RS67494B1

RS67494B1 - Unapređeni postupci za proizvodnju i podešavanje sirovog lema, i sirovi lem

Info

Publication number: RS67494B1
Application number: RS20251245A
Authority: RS
Inventors: Valentin Casado; Luis Martinez; Bert Coletti; Jan Dirk A Goris; Visscher Yves De; Charles Geenen
Original assignee: Aurubis Beerse
Priority date: 2017-04-10
Filing date: 2018-04-10
Publication date: 2025-12-31
Also published as: PE20191810A1; WO2018189154A1; US20210205934A1; JP2020516765A; EP3610045A1; KR20190129912A; KR102613147B1; RU2019127929A; KR102355322B1; BR112019018395A2; EP3610045B1; EP3610045C0; US20220226939A1; JP7208912B2; CN110462071B; MY195230A; RU2764071C2; MX2019010553A; BE1025128A1; CA3055263A1

Description

[0001] Opis pronalaska

[0003] OBLAST TEHNIKE NA KOJU SE PRONALAZAK ODNOSI

[0005] Predmetni pronalazak se odnosi na proizvodnju obojenih metala, posebno kalaja (Sn) i olova (Pb), moguće u kombinaciji sa proizvodnjom bakra (Cu), pirometalurgijom. Preciznije, pronalazak se odnosi na unapređeni postupak za proizvodnju sirovog lema, metalne smeše koja prvenstveno sadrži kalaj i olovo, što je posebno pogodno za proizvodnju primarnih proizvoda od kalaja i/ili olova visoke čistoće. Predmetni pronalazak se dalјe odnosi na sam sirovi lem i njegovu upotrebu u proizvodnji unapređene kompozicije lema.

[0007] POZNATO STANJE TEHNIKE

[0009] Materijali dostupni kao sirovina za proizvodnju obojenih metala obično sadrže mnoštvo metala. Usled zahteva za obojenim metalima visoke čistoće u većini njihovih primena, kada se isti upotrebljavaju u velikim zapreminama, u proizvodnom postupku je potrebno različite metale razdvojiti jedne od drugih. Postupci proizvodnje obojenih metala uobičajeno obuhvataju najmanje jedan, a obično mnoštvo koraka pirometalurških postupaka u kojima se i metali i metalni oksidi javlјaju u tečnom rastoplјenom stanju, pri čemu se metalni oksidi mogu razdvojiti gravitacijom kao posebna i obično lakša tečna šljaka iz uobičajeno teže faze rastoplјenog metala. Šljaka se u okviru postupka obično izdvaja kao posebna struju i ovo izdvajanje može dovesti do proizvodnje šljake kao koproizvoda u proizvodnji metala.

[0010] [0003] Obojeni metali mogu biti proizvedeni iz sveže rude kao početnog materijala, takođe nazvanog primarni izvori, ili iz materijala koji se mogu reciklirati, poznatih i kao sekundarne sirovine, ili iz njihove kombinacije. Materijali koji se mogu reciklirati mogu, na primer, biti nusproizvodi, otpadni materijali i materijali koji na kraju svog upotrebnog veka. Iskorišćavanje obojenih metala iz sekundarnih sirovina postalo je aktivnost od presudne važnosti tokom godina. Recikliranje obojenih metala nakon upotrebe postalo je klјučan doprinos u industriji, usled kontinuirane i snažne potražnje za takvim metalima i smanjene dostupnosti visokokvalitetnih svežih metalnih ruda. Mnoge od ovih sekundarnih sirovina su dostupne u fino usitnjenom obliku, za koje su takođe prilično ograničene moguće krajnje upotrebe. Prerada sekundarnih sirovina obično uklјučuje upotrebu koraka pirometalurških postupaka koji generišu šljaku kao koproizvod.

[0011] Prilikom proizvodnje koncentrata bakra pirometalurgijom, sav prisutni kalaj i/ili olovo su sa sklonošću da postanu više podložni oksidaciji od bakra, a njihovi oksidi se zatim lako premeštaju u sloj šljake koji je u vidu supernatanta. Ova šljaka može biti razdvojena od rastoplјenog metala bogatog bakrom. Naknadnim korakom hemijske redukcije, kalaj i/ili olovo u šljaci mogu zatim biti vraćeni u njihovo metalno stanje, a ovi metali dalje mogu biti izdvojeni iz preostale šljake kao smeša rastoplјenog metala koja je bogata kalajem i/ili olovom i obično sadrži značajne količine oba. Ovakve metalne struje obično imaju nižu tačku toplјenja u odnosu na koproizvode koji sadrže bakar i često se nazivaju „lem”. Pored kalaja i olova, ovi sirovi lemovi mogu sadržavati značajne, ali minorne količine drugih metala, kao što su bakar (Cu), antimon (Sb), arsen (As), bizmut (Bi), gvožđe (Fe), indijum (In), nikl (Ni), cink (Zn), aluminijum (Al), germanijum (Ge), telur (Te), kobalt (Co), mangan (Mn), selen (Se), silicijum (Si), talijum (TI), galijum (Ga), a ponekad i plemenite metale, mada obično u mnogo manjim količinama, kao što su srebro (Ag), zlato (Au), platina (Pt), paladijum (Pd), rutenijum (Ru), rodijum (Rh), osmijum (Os) i iridijum (Ir). Sirovi lem takođe može sadržavati elemente koji se ne smatraju metalima, kao što su sumpor (S), uglјenik (C) i kiseonik (O).

[0012] Sirovi lemovi mogu imati direktnu komercijalnu upotrebu, u zavisnosti od njihovog sastava, ali su takođe poznati kao međuproizvodi za ponovno izdvajanje pojedinih od njihovih pojedinačnih komponenti u obliku koji je veće čistoće i pogodan za proizvodnju koncentrovanih metalnih proizvoda koji su prihvatlјivi za nadogradnju u njihovim zahtevnijim krajnjim upotrebama. Veliko interesovanje ostaje prvenstveno za regenerisanje kalaja (Sn) veće čistoće iz takvih lemnih struja, kao i za regenerisanje olova (Pb) u pojedinim oblicima veće čistoće.

[0013] [0006] US 4,508,565 opisuje postupak za proizvodnju olova sa sadržajem sumpora od 1,0 % po težini (težinskih %), iz peleta obrazovanih od sirovih materijala sa oksidno-sulfatnim olovom koji potiču od prašine iz konvertora bakra. Sirovi materijal je sadržavao 40 težinskih % olova, 12 težinskih % cinka, 3,5 težinskih % arsena, 1,15 težinskih % bakra, 8,0 težinskih % sumpora, 0,5 težinskih % bizmuta i 0,6 težinskih % kalaja. Oko polovine peleta je bilo uvedeno u rotacioni konvertor sa uduvavanjem na vrhu Kaldo tipa, zajedno sa fino usitnjenim krečnjakom, granulisanom fajalitskom šljakom dobijenom iz postupka proizvodnje bakra i koksom veličine čestica između 5 i 12 mm. U peći je ova prva šaržabila zagrevana uz pomoć gorionika na naftu i kiseonik do testaste konzistencije, nakon čega su dodavani druga polovina peleta, dodatne količine krečnjaka, fajalitske šljake i koksa, i zagrevanje je nastavlјeno. Iz konvertora je ispušana (i) šljaka, na 1120°C, koja je sadržavala 16,5% Zn, 18% Fe, 1,4% Pb, 1,4% As, 1,5% Sn, 20% SiO<2>, 21% CaO i 1,5% MgO, kao i (ii) proizvod sa sirovim olovom koji je sadržavao 1,0% sumpora. US 4,508,565 se ne bavi proizvodnjom lema ili ponovnim izdvajanjem metalnih struja visoke čistoće.

[0014] Poznata tehnika za dobijanje metalnih struja veće čistoće polazeći od lema jeste vakuumska destilacija, tehnika koja se obično izvodi pod veoma niskim pritiskom u kombinaciji sa relativno visokim temperaturama. Putem vakuumske destilacije, olovo može biti razdvojeno od drugih manje isparlјivih metala, kao što je kalaj, uparavanjem. Vakuumska destilacija može poslužiti za razdvajanje lemne struje na struju olova veće čistoće kao glavni proizvod, i struju kalaja veće čistoće kao preostali proizvod sa dna. Vakuumska destilacija smeša metala tipa lema može biti izvođena po principu serija ili u kontinuiranom režimu. Ipak, pronalazači su utvrdili da destilacija metala tipa lema može imati operativne probleme. Vremenom, čak i na visokim temperaturama, nerastvorne čvrste materije mogu biti obrazovane kristalizacijom intermetalnih jedinjenja koja sadrže bakar, nikl, gvožđe i/ili cink. Ove nerastvorlјive čvrste materije se mogu lepiti za opremu za destilaciju, posebno u osetlјivim područjima kao što su mali otvori, čime se narušava neometan rad, pa čak i blokira oprema.

[0015] Pronalazači su utvrdili da su određeni metali u stanju da, pod uslovima vakuumske destilacije, obrazuju međusobna intermetalna jedinjenja između najmanje dva od ovih određenih metala i/ili intermetalna jedinjenja najmanje jednog od određenih metala sa kalajem. Pronalazači su dalje utvrdili da mnoga od ovih intermetalnih jedinjenja imaju mnogo višu tačku toplјenja od temperature smeše u kojoj se obrazuju. Pronalazači su stoga uvrdili da ova intermetalna jedinjenja visokih tačaka toplјenja mogu izaći iz rastvora i obrazovati čvrste materije. Ove čvrste materije mogu ostati resuspendovane u tečnom metalu i predstavljati rizik za smanje fluidnosti smeše, odnosno povećanje viskoznosti tečne smeše. Navedeno samo po sebi može poremetiti neometan rad opreme za destilaciju, na primer, usporavanjem protoka tečnih metala, što smanjuje kapacitet opreme i time primorava opremu da radi sa smanjenim protokom. Čvrste materije se takođe mogu lepiti i/ili pričvršćivati za opremu za destilaciju, čime se stvara rizik od oštećenja ili čak opstrukcije rada opreme za destilaciju, npr. začeplјivanjem važnih prolaza za struje postupka. Opisani fenomen može čak dovesti do neplaniranih prekida postupka, da bi se otvorio uređaj za destilaciju i očistili ili zamenili delovi opreme koji su time pogođeni.

[0016] [0009] Pronalazači su utvrdili i da su posebno hrom (Cr), mangan (Mn), vanadijum (V), titanijum (Ti), volfram (W), bakar (Cu), nikl (Ni), gvožđe (Fe), cink (Zn) i aluminijum (Al) metali čije prisustvo u lemnoj struji koja se uvodi u korak vakuumske destilacije, može dovesti do ometajućih intermetalnih jedinjenja. Cu, Ni, Fe, Zn i Al su uobičajeno pre prisutni u lemnim strujama u okviru proizvodnje obojenih metala, obično zbog njihovog prisustva u početnim materijalima. Fe i Al takođe mogu biti uvedeni kao deo koraka postupka ushodno od proizvodnje lemova.

[0017] Pronalazači su utvrdili da identifikovani problemi mogu biti značajno ublaženi, pa čak i izbegnuti, kontrolisanjem koncentracije ovih metala u sirovom lemu unutar određenih granica.

[0018] Za uklanjanje ovih metala, sirovi lem se konvencionalno prethodno obrađuje, ushodno od vakuumske destilacije, upotrebom prilično složenog, takozvanog „kupro postupka” ili „silicijumskog postupka”, tačnije „kuprosilicijumskog postupka”, u kome se elementarni silicijum, često nazvan i „silicijumski metal”, uvodi u odgovarajućem obliku koji reaguje sa pojedinim od metala (kao što su bakar, nikl i gvožđe) i time ih odvaja od olova i kalaja, a da bi se obrazovale legure tipa metal-silicijum (silicid) ili intermetalna jedinjenja. Obrazuju se zatim dve nemešlјive metalne faze, pri čemu se silicidi vraćaju u gornji sloj, koji se naziva i „kupro” sloj ili materijal. Kada se reakcija završi, temperatura se snižava i „kupro” sloj na vrhu faze lemnog metala se najpre stvrdnjava pošto ima najvišu temperaturu toplјenja. Ovaj „kupro” sloj se zatim može ukloniti iz još uvek rastoplјene faze lemnog metala iznad koje pluta, na primer, ispuštanjem lema ispod očvrslog kupro sloja. Nakon podvrgavanja silicijumskom postupku i hlađenja, lem sadrži manje bakra, nikla i/ili gvožđa i stoga je pogodniji za dobijanje metalnih struja veće čistoće vakuumskom destilacijom. US 2,329,817 opisuje takav postupak u kome je 36 težinskih delova silicijumskog metala dodavano u 600 delova rastoplјenog nečistog „belog metala”, koji je sadržavao 5,27% Ni, prekrivenog sa 48 delova natrijum silikatne šljake. Nakon reakcije, obrazovano je 74,0 težinskih delova silicidnog sloja koji je sadržavao 42,5 težinskih % Ni i samo manje količine Sn, Pb, As i Sb. Preostala 552 težinska dela metalne smeše sadržavala su samo 0,13 težinska % nikla. Ipak, takav postupak zahteva i troši prilično oskudne i stoga skupe sirove materijale koji sadrže silicijumski metal, a koji na kraju, nakon recikliranja silicida obrazovanog u silicijumskom postupku, završavaju kao oksidi u nusproizvodu niske vrednosti kao što je šljaka. Navedeno smanjenje vrednosti silicijumskog metala visoke vrednosti na mnogo nižu vrednost šljake što predstavlјa značajno ekonomsko opterećenje.

[0019] [0012] Tehnički, aluminijum bi se takođe mogao upotrebljavati u kuprosilicijumskom postupku, umesto - ili zajedno sa - silicijumom. Kontaminirajući metali bi tada obrazovali aluminide, a oni bi se takođe izdvajali u kupro sloj i tako bi mogli biti uklonjeni. Ipak, navedeno se ne sprovodi u praksi. Aluminijum donosi problem time što sa antimonom i arsenom, pod uslovima kuprosilicijumskog postupka, obrazuje aluminijum antimonid i aluminijum arsenid. Ova intermetalna jedinjenja, nakon hlađenja, lako reaguju sa vodom, čak i pod standardnim, normalnim i/ili ambijentalnim uslovima, gde je vlaga u ambijentalnom vazduhu dovolјna, i obrazuju visoko toksične gasove stibin (SbH<3>) ili arsin (AsH<3>), gasove koji su smrtonosni pri veoma niskim koncentracijama u vazduhu. Pošto je praktično nemoguće izbeći ove bezbednosne rizike, upotreba aluminijuma u kuprosilicijumskom postupku nije opcija i stoga je isklјučena.

[0020] GB 224923 opisuje tretman koncentrata kornvolske kalajne rude radi dobijanja legure olova i kalaja, dakle proizvoda tipa lema. Koncentrat kalajne rude sadržavao je najmanje 15% kalaja, a dodatno je sadržavao arsenske pirite i imao je silicijumsku jalovinu kao nevredan deo koncentrata. Koncentrat kalajne rude najpre je pečen da bi se eliminisao arsen i da bi se barem deo gvožđe-sulfida u piritu preveo u gvožđe-oksid. Prženi koncentrat kalaja zatim je mešan sa koncentratom olova i smeša je toplјena u reverberatornoj peći, u redukujućoj atmosferi. Bio je prisutan i značajan višak olova u odnosu na kalaj, a odnos olova i kalaja u ulaznoj sirovini poželјno je iznosio od 6 do 8 delova olova prema 1 delu kalaja. Mogao je biti dodat i oksid gvožđa ili drugi fluksni materijal, da bi se napravila odgovarajuća šljaka. Metalno gvožđe, poželјno u okviru otpadnog pločastog kalaja, dodavano je radi redukcije sulfida olova i kalaja u odgovarajuće metale. Temperatura ulazne sirovine je zatim postepeno povećavana, ali nije dozvoljavano da poraste toliko visoko da se obrazuju silikati, sve dok se kalaj oksid nije pretvorio u kalaj sulfid. Kada se ova konverzija dogodila, temperatura je dodatno povećavana, da bi se obrazovala šljaka i završila redukcija sulfida olova i kalaja. Ulazna sirovina je zatim podvrgavana skidanju skljake i njenom ispuštanju. Legura kalaja i olova pronađena je na dnu kade postojenja i ovaj proizvod je smatran pogodnim za upotrebu u proizvodnji raznih legura kalaja i olova ili za podvrgavanje bilo kom poznatom postupku za manje ili više potpuno razdvajanje dva metala. GB 224923 ne pominje metale osim olova i kalaja koji su mogli biti prisutni u leguri, kao što je višak gvožđa, niti kako bi se olovo i/ili kalaj mogli nishodno izdvojiti iz proizvoda tipa lema u kome je odnos olova i kalaja bio od 6:1 do 8:1.

[0021] [0014] Ostaje stoga potreba za jednostavnim i isplativim postupkom za proizvodnju sirovog tipa lemne struje, poželјno od sekundarnih sirovina koje su eventualno (delimično) fino usitnjene, pri čemu je sirovi lem dovolјno bogat kalajem i olovom, a dovolјno siromašan bakrom, niklom, gvožđem i cinkom, tako da je kompozicija, nakon samo relativno jednostavnih koraka hemijskog podešavanja, pogodna za vakuumsku destilaciju i ne prouzrokuje probleme u razdvajanju olova od kalaja, odnosno prevashodno je bez rizika od stvaranja intermetalnih jedinjenja u opremi za destilaciju prozrokovanih prisustvom remetećih količina bakra, nikla, gvožđa i cinka, ali i da ne iziskuje potrebu za korakom kuprosilicijumskog postupka kao suštinski dodatnim korakom obrade za kondicioniranje sirovog lema do kvaliteta koji ne dovodi do stvaranja intermetalnih jedinjenja tokom nishodne vakuumske destilacije.

[0022] Konvencionalni uređaj za proizvodnju koncentrata bakra iz sekundarnih sirovina koje sadrže bakar, pri čemu se sirovi lem obrazuje kao nusproizvod, jeste rotacioni konvertor sa uduvavanjem na vrhu (TBRC), koji se naziva i peć Kaldo tipa. Ovo je peć opremlјena za rotaciju oko uzdužne ose, ali je takođe opremlјena za naginjanje oko druge horizontalne ose koja je uspravna na tu uzdužnu osu. US4017308A i EP0185004A1 opisuju postupke za proizvodnju sirovog lema koji obuhvataju prisustvo olova i kalaja u rotacionom konvertoru sa uduvavanjem na vrhu. Ipak, TBRC je složen i skup uređaj. Štaviše, ukoliko je deo sirovine fino usitnjen, veći deo ovog finog materijala lako može biti izduvan iz TBRC dimnim gasovima koji se obično stvaraju unutra, i to pre nego što uopšte budu u prilici da se ugrade u tečnu fazu unutar peći. Ovaj deo sirovine tako postaje izbugljen za postupak i dodatno može stvoriti značajan problem sa odlaganjem otpada. Postoje alternative za TBRC, kao što su takozvani uređaji „Isasmelt” ili „Ausmelt” za proizvodnju osnovnog proizvoda koncentrata bakra iz sekundarnih sirovina, ali su to podjednako složeni uređaji.

[0023] Postoji dakle dodatna potreba da se pojednostavi postupak proizvodnje lemova tako da može biti izveden u mnogo manje složenoj opremi za preradu, za koju je takođe poželjno da bude u stanju da prihvati fino usitnjene sirovine bez prouzrokovanja operativnih ili problema sa odlaganjem otpada.

[0024] Predmetni pronalazak ima za cilј da otkloni ili barem ublaži prethodno opisan problem i/ili da obezbedi unapređenja uopšteno.

[0026] KRATKO IZLAGANJE SUŠTINE PRONALASKA

[0028] Prema pronalasku, obezbeđen su postupak za proizvodnju sirovog lema, sirovi lem koji može biti dobijen iz postupka i upotreba tog sirovog lema, kao što je definisano u bilo kom od pridruženih patentnih zahteva.

[0029] U jednom primeru izvođenja, pronalazak obezbeđuje postupak za proizvodnju sirovog lema koji sadrži olovo (Pb) i kalaj (Sn) iz sirovine koja sadrži najmanje 50 težinskih % metala, izraženih u odnosu na ukupnu suvu težinu sirovine, pri čemu metal u sirovini sadrži sledeće metale i količine svakog od metala su izražene kao ukupna količina metala prisutna u sirovini u bilo kom oksidovanom stanju i u redukovanom obliku metala, kao i u odnosu na ukupnu suvu težinu sirovine:

[0030] • najmanje 2 težinska % i najviše 71 težinski % kalaja (Sn),

[0031] • najmanje 1,00 težinski % i najviše 10 težinskih % bakra (Cu),

[0033] • najmanje 0,02 težinska % i najviše 5 težinskih % antimona (Sb),

[0034] • najmanje 0,0004 težinska % i najviše 1 težinski % bizmuta (Bi),

[0035] • najviše 37 težinskih % cinka (Zn),

[0036] • najviše 0,10 težinskih % Cr, Mn, V, Ti ili W,

[0037] • najviše 1 težinski % arsena (As), i

[0038] • najviše 2 težinska % nikla (Ni),

[0039] pri čemu sirovina dalje sadrži olovo (Pb) u nivou od najmanje 8 težinskih % i najviše 80 težinskih % i karakteriše se težinskim odnosom Pb/Sn od najmanje 0,5 i najviše 4,0,

[0040] i gde je barem jedan od kalaja (Sn) i olova (Pb) barem delimično prisutan u oksidovanom valentnom obliku,

[0041] pri čemu postupak obuhvata sledeće korake:

[0042] a) dobijanje tečne faze koja sadrži rastoplјeni metal i/ili rastoplјenu šljaku oksida metala u peći, uvođenjem barem dela sirovine u peć i toplјenjem dodate porcije sirovine;

[0043] b) uvođenje najmanje jednog redukujućeg sredstva u peć i redukovanje najmanje dela oksidovanog valentnog oblika kalaja i/ili olova u metal kalaja i/ili olova;

[0044] c) opciono uvođenje u peć najmanje jednog izvora energije koji sadrži najmanje jedan element izabran od zapalјivog materijala, najmanje jedan metal koji je manje plemenit od Sn i Pb, i njihove kombinacije, i oksidaciju zapalјivog materijala i/ili najmanje jednog metala u izvoru energije ubrizgavanjem vazduha i/ili kiseonika u peć;

[0045] d) odvajanje sirovog lema dobijenog u koraku b) i/ili c) od šljake i uklanjanje barem dela sirovog lema i/ili šljake iz peći.

[0046] U jednom primeru izvođenja, pronalazak obezbeđuje sirovi lem koji sadrži, pored neizbežnih nečistoća, a u odnosu na ukupnu suvu težinu sirovog lema:

[0047] • najmanje 9,5 težinskih % i najviše 69 težinskih % kalaja (Sn),

[0048] • najmanje 25 težinskih % i manje od 90 težinskih % olova (Pb),

[0049] • najmanje 80 težinskih % i najviše 96 težinskih % kalaja (Sn) i olova (Pb) zajedno,

[0050] • najmanje 0,08 težinskih % i najviše 12 težinskih % bakra (Cu),

[0051] • najmanje 0,15 težinskih % i najviše 7 težinskih % antimona (Sb),

[0052] • najmanje 0,012 težinskih % i najviše 1,5 težinskih % bizmuta (Bi),

[0053] • najmanje 0,010 težinskih % i najviše 1,1 težinski % sumpora (S),

[0054] • najviše 3 težinska % arsena (As),

[0055] • najviše 0,10 težinskih % Cr, Mn, V, Ti ili W,

[0056] • najviše 2,8 težinskih % nikla (Ni),

[0057] • najviše 0,7 težinskih % cinka (Zn),

[0058] • najviše 7,5 težinskih % gvožđa (Fe), i

[0060] • najviše 0,5 težinskih % aluminijuma (Al).

[0061] U jednom primeru izvođenja, postupak prema predmetnom pronalasku je za proizvodnju sirovog lema prema predmetnom pronalasku.

[0062] Lemna kompozicija, koja je kao što je specifično navedeno, javlјa se ili kao rastoplјena tečna faza na temperaturi iznad 300°C ili kao čvrsta legura na nižim temperaturama. Čvrsta legura može izuzetno biti granulisana ili uprašena u materijal oblika čestica, u kom obliku može privući vlagu. Radi tačnosti, u tom kontekstu je predviđeno da koncentracije, koje su kao što je specifično navedeno, predstavlјaju vrednosti zasnovane na ukupnoj suvoj težini kompozicije.

[0063] Pronalazači su utvrdili da izbor sirovine za postupak, u skladu sa načinom na koji je to propisano kao deo predmetnog pronalaska, omogućava postupku prema predmetnom pronalasku da proizvede sirovi lem koji dalјe lako može biti prečišćen ili „podešen” jednostavnim koracima postupka do kvaliteta koji je pogodan za nishodnu vakuumsku destilaciju bez stvaranja problema sa ciljnim uparavanja olova iz kalaja u lemu. Pronalazači su utvrdili da sirovi lem, koji se može dobiti postupkom prema predmetnom pronalasku, sadrži potencijalno ometajuće metale u takvim koncentracijama da se složeni i skupi „kupro” korak postupka, tj. korak u kome se silicijum dodaje u obliku koji se može oksidovati da bi se obrazovali silicidi koji se mogu odvojiti od lema nakon hlađenja, čime se uklanja deo potencijalno ometajućih metala, može eliminisati i preskočiti iz koraka pripreme sirovog lema kao sirovine za vakuumsku destilaciju.

[0064] Pronalazači su utvrdili da pravilan izbor sirovine za postupak prema predmetnom pronalasku omogućava proizvodnju sirovog lema koji sadrži količine zabrinjavajućih metala koje dalje mogu biti smanjene, bez potrebe za oskudnim i skupim sirovim metalima, silicijumom i/ili aluminijumom. Drugim rečima, sirovi lem proizveden postupkom prema predmetnom pronalasku može dalje biti kondicioniran tako da postane pogodan kao sirovina za vakuumsku destilaciju, i to koracima hemijske obrade drugačijim od obrade sa metalima silicijuma i/ili aluminijuma, odnosno bez obrazovanja silicida i/ili aluminida, kao i selektivnog očvršćavanja i uklanjanja ovih silicida i/ili aluminoida.

[0065] [0025] Metali koji izazivaju zabrinutost su metali koji mogu obrazovati intermetalna jedinjenja pod uslovima vakuumske destilacije, bilo sami sa sobom, jedni sa drugima ili sa kalajem. Lista zabrinjavajućih metala posebno uklјučuje hrom (Cr), mangan (Mn), vanadijum (V), titanijum (Ti), volfram (W), bakar (Cu), nikl (Ni), gvožđe (Fe), cink (Zn) i aluminijum (Al). Nekoliko od ovih metala ne treba razmatrati pošto su obično veoma retki u sirovim materijalima za proizvodnju glavnih obojenih metala koji sadrže olovo i/ili kalaj. Sirovi lem i sirovi materijali postupka prema predmetnom pronalasku sadrže najviše 0,10 težinskih % Cr, Mn, V, Ti ili W, poželјno najviše 0,05 težinskih %, još poželјnije najviše 0,010 težinskih %, još poželјnije najviše 0,005 težinskih %, poželјno najviše 0,0010 težinskih %, još poželјnije najviše 0,0005 težinskih %, još poželјnije najviše 0,0001 težinski % bilo kog od Cr, Mn, V, Ti ili W u odnosu na ukupnu suvu težinu kompozicije. Predmetni pronalazak se stoga prvenstveno bavi nivoima Cu, Ni, Fe, Zn i Al, pošto ovi metali pre mogu biti prisutni u lemnim strujama iz proizvodnje obojenih metala, obično zbog njihovog prisustva u početnim materijalima. Fe i Al takođe mogu biti uvedeni kao deo koraka postupka ushodno od proizvodnje lema.

[0066] Podnosioci prijave su utvrdili da se sirovi lem, koji može biti dobijen postupkom prema predmetnom pronalasku, može pravilno kondicionirati ili podesiti da postane pogodna sirovina za vakuumsku destilaciju, upotrebom koraka obrade koji su opisani u WO 2018/060202 A1.

[0067] Pronalazači su dalјe utvrdili da potencijalno štetni metali, a posebno bakar, ne moraju biti u potpunosti uklonjeni iz sirovog lema da bi ova struja učinila pogodnom, nakon dalјeg podešavanja ili obrade kao što je prethodno pomenuto, za vakuumsku destilaciju. Pronalazači su, na primer, utvrdili da se identifikovani problemi mogu svesti na praktično i ekonomski prihvatlјiv nivo kada male količine bakra ostanu prisutne u podešenom lemu koji se uvodi u korak destilacije. Ovo otkriće donosi prednost u kontekstu da se mogu obrađivati lemne struje koji nastaju kao nusproizvod pri ponovnom izdvajanju bakra iz primarnih i/ili sekundarnih sirovina, posebno iz sekundarnih sirovina, a još važnije iz sirovina koje sadrže materijale koji su na kraju svog upotrebnog veka.

[0068] Pronalazači su utvdili i da prisustvo izvesne količine sumpora u sirovom lemu predstavlja prednost. Sumpor lako pomaže u nishodnim koracima gde se Cu uklanja iz sirovog lema, kao deo dalјeg podešavanja ushodno od koraka vakuumske destilacije. Sa S unutar propisanih granica, podnosioci zahteva su otkrili da je nishodno „podešavanje” sirovog lema olakšano i pobolјšano smanjenjem količine hemikalija koje je potrebno upotrebiti.

[0069] Pronalazači su dalje utvrddili da se vredniji kalaj može regenerisati u sirovom lemu kada je odnos olovo/kalaj u sirovini najmanje 0,5, a najviše 4,0. Pronalazači su utvrdili da je, kada sirovina sadrži više olova, relativna količina kalaja u sirovom lemu u odnosu na količinu kalaja u sirovini takođe veća. Pronalazači su utvrdili, nuđenjem veće količine olova zajedno sa kalajem, da se regeneracija kalaja iz sirovine pobolјšava, kao i da manje raspoloživog kalaja završava u šljaci. Količina regenerisanog kalaja je obično najveći doprinos vrednosti prerade sirovog lema.

[0070] Regeneracija kalaja je stoga važan parametar postupka i predstavlja prednost onoliko koliko je ekonomski i praktično opravdana.

[0071] Utvrdili smo da sirovi lem proizveden postupkom prema predmetnom pronalasku, nakon podešavanja, može lako biti podvrgnut koraku vakuumske destilacije, bez javaljanja problema obrazovanja intermetalnih jedinjenja tokom vakuumske destilacije.

[0072] Pronalazači su dalјe utvrdili da postupak prema predmetnom pronalasku lako može biti sproveden u topioničkoj peći. Topionička peć je prilično jednostavan i jeftin uređaj koji se sastoji od velike peći cilindričnog oblika za koga je jedino potrebno da bude u stanju da se naginje oko svoje uzdužne ose samo za deo punog kruga. Ovo otkriće donosi prednost u kontekstu da se sirovi lem može proizvoditi postupkom prema predmetnom pronalasku, na primer, kao privremeni deo izvesnog proizvodnog procesa i u istom topioničkom uređaju koji može biti upotrebljen u procesu proizvodnje metalne faze bakra od najmanje 70 težinskih %, a obično 75 težinskih % Cu, koja je takođe poznata kao „crni bakar”, i/ili u topioničkom uređaju koji iz takvog koncentrata bakra takođe regeneriše bakar još veće čistoće. Opciono, može biti obezbeđen jednostavan korak pranja između ovih ciljnih proizvodnih procesa, kao što je detalјnije opisano u nastavku teksta.

[0073] Pronalazači su takođe utvrdili da je postupak prema predmetnom pronalasku u stanju da prihvati fino usitnjene sirovine bez ikakvih operativnih problema.

[0074] Podnosioci prijave su dalјe utvdili da redukujuće sredstvo u koraku b) i/ili koraku k) može biti uvedeno zajedno sa delom sirovina koji je već dodat kao deo koraka a) i/ili koraka j).

[0075] Podnosioci prijave su takođe utvrdili da, ukoliko je potrebno obezbediti dodatnu energiju kao deo koraka c) i/ili koraka l), to opciono može biti izvršeno zajedno sa uvođenjem redukujućeg sredstva iz koraka b) i/ili koraka k), a samim time je moguće izvršiti isto i zajedno sa uvođenjem dela sirovine iz koraka a) i/ili koraka j).

[0076] Podnosioci prijave su stoga otkrili da se korak b) i korak c), kao i korak k) i korak l), mogu kombinovati, i stoga da se redukujuće sredstvo iz koraka b) i/ili k) i izvor energije iz odgovarajućih koraka c) i/ili koraka l) mogu uvesti zajedno. Ova kombinacija koraka može biti izvođena odvojeno od odgovarajućih koraka a) i/ili j), ili može biti kombinovana sa odgovarajućim korakom a) ili korakom j).

[0077] Podnosioci pronalaska prijavljuju da se opcije ponuđene za prethodno navedene korake a)-d) odnose i na odgovarajuće korake j)-m) koji su detalјnije predstavlјeni u nastavku ovog dokumenta.

[0078] [0037] Podnosioci prijave su utvrdili da određeni materijali mogu delovati i kao redukujuće sredstvo i kao izvor energije, sadržavajući najmanje jedan metal koji je manje plemenit od Sn i Pb. Veoma pogodan primer takvog materijala je ferosilicijum (FeSi), materijal u kome su prisutni i elementarno gvožđe i elementarni silicijum. Gvožđe i silicijum su manje plemeniti od Sn i Pb. Elementarno gvožđe je sposobno da deluje kao redukujuće sredstvo, sposobno je i da prevede SnO<2>i/ili PbO u odgovarajući Sn i Pb metal, dok se gvožđe prevodi u FeO i/ili Fe<2>O<3>, oksid koji prelazi u fazu šlјake. Elementarni silicijum je u stanju da pretvori SnO<2>i/ili PbO u Sn i/ili Pb, dok se sam silicijum prevodi u SiO<2>, koja takođe prelazi u fazu šljake.

[0080] KRATAK OPIS CRTEŽA

[0082] Crtež prikazuje dijagram toka primera izvođenja postupka prema primeru izvođenja predmetnog pronalaska.

[0084] DETALJAN OPIS PRONALASKA

[0086] Predmetni pronalazak će u nastavku biti opisan kroz posebne primere izvođenja i uz pozivanje na određene crteže, ali pronalazak njima nije ograničen, već samo patentnim zahtevima. Svi opisani crteži su samo šematski prikazi i nisu ograničavajući. Na crtežima, veličina pojedinih elemenata može biti preuveličana i, u svrhu ilustracije, van prave razmere. Dimenzije i relativne dimenzije ne moraju nužno odgovarati stvarnim smanjenjima tokom primene pronalaska u praksi.

[0087] Štaviše, termini gornji, donji, iznad, ispod i slično, u opisu i patentnim zahtevima, upotrebljavaju se u opisne svrhe, a ne nužno za opisivanje relativnih položaja. Termini koji se tako upotrebljavaju mogu biti naizmenično korišćeni pod odgovarajućim okolnostima i primeri izvođenja pronalaska koji su ovde opisani mogu se odvijati u orijentacijama drugačijim onih koje su ovde opisane ili ilustrovane.

[0088] Kao što se ovde i u patentnim zahtevima upotrebljava, termini „sadrži” i „uklјučujući” su inkluzivni ili otvoreni i ne isklјučuju prisustvo dodatnih elemenata, sastavnih komponenti, koraka postupka ili metoda koji nisu navedeni. Shodno tome, termini „sadrži” i „uklјučujući” obuhvataju restriktivnije termine „suštinski se sastoji od” i „sastoji se od”.

[0089] Ukoliko nije drugačije naznačeno, svi opsezi koji su ovde navedeni uklјučuju vrednosti do, kao i date krajnje tačke, dok su vrednosti sastojaka ili komponenti kompozicija izražene u težinskim procentima ili % po težini svakog sastojka u kompoziciji.

[0090] Dodatno, svako jedinjenje koje je ovde razmatrano može naizmenično biti označavano njegovom hemijskom formulom, hemijskim imenom, skraćenicom itd.

[0091] U ovom dokumentu, ukoliko nije drugačije specifično naznačeno, količine metala i oksida su izražene u skladu sa uobičajenom praksom u pirometalurgiji. Prisustvo svakog metala se obično izražava njegovim ukupnim prisustvom, bez obzira da li je metal prisutan u svom elementarnom obliku (oksidaciono stanje = 0) ili u bilo kom hemijski vezanom obliku, obično u oksidovanom obliku (oksidaciono stanje > 0). U slučaju metala koji relativno lako mogu biti redukovani u svoje elementarne oblike i mogu biti prisutni kao rastoplјen metal u pirometalurškom postupku, prilično je uobičajeno da se njihovo prisustvo izražava u kontekstu njihovog elementarnog metalnog oblika, čak i kada je dat sastav šljake ili šlikera, pri čemu većina takvih metala može zapravo biti prisutna u oksidovanom i/ili hemijski vezanom obliku. Za sirovinu prema postupku predmetnog pronalasku i sirovi lem prema predmetnom pronalasku navode se stoga sadržaj Fe, Sn, Zn, Pb, Cu, Sb, Bi, As, Ni kao elementarnih metala. Manje plemenite metale je teže redukovati pod uslovima pirometalurške obrade obojenih metala i uglavnom se javlјaju u oksidovanom obliku. Ovi metali su obično navedeni u vidu njihovog najčešćeg oksidnog oblika. Prema tome, kada je to potrebno, sadržaj Si, Ca, Al, Na se navodi kao SiO<2>, CaO, Al<2>O<3>, Na<2>O, tim redom.

[0092] Unutar konteksta predmetnog pronalaska, izraz „manje plemeniti metali od metala X” označava metale koji su skloniji oksidaciji pod uslovima i u određenom okruženju konteksta u kome se izraz koristi, što je korisno za mogućnost ostvarenja redukcije metala X. Na primer, izraz „metali manje plemeniti od Sn i Pb” odnosi se na metale koji su, pod uslovima i u određenom okruženju konteksta u kome se izraz koristi, skloniji oksidaciji i u stanju da ostvare redukciju Sn i Pb.

[0093] Metali od interesa za ovaj pronalazak imaju, pod uobičajenim uslovima pirometalurške peći tokom prerade obojenih metala, afinitet prema kiseoniku i težiće da se raspodele između metala i faze šljake. Od nižeg do višeg afiniteta prema kiseoniku, a stoga i od relativno visokog afiniteta do nižeg afiniteta prema metalnoj fazi, rangiranje ovih metala može biti približno predstavljeno na sledeći način: Au > Ag >> Bi/Cu > Ni > As > Sb > Pb > Sn >> Fe > Zn > Si > Al > Mg > Ca. Radi jasnijeg razumevanja, navedeno može biti nazvano i rangiranjem metala od plemenitijih do manje plemenitih, ali ova kvalifikacija mora biti povezana sa posebnim uslovima i okolnostima pirometalurških postupaka za obojene metale i može biti neadekvatna za primenu u drugim oblastima. Na relativni položaj određenih metala na ovoj listi može, između ostalog, uticati prisustvo ili odsustvo drugih elemenata u peći, kao što je npr. silicijum.

[0094] Na ravnotežnu raspodelu metala između metane i faze šljake takođe se može uticati dodavanjem kiseonika i/ili materijala za uklanjanje kiseonika (ili redukujućih sredstava) u tečnu fazu u peći.

[0095] Dodavanje kiseonika će prevesti pojedine od metala u metalnoj fazi u njihov oksidovani oblik, koji će zatim preći u fazu šljake. Metali u metalnoj fazi koji imaju visok afinitet prema kiseoniku biće skloniji ovoj konverziji i kretanju. Nјihova ravnotežna raspodela između metala i faze šljake stoga može biti podložnija promenama.

[0096] Suprotno od navedenog može biti postignuto dodavanjem materijala koji uklanjaju kiseonik. Pogodni potrošači kiseonika mogu, na primer, biti uglјenik i/ili vodonik, u bilo kom obliku ili formi, kao što su organski materijali, npr. plastika, uklјučujući polivinilhlorid (PVC), drvo ili druge zapalјive materijale, kao što je prirodni gas. Uglјenik i vodonik će lako oksidovati („sagoreti”) i pretvoriti se u H<2>O i/ili CO/CO<2>, komponente koje lako napuštaju tečnu fazu i odnose svoj sadržaj kiseonika iz iste. Ipak, i metali poput Si, Fe, Al, Zn i/ili Ca su pogodna redukujuća sredstva. Od posebnog interesa su gvožđe (Fe) i/ili aluminijum (Al), zbog njihove lake dostupnosti. Oksidacijom, ove komponente će redukovati pojedine od metala u fazi šljake iz njihovog oksidovanog stanja u njihovo metalno stanje, a ovi metali će zatim preći u metalnu fazu. Sada su zapravo u fazi šljake metali koji imaju manji afinitet prema kiseoniku i koji će stoga biti skloniji ovoj reakciji redukcije, odnosno skloniji kretanju u suprotnom smeru.

[0097] U topioničkom koraku, jedna od svrha je i redukcija oksida vrednih obojenih metala koji dolaze sa ulaznom sirovinom, u njihove odgovarajuće redukovane metale. Pravac i stopa reakcija koje se odvijaju u topioničkom koraku mogu se dodatno podešavati kontrolom prirode atmosfere u peći. Alternativno ili dodatno, u topionik može biti dodati materijal koji donira kiseonik ili materijal koji uklanja kiseonik.

[0098] Veoma pogodan materijal za uklanjanje kiseonika u ovakvim operacijama je metalno gvožđe, pri čemu je poželjno da to bude otpad gvožđa. Pod uobičajenim radnim uslovima, gvožđe će reagovati sa vrućim oksidima, silikatima i drugim jedinjenjima metala koji imaju niži afinitet prema kiseoniku od gvožđa, da bi se dobio rastop koji sadrži ove druge metale u elementarnom obliku. Tipične reakcije uklјučuju:

[0100] MeO Fe → FeO Me toplota

[0102] (MeO)<x>SiO<2>+ x Fe → (FeO)<x>SiO<2>+ x Me toplota

[0104] Temperatura kupatila ostaje visoka zbog egzotermne toplote reakcije i toplote sagorevanja. Temperatura lako može biti održavana u opsegu u kome šljaka ostaje tečna, a da isparavanje olova i/ili kalaja ostaje ograničeno.

[0105] Svaka od reakcija redukcije koje se odvijaju u peći za toplјenje je reverzibilna. Prema tome, konverzija ostvarena putem svake reakije je ograničena ravnotežama definisanim odnosima kao što su sledeći:

[0108]

[0111] U slučaju kada je Me bakar, K1 i K2 su visoki na normalnim temperaturama reakcije i redukcija jedinjenja bakra se stoga uglavnom odvija do kraja. U slučaju olova i kalaja, i K1 i K2 su relativno niski, ali bakar u metalnoj fazi, ukoliko je prisutan u dovolјnim količinama, može ekstrahovati metalno olovo i kalaj iz reakcione zone šlјake, čime se smanjuje aktivnost ovih metala u šlјaci i pokreće se završetak redukcije kombinovanog olova i kalaja.

[0112] Napon pare cinka je relativno visok na uobičajenoj reakcionoj temperaturi i veći deo cinka, za razliku od olova i kalaja, može lako ispariti iz peći. Pare cinka koje napuštaju peć se oksiduju vazduhom koji može biti npr. usisan između otvora peći i poklopca i/ili izduvne cevi. Dobijena prašina cink-oksida se kondenzuje i prikuplјa putem konvencionalnih sistema za prikuplјanje prašine.

[0113] U jednom primeru izvođenja postupka prema predmetnom pronalasku, sirovina sadrži, u odnosu na ukupnu suvu težinu sirovine, više od 50 težinskih % ukupnog metala, poželјno najmanje 51 težinski %, poželјnije najmanje 52 težinska %, još poželјnije najmanje 53 težinska %, poželјno najmanje 54 težinska %, poželјnije najmanje 55 težinskih %, još poželјnije najmanje 56 težinskih %, još poželјnije najmanje 57 težinskih %, poželјno najmanje 58 težinskih %, poželјnije najmanje 59 težinskih %, i još poželјnije najmanje 60 težinskih % ukupnog metala, poželјno najmanje 65 težinskih %, poželјnije najmanje 70 težinskih %, još poželјnije najmanje 75 težinskih %.

[0114] U jednom primeru izvođenja postupka prema predmetnom pronalasku, sirovina dalјe sadrži supstance ili komponente izabrane od O i S atoma, npr. kada su isti sadržani u oksidima i/ili sulfidima, kao i od bilo kog od halogena, uglјenika i organskog materijala.

[0115] [0058] Sirovina sadrži metalni deo, tj. količinu ukupnog metala u težinskim %, i obično takođe nemetalni deo koji predstavlјa ostatak sirovine. Utvrdili smo da je poželjno da je ostatak sirovine prvenstveno izabran od atoma O i S sadržanih u oksidima i/ili sulfidima, kao i od halogena, uglјenika i/ili organskog materijala. Podnosioci prijave preferiraju da, pored metala, sirovina prvenstveno sadrži atome O i S, a poželјno je i da su isti sadržani u oksidima i/ili sulfidima, kao i da sadrži uglјenik ili organski materijal, kao što je većina vrsta plastike, uklјučujući PVC, pošto se postupak lako može osposobiti za rukovanje ovim dodatnim supstancama ili komponentama, npr. obezbeđivanjem odgovarajućih postrojenja za tretman izduvnih gasova. Poželјnije je i da sirovina sadrži, pored metala, kiseonik, npr. kao deo oksida, uglјenik i/ili organski materijal, zbog lakoće sa kojom se isti mogu obraditi postupkom. Najpoželјnije je, i podnosioci prijave preferiraju, da kiseonih bude u obliku metalnih oksida, pošto druge komponente mogu doneti probleme sa emisijom, npr. kao što je to slučaj sa SO<2>ili SO<3>, kao i CO ili CO<2>, dioksinima itd..., čime se pojednostavlјuju i bilo kakvi tretmani izduvnih gasova iz peći.

[0116] U jednom primeru izvođenja postupka prema predmetnom pronalasku, sirovina sadrži, u odnosu na ukupnu suvu težinu sirovine, više od 2 težinska % kalaja, poželјno najmanje 4 težinska %, poželјnije najmanje 6 težinskih %, još poželјnije najmanje 8 težinskih %, poželјno najmanje 10 težinskih %, poželјnije najmanje 12 težinskih %, još poželјnije najmanje 14 težinskih %, još poželјnije najmanje 16 težinskih % kalaja, poželјno najmanje 18 težinskih %, poželјnije najmanje 20 težinskih %, još poželјnije najmanje 22 težinska %, još poželјnije najmanje 24 težinska % kalaja.

[0117] Utvrdili smo da veća količina kalaja u sirovini smanjuje tačku toplјenja sirovine, što predstavlja prednost pošto je postupak prema predmetnom pronalasku operativan u širem temperaturnom opsegu. Utvrdili smo takođe da je metal kalaja visoke čistoće, koji se na kraju može regenerisati iz sirovog lema koji može biti dobijen postupkom prema predmetnom pronalasku, traženiji u poređenju sa metalom olova visoke čistoće. Veći sadržaj kalaja u strujama postupka predmetnog pronalaska stoga povećava ekonomski interes za sirovi lem koji može biti dobijen postupkom prema predmetnom pronalasku, kao dodatna sirovina za regenerisanje metala kalaja visoke čistoće.

[0118] [0061] U jednom primeru izvođenja postupka prema predmetnom pronalasku, sirovina sadrži, u odnosu na ukupnu suvu težinu sirovine, manje od 71 težinski % kalaja, poželјno najviše 69 težinskih %, još poželјnije najviše 65 težinskih %, još poželјnije najviše 62 težinska %, još poželјnije najviše 59 težinskih %, poželјno najviše 56 težinskih %, još poželјnije najviše 53 težinska %, još poželјnije najviše 50 težinskih %, još poželјnije manje od 50 težinskih %, poželјno najviše 48 težinskih %, još poželјnije najviše 46 težinskih %, još poželјnije najviše 45 težinskih %, poželјno najviše 44 težinska %, još poželјnije najviše 43 težinska %, još poželјnije najviše 42,5 težinska %, još poželјnije najviše 42 težinska % kalaja, poželјno najviše 41 težinski %, još poželјnije najviše 40 težinskih %, poželјno najviše 38 težinskih %, još poželјnije najviše 36 težinskih %, još poželјnije najviše 34 težinska %, poželјno najviše 32 težinska %, još poželјnije najviše 30 težinskih %, još poželјnije najviše 28 težinskih % kalaja.

[0119] Utvrdili smo da manja količina kalaja u sirovini pobolјšava nishodne postupke razdvajanja. Utvrdili smo takođe da niži sadržaj kalaja u sirovini donosi prednost u vidu smanjenja rastvorlјivosti bakra u sirovini, što dovodi do nižeg sadržaja bakra u krajnjim primarnim proizvodima, kao što su kalaj i olovo, nakon dalјe nishodne obrade, na primer, vakuumskom destilacijom, što povećava ekonomsku vrednost ovih primarnih proizvoda i/ili smanjuje teret uklanjanja preostalih tragova bakra u dalјem nishodnom koraku postupka uklanjanja bakra.

[0120] U jednom primeru izvođenja postupka prema predmetnom pronalasku, sirovina sadrži, u odnosu na ukupnu suvu težinu sirovine, više od 1,00 težinskih % bakra, poželјno najmanje 1,02 težinska %, poželјnije najmanje 1,05 težinskih %, poželјno najmanje 1,07 težinskih %, poželјnije najmanje 1,10 težinskih %, još poželјnije najmanje 1,12 težinskih %, još poželјnije najmanje 1,15 težinskih % bakra, poželјno najmanje 1,17 težinskih %, poželјnije najmanje 1,19 težinskih %, još poželјnije najmanje 1,20 težinskih %, poželјno najmanje 1,30 težinskih %, poželјnije najmanje 1,40 težinskih %, još poželјnije najmanje 1,60 težinskih %, poželјnije najmanje 1,80 težinskih %, još poželјnije najmanje 1,90 težinskih % bakra.

[0121] Utvrdili smo da količine bakra, koje su kao što je specifično navedeno u skladu sa predmetnim pronalaskom, mogu ostati u sirovom lemu bez poništavanja korisnosti lema nakon podešavanja, a kao dalјe sirovine za korak vakuumske destilacije, dakle bez značajnog smanjenja ili poništavanja efekta koji se dobija predmetnim pronalaskom, tj. povećanja rizika da korak vakuumske destilacije koji se izvodi na podešenom lemu više ne bi mogao da radi u kontinuiranom režimu tokom dužeg vremenskog perioda bez nailaženja na probleme intermetalnih jedinjenja koja sadrže bakar i oštećuju operacije destilacije. Utvrdili smo i da se identifikovani problemi mogu smanjiti na praktično i ekonomski prihvatlјiv nivo kada male količine bakra, koje su kao što je specifično navedeno, ostanu prisutne u sirovom lemu prema predmetnom pronalasku, odnosno kada se koriste nakon podešavanja kao sirovina za korak vakuumske destilacije radi izdvajanja barem dela olova u lemnoj struji.

[0122] [0065] U jednom primeru izvođenja postupka prema predmetnom pronalasku, sirovina sadrži, u odnosu na ukupnu suvu težinu sirovine, manje od 10 težinskih % bakra, poželјno najviše 9 težinskih %, još poželјnije najviše 8 težinskih %, poželјno najviše 7 težinskih %, još poželјnije najviše 6 težinskih %, a još poželјnije najviše 5,7 težinskih %, poželјno najviše 5,5 težinskih %, još poželјnije najviše 5 težinskih %, još poželјnije najviše 4,5 težinskih %, poželјno najviše 4 težinska %, još poželјnije najviše 3,5 težinskih %, poželјno najviše 3 težinska %, još poželјnije najviše 2,5 težinskih %, još poželјnije najviše 2 težinska % bakra.

[0123] Utvrdili smo i da što je niža koncentracija bakra u sirovini, to je manji rizik od obrazovanja intermetalnih jedinjenja kada se sirovi lem koji može biti dobijen postupkom prema predmetnom pronalasku, nakon podešavanja, podvrgne vakuumskoj destilaciji. Utvrdili smo dalje da što je manje prisustvo bakra u sirovini, to je niža koncentracija bakra u strujama proizvoda iz nishodne vakuumske destilacije. Navedeno smanjuje opterećenje u dalјem uklanjanju bakra iz ovih struja na njihovom putu ka tome da postanu primarni proizvodi, posebno u kontekstu potrošnje hemikalija, kao i u kontekstu količine obrazovanih nusproizvoda.

[0124] U jednom primeru izvođenja postupka prema predmetnom pronalasku, sirovina sadrži, u odnosu na ukupnu suvu težinu sirovine, više od 0,02 težinska % antimona, poželјno najmanje 0,05 težinskih %, poželјnije najmanje 0,08 težinskih %, poželјno najmanje 0,10 težinskih %, poželјnije najmanje 0,12 težinskih %, još poželјnije najmanje 0,14 težinskih %, još poželјnije najmanje 0,16 težinskih % antimona, poželјno najmanje 0,18 težinskih %, poželјnije najmanje 0,20 težinskih %, još poželјnije najmanje 0,22 težinska %, poželјno najmanje 0,24 težinska %, poželјnije najmanje 0,26 težinskih %, još poželјnije najmanje 0,28 težinskih %, poželјno najmanje 0,30 težinskih %, poželјnije najmanje 0,32 težinska %, još poželјnije najmanje 0,34 težinska %, još poželјnije najmanje 0,36 težinskih % antimona.

[0125] [0068] Utvrdili smo da sirovina može sadržavati merlјive, pa čak i značajne količine antimona, unutar određenih granica, bez ovog prisustva antimona koje značajno ugrožava moguću nishodnu vakuumsku destilaciju. Utvrdili smo i da navedeno obezbeđuje dodatnu slobodu rukovanja sirovinom. Zahvalјujući ovoj dozvolјenoj količini antimona u sirovom lemu koji može biti dobijen postupkom prema predmetnom pronalasku, postupak prema predmetnom pronalasku je u stanju da prihvati sirovinu u kojoj je antimon prisutan. Antimon može biti prisutan u različitim primarnim i sekundarnim sirovinama za obojene metale, kao i u mnogim materijalima koji su na kraju svog upotrebnog veka. Antimon, na primer, može biti prisutan u olovu koje je upotrebljavano od rimskog doba za vodovod. Ovi materijali sada mogu postati dostupni kao materijali iz rušenja, često u kombinaciji sa bakrom za cevi i u druge svrhe, kao i sa kalajem i olovom za lemne spojeve. Dozvolјavanje određene količine antimona u sirovom lemu koji može biti dobijen postupkom prema predmetnom pronalasku, omogućava postupku prema predmetnom pronalasku da prihvati u sirovini takve mešane materijale na kraju svog upotrebnog veka. Utvrdili smo da su značajne koncentracije antimona dozvolјene u sirovom lemu koji može biti dobijen postupkom prema predmetnom pronalasku bez toga da navedeno stvara značajne poteškoće za nishodne postupke.

[0126] U jednom primeru izvođenja postupka prema predmetnom pronalasku, sirovina sadrži, u odnosu na ukupnu suvu težinu sirovine, manje od 5 težinskih % antimona, poželјno najviše 4 težinska %, još poželјnije najviše 3 težinska %, još poželјnije najviše 2 težinska %, još poželјnije najviše 1,5 težinskih %, poželјno najviše 1,00 težinski % antimona, još poželјnije najviše 0,95 težinskih %, još poželјnije najviše 0,9 težinskih %, poželјno najviše 0,87 težinskih %, još poželјnije najviše 0,85 težinskih %, još poželјnije najviše 0,8 težinskih %, još poželјnije najviše 0,75 težinskih %, poželјno najviše 0,7 težinskih %, još poželјnije najviše 0,65 težinskih %, još poželјnije najviše 0,6 težinskih %, poželјno najviše 0,5 težinskih %, još poželјnije najviše 0,4 težinska %, još poželјnije najviše 0,35 težinskih % antimona.

[0127] Utvrdili smo i da antimon može biti dozvoljen u sirovini, unutar određenih granica, bez stvaranja problema kada se sirovi lem koji može biti dobijen postupkom prema predmetnom pronalasku podesi i upotrebljava kao sirovina za nishodnu vakuumsku destilaciju. Utvrdili smo da je važno održavati količinu antimona ispod specifično navedene gornje granice pošto antimon može barem delimično ispariti pod uslovima destilacije. Ukoliko je nivo antimona veći, količina antimona koja izlazi iz koraka destilacije sa proizvodom sa visokim sadržajem olova može postati značajna. Da bi se dobio glavni proizvod od olova veće čistoće koji ispunjava želјene industrijske standarde, potrebno je da se ova količina antimona ukloni iz ove struje olova u konvencionalnim koracima prečišćavanja nishodno od koraka destilacije. Količina antimona iznad navedene granice povećava opterećenje ovih nishodnih koraka prečišćavanja i povećava količinu nusproizvoda koji sadrže antimon. Pošto ovi nusproizvodi takođe mogu sadržavati značajne količine olova, ovo olovo u nusproizvodima ne završava u glavnom proizvodu od olova i donekle smanjuje efikasnost celokupnog postupka.

[0128] [0071] U jednom primeru izvođenja postupka prema predmetnom pronalasku, sirovina sadrži, u odnosu na ukupnu suvu težinu sirovine, više od 0,0004 težinska % bizmuta, poželјno najmanje 0,0005 težinskih %, poželјnije najmanje 0,0006 težinskih %, poželјno najmanje 0,0007 težinskih %, poželјnije najmanje 0,0008 težinskih %, još poželјnije najmanje 0,0009 težinskih %, a još poželјnije najmanje 0,0010 težinskih % bizmuta, poželјno najmanje 0,002 težinska %, poželјno najmanje 0,003 težinska %, poželјnije najmanje 0,004 težinska %, još poželјnije najmanje 0,005 težinskih %, poželјno najmanje 0,0075 težinskih %, poželјnije najmanje 0,01 težinski %, još poželјnije najmanje 0,0125 težinskih %, a još poželјnije najmanje 0,015 težinskih %, poželјno najmanje 0,020 težinskih % bizmuta.

[0129] U jednom primeru izvođenja postupka prema predmetnom pronalasku, sirovina sadrži, u odnosu na ukupnu suvu težinu sirovine, manje od 1,0 težinskih % bizmuta, poželјno najviše 0,8 težinskih %, poželјno najviše 0,6 težinskih %, još poželјnije najviše 0,4 težinska %, još poželјnije najviše 0,2 težinska %, a još poželјnije najviše 0,1 težinski % bizmuta, poželјno najviše 0,08 težinskih %, još poželјnije najviše 0,06 težinskih %, još poželјnije najviše 0,05 težinskih %, poželјno najviše 0,04 težinska %, još poželјnije najviše 0,03 težinska %, još poželјnije najviše 0,025 težinskih % bizmuta.

[0130] Utvrdili smo da bizmut može biti dozvolјen u sirovinama, unutar određenih granica. Utvrdili smo i da bizmut može biti relativno isparlјiv pod uslovima koraka vakuumske destilacije. Deo bizmuta stoga može pronaći svoj put do glavnih proizvoda, iz kojih može biti potrebno njegovo uklanjanje, da bi se dobio glavni proizvod koji ispunjava želјene specifikacije proizvoda. Ovo nishodno uklanjanje zagađivača troši hemikalije i stvara struju nusproizvoda koji takođe sadrži pojedine vredne glavne proizvode. Čak i ukoliko se uspešno recikliraju, ove struje nusproizvoda predstavlјaju neefikasnost postupka koju je poželjno smanjiti. Prednost je stoga ograničiti količinu bizmuta u sirovinama.

[0131] Utvrdili smo dalje da se rizik obrazovanja potencijalno ometajućih intermetalnih jedinjenja smanjuje kontrolisanjem prisustva prethodno pomenutih jedinjenja, kalaja, bakra, antimona i bizmuta, u sirovini, između navedenih nivoa.

[0132] U jednom primeru izvođenja postupka prema predmetnom pronalasku, sirovina sadrži, u odnosu na ukupnu suvu težinu sirovine, manje od 1,0 težinskih % arsena, poželјno najviše 0,8 težinskih %, poželјnije najviše 0,6 težinskih %, poželјno najviše 0,4 težinska %, poželјnije najviše 0,3 težinska %, još poželјnije najviše 0,20 težinskih %, a još poželјnije najviše 0,185 težinskih % arsena, poželјno najviše 0,18 težinskih %, poželјnije najviše 0,175 težinskih %, još poželјnije najviše 0,170 težinskih %, poželјno najviše 0,15 težinskih %, poželјnije najviše 0,13 težinska %, još poželјnije najviše 0,11 težinski % arsena.

[0133] [0076] Preferiramo da količine arsena u sirovinama bude zadržana unutar granica. Ovo smanjuje teret uklanjanja arsena nishodno od bilo kog proizvodnog toka iz mogućeg koraka vakuumske destilacije. Ovi nishodni koraci uklanjanja koriste hemikalije i stvaraju struje nusproizvoda koji neizbežno sadrže i izvesne količine vrednih metala kao što su olovo i/ili kalaj. Čak i ukoliko se uspešno recikliraju, ove struje nusproizvoda podrazumevaju ukupnu neefikasnost postupka i prednost je da se smanji njihova zapremina. Recikliranje takođe može doneti probleme prouzrokovane hemikalijama u ovim strujama nusproizvoda, kao što je korozivni efekat na vatrostalne materijale koji se koriste u opremi i u kontaktu sa vrućim tečnim strujama.

[0134] U jednom primeru izvođenja postupka prema predmetnom pronalasku, sirovina sadrži, u odnosu na ukupnu suvu težinu sirovine, manje od 2,0 težinskih % nikla, poželјno najviše 1,7 težinskih %, još poželјnije najviše 1,5 težinskih %, još poželјnije najviše 1,2 težinska %, a još poželјnije najviše 1,0 težinski %, poželјno najviše 0,8 težinskih %, još poželјnije najviše 0,6 težinskih, poželјno najviše 0,50 težinskih %, još poželјnije najviše 0,45 težinskih %, još poželјnije najviše 0,40 težinskih %, i još poželјnije najviše 0,35 težinskih % nikla, poželјno najviše 0,30 težinskih %, još poželјnije najviše 0,29 težinskih %, još poželјnije najviše 0,28 težinskih %, poželјno najviše 0,26 težinskih %, još poželјnije najviše 0,24 težinska %, još poželјnije najviše 0,22 težinska %, poželјno najviše 0,20 težinskih %, još poželјnije najviše 0,18 težinskih %, još poželјnije najviše 0,16 težinskih %, poželјno najviše 0,14 težinskih %, još poželјnije najviše 0,12 težinskih % nikla.

[0135] Utvrdili smo da se rizik obrazovanja potencijalno ometajućih intermetalnih jedinjenja smanjuje kontrolisanjem prisustva prethodno pomenutih jedinjenja, arsena i nikla, u sirovini ispod nižih nivoa. Nikl je metal koji je prisutan u mnogim sirovinama dostupnim za izdvajanje obojenih metala, posebno u sekundarnim sirovinama, a prevashodno u materijalima na kraju upotrebnog veka. Važno je stoga kod izdvajanja obojenih metala da postupak bude u stanju da se nosi sa prisustvom nikla. Štaviše, pirometalurški postupci za izdvajanje obojenih metala često troše značajne količine gvožđa kao hemikalije u postupku. Prednost bi bila mogućnost upotrebe sekundarnih materijala koji sadrže gvožđe u ovu svrhu. Ovakvi materijali mogu, pored velikih količina gvožđa, sadržavati i manje količine nikla. Prednost je takođe mogućnost da se kontroliše sposobnost prevazilaženja određene količine ovih vrsta hemikalija u postupku. Utvrdili smo dalje da je poželјnije smanjiti sadržaj nikla u sirovini za postupak prema predmetnom pronalasku, nego uklanjati veće količine nikla nishodno. Takvo nishodno uklanjanje nikla se obično vrši zajedno sa uklanjanjem arsena (As) i/ili antimona (Sb) i nosi rizik od stvaranja veoma toksičnih gasova, arsina (AsH<3>) i/ili stibina (SbH<3>). Prema tome, uklanjanje nikla do navedenih granica takođe smanjuje nishodni rizik od stvaranja toksičnih gasova i stoga je takođe mera bezbednosti i industrijske higijene.

[0136] [0079] U postupku prema predmetnom pronalasku, sirovina sadrži, u odnosu na ukupnu suvu težinu sirovine, najmanje 8 težinskih % olova, poželјno najmanje 10 težinskih %, poželјnije najmanje 15 težinskih %, još poželјnije najmanje 20 težinskih %, poželјno najmanje 22 težinska %, poželјnije najmanje 24 težinska %, još poželјnije najmanje 26 težinskih %, još poželјnije najmanje 30 težinskih % olova, poželјno najmanje 33 težinska %, poželјnije najmanje 36 težinskih %, još poželјnije najmanje 40 težinskih % olova.

[0137] U postupku prema predmetnom pronalasku, sirovina sadrži, u odnosu na ukupnu suvu težinu sirovine, najviše 80 težinskih % olova, poželјno manje od 79 težinskih %, još poželјnije najviše 75 težinskih %, još poželјnije najviše 70 težinskih %, još poželјnije najviše 69 težinskih %, a još poželјnije najviše 68 težinskih % olova, poželјno najviše 65 težinskih %, još poželјnije najviše 60 težinskih %, poželјno najviše 55 težinskih %, još poželјnije najviše 50 težinskih %, još poželјnije najviše 45 težinskih %, poželјno najviše 42 težinska %, još poželјnije najviše 41 težinski %, poželјno najviše 40 težinskih %, još poželјnije najviše 35 težinskih %, još poželјnije najviše 30 težinskih % olova. Podnosioci prijave preferiraju rad sa sadržajem olova unutar propisanih granica, pošto s jedne strane to nudi prednost lema visoke gustine i olakšava odvajanje rastoplјenog lema od faze šljake pod dejstvom gravitacije, a s druge strane ostavlјa značajan prostor za metal kalaja, koji je znatno vredniji od olova, što je korisno za ekonomsku dodatu vrednost postupka prema predmetnom pronalasku.

[0138] U jednom primeru izvođenja postupka prema predmetnom pronalasku, sirovina se karakteriše težinskim odnosom olova/kalaja (Pb/Sn) većim od 0,50, poželјno od najmanje 0,52, poželјnije najmanje 0,53, poželјno najmanje 0,54, poželјnije najmanje 0,55, još poželјnije najmanje 0,56, još poželјnije najmanje 0,57, poželјno najmanje 0,60, poželјnije najmanje 0,65, još poželјnije najmanje 0,70, poželјno najmanje 0,80, poželјnije najmanje 0,90.

[0139] U jednom primeru izvođenja postupka prema predmetnom pronalasku, sirovina se karakteriše odnosom olova i kalaja koji je manji od 4,0, a poželјno je najviše 3,5, poželјnije najviše je 3,2, još poželјnije najviše je 3,1, poželјno najviše je 3,0, poželјnije najviše je 2,9, a još poželјnije je najviše 2,8, poželјno je najviše 2,5, poželјnije je najviše 2,2, još poželјnije je najviše 2,0, poželјno je najviše 1,8, poželјnije je najviše 1,6.

[0140] Pronalazači su utvrdili da preostala šljaka sadrži manje količine vrednog kalaja kada je odnos olovo/kalaj između navedenih nivoa. Kada je odnos olovo/kalaj u sirovini prenizak, tj. ispod 0,5, poželјno je u sirovinu dodati više materijala koji sadrže olovo dok se ne postigne odnos od najmanje 0,5. Pronalazači su utvrdili i da kada sirovina sadrži više olova, veća je i relativna količina kalaja u sirovom lemu u odnosu na količinu kalaja u sirovini. Pronalazači su takođe utvrdili da se nuđenjem više olova zajedno sa kalajem pobolјšava izdvajanje kalaja u postupku, odnosno da manje raspoloživog kalaja završava u šljaci. Pronalazači su dalje utvrdili da održavanje odnosa olovo/kalaj unutar propisanih granica pobolјšava razne korake razdvajanja u celokupnom postupku koji funkcionišu na bazi gravitacije.

[0141] Kao što je prethodno detalјno opisano, postupak prema predmetnom pronalasku sadrži korak a) i/ili korak j) dobijanja tečnog kupatila metalne faze i/ili šljake u peći, zagrevanjem i toplјenjem barem dela sirovine, pri čemu se sirovina poželјno zadržava upotrebom sita sa otvorom sita jednakim ili manjim od 3,0 mm.

[0142] U jednom primeru izvođenja postupka prema predmetnom pronalasku, korak a) i/ili korak j) dalјe obuhvata dodavanje olova u peć, poželјno u obliku metalnog olova, otpada olova ili jedinjenja olova, a poželјno oksida olova.

[0143] Pronalazači su utvrdili da dodavanje olova razblažuje Sn i u metalnoj fazi i u šljaci, čime se pobolјšava izdvajanje Sn koji je dostupan u peći, u sirovi lem. Pronalazači su dalje utvrdili da je nishodna obrada sirovog lema pobolјšana većim prisustvom Pb.

[0144] Peć koja se upotrebljava u koraku a) i/ili koraku j) postupka prema predmetnom pronalasku može biti bilo koja peć poznata u oblasti pirometalurgije, kao što su peć tipa Isasmelt, peć tipa Ausmelt, rotacioni konvertor sa uduvavanjem na vrhu (TBRC) ili topionica.

[0145] U jednom primeru izvođenja, peć koja se upotrebljava u koraku a) i/ili koraku j) postupka prema predmetnom pronalasku je topionica.

[0146] U topioničkoj peći metali se rastapaju, a organske materije i drugi zapalјivi materijali sagorevaju. Topionica je stoga u mogućnosti da primi mnogo više sirovina nižeg kvaliteta, koje su obično obimnije dostupne, po ekonomski povolјnijim uslovima.

[0147] Postupak prema predmetnom pronalasku koji se izvodi u topionici, može stoga prihvatiti sirove materijale koje alternativni postupci poznati u oblasti tehnike možda ne mogu prihvatiti, ili prihvataju samo u veoma ograničenim količinama, a koje stoga mogu biti lakše dostupne pod ekonomski atraktivnijim uslovima.

[0148] Podnosioci prijave su utvrdili da je korak toplјenja veoma pogodan, pa čak i poželјniji, za izvođenje postupka prema predmetnom pronalasku. Korak toplјenja nudi prednost jednostavnosti rada i opreme, što ga čini ekonomski povolјnim. Korak toplјenja donosi dodatnu prednost tolerancije u kontekstu kvaliteta sirovih materijala. Korak toplјenja je u stanju da prihvati sirovine koje su visoko razblažene i/ili kontaminirane širokim spektrom komponenti, uklјučujući organske materijale, gume, plastike, boje, drvo i slično. Pošto ovi mešani i/ili kontaminirani sirovi materijali gotovo da nemaju drugu krajnju upotrebu, oni mogu biti isporučeni po ekonomski veoma atraktivnim uslovima. Sposobnost obrade ovih sirovih materijala i nadogradnje vrednih metala sadržanih u njima je stoga od interesa za operatera postupka prema predmetnom pronalasku.

[0149] Pronalazači su utvrdili da je poželjno da se postupak prema predmetnom pronalasku izvodi u topionici, pošto je postupak prema predmetnom pronalasku tada u stanju da lako prihvati sirovine u fino usitnjenom obliku bez ikakvih operativnih problema. Dodatna prednost upotrebe topionice je što je topionica prilično jednostavan i jeftin uređaj, koji se obično sastoji od velike peći cilindričnog oblika i za koga je jedino potrebno da bude u stanju da se naginje oko svoje ose samo za deo punog kruga.

[0150] U jednom primeru izvođenja postupka prema predmetnom pronalasku, deo ili šarža sirovine koji se upotrebljava u koraku a) i/ili koraku j) sadrži usitnjeni čvrsti materijal i sadrži najviše 5 težinskih % čestica koje prolaze kroz sito sa otvorom sita od 2,0 mm, takođe poznatom kao sito veličine 9 meša, poželјno manje od 5 težinskih %, poželјnije najviše 4 težinska %, još poželјnije najviše 3 težinska %, još poželјnije najviše 2 težinska % i još poželјnije najviše 1,0 težinskih %.

[0151] U jednom primeru izvođenja postupka prema predmetnom pronalasku, deo sirovine upotrebljen u koraku a) i/ili koraku j) sadrži najviše 5 težinskih % čestica koje prolaze kroz sito sa otvorom sita od 2,38 mm, takođe poznatom kao sito veličine 8 meša, poželјno sa otvorom sita od 2,83 mm, takođe poznatom kao sito veličine 7 meša, još poželјnije otvorom sita od 3,36 mm, takođe poznatom kao sito veličine 6 meša, i poželјno manje od 5 težinskih %, još poželјnije najviše 4 težinska %, još poželјnije najviše 3 težinska %, još poželјnije najviše 2 težinska % i još poželјnije najviše 1 težinski %.

[0152] Primetili smo da su mnoge sekundarne sirovine za izdvajanje obojenih metala prvenstveno dostupne u fino usitnjenom obliku ili da sadrže značajne delove malih čestica.

[0153] Pronalazači su utvrdili da je prednost ograničiti deo sirovine koji se upotrebljava u koraku a) i/ili koraku j) u kontekstu sadržaja fino usitnjenog materijala. Navedeno se može postići, na primer, prosejavanjem barem dela sirovine pre njene upotrebe u koraku a) i/ili koraku j), kao i upotrebom samo dela koji je zadržan sitom, kao što je specifično navedeno. Druga pogodna mogućnost je da se sirovi materijali koji su bogati fino usitnjenim materijalom drže razdvojenima od sirovih materijala koji imaju nizak ili su bez sadržaja fino usitnjenog materijala, kao i da se samo ovi drugonavedeni upotrebljavaju za uvođenje u korak a) i/ili korak j) postupka prema predmetnom pronalasku.

[0154] [0097] Prednost ove karakteristike je što se time smanjuje rizik da mnoge od malih čestica u sirovini budu izduvane iz peći u kojoj je tečna faza rastoplјenog metala sastavni deo koraka a) i/ili koraka j) i da stoga ne završe kao deo tečne faze. Posebno kada se sirovina zagreva i/ili rastapa sagorevanjem tečnog ili gasovitog goriva sa vazduhom i/ili kiseonikom, korak a) i/ili korak j) mogu biti okarakterisani velikom zapreminom izduvnih gasova, a stope gasova unutar peći i u izduvnom kanalu za dimne gasove mogu biti visoke. Gas velike stope je u stanju da nosi male čvrste čestice, i što su one manje, gas ih lakše nosi. Čvrste čestice koje se nose izduvnim gasovima peći više stoga ne učestvuju u koraku postupka. One stvaraju dodatno opterećenje za opremu za prečišćavanje izduvnih gasova, pošto ih je potrebno ukloniti pre nego što se izduvni gasovi ispuste u atmosferu. Kada se izdvoje, poželjno je ove čvrste čestice ili prašinu ponovo obrađivati, umesto da se odlaže kao otpad.

[0155] Pronalazači su utvrdili da povećanje veličine mreže ili otvora sita koji treba da zadrže sirovinu za korak a) i/ili korak j), donosi prednost u vidu činjenice da se korak a) i/ili korak j) mogu izvoditi sa većim stopama gasova bez povećanja rizika od unošenja prašine iz peći u izduvne gasove. Veće stope gasova podrazumevaju da se unos energije u peć može povećati, kao i da izgradnja tečne faze u koraku a) i/ili koraku j) može biti vremenski manje zahtevna.

[0156] U jednom primeru izvođenja postupka prema predmetnom pronalasku, komadi upotrebljeni kao sirovina imaju najmanje dve dimenzije koje su manje od 0,5 m. Navedeno donosi prednost time što svi komadi lako mogu proći kroz tipičan otvor za punjenje peći u radu postupka prema predmetnom pronalasku, koji je kvadrat veličine 0,5 x 0,5 m.

[0157] Pronalazači su utvrdili da upotreba sirovine koja se zadržava sitom sa propisanim otvorom sita takođe ima ulogu u izbegavanju mogućih problema industrijske higijene koji su povezani sa prašinom sirovine u radnom okruženju i atmosferi.

[0158] Mnoge sirovine koje sadrže vredne Sn i/ili Pb dostupne su u fino usitnjenom obliku. Na primer, izduvna prašina prikuplјena u filterskim jedinicama za prašinu iz izlaznih gasova ili na izlazu iz jedinica za sušenje, gde se sirovi materijali oksidovanih metala mešaju, suše i prosejavaju, često sadrže značajne količine Sn i/ili Pb. Fino usitnjene sirovine se poželјno ne uvode u korak a) i/ili korak j) postupka prema predmetnom pronalasku, usled prethodno navedenih razloga. Pronalazači su, međutim, utvrdili da je postupak prema predmetnom pronalasku u stanju da prihvati fino usitnjene sirovine bez operativnih problema, kao kada se fino usitnjene sirovine ubrizgavaju u tečnu fazu koja je prisutna u peći tokom rada, poželјno kada je prisutna odgovarajuća i dovolјno velika količina tečne faze, još poželјnije kada tečna faza sadrži sloj tečne šljake, kao što je to slučaj kada je tečna faza izgrađena od materijala sirovine veće veličine koja je poželјna za korak a) i/ili korak j).

[0159] [0102] U dalјem primeru izvođenja, postupak prema predmetnom pronalasku dodatno obuhvata korak ubrizgavanja fino usitnjenog dela sirovine u tečnu fazu koje je obrazovana u koraku a) i/ili koraku j), pri čemu fino usitnjeni deo sirovine ima prosečnu veličinu čestica od najviše 10 mm, poželјno najviše 8 mm, još poželјnije najviše 6 mm, još poželјnije najviše 5 mm, još poželјnije najviše 4 mm, poželјno najviše 3 mm, još poželјnije prosečnu veličinu čestica koja je manja od otvora sita propisanog u karakterizaciji dela poželјne sirovine za korak a) i/ili korak j). Fino usitnjeni deo sirovine može biti ubrizgan u fazu rastoplјenog metala, ukoliko je prisutna, i/ili u fazu šljake rastoplјenog metalnog oksida, ukoliko je prisutna. Poželјno je se ubrizgava fino usitnjeni deo sirovine ispod nivoa tečnosti tečne faze obrazovane u peći nakon koraka a) i/ili koraka j), tako da se smanji rizik od iznošenja malih čestica sa strujom izduvnih gasova iz peći. Navedeno predstavlja prednost pošto je postupak u stanju da se nosi sa materijalima sirovina koji su dostupni u fino usitnjenom obliku. Postoji mnogo izvora pogodnih fino usitnjenih materijala sirovina. Pošto su one manje prihvatlјive u alternativnim primenama, sposobnost postupka da se nosi sa ovim sirovinama predstavlјa višu ekonomsku nadogradnju.

[0160] U jednom primeru izvođenja, fino usitnjeni deo sirovine se ubrizgava u tečnu fazu šljake i iznad metalne faze u tečnoj fazi. Navedeno predstavlja prednost pošto se materijal lako ugrađuje u tečnu fazu, brzo se topi i reaguje tako da se obrazuje željeni redukovani metal i oksidovane metalne komponente, koje zatim mogu lako pronaći svoj put u odgovarajuće tečne faze shodno njihovim gustinama. Ova karakteristika donosi dodatnu prednost pošto ubrizgavanje fino usitnjenog dela sirovine donosi samo malo dodatnih remećenja u obrazovanju dve faze u tečnom delu, tj. donje faze rastoplјenog metala i gornje faze tečne šljake.

[0161] Pronalazači su utvrdili da ubrizgavanje fino usitnjenog dela ili materijala sirovine u tečnu fazu šljake povećava apsorpciju fino usitnjenih čestica sirovine u šljaku, povećanjem vremena njihovog zadržavanja u tečnoj fazi. Pronalazači su dalјe utvrdili da je poželјno da se obezbedi odgovarajuća i dovolјno velika količina šljake pre nego što se ubrizga fino usitnjena sirovina. Podnosioci prijave preferiraju ubrizgavanje fino usitnjenog dela ili materijala sirovine u tečnu fazu samo kada je kontinuirano prisutna faza šljake u tečnoj fazi u vidu supernatanta. Navedeno predstavlja prednost pošto je snažno smanjen rizik da značajan deo fino usitnjenog dela sirovine ostane zadržan u tečnoj fazi, odnosno da napusti peć sa izduvnim gasovima. Uobičajeno je da odgovarajuća količina faze šljake za pogodno ubrizgavanje fino usitnjenog materijala sirovine iznosi 0,6 tona, poželјno 0,65 tona, a još poželјnije 0,7 tona po toni metala u tečnom kupatilu.

[0162] [0105] U jednom primeru izvođenja postupka prema predmetnom pronalasku, fino usitnjeni materijal sirovine ima prosečnu veličinu čestica od najviše 3,36 mm, poželјno najviše 2,83 mm, poželјnije najviše 2,38 mm, još poželјnije najviše 2,00 mm, a još poželјnije najviše 1,68 mm, poželјno najviše 1,50 mm, poželјnije najviše 1,30 mm, još poželјnije najviše 1,20 mm, još poželјnije najviše 1,10 mm, a još poželјnije najviše 1,00 mm. Podnosioci prijave su otkrili da što su fino usitnjene čestice sirovine manje, to je manje mogućih alternativnih raspodela za ovaj materijal, a samim tim je veća i mogućnost nadogradnje koja se može uvesti u postupak prema predmetnom pronalasku. Podnosioci prijave su dalјe utvrdili da, što su fino usitnjene čestice sirovine manje, to su te čestice reaktivnije i brže se ista količina sirovine može preraditi u postupku prema predmetnom pronalasku.

[0163] Ubrizgavanje fino usitnjenog dela sirovine može biti izvedeno odgovarajućim tehnikama ubrizgavanja koje su poznate stručnjacima iz oblasti tehnike, na primer, ubrizgavanjem pomoću vazduha pod pritiskom.

[0164] U jednom primeru izvođenja, tečna faza rastoplјenog metala koja je dobijena u koraku a) i/ili koraku j) postupka prema predmetnom pronalasku, održava se na temperaturi od najmanje 975°C, poželјno najmanje 1000°C, poželјnije najmanje 1050°C, još poželјnije najmanje 1075°C, a još poželјnije najmanje 1100°C, poželјnije najmanje 1125°C, još poželјnije najmanje 1150°C. Podnosioci prijave su utvrdili da ova donja granica koja je specifično navedena, prestavlja prednost u kontekstu ostanka šljake u peći u tečnom stanju i sa viskoznošću koja omogućava lako izlivanje šljake iz peći, bez značajnog uvlačenja delova faze rastoplјenog metala koja se nalazi ispod nje.

[0165] U jednom primeru izvođenja, tečna faza rastoplјenog metala koje je dobijena u koraku a) i/ili koraku j) postupka prema predmetnom pronalasku, održava se na temperaturi od najviše 1360°C, poželјno najviše 1340°C, poželјnije najviše 1320°C, još poželјnije najviše 1300°C, još poželјnije najviše 1280°C, poželјno najviše 1240°C, još poželјnije najviše 1220°C. Podnosioci prijave su utvrdili da gornja granica koja je specifično navedena, predstavlja prednost u kontekstu smanjenog habanja i/ili oštećenja opreme peći koja je u kontaktu sa vrućim tečnom fazom.

[0166] Kao što je prethodno detalјno opisano, postupak prema predmetnom pronalasku obuhvata korak b) i/ili korak k) u kojima se najmanje jedno redukujuće sredstvo uvodi u tečnu fazu, da bi se redukovao najmanje deo oksidovanog valentnog oblika kalaja i/ili olova u metal kalaja i/ili olova, tim redom. Kao što je navedeno na drugom mestu, oksidovani valentni oblik kalaja i/ili olova poželјno je oksid kalaja i/ili olova.

[0167] U poželjnom primeru izvođenja, najmanje jedno redukujuće sredstvo je metalni materijal koji sadrži najviše 25 težinskih % bakra.

[0168] Poželјna redukujuća sredstva za korak b) i/ili korak k) su metalni materijali sa niskim sadržajem bakra. U kontekstu predmetnog pronalaska, termin „metalni materijali sa niskim sadržajem bakra” označava metalne materijale koji sadrže manje od 25 težinskih % bakra, poželјno Sn i SnZn metalne materijale koji sadrže manje od 25 težinskih % bakra.

[0169] Termin „metalni materijali” označava materijale kod kojih je ukupni sadržaj metala, u odnosu na ukupnu suvu težinu materijala, propisan na identičan način kao i ukupni sadržaj metala u sirovini postupka prema predmetnom pronalasku.

[0170] Redukujuće sredstvo upotrebljeno u koraku b) i/ili koraku k) postupka prema predmetnom pronalasku, dodaje se da bi se redukovali mogući oksidi Sn i/ili Pb u njihove metale i obično je izabrano od uglјenika, metala koji su manje plemeniti od Sn i Pb, kao i sekundarnih sirovina bogatih elementarnim Fe, Al i/ili Si, poželјno sekundarnih sirovina bogatih metalom Fe, Al i/ili Si. Uobičejno je i da bilo koji silicijumski metal koji je prisutan u poželјnom redukujućem sredstvu bude sekundaran po količini ili slučajan, pošto su materijali bogati metalom silicijuma prilično retki i lako mogu pronaći alternativno i vrednije raspolaganje u poređenju sa njihovom upotrebom u vidu redukujućeg sredstva u postupku prema predmetnom pronalasku.

[0171] Utvrdili smo da se, kod sirovina koje sadrže oksidovane metalne komponente kao što su oksidi Cu, Sn, Pb i/ili Ni, mnoge od ovih komponenti metalnih oksida lako mogu redukovati, da bi se oslobodili njihovi odgovarajući slobodni metalni oblici uvođenjem u peć drugih, a poželјno sekundarnih, sirovina koje su bogate elementarnim Fe, Al i/ili Si, kao što je to slučaj sa ferosilicijumom (FeSi). Takvim Fe, Al i/ili Si metalima može biti dozvoljeno da budu kontaminirani dodatnim Cu ili Sn, i stoga mogu biti struje sa ograničenim brojem opcija za odlaganje, kao što su pojedine od otpadnih struja iz proizvodnje silicijuma za krajnje upotrebe u elektronskoj industriji. Metal Fe, Al i/ili Si mogu reagovati sa oksidima plemenitijih elemenata Cu, Sn, Pb, Ni. Kao rezultat ove reakcije, manje plemeniti metali Fe, Al, Si biće oskidovani, a njihovi oksidi će imati tendenciju da postanu deo šljake i stoag lako mogu biti razdvojeni iz tečne faze redukovanih metala.

[0172] Utvrdili smo dodatno da se dodato redukujuće sredstvo, koje je obično čvrsti materijal i često pluta na površini kontakta između tečne metalne faze i šljake, nalazi tačno u zoni reakcije gde može i optimalno delovati kao redukujuće sredstvo. Ove reakcije oksidacije/redukcije mogu generisati dovolјno toplote za topljenje dodatne sirovine i za održavanje temperature u peći. Pronalazači su utvrdili da elementarni Al i Si obezbeđuju znatno više energije od Fe, ali u preterano visokim koncentracijama Al i Si mogu povećati i viskoznost šljake. Pronalazači su dalјe utvrdili da se ukupna količina i ukupan sastav dodatog redukujućeg sredstva mogu podešavati po želji u odnosu na količinu ciljnih metala prisutnih u kupatilu u obliku njihovih oksida, a koje je potrebno redukovati, kao i da je poželjno da se dodavanje vrši postepeno i/ili povremeno, na takav način da se reakcija nastavlјa na kontrolisan način da bi se održavao stabilan rad.

[0173] U jednom primeru izvođenja postupka prema predmetnom pronalasku, najmanje jedno redukujuće sredstvo sadrži sekundarne sirovine bogate u Fe, kao što su one koje sadrže najmanje 20 težinskih % Fe, poželјno najmanje 30 težinskih % Fe, poželјnije najmanje 40 težinskih % Fe, još poželјnije najmanje 45 težinskih % Fe. Poželјno je da ove sekundarne sirovine nisu samo bogate Fe, već da dalje sadrže i nešto Sn, kao što je najmanje 3% Sn, poželјno najmanje 5 težinskih % Sn, poželјnije najmanje 10 težinskih % Sn, a pored toga i da sadrži prilično malo Cu, kao što je najviše 5 težinskih % Cu, poželјno najviše 3 težinska % Cu, još poželјnije najviše 1,5 težinskih % Cu. Pogodna redukujuća sredstva u ovoj kategoriji mogu, na primer, biti granulati FeSn, dostupni u raznim stepenima čistoće, a koji se često označavaju „tvrdoglavima” (engl. hardhead), terminom koji se prilično često upotrebljava u metalurškoj oblasti.

[0174] Konvencionalno, uglјenik se često upotrebljava kao redukujuće sredstvo. Ipak, pronalazači su utvrdili da uglјenik može obrazovati penastu šljaku koja dalje može prouzrokovati prelivanje iz peći. Pored toga, CO<2>koji se generiše u reakciji redukcije, a koji izlazi iz peći kao vrući gas, predstavlјa značajan gubitak toplote. Pronalazači su dalјe utvrdili da se u postupku prema predmetnom pronalasku, reakcija redukcije Sn i/ili Pb iz njihovih oksida u metale, kao rezultat dodavanja redukujućeg sredstva u korak b) i/ili koraku k), može barem delimično postići uvođenjem sekundarnih sirovina bogatih sa Fe, poželјno onih koje sadrže i nešto Sn, a siromašne su Cu, bez obrazovanja penaste šljake ili dovođenja do gubitka toplote. Oksidi plemenitijih metala u šljaci, kao što su Sn i Pb, redukuju se dodavanjem metala Fe, pri čemu se metal Fe prevodi u oksidovani oblik koji se kreće nagore u sloj šljake koji je u vidu supernatanta, dok plemenitiji metali kao što su Sn i Pb završavaju u težoj metalnoj fazi ispod. Pronalazači su dalje utvrdili da je poželjno, da bi se pobolјšala kinetika reakcije, da uneti metal Fe ima veliku specifičnu površinu. Prema tome, poželjno se da se upotrebljavaju fini listovi otpadnog metala, na primer, otpadni materijal Fe/Sn kao što je proizvodni otpad iz industrije metalnih konzervi. Odbačeni materijali iz industrije metalnih konzervi i/ili iz metalnih konzervi nakon njihovog upotrebnog veka maju malo ili nemaju drugih korisnih upotreba i predstavlјaju problem zbog njihovog odlaganja na deponiji.

[0175] U jednom primeru izvođenja, najmanje jedno redukujuće sredstvo sadrži pesak koji sadrži metal, kao što je „livnički pesak”.

[0176] [0119] Pronalazači su utvrdili da je takav pesak koji sadrži metal ili livnički pesak prilično pogodan kao redukujuće sredstvo u koraku b) i/ili koraku k) postupka prema predmetnom pronalasku. Livnički pesak je otpadna struja u livnicama. Čist pesak, obično tretiran malom količinom organskog veziva, upotrebljava se za obrazovanje kalupa, u koje se zatim liju usijano i tečno gvožđe ili čelik. Organsko vezivo u velikoj meri sagoreva tokom livenja. Nakon hlađenja, pesak je prilično tekući i liveni metalni predmet se lako reciklira uklanjanjem peska. Samo deo ovog peska može ponovo biti upotrebljen pošto je postao previše kontaminiran metalom tokom proizvodnog postupka. Značajan deo se stoga mora odbaciti. Ovaj kontaminirani pesak se naziva livnički pesak. Livnički pesak ima malo ili nimalo drugih korisnih ili vrednih otpadaka i stoga se često odlaže na deponije. Odlaganje na deponije predstavlјa opterećenje za životnu sredinu, što postaje sve problematičnije za operatere livnica. Utvrdili smo da je livnički pesak zanimlјivo redukujuće sredstvo u koraku b) i/ili koraku k) postupka prema predmetnom pronalasku, usled njegove lake dostupnosti iz velikog broja izvora i nedostatka visoko vrednih alternativnih opcija za odlaganje.

[0177] Kao što je prethodno detalјno opisano, postupak prema predmetnom pronalasku obuhvata opcioni korak c) i/ili korak l) u kojima se u peć uvodi najmanje jedan izvor energije koji sadrži najmanje jedan metal koji je manje plemenit od Sn i Pb, a pri čemu se najmanje jedan metal u izvoru energije oksiduje ubrizgavanjem vazduha i/ili kiseonika u peć.

[0178] U jednom primeru izvođenja, korak c) i/ili koraku I) prisutan je u postupku prema predmetnom pronalasku.

[0179] Izvor energije koji se upotrebljava u koraku c) i/ili koraku l) postupka prema predmetnom pronalasku poželјno je izabran iz grupe koja se sastoji od metala koji su manje plemeniti od Sn i Pb, posebno izabranih od elementarnog Fe, Si, Mg, Zn, Al, Ca i Na, alternativno nazvanih i odgovarajući „metal”, i njihovih kombinacija.

[0180] U jednom primeru izvođenja postupka prema predmetnom pronalasku gde je prisutan korak c) i/ili korak l), vazduh i/ili kiseonik se ubrizgavaju u tečnu fazu, obično u obliku obogaćenog vazduha, poželјnije kao prečišćeni gas kiseonika.

[0181] Utvrdili smo da metal manje plemenit od Sn i Pb može biti u stanju da isporuči dodatnu energiju oslobađanjem toplote oksidacije, istovremeno redukujući Sn i/ili Pb okside do njihovih elementarnih metalnih oblika. Pored toga, dodatna energija može biti generisana ubrizgavanjem odgovarajućeg oblika gas kiseonikaa u tečnu fazu.

[0182] Pronalazači su utvrdili da se kiseonik poželјno ubrizgava ispod nivoa tečnosti u peći, tj. direktno u tečnu fazu. Navedeno predstavlja prednost usled manjeg rizika od gubitka dela kiseonika u izduvnim gasovima, a samim time se pobolјšava efikasnost ubrizgavanja kiseonika i stoga se poboljšava energetska efikasnost postupka.

[0183] [0126] Pronalazači su dalje utvrdili da ubrizgavanje gasa kiseonika, opciono u kombinaciji ili u smeši sa prirodnim gasom, obezbeđuje nezavisan i pogodan način za kontrolu i nezavisno podešavanje ukupnog unosa energije u peć putem kontrole protoka kiseonika. Bez unosa kiseonika, čistog ili razblaženog, sav unos energije bi se morao isporučiti oksidacijom metala dodatih u peć. Stopa unosa energije tada ne bi bila lako kontrolisana, što predstavlјa rizik od temperaturnih oscilacija. Održavanje ubrizgavanja gasa kiseonika u peć radi zadovolјavanja dela energetskih potreba stoga pobolјšava kontrolisanost stope unosa energije u peć i smanjuje rizik od nekontrolisanih temperaturnih oscilacija sa mogućim katastrofalnim posledicama.

[0184] Kao što je prethodno detalјno opisano, postupak prema predmetnom pronalasku obuhvata korak d) i/ili korak m) u kojima se sirovi lem razdvaja od šljake.

[0185] Podrazumeva se da razdvajanje može biti postignuto bilo kojom odgovarajućom postupakom poznatom stručnjaku iz oblasti tehnike.

[0186] U jednom primeru izvođenja postupka prema predmetnom pronalasku, u koraku d) i/ili koraku m), uklanjanje sirovog lema i/ili šljake iz peći se vrši ispuštanjem sirovog lema i/ili šljake iz peći u vidu tečnosti.

[0187] Pronalazači su utvrdili da kada je peć topionička peć, sirovi lem može biti ispušten tokom i/ili na kraju šarže ili proizvodne serije, naginjanjem topionice u jednom smeru, pri čemu se sirovom lemu može omogućiti da isteče kroz otvor za ispuštanje u zidu topionice, u odgovarajući kontejner.

[0188] U jednom primeru izvođenja postupka prema predmetnom pronalasku, gde se u koraku d) i/ili koraku m) sirovi lem ispušta u vidu tečnosti iz peći, postupak dalјe obuhvata korak hlađenja/očvršćavanja izvučenog sirovog lema dovođenjem sirovog lema u kontakt sa vodom, da bi se dobili granulati sirovog lema.

[0189] Podnosioci prijave su utvrdili da je sirovi lem u obliku granulata lakši za rukovanje i transport na velike udalјenosti, kao u slučaju kada se sirovi lem nadograđuje u posebnom uređaju koji može biti smešten na velikoj udalјenosti od mesta proizvodnje.

[0190] [0133] Pronalazači su dalje utvrdili da, kada je peć topioničarska peć, na kraju proizvodne serije šljaka može biti presuta u posudu kroz otvor za punjenje topionice, naginjanjem topionice na stranu, a potom može biti ohlađena/očvršćena u direktnom kontaktu sa vodom, obično obrazujući granule ili granulisani proizvod. Direktan kontakt sa vodom osigurava brzo kalјenje, što prouzrokuje da lem završi kao granulisani lem sa kojim se lako može rukovati. Utvrdili smo da je brzo kalјenje povolјnije u poređenju sa sporim očvršćavanjem pošto je mnogo brže, zahteva manje prostora i proizvod je lakši za rukovanje. Utvrdili smo dalje da prednost predstavlja i upotreba količine vode koja je dovolјna za transport granulisanog lema do jame za granulaciju radi taloženja, kao i za barem delimičnu reciklažu vode. Granulati lema mogu zatim biti uklonjeni iz jame za granulaciju upotrebom dizalice ili bagera. Granulati lema mogu konačno biti prodati ili podvrgnuti unapređivanju.

[0191] U jednom primeru izvođenja, postupak prema predmetnom pronalasku dalјe obuhvata korak ponovnog izdvajanja vrednih metala iz šljake u okviru koraka d) i/ili koraka m). Podnosioci prijave su utvrdili da šljaka iz koraka d) i/ili koraka m) sadrži dovolјne količine kalaja i/ili olova, a obično i drugih vrednih metala, kao što su bakar ili cink, da bi se opravdalo njihovo izdvajanje. Šljaka je takođe previše bogata metalima koji se mogu ispirati, tako da bi odlaganje šljake na deponiju podrazumevalo složene mere predostrožnosti da bi se izbegli mogući problemi zagađenja zemlјišta i/ili podzemnih voda. Regenerisanje vrednih metala iz šljake može biti postignuto uvođenjem šljake iz koraka d) i/ili koraka m) u pirometalurški postupak za proizvodnju obojenog metala, kao što su bakar, cink ili nikl, poželјno regenerisanjem kalaja i/ili olova iz šljake u nusproizvod iz proizvodnje obojenih metala, pri čemu nusproizvod može biti vraćen u postupak prema predmetnom pronalasku, u korak a) ili nishodno od njega.

[0192] Šljaka iz koraka d) i/ili koraka m) može, na primer, biti reciklirana tokom proizvodnje bakra, poželјno u istoj peći, posebno kada granulati šljake sadrže značajne količine korisnih metala kao što su Pb i Sn.

[0193] U jednom primeru izvođenja, korak d) i/ili korak m) postupka prema predmetnom pronalasku dalјe obuhvataju, pre odvajanja šljake od sirovog lema i uklanjanja barem dela šljake u koraku d) i/ili koraku m), dodavanje količine inertnog čvrstog čestičnog materijala u peć, poželјno peska (koji se prvenstveno sastoji od SiO<2>) ili istrošene šljake, a preko šljake, obično u vidu zaštitnog materijala.

[0194] [0137] Pronalazači su utvrdili da je količinu inertnog čvrstog čestičnog materijala, obično peska ili istrošene šljake, potrebno odabrati tako da bude dovolјna za izgradnju čvrstog sloja na vrhu nivoa tečnosti na izlaznom otvoru peći, tj. da bude dovoljna da deluje kao zaštitni materijal. Inertni čvrsti čestični materijal poželјno se i raspoređuje na vrhu nivoa tečnosti. Poželjno je takođe da se inertni čvrsti materijal dodaje tek neposredno pre nego što se šljaka ukloni iz peći „presipanjem” faze šljake. Navedeno predstavlja prednost pošto manje čvrstog materijala ima vremensku i izloženost temperaturi koja je neophodnu za toplјenje i prelazak u tečnu fazu, tako da više čvrstog materijala ostaje dostupno za obrazovanje „štita” kada se šljaka prespe, što zadržava drugi čvrsti materijal koji može plutati na vrhu tečne faze. Lako prihvatlјivi čestični materijali su materijali koji ne remete ravnotežu šljaka/metal, niti značajno utiču na karakteristike protočnosti faze šljake. Najpoželјnije je da su čestični materijali lako dostupni u obilјu i po niskoj ceni. Čist pesak je sasvim pogodan, kao i granulisani oblik finalne šljake sa visokom tačkom toplјenja, kao što je finalna šljaka iz rafinisanja bakra. Pronalazači su dalje utvrdili da zaštitni materijal može obrazovati lјusku u grotlu peći, koja sprečava prelivanje čvrstih, nerastoplјenih komada koji mogu plutati na tečnosti unutar peći. Štaviše, pesak je pogodan i lako dostupan izvor silicijum-dioksida odgovarajuće čistoće za postizanje želјenog rezultata bez ikakvog oštećenja postupka. Silicijum-dioksid koji završava u šljaci se lako može reciklirati u ushodni korak toplјenja, gde silicijum dioksid obično završava u konačnom istrošenom nusproizvodu šljake iz topionice, u kome može omogućiti i dodatne koristi. Poželјno je da se inertni čvrsti čestični materijal rasporedi po velikoj površini tečne faze, tako da dospe do velikog dela šljake koja pluta na vrhu sirovog lema u tečnom kupatilu.

[0195] Prioritetnim smatramo da zaštitni materijal bude u fino usitnjenom obliku, kao što je prah ili granule. Podnosioci prijave su utvrdili da se fino usitnjeni oblik lakše raspoređuje po površini tečnog kupatila.

[0196] U jednom primeru izvođenja, korak d) i/ili korak m) postupka prema predmetnom pronalasku dalјe obuhvataju, pre odvajanja šljake i sirovog lema, dodavanje fluksnog materijala koji sadrži SiO<2>.

[0197] Veoma pogodan fluksni materijal koji sadrži SiO<2>je pesak, pošto je veoma bogat SiO<2>, a izvori peska koji je siromašan potencijalno ometajućim drugim jedinjenjima se lako mogu pronaći. Podnosioci prijave su, međutim, utvrdili da postoje odgovarajuće alternative, od kojih su pojedine dostupne po ekonomski još atraktivnijim uslovima. Postupak prema predmetnom pronalasku je u stanju da rukuje fluksnim materijalom koji sadrži, pored SiO<2>, određene metale, kao što su Sn, Pb, Cu, Fe, Ni i/ili njihovi oksidi. Ovi metali, čak i kada se uvode kao oksidi, mogu biti regenerisani kao deo celokupnog postupka i stoga se mogu barem delimično unaprediti. Podnosioci prijave su, na primer, utvrdili da su olovno staklo („kristalno staklo”) ili njegov otpadni oblik, veoma pogodan fluksni materijal za korak d) i/ili korak m), pri čemu ova vrsta otpadnih struja ima poteškoća u pronalaženju alternativnih ekonomskih upotreba. Podnosioci prijave su utvrdili i da su katodne cevi (CRT) upotrebljavane u televizorima starije generacije, monitorima za računare i drugoj elektronskoj opremi ili radarskoj opremi, sasvim prihvatlјive kao izvor odgovarajućeg fluksnog materijala i da prednost predstavlja što je površina CRT obično napravlјena od debelog i teškog olovnog stakla, posebno kada se ono upotrebljavalo kao deo potrošačkog proizvoda.

[0198] Pronalazači su utvrdili da dodavanje fluksnog materija prouzrokuje smanjenje temperature toplјenja šljake i/ili smanjenje viskoznosti šljake (a time povećanje fluidnosti) na određenoj temperaturi. Kao dodatnu prednost, utvrdili smo da značajne količine SiO<2>takođe smanjuju sadržaj SnO<2>u šljaci, zakiselјavanjem šlјake i time potiskivanjem SnO<2>iz šlјake, utičući na aktivnost SnO<2>, što je oksid koji se lako redukuje do Sn i tako prelazi u metalnu fazu.

[0199] Utvrdili smo dalje da dodavanje SiO<2>u peć u koraku d) i/ili koraku m) prevodi FeO iz šljake u FeO-SiO<2>, prema sledećoj reakciji

[0201] 2FeO SiO<2>-> (FeO)<2>.SiO<2>.

[0203] Poželјno dovolјna konverzija FeO u (FeO)<2>-SiO<2>se postiže da bi se smanjio i poželјno eliminisao rizik od eksplozija kada se šljaka uklanja iz peći i granuliše u kontaktu sa vodom. Pod uobičejnim uslovima postupka granulacije šljake, FeO je u stanju da deluje kao katalizator za razlaganje vode na vodonik i kiseonik, dok je (FeO)<2>.SiO<2>u toj reakciji neaktivan. Stehiometrijska količina SiO<2>neophodna za konverziju celokupnog FeO je 1 mol SiO<2>za svaka 2 mola FeO, dakle 0,42 grama SiO<2>za svaki 1 gram FeO. Podnosioci prijave stoga preferiraju upotrebu težinskog odnosa FeO/SiO2 od oko 2,4.

[0204] U jednom primeru izvođenja, postupak prema predmetnom pronalasku obuhvata najmanje jedan od brojnih dalјih koraka u kojima se sirovi lem dobijen iz koraka d) i/ili koraka m) dalјe obrađuje ili „podešava” da bi postao podešeni lem koji je pogodan kao sirovina za vakuumsku destilaciju.

[0205] Sirovi lem proizveden postupkom prema predmetnom pronalasku poželјno se dodatno podešava radi prilagođavanja njegovog sastava, a zatim se podvrgava koraku destilacije, poželјno koraku vakuumske destilacije, gde se olovo uklanja uparavanjem, a ostaje struja obogaćena sa Sn. Poželjno je da se podešavanje sirovog lema vrši na način koji je veoma detalјno opisan u WO 2018/060202 A1.

[0206] Podnosioci prijave ističu da se koraci d) i m) postupka prema predmetnom pronalasku, u kojima postaje dostupan sirovi lem, obično izvode na visokoj temperaturi, obično mnogo višoj od 500°C, odnosno pre u okviru opsega od 700-1000°C. Podnosioci prijave dalјe ističu da se bilo koja nishodna vakuumska destilacija za izdvajanje olova iz lema obično izvodi na još višoj temperaturi. Uobičajene temperature za uklanjanje olova iz kalaja vakuumskom destilacijom najmanje iznose 900°C, često i do 1100°C.

[0207] [0147] U jednom primeru izvođenja, postupak prema predmetnom pronalasku dalјe obuhvata korak e) hlađenja sirovog lema prema predmetnom pronalasku, do temperature od najviše 825°C, da bi se proizvela tečna faza koja sadrži prvi šliker u vidu supernatanta, a koji pod dejstvom gravitacije pluta iznad prve tečne faze rastoplјenog podešenog lema. Poželјno je da se sirovi lem ohladi na temperaturu od najviše 820°C, poželјno najviše 800°C, poželјnije najviše 750°C, još poželјnije najviše 700°C, još poželјnije najviše 650°C, poželјno najviše 600°C, još poželјnije najviše 550°C, poželјno najviše 525°C, poželјnije najviše 500°C, još poželјnije najviše 450°C, poželјno najviše 400°C, poželјnije najviše 370°C, još poželјnije najviše 360°C, poželјno najviše 350°C, poželјnije najviše 345°C, još poželјnije najviše 330°C, poželјno najviše 320°C, poželјnije najviše 310°C.

[0208] Utvrdili smo dalje da kada je putanja hlađenja šira i/ili se dostiže dalji pad u temperaturi, više ovih metala izlazi iz rastvora i završava u šlikeru koji je u vidu supernatanta. Što je putanja hlađenja šira, to je veća verovatnoća da će se korak hlađenja podeliti na različite uzastopne korake hlađenja, poželјno kombinovane sa povremenim uklanjanjem šlikera. Navedeno predstavlja prednost u kontekstu da je potrebno ukloniti ukupno manje šlikera radi uklanjanja iste količine neželјenih metala, kao i da ukupna količina šlikera sadrži manje ciljnih metala u celokupnom procesu, što su prvenstveno olovo i/ili kalaj, ali i da uklјučuje i razne plemenite metale koji mogu biti prisutni u lemu, dok pod određenim okolnostima može biti prisutan i antimon (Sb). Utvrdili smo takođe da što je hladniji sirovi lem, veća je njegova gustina, što je korisno za izdvajanje šljake gravitacijom, pošto šljaka lakše pluta na vrhu gušće tečne metalne faze.

[0209] Podnosioci pronalaska stoga prijavljuju da je korak e) postupka prema predmetnom pronalasku kontraintuitivan. Podnosioci prijave tvrde i da bi prosečo iskusan stručnjak iz oblasti tehnike preferirao da lem održava na visokoj temperaturi na kojoj je proizveden, moguće čak i da ga dodatno zagreje, pre nego što se on podvrgne koraku vakuumske destilacije radi razdvajanja olova od kalaja. Podnosioci prijave su, međutim, utvrdili da korak hlađenja e) postupka u skladu sa predmetnim pronalaskom može premestiti, bez intervencije bilo kakvim dodatnim hemikalijama, značajan deo komponenti sirovog lema koje su neželјene kao sirovina za korak vakuumske destilacije, u supernatantnu fazu šlikera, pri čemu ova faza šlikera stoga postaje dostupna za odvajanje od tečne faze lema. Podnosioci prijave su utvrdili da ovaj korak hlađenja značajno doprinosi stvaranju odvojene faze šlikera bogate neželјenim komponentama, ostavlјajući tečnu fazu lema koja sadrži manje ovih neželјenih komponenti i stoga je pogodnija za korak vakuumske destilacije, čime se ostvaruje manje operativnih problema prouzrokovanih mogućim obrazovanjem intermetalnih jedinjenja tokom koraka destilacije. Podnosioci prijave su utvrdili da je korak hlađenja posebno u stanju da smanji sadržaj bakra, nikla, gvožđa i/ili cinka u preostaloj tečnoj fazi lema. Utvrdili smo takođe da što je sirovi lem hladniji, to je veća njegova gustina, što je korisno za izdvajanje šlikera gravitacijom, pošto šliker postaje lakše plutajući na vrhu gušće tečne faze lema.

[0210] [0150] U jednom primeru izvođenja, postupak prema predmetnom pronalasku dalјe obuhvata korak g) dodavanja alkalnog metala i/ili zemnoalkalnog metala, ili hemijskog jedinjenja koje sadrži alkalni metal i/ili zemnoalkalni metal, u sirovi lem izdvojen u koraku d) i/ili koraku m) ili u prvu tečnu fazu rastoplјenog, podešenog lema obrazovanog u koraku e) da bi se obrazovala faza koja sadrži drugi šliker u vidu supernatanta, a koji dejstvom gravitacije postaje faza koja pluta na vrhu druge faze rastoplјenog, podešenog lema. Poželјno je i da se korak g) izvodi nishodno od koraka e), u okviru prve faze rastoplјenog, podešenog lema obrazovane u tom koraku e).

[0211] Podnosioci prijave tvrde i da korak g), kao deo postupka u skladu sa predmetnim pronalaskom, smanjuje koncentraciju neželјenih metala u tečnoj fazi lema na njegovom putu do vakuumske destilacije. Ipak, ovaj korak g) troši hemikalije, kao što je specifično navedeno. Podnosioci prijave tvrde da, izvođenjem koraka e) i g) u seriji u odnosu na struju sirovog lema, a tako da se koncentracija neželјenih metala još više smanjuje, korak hlađenja e) donosi dodatnu prednost pošto naredni korak hemijske obrade g) patentni zahteva manje hemikalija.

[0212] U jednom primeru izvođenja postupka prema predmetnom pronalasku koje uklјučuje korak g), postupak dalјe obuhvata korak h), uklanjanje drugog šlikera iz druge tečne faze rastoplјenog, podešenog lema, čime se obrazuje drugi podešeni lem.

[0213] Hemikalija(e) navedena(e) za korak g) na kraju deluje(ju) kao baza(e), a ova baza završava u šlikeru koji nishodno može biti uklonjen. Šliker sadrži vredne metale i od ekonomskog je interesa da se ovi metali izdvoje iz faza šlikera razdvojenog iz tečnih metalnih faza kao deo postupka. Ipak, mnogi poznati postupci ponovnog izdvajanja ovih metala iz takvih šlikerskih struja su pirometalurške prirode. Oni rade na veoma visokim temperaturama, toliko visokim da je većina konstrukcionog čelika opreme koja dolazi u kontakt sa strujama postupka visoke temperature obično zaštićena vatrostalnim materijalom. Hemikalija(e) upotrebljena(e) u koraku g), a koje završavaju u fazi šlikera, međutim, agresivne su prema najčešće korišćenim vatrostalnim materijalima koji se upotrebljavaju u uobičejnim pirometalurškim koracima postupka ponovnog izdvajanja obojenih metala. Podnosioci prijave tvrde da korak hlađenja e) stoga ne samo da doprinosi smanjenju nivoa hemikalije(a) uvedene(ih) u korak g), već doprinosi i nivou prihvatljivosti za ponovnu upotrebu šlikera izdvojenog u koraku g), da bi se iz njega regenerisali vredni metali pirometalurškim postupkom.

[0214] Utvrdili smo da se u koraku hlađenja e) prvenstveno bakar, cink, gvožđe i nikl mogu hemijski vezati sa kalajem i da ova jedinjenja mogu isplivavati na površinu, pod uslovom da lemna struja ispod sadrži dovoljno olova i stoga ima dovolјno visoku gustinu.

[0215] Utvrdili smo da je hemikalija uvedena u koraku g) u stanju da veže pojedine od neželјenih metala, prvenstveno bakar i cink, i to u obliku koji takođe lako pluta na površinu kao deo drugog šlikera u vidu supernatanta.

[0216] [0156] U jednom primeru izvođenja, postupak prema predmetnom pronalasku obuhvata korak f) uklanjanja prvog šlikera u vidu supernatanta iz prve tečne rastoplјene faze podešenog lema obrazovane u koraku e), čime se obrazuje prvi podešeni lem, pri čemu je poželјno uklanjanje prvog šlikera u vidu supernatanta pre izvođenja koraka g), ukoliko je korak g) prisutan.

[0217] Preferiramo da šliker bude uklonjeni iz svakog koraka obrade sirovog lema pre započinjanja narednog koraka obrade. Utvrdili smo da navedeno predstavlja prednost pošto je ukupna količina šlikera manja u poređenju sa alternativom da se šliker iz različitih koraka spoji i da se ukloni sav šliker zajedno na kraju koraka obrade sirovog lema. Šliker takođe sadrži malo kalaja i/ili olova, i nepovoljno je stoga da se ove količine vrednih metala uklanjaju iz metalne struje koja se dovodi u predviđeni nishodni korak vakuumske destilacije. Ove količine vrednih metala takođe povećavaju teret ponovne obrade šlikera radi izdvajanja vrednih metala iz njega, uklјučujući uneti kalaj i/ili olovo, ali i uklјučujući druge metale uklonjene iz sirovog toka lema obradom.

[0218] U jednom primeru izvođenja, postupak prema predmetnom pronalasku dalјe obuhvata korak i) destilacije prvog podešenog lema iz koraka f) ili drugog podešenog lema iz koraka h), pri čemu se olovo (Pb) uklanja iz lema uparavanjem i dobijaju se proizvod destilacije iz proizvoda na vrhnu kao i destilacioni proizvod sa dna, poželјno vakuumskom destilacijom.

[0219] Podnosioci prijave su utvrdili i da korak destilacije i), nishodno od, ili u pojedinim primerima izvođenja onaj koji je deo postupka prema predmetnom pronalasku, može funkcionisati bez ozbilјnog rizika od obrazovanja intermetalnih jedinjenja unutar opreme za destilaciju.

[0220] Korak destilacije i) može biti izveden pod veoma niskim pritiskom, kao što je pritisak ne veći od 50 Pa od apsolutnog, moguće ne veći od 10-15 Pa, a često i samo 0,1-5 Pa, u kombinaciji sa relativno visokim temperaturama od najmanje 800°C, poželјno najmanje 900°C. Vakuumska destilacija podešenog lema može biti izvedena u serijama, a takve tehnike vakuumske destilacije u serijama su opisane u CN101696475, CN104141152, CN101570826, kao i u Yang i saradnici, „Recycling of metals from waste Sn-based alloys by vacuum separation”, Transactions of Nonferrous Metals Society of China, 25 (2015), 1315-1324, Elsevier Science Press. Destilacija podešenog lema pod vakuumom može takođe biti izvedena u kontinuiranom režimu, a takve tehnike kontinuirane destilacije su objavlјene u CN102352443, CN104651626 i CN104593614. Poželјno je da se destilacija vrši kao što je opisano u WO 2018/060202 A1.

[0221] [0161] U jednom primeru izvođenja postupka prema predmetnom pronalasku koji obuhvata korak i), proizvod destilacije da na iz koraka i) sadrži najmanje 0,6 težinskih % olova. Podnosioci prijave preferiraju da proizvod sa dna sadrži više od 0,60 težinskih % olova, poželјno najmanje 0,65 težinskih % olova, poželјnije najmanje 0,70 težinskih % olova, još poželјnije najmanje 0,75 težinskih % olova, poželјno najmanje 0,80 težinskih % olova, poželјno najmanje 1,0 težinskih %, poželјnije najmanje 1,5 težinskih %, još poželјnije najmanje 2,0 težinska %, poželјno najmanje 3,0 težinska %, poželјnije najmanje 4,0 težinska %, još poželјnije najmanje 5,0 težinskih %, i još poželјnije najmanje 6,0 težinskih % olova.

[0222] Verujemo da veći sadržaj Pb koji preostaje u donjem proizvodu destilacije može delovati kao dodatni rastvarač, na primer, za količinu antimona koja može biti prisutna u podešenom lemu. Ovaj efekat rastvorlјivosti može biti u korist razdvajanja u koraku destilacije. Glavni cilј koraka vakuumske destilacije i) je uparavanje olova (Pb) i proizvodnja proizvoda sa vrha koji sadrži olovo, a koji je pogodan za dalјe prečišćavanje konvencionalnim načinima da bi se dobio proizvod olova visoke čistoće, takozvano „meko olovo”. Verujemo da ostavlјanje određene količine olova u donjem proizvodu koraka destilacije pomaže u postizanju tog cilјa, obezbeđivanjem tečne faze koja ostaje privlačna za mnoge od metale osim olova, i stoga smanjenjem sklonosti ovih metala da postanu isparlјivi, kao i njihove tendencije da pobegnu iz tečne faze i završe u proizvodu sa vrha koraka destilacije. Verujemo da je ova korist pobolјšana ostavlјanjem veće koncentracije olova u donjem proizvodu koraka destilacije. Verujemo i da je ova korist posebno važna za bilo koji antimon koji je prisutan u podešenom lemu prema predmetnom pronalasku.

[0223] Utvrdili smo dalje da se problemi obrazovanja intermetalnih jedinjenja tokom vakuumske destilacije podešenog lema u koraku i) dodatno ublažavaju ostavlјanjem većeg prisustva olova u donjem proizvodu koraka destilacije. Verujemo da veća količina olova ima blagotvoran uticaj na zadržavanje potencijalno štetnih metala u rastvoru i na smanjenje njihove sklonosti ka obrazovanju potencijalno ometajućih intermetalnih jedinjenja tokom ushodnog koraka destilacije. Bez vezivanja za teoriju, verujemo da ovaj efekat može biti zasnovan na razblaživanju, ali sumnjamo da mogu postojati dodatni faktori koji imaju ulogu u smanjenju rizika od obrazovanja intermetalnih jedinjenja pod uslovima koji se javlјaju u koraku vakuumske destilacije.

[0224] Proizvod sa dna može dalje biti prečišćen u koraku prečišćavanja, koji uklanja barem deo preostalih zagađivača poput srebra, čime se obrazuje prečišćena struja kalaja. Na primer, upotrebom tehnike kao što ona opisana u CN102534249, a koji opisuje četvorostepeni postupak kristalizacije zarad prečišćavanje struje sirovog kalaja, uklanjanjem srebra.

[0225] Destilat olova može dalje biti prečišćen u koraku prečišćavanja koji uklanja barem deo preostalih zagađivača kao što su arsen i kalaj, čime se obrazuje prečišćena struja olova. Na primer, upotrebom tehnike kao što je ispuštanje šlikera.

[0226] U jednom primeru izvođenja, postupak prema predmetnom pronalasku obuhvata korak j) ponovne obrade šljake iz koraka d) i/ili koraka m) u pirometalurškom proizvodnom ciklusu ili postupku za proizvodnju koncentrata bakra.

[0227] Pod „koncentratom bakra” podrazumeva se metalni proizvod koji sadrži najmanje 50 težinskih % bakra, poželјno najmanje 75 težinskih % bakra.

[0228] Ponovna obrada šljake iz koraka d) i/ili koraka m) može se, ali i ne mora, izvoditi u istoj opremi kao i postupak prema predmetnom pronalasku. Pronalazači su utvrdili da ponovna obrada obezbeđuje način za regenerisanje Sn i/ili Pb koji su obično ostali u šljaci, pošto je šljaka u faznoj ravnoteži sa sirovim lemom u trenutku kada se dve tečne faze odvoje jedna od druge kao deo koraka d) i/ili koraka m).

[0229] U jednom primeru izvođenja, postupak prema predmetnom pronalasku se izvodi kao proizvodni proces, a nakon procesa sledi, u istoj opremi, proces proizvodnje koncentrata bakra ili proizvodni proces regenerisanja struja bakra veće čistoće iz koncentrata bakra, što se zajedno označava kao „proces proizvodnje bakra”.

[0230] [0170] Poželjno je da proizvodni proces obuhvata nekoliko uzastopnih serijskih ciklusa veoma slične prirode. Postupak prema predmetnom pronalasku se poželјno izvodi u uzastopnim ciklusima, pri čemu se, nakon uklanjanja iz peći barem dela sirovog lema i/ili šljake, ponovo izvodi korak a) ponovnim uvođenjem dela sirovine u peć i toplјenjem dodatog dela sirovine da bi se ponovo povećala zapremina tečne faze. Nakon toga, koraci b) i c) i d) se mogu ponoviti. Prednost bi podrazumevala da korak b) može biti izveden istovremeno sa korakom a), kao i da se redukujuće sredstvo može stoga uvesti zajedno sa delom sirovine iz koraka a). Takođe, korak c), ukoliko je prisutan, može biti izveden zajedno sa korakom b), a opciono i zajedno sa korakom a). Isto može biti izvedene u kontekstu odgovarajućih koraka j)-m). Kada cilјane reakcije dovolјno napreduju, može se dozvoliti razdvajanje u koraku d) i/ili koraku m), a barem jedna od tečnih faza može - barem delimično - biti uklonjena iz peći, nakon čega se u peć ponovo može uvesti više sirovina kao ponavlјanje drugog koraka a), pri čemu određena količina tečnosti obično ostaje u peći kada se započinje novi korak a). Na kraju 2. ili 3. ciklusa finalnih serija procesa proizvodnje sirovog lema, podnosioci prijave preferiraju da se samo ispusti sirovi lem i da se tečna faza šljake ostavi da se nakuplјa. Poželjno je da se proces proizvodnje sirovog lema zatim finalizuje dodavanjem, toplјenjem i reakcijom materijala koji su posebno bogati olovom, a siromašniji kalajem, kao što je objašnjeno na drugom mestu u ovom dokumentu. Na ovaj način, Sn se ispira iz faze šljake i/ili ekstrahuje iz obloge peći, uz izdvajanje u konačnom sirovom lemu iz poslednjeg ciklusa serije. Poželjno je i da se ovo „pranje” olovom ponovi nekoliko puta, pre nego što se oprema oslobodi za drugu vrstu operacije, kao što je proces proizvodnje bakra.

[0231] Postupak prema predmetnom pronalasku poželјno počinje sa već prisutnom značajnom količinom rastoplјenog metala u peći, kao ostatkom iz prethodnog ciklusa u istoj opremi. Preostali metal može, na primer, biti ostatak koraka pranja, nakon procesa proizvodnje bakra, kao što je objašnjeno na drugom mestu u ovom dokumentu.

[0232] Podnosioci prijave su utvrdili da je pogodno da se postupak prema predmetnom pronalasku izvodi kao jedan ili više procesa u opremi koja je takođe u stanju da proizvede koncentrat bakra koji sadrži najmanje 70 težinskih %, a obično 75 težinskih % Cu, često označenom kao crni bakar, i/ili u opremi koja takođe može biti u stanju da iz takvog koncentrata bakra izvoji bakar još veće čistoće, ponekad označen kao bakar anodnog tipa.

[0233] Pogodan uređaj za kombinovani rad koji obuhvata dva različita procesa je topionička peć. Topionička peć ima prednost što je relativno jednostavna i obično zahteva znatno niže investicione troškove u poređenju sa složenijim alternativama. Pogodan uređaj za preradu koncentrata bakra u cilju izdvajanje struje bakra još veće čistoće je rotacioni konvertor sa uduvavanjem na vrhu (TBRC).

[0234] Poželјno je da se šljaka iz koraka d) i/ili koraka m) ponovo prerađuje u postupku ili procesu crnog bakra, prvenstveno zarad ponovnog izdvajanja njihovog sadržaja Sn i/ili Pb, kao i radi ponovnog izdvajanja bilo kog bakra koji može biti dodatno prisutan u šljaci. Sn i Pb mogu biti izdvojeni u šljaku tokom proizvodnje crnog bakra, a bakar može biti ponovo izdvojen kao deo samog crnog bakra. Bilo koji Fe i/ili SiO<2>u šljaci iz koraka d) i/ili koraka m) može lako napustiti postupak kao deo krajnje šljake iz proizvodnje crnog bakra.

[0235] U jednom primeru izvođenja postupka prema predmetnom pronalasku koji se odvija kao proces, a nakon procesa u istoj opremi sledi proizvodnja bakra, kao deo prelaska sa procesa proizvodnje sirovog lema na proces proizvodnje bakra, oprema se podvrgava najmanje jednom koraku pranja. Korak pranja između dve procesa ima svrhu smanjenja količine unakrsne kontaminacije između dve procesa, poželјno smanjenja količine kalaja (Sn) koji se gubi tokom procesa proizvodnje sirovog lema i pojavlјuje se kao zagađivač u procesu proizvodnje bakra.

[0236] Podnosioci prijave preferiraju da izvrše korak pranja na sledeći način:

[0237] 1) na kraju procesa proizvodnje sirovog lema, uklanja se što je više moguće šljake i sirovog lema, obično njihovim ispuštanjem u vidu tečnih proizvoda, iz peći i relevantne pomoćne opreme, 2) materijali koji sadrže olovo, poželјno materijali bogati olovom, unose se u peć, nakon čega se sve njihove čvrste materije tope u peći i tečni sadržaj peći se meša i dovodi u što veći kontakt sa unutrašnjim zidovima peći, obično obloženim vatrostalnim materijalima, i

[0238] 3) rastoplјeno olovo se ispušta iz peći i odgovarajuće pomoćne opreme.

[0239] Poželјno je da se korak pranja izvede dva ili tri puta.

[0240] Podnosioci prijave su utvrdili da rastoplјeni materijal koji sadrži olovo mogu u peći u stanju da ekstrahuju druge metale koji su ostali adsorbovani na vatrostalnoj oblozi peći. Tečno olovo je stoga u stanju da očisti peć, tj. da ukloni metale drugačije od Pb koji su manje poželјni tokom procesa proizvodnje bakra.

[0241] Kada se operacije u peći vrate iz procesa proizvodnje bakra u proces proizvodnje sirovog lema, oprema takođe može biti oprana, da bi se smanjila količina Cu koja još uvek može biti prisutna u opremi - a samim tim i rizik da isti završi u sirovom lemu - uvođenjem drugog koraka pranja nakon što se što više faze metala bakra ispusti. Podnosioci prijave su utvrdili da je takav drugi korak pranja manje kritičan i da konvencionalno može biti preskočen.

[0242] Poželјno je takođe da takav drugi korak pranja obuhvati razblaživanje sirovina za najmanje jednu od poslednjih serija proizvodnje bakra, da bi se smanjio sadržaj Cu u metalnoj fazi bakra koja preostaje u peći nakon ispuštanja. Tako proizvedena metalna faza bakra, u zavisnosti od svog sastava, može biti ponovno prerađena u odgovarajućem drugom postupku. Alternativno, drugi korak pranja nakon procesa proizvodnje bakra izvodi se slično koraku pranja koji se vrši nakon procesa proizvodnje sirovog lema i obuhvata dodavanje materijala bogatih Pb, poželјno otpadnog olova, nakon što se što je moguće više metalne faze bakra ispusti iz peći. Ovo dodavanje materijala bogatih olovom pokreće više preostalog Cu koji je prisutan u peći, u metalnu fazu, a pre nego što se ova poslednja ukloni. Metalna faza proizvedena iz ovog drugog koraka pranja, opciono iz niza nekoliko njih, sadrži Cu, zajedno sa Pb, a moguće i malo Sn. Ova metalna faza se ispušta, u zavisnosti od njenog sastava, a poželјno je i da se ponovo prerađuje u odgovarajućem postupku za regenerisanje vrednih metala.

[0243] Pronalazači su utvrdili da ponovna obrada šljake iz procesa proizvodnje sirovog lema tokom procesa proizvodnje crnog bakra donosi prednost time što sav Zn, koji može biti prisutan u sirovinama procesa proizvodnje sirovog lema, može završiti u šljaci procesa proizvodnje crnog bakra i tokom procesa proizvodnje crnog bakra može ispariti iz sadržaja peći. Zn stoga lako može biti uklonjen iz celokupnog postupka i konvencionalno biti ponovno izdvojen kao (ZnO) prašina iz izduvnih gasova.

[0244] Sav Cd prisutan u sirovinama takođe može biti uklonjen iz celokupnog postupka na isti način i biti prikuljen u fazi prašine kao kadmijum oksid zajedno sa ZnO.

[0245] U jednom primeru izvođenja, postupak prema predmetnom pronalasku dalјe obuhvata dodavanje oksida metala koji su plemenitiji od Zn, kao što je PbO, u korak c) i/ili korak I).

[0246] Pronalazači su utvrdili da se dodavanjem metala koji su plemenitiji od Zn, Zn može prevesti u svoj oksid tokom koraka c) i/ili koraka I), pri čemu se cink oksid zatim ubacuje u šljaku. Šljaka iz koraka d) i/ili koraka m), koja sadrži ZnO, može zatim biti ponovno prerađena u postupku ili procesu proizvodnje crnog bakra, tokom koga značajan deo ZnO može biti ispušten sa dimom i regenerisan. Tokom ispuštanja dima, ZnO se obično najpre redukuje do Zn koji isparava i ponovo oksiduje u kontaktu sa oksidacionom atmosferom peći, ponovo obrazujući ZnO u čestičnom obliku koje se zatim evakuiše sa izduvnim gasovima i lako može biti ponovno izdvojen kao ZnO prašina, dok preostali deo originalnog ZnO u tečnoj fazi završava u šljaci iz postupka ili procesa proizvodnje crnog bakra. Reoksidacija Zn u atmosferi peći stvara toplotu, koja se delimično može upotrebiti za zagrevanje vatrostalne obloge peći, čime se povećava temperatura šljake i povećava stopa uklanjanja ZnO za datu koncentraciju u šljaci. Utvrdili smo da je temperatura kupatila sa šljakom, potrebna za postizanje pogodne stope dimlјenja, poželјno najmanje 1200°C. Ipak, utvrdili smo da temperatura poželјno ne bi trebalo da pređe 1300°C, da bi se smanjilo habanje vatrostalne obloge peći.

[0247] Neizbežno je da metalna faza i dalјe sadrži metale kao što su Zn i Cd koji se smatraju zagađivačima u sirovom lemu. Poželjno je stoga da Zn i Cd dalјe budu uklonjeni iz metalne faze na efikasan način.

[0248] U jednom primeru izvođenja, postupak prema predmetnom pronalasku dalјe obuhvata kao deo koraka c) i/ili koraka I) uparavanje Zn iz metalne faze u peći i njegovo prikuplјanje kao ZnO prašine u izduvnom gasu peći.

[0249] [0186] Poželјno je da se ova ZnO prašina, dobijena kao deo koraka c) i/ili koraka I) postupka prema predmetnom pronalasku, ponovo prerađuje u narednom proizvodnom ciklusu lemne kompozicije, u svrhu ponovnog izdvajanja SH koji je prisutan u ovoj ZnO prašini. Pronalazači su utvrdili da je ponovna prerada ZnO prašine povolјnija od prodaje prašine kao takve postrojenjima za preradu Zn, pošto prašina obično sadrži i druge zagađivače koji mogu biti nepoželјni u nishodnom postupku proizvodnje Zn. Na primer, ZnO prašina može sadržavati halogene, prvenstveno hlor, koji se poželјno koncentriše u ovoj prašini. Pre nego što se ponovo preradi u proizvodnom ciklusu lemne kompozicije, uz određeni nivo halogena, može biti poželjno da se ova prašina opere da bi se uklonili halogeni, posebno hlor. Štaviše, utvrdili smo da kadmijum (Cd) teži da se koncentruje u ovoj prašini, kao i da se obično ne ispire zajedno sa halogenima. Kada je nivo Cd u ZnO prašini viši od onoga što je prihvatlјivo u postupku proizvodnje Zn, povolјnije je ponovo preraditi ZnO prašinu dodavanjem prašine u tečnu fazu cikljusa postupka za proizvodnju crnog bakra, tako da se sav Sn (a takođe i Pb) koji je prisutan u ovoj preostaloj ZnO prašini barem može regenerisati.

[0250] Pronalazači su utvrdili da je poželjno, da bi se ograničio ukupan sadržaj halogena u prašini izduvnih gasova, tj. prašini koja sadrži ZnO, na najviše 10 težinskih %, u odnosu na ukupnu suvu težinu prašine koja sadrži ZnO, sirovina sadrži ograničen sadržaj halogena, prvenstveno Cl, Br, F, a još poželјnije hlora (Cl).

[0251] U jednom primeru izvođenja postupka prema predmetnom pronalasku, sirovina za postupak sadrži najviše 2,0 težinskih % halogena, poželјno manje od 1,5 težinskih %. Halogeni koji treba da budu ograničeni, a koji su specifično navedeni, prevashodno su ukupan Cl, Br i F zajedno, a najpoželјnije je da se propisano ograničenje odnosi samo na hlor.

[0252] Pronalazači su dalje utvrdili da su halogeni sa sklonošću da u izduvne gasove unose i druge metale osim Zn, obrazovanjem hlorida koji su isparlјivi u radnim uslovima, kao što je SnCl<2>, odnosno da stoga stvaraju rizik da se značajne količine vrednih metala izgube u prašini izduvnih gasova, a koje se u najbolјem slučaju ponovno prerađuju i stoga predstavlјaju neefikasnost postupka. Štaviše, utvrdili smo da halogeni takođe mogu dovesti do stvaranja leplјive, nepropusne prašine izduvnih gasova na tkanini filtera za prašinu i da stoga mogu prouzrokovati tehničke probleme u opremi za prečišćavanje izduvnih gasova, kondenzovanjem u vidu tečih faza i naknadnim očvršćavanjem na hladnijim mestima.

[0253] Podrazumeva se da se sve definicije i preferencije, kao što je prethodno opisano, podjednako primenjuju za sve dalje primere izvođenja, kao što je opisano u nastavku teksta.

[0254] U jednom primeru izvođenja, postupak prema predmetnom pronalasku se odvija u poluserijskom režimu i obuhvata sledeće korake:

[0255] j) uvođenje, nakon koraka d) i/ili koraka m), barem dodatnog dela sirovine u peć koja sadrži tečni deo u vidu metalne faze i/ili rastoplјene šljake metalnog oksida, čime se povećava zapremina tečnosti u peći;

[0256] k) uvođenje u peć, kao redukujućeg sredstva, materijala koji sadrži značajne, a poželјno efektivne, količine elementarnog oblika najmanje jednog metala koji je manje plemenit od Sn i Pb, poželјno elementarnog Fe, Al i/ili Si (alternativno nazvanog Fe, Al i/ili Si metal), i redukovanje kalajnih i/ili olovnih oksida u njihov elementarni metalni oblik njihovom oksidacijom, čime se menja sastav metalne faze i/ili faze šljake u peći;

[0257] l) opciono uvođenje u peć najmanje jednog izvora energije koji sadrži zapalјivi materijal i/ili najmanje jedan metal koji je manje plemenit od Sn i Pb, i oksidaciju zapalјivog materijala i/ili najmanje jednog metala u izvoru energije ubrizgavanjem vazduha i/ili kiseonika u peć;

[0258] m) odvajanje sirovog lema dobijenog u koraku k) i/ili l) od šljake i uklanjanje iz peći barem dela sirovog lema i/ili šljake; i

[0259] n) ponavlјanje postupka počevši od koraka j) ili koraka a).

[0260] Pronalazači su utvrdili da se sastav šljake i/ili metalne faze u peći može podesiti uvođenjem materijala koji sadrže značajne količine elementarnog oblika najmanje jednog metala koji je manje plemenit od Sn i Pb, poželјno elementarnog Fe, Al i/ili Si metala, da bi se promenila raspodela različitih metala koji su prisutni u peći između faze šljake i metalne faze, a na koju može uticati oksidacija manje plemenitog metala u oksid. Podnosioci prijave su utvrdili da ova reakcija manje plemenitog metala takođe donosi energiju sadržaju peći, energiju koju stoga ne treba obezbeđivati izvorom energije i oksidansom, kao deo koraka c) i/ili koraka I).

[0261] Iako je lista metala koji se kvalifikuje kao manje plemeniti od Sn i Pb duga, podnosioci prijave preferiraju upotrebu Fe, Al i/ili Si u koraku k), pošto oni nude najbolјi balans dostupnosti, reaktivnosti i kontrolisanosti snabdevanja energijom u tečnom kupatilu.

[0262] Podnosioci prijave dodaju da je elementarni aluminijum (Al) prethodno naveden kao pogodan metal koga je potrebno uvesti kao deo koraka k), ali da upotreba Al u ovom koraku uvodi iste bezbednosne i higijenske rizike, zbog prisustva antimona (Sb) i arsena (As), koji negde nishodno obrazuju visoko toksični gas stibin (SbH<3>) ili arsin (AsH<3>), kao što je prethodno objašnjeno u ovom dokumentu u kontekstu „kuprosilicijumskog” postupka. Upotreba Al stoga može biti dozvolјena samo ukoliko je praćena veoma strogim i složenim nishodnim merama bezbednosti za postupak prema predmetnom pronalasku. Podnosioci prijave su stoga utvrdili da Al nije poželјan elementarni metal koga je potrebno dodavati kao deo koraka k) i da su poželјni metali koje je potrebno dodavati u koraku k) gvožđe i silicijum, sa njihovom glavnom prednošću koja je izbegavanja ovih bezbednosnih i industrijskih higijenskih rizika.

[0263] [0195] Kada se postupak prema predmetnom pronalasku izvodi u poluserijskom režimu, to označava da se peć obično ne prazni u potpunosti tokom celokupnog procesa, npr. tokom perioda od 1,5-2 godine. Pronalazači su utvrdili da je prednost održavati minimalnu količinu tečne faze u peći, na primer, u običnoj topioničkoj peći sa ukupnim sadržajem peći od 88 tona, a poželјna je minimalna količina od 55 tona. Podnosioci prijave preferiraju da za sledeći korak postupka ostave značajnu količinu tečne zapremine u peći, poželјno najmanje 10% raspoložive unutrašnje zapremine peći, još poželјnije najmanje 15% zapremine.

[0264] Podnosioci prijave takođe preferiraju da faza rastoplјenog metala koja je prisutna u peći na početku koraka a) ili koraka j) sadrži najmanje 1 težinski % najmanje jednog elementarnog metala koji je manje plemenit od Sn i Pb, poželјno najmanje 2 težinska %, još poželјnije najmanje 3 težinska %, još poželјnije najmanje 4 težinska %, a još poželјnije najmanje 5 težinskih %. Podnosioci prijave preferiraju da se ovo minimalno prisustvo odnosi na prisustvo gvožđa (Fe). Navedeno predstavlja prednost pošto, nakon dodavanja sirovine koja sadrži Sn i/ili Pb oksid, redukcija ovih komponenti sirovine u elementarni Sn i/ili Pb može započeti odmah nakon dodavanja odgovarajućeg oksida. Dodatna prednost je što je ova redoks reakcija egzotermna i stoga donosi energiju u tečnu fazu, što je korisno za toplјenje dalјe dodate sirovine, koja se obično dodaje kao čvrsta supstanca, obično prilično hladna, ukoliko ne i na ambijentalnoj temperaturi. Prisustvo ovog odabranog metala, u elementarnom obliku, u tečnu fazu na početku koraka a) ili koraka j), može stoga doneti značajne dobitke u pogledu vremena proizvodnje serije i/ili produktivnosti opreme.

[0265] U jednom primeru izvođenja, postupak u skladu sa predmetnim pronalaskom obuhvata uvođenje, kao deo koraka c) i/ili koraka l), zapalјivog materijala kao dodatnog izvora energije. U prisustvu dovolјno kiseonika, navedeno predstavlja prednost u vidu dodatnih zaliha energije i/ili redukujućeg sredstva u tečnoj fazi. Dodatna prednost je što se dodavanje takvog zapalјivog materijala može lakše i preciznije kontrolisati, u poređenju sa dodavanjem redukujućeg sredstva kao dela koraka b) ili koraka k) i/ili izvora energije koji sadrži najmanje jedan metal koji je manje plemenit od Sn i Pb. Pogodan zapalјivi materijal je na primer, drvo, ugalј, bilo koja organska tečnost, bilo koja nafta ili njen derivat, prirodni gas ili smeša najmanje dva od navedenih.

[0266] U jednom primeru izvođenja, sirovi lem prema predmetnom pronalasku sadrži, u odnosu na ukupnu težinu sirovog lema, više od 9,5 težinskih % kalaja, poželјno najmanje 10 težinskih % kalaja, poželјnije najmanje 11 težinski %, još poželјnije najmanje 13 težinska %, poželјno najmanje 15 težinskih %, još poželјnije najmanje 16 težinskih %, poželјno najmanje 17 težinskih % kalaja, poželјnije najmanje 18 težinskih %, još poželјnije najmanje 19 težinskih %, poželјno najmanje 20 težinskih %, poželјnije najmanje 25 težinskih %, poželјno najmanje 30 težinskih %, poželјnije najmanje 32 težinska %, još poželјnije najmanje 34 težinska %, a još poželјnije najmanje 36 težinskih %, poželјno najmanje 38 težinskih %, poželјnije najmanje 40 težinskih %, još poželјnije najmanje 42 težinska % kalaja.

[0267] Utvrdili smo da veća količina kalaja u sirovom lemu smanjuje tačku toplјenja sirovog lema, sa prednošću da se mogu sprovesti mogući nishodni postupci u širem temperaturnom opsegu. Utvrdili smo takođe da metal kalaja visoke čistoće koji može biti regenerisan nishodno od sirovog lema prema predmetnom pronalasku obično predstavlјa veću ekonomsku vrednost od većine glavnih proizvoda bogatih olovom. Veći sadržaj kalaja u sirovom lemu prema predmetnom pronalasku stoga povećava ekonomski potencijal nadogradnje kompozicije.

[0268] U jednom primeru izvođenja, sirovi lem prema predmetnom pronalasku sadrži, u odnosu na ukupnu težinu sirovog lema, manje od 69 težinskih % kalaja, poželјno najviše 68 težinskih % kalaja, poželјnije najviše 65 težinskih %, poželјno najviše 62 težinska %, poželјnije najviše 60 težinskih %, još poželјnije najviše 58 težinskih %, a još poželјnije najviše 57 težinskih %, poželјno najviše 55 težinskih %, poželјnije najviše 53 težinska %, još poželјnije najviše 51 težinski % kalaja.

[0269] U jednom primeru izvođenja, sirovi lem prema predmetnom pronalasku sadrži, u odnosu na ukupnu težinu sirovog lema, više od 25 težinskih % olova, poželјno najmanje 28 težinskih % olova, poželјnije najmanje 30 težinskih %, još poželјnije najmanje 32 težinska %, poželјno najmanje 34 težinska %, poželјnije najmanje 36 težinskih %, još poželјnije najmanje 37 težinskih %, a još poželјnije najmanje 38 težinskih %, poželјno najmanje 39 težinskih %, poželјnije najmanje 40 težinskih %, još poželјnije najmanje 41 težinski % olova.

[0270] Utvrdili smo da veća količina olova u sirovom lemu pobolјšava sve korake razdvajanja koji mogu biti sprovedeni nishodno od koraka koji se izvode u peći. Utvrdili smo takođe da veći sadržaj olova, što obično predstavlјa niži sadržaj kalaja u sirovom lemu, donosi prednost smanjenja rastvorlјivosti bakra u sirovom lemu. Niži sadržaj bakra u sirovom lemu omogućava lakše dobijanje nižeg sadržaja bakra u konačno izdvojenim primarnim proizvodima, kao što su kalaj i/ili olovo visoke čistoće, na primer, vakuumskom destilacijom, smanjujući opterećenje povezano sa nishodnim uklanjanjem preostalih tragova bakra. Štaviše, niži sadržaj bakra, barem iznad minimalnih nivoa koji su specifično navedeni u nastavku teksta, smanjuje rizik od obrazovanja intermetalnih jedinjenja tokom vakuumske destilacije.

[0271] [0203] Sirovi lem prema predmetnom pronalasku sadrži, u odnosu na ukupnu težinu sirovog lema, manje od 90 težinskih % olova, poželјno najviše 85 težinskih %, još poželјnije najviše 80 težinskih %, još poželјnije najviše 75 težinskih %, poželјno najviše 73 težinska %, još poželјnije najviše 72 težinska %, poželјno najviše 71 težinski %, još poželјnije najviše 70 težinskih %, još poželјnije najviše 69 težinskih %, a još poželјnije najviše 68 težinskih %, poželјno najviše 67 težinskih %, još poželјnije najviše 66 težinskih %, još poželјnije najviše 65 težinskih %, poželјno najviše 60 težinskih %, još poželјnije najviše 55 težinskih %, još poželјnije najviše 50 težinskih %, poželјno najviše 48 težinskih %, još poželјnije najviše 46 težinskih %, još poželјnije najviše 44 težinska % olova.

[0272] Utvrdili smo da povećanje količine olova u sirovom lemu iznad navedenih granica ne pobolјšava značajno prednosti predstavljene na drugim mestima u ovom dokumentu, sa većom količinom olova u sirovom lemu prema predmetnom pronalasku. Utvrdili smo dalje da veće količine olova razblažuju uobičajeno vredniji kalaj u sirovom lemu, čime se smanjuje potencijalna ekonomska vrednost sirovog lema.

[0273] U jednom primeru izvođenja, sirovi lem prema predmetnom pronalasku sadrži, u odnosu na ukupnu težinu sirovog lema, više od 80 težinskih % kalaja i olova zajedno, poželјno najmanje 81 težinski %, još poželјnije najmanje 82 težinska %, poželјno najmanje 83 težinska %, još poželјnije najmanje 84 težinska %, još poželјnije najmanje 85 težinskih %, još poželјnije najmanje 86 težinskih %, poželјno najmanje 87 težinskih %, još poželјnije najmanje 88 težinskih %, još poželјnije najmanje 89 težinskih %, poželјno najmanje 89,5 težinskih %, još poželјnije najmanje 90 težinskih %, još poželјnije najmanje 90,5 težinskih % kalaja i olova zajedno. Sirovi lem sadrži najviše 96 težinskih % Sn i Pb zajedno.

[0274] Sirovi lem prema predmetnom pronalasku od interesa je kao sirovina za ponovno dobijanje kalaja i/ili olova visoke čistoće, npr. putem koraka vakuumske destilacije kao dela celokupnog postupka. Poželјno je da glavni proizvodi, kao što su kalaj i olovo, ispunjavaju što je moguće više međunarodnih trgovinskih standarda koji se primenjuju u praksi, i stoga je potrebno ukloniti nusproizvode koji nisu glavni iz glavnih proizvoda, do nivoa koji je propisan specifikacijama za glavne proizvode. Veći sadržaj kalaja i olova zajedno, povećava količinu glavnih proizvoda koji mogu biti izdvojeni iz sirovog lema i smanjuje količinu struja uobičajeno manje vrednih nusproizvoda koji mogu nastati iz dalјih koraka prečišćavanja, npr. onih za prečišćavanje proizvoda destilacije u strujama glavnih proizvoda. Ova karakteristika takođe povećava efikasnost postupka i smanjuje opterećenje povezano sa odlaganjem i/ili mogućim recikliranjem struja nusproizvoda koji nisu glavni proizvodi. Navedeno opterećenje obuhvata potrošnju hemikalija i energije, ali i troškove ulaganja u radnu snagu i opremu. Veći sadržaj kalaja i olova zajedno stoga povećava ekonomski interes za sirovi lem prema predmetnom pronalasku kao dalju sirovinu za dobijanje metalnog kalaja visoke čistoće, kao i metalnog olova u ekonomski prihvatlјivim oblicima.

[0275] [0207] U jednom primeru izvođenja, sirovi lem prema predmetnom pronalasku sadrži, u odnosu na ukupnu težinu sirovog lema, više od 0,08 težinskih % bakra, poželјno najmanje 0,10 težinskih %, poželјnije najmanje 0,20 težinskih %, još poželјnije najmanje 0,50 težinskih %, još poželјnije najmanje 0,75 težinskih %, poželјno najmanje 1,00 težinskih %, još poželјnije najmanje 1,25 težinskih %, još poželјnije najmanje 1,50 težinskih %, još poželјnije najmanje 1,65 težinskih % bakra, poželјno najmanje 1,75 težinskih % bakra, poželјnije najmanje 1,85 težinskih %, poželјno najmanje 1,90 težinskih %, još poželјnije najmanje 1,95 težinskih %, još poželјnije najmanje 2,0 težinskih %, još poželјnije najmanje 2,1 težinski %, poželјno najmanje 2,2 težinska %, još poželјnije najmanje 2,3 težinska %, još poželјnije najmanje 2,4 težinska %, poželјno najmanje 2,5 težinskih %, još poželјnije najmanje 3 težinska %, još poželјnije najmanje 3,5 težinskih %, poželјno najmanje 4,0 težinskih %, još poželјnije najmanje 4,5 težinskih %, još poželјnije najmanje 5,0 težinskih % bakra.

[0276] Utvrdili smo da prethodno navedene količine bakra mogu biti ostavljene u sirovom lemu prema predmetnom pronalasku bez značajnog uticaja na korisnost sirovog lema nakon podešavanja [u dalјem tekstu, podešeni lem]. Sirovi lem nakon podešavanja može biti upotrebljen kao dalja sirovina za korak vakuumske destilacije bez značajnog smanjenja ili uništavanja efekta koji se dobija predmetnim pronalaskom, tj. povećanja rizika da korak vakuumske destilacije koji se izvodi na podešenom lemu više ne bi mogao da se vrši u kontinuiranom režimu tokom dužeg vremenskog perioda bez nailaženja na probleme sa intermetalnim jedinjenjima koja sadrže bakar, a koja oštećuju operacije vakuumske destilacije. Utvrdili smo da se identifikovani problemi mogu svesti na praktično i ekonomski prihvatlјiv nivo kada male količine bakra, koje su kao što je specifično navedeno, ostanu prisutne u sirovom lemu prema predmetnom pronalasku kada se isti upotrebljava nakon podešavanja kao sirovina za korak vakuumske destilacije.

[0277] U jednom primeru izvođenja, sirovi lem prema predmetnom pronalasku sadrži, u odnosu na ukupnu težinu sirovog lema, manje od 11 težinskih % bakra, poželјno najviše 10 težinskih % bakra, poželјno najviše 9 težinskih %, još poželјnije najviše 8 težinskih %, još poželјnije najviše 7 težinskih %, a još poželјnije najviše 6 težinskih % bakra, poželјno najviše 5,5 težinskih %, još poželјnije najviše 5 težinskih %, još poželјnije najviše 4,5 težinska % bakra.

[0278] [0210] Utvrdili smo da što je niža koncentracija bakra u sirovom lemu prema predmetnom pronalasku, to je manji rizik od obrazovanja intermetalnih jedinjenja kada se podešeni lem podvrgne vakuumskoj destilaciji. Utvrdili smo dalje da što je manje prisustvo bakra u sirovom lemu prema predmetnom pronalasku, to je niža koncentracija bakra u strujama proizvoda dobijenim nishodnom vakuumskom destilacijom. Navedeno smanjuje opterećenje povezano sa dalјim koracima prečišćavanja uklanjanjem bakra iz ovih struja na njihovom putu ka tome da postanu primarni proizvodi, posebno u kontekstu potrošnje hemikalija koje mogu biti upotrebljene u ovim nishodnim koracima prečišćavanja i u kontekstu količine obrazovanih nusproizvoda. Ove struje nusproizvoda se poželјno recikliraju u korak ushodno od postupka prema predmetnom pronalasku i još uvek mogu sadržavati hemikalije koje su bile upoterebljene u koraku prečišćavanja. Ova karakteristika stoga takođe donosi prednost u kontekstu smanjenja potencijalno štetnih efekata ovih hemikalija u ovoj operaciji recikliranja, kao što je štetno delovanje na vatrostalni materijal u ushodnom pirometalurškom koraku.

[0279] U jednom primeru izvođenja, metalna smeša prema predmetnom pronalasku sadrži, u odnosu na ukupnu težinu sirovog lema, manje od 0,7 težinskih % cinka, poželјno najviše 0,69 težinskih % cinka, poželјnije najviše 0,68 težinskih %, poželјno najviše 0,65 težinskih %, poželјnije najviše 0,63 težinska %, još poželјnije najviše 0,60 težinskih %, a još poželјnije najviše 0,580 težinskih %, poželјno najviše 0,570 težinskih %, poželјno najviše 0,560 težinskih %, poželјno najviše 0,550 težinskih %, još poželјnije najviše 0,540 težinskih %, poželјno najviše 0,50 težinskih %, poželјnije najviše 0,40 težinskih %, još poželјnije najviše 0,30 težinskih %, a još poželјnije najviše 0,20 težinskih %, poželјno najviše 0,10 težinskih %, poželјnije najviše 0,08 težinskih %, još poželјnije najviše 0,06 težinskih %, a još poželјnije najviše 0,05 težinskih % cinka.

[0280] Utvrdili smo da vakuumska destilacija koja se izvodi na sirovom lemu prema predmetnom pronalasku nakon podešavanja, tj. podešeni lem, može biti posebno osetlјiv na prisustvo cinka. Cink je u stanju da obrazuje intermetalna jedinjenja i stoga može doprinositi problemu kojim se bavi predmetni pronalazak. Cink je takođe prilično isparlјiv metal i svaki cink koji je prisutan može barem delimično postati deo faze pare unutar opreme za destilaciju. Grejanje u opremi za destilaciju se veoma često obezbeđuje električno, slanjem električne struje kroz grejne elektrode unutar opreme za destilaciju. Utvrdili smo da kontrola prisustva cinka unutar propisanih granica smanjuje rizik od električnih lukova koji se mogu pojaviti između dve tačke ovih grejnih elektroda, a koje mogu biti postavlјene blizu jedna drugoj i između kojih postoji razlika u naponu. Takvi električni lukovi predstavlјaju kratak spoj u električnom kolu instalacije za grejanje i često su uzrok trenutnog isklјučivanja opreme. U slučaju odsustva ili kvara osigurača, oni čak mogu prouzrokovati oštećenje transformatora i AC/DC konvertora u električnom sistemu. Električni lukovi oštećuju i moguće uništavaju elektrode, a pored toga mogu progoreti i kroz zid peći, posebno kada se uvuku između elektrode i zida peći.

[0281] U jednom primeru izvođenja, sirovi lem prema predmetnom pronalasku sadrži, u odnosu na ukupnu težinu sirovog lema, najmanje 0,0001 težinski % cinka, poželјno najmanje 0,0005 težinskih %, još poželјnije najmanje 0,0010 težinskih %, još poželјnije najmanje 0,0050 težinskih %, poželјno najmanje 0,010 težinskih %, još poželјnije najmanje 0,02 težinska %, još poželјnije najmanje 0,03 težinska % cinka.

[0282] Utvrdili smo da nije potrebno uklanjati cink do nivoa ispod granica koje su specifično navedene, a da bi se dovolјno ublažili problemi koje cink može prouzrokovati tokom vakuumske destilacije podešenog lema prema predmetnom pronalasku. Utvrdili smo i da male količine cinka, koje su kao što je specifično navedeno, stoga mogu ostati u sirovom lemu koji se nakon podešavanja upotrebljava kao sirovina za vakuumsku destilaciju. Utvrdili smo takođe da, sa sadržajem cinka unutar navedenih granica u sirovom lemu prema predmetnom pronalasku, cilјano niski nivoi cinka u glavnim proizvodima od prečišćenog metala mogu lako biti postignuti.

[0283] U jednom primeru izvođenja, sirovi lem prema predmetnom pronalasku sadrži, u odnosu na ukupnu težinu sirovog lema, manje od 2,80 težinskih % nikla, poželјno najviše 2,755 težinskih % nikla, poželјnije najviše 2,750 težinskih %, poželјnije najviše 2,745 težinskih %, poželјnije najviše 2,742 težinska %, još poželјnije najviše 2,741 težinski %, a još poželјnije najviše 2,740 težinskih %, poželјno najviše 2,730 težinskih %, poželјnije najviše 2,720 težinskih %, još poželјnije najviše 2,710 težinskih %, poželјno najviše 2,6 težinskih %, poželјnije najviše 2,4 težinska %, još poželјnije najviše 2,2 težinska %, poželјno najviše 2,0 težinska %, poželјnije najviše 1,5 težinskih %, još poželјnije najviše 1,0 težinski %, poželјno najviše 0,8 težinskih %, poželјnije najviše 0,75 težinskih %, još poželјnije najviše 0,7 težinskih % nikla.

[0284] [0216] Nikl je metal koji je prisutan u mnogim sirovim materijalima dostupnim za regenerisanje obojenih metala, prevashodno u sekundarnim sirovinama, a posebno u materijalima na kraju svog upotrebnog veka. Važno je stoga kod ponovnog izdvajanja obojenih metala da postupak bude u stanju da se nosi sa prisustvom nikla. Štaviše, pirometalurški postupci za regenerisanje obojenih metala često troše značajne količine gvožđa kao hemikalije u postupku. Prednost je takođe biti u stanju nostiti se sa ovim vrstama hemikalija u postupku. Takođe je prednost biti u stanju da se upotrebe sekundarni materijali koji sadrže gvožđe u ovu svrhu. Ovi materijali mogu, pored velikih količina gvožđa, sadržavati i manje, ali značajne količine nikla. Nikl je takođe metal koji može obrazovati intermetalna jedinjenja tokom nishodnog koraka vakuumske destilacije. Utvrdili smo da kontrola količine nikla prisutnog u sirovom lemu prema predmetnom pronalasku unutar propisanih granica, može biti u stanju da dovolјno smanjiti rizik od obrazovanja intermetalnih jedinjenja koja sadrže nikl tokom vakuumske destilacije podešenog lema. Utvrdili smo dalje da je prednosti i manjiti sadržaj nikla u sirovini za korak vakuumske destilacije, npr. u podešenom lemu, umesto uklanjanja većih količina nikla dalјe nishodno u postupku. Takav dalјi korak uklanjanja nikla se obično izvodi zajedno sa uklanjanjem arsena (As) i/ili antimona (Sb) i nosi rizik od stvaranja veoma toksičnih gasova arsina (AsH<3>) i/ili stibina (SbH<3>). Uklanjanje nikla ushodno od vakuumske destilacije, do unutar prethodno navedenih granica, stoga takođe smanjuje nishodni rizik od stvaranja toksičnih gasova, i time predstavlјa i meru bezbednosti i industrijske higijene.

[0285] U jednom primeru izvođenja, metalna smeša prema predmetnom pronalasku sadrži, u odnosu na ukupnu težinu sirovog lema, najmanje 0,0005 težinskih % nikla, poželјno najmanje 0,0010 težinskih %, još poželјnije najmanje 0,0050 težinskih %, poželјno najmanje 0,010 težinskih %, još poželјnije najmanje 0,050 težinskih %, poželјno najmanje 0,1 težinski %, još poželјnije najmanje 0,2 težinska %, poželјno najmanje 0,3 težinska %, poželјno najmanje 0,4 težinska %, još poželјnije najmanje 0,5 težinskih %, poželјno najmanje 0,55 težinskih % nikla.

[0286] Utvrdili smo da nije neophodno uklanjati nikl do nivoa ispod navedenih donjih granica, kao što je ispod granice detekcije od 0,0001 težinskih % Utvrdili smo da kontrola količine nikla prisutne u sirovom lemu u skladu sa predmetnim pronalaskom unutar navedenih granica, može dovolјno smanjiti rizik od obrazovanja intermetalnih jedinjenja koja sadrže nikl tokom vakuumske destilacije podešenog lema, kao i da održi nizak rizik bezbednosni i industrijske higijene koji je povezan sa mogućim nishodnim stvaranjem gasa arsina i/ili stibina, izbegavajući pritom dodatne napore u čišćenju sirovog lema prilikom njegove pripreme kao sirovine za vakuumsku destilaciju.

[0287] U jednom primeru izvođenja, sirovi lem prema predmetnom pronalasku sadrži, u odnosu na ukupnu težinu sirovog lema, manje od 5 težinskih % antimona (Sb), poželјno najviše 4,50 težinskih %, još poželјnije najviše 4,00 težinska %, poželјno najviše 3,50 težinskih %, još poželјnije najviše 3,25 težinskih %, poželјno najviše 3,00 težinska %, još poželјnije najviše 2,50 težinskih %, još poželјnije najviše 2,35 težinskih %, još poželјnije najviše 2,25 težinskih %, poželјno najviše 2,15 težinskih %, poželјno najviše 1,95 težinskih %, poželјno najviše 1,85 težinskih %, još poželјnije najviše 1,75 težinskih %, još poželјnije najviše 1,65 težinskih %, još poželјnije najviše 1,55 težinskih % antimona.

[0288] [0220] Utvrdili smo da se antimon može biti dozvoljen u sirovom lemu prema predmetnom pronalasku, unutar određenih granica, bez stvaranja problema kada se podešeni lem može upotrebljavati kao sirovina za vakuumsku destilaciju. Utvrdili smo i da je važno držati količinu antimona ispod specifično navedene gornje granice pošto antimon može barem delimično isparavati pod uslovima destilacije. Ukoliko je nivo antimona veći, količina antimona koja izlazi iz koraka destilacije sa proizvodom sa visokim sadržajem olova sa vrha može postati značajna. Da bi se dobio glavni proizvod od olova veće čistoće u skladu sa zahtevnim industrijskim standardima, ova količina antimona mora biti uklonjena iz ove struje olova u konvencionalnim koracima prečišćavanja nishodno od koraka vakuumske destilacije. Količina antimona iznad navedene granice povećava opterećenje ovih nishodnih koraka prečišćavanja i povećava količinu nusproizvoda koji sadrže antimon. Pošto ovi nusproizvodi mogu takođe sadržavati značajne količine olova, ovo olovo u nusproizvodima ne završava u glavnom proizvodu od olova i donekle smanjuje efektivnost celokupnog postupka.

[0289] U jednom primeru izvođenja, sirovi lem prema predmetnom pronalasku sadrži, u odnosu na ukupnu težinu sirovog lema, više od 0,15 težinskih % antimona (Sb), poželјno najmanje 0,20 težinskih %, poželјnije najmanje 0,25 težinskih %, još poželјnije najmanje 0,35 težinskih %, poželјno najmanje 0,45 težinskih %, poželјnije najmanje 0,50 težinskih %, još poželјnije najmanje 0,55 težinskih %, još poželјnije najmanje 0,60 težinskih %, poželјno najmanje 0,65 težinskih %, poželјnije najmanje 0,70 težinskih %, poželјno najmanje 0,75 težinskih %, poželјnije najmanje 0,80 težinskih %, još poželјnije najmanje 0,9 težinskih %, poželјno najmanje 1,0 težinskih %, poželјnije najmanje 1,1 težinski % antimona.

[0290] Utvrdili smo da sirovi lem prema predmetnom pronalasku može sadržavati merlјive, pa čak i značajne količine antimona, unutar određenih granica, bez da ovo prisustvo antimona značajno oštećuje mogući nishodni korak vakuumske destilacije kojem podešeni lem može biti podvrgnut. Utvrdili smo da navedeno obezbeđuje dodatnu slobodu rada za sirovinu. Zahvalјujući ovoj dozvolјenoj količini antimona u sirovom lemu prema predmetnom pronalasku, postupak prema predmetnom pronalasku je u stanju da prihvati sirove materijale u kojima je prisutna značajna količina antimona. Antimon može biti prisutan, na primer, u raznovrsnim primarnim i sekundarnim sirovinama za obojene metale, kao i u mnogim materijalima na kraju upotrebnog veka. Antimon, na primer, može biti prisutan u olovu koje se upotrebljavalo od rimskog doba za vodovodne svrhe. Takvi materijali sada mogu postati dostupni pilikom ogolјavanja zgrada, često u kombinaciji sa bakrom, kao što je u otpadnim cevima, i sa kalajem i olovom u lemnim spojevima. Dozvolјavanje količine antimona u sirovom lemu prema predmetnom pronalasku, obezbeđuje mogućnost da postupak prema predmetnom pronalasku prihvati takve mešane materijale na kraju upotrebnog veka. Utvrdili smo da značajne koncentracije antimona mogu biti dozvoljene u sirovom lemu prema predmetnom pronalasku, a da to ne stvori značajne poteškoće za dalјe postupke.

[0291] U jednom primeru izvođenja, sirovi lem prema predmetnom pronalasku sadrži, u odnosu na ukupnu težinu sirovog lema, manje od 7,5 težinskih % gvožđa, poželјno najviše 7,00 težinskih % gvožđa, poželјnije najviše 6,50 težinskih %, poželјno najviše 6,00 težinskih %, poželјnije najviše 5,50 težinskih %, još poželјnije najviše 5,00 težinskih %, još poželјnije najviše 4,50 težinskih %, još poželјnije najviše 4,00 težinska %, poželјno najviše 3,50 težinskih %, još poželјnije najviše 3,00 težinska %, još poželјnije najviše 2,50 težinskih %, još poželјnije najviše 2,00 težinska % gvožđa.

[0292] Gvožđe je metal koji je prisutan u mnogim sirovim materijalima dostupnim za regenerisanje obojenih metala, prevashodno u sekundarnim sirovinama, a posebno u materijalima na kraju upotrebnog veka. Gvožđe je takođe metal koji može biti uveden u postupak kao redukujuće sredstvo. Gvožđe je metal koji može obrazovati intermetalna jedinjenja tokom vakuumske destilacije. Utvrdili smo da je kontrolakoličine gvožđa prisutnog u sirovom lemu prema predmetnom pronalasku, unutar određenih granica, u stanju da dovolјno smanji rizik od obrazovanja intermetalnih jedinjenja koja sadrže gvožđe tokom vakuumske destilacije podešenog lema.

[0293] U jednom primeru izvođenja, sirovi lem prema predmetnom pronalasku sadrži, u odnosu na ukupnu težinu sirovog lema, najmanje 0,0005 težinskih % gvožđa, poželјno najmanje 0,0010 težinskih %, poželјnije najmanje 0,0050 težinskih %, još poželјnije najmanje 0,0100 težinskih %, poželјno najmanje 0,0500 težinskih %, poželјnije najmanje 0,1000 težinskih %, još poželјnije najmanje 0,1500 težinskih %, poželјno najmanje 0,2000 težinskih %, poželјnije najmanje 0,5 težinskih %, još poželјnije najmanje 0,8 težinskih %, poželјno najmanje 0,9 težinskih %, poželјnije najmanje 1,0 težinskih %, još poželјnije najmanje 1,1 težinski % gvožđa.

[0294] Utvrdili smo da nije neophodno uklanjati gvožđe do nivoa ispod granica koje su specifično navedene, posebno ne ispod granice detekcije od 0,0001 težinski % Utvrdili smo da je kontrola količine gvožđa prisutnog u sirovom lemu u skladu sa predmetnim pronalaskom, unutar određenih granica, u stanju da dovolјno smanji rizik od obrazovanja intermetalnih jedinjenja koja sadrže gvožđe tokom vakuumske destilacije podešenog lema, izbegavajući pritom nepotrebne dodatne napore u čišćenju sirovog lema u njegovoj pripremi kao sirovine za korak vakuumske destilacije.

[0295] U jednom primeru izvođenja, sirovi lem prema predmetnom pronalasku sadrži, u odnosu na ukupnu težinu sirovog lema, manje od 1,10 težinskih % sumpora, poželјno najviše 1,09 težinskih % sumpora, poželјnije najviše 1,08 težinskih %, još poželјnije najviše 1,07 težinskih %, a još poželјnije najviše 1,06 težinskih %, poželјno najviše 1,05 težinskih %, poželјnije najviše 1,04 težinska %, poželјno najviše 1,00 težinskih %, poželјnije najviše 0,80 težinskih %, još poželјnije najviše 0,70 težinskih %, poželјno najviše 0,60 težinskih %, poželјnije najviše 0,50 težinskih %, još poželјnije najviše 0,40 težinskih % sumpora.

[0296] Utvrdili smo da prisustvo sumpora u sirovom lemu prema predmetnom pronalasku može prouzrokovati probleme sa mirisom i može predstavlјati problem industrijske higijene, čak i ukoliko je sirovi lem ohlađen i stvrdnut. Ovi problemi se mogu javiti tokom rada i tokom skladištenja, ali mogu biti čak i značajniji tokom intervencija održavanja. Preferiramo stoga da nivoe sumpora u sirovom lemu prema predmetnom pronalasku svedemo unutar specifično navedenih gornjih granica.

[0297] U jednom primeru izvođenja, sirovi lem prema predmetnom pronalasku sadrži, u odnosu na ukupnu težinu sirovog lema, više od 0,010 težinskih procenta sumpora, poželјno najmanje 0,020 težinskih procenta, još poželјnije najmanje 0,030 težinskih procenta, još poželјnije najmanje 0,050 težinskih procenta, poželјno najmanje 0,100 težinskih procenta sumpora.

[0298] Utvrdili smo da nije potrebno smanjiti nivoe sumpora ispod navedenih granica, posebno ne ispod 0,010 težinskih % ili 100 ppm težine, da bi se postigli efekti koji su cilj postupka, kontrolom sadržaja sumpora.

[0299] U jednom primeru izvođenja, sirovi lem prema predmetnom pronalasku sadrži, u odnosu na ukupnu težinu sirovog lema, više od 0,012 težinskih % bizmuta, poželјno najmanje 0,015 težinskih % bizmuta, poželјnije najmanje 0,02 težinska %, poželјno najmanje 0,025 težinskih %, poželјnije najmanje 0,03 težinska %, poželјno najmanje 0,04 težinska %, poželјnije najmanje 0,05 težinskih %, još poželјnije najmanje 0,06 težinskih %, a još poželјnije najmanje 0,07 težinskih %, poželјno najmanje 0,08 težinskih %, poželјnije najmanje 0,09 težinskih % bizmuta.

[0300] Opciono, sirovi lem sadrži manje od 1,5 težinskih % bizmuta, poželјno najviše 1,45 težinskih % bizmuta, poželјno najviše 1,40 težinskih %, još poželјnije najviše 1,35 težinskih %, još poželјnije najviše 1,30 težinskih %, a još poželјnije najviše 1,27 težinskih %, poželјno najviše 1,24 težinska %, još poželјnije najviše 1,21 težinski %, poželјno najviše 1,1 težinski %, još poželјnije najviše 1,0 težinski %, još poželјnije najviše 0,9 težinskih %, poželјno najviše 0,8 težinskih %, još poželјnije najviše 0,6 težinskih %, još poželјnije najviše 0,4 težinska %, poželјno najviše 0,2 težinska %, još poželјnije najviše 0,10 težinskih % bizmuta.

[0301] Utvrdili smo da bizmut može biti relativno isparlјiv pod uslovima koraka vakuumske destilacije. Deo bizmuta stoga može pronaći put do glavnih proizvoda, iz kojih ga zatim može biti potrebno ukloniti da bi se dobio glavni proizvod u skladu sa posebno zahtevnim specifikacijama proizvoda. Ovaj nishodni korak uklanjanja zagađivača obično troši hemikalije i stvara struju nusproizvoda koji takođe sadrži pojedine vredne glavne proizvode. Čak i ukoliko se uspešno recikliraju, ove struje nusproizvoda predstavlјaju neefikasnost postupka i podrazumeva se da je prednost da iste budu smanjene.

[0302] [0234] U jednom primeru izvođenja, sirovi lem prema predmetnom pronalasku sadrži, u odnosu na ukupnu težinu sirovog lema, manje od 3 težinska % arsena, poželјno najviše 2,5 težinskih % arsena, poželјnije najviše 1 težinski %, poželјno najviše 0,8 težinskih %, poželјnije najviše 0,6 težinskih %, još poželјnije najviše 0,4 težinska %, poželјno najviše 0,35 težinskih %, poželјnije najviše 0,3 težinska %, još poželјnije najviše 0,25 težinskih %, poželјno najviše 0,2 težinska %, poželјnije najviše 0,18 težinskih % arsena.

[0303] Preferiramo da količine arsena budu u okviru granica koje su specifično navedene. Ovo smanjuje teret uklanjanja arsena iz bilo kog toka proizvoda koji nastaje nishodno od mogućeg koraka vakuumske destilacije. Ovi koraci uklanjanja koriste hemikalije i stvaraju struje nusproizvoda koje neizbežno sadrže i izvesne količine vrednih metala, kao što su olovo i/ili kalaj. Čak i ukoliko se uspešno recikliraju, ove struje nusproizvoda predstavlјaju ukupnu neefikasnost postupka i podrazumeva se da je prednost da iste budu smanjene. Recikliranje takođe može doneti probleme prouzrokovane drugim hemikalijama prisutnim u ovim strujama nusproizvoda, koje mogu npr. imati korozivni efekat na vatrostalne materijale koji se koriste u opremi postupka prema predmetnom pronalasku, ili ushodno ili nishodno od njega, a koji su u kontaktu sa vrućim strujama tečnosti.

[0304] U jednom primeru izvođenja, sirovi lem prema predmetnom pronalasku sadrži, u odnosu na ukupnu težinu sirovog lema, najmanje 0,01 težinski % arsena, poželјno najmanje 0,02 težinska %, još poželјnije najmanje 0,025 težinskih %, poželјno najmanje 0,03 težinska %, još poželјnije najmanje 0,035 težinskih %, još poželјnije najmanje 0,038 težinskih %, a još poželјnije najmanje 0,04 težinska % arsena.

[0305] Navadena karakteristika donosi prednost pošto sirovine koje sadrže arsen mogu biti prihvaćene do određenog stepena. Utvrdili smo da je celokupan postupk, uklјučujući postupak prema predmetnom pronalasku, ali i sve nishodne korake za dalјe prečišćavanje ili ushodne korake, u stanju da se nosi sa količinama arsena koje su kao što je specifično navedeno. Dodatno, pronalazači su utvrdili da pojedine legure na bazi Pb i/ili Sn koje su od komercijalnog interesa lako prihvataju As do određenih nivoa bez ikakvih značajnih problema, kao i da je u odabranim varijantama takvih legura prisustvo As čak dobrodošlo. Sirovi lem, kao i postupak prema predmetnom pronalasku, stoga je spreman da prihvati prisustvo As u svojim strujama postupka, iako u okviru navedenih ograničenja.

[0306] U jednom primeru izvođenja, sirovi lem prema predmetnom pronalasku sadrži, u odnosu na ukupnu težinu sirovog lema, manje od 0,5 težinskih % aluminijuma, poželјno najviše 0,40 težinskih % aluminijuma, poželјnije najviše 0,30 težinskih %, poželјno najviše 0,20 težinskih %, poželјnije najviše 0,10 težinskih %, još poželјnije najviše 0,05 težinskih %, poželјno najviše 0,04 težinska %, poželјnije najviše 0,03 težinska %, još poželјnije najviše 0,025 težinskih %, poželјno najviše 0,02 težinska %, poželјnije najviše 0,018 težinskih % aluminijuma.

[0307] [0239] Aluminijum je metal koji je prisutan u mnogim sirovim materiljalima dostupnim za regenerisanje obojenih metala, prevashodno u sekundarnim sirovinama, a posebno u materijalima na kraju upotrebnog veka. Aluminijum je takođe metal koji može biti uveden u postupak kao redukujuće sredstvo. Aluminijum je metal koji može obrazovati intermetalna jedinjenja tokom vakuumske destilacije. Utvrdili smo da kontrola količine aluminijuma prisutnog u sirovom lemu prema predmetnom pronalasku, unutar određenih granica, može dovolјno smanjiti rizik od obrazovanja intermetalnih jedinjenja koja sadrže aluminijum tokom vakuumske destilacije podešenog lema. Dodatna prednost je, posebno ukoliko se sirovi lem ohladi, stvrdne i transportuje na drugu lokaciju gde lem treba ponovo pretopiti u topionici pre dalјe obrade, da se, nakon uvođenja kiseonika, kao što je to u postupku topionice, aluminijum lako oksiduje u aluminijum oksid, i stoga unosi značajne količine energije u peć.

[0308] U jednom primeru izvođenja, sirovi lem prema predmetnom pronalasku sadrži, u odnosu na ukupnu težinu sirovog lema, najmanje 0,0010 težinskih % aluminijuma, poželјno najmanje 0,0020 težinskih % aluminijuma, poželјnije najmanje 0,0030 težinskih %, poželјno najmanje 0,0040 težinskih %, poželјnije najmanje 0,0050 težinskih %, još poželјnije najmanje 0,0060 težinskih %, poželјno najmanje 0,0070 težinskih %, poželјnije najmanje 0,0080 težinskih %, još poželјnije najmanje 0,0090 težinskih %, poželјno najmanje 0,010 težinskih %, poželјnije najmanje 0,012 težinskih % aluminijuma.

[0309] Utvrdili smo da nije neophodno uklanjati aluminijum do nivoa ispod navedenih granica, posebno ne ispod granice detekcije od 0,0001 težinskog % Utvrdili smo da je kontrola količine aluminijuma prisutnog u sirovom lemu u skladu sa predmetnim pronalaskom, unutar određenih granica, u stanju da dovolјno smanji rizik od obrazovanja intermetalnih jedinjenja koja sadrže aluminijum tokom vakuumske destilacije podešenog lema, izbegavajući pritom nepotrebne dodatne napore u čišćenju sirovog lema prilikom njegove pripreme kao sirovine za korak vakuumske destilacije.

[0310] [0242] U jednom primeru izvođenja predmetnog pronalaska, barem deo postupka se elektronski prati i/ili kontroliše, poželјno pomoću računarskog programa. Podnosioci prijave su utvrdili da elektronska kontrola koraka iz postupka prema predmetnom pronalasku, poželјno pomoću računarskog programa, donosi prednost mnogo bolјe obrade, sa rezultatima koji su mnogo predvidlјiviji i koji su bliži cilјevima postupka. Na primer, na osnovu merenja temperature, po želјi i merenja pritiska i/ili nivoa, i/ili u kombinaciji sa rezultatima hemijskih analiza uzoraka uzetih iz struja postupka i/ili analitičkim rezultatima dobijenim onlajn, program upravlјanja može kontrolisati opremu koja se odnosi na dovod ili odvođenje električne energije, dovod toplote ili rashladnog medijuma, kontrolu protoka i/ili pritiska. Podnosioci prijave su utvrdili da je takvo praćenje ili kontrola posebna prednost kod koraka koji vrše u kontinuiranom režimu, ali da može biti prednost i kod koraka koji vrše u serijama ili poluserijama. Dodatno i poželјno je da rezultati praćenja dobijeni tokom ili nakon izvođenja koraka u postupku prema predmetnom pronalasku takođe budu od koristi za praćenje i/ili kontrolu drugih koraka kao dela postupka prema predmetnom pronalasku, i/ili postupaka koji se primenjuju ushodno ili nishodno od postupka prema predmetnom pronalasku, kao deo celokupnog postupka u okviru koga je postupak prema predmetnom pronalasku samo deo. Poželјno je i da se celokupan postupak elektronski prati, još poželјnije upotrebom najmanje jednog računarskog programa. Poželјno je takođe da se celokupan postupak elektronski kontroliše koliko god je to moguće.

[0311] Podnosioci prijave preferiraju da računarska kontrola takođe omogućava da se podaci i instrukcije prenose sa jednog računara ili računarskog programa na najmanje jedan drugi računar ili računarski program ili modul istog računarskog programa, radi praćenja i/ili kontrole drugih postupaka, uklјučujući, ali ne ograničavajući se na postupke koji su opisani u ovom dokumentu.

[0312] PRIMER

[0314] Priložena slika prikazuje dijagram toka postupka koji je izveden u ovom primeru. Kompozicije prijavljene u ovom primeru izražene su u težinskim jedinicama i izraženi su u skladu sa logikom navedenom ranije u ovom dokumentu u pogledu izražavanja elemenata u njihovom elementarnom obliku ili u njihovom oksidovanom obliku.

[0315] Za analizu granulisanog proizvoda sirovog lema, uzimani su uzorci koji su potom smanjivani, deljenjem na četvrtine. Približno 10 kg sirovih granula lema je istoplјeno u maloj peći. Rastoplјeni metal je presut u kalup, a čvrsti ingot je mleven da bi se dobili sitni komadi. Šljaka koja je nastala u ravnoteži sa proizvodom sirovog lema samlevena je u mlinu sa diskovima i prosejana na situ od 200 mikrona. Reprezentativne težine svake dobijene frakcije su izmerene za različite laboratorijske analize. Konačna analiza Sn je izvršena klasičnom volumetrijskom analizom, a bakar, olovo, cink, gvožđe, nikl, antimon, bizmut, aluminijum, arsen, mangan, kobalt, molibden, natrijum, kalijum, hrom i kadmijum su analizirani upotrebom induktivno-kuplujućeg optičko-emisionog spektrometra (ICPOES), modela OPTIMA 5300 V kompanije Perkin Elmer, nakon što su rastvarani kiselinskom digestijom.

[0316] [0246] U topioničkoj peći za bakar (predstavlјenoj kao jedinica 100 na Slici), na kraju procesa proizvodnje bakra, dodat je 1 korak pranja topionice tokom koga je značajna količina otpadnog olova ubačena u topionicu, istoplјena i dovedena u blizak kontakt sa što je moguće većim delom obloge peći, nakon čega je deo faze šljake i deo metalne faze ispušten iz peći. Metal ispušten iz peći nakon ovog koraka pranja olova zadržan je kao prva serija proizvodnje sirovog lema (pogledati Tabelu 2), a kasnije je pomešan sa sirovim lemom proizvedenim u narednim serijama istog procesa. Na kraju koraka pranja topionice, u peći topionice ostavlјena je količina od oko 30 metričkih tona tečne metalne faze koja je sadržavala oko 21 težinski % Cu, oko 36 težinskih % Sn, oko 0,4 težinska % Ni i oko 37 težinskih % Pb. Preko tečne metalne faze ostavlјen je i kontinuirani sloj od oko 10 metričkih tona rastoplјene faze šljake.

[0317] Za proces lemlјenja, obezbeđeni su materijali sa ukupnim količinama i opštim sastavom koji je kao što je navedeno u Tabeli 1. Ostatak sastava, u odnosu na koncentracije metala u tabeli, prvenstveno je predstvaljao kiseonik, vezan u metalnom oksidu. Sveži deo unete sirovine sadržavao je male količine organskog materijala, uklјučujući uglјenik, a u veoma maloj meri i vezani sumpor. Ovaj sadržaj sumpora je takođe dat kao deo sastava u Tabeli 1.

[0318] Izvor energije (struja 2 na Slici) sadržavao je dalje, pored elemenata prikazanih kao deo Tabele 1, suštinski samo metal Si.

[0321]

[0324] U prvoj seriji lema, količina od 13910 kg sirovine i oko 500 kg grubog izvora energije postepeno je uvođena u peć. Sirovina dodata na početku ove prve serije lema bila je iz grubog dela i prethodno je prosejana na situ sa otvorima od 3 mm. Samo deo koji je bio zadržan na situ upotrebljen je kao sirovina za ovu prvu seriju. Takođe, 500 kg izvora energije bilo je rezultat prosejavanja preko sita sa otvorima od 3 mm.

[0325] Nakon što se u topioničkoj peći obrazovao kontinuirani sloj šljake, postepeno je u fazu šljake dodavano 56767 kg sirovine i 1709 kg finog izvora energije, iznad nivoa tečnog metala u peći. Sve ove količine su bile fini materijal, sa prosečnim prečnikom čestica od oko 2 mm po težini, a postepeno su pneumatski ubrizgavane otprilike na nivou dodirne površine između metala i faze šljake.

[0326] Tokom obrade serije, smeša kiseonika i metana je ubrizgavana u tečnu fazu, pri čemu je smeša imala molarni odnos O<2>/CH<4>od oko 2,78. Tokom proizvodnje je takođe postepeno dodavano 800 kg prečišćenog peska (SiO2) kao fluksnog materijala.

[0327] Na kraju proizvodne serije, iz peći je ispušteno 23700 kg lema (tok 6 na Slici) koji je dalje granulisan da bi se dobili komadi lema. Nakon ispuštanja ovog dela lema, dodato je oko 2 metričke tone čvrste šljake poreklom iz proizvodnje bakra, kao zaštitni materijal, a potom je, na temperaturi od oko 1070°C u peći, veći deo faze šljake ispušten (kao struja 5 na Slici) iz topionice i granulisan kao šljaka koja je kasnije ponovo prerađena kao deo procesa proizvodnje bakra.

[0328] Na početku druge serije lema ovog procesa, peć za toplјenje je sadržavala preostalu količinu od oko 30 metričkih tona tečnog metala istog sastava kao i prvi proizvod lema (pogledati Tabelu 2), kao i mali kontinuirani sloj šljake na vrhu metala.

[0329] Prilično podjednako raspoređeno na 20 narednih serija, dodavano je 868710 kg krupnog dela sirovine i 695391 kg finog dela sirovine, kao i 11946 kg krupnog dela izvora energije i 28311 kg finog dela izvora energije. Pored toga, po potrebi je dodavano i raspoređivano na sve serije celokupnog procesa, 182017 kg redukujućeg sredstva (tok 3 na Slici). Tokom različitih serija, dodato je oko 15820 kg peska kao fluksnog materijala, dok je ukupno 927100 kg komada lema ispušteno iz peći topionice. Svaki put kada je faza šljake presipana, oko 2 metričke tone čvrste šljake iz prethodnog procesa proizvodnje bakra je dodato kao zaštitni materijal pre presipanja faze šljake. Šljaka je obično presipana na temperaturi u opsegu od 1062-1170°C, nakon čega je granulisana i prikuplјena za ponovnu preradu tokom kasnijeg procesa proizvodnje bakra.

[0330] Tokom celokupnog procesa, po potrebi je u peć topionice ubrizgavana mešavina prirodnog gasa i kiseonika. Smeša je imala molarni odnos O<2>/CH<4>od oko 2,35, što je rezultovalo oksidacionom atmosferom u peći. Izduvni gasovi iz topionice su filtrirani radi prikuplјanja dimne prašine. Ova dimna prašina (tok 4 na Slici), uglavnom je sadržavala cink oksid i ponovo je ubrizgavana u topionicu tokom iste ili naredne serije ili procesa proizvodnje lema. Kada su nivoi Cl ili Cd u dimnoj prašini dostizali kritičnu granicu, prašina sakuplјena u tom trenutku pa nadalјe tokom procesa lema, držana je odvojenom i postepeno ponovo prerađivana tokom narednog procesa proizvodnje bakra.

[0331] Kompozicije i količine proizvodnje lema prve serije lema, narednih 20 međuserija lema, ukupne proizvodnje sirovog lema iz 21 serije zajedno i poslednjeg koraka pranja su prikazani u Tabeli 2.

[0332] Tabela 2: Proizvodnja sirovog lema

[0335]

[0338] Na kraju svake proizvodne serije lema, u peći je ostajalo oko 30 tona metala, preko čega se takođe održavao kontinuirani sloj šljake deblјine oko 30 cm, što je predstavlјalo oko 15-20 metričkih tona šljake.

[0339] Nakon poslednjeg procesa proizvodnje lema, sav lem je ispražnjen iz topionice, a topionica je naknadno očišćena u jednoj operaciji dodavanjem i toplјenjem količine materijala bogatog olovom, obično otpada olova, nakon čega je sledio intenzivan kontakt metalne faze sa oblogom peći, ispuštanje i granulacija metalne faze. Količina i sastav metalne faze izvučene nakon koraka pranja/čišćenja takođe su prikazani u Tabeli 2. Sakuplјeni metalni komadi iz ovog koraka pranja su ponovo obrađivani tokom sledećeg procesa proizvodnje lema.

[0340] Komadi lema proizvedeni iz serija procesa transportovani su dalje u pogon za preradu lema, nakon čega su pretoplјeni i zagrejani do temperature od oko 835°C, pre nego što su dalje očišćeni (tj. „podešeni”). U vreme pretoplјavanja, u lem je dodavana dovolјna količina olova visoke čistoće tako da je njegov težinski odnos Sn/Pb u lemu bio oko 30/70. Podešeni lem je dalјe obrađen putem vakuumske destilacije.

[0341] U prvom koraku čišćenja, sirovi lem je ohlađen na 334°C, u dva koraka. U prvom koraku, sirovi lem je ohlađen na oko 500°C i prva šljaka je uklonjena sa površine rastoplјene tečnosti. U drugom koraku, sirovi lem je dodatno ohlađen na 334°C i druga šljaka je uklonjena sa površine rastoplјene tečnosti. Ukupan šliker je sadržavao većinu bakra prisutnog u sirovom lemu. Takođe, sadržaj Fe i Zn u lemu bio je smanjen ovim prvim korakom čišćenja. Šliker je uklonjen kao nusproizvod i ponovo je prerađen tokom procesa proizvodnje bakra.

[0342] U drugom koraku čišćenja, u lem iz prvog koraka čišćenja je dodat čvrsti natrijum hidroksid. U ovom koraku obrade, cink je bio vezan natrijum hidroksidom, verovatno da bi se obrazovao Na<2>ZnO<2>, odosno da bi se obrazovala posebna faza koja se odvaja kao čvrsta supernatantna masa od lema i koja time može biti uklonjena. Kao rezultat toga, sadržaj cinka u lemu je dodatno smanjen. Količina natrijum hidroksida je podešena tako da je koncentracija Zn u lemu smanjena na oko 15 ppm težine. Šliker koji je obrazovan u ovom koraku takođe je recikliran tokom procesa proizvodnje bakra.

[0343] U dalјem koraku čišćenja, nishodno od koraka obrade u kome se upotrebljava natrijum hidroksid, dodata je količina elementarnog sumpora, koja predstavlјa oko 130% stehiometrije u odnosu na količinu bakra koja je preostala u lemu, a da bi se dodatno smanjio sadržaj bakra u lemu. Kao elementarni sumpor korišćen je granulisani oblik sumpora koji se može nabaviti od kompanije Zaklady Chemiczne Siarkopol u Tarnobžegu (Polјska). Sumpor je reagovao prvenstveno sa bakrom, da bi se obrazovali bakarni sulfidi koji su prešli u drugu fazu supernatanta šlikera. Ovaj šliker je uklonjen iz tečnog lema. Nakon ovog koraka dodavanja sumpora, u narednom koraku je ponovo dodata količina natrijum hidroksida da bi se hemijski vezali svi preostali tragovi sumpora i obrazovao još jedan šliker. Nakon što je ostavljeno izvesno vreme da se reakcija odvija, šaka granulisanog sumpora je rasuta/raširena po površini kupatila. Sumpor se zapalio i sagoreo je sav vodonik koji se mogao izdvojiti iz tečnosti kao nusproizvod reakcije. Nakon toga, mala količina belog peska je rasuta/raširena po kupatilu da bi se osušio/očvrso šliker. Ukupan šliker nastao u ovom poslednjem koraku ponovo je uklonjen iz tečnog metalnog kupatila. Tako dobijeni prečišćeni lem sadržavao je samo oko 40 ppm težinskih količina Cu i dalјe je obrađen vakuumskom destilacijom. Šliker koji je sadržavao sumpor ponovo je obrađen u topionici tokom procesa proizvodnje bakra, da bi se njen vredan sadržaj metala mogao valorizovati.

[0344] [0263] Očišćeni lem je dalјe obrađen vakuumskom destilacijom, na prosečnoj temperaturi od 982°C i pod prosečnim apsolutnim pritiskom od 0,012 mbar (1,2 Pa). Korak vakuumske destilacije proizveo je dve struje proizvoda koji su bili pogodni za dalјe prečišćavanje u visokokvalitetne glavne proizvode u skladu sa industrijskim standardima. S jedne strane, kao destilat smo dobili struju proizvoda koja je sadržavala uglavnom olovo, a sa druge strane, kao proizvod sa dna je dobijena struja proizvoda koja je sadržavala uglavnom kalaj, zajedno sa oko 1,0 težinskih % Pb. Vakuumska destilacija je izvođena u kontinuiranom režimu, i tokom vremenskog perioda od oko tri (3) godine nisu uočeni ni bilo kakvo blokiranje ili zapušenje opreme za destilaciju usled obrazovanja intermetalnih jedinjenja. Obe struje proizvoda iz koraka vakuumske destilacije su ostala tokom celog vremenskog perioda pogodne za dalјe podešavanje i obrazovanje primarnih proizvoda u skladu sa utvrđenim međunarodnim industrijskim standardima.

[0345] Nakon što je ovaj pronalazak sada u potpunosti opisan, stručnjacima iz oblasti tehnike biće jasno da pronalazak može biti primenjivan u praksi unutar širokog opsega parametara i onoga za šta se potražuje patentna zaštita, bez odstupanja od obima pronalaska, kao što je i definisano u patentnim zahtevima.

Claims

1. Patentni zahtevi

1. Postupak za proizvodnju sirovog lema koji sadrži olovo (Pb) i kalaj (Sn) prema patentnom zahtevu 15, iz sirovine koja sadrži najmanje 50 težinskih % metala, izraženih u odnosu na ukupnu suvu težinu sirovine, pri čemu metal u sirovini sadrži sledeće metale, gde su količine svakog metala izražene kao ukupna količina metala prisutnog u sirovini u bilo kom oksidovanom stanju i u redukovanom obliku metala, a u odnosu na ukupnu suvu težinu sirovine:

• najmanje 2 težinska % i najviše 71 težinski % kalaja (Sn),

• najmanje 1,00 težinski % i najviše 10 težinskih % bakra (Cu),

• najmanje 0,02 težinska % i najviše 5 težinskih % antimona (Sb),

• najmanje 0,0004 težinska % i najviše 1 težinski % bizmuta (Bi),

• najviše 37 težinskih % cinka (Zn),

• najviše 0,10 težinski % Cr, Mn, V, Ti ili W,

• najviše 1 težinski % arsena (As), i

• najviše 2 težinska % nikla (Ni)

pri čemu sirovina dalje sadrži olovo (Pb) u nivou od najmanje 8 težinskih % i najviše 80 težinskih % i naznačena je time što težinski odnos Pb/Sn iznosi najmanje 0,5 i najviše 4,0, i gde je najmanje jedan od kalaja (Sn) i olova (Pb) barem delimično prisutan u oksidovanom valentnom obliku,

postupak obuhvata sledeće korake:

a) uspostavljanje tečnog kupatila koje sadrži rastoplјenu metalnu fazu i/ili rastoplјenu šljaku metalnog oksida u peći, uvođenjem barem dela sirovine u peć i toplјenjem dodatog dela sirovine;

b) uvođenje najmanje jednog redukujućeg sredstva u peć i redukovanje najmanje dela oksidovanog valentnog oblika kalaja i/ili olova u metal kalaja i/ili olova;

c) opciono, uvođenje u peć najmanje jednog izvora energije koji sadrži najmanje jedan element izabran od zapalјivog materijala, najmanje jednog metala koji je manje plemenit od Sn i Pb, i njihovih kombinacija, i oksidovanje zapalјivog materijala i/ili najmanje jednog metala u izvoru energije, ubrizgavanjem vazduha i/ili kiseonika u peć;

g) odvajanje sirovog lema dobijenog u koraku b) i/ili c) od šljake i uklanjanje iz peći barem dela sirovog lema i/ili šljake.

2. Postupak prema patentnom zahtevu 1, pri čemu se postupak izvodi u poluserijskom režimu i dalјe obuhvata sledeće korake:

j) uvođenje, nakon koraka d), barem dela sirovine u peć koja sadrži tečnu fazu u vidu rastoplјenog metala i/ili rastoplјene šljake metalnog oksida, čime se povećava zapremina tečnosti u peći;

k) uvođenje u peć, kao redukujućeg sredstva, materijala koji sadrži efektivne količine elementarnog oblika najmanje jednog metala koji je manje plemenit od Sn i Pb, poželјno elementarnog Fe, Al i/ili Si, i redukovanje oksida kalaja i/ili olova u njihov elementarni metalni oblik njihovom oksidacijom, čime se menja sastav metalne faze i/ili faze šljake u peći;

l) opciono, uvođenje u peć najmanje jednog izvora energije koji sadrži zapalјivi materijal i/ili najmanje jedan metal koji je manje plemenit od Sn i Pb, i oksidovanje zapalјivog materijala i/ili najmanje jednog metala u izvoru energije ubrizgavanjem vazduha i/ili kiseonika u peć; m) odvajanje sirovog lema dobijenog u koraku k) i/ili l) od šljake i uklanjanje iz peći barem dela sirovog lema i/ili šljake; i

n) ponavlјanje postupka počevši od koraka j) ili koraka a).

3. Postupak prema bilo kom od patentnih zahteva 1 do 2, gde korak a) dodatno obuhvata dodavanje olova u peć.

4. Postupak prema bilo kom od patentnih zahteva 1 do 3, gde je peć koja se upotrebljava u koraku a) i/ili koraku j) postupka prema predmetnom pronalasku topionica.

5. Postupak prema bilo kom od patentnih zahteva 1 do 4, gde deo sirovine upotrebljen u koraku a) i/ili koraku j) sadrži usitnjeni čvrsti materijal, a usitnjeni čvrsti materijal sadrži najviše 5 težinskih % čestica koje prolaze kroz sito sa otvorom sita od 2,0 mm, takođe poznatom kao sito veličine 9 meša.

6. Postupak prema bilo kom od patentnih zahteva 1 do 5, koji dodatno obuhvata korak ubrizgavanja, u tečnu fazu koja je obrazovana u koraku a) i/ili koraku j), fino usitnjenog dela sirovine, pri čemu fino usitnjeni deo sirovine ima prosečnu veličinu čestica od najviše 10 mm.

7. Postupak prema bilo kom od patentnih zahteva 1 do 6, gde najmanje jedno redukujuće sredstvo upotrebljeno u koraku b) i/ili koraku k) dodatno sadrži pesak koji sadrži metal.

8. Postupak prema bilo kom od patentnih zahteva 1 do 7 koji se izvodi kao proizvodni proces, pri čemu je proces praćen, u istoj opremi za proizvodnju, procesom za proizvodnju metalnog

proizvoda koji sadrži najmanje 50 težinskih % bakra, takođe nazvanog „koncentrat bakra” ili procesom za ponovno dobijanje struja bakra veće čistoće iz koncentrata bakra, zajedno označenih kao „proces za proizvodnju bakra”.

9. Postupak za podešavanje sirovog lema prema patentnom zahtevu 15 u kvalitet koji je pogodan za nishodnu vakuumsku destilaciju bez problema, zarad uparavanja olova iz kalaja u lemu, pri čemu postupak obuhvata korak e) hlađenja sirovog lema kao tečnosti do temperature od najviše 825°C da bi se dobila tečna faza koja sadrži prvi supernatantni šliker, koji usled gravitacije postaje faza koja pluta na prvoj tečnoj fazi rastoplјenog, podešenog lema.

10. Postupak prema prethodnom patentnom zahtevu za proizvodnju druge podešene faze lema, koji dodatno obuhvata korak g) dodavanja alkalnog metala i/ili zemnoalkalnog metala, ili hemijskog jedinjenja koje sadrži alkalni metal i/ili zemnoalkalni metal, u prvu tečnu fazu rastoplјenog, podešenog lema da bi se obrazovala faza koje sadrži drugi supernatantni šliker koji usled gravitacije postaje faza koja pluta na vrhu druge tečne faze rastoplјenog, podešenog lema.

11. Postupak prema prethodnom patentnom zahtevu, koji dodatno obuhvata korak h) uklanjanja drugog supernatantnog šlikera iz druge tečne faze rastopljenog, podešenog lema, čime se obrazuje drugi podešeni lem.

12. Postupak prema bilo kom od patentnih zahteva 9 do 11, koji dodatno obuhvata korak f) uklanjanja prvog supernatantnog šlikera iz prve tečne faze rastoplјenog, podešenog lema obrazovane u koraku e), čime se obrazuje prvi podešeni lem.

13. Postupak prema patentnom zahtevu 11 ili 12 za dalјu obradu podešenog lema, koji dodatno obuhvata korak i) destilacije prvog podešenog lema iz koraka f) i/ili drugog podešenog lema iz koraka h), pri čemu se olovo (Pb) uklanja iz lema uparavanjem i dobijaju se proizvod destilacije sa vrha i proizvod destilacije sa dna, vakuumskom destilacijom.

14. Postupak prema prethodnom patentnom zahtevu, gde proizvod destilacije sa dna iz koraka i) sadrži najmanje 0,6 težinskih % olova.

15. Sirovi lem koji sadrži, pored neizbežnih nečistoća i u odnosu na ukupnu suvu težinu sirovog lema:

• najmanje 9,5 težinskih % i najviše 69 težinskih % kalaja (Sn),

• najmanje 25 težinskih % i manje od 90 težinskih % olova (Pb),

• najmanje 80 težinskih % i najviše 96 težinskih % kalaja (Sn) i olova (Pb) zajedno,

• najmanje 0,08 težinskih % i najviše 12 težinskih % bakra (Cu),

• najmanje 0,15 težinskih % i najviše 7 težinskih % antimona (Sb),

najmanje 0,012 težinskih % i najviše 1,5 težinskih % bizmuta (Bi), najmanje 0,010 težinskih % i najviše 1,1 težinski % sumpora (S), najviše 3 težinska % arsena (As),

najviše 0,10 težinskih % Cr, Mn, V, Ti ili W,

najviše 2,8 težinskih % nikla (Ni),

najviše 0,7 težinskih % cinka (Zn),

najviše 7,5 težinskih % gvožđa (Fe),

najviše 0,5 težinskih % aluminijuma (Al).