer o benefício adicional de que o forno requer menos aquecimento adicional para manter ou atingir a temperatura desejada. Os requerentes 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 descobriram ainda que a etapa n) pode se beneficiar ainda mais da adição de sílica, como explicado acima.

[0279] De preferência, o quinto agente de redução 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 apareçam na segunda composição de metal de solda bruta, de modo que qualquer consumo de produtos químicos do processo em uma etapa a jusante para refinar essa composição de solda bruta não seja significativamente aumentado.

[0280] Em uma modalidade do processo, de acordo com a presente invenção, incluindo a etapa n), uma segunda alimentação fresca contendo em Pb e/ou Sn é adicionada à etapa n), de preferência, antes de reduzir a quarta escória de refino de solda, preferencialmente a segunda ração fresca contendo Pb e/ou Sn compreendendo e preferencialmente sendo borra obtida a partir do processamento a jusante das correntes concentradas de Pb e/ou Sn.

[0281] Os requerentes descobriram que a etapa n) também é um local muito adequado no processo para a introdução de materiais ricos em estanho e/ou chumbo, pobres em cobre e níquel, mas que podem conter metais que, nas condições do processo, têm maior afinidade para 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 caminho de processo curto e direto para a terceira escória gasta produzida na etapa a jusante o).

[0282] Os requerentes concluíram que a etapa n) é muito adequada para recuperar estanho e/ou chumbo e, opcionalmente, antimônio e/ou arsênio, em matérias-primas ou subprodutos processados ricos em metais, mas relativamente baixos em cobre e/ou níquel. Os requerentes constataram que a segunda alimentação fresca contendo Pb e/ou Sn pode conter ainda metais com, nas condições do processo, uma maior afinidade por oxigênio do que estanho e/ou chumbo, como sódio, potássio, cálcio. Tais metais podem, por exemplo, ser introduzidos como parte de produtos químicos do processo usados nas etapas a jusante para refinar uma corrente rica em estanho e/ou chumbo, como a primeira composição de metal de solda bruta ou um derivado a jusante. Os requerentes descobriram que a etapa n) é muito adequada para recuperar metais valiosos a partir de um subproduto de borra formado em uma das etapas de refino executadas como parte dos processos divulgados no documento WO 2018/060202 A1 ou semelhante. Tais correntes 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.

[0283] Em uma modalidade do processo, de acordo com a presente invenção, incluindo a etapa m), a etapa m) compreende ainda adicionar um quarto agente de redução à etapa m) antes de reduzir a terceira escória de refino de solda.

[0284] Os requerentes descobriram que o quarto agente de redução permite conduzir o resultado da etapa de redução m) para a separação desejada de metais valiosos na segunda composição diluída de metal de cobre e manter metais rejeitados na quarta escória de refino de solda. Os requerentes constataram que o quarto agente de redução pode ser um gás, como metano ou gás natural, mas também pode ser um sólido ou um líquido, como carbono, hidrocarboneto, alumínio ou ferro.

[0285] Em uma modalidade do processo, de acordo com a presente invenção, incluindo a etapa m), o quarto agente de redução compreende, e, de preferência, principalmente, um metal que possui, nas condições do processo, uma afinidade maior por oxigênio do que estanho, chumbo, cobre e níquel, preferencialmente, ferro metal, mais preferencialmente sucata de ferro.

[0286] Os requerentes preferem usar ferro, preferencialmente sucata de ferro como agente redutor, devido à sua alta disponibilidade em condições economicamente atrativas. Os requerentes descobriram que a adição do agente redutor sólido pode trazer o benefício adicional de que o forno requer menos aquecimento adicional para manter ou atingir a temperatura desejada. Os requerentes descobriram que esse benefício pode ser suficientemente grande, de modo 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 descobriram ainda que a etapa m) pode se beneficiar ainda mais da adição de sílica, como explicado acima.

[0287] Os requerentes preferem adicionar à etapa m) uma quantidade de quarto agente de redução 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 maior pureza, cobre de maior pureza ou ferro de maior 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 descobriram que o cobre pode ser facilmente mantido na fase de metal e impedido de passar para a fase de escória, enquanto qualquer estanho, chumbo e ferro nesta alimentação fresca contendo cobre se move rapidamente para a fase de escória, conforme seus respectivos óxidos, enquanto ajuda na redução química de outros metais que, sob as condições do processo, apresentam uma menor afinidade pelo oxigênio que o estanho, chumbo e ferro.

[0288] Em uma modalidade do processo, de acordo com a presente invenção, pelo menos a uma das etapas do 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.

[0289] Os requerentes descobriram que a sílica promove a formação da fase da escória, melhora a fluidez da escória e melhora a separação por gravidade da fase de metal da fase da escória. Sem querer ficar 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 rapidamente através da fase de escória e, portanto, podem chegam à interfase entre as duas fases, onde 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 granulado 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 a cisão 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 SnO2 a reduzir para Sn metal, cujo Sn 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.

[0290] Em uma modalidade do processo, de acordo com a presente invenção, na qual um cobre preto é adicionado a pelo menos uma das etapas b), f) e o), em que o cobre preto é produzido por uma etapa de fundição.

[0291] Os requerentes descobriram 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 preto que são usadas como possível alimentação e alimentação fresca para as etapas do processo, de acordo com a presente invenção, em particular, as etapas b), h), f) e/ou o). Uma etapa de fundição oferece a vantagem de ser simples na operação e no equipamento, 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.

[0292] Em um forno de fundição, os metais são fundidos e os orgânicos e outros materiais combustíveis são queimados. Os metais com uma afinidade relativamente alta pelo oxigênio se convertem em seus óxidos e se acumulam na fase de escória sobrenadante de menor densidade. Os metais com menor afinidade pelo oxigênio permanecem como metal elementar e permanecem na fase de metal líquido de alta densidade no fundo do forno de fundição. Em uma etapa de produção de cobre, a etapa de fundição pode ser operada de modo que a maioria do ferro acabe na escória, enquanto o cobre, o estanho e o chumbo acabam no produto de metal, uma corrente que é normalmente chamada de "cobre preto". Além disso, a maioria do níquel, antimônio, arsênio e bismuto termina como parte do produto de cobre preto.

[0293] Os requerentes descobriram 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, como por granulação, o que permite o possível transporte entre locais industriais diferentes e subsequentemente ser introduzidos no processo antes ou depois de serem fundidos novamente. Em uma modalidade do processo, de acordo com a presente invenção, pelo menos uma da primeira composição de metal de solda bruta e a segunda composição de metal de solda bruta é pré-refinado usando metal de 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 na DE 102012005401 A1.

[0294] Em uma modalidade, o processo, de acordo com a presente invenção, compreende ainda a etapa de resfriamento da primeira composição de metal de solda bruta e/ou da segunda composição de metal de solda bruta e/ou da composição de metal de solda pré-refinada até uma temperatura de no máximo 825 °C para produzir um banho contendo uma primeira borra sobrenadante que por gravidade se torna flutuante sobre uma primeira fase de solda líquida ajustada fundida. Os requerentes descobriram que esta etapa posterior do processo a jusante é capaz de remover uma quantidade significativa de cobre e outros metais indesejáveis da solda bruta. Detalhes adicionais para esta etapa podem ser encontrados no documento WO 2018/060202 A1. Os requerentes descobriram ainda que essa etapa de resfriamento, em combinação com algumas das etapas adicionais do processo a jusante executadas nessa corrente de chumbo/estanho, pode oferecer uma alternativa, pelo menos parcialmente, ao pré-retratamento com metal de silício mencionado em outras partes deste documento. Isso é vantajoso porque o metal de silício é um produto químico de processo bastante escasso e é benéfico se seu uso puder ser reduzido e/ou eliminado.

[0295] Em uma modalidade, o processo, de acordo com a presente invenção, compreende ainda a etapa de adicionar um metal alcalino e/ou um metal alcalino- terroso ou um composto químico compreendendo um metal alcalino e/ou um metal alcalino-terroso à primeira composição de metal de solda bruta e/ou à segunda composição de metal de solda bruta e/ou à composição de metal de solda pré-refinada e/ou à primeira fase de solda ajustada fundida líquida para formar um banho contendo uma segunda borra sobrenadante que, por gravidade, flutua em cima de uma segunda fase de solda ajustada fundida líquida.

[0296] 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 ajustada fundida líquida, formando assim uma segunda solda ajustada.

[0297] Em uma modalidade, o processo, de acordo com a presente invenção, compreende ainda a etapa de remover a primeira borra sobrenadante da primeira fase de solda líquida ajustada fundida, formando assim uma primeira solda ajustada.

[0298] Em uma modalidade, o processo, de acordo com a presente invenção, compreende ainda a etapa de destilar a primeira solda ajustada e/ou a segunda solda ajustada, em que o chumbo (Pb) é removido da solda por evaporação e um produto de topo de destilação e um produto de fundo de destilação são obtidos, de preferência por destilação a vácuo.

[0299] Em uma modalidade do processo, de acordo com a presente invenção, incluindo a etapa de destilar pelo menos uma das correntes de solda para remover o chumbo (Pb) da solda por evaporação e obtém-se um produto superior de destilação e um produto de fundo de destilação, 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.

[0300] 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 descobriram que o controle das etapas do processo, de acordo com a presente invenção, eletronicamente, de preferência por um programa de computador, traz a vantagem de um processamento muito melhor, com resultados 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 coletadas em correntes de processo e/ou resultados analíticos obtidos online, o programa de controle pode controlar o equipamento relacionado ao suprimento ou remoção de energia elétrica, suprimento de calor ou de um meio de resfriamento, um controle de fluxo e/ou pressão. Os requerentes descobriram 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 semi-lote. Além disso e, de preferência, os resultados de monitoramento obtidos durante ou após a execução das etapas do processo, de acordo com a presente invenção, também são úteis para o monitoramento e/ou controle de outras etapas como parte do processo, de acordo com a presente invenção, e/ou de processos que são aplicados a montante ou a jusante do processo, de acordo com a presente invenção, como parte de um processo geral no qual o processo, de acordo com a presente invenção, é apenas uma parte. 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.

[0301] Os requerentes preferem que o controle do 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.

[0302] Os requerentes preferem operar etapas específicas do processo, de acordo com a presente invenção, em um conversor rotativo soprado superior (TBRC), opcionalmente em um forno conforme divulgado na 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 usar 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.

[0303] Os requerentes descobriram que este tipo de fornos 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. Esse tipo de forno é capaz de aceitar como escórias de alimentação de outras etapas do processo e/ou grandes pedaços de materiais sólidos, ou seja, matérias-primas que são muito mais difíceis de introduzir em outros tipos de projetos de forno.

[0304]Tais fornos trazem a vantagem de que o forno pode ser rotacionado, de modo que um contato mais intenso entre sólidos e líquidos e entre diferentes fases líquidas possa ser obtido, o que permite aproximar e/ou alcançar o equilíbrio desejado entre as fases mais rapidamente.

[0305] De preferência, a velocidade de rotação do forno é variável, de modo que a velocidade de rotação do forno possa ser adaptada à etapa do processo que é realizada no forno. As etapas do processo que requerem reação e a movimentação do conteúdo do forno em direção ao equilíbrio preferem uma alta velocidade de rotação, enquanto outras etapas do processo, como quando a alimentação fresca sólida precisa ser fundida, podem preferir uma baixa velocidade de rotação ou, possivelmente, nenhuma rotação.

[0306] De preferência, o ângulo de inclinação do forno é variável, o que permite um melhor controle da mistura e, com isso, também da cinética da reação. Um ângulo de inclinação variável também permite uma melhor inicialização de alimentações 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.

[0307] 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, girando alternadamente o forno em direções opostas apenas como parte de uma rotação completa de 360°. Os requerentes concluíram que esse modo de operação pode evitar possíveis forças extremas no equipamento de acionamento do forno quando o forno estiver girando totalmente com o mesmo conteúdo. Os requerentes preferem aplicar esse 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 um pouco frio.

[0308] 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 clareia visualmente em altas temperaturas do conteúdo do forno durante a operação completa, enquanto o material da camada subjacente permanece escuro quando exposto em temperaturas internas do recipiente. Essa configuração permite uma rápida detecção de defeitos no revestimento por inspeção visual simples durante a operação do forno.

[0309]A camada externa do revestimento atua como um tipo de camada de segurança. Os requerentes preferem que este revestimento de segurança tenha uma condutividade térmica mais baixa do que a camada interior.

[0310]Ao instalar o revestimento do TBRC, o revestimento sendo construído de preferência pela disposição de tijolos refratários individuais e de formato cônico, os requerentes preferem fornecer uma camada de sacrifício entre elementos ou tijolos de revestimento individuais, como uma camada de papelão ou cobertura. Isso traz a vantagem, à medida que a temperatura do forno aquece durante sua primeira campanha, que a camada de sacrifício incinere e desapareça e abra espaço para a expansão térmica dos tijolos.

[0311]Várias etapas no processo, de acordo com a presente invenção, preferem que a fase de metal fundido subjacente seja esvaziada do forno enquanto a fase de escória líquida sobrenadante ainda está no forno. Os requerentes preferem esvaziar este metal líquido por meio de um dreno ou orifício no revestimento refratário do forno. Os requerentes preferem tapar este buraco por meio de uma haste de metal de sacrifício durante os movimentos do forno da operação. Para preparar o esvaziamento de metal, os requerentes preferem queimar esta haste enquanto ela é mantida acima do nível do líquido do forno e tapar temporariamente o orifício da torneira queimada com um plugue de combustível, por exemplo, feito de papelão, após o qual o forno é transformado na posição de esvaziamento de metal. Os requerentes constataram que o tempo de incineração do plugue de combustível fornece tempo para transformar o forno na posição de esvaziamento de metal e o orifício para passar na fase de escória.

[0312] Para aquecer o forno com suprimento 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 descobriram 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 local preferencial dentro do forno.

[0313] Os requerentes descobriram que a proporção de combustível em relação à fonte de oxigênio pode ser facilmente usada para controlar o regime oxidativo/redutor do forno no interior do forno e, portanto, auxiliar no ajuste e/ou controle da direção das reações químicas que devem ocorrer dentro do forno.

[0314] Os requerentes constataram que essas etapas, como parte do processo, de acordo com a presente invenção, nas quais são introduzidas matérias- primas frias, podem gerar dioxinas e/ou compostos orgânicos voláteis (COV). Os requerentes preferem executar essas etapas do processo em fornos equipados com equipamento adequado para capturar dioxinas e/ou COV dos vapores de exaustão. Os requerentes concluíram que o processo pode ser operado de maneira que apenas uma parte dos fornos precise desse equipamento de tratamento de exaustão, enquanto para os demais fornos a coleta e/ou a filtragem de poeira é suficiente para atender aos padrões de emissão legalmente impostos.

[0315] O processo, de acordo com a presente invenção, inclui várias ocasiões para transferir um metal líquido fundido e/ou fase de escória de um forno para outro. Os requerentes consideraram que esta transferência é realizada de forma mais conveniente utilizando conchas de transferência. Para proteger os materiais de construção das panelas de transferência, os requerentes preferem fornecer às panelas uma camada interna de revestimento sólido de escória.

EXEMPLO

[0316] O exemplo a seguir mostra uma modalidade preferencial da presente invenção. O exemplo é ainda ilustrado pela Figura 1, que mostra um diagrama de fluxo da parte central do processo, de acordo com a presente invenção. Nesta parte do processo, são recuperados, a partir de uma variedade de várias matérias-primas e partindo de uma composição de cobre preto 1, um produto de cobre refinado com grau de anodo 9, um subproduto de alta composição de metal de cobre 22, dois produtos de composição de metal de solda bruta 18 e 26, e três escórias gastas 12, 20 e 28.

[0317] Na Figura 1, os números representam os seguintes recursos de reivindicação: 1. Matéria-prima de composição de cobre preto para a etapa b) (100) 2. Alimentação fresca para a etapa b) (100) 3. Primeira escória de refino de cobre 4. Primeira fase de metal de cobre enriquecido 5. Alimentação fresca para a etapa h) (200) 6. Segunda escória de refino de cobre 7. Segunda fase de metal de cobre enriquecido 8. Terceira escória de refino de cobre 9. Terceira fase de metal de cobre enriquecido - Grau de anodo 10. Segunda composição de metal à base de estanho e chumbo 11. Segunda composição diluída de metal de cobre 12.Primeira escória gasta 13.Primeira composição de metal à base de estanho e chumbo 14.Sexta escória de refino de solda para o primeiro banho líquido (450) antes da etapa d) (500) 15 .Primeira composição diluída de metal de cobre 16 .Primeira escória de refino de solda 17 .Primeira alimentação fresca contendo Pb e/ou Sn para a etapa e) (600) 18 .Primeira composição de metal de solda bruta 19 .Segunda escória de refino de solda 20 .Segunda escória gasta 21 .Quarta composição de metal à base de estanho e chumbo 22 .Primeira composição de metal de alto teor de cobre - parte removida do processo 23 .Terceira escória de refino de solda 24 .Quarta escória de refino de solda 25 .Segunda alimentação fresca contendo Pb e/ou Sn para a etapa n) (1000) 26 .Segunda composição 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 e chumbo 30 .Primeira composição de metal de alto teor de cobre - parte reciclada para a etapa b) e/ou etapa d) 31 .Alimentação fresca para a etapa j) (300) 50 .Primeira alimentação fresca contendo cobre para a etapa f) (700) 51 .Alimentação fresca para a etapa p) (1200) 52 .Alimentação fresca para o segundo banho líquido (550) antes da etapa l) (800) 53 .Sexta escória de refino de solda reciclada para a etapa e) (600) 54 .Segunda alimentação fresca contendo cobre para a etapa o) (1100) 56 .Alimentação fresca para a etapa c) (400) 57 .Alimentação fresca para o primeiro banho líquido (450) antes da etapa d) (500) 58 .Alimentação fresca para a etapa m) (900) 450 Primeiro banho líquido 550 segundo banho líquido 100 Etapa do processo b) 200 Etapa do processo h) 300 Etapa do processo j) 400 Etapa do processo c) 500 Etapa do processo d) 600 Etapa do processo e) 700 Etapa do processo f) 701 Etapa do processo g) 800 Etapa do processo l) 801 Reciclagem da corrente 30 da etapa l) para processar a etapa b) e/ou d) 900 Etapa do processo m) 901 Etapas do processo), ou seja, a reciclagem da corrente 11 da etapa m) para processar a etapa c) 1000 Etapa do processo n) 1100 Etapa do processo o) 1200 Etapa do processo p) 1201 Etapa do processo q - Reciclar parte da sexta escória de refino de solda (14) da etapa p) para o primeiro banho líquido (450) e/ou (53) para processar a etapa e) (600) 1202 Etapa do processo r) - Reciclar a quarta composição de metal à base de estanho e chumbo (21) da etapa p) para o segundo banho líquido (550).

[0318] Etapa b) (100): Um conversor rotativo de topo soprado (TBRC), aqui usado como forno de refino para a etapa b) (100), foi carregado com 21.345 kg de cobre preto 1 de um forno de fusão a montante, 30.524 kg de uma primeira composição de metal de alto teor de cobre 30 reciclada da etapa de processo a jusante l) (800) como parte de um ciclo de processo anterior e 86.060 kg de alimentação fresca 2. A alimentação fresca 2 consistia principalmente de bronze, latão vermelho e algumas matérias-primas ricas em cobre, mas baixas em outros metais valiosos. As composições e quantidades de todas as rações para a carga do forno da etapa b) (100) são mostradas na Tabela I. Às rações 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 alimentação foi fundida e/ou aquecida sob condições de oxidação e parcialmente com sopro de oxigênio enquanto o forno era girado.Tabela I

[0319] Uma quantidade significativa de zinco presente na ração 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 à etapa de processo c) (400). A primeira escória de refino de cobre 3 era rica em chumbo, estanho, zinco e ferro. A composição detalhada desta escória 3, bem como a primeira fase de metal de cobre enriquecido 4 e o pó produzido durante a etapa b) (100), juntamente com suas quantidades, são mostrados na Tabela II. A primeira fase de metal de cobre enriquecido 4 foi transferida para outro TBRC para ser submetida à etapa de processo h) (200).Tabela II

[0320] Etapa h) (200): À primeira fase de metal de cobre enriquecido 4, foram adicionados 27.091 kg de alimentação fresca rica em cobre 5 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 nova alimentação 5 consistia em algum cobre preto extra da fundição a montante, além de material sólido rico em cobre para resfriar a temperatura do forno. A composição e as quantidades das alimentações para a carga do forno da etapa h) (200) são apresentadas na Tabela III.Tabela III

[0321]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 vazada e transferida para outro forno de retratamento de escória para ser submetida à etapa d) (500). A segunda fase restante do metal de cobre enriquecido 7 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 7 do metal de cobre enriquecido são mostradas na Tabela IV. Como pode ser visto na Tabela IV, a fase 7 do metal foi significativamente enriquecida no teor de cobre, em comparação com as correntes de alimentação do forno 4 e 5 na Tabela III.Tabela IV

[0322] Etapa j) (300): À segunda fase de metal de cobre enriquecido 7, foram adicionados outros 22.096 kg de alimentação fresca rica em cobre 31. A composição e as quantidades das alimentações para a carga do forno da etapa j) (300) são mostradas na Tabela V.Tabela V

[0323] 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 fluidez da escória, antes de verter a terceira escória de refino de cobre 8. A fase de metal de cobre 9 com grau de anodo restante foi removida do forno para processamento adicional, por exemplo, purificação por eletrorefino. A composição e as quantidades da terceira escória de refino de cobre 8 e do cobre com grau de anodo 9 são apresentadas na Tabela VI. Como pode ser visto na Tabela VI, a fase de metal 9 foi ainda mais enriquecida em teor de cobre, em comparação com as correntes de alimentação do forno 7 e/ou 31 na Tabela V.Tabela VI

[0324] Etapa c) (400): 26.710 kg da primeira escória de refino de cobre 3 (com a composição apresentada na Tabela VII) foram introduzidos em outro TBRC usado como forno de retratamento de escória, juntamente com 6.099 kg de alimentação fresca 56 e 11.229 kg de uma segunda fase diluída de metal de cobre 11 obtida a partir de uma etapa do processo m) (900) de um ciclo de processo anterior e juntamente com 23.000 kg de uma segunda fase ou composição de metal à base de estanho e chumbo 10 obtida a partir da etapa de processo f) (700) de um ciclo de processo anterior. A este conteúdo do forno foram adicionados 10.127 kg de sucata de ferro como agente de redução. Adicionou-se ainda uma quantidade de fluxo de areia suficiente para obter os efeitos desejados de segurança, separação de fases e/ou fluidez de escória. Uma vez concluído o preenchimento, o forno foi girado a uma velocidade na faixa de 18 a 20 rpm. A composição e as quantidades das alimentações para a carga do forno da etapa c) (400) são mostradas na Tabela VII.Tabela VII

[0325] Quando a redução de cobre, estanho e chumbo foi suficientemente desenvolvida, foi produzida uma primeira composição de metal à base de chumbo e estanho 13, poeira e uma primeira escória gasta 12. As composições e quantidades desses produtos são apresentadas na Tabela VIII. A primeira escória gasta 12 foi vertida e removida do processo. A primeira composição de metal à base de estanho e chumbo 13 foi transferida para outro TBRC para se tornar parte do primeiro banho líquido 450. Tabela VIII

[0326] Etapa d) (500) Para formar o primeiro banho líquido 450, aos 46.718 kg da primeira composição de metal à base de estanho e 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 alimentação fresca 57, e 474 kg da sexta escória de refino de solda 14 (reciclada da etapa de processo a jusante p) (1200) como parte de um ciclo de processo anterior). Adicionou-se ainda uma quantidade de fluxo de areia suficiente para obter os efeitos desejados 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

[0327]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 na fase de escória. Nesse ponto, o forno foi esvaziado 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 restante 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 ambas as correntes de produtos obtidas 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

[0328]A primeira fase de metal de Cu diluído 15 da etapa d) continha cerca de 0,08% em peso de prata (Ag) e 0,03% em peso de enxofre.

[0329] Etapa e) (600) 14.987 kg da primeira alimentação fresca contendo chumbo e estanho 17 foram adicionados à primeira escória de refino de solda 16 antes que esta mistura fosse reduzida na etapa e) (600). A redução foi feita adicionando 8.017 kg de sucata como agente de redução. Foram ainda 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 a jusante do processo p) (1200) como parte de um ciclo anterior do processo, 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 das alimentações que formam a carga do forno para a etapa e) (600) são mostradas na Tabela XI.Tabela XI

[0330] 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 esvaziado no fundo para remover a primeira composição de metal de solda bruta 18 a partir 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 da poeira obtida na etapa e) (600) são mostradas na Tabela XII.Tabela XII

[0331] Etapa f) (700) Uma outra etapa de redução foi realizado na segunda escória de refino de solda 19, adicionando 1.207 kg de sucata de ferro como agente de redução. Foram adicionados ainda como parte da etapa f) (700) 22.234 kg de primeira alimentação fresca 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 nova alimentação 50 consistia em algum cobre preto extra da fundição a montante, além de alguns materiais de escória coletados sobras de outras etapas do processo. As composições e quantidades das alimentações para a carga do forno da etapa f) (700) são apresentadas na Tabela XIII.Tabela XIII

[0332] 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 e chumbo 10 e uma segunda escória gasta 20 foram produzidas. As composições e as suas quantidades são apresentadas no Tabela XIV. A segunda escória gasta 20 foi vertida e removida do processo. A segunda composição de metal à base de estanho e chumbo 10 foi passada adiante para a etapa c) (400) do próximo ciclo do processo antes de reduzir a primeira escória de refino de cobre (3).Tabela XIV

[0333] Etapa l) (800): 17.024 kg da terceira escória de refino de cobre 8 (com a composição mostrada na Tabela VI) foram alimentados a um TBRC usado como forno de retratamento de escória, juntamente com 14.920 kg de alimentação fresca rica em cobre 52 e 49.792 kg da primeira fase de metal de cobre diluído 15 obtida a partir da etapa d) (500). Adicionou-se 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 fundidos juntamente com a quarta fase de metal à base de estanho e chumbo 21 (20.665 kg) obtida a partir da etapa de processo a jusante p) (1200) como parte de um ciclo de processo anterior. Essas alimentações juntas compuseram o segundo banho líquido 550. Concluído o enchimento e a fusão, o forno foi girado a uma velocidade de 20 rpm. As composições e quantidades das alimentações para a carga do forno de retratamento de escória para a etapa l) (800) são mostradas na Tabela XV.Tabela XV

[0334]A mistura foi reagida, se necessário, além de parcialmente oxidada com sopro de oxigênio, até que as concentrações de cobre e níquel na escória tivessem atingido seus valores-alvo. Nesse ponto, o forno foi batido no fundo para remover 64.500 kg da primeira composição de metal de alto teor de cobre (correntes 22 e 30 juntas) da terceira escória de refino de solda 23. A terceira escória de refino de solda 23, juntamente com aproximadamente 6 toneladas 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 das correntes de produto no final da etapa l) (800) são apresentadas na Tabela XVI e, desta vez, incluem as 6 toneladas métricas de fase de metal que permaneceram com a fase de escória no caminho para a próxima etapa de tratamento. Tabela XVI

[0335] Da primeira composição de metal com alto teor de cobre no forno, 30.524 kg foram alimentadas no forno de refino de cobre como corrente 30 para iniciar uma nova etapa b) (100) de um próximo ciclo. Foram removidos mais 33.976 kg do processo como corrente 22, para posterior processamento.

[0336] 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 com a composição da primeira composição de metal com alto teor de cobre foi parcialmente reduzida como parte da etapa m) (900). A sucata de ferro foi introduzida como agente de redução. Além disso, foi adicionado 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 alimentação fresca 58. As composições e quantidades dos alimentações que formam a carga do forno para a etapa m) (900) são apresentadas na Tabela XVII.Tabela XVII

[0337]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 esvaziado 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 com 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 composição ou fase 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 permanece com a fase da escória são incluídos na quantidade total relatada para a segunda fase diluída de metal de cobre 11.Tabela XVIII

[0338]A segunda fase de metal de Cu diluído 11 da etapa m) continha cerca de 0,11% em peso de prata (Ag) e 0,01% em peso de enxofre.

[0339] 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 de segundo chumbo e estanho contendo alimentação fresca 25 foram adicionados como parte da etapa n) (1000) e o conteúdo do forno foi reduzido ainda mais. A redução foi feita adicionando- se 9.692 kg de sucata de ferro como agente de redução, juntamente com 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 diferentes alimentações do forno para a etapa n) (1000) são mostradas na Tabela XIX.Tabela XIX

[0340]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 esvaziado 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

[0341] Etapa o) (1100): Uma outra etapa de redução foi realizada na quinta escória de refino de solda 27, adicionando-se 922 kg de sucata de ferro como agente de redução, juntamente com 23.735 kg de alimentação fresca contendo cobre 55 e uma quantidade de fluxo de areia suficiente para obter os efeitos desejados de segurança, separação de fases e/ou fluidez da escória. A segunda alimentação fresca contendo cobre 55 consistia principalmente de cobre preto extra da fundição a montante. As composições e quantidades dos alimentações para a etapa o) (1100) são apresentadas na Tabela XXI.Tabela XXIA redução foi continuada até que fosse obtida uma qualidade aceitável da escória gasta. Quando esse objetivo foi alcançado, uma terceira fase de metal à base de estanho e 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 vertida e removida do processo. A terceira composição de metal à base de estanho e chumbo 29 foi transferida para o TBRC que se destinava à realização da etapa p) (1200).Tabela XXII

[0342] Etapa p) (1200): À terceira composição de metal à base de estanho e chumbo 29 foram adicionados 5.204 kg de alimentação fresca 51 juntamente com uma quantidade de fluxo de areia suficiente para obter os efeitos desejados da separação de fases e/ou da 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

[0343] Quando a oxidação do ferro e zinco foi suficientemente desenvolvida, uma quarta composição de metal à base de estanho e 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 vertida e foi adicionada pelo menos parcialmente como corrente 14 ao primeiro banho líquido (450) e/ou pelo menos parcialmente como corrente 53 à etapa e) (600) do próximo ciclo do processo. A quarta composição de metal à base de estanho e 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 do processo. Tabela XXIV

[0344]As etapas do processo 100-1200, envolvendo fases de metal fundido e/ou escória, são todas operadas a uma temperatura na faixa de 1100 a 1250 °C.Dependendo do objetivo da etapa, sua temperatura de operação pode preferencialmente estar próxima da extremidade superior ou inferior desta faixa de temperatura.

[0345] Os requerentes descobriram que a modalidade do processo como descrito neste Exemplo pode ser realizada em um número limitado de TBRCs. Os requerentes conseguiram executar esse processo em apenas 8 fornos, sendo vários deles preferencialmente do tipo TBRC. Os requerentes preferem executar este processo em apenas 6 fornos, mais preferencialmente em apenas 5 fornos, ainda mais preferencialmente em apenas 4 fornos, ainda mais preferencialmente em apenas 3 fornos.

[0346]Tendo agora descrito completamente esta invenção, será apreciado pelos especialistas na técnica que a invenção pode ser realizada dentro de uma ampla faixa de parâmetros dentro do que é reivindicado, sem se afastar do escopo da invenção, conforme definido pelas reivindicações.

Claims (18)

1. Processo para a produção de um produto de solda e um produto de cobre CARACTERIZADO pelo fato de que compreende o fornecimento de uma primeira composição de metal à base de estanho e chumbo (13) que compreende pelo menos 40% em peso de cobre, pelo menos 8,0% em peso de estanho, e pelo menos 10% em peso de estanho e chumbo juntos, o processo compreendendo ainda as etapas de d) oxidar parcialmente (500) um primeiro banho líquido (450) compreendendo a primeira composição de metal à base de estanho e chumbo (13), formando assim uma primeira composição de metal de cobre diluído (15) e uma primeira escória de refino de solda (16), seguida pela separação da primeira escória de refino de solda (16) da primeira composição de metal de cobre diluído (15), e 1. oxidar parcialmente (800) um segundo banho líquido (550) compreendendo a primeira composição de metal de cobre diluído (15), formando assim uma primeira composição de metal com alto teor de cobre (22) e uma terceira escória de refino de solda (23), seguida pela separação da terceira escória de refino de solda (23) da primeira composição de metal com alto teor de cobre (22), por meio da qual o produto de solda é derivado da primeira escória de refino de solda (16) e o produto de cobre é derivado da primeira composição de metal com alto teor de cobre (22) e, opcionalmente, um produto de solda também é derivado da terceira escória de refino de solda (23).

2. Processo, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende ainda a etapa de: c) reduzir parcialmente (400) uma primeira escória de refino de cobre (3), formando assim a primeira composição de metal à base de chumbo e estanho (13) e uma primeira escória gasta (12), seguida pela separação da primeira escória gasta (12) da primeira composição de metal à base de chumbo e estanho (13).

3. Processo de acordo com a reivindicação 1 ou 2, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende ainda 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 pela separação da segunda escória de refino de solda (19) da primeira composição de metal de solda bruta (18).

4. Processo, de acordo com a reivindicação 3, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende ainda a etapa de f) reduzir parcialmente (700) a segunda escória de refino de solda (19), formando assim uma segunda composição de metal à base de chumbo e estanho (10) e uma segunda escória gasta (20), seguida pela separação da segunda escória gasta (20) da segunda composição de metal à base de chumbo e estanho (10).

5. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 2 a 4, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende ainda as etapas de a) fornecer uma composição de cobre preto (1) compreendendo uma quantidade significativa de cobre juntamente com uma quantidade significativa de estanho e/ou chumbo, b) oxidar parcialmente (100) a composição de cobre preto (1), formando assim uma primeira fase de metal de cobre enriquecido (4) e a primeira escória de refino de cobre (3), seguida pela separação da primeira escória de refino de cobre (3) a partir da primeira fase de metal de cobre enriquecido (4), e alimentar a primeira escória de refino de cobre (3) à etapa c) (400).

6. Processo, de acordo com a reivindicação 5, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende ainda a etapa de: h) oxidar parcialmente (200) a primeira fase de metal de cobre enriquecido (4), formando assim uma segunda fase de metal de cobre enriquecido (7) e uma segunda escória de refino de cobre (6), seguida pela separação da segunda escória de refino de cobre (6) da segunda fase de metal de cobre enriquecido (7).

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

8. Processo de acordo com a reivindicação 6 ou 7, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende ainda as seguintes etapas: j) oxidar parcialmente (300) a segunda fase de metal de cobre enriquecido (7), formando assim uma terceira fase de metal de cobre enriquecido (9) e uma terceira escória de refino de cobre (8), seguida pela separação da terceira escória de refino de cobre (8) da terceira fase de metal de cobre enriquecido (9), k) adicionar pelo menos uma parte da terceira escória de refino de cobre (8) ao segundo banho líquido (550) e/ou adicionar pelo menos uma parte da terceira escória de refino de cobre (8) à etapa l) (800).

9. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende ainda 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 (11) e uma quarta escória de refino de solda (24), seguida pela separação da quarta escória de refino de solda (24) da segunda composição de metal de cobre diluído (11).

10. Processo de acordo com a reivindicação 9, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende ainda 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 pela separação da segunda composição de metal de solda bruta (26) da quinta escória de refino de solda (27).

11. Processo de acordo com a reivindicação 10, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende ainda 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 chumbo e estanho (29) e uma terceira escória gasta (28), seguida pela separação da terceira escória gasta (28) da terceira composição de metal à base de chumbo e estanho (29).

12. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 11, CARACTERIZADO pelo fato de que um cobre preto é adicionado a pelo menos uma das etapas b) (100), f) (700) e o) (1100), em que o cobre preto (1, 50, 55) é produzido por uma etapa de fundição.

13. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 12, 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 de silício para produzir uma composição de metal de solda pré-refinada.

14. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 13, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende ainda a etapa de resfriamento da primeira composição de metal de solda bruta (18) e/ou da segunda composição de metal de solda bruta (26) e/ou da composição de metal de solda pré-refinada até uma temperatura de no máximo 825 °C para produzir um banho contendo uma primeira borra sobrenadante que por gravidade flutua sobre uma primeira fase de solda líquida ajustada fundida.

15. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 14, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende ainda a etapa de adicionar um metal alcalino e/ou um metal alcalino-terroso ou um composto químico compreendendo um metal alcalino e/ou um metal alcalino-terroso à primeira composição de metal de solda bruta (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 ajustada fundida líquida para formar um banho contendo uma segunda borra sobrenadante que, por gravidade, flutua no topo de uma segunda fase de solda ajustada fundida líquida.

16. Processo, de acordo com a reivindicação 15, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende ainda a etapa de remover a segunda borra sobrenadante da segunda fase de solda ajustada fundida líquida, formando assim uma segunda solda ajustada.

17. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 14 a 16, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende ainda a etapa de remover a primeira borra sobrenadante da primeira fase de solda ajustada fundida líquida, formando assim uma primeira solda ajustada.

18. Processo, de acordo com a reivindicação 16 ou 17, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende ainda a etapa de destilar a primeira solda ajustada e/ou a segunda solda ajustada, em que o chumbo (Pb) é removido da solda por evaporação e um produto de topo de destilação e um produto de fundo de destilação são obtidos, de preferência por destilação a vácuo.