RU2799370C2 - Improved pyrocleaning method - Google Patents

Improved pyrocleaning method Download PDF

Info

Publication number
RU2799370C2
RU2799370C2 RU2020119284A RU2020119284A RU2799370C2 RU 2799370 C2 RU2799370 C2 RU 2799370C2 RU 2020119284 A RU2020119284 A RU 2020119284A RU 2020119284 A RU2020119284 A RU 2020119284A RU 2799370 C2 RU2799370 C2 RU 2799370C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
copper
solder
slag
metal
tin
Prior art date
Application number
RU2020119284A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2020119284A3 (en
RU2020119284A (en
Inventor
Берт КОЛЕТТИ
Ян Дирк А. ГОРИС
Ив ДЕ ВИССХЕР
Шарль ГЕНЕН
Вальтер ГЮНС
Нико МОЛЛЕН
Стивен СМЕТС
Энди БРЕГЕЛЬМАНС
Original Assignee
Металло Белджиум
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Металло Белджиум filed Critical Металло Белджиум
Priority claimed from PCT/EP2018/084374 external-priority patent/WO2019115533A1/en
Publication of RU2020119284A3 publication Critical patent/RU2020119284A3/ru
Publication of RU2020119284A publication Critical patent/RU2020119284A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2799370C2 publication Critical patent/RU2799370C2/en

Links

Images

Abstract

FIELD: pyrometallurgy.
SUBSTANCE: invention relates to the production of non-ferrous metals using pyrometallurgy, in particular to the production of copper, namely the joint production of copper metal melt and solder melt from low-quality raw materials. The composition of black copper containing at least 50 wt.% of copper together with at least 1.0 wt.% of tin and at least 1.0 wt.% of lead, partially oxidized, forming the first copper-rich metal phase as a copper metal melt and the first copper refining slag, and separate them from each other. Next, the first copper refining slag is partially reduced, forming the first metal composition based on lead-tin as a solder melt and the first waste slag, and the first waste slag is separated from the first metal composition based on lead-tin, which forms the basis for the first liquid bath. In this case, the total content of the furnace at the stage of partial reduction contains such an amount of copper that is at least 1.5 times greater than the sum of Sn and Pb present, and the first spent slag contains at most 20 wt.% of copper, tin and lead in aggregate.
EFFECT: complex processing of low-quality raw materials is provided.
17 cl, 1 dwg, 24 tbl, 1 ex

Description

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕFIELD OF TECHNOLOGY TO WHICH THE INVENTION RELATES

Настоящее изобретение относится к производству цветных металлов с помощью пирометаллургии, в частности к производству меди (Cu). Более конкретно настоящее изобретение относится к улучшенному способу для совместного производства медных и припойных потоков из первичного и вторичного исходного сырья в качестве основных продуктов для дальнейшего обогащения до металлических продуктов коммерчески желаемой чистоты. Припойные потоки часто являются металлическими композициями или сплавами, которые содержат существенное количество олова (Sn), обычно, но не обязательно, вместе со свинцом (Pb).The present invention relates to the production of non-ferrous metals using pyrometallurgy, in particular to the production of copper (Cu). More specifically, the present invention relates to an improved process for the co-production of copper and solder streams from primary and secondary feedstocks as base products for further upgrading to commercially desired purity metal products. Solder fluxes are often metal compositions or alloys that contain a significant amount of tin (Sn), usually, but not necessarily, together with lead (Pb).

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИBACKGROUND OF THE INVENTION

Цветные металлы могут производиться из свежих руд в качестве исходных материалов, также называемых первичными источниками, или из перерабатываемых материалов, также известных как вторичное сырье, или из их комбинации. Пригодные для повторного использования материалы могут быть, например, побочными продуктами, отходами и отработанными материалами. За последние годы извлечение цветных металлов из вторичного исходного сырья приобрело первостепенную важность. Вторичная переработка цветных металлов после их использования стала ключевым фактором в отрасли из-за сохраняющегося высокого спроса на такие металлы и снижения доступности высококачественных свежих металлических руд. В частности, для производства меди ее извлечение из вторичного исходного сырья приобрело важное промышленное значение. В дополнение к этому, снижение доступности высококачественных свежих металлических руд также привело к увеличению важности извлечения цветных металлов из низкокачественного металлического исходного сырья. Низкокачественные металлические руды для извлечения меди могут содержать, например, существенное количество других цветных металлов. Эти другие металлы сами по себе могут иметь значительное потенциальное коммерческое значение, как например олово и/или свинец, но это первичное и вторичное исходное сырье может содержать другие металлы с более низкой или вообще нулевой экономической ценностью, такие как цинк, висмут, сурьма, мышьяк или никель. Часто эти другие металлы являются нежелательными в главных продуктах цветного металла, или могут быть допустимыми лишь в очень ограниченных количествах.Non-ferrous metals can be produced from fresh ores as raw materials, also called primary sources, or from recycled materials, also known as recycled materials, or a combination of both. Recyclable materials can be, for example, by-products, waste and used materials. In recent years, the recovery of non-ferrous metals from recycled feedstock has become of paramount importance. Recycling of non-ferrous metals after their use has become a key factor in the industry due to the continued high demand for such metals and the reduced availability of high-quality fresh metal ores. In particular, for the production of copper, its extraction from secondary raw materials has become of great industrial importance. In addition to this, the declining availability of high quality fresh metal ores has also increased the importance of extracting base metals from low quality metal feedstocks. Low quality metal ores for copper recovery may contain, for example, significant amounts of other non-ferrous metals. These other metals may themselves have significant potential commercial value, such as tin and/or lead, but these primary and secondary feedstocks may contain other metals of lower or no economic value, such as zinc, bismuth, antimony, arsenic. or nickel. Often these other metals are undesirable in non-ferrous staples, or may only be acceptable in very limited quantities.

Материалы, доступные в качестве исходного сырья для производства меди, таким образом обычно содержат множество металлов. Вторичным исходным сырьем с большим содержанием меди является, например, бронза, преимущественно сплав меди и олова, и латунь, сплав главным образом меди и цинка.Materials available as feedstock for copper production thus typically contain a variety of metals. Secondary raw materials with a high copper content are, for example, bronze, mainly an alloy of copper and tin, and brass, an alloy of mainly copper and zinc.

Эти различные металлы должны быть отделены от меди в способе производства. Исходное сырье может, кроме того, включать в себя малые количества различных других элементов, включая железо, висмут, сурьму, мышьяк, алюминий, марганец, серу, фосфор и кремний, большинство из которых имеют ограниченную приемлемость в главном металлическом продукте.These various metals must be separated from the copper in the manufacturing process. The feedstock may further include small amounts of various other elements including iron, bismuth, antimony, arsenic, aluminium, manganese, sulfur, phosphorus and silicon, most of which have limited acceptability in the main metal product.

Вторичное исходное сырье, содержащее медь, может также быть отслужившими электронными и/или электрическими деталями. Это исходное сырье обычно содержит в дополнение к меди припойные компоненты, главным образом олово и свинец, но обычно также содержит другие металлы, такие как железо и алюминий, плюс иногда незначительные количества драгоценных металлов, а также неметаллических частей, таких как пластмассы, краска, резина, клей, древесина, бумага, картон и т.д. Это исходное сырье обычно является загрязненным, и таким образом обычно также содержит дополнительные примеси, такие как грязь, консистентная смазка, воск, земля и/или песок. Металлы в таком сырье часто также являются частично окисленными.Recycled raw materials containing copper may also be used electronic and/or electrical parts. This feedstock usually contains solder components in addition to copper, mainly tin and lead, but usually also contains other metals such as iron and aluminum, plus sometimes minor amounts of precious metals, as well as non-metal parts such as plastics, paint, rubber. , glue, wood, paper, cardboard, etc. This feedstock is usually contaminated, and thus usually also contains additional impurities such as dirt, grease, wax, earth and/or sand. The metals in such feedstocks are often also partially oxidized.

Поскольку исходное сырье, имеющее низкую чистоту и более высокое содержание примесей, как первичное, так и вторичное, является намного более доступным, существует потребность в расширении возможностей способов производства цветного металла по переработке такого низкокачественного сырья в качестве части исходного сырья для извлечения или производства цветных металлов, таких как медь.Since feedstocks having lower purity and higher impurity content, both primary and secondary, are much more readily available, there is a need to expand the ability of non-ferrous metal production processes to process such low-quality raw materials as part of the feedstock to recover or produce non-ferrous metals. such as copper.

Способы производства цветных металлов обычно содержат по меньшей мере одну и обычно множество стадий пирометаллургического способа. Самой общей первой пирометаллургической стадией для извлечения меди из низкокачественного вторичного сырья является стадия плавления. В плавильной печи металлы плавятся, а органика и другие горючие материалы сжигаются. В дополнение к этому различные химические реакции протекают между несколькими другими компонентами, которые вводятся в плавильную печь. Металлы, имеющие относительно высокое сродство к кислороду, преобразуются в их оксиды и собираются в имеющей низкую плотность всплывающей фазе шлака. Более летучие металлы могут переходить из жидкой в газовую фазу и покидать печь с отходящими газами, вместе с любыми оксидами углерода и/или SO2, которые могут образовываться. Металлы, имеющие более низкое сродство к кислороду, если они присутствуют в окисленном состоянии, легко восстанавливаются до их элементарной металлической формы и перемещаются в более тяжелую и нижележащую металлическую фазу. Если они не окисляются, то эти металлы остаются элементарным металлом в фазе жидкого металла с более высокой плотностью на дне плавильной печи. На стадии производства меди стадия плавления может выполняться таким образом, чтобы большая часть железа оказывалась в шлаке, в то время как медь, олово и свинец оказывались в металлическом продукте, в потоке, который обычно называют «черной медью». Также большая часть никеля, сурьмы, мышьяка и висмута обычно становится частью продукта черной меди.Methods for the production of non-ferrous metals usually contain at least one and usually a plurality of pyrometallurgical process steps. The most common first pyrometallurgical step for recovering copper from low quality recycled materials is the smelting step. In a smelting furnace, metals are melted, and organics and other combustible materials are burned. In addition to this, various chemical reactions take place between several other components that are introduced into the melting furnace. Metals having a relatively high affinity for oxygen are converted to their oxides and collected in the low density floating slag phase. The more volatile metals may pass from the liquid to the gas phase and leave the furnace with the flue gases, along with any oxides of carbon and/or SO 2 that may be formed. Metals having a lower affinity for oxygen, if present in an oxidized state, are easily reduced to their elemental metallic form and migrate to the heavier and underlying metallic phase. If they do not oxidize, then these metals remain as elemental metal in the higher density liquid metal phase at the bottom of the smelter. In the copper production step, the smelting step can be carried out in such a way that most of the iron ends up in the slag, while the copper, tin and lead end up in the metal product, a stream commonly referred to as "black copper". Also, most nickel, antimony, arsenic and bismuth usually become part of the black copper product.

Патентный документ DE 102012005401 A1 описывает способ для производства меди из вторичного исходного сырья, начинающийся со стадии плавления сырья. Стадия плавления описывается как дающая фазу шлака, содержащую медь, олово, свинец и никель. Этот шлак передается во вращательную барабанную печь для дальнейшей обработки. Эта дальнейшая обработка состоит из ряда последовательных стадий частичного химического восстановления, использующих углерод в качестве восстанавливающего агента для последовательного извлечения конкретных металлических продуктов, которые каждый раз отделяются и удаляются из печи. Первая «предварительная» стадия («Vorstufe»), выполняемая на этом плавильном шлаке, извлекает медный продукт для обработки в анодной печи («A-metall»). Для того, чтобы получить медь достаточно высокого качества, большая часть олова и свинца, вместе с существенным количеством меди, должна оставаться в шлаке. Шлак со стадии Vorstufe обрабатывается на последующей стадии 1 для производства продукта черной меди, который затем гранулируется вместе с другой остающейся фазой шлака. Стадия 2 производит из этой фазы шлака сырой смешанный продукт олова, который впоследствии предварительно очищается с использованием металлического кремния для того, чтобы произвести смешанный продукт олова и кремниевый остаток. Последняя стадия дает окончательный шлак, также для грануляции. Проблема способа, описанного в патентном документе DE 102012005401 A1, заключается в том, что металлы, имеющие высокое сродство к кислороду при условиях способа, должны пройти через все последовательные стадии способа и тем самым занять ценный объем печи.Patent document DE 102012005401 A1 describes a process for the production of copper from secondary raw materials, starting from the step of melting the raw materials. The melting step is described as giving a slag phase containing copper, tin, lead and nickel. This slag is transferred to a rotary drum furnace for further processing. This further processing consists of a series of successive partial chemical reduction steps using carbon as a reducing agent to successively recover specific metal products that are separated and removed from the furnace each time. The first "preliminary" stage ("Vorstufe"), performed on this smelter slag, recovers the copper product for processing in an anode furnace ("A-metall"). In order to obtain sufficiently high quality copper, most of the tin and lead, along with a significant amount of copper, must remain in the slag. The slag from the Vorstufe stage is processed in the subsequent stage 1 to produce a black copper product which is then granulated along with the other remaining slag phase. Step 2 produces a crude mixed tin product from this slag phase, which is subsequently pre-purified using silicon metal to produce a mixed tin product and a silicon residue. The last stage gives the final slag, also for granulation. A problem with the method described in DE 102012005401 A1 is that metals having a high affinity for oxygen under process conditions must go through all successive process steps and thus take up valuable furnace space.

Публикация Gerardo Alvear Flores et al, «ISASMELT™ for the Recycling of E-scrap and Copper in the US Case Study Example of a New Compact Recycling Plant», in Journal of Metals, Springer New York LLC, USA, vol. 66, no.5, 18 March 2014, pp. 823-832, ISSN: 1047-4838, раскрывает способ для извлечения меди из вторичного исходного сырья с использованием печи с погружной фурмой, которая является типичной для технологии ISASMELT™. Этот документ также предусматривает производство побочного продукта в виде сплава Pb-Sn, когда такие металлы в достаточной степени присутствуют в процессе. Этот документ раскрывает содержание меди в ограниченном количестве металлических композиций, обрабатываемых в данном способе, но никакой другой информации о составах не приводится.Gerardo Alvear Flores et al, "ISASMELT™ for the Recycling of E-scrap and Copper in the US Case Study Example of a New Compact Recycling Plant", in Journal of Metals, Springer New York LLC, USA, vol. 66, no.5, 18 March 2014, pp. 823-832, ISSN: 1047-4838, discloses a process for recovering copper from recycled feedstock using a submerged lance furnace, which is typical of the ISASMELT™ technology. This document also provides for the production of a Pb-Sn alloy by-product when such metals are sufficiently present in the process. This document discloses the content of copper in a limited number of metal compositions processed in this way, but no other information about the compositions is given.

Патентный документ US 4073646 раскрывает способ термического рафинирования загрязненной меди в расплавленной фазе, в котором несмешивающиеся расплавленные фазы образуются в резервуаре для обработки, из которых нижняя представляет собой содержащий медь материал, а верхняя содержит шлак, и реакционноспособные газы одновременно вводятся в каждую из этих расплавленных фаз. В нижнюю реакционную фазу вводится окислительная реакционная фаза, а в верхнюю реакционную фазу вводится восстановительная реакционная среда. Эти условия в печи ограничивают чрезмерное окисление меди, потому что она в шлаке в значительной степени снова восстанавливается в металл. После этой единственной стадии способа из печи выгружается очищенная медь анодного качества и конвертерный шлак. Патентный документ US 4073646 ничего не сообщает о дальнейшей обработке конвертерного шлака или конвертерной пыли.US 4,073,646 discloses a process for the thermal refining of contaminated copper in the molten phase, in which immiscible molten phases are formed in a treatment vessel, of which the lower one is copper-containing material and the upper one contains slag, and reactive gases are simultaneously introduced into each of these molten phases. . An oxidizing reaction phase is introduced into the lower reaction phase, and a reducing reaction medium is introduced into the upper reaction phase. These conditions in the furnace limit excessive oxidation of the copper because it is largely reduced back to the metal in the slag. After this single process step, purified anode grade copper and converter slag are discharged from the furnace. Patent document US 4073646 says nothing about the further processing of converter slag or converter dust.

Патентный документ US 3682623, а также его аналог AU 505015 B2, способ рафинирования меди, начинающийся со стадии плавления, приводящей к потоку черной меди, с последующим дополнительным пирометаллургическим рафинированием этой черной меди до потока анодной меди, подходящего для отливки в аноды для электролитического аффинажа. Рафинирование черной меди в патентном документе US 3682623 формирует ряд последовательных медных рафинировочных шлаков: верхние шлаки, богатые цинком, средние шлаки, богатые свинцом и оловом, и конечные шлаки, богатые медью. Различные рафинировочные шлаки накапливаются и передаются как единый промежуточный поток к шлакоперерабатывающей печи для извлечения меди, свинца и олова, содержащихся в этих шлаках. US Patent Document US 3,682,623 and its counterpart AU 505015 B2, a process for refining copper starting with a melting step resulting in a black copper stream followed by further pyrometallurgical refining of this black copper to an anode copper stream suitable for casting into anodes for electrolytic refining. The refining of black copper in US 3,682,623 forms a series of successive copper refining slags: top slags rich in zinc, middle slags rich in lead and tin, and end slags rich in copper. Various refining slags are collected and transferred as a single intermediate stream to a slag processing furnace to recover the copper, lead and tin contained in these slags.

Повторная обработка накопленных медных рафинировочных шлаков в патентном документе US 3682623 состоит из последовательности двух стадий восстановления металлов, предлагающих пирометаллургическое разделение свинца и олова от меди и никеля, содержащихся в медных рафинировочных шлаках. Первая стадия или этап направлена на избирательное восстановление меди из шлаков. Достаточное количество металлического железа вводится с накопленными рафинировочными шлаками для восстановления оксидов меди до металлической меди. После реакции металлическая фаза в печи выпускается снизу, оставляя экстрагированный шлак, содержащий большую часть свинца и олова из рафинировочных шлаков. Выпущенная снизу содержащая медь металлическая фаза возвращается в печь для рафинирования меди как черная медь. Вторая стадия повторной обработки шлака направлена на восстановление свинца, олова и остаточной меди в шлаке, который остается после выпуска снизу черной меди из печи повторной обработки шлака. Это восстановление получается за счет добавления железного лома. Когда это восстановление свинца и олова завершается, получаемый шлак выливается как отработанный шлак, и металл свинец/олово выливается для дальнейшей обработки. Большая часть никеля покидает способ патентного документа US 3682623 в виде примеси в анодной меди. По всей видимости, количество никеля, присутствующего в способе патентного документа US 3682623, увеличивается с течением времени, потому что 630 кг никеля были переработаны с металлом из Таблицы XIV, в то время как только 500 кг присутствовали в переработанной черной меди Таблицы VI.The reprocessing of accumulated copper refining slags in US 3,682,623 consists of a sequence of two metal reduction steps offering pyrometallurgical separation of lead and tin from copper and nickel contained in copper refining slags. The first stage or stage is directed to the selective recovery of copper from slags. A sufficient amount of metallic iron is introduced with the accumulated refining slags to reduce copper oxides to metallic copper. After the reaction, the metal phase in the furnace is discharged from below, leaving an extracted slag containing most of the lead and tin from the refining slags. The copper-containing metal phase discharged from below is returned to the copper refining furnace as black copper. The second stage of slag reprocessing aims to recover lead, tin and residual copper in the slag that remains after black copper is tapped from the bottom of the slag reprocessing furnace. This recovery is obtained by adding scrap iron. When this reduction of lead and tin is completed, the resulting slag is poured as waste slag and the lead/tin metal is poured for further processing. Most of the nickel leaves the process of US Pat. No. 3,682,623 as an impurity in the anode copper. It appears that the amount of nickel present in the process of US Pat. No. 3,682,623 increases over time because 630 kg of nickel were processed with the Table XIV metal while only 500 kg were present in the processed Table VI black copper.

Проблема со способом патентного документа US 3682623 заключается в том, что перед каждой стадией отделения шлака в печь добавляется некоторое количество кремнеземистого флюса, обычно песка. На четырех стадиях рафинирования меди добавляется в общей сложности 10000 кг кремнеземистого флюса или песка. Этот материал флюса каждый раз оказывается в фазе шлака, удаляемой из печи для рафинирования меди, и, следовательно, весь он собирается в накопленном медном рафинировочном шлаке, передаваемом к печи повторной обработки шлака. На стадии селективного восстановления меди этот материал флюса представляет собой разбавитель для фазы шлака. Следовательно, количество шлака, остающегося после выпуска черной меди снизу из печи повторной обработки шлака, является довольно высоким по отношению к количеству извлеченной черной меди. Следовательно, извлечение меди на этой стадии селективного восстановления меди является довольно ограниченным. 29500 кг шлака в Таблице XIV все еще содержат 3 мас. % меди. Это составляет 885 кг меди, что представляет собой больше чем 9,0% от 9767,8 кг меди, присутствующей в печи на этой стадии. Большая часть этой меди извлекается в металле свинец/олово на следующей стадии повторной обработки шлака, который содержит 13,54 мас. % меди (947,5 кг). Извлечение меди на стадии селективного восстановления меди патентного документа US 3682623 таким образом составляет меньше чем 91%. Более 9% остается в шлаке, представляя собой не только потерю ценного металла, но и серьезное бремя для последующей обработки припоя в олово и свинец более высокой чистоты.A problem with the method of US 3,682,623 is that prior to each slag separation step, some silica flux, usually sand, is added to the furnace. In four stages of copper refining, a total of 10,000 kg of silica flux or sand is added. This flux material ends up in the slag phase removed from the copper refining furnace each time, and therefore all of it is collected in the accumulated copper refining slag transferred to the slag reprocessing furnace. In the selective copper reduction step, this flux material is the diluent for the slag phase. Therefore, the amount of slag remaining after tapping the black copper from the bottom of the slag re-treatment furnace is quite high in relation to the amount of recovered black copper. Consequently, the recovery of copper in this selective copper reduction step is rather limited. 29500 kg of slag in Table XIV still contain 3 wt. % copper. This amounts to 885 kg of copper, which is more than 9.0% of the 9767.8 kg of copper present in the furnace at this stage. Most of this copper is recovered in the lead/tin metal in the next slag reworking step, which contains 13.54 wt. % copper (947.5 kg). The recovery of copper in the selective copper reduction step of US Pat. No. 3,682,623 is thus less than 91%. More than 9% remains in the slag, representing not only a loss of valuable metal, but also a serious burden for the subsequent processing of solder into higher purity tin and lead.

На второй стадии повторной обработки шлака патентного документа US 3682623 получается всего лишь 7000 кг металла свинец/олово, то есть припойного продукта, вместе с очень большим количеством отработанного шлака, то есть 26900 кг, и это для 43952 кг меди, поступающей на первую стадию рафинирования меди (общее количество меди в Таблице VI). Этот отработанный шлак на самом деле собирает весь флюсовый материал вместе с оксидами железа, алюминия и других металлов, имеющих высокое сродство к кислороду, которые были введены в способ для повторной обработки шлака. Количество разбавляющего материала, который должен пройти через две стадии восстановления при повторной обработке шлака патентного документа US 3682623, таким образом является очень высоким, несмотря на то, что черная медь, которая обеспечивается предшествующей стадией плавления/предварительной очистки, уже содержит 85,12% меди (свежая черная медь в Таблице VI). В патентном документе US 3682623 производство припоя за один цикл таким образом является довольно низким относительно обрабатываемого количества меди, и имеется также относительно большое количество неактивного разбавляющего шлакового материала, который должен пройти через печь повторной обработки шлака, где он занимает объем печи, уменьшает извлечение меди на стадии селективного извлечения меди, вызывает дополнительную потерю меди с припойным продуктом и представляет собой обузу для его последующей переработки в металлические продукты свинца и олова более высокой чистоты.In the second stage of reprocessing the slag of US 3682623, only 7000 kg of lead/tin metal, i.e. solder product, are obtained, together with a very large amount of waste slag, i.e. 26900 kg, and this is for 43952 kg of copper entering the first stage of refining copper (total copper in Table VI). This waste slag actually collects all of the flux material along with the oxides of iron, aluminum and other metals having a high affinity for oxygen that were introduced into the process to re-treat the slag. The amount of diluent material that has to go through two reduction steps when reprocessing the slag of US Pat. (fresh black copper in Table VI). In US 3,682,623, the production of solder per cycle in this way is quite low relative to the amount of copper processed, and there is also a relatively large amount of inactive diluting slag material that must pass through the slag reworking furnace, where it occupies the volume of the furnace, reduces copper recovery by the selective copper recovery step causes additional loss of copper with the solder product and represents a burden for its subsequent processing into higher purity lead and tin metal products.

Эти проблемы будут только нарастать, если плавильная печь будет принимать более низкокачественное сырье с точки зрения содержания меди, но с более высоким содержанием других цветных металлов, таких как никель, олово, свинец, сурьма, цинк, хром, висмут, марганец, ванадий, титан или мышьяк, или металлов и элементов, имеющих даже более высокое сродство к кислороду, таких как железо, алюминий, кремний, фосфор, сера, кальций, натрий или калий.These problems will only increase if the smelter accepts lower quality raw materials in terms of copper content, but with a higher content of other non-ferrous metals such as nickel, tin, lead, antimony, zinc, chromium, bismuth, manganese, vanadium, titanium or arsenic, or metals and elements having an even higher affinity for oxygen, such as iron, aluminium, silicon, phosphorus, sulfur, calcium, sodium or potassium.

Поэтому продолжает существовать потребность в способе для извлечения олова и/или свинца вместе с медью из такого низкокачественного сырья, первичного и/или вторичного. Предпочтительно этот способ должен быть более эффективным с точки зрения использования объема печи.Therefore, there continues to be a need for a process for recovering tin and/or lead along with copper from such low quality raw materials, primary and/or secondary. Preferably, this method should be more efficient in terms of oven volume utilization.

Настоящее изобретение ставит своей целью устранить или по меньшей мере смягчить вышеописанную проблему и/или предложить усовершенствования.The present invention aims to eliminate or at least mitigate the problem described above and/or provide improvements.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯSUMMARY OF THE INVENTION

В соответствии с настоящим изобретением предлагается способ, определяемый в приложенной формуле изобретения.In accordance with the present invention, a method is provided as defined in the appended claims.

Настоящее изобретение предлагает способ для производства первой металлической композиции на основе свинца-олова, содержащий следующие стадии:The present invention provides a method for producing a first lead-tin metal composition comprising the following steps:

a) обеспечения композиции черной меди, содержащей по меньшей мере 50 мас. % меди вместе с по меньшей мере 1,0 мас. % олова и по меньшей мере 1,0 мас. % свинца,a) providing a composition of black copper containing at least 50 wt. % copper together with at least 1.0 wt. % tin and at least 1.0 wt. % lead

b) частичного окисления композиции черной меди, формируя тем самым первую богатую медью металлическую фазу и первый медный рафинировочный шлак, с последующим отделением первого медного рафинировочного шлака от первой богатой медью металлической фазы,b) partially oxidizing the black copper composition, thereby forming a first copper-rich metal phase and a first copper refining slag, followed by separating the first copper refining slag from the first copper-rich metal phase,

c) частичного восстановления первого медного рафинировочного шлака, формируя тем самым первую металлическую композицию на основе свинца-олова и первый отработанный шлак, с последующим отделением первого отработанного шлака от первой металлической композиции на основе свинца-олова, формирующей основу для первой жидкой ванны, c) partially reducing the first copper refining slag, thereby forming a first lead-tin metal composition and a first spent slag, followed by separating the first spent slag from the first lead-tin metal composition forming the basis for the first liquid bath,

посредством чего полное питание для стадии c) содержит такое количество меди, которое по меньшей мере в 1,5 раза больше, чем сумма присутствующих Sn и Pb, и whereby the total feed for step c) contains an amount of copper that is at least 1.5 times greater than the sum of Sn and Pb present, and

посредством чего первый отработанный шлак содержит самое большее 20 мас. % сухого веса меди, олова и свинца в сумме.whereby the first spent slag contains at most 20 wt. % dry weight of copper, tin and lead combined.

Стадия b) способа в соответствии с настоящим изобретением является стадией окисления. Содержание меди в металлической фазе в печи на стадии b) дополнительно увеличивается от ее исходного уровня в черной меди за счет окисления некоторого количества присутствующих металлов и других элементов, которые имеют более высокое сродство к кислороду, чем медь. Большинство оксидов этих элементов затем извлекается и отделяется с первым медным рафинировочным шлаком. Это разделение оставляет в качестве металлической фазы первую богатую медью металлическую фазу, подходящую для дальнейшей обработки. Поскольку в среде печи при существующих в ней температурах олово и свинец имеют более высокое сродство к кислороду, чем медь, первый медный рафинировочный шлак содержит оксиды некоторого количества олова и свинца, содержавшихся в питании для первой стадии. Поскольку химические реакции и физические разделения в пирометаллургии никогда не являются полными и/или идеальными, первый медный рафинировочный шлак также обычно содержит значимое количество меди, присутствующей на первой стадии, причем обычно часть ее в виде оксида меди.Step b) of the process according to the present invention is an oxidation step. The copper content of the metal phase in the furnace in step b) is further increased from its original level in black copper by oxidizing some of the metals present and other elements that have a higher affinity for oxygen than copper. Most of the oxides of these elements are then recovered and separated with the first copper refining slag. This separation leaves as a metal phase a first copper-rich metal phase suitable for further processing. Because tin and lead have a higher oxygen affinity than copper in the furnace environment at existing furnace temperatures, the first copper refining slag contains oxides of some of the tin and lead contained in the first stage feed. Because the chemical reactions and physical separations in pyrometallurgy are never complete and/or perfect, the first copper refining slag also typically contains a significant amount of the copper present in the first stage, usually some of it as copper oxide.

Стадия c) способа в соответствии с настоящим изобретением является стадией восстановления. Ее целью является выборочное восстановление тех металлов, которые при условиях способа имеют более низкое сродство к кислороду, до их соответствующих металлов. Эти восстановленные металлы могут быть затем отделены в виде жидкой металлической фазы, в результате чего остается жидкая фаза шлака, которая имеет меньшую концентрацию этих металлов, но все еще содержит металлы и элементы, которые имеют более высокое сродство к кислороду. В контексте настоящего изобретения целью второй стадии является выборочное извлечение большей части меди из первого медного рафинировочного шлака в виде металла вместе с максимально возможным количеством присутствующих олова и/или свинца. Восстановление на стадии c) таким образом выполняется таким образом, чтобы первый отработанный шлак содержал самое большее 20 мас. % меди, олова и свинца в сумме. Предпочтительно первый отработанный шлак содержит меньше чем 20 мас. % меди, олова и свинца в сумме, более предпочтительно даже намного меньше. Весьма предпочтительно, чтобы количество меди, олова и/или свинца в этом шлаке было в достаточной степени низким, чтобы они больше не представляли какую-либо экономическую ценность. Наиболее предпочтительно, чтобы концентрации меди, олова и/или свинца были достаточно низкими, чтобы первый отработанный шлак вообще не вызывал экологических проблем при утилизации, или мог утилизироваться после ограниченной дополнительной обработки.Step c) of the method according to the present invention is a recovery step. Its purpose is to selectively reduce those metals which, under process conditions, have a lower affinity for oxygen to their respective metals. These reduced metals can then be separated as a liquid metal phase, leaving a liquid slag phase that has a lower concentration of these metals but still contains metals and elements that have a higher affinity for oxygen. In the context of the present invention, the purpose of the second step is to selectively recover most of the copper from the first copper refining slag as metal, along with as much tin and/or lead as possible. Recovery in stage c) is thus carried out in such a way that the first waste slag contains at most 20 wt. % copper, tin and lead in total. Preferably, the first spent slag contains less than 20 wt. % copper, tin and lead in total, more preferably even much less. It is highly preferred that the amount of copper, tin and/or lead in this slag is sufficiently low that they no longer represent any economic value. Most preferably, the concentrations of copper, tin and/or lead are low enough that the first spent slag does not cause environmental problems at all when disposed of, or can be disposed of after limited post-treatment.

В способе, описанном в патентном документе US 4073646, в начале операции дутья преимущественно восстанавливается и улетучивается цинк, находящийся в шлаке. Затем большая часть доли олова улетучивается в виде SnO при предотвращении окисления SnO до SnO2. После этого атмосфера дутья почти нейтрально регулируется таким образом, чтобы происходило окисление свинца до PbO во время его частичного испарения. Приблизительно одна треть от суммы свинца, олова и цинка, содержащихся в питании, извлекается с конвертерной пылью, и только 1,4% остается в очищенной конвертерной меди. Конвертерный шлак поэтому должен содержать 22,5 мас. % свинца, олова и цинка вместе. Баланс меди говорит о том, что шлак должен дополнительно содержать по меньшей мере 35,2 мас. % меди. Отбрасывание всего цинка, содержащегося в питании, говорит о том, что шлак должен содержать по меньшей мере 41,9% меди, олова и свинца вместе. Способ патентного документа US 4073646 очищает загрязненную медь до меди анодного качества. Почти все другие металлы оказываются в конвертерной пыли, и что еще более важно - в конвертерном шлаке. Конвертерный шлак содержит кроме 35,2 мас. % меди по меньшей мере 6,75 и самое большее 18,3 мас. % олова и свинца вместе, в результате чего общее количество меди, олова и свинца в этом шлаке составляет по меньшей мере более 40 мас. %. Этот документ также ничего не сообщает о том, как этот конвертерный шлак должен дополнительно обрабатываться. Таким образом, не предлагается восстанавливать этот шлак до такого уровня, при котором мог бы быть получен конечный шлак с таким низким общим содержанием меди, олова и свинца, которое указано в формуле изобретения.In the process described in US Pat. No. 4,073,646, at the start of the blowing operation, the zinc present in the slag is predominantly reduced and volatilized. Then most of the proportion of tin volatilizes as SnO while preventing the oxidation of SnO to SnO 2 . After that, the blast atmosphere is almost neutrally controlled so that lead is oxidized to PbO during its partial evaporation. Approximately one third of the amount of lead, tin and zinc contained in the feed is recovered with converter dust, and only 1.4% remains in the purified converter copper. Converter slag should therefore contain 22.5 wt. % lead, tin and zinc together. The balance of copper suggests that the slag must additionally contain at least 35.2 wt. % copper. Discarding all the zinc contained in the feed suggests that the slag must contain at least 41.9% copper, tin and lead together. The method of US 4,073,646 purifies contaminated copper to anode grade copper. Almost all other metals end up in converter dust, and more importantly, in converter slag. Converter slag contains in addition to 35.2 wt. % copper at least 6.75 and at most 18.3 wt. % tin and lead together, resulting in the total amount of copper, tin and lead in this slag is at least more than 40 wt. %. This document also does not say anything about how this converter slag should be further processed. Thus, it is not proposed to reduce this slag to such a level that a final slag with such a low total content of copper, tin and lead, as indicated in the claims, could be obtained.

Авторы обнаружили, что нижний предел, определенный для содержания меди относительно содержания Sn+Pb в полном питании для стадии c) дает то преимущество, что получается более хорошая экстракция Sn и Pb из фазы шлака, причем без введения значительного количества меди в фазу шлака. Авторы обнаружили, что высокое присутствие меди в питании для стадии c) влияет на равновесие по олову и свинцу между шлаком и металлическими фазами в конце стадии c), способствуя перемещению этих припойных металлов из фазы шлака в металлическую фазу. Авторы обнаружили, что этот эффект может быть достигнут без увеличения концентрации меди в отработанном шлаке, получаемом на стадии c), до экономически значимых и возможно неприемлемых уровней. Авторы обнаружили, что большое количество меди в питании для стадии c) позволяет получать на стадии c) отработанный шлак, который содержит только низкие концентрации олова и/или свинца, а также меди. Это дает то преимущество, что отработанный шлак со стадии c) требует меньшего количества дальнейшей обработки, если она вообще нужна, для его безопасной утилизации или для его использования в подходящем последующем приложении.The authors found that the lower limit defined for the copper content relative to the Sn+Pb content in the total feed for stage c) has the advantage that a better extraction of Sn and Pb from the slag phase is obtained, without introducing a significant amount of copper into the slag phase. The authors found that the high presence of copper in the feed for stage c) affects the balance of tin and lead between the slag and metal phases at the end of stage c), promoting the movement of these solder metals from the slag phase to the metal phase. The authors have found that this effect can be achieved without increasing the concentration of copper in the spent slag obtained in step c) to economically viable and possibly unacceptable levels. The authors found that a large amount of copper in the feed for stage c) allows you to get in stage c) waste slag, which contains only low concentrations of tin and/or lead, as well as copper. This has the advantage that the spent slag from step c) requires less, if any, further processing for its safe disposal or for use in a suitable downstream application.

Авторы обнаружили, что заданное количество меди относительно количества припойных металлов, то есть Sn+Pb, дает то преимущество, что имеется достаточное количество меди в качестве растворителя для экстрагирования припойных металлов из фазы шлака в первую металлическую композицию на основе свинца-олова, и, следовательно, улучшает извлечение ценного олова и/или свинца из шлака на стадии c). Авторы обнаружили, что это преимущество может быть получено без недопустимых потерь ценной меди в фазе шлака, которая формируется на стадии c).The inventors have found that a given amount of copper relative to the amount of solder metals, i.e. Sn+Pb, has the advantage that there is sufficient copper as a solvent to extract the solder metals from the slag phase into the first lead-tin metal composition, and therefore , improves the recovery of valuable tin and/or lead from the slag in step c). The authors found that this advantage can be obtained without unacceptable loss of valuable copper in the slag phase, which is formed in stage c).

Авторы обнаружили, что настоящее изобретение, в частности благодаря минимальному присутствию меди относительно количества припойных металлов Pb+Sn в питании для стадии c), дает выгоду более высокого извлечения ценных металлов олова, свинца, и в соответствии с обстоятельствами также меди и возможно никеля, в продуктовые потоки, в которых их присутствие желательно. Это также уменьшает бремя, создаваемое присутствием этих металлов в продуктовых потоках, где они являются нежелательными.The inventors have found that the present invention, in particular due to the minimal presence of copper relative to the amount of solder metals Pb+Sn in the feed for step c), gives the advantage of a higher recovery of the valuable metals tin, lead, and according to the circumstances also copper and possibly nickel, in product streams in which their presence is desired. It also reduces the burden created by the presence of these metals in product streams where they are undesirable.

В первом отработанном шлаке способа в соответствии с настоящим изобретением извлекаются большинство элементов, которые при условиях способа имеют более высокое сродство к кислороду, чем олово и/или свинец. Это особенно справедливо для металлов, таких как железо, алюминий, натрий, калий, кальций и другие щелочные и щелочноземельные металлы, а также и для других элементов, таких как кремний или фосфор.In the first waste slag of the process according to the present invention, most of the elements are recovered which, under the conditions of the process, have a higher affinity for oxygen than tin and/or lead. This is especially true for metals such as iron, aluminium, sodium, potassium, calcium and other alkali and alkaline earth metals, but also for other elements such as silicon or phosphorus.

Авторы обнаружили, что способ в соответствии с настоящим изобретением производит первую металлическую композицию на основе свинца-олова, которая является весьма подходящей для дальнейшей обработки, в частности для производства металлической композиции чернового припоя, которая может иметь коммерческое значение сама по себе и/или может быть подходящей для извлечения продуктов олова и/или свинца более высокой и коммерчески приемлемой чистоты.The inventors have found that the process according to the present invention produces a first lead-tin metal composition which is very suitable for further processing, in particular for the production of a rough solder metal composition which may be of commercial value in itself and/or may be suitable for the recovery of tin and/or lead products of higher and commercially acceptable purity.

Авторы неожиданно обнаружили, что на стадии c) способа в соответствии с настоящим изобретением можно получать довольно четкое разделение ценных металлов меди, никеля, олова и свинца в металлической фазе, и менее ценных металлов, таких как железо и алюминий, а также других элементов, таких как кремний в фазе шлака. Это позволяет достичь очень высокого извлечения ценных металлов при одновременном производстве фазы шлака, которая имеет очень низкое содержание этих металлов, и, следовательно, может быть утилизирована, либо сразу, либо с относительно незначительной дальнейшей обработкой. Авторы полагают, что это четкое разделение возможно из-за того, что присутствие меди на стадии c) как части полного содержания печи находится внутри конкретного диапазона концентраций. С одной стороны, медь действует как экстрагирующий агент для извлечения олова и свинца из фазы шлака. С другой стороны, содержание меди является в достаточной степени низким, так что потеря меди в фазе шлака является весьма ограниченной.The inventors have surprisingly found that in step c) of the method according to the present invention, a fairly clear separation of the valuable metals copper, nickel, tin and lead in the metal phase, and less valuable metals such as iron and aluminum, as well as other elements such as like silicon in the slag phase. This allows a very high recovery of valuable metals to be achieved while producing a slag phase which has a very low content of these metals and can therefore be disposed of either immediately or with relatively little further processing. The authors believe that this clear separation is possible because the presence of copper in step c) as part of the total furnace content is within a specific concentration range. On the one hand, copper acts as an extractant to extract tin and lead from the slag phase. On the other hand, the copper content is low enough so that the loss of copper in the slag phase is very limited.

Другое важное преимущество состоит в том, что способ в соответствии с настоящим изобретением становится намного более терпимым к элементам, отличающимся от меди, большинство из которых являются элементами, которые при условиях способа имеют более высокое сродство к кислороду, чем медь, олово и свинец, и следовательно становятся частью первого отработанного шлака. Это значительно расширяет критерии приемлемости для любого сырья, которое может дополнительно подаваться на стадию b), то есть помимо черной меди. Кроме того, это также значительно ослабляет критерии приемлемости для самой черной меди. Эта особенность таким образом значительно расширяет критерии приемлемости для сырья, которое используется в производстве черной меди, обычно на стадии плавления. Стадия плавления поэтому может принимать намного более низкокачественное сырье, которое является намного более доступным на экономически более привлекательных условиях.Another important advantage is that the process according to the present invention becomes much more tolerant of elements other than copper, most of which are elements which, under process conditions, have a higher oxygen affinity than copper, tin and lead, and hence become part of the first spent slag. This greatly expands the acceptance criteria for any raw material that may be additionally fed to stage b), i.e. beyond black copper. In addition, it also significantly weakens the acceptance criteria for black copper itself. This feature thus greatly expands the acceptance criteria for raw materials that are used in the production of black copper, usually in the smelting stage. The smelting stage can therefore accept much lower quality raw materials that are much more readily available at economically more attractive terms.

Еще одно преимущество обусловлено тем, что на стадии b) объем шлака является высоким относительно полного содержимого печи. Удаление шлака из печи таким образом освобождает значительную часть объема печи, так что при дальнейшей обработке первой богатой медью металлической фазы, которая обычно выполняется в той же самой печи, создается дополнительное место для введения дополнительного сырья.Another advantage is due to the fact that in stage b) the volume of slag is high relative to the total contents of the furnace. Removing the slag from the furnace in this way frees up a significant portion of the furnace volume so that further processing of the first copper-rich metal phase, which is usually carried out in the same furnace, creates additional space for the introduction of additional raw materials.

Авторы обнаружили, что эта дополнительная обработка первой металлической композиции на основе свинца-олова может выполняться намного эффективнее благодаря предварительному удалению из способа, в качестве части первого отработанного шлака, по меньшей мере значительной части металлов и элементов, имеющих при условиях способа высокое сродство к кислороду. Авторы обнаружили, что эта особенность способа дает значительные выгоды после стадии b) при обработке первой металлической композиции на основе свинца-олова.The inventors have found that this post-treatment of the first lead-tin metal composition can be carried out much more efficiently by first removing from the process, as part of the first waste slag, at least a significant portion of the metals and elements having a high affinity for oxygen under process conditions. The inventors have found that this feature of the process provides significant benefits after step b) in processing the first lead-tin metal composition.

Одно важное преимущество состоит в том, что объем материала, обрабатываемого далее по течению, значительно уменьшается за счет удаления на стадии c) существенного количества материала в виде первого отработанного шлака, то есть перед извлечением припойных металлов (Sn и/или Pb). На последующих стадиях этот материал был бы мертвым грузом и приносил бы убытки, а не прибыль. В способе в соответствии с настоящим изобретением дальнейшая обработка первой металлической композиции на основе свинца-олова может быть выполняться намного более эффективно по объему, что означает, что либо может использоваться оборудование меньшего размера, либо способ в соответствии с настоящим изобретением создает возможности для обработки дополнительных потоков по сравнению с известными способами. В дополнение к этому, расход энергии также может быть уменьшен на этих последующих стадиях способа из-за уменьшенного объема обрабатываемого горячего материала.One important advantage is that the volume of material processed downstream is significantly reduced by removing in step c) a significant amount of material in the form of a first waste slag, i.e. before recovery of the solder metals (Sn and/or Pb). In subsequent stages, this material would be dead weight and would bring losses, not profits. In the process of the present invention, the further processing of the first lead-tin metal composition can be performed much more volume-efficiently, which means that either smaller equipment can be used, or the process of the present invention allows additional streams to be processed. compared to known methods. In addition to this, energy consumption can also be reduced in these subsequent process steps due to the reduced volume of hot material being processed.

Авторы также неожиданно обнаружили, что при удалении первого отработанного шлака из способа в соответствии с настоящим изобретением разделение на пирометаллургических стадиях способа ниже по течению, например для обработки первой металлической композиции на основе свинца-олова, также сильно улучшается. За счет более четкого разделения между соответствующими металлическими фазами и их соответствующими фазами шлака последующее извлечение ценных металлов может выполняться более эффективно, то есть с более высокими выходами главных продуктов, более низкими отходами ценных металлов, а также при меньшей потребности в энергии, например из-за меньших объемов рециркулирующих потоков.The inventors have also surprisingly found that by removing the first waste slag from the process according to the present invention, the separation in the downstream pyrometallurgical stages of the process, for example for processing the first lead-tin metal composition, is also greatly improved. Due to a clearer separation between the respective metal phases and their respective slag phases, the subsequent recovery of valuable metals can be carried out more efficiently, i.e. with higher yields of the main products, lower waste of valuable metals, and also with less energy demand, for example due to smaller volumes of recirculating streams.

Дополнительное преимущество способа в соответствии с настоящим изобретением заключается в том, что при дальнейшей обработке первой металлической композиции на основе свинца-олова могут быть введены дополнительные материалы благодаря дополнительному пространству в печи за счет удаления большого объема первого отработанного шлака из способа в соответствии с настоящим изобретением. Такие дополнительные материалы могут, например, содержать большое количество олова и/или свинца. Такие дополнительные материалы могут, например, быть шлаками и/или дроссами, получаемыми в качестве побочных продуктов с последующих стадий очистки в качестве части дополнительной очистки потоков олова и/или свинца до коммерчески ценных главных продуктов.An additional advantage of the method according to the present invention is that further processing of the first lead-tin metal composition can introduce additional materials due to the additional space in the furnace by removing a large volume of the first waste slag from the method according to the present invention. Such additional materials may, for example, contain large amounts of tin and/or lead. Such additional materials may, for example, be slags and/or drosses obtained as by-products from subsequent purification steps as part of the further purification of tin and/or lead streams to commercially valuable main products.

Другое и важное преимущество способа в соответствии с настоящим изобретением состоит в том, что он обеспечивает намного более высокое количество побочного чернового припойного продукта для того же самого количества обрабатываемой меди. Авторы обнаружили, что совместное производство чернового припоя относительно количества меди, обрабатываемой на первой стадии рафинирования меди, может быть увеличено приблизительно на 29% по сравнению с количеством, получаемым в способе, описанном в патентном документе US 3682623. Экономическая ценность чернового припоя, в частности как возможного промежуточного продукта для производства высокочистого олова, является весьма значительной относительно ценности главного продукта анодной меди, который может быть получен из черной меди. Следовательно, увеличение относительного количества побочного чернового припойного продукта относительно количества меди, которое обрабатывается на первой стадии рафинирования меди, дает значительную экономическую выгоду для оператора способа в соответствии с настоящим изобретением.Another and important advantage of the method according to the present invention is that it provides a much higher amount of rough solder by-product for the same amount of copper processed. The authors found that the co-production of rough solder relative to the amount of copper processed in the first stage of copper refining, can be increased by approximately 29% compared to the amount obtained in the method described in patent document US 3682623. The economic value of rough solder, in particular as possible intermediate product for the production of high-purity tin is very significant relative to the value of the main anode copper product, which can be obtained from black copper. Therefore, increasing the relative amount of rough solder by-product relative to the amount of copper that is processed in the first stage of copper refining provides a significant economic benefit to the operator of the method in accordance with the present invention.

Авторы также обнаружили, что выгодно, чтобы стадия c) принимала только первый медный рафинировочный шлак, и что последующие медные рафинировочные шлаки лучше обрабатываются раздельно и предпочтительно каждый своим способом. Авторы обнаружили, что первый медный рафинировочный шлак является медным рафинировочным шлаком, содержащим самое большое общее количество элементов, отличающихся от меди, и в частности элементов, имеющих при условиях работы печи более высокое сродство к кислороду, чем медь, более конкретно сродство к кислороду, которое является более высоким чем также у олова и свинца. Авторы поэтому неожиданно обнаружили, что самым эффективным является выполнять стадию c) на первом медном рафинировочном шлаке, то есть до смешивания с любым из других медных рафинировочных шлаков, которые производятся на стадиях способа после стадии b). Авторы обнаружили, что последующие медные рафинировочные шлаки обычно содержат более высокие концентрации меди, и поэтому Авторы предпочитают обрабатывать эти последующие медные рафинировочные шлаки отличным от первого медного рафинировочного шлака образом.The inventors have also found that it is advantageous for step c) to receive only the first copper refining slag and that subsequent copper refining slags are better handled separately and preferably each in their own way. The inventors found that the first copper refining slag is a copper refining slag containing the largest total amount of elements other than copper, and in particular elements having, under furnace operating conditions, a higher oxygen affinity than copper, more specifically an oxygen affinity that is higher than also that of tin and lead. The inventors have therefore surprisingly found that it is most efficient to carry out step c) on the first copper refining slag, ie before mixing with any of the other copper refining slags that are produced in the process steps after step b). The Applicants have found that subsequent copper refining slags generally contain higher concentrations of copper, and therefore the Applicants prefer to process these subsequent copper refining slags in a manner different from the first copper refining slag.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

Фиг. 1 показывает блок-схему способа в соответствии с настоящим изобретением, начиная с композиции черной меди, обеспечиваемой предшествующей стадией плавления, которая приводит к производству по меньшей мере одного медного продукта, подходящего для отливки анодов, и по меньшей мере одного чернового припойного продукта.Fig. 1 shows a flowchart of the process in accordance with the present invention, starting with the black copper composition provided by the preceding melting step, which results in the production of at least one copper product suitable for casting anodes and at least one rough solder product.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕDETAILED DESCRIPTION

Настоящее изобретение будет далее описано в виде конкретных вариантов осуществления с возможными ссылками на конкретные чертежи, но настоящее изобретение ограничивается не этим, а только формулой изобретения. Описанные чертежи являются схематичными и не являются ограничивающими. На чертежах размер некоторых из элементов может быть преувеличен и изображен не в масштабе для иллюстративных целей. Размеры и относительные размеры на них не обязательно соответствуют фактическим.The present invention will be further described in terms of specific embodiments, with possible reference to specific drawings, but the present invention is not limited to this, but only by the claims. The drawings described are schematic and non-limiting. In the drawings, some of the elements may be exaggerated and not to scale for illustrative purposes. The sizes and relative sizes on them do not necessarily correspond to the actual ones.

Кроме того, термины «первый», «второй», «третий» и т.п. в описании и в формуле изобретения используются для различения подобных элементов, а не обязательно для того, чтобы описать последовательный или хронологический порядок. Эти термины являются взаимозаменяемыми при подходящих обстоятельствах, и варианты осуществления настоящего изобретения могут работать в других последовательностях, отличающихся от описанных и/или проиллюстрированных в настоящем документе.In addition, the terms "first", "second", "third", etc. in the description and in the claims are used to distinguish between like elements, and not necessarily to describe sequential or chronological order. These terms are interchangeable under appropriate circumstances, and embodiments of the present invention may operate in other sequences than those described and/or illustrated herein.

Кроме того, термины «верх», «низ», «над», «под» и т.п. в описании и в формуле изобретения используются для описательных целей а не обязательно для описания относительных положений. Эти термины являются взаимозаменяемыми при подходящих обстоятельствах, и описанные в настоящем документе варианты осуществления настоящего изобретения могут работать в других ориентациях, отличающихся от описанных или проиллюстрированных в настоящем документе.In addition, the terms "top", "bottom", "above", "under", etc. in the description and in the claims are used for descriptive purposes and not necessarily to describe relative positions. These terms are interchangeable under appropriate circumstances, and the embodiments of the present invention described herein may operate in other orientations than those described or illustrated herein.

Термин «содержащий», используемый в формуле изобретения, не должен рассматриваться как ограничиваемый элементами, которые перечисляются в контексте с ним. Он не исключает наличия других элементов или стадий. Таким образом, он должен интерпретироваться как определяющий наличие заявленных особенностей, целых чисел, стадий или компонентов в том виде, как они упомянуты, но не препятствует присутствию или добавлению одного или более из других особенностей, целых чисел, стадий или компонентов, или их групп. Таким образом, объем «изделия, содержащего средства A и B», не может быть ограничен объектом, который состоит исключительно из средств А и B. Это означает лишь то, что A и B являются единственными элементами, связанными с предметом настоящего изобретения. В соответствии с этим термины «содержащий» и «включающий в себя» охватывают более ограничивающие термины «состоящий по существу из» и «состоящий из». Следовательно, при замене формулировок «содержащий» и «включающий в себя» на «состоящий из» эти термины создают основу предпочтительных, но суженных вариантов осуществления, которые также предлагаются как часть содержания настоящего документа относительно настоящего изобретения.The term "comprising" as used in the claims is not to be construed as being limited to the elements that are listed in context with it. It does not exclude the presence of other elements or steps. Thus, it is to be interpreted as defining the presence of the claimed features, integers, steps, or components as they are mentioned, but does not preclude the presence or addition of one or more of the other features, integers, steps, or components, or groups thereof. Thus, the scope of "an article containing means A and B" cannot be limited to an object that consists solely of means A and B. This only means that A and B are the only elements associated with the subject of the present invention. Accordingly, the terms "comprising" and "including" encompass the more restrictive terms "consisting essentially of" and "consisting of". Therefore, when the phrases "comprising" and "comprising" are replaced by "consisting of", these terms form the basis of preferred but narrowed embodiments, which are also offered as part of the content of this document in relation to the present invention.

Если явно не указано иное, все значения, приведенные в настоящем документе, включают в себя конечные точки указанных интервалов значений содержания компонентов состава, выраженных в мас. % каждого ингредиента. Unless explicitly stated otherwise, all values given in this document include the end points of the specified ranges of values of the content of the components of the composition, expressed in wt. % of each ingredient.

Дополнительно к этому, каждое соединение, используемое в настоящем документе, может взаимозаменяемо упоминаться с использованием его химической формулы, химического названия, сокращения и т.д.Additionally, each compound used herein may be referred to interchangeably using its chemical formula, chemical name, abbreviation, etc.

В настоящем документе, если явно не указано иное, составы потоков являются массовыми составами по полной сухой массе композиции.As used herein, unless expressly stated otherwise, the compositions of the streams are by weight compositions based on the total dry weight of the composition.

В контексте настоящего изобретения термин «по меньшей мере частично» включает в себя свою конечную точку «полностью». Что касается степени, до которой выполняется конкретная стадия окисления или восстановления способа, предпочтительным вариантом осуществления обычно является частичная эффективность. Что касается добавления или рециркуляции потока способа к конкретной стадии способа, предпочтительным вариантом осуществления обычно является точка «полностью» внутри диапазона, который охватывается термином «по меньшей мере частично».In the context of the present invention, the term "at least partially" includes its endpoint "completely". With regard to the extent to which a particular oxidation or reduction step of the process is performed, partial efficiency is generally the preferred embodiment. With regard to adding or recirculating a process stream to a particular process step, the preferred embodiment is generally a point "totally" within the range that is encompassed by the term "at least partially".

В настоящем документе, если явно не указано иное, количества металлов и оксидов выражаются в соответствии с обычной практикой в пирометаллургии. Присутствие каждого металла обычно выражается в его общем присутствии независимо от того, присутствует ли металл в его элементарной форме (степень окисления = 0) или в любой химически связанной форме, обычно в окисленной форме (степень окисления > 0). Для металлов, которые могут относительно легко быть восстановлены до их элементарных форм, и которые могут возникать в виде расплавленного металла в пирометаллургическом способе, довольно распространено выражать их присутствие в терминах их элементарной металлической формы, даже когда описывается состав шлака, в котором большинство таких металлов может фактически присутствовать в окисленной форме. Следовательно, композиция шлака в настоящем документе определяет содержание Fe, Zn, Pb, Cu, Sb, Bi как элементарных металлов. Менее благородные металлы труднее восстанавливать в цветных пирометаллургических условиях, и они встречаются в основном в окисленной форме. Эти металлы обычно выражаются в виде их наиболее распространенной оксидной формы. Следовательно, состав шлака обычно дает содержание Si, Ca, Al и Na, соответственно выраженное как SiO2, CaO, Al2O3, Na2O.In this document, unless expressly stated otherwise, the quantities of metals and oxides are expressed in accordance with common practice in pyrometallurgy. The presence of each metal is usually expressed in terms of its total presence, whether the metal is present in its elemental form (oxidation state = 0) or in any chemically bonded form, usually in its oxidized form (oxidation state > 0). For metals that can relatively easily be reduced to their elemental forms, and which can occur as molten metal in a pyrometallurgical process, it is quite common to express their presence in terms of their elemental metallic form, even when describing the composition of the slag in which most such metals can actually present in the oxidized form. Therefore, the composition of the slag in the present document determines the content of Fe, Zn, Pb, Cu, Sb, Bi as elemental metals. The less noble metals are more difficult to reduce under non-ferrous pyrometallurgical conditions, and occur mostly in their oxidized form. These metals are usually expressed as their most common oxide form. Therefore, the composition of the slag usually gives the content of Si, Ca, Al and Na, respectively expressed as SiO 2 , CaO, Al 2 O 3 , Na 2 O.

Авторы обнаружили, что результаты химического анализа металлической фазы являются значительно более надежными, чем результаты анализа фазы шлака. В тех местах настоящего документа, где числа получаются из материального баланса одной или более стадий способа, Авторы предпочитают по возможности основывать такие расчеты в максимально возможной степени на анализе металлической фазы и сводить к минимуму использование анализа шлака. Например, авторы предпочитают вычислять извлечение олова и/или свинца в первом медном рафинировочном шлаке, получаемом на стадии b), на основе количества олова и/или свинца в объединенном питании для стадии b), которое больше не извлекается с первой богатой медью металлической фазой, получаемой на стадии b), а не на основе концентрации олова и/или свинца в первом медном рафинировочном шлаке.The authors found that the results of the chemical analysis of the metal phase are significantly more reliable than the results of the analysis of the slag phase. Wherever numbers are derived from the material balance of one or more process steps, the Authors prefer to base such calculations as much as possible on metal phase analysis and minimize the use of slag analysis. For example, we prefer to calculate the recovery of tin and/or lead in the first copper refining slag produced in step b), based on the amount of tin and/or lead in the combined feed for step b), which is no longer recoverable with the first copper-rich metal phase, obtained in step b), and not based on the concentration of tin and/or lead in the first copper refining slag.

Кроме того, авторы обнаружили, что анализ шлаковой фазы, которая подвергается дальнейшей обработке, часто может быть скорректирован путем установления баланса массы на последующей стадии или стадиях способа и обратного расчета с использованием количеств продуктов, полученных на последующей стадии, в комбинации с анализом этих продуктов, причем по меньшей мере один из них предпочтительно представляет собой жидкометаллический продукт, дающий гораздо более надежные аналитические результаты. Такой обратный расчет может выполняться для нескольких из соответствующих конкретных металлов индивидуально, и может позволять надежно определять материальные балансы большинства отдельных стадий способа в соответствии с настоящим изобретением. Такой обратный расчет также может быть полезным для определения состава потока жидкого металла, из которого получение репрезентативного образца может быть очень сложным, например потока расплавленного припойного металла, содержащего большое количество свинца вместе с оловом.In addition, the authors found that the analysis of the slag phase, which is subjected to further processing, can often be corrected by establishing a mass balance in the subsequent stage or stages of the process and back-calculation using the quantities of products obtained in the subsequent stage, in combination with the analysis of these products, and at least one of them is preferably a liquid metal product, giving much more reliable analytical results. Such back-calculation can be performed for several of the respective specific metals individually, and can allow reliable determination of the material balances of most of the individual process steps in accordance with the present invention. This back-calculation can also be useful for determining the composition of a liquid metal stream from which it can be very difficult to obtain a representative sample, such as a molten solder metal stream containing a large amount of lead along with tin.

Авторы предпочитают использовать рентгеновскую Флюоресценцию (XRF) для анализа металлической фазы в контексте настоящего изобретения. Авторы предпочитают для этого анализа брать образец расплавленного жидкого металла и использовать для мгновенных аналитических целей при рафинировании меди пробоотборник от компании Heraeus Electro Nite, который позволяет быстро получить твердый и охлажденный образец для дальнейшей обработки. Поверхность холодного образца подходящим образом обрабатывается перед проведением анализа с использованием зонда XRF. Аналитическая методика XRF однако не анализирует уровень кислорода в образце. Поэтому, если необходимо, для установления полного состава металлической фазы, включая содержание кислорода, авторы предпочитают отдельно измерять содержание кислорода в расплавленном жидком металле, присутствующем в печи, предпочтительно с использованием одноразового электрохимического датчика для периодических способов при рафинировании меди, предлагаемого компанией Heraeus Electro Nite. Результат анализа металлической фазы с помощью XRF, как было описано выше, может быть затем скорректирован, если это желательно, с учетом содержания кислорода, полученного в результате отдельного анализа кислорода. Композиции, указанные в Примере данного документа, не корректировались на предмет включения в них содержания кислорода.The authors prefer to use X-ray Fluorescence (XRF) to analyze the metal phase in the context of the present invention. The authors prefer to take a sample of molten liquid metal for this analysis and use a Heraeus Electro Nite sampler for instant analytical purposes in copper refining, which allows you to quickly obtain a solid and cooled sample for further processing. The surface of the cold sample is suitably treated prior to analysis using the XRF probe. The XRF analytical technique, however, does not analyze the oxygen level in the sample. Therefore, if necessary, in order to ascertain the complete composition of the metal phase, including the oxygen content, the authors prefer to separately measure the oxygen content of the molten liquid metal present in the furnace, preferably using a disposable electrochemical sensor for batch processes in copper refining offered by Heraeus Electro Nite. The result of the metal phase analysis by XRF, as described above, can then be corrected, if desired, for the oxygen content obtained from the separate oxygen analysis. The compositions indicated in the Example of this document have not been adjusted to include their oxygen content.

Настоящее изобретение прежде всего касается извлечения целевых металлов меди, никеля, олова и/или свинца в виде продуктовых потоков, подходящих для получения из них главных металлических продуктов высокой чистоты. Способ в соответствии с настоящим изобретением содержит различные стадии способа, и эти стадии способа могут быть охарактеризованы как стадии окисления или как стадии восстановления. Под такой характеристикой авторы имеют в виду химические реакции, которым могут подвергаться эти целевые металлы. Стадия восстановления таким образом подразумевает, что по меньшей мере один из этих целевых металлов восстанавливается по меньшей мере из одного из его соответствующих оксидов до его элементарной металлической формы с целью перевода этого металла из фазы шлака в металлическую фазу в печи. Такая стадия восстановления предпочтительно поддерживается добавлением восстанавливающего агента, что объясняется в нескольких местах в настоящем документе. Как восстановительные квалифицируются стадии способа с номерами 400, 600, 700, 900, 1000 и 1100. На стадии окисления главной целью является преобразование по меньшей мере одного из целевых металлов по меньшей мере в один из его соответствующих оксидов с целью перевода этого металла из металлической фазы в фазу шлака в печи. Кислород для такого преобразования в контексте настоящего изобретения может поступать из множества источников. Кислород не обязательно должен поступать из воздуха или кислорода, который может вдуваться в жидкую ванну. Кислород также может подаваться с помощью введения фазы шлака, которая была получена на другой стадии способа, и в которой кислород связан в оксиде по меньшей мере одного другого металла. Стадия окисления в контексте настоящего изобретения таким образом может выполняться без какого-либо введения воздуха или кислорода. Таким образом, как окислительные квалифицируются стадии способа с номерами 100, 200, 300, 500, 800 и 1200.The present invention primarily relates to the recovery of the target metals copper, nickel, tin and/or lead in the form of product streams suitable for obtaining high purity main metal products from them. The process according to the present invention comprises various process steps, and these process steps can be characterized as oxidation steps or as reduction steps. By such a characteristic, the authors mean the chemical reactions that these target metals can undergo. The reduction step thus implies that at least one of these target metals is reduced from at least one of its respective oxides to its elemental metallic form in order to transfer that metal from the slag phase to the metallic phase in the furnace. Such a reduction step is preferably supported by the addition of a reducing agent, as explained in several places in this document. Process steps 400, 600, 700, 900, 1000, and 1100 qualify as reducing steps. In the oxidation step, the main goal is to convert at least one of the target metals to at least one of its corresponding oxides in order to transfer that metal from the metal phase. into the slag phase in the furnace. The oxygen for such conversion in the context of the present invention may come from a variety of sources. The oxygen does not have to come from air or oxygen that can be blown into the liquid bath. Oxygen can also be supplied by introducing a slag phase which has been produced in another process step and in which oxygen is bound in the oxide of at least one other metal. The oxidation step in the context of the present invention can thus be carried out without any introduction of air or oxygen. Thus, process steps 100, 200, 300, 500, 800 and 1200 qualify as oxidative.

Среди целевых металлов, извлекаемых с помощью настоящего изобретения, Sn и Pb рассматриваются как «припойные металлы». Эти металлы отличаются от других целевых металлов меди и/или никеля, потому что смеси, содержащие большое количество этих металлов, обычно имеют намного более низкую температуру плавления, чем смеси, содержащие большое количество меди и/или никеля. Такие композиции уже использовались тысячелетия назад для создания постоянной связи между двумя кусками металла, для чего сначала расплавляли этот «припой», помещали его на место и позволяли ему затвердеть. Поэтому припой должен иметь более низкую температуру плавления, чем металл деталей, которые он соединяет. В контексте настоящего изобретения припойный продукт или композиция припойного металла, два термина, которые используются взаимозаменяемо в настоящем документе, означают металлические композиции, в которых комбинация припойных металлов, и таким образом содержание Pb+Sn, составляет главную часть композиции, то есть по меньшей мере 50 мас. %, и предпочтительно по меньшей мере 65 мас. %. Припойный продукт может дополнительно содержать незначительные уровни других целевых металлов - меди и/или никеля, а также нецелевых металлов, таких как Sb, As, Bi, Zn, Al и/или Fe, и/или элементов, таких как Si. В контексте настоящего изобретения, поскольку способ нацелен на производство чернового припойного продукта и медного продукта, ожидается, что сырой припойный продукт или металлическая композиция чернового припоя, получаемая с помощью способа на стадии e) и/или n), также будет содержать измеримое количество по меньшей мере меди, хотя бы в качестве неизбежной примеси.Among the target metals recovered by the present invention, Sn and Pb are considered to be "solder metals". These metals differ from other copper and/or nickel target metals because mixtures containing large amounts of these metals generally have a much lower melting point than mixtures containing large amounts of copper and/or nickel. Such compositions have already been used millennia ago to create a permanent bond between two pieces of metal by first melting this "solder", placing it in place and allowing it to solidify. Therefore, the solder must have a lower melting point than the metal of the parts it joins. In the context of the present invention, solder product or solder metal composition, two terms used interchangeably herein, means metal compositions in which the combination of solder metals, and thus the Pb+Sn content, constitutes the major part of the composition, i.e., at least 50 wt. %, and preferably at least 65 wt. %. The solder product may additionally contain minor levels of other target metals such as copper and/or nickel, as well as non-target metals such as Sb, As, Bi, Zn, Al and/or Fe, and/or elements such as Si. In the context of the present invention, since the process is aimed at producing a solder rough product and a copper product, it is expected that the raw solder product or the rough solder metal composition produced by the method in steps e) and/or n) will also contain a measurable amount of at least a measure of copper, at least as an unavoidable impurity.

В одном варианте осуществления способа в соответствии с настоящим изобретением извлечение олова на стадии b) как части первого медного рафинировочного шлака относительно общего количества олова, присутствующего на стадии b), составляет по меньшей мере 20%, предпочтительно по меньшей мере 30%, более предпочтительно по меньшей мере 40,00%, еще более предпочтительно по меньшей мере 45%, еще более предпочтительно по меньшей мере 50%, еще более предпочтительно по меньшей мере 55%, и еще более предпочтительно по меньшей мере 57%. Нет никакой нужды определять единицы для % извлечения конкретного элемента, потому что независимо от выбора атомных или массовых процентов, % извлечения остается тем же самым.In one embodiment of the process according to the invention, the recovery of tin in step b) as part of the first copper refining slag relative to the total amount of tin present in step b) is at least 20%, preferably at least 30%, more preferably at least 40.00%, even more preferably at least 45%, even more preferably at least 50%, even more preferably at least 55%, and even more preferably at least 57%. There is no need to define units for the % recovery of a particular element, because regardless of the choice of atomic or mass percent, the % recovery remains the same.

В одном варианте осуществления способа в соответствии с настоящим изобретением извлечение свинца на стадии b) как части первого медного рафинировочного шлака относительно общего количества свинца, присутствующего на стадии b), составляет по меньшей мере 20%, предпочтительно по меньшей мере 30,00%, более предпочтительно по меньшей мере 40%, еще более предпочтительно по меньшей мере 45%, еще более предпочтительно по меньшей мере 50%, еще более предпочтительно по меньшей мере 55%, и еще более предпочтительно по меньшей мере 60%. In one embodiment of the process according to the invention, the recovery of lead in step b) as part of the first copper refining slag relative to the total lead present in step b) is at least 20%, preferably at least 30.00%, more preferably at least 40%, even more preferably at least 45%, even more preferably at least 50%, even more preferably at least 55%, and even more preferably at least 60%.

Указанный нижний предел извлечения олова и/или свинца на стадии b), присутствующих как часть первого медного рафинировочного шлака, дает то преимущество, что уже на первой стадии окисления черной меди существенное количество присутствующего олова и/или свинца удаляется вместе с существенным количеством других элементов, отличающихся от меди. Это дает то преимущество, что меньше примесей поступает на стадии, выполняемые ниже по течению с первой богатой медью металлической фазой. Это означает, что последующие стадии способа для первой богатой медью металлической фазы должны справляться с меньшим количеством примесей, а также с меньшим заполнением объема первой богатой медью металлической фазой. Это обычно означает, что больший объем печи освобождается на последующих стадиях обработки первой богатой медью металлической фазы, что создает возможности для введения дополнительного материала на этих стадиях способа, и следовательно создает возможность для увеличенного производства окончательного медного продукта при тех же самых ограничениях на объем печи. Перечисленные преимущества связаны с нижним пределом на извлечение олова на стадии b), а также с нижним пределом на извлечение свинца на стадии b) и с комбинацией нижнего предела на извлечение олова с нижним пределом на извлечение свинца на стадии b). Эти эффекты являются кумулятивными относительно этих двух металлов олова и свинца, и вместе дают даже улучшенный эффект относительно суммы двух индивидуальных эффектов.The specified lower recovery limit for tin and/or lead in step b) present as part of the first copper refining slag offers the advantage that, already in the first black copper oxidation step, a significant amount of tin and/or lead present is removed, together with a significant amount of other elements, other than copper. This has the advantage that fewer impurities enter the steps performed downstream with the first copper rich metal phase. This means that subsequent process steps for the first copper-rich metal phase have to cope with less impurities as well as less volume filling of the first copper-rich metal phase. This generally means that more furnace volume is freed up in the subsequent processing steps of the first copper-rich metal phase, allowing for additional material to be introduced in these process steps, and hence allowing for increased production of the final copper product under the same furnace volume constraints. These advantages are related to the lower limit for tin recovery in step b) as well as the lower limit for lead recovery in step b) and the combination of the lower limit for tin recovery with the lower limit for lead recovery in step b). These effects are cumulative with respect to the two metals tin and lead, and together give an even improved effect relative to the sum of the two individual effects.

Авторы обнаружили, что желаемые извлечения на стадии b) могут быть получены путем управления присутствием кислорода и/или доноров кислорода на стадии b) так, чтобы оно находилось в подходящих пределах, при необходимости в совокупности с управляемым добавлением улавливателей кислорода и добавлением флюса.We have found that the desired recoveries in step b) can be obtained by controlling the presence of oxygen and/or oxygen donors in step b) so that it is within suitable limits, if necessary in conjunction with the controlled addition of oxygen scavengers and flux addition.

В одном варианте осуществления способа в соответствии с настоящим изобретением полное питание для стадии c) содержит по меньшей мере 29,0 мас. % меди, предпочтительно по меньшей мере 30,0 мас. %, более предпочтительно по меньшей мере 31,0 мас. %, еще более предпочтительно по меньшей мере 32,0 мас. %, еще более предпочтительно по меньшей мере 33,0 мас. %, еще более предпочтительно по меньшей мере 34,0 мас. %, еще более предпочтительно по меньшей мере 35,0 мас. %, еще более предпочтительно по меньшей мере 36,0 мас. %, еще более предпочтительно по меньшей мере 37,0 мас. %, и еще более предпочтительно по меньшей мере 38,0 мас. % меди.In one embodiment of the method in accordance with the present invention, the total nutrition for stage c) contains at least 29.0 wt. % copper, preferably at least 30.0 wt. %, more preferably at least 31.0 wt. %, even more preferably at least 32.0 wt. %, even more preferably at least 33.0 wt. %, even more preferably at least 34.0 wt. %, even more preferably at least 35.0 wt. %, even more preferably at least 36.0 wt. %, even more preferably at least 37.0 wt. %, and even more preferably at least 38.0 wt. % copper.

В одном варианте осуществления способа в соответствии с настоящим изобретением полное питание для стадии c) содержит количество меди, которое по меньшей мере в 1,6 раза выше, чем общее количество присутствующих припойных металлов, то есть Sn+Pb, предпочтительно по меньшей мере в 1,7 раза, еще более предпочтительно по меньшей мере в 1,8 раза, еще более предпочтительно по меньшей мере в 1,9 раза, еще более предпочтительно по меньшей мере в 2,0 раза, и еще более предпочтительно по меньшей мере в 2,1 раза выше, чем общее количество присутствующих припойных металлов.In one embodiment of the method according to the present invention, the total feed for step c) contains an amount of copper that is at least 1.6 times higher than the total amount of solder metals present, i.e. Sn+Pb, preferably at least 1 .7 times, even more preferably at least 1.8 times, even more preferably at least 1.9 times, even more preferably at least 2.0 times, and even more preferably at least 2, 1 times higher than the total amount of solder metals present.

Авторы обнаружили, что предписанное количество меди дает то преимущество, что имеется достаточное количество меди, служащей растворителем для экстрагирования припойных металлов из фазы шлака в первую металлическую композицию на основе свинца-олова, что улучшает извлечение ценного олова и/или свинца из шлака на стадии с).We have found that the prescribed amount of copper has the advantage that there is sufficient copper as a solvent to extract the solder metals from the slag phase into the lead-tin first metal composition, which improves the recovery of valuable tin and/or lead from the slag in step c. ).

В одном варианте осуществления способа в соответствии с настоящим изобретением первый отработанный шлак содержит самое большее 20,0 мас. % и еще лучше самое большее 18 мас. % меди, олова и свинца вместе, предпочтительно самое большее 15 мас. %, более предпочтительно самое большее 12 мас. %, еще более предпочтительно самое большее 9,0 мас. %, еще более предпочтительно самое большее 7,0 мас. %, еще более предпочтительно самое большее 5,0 мас. %, еще более предпочтительно самое большее 4,0 мас. %, еще более предпочтительно самое большее 3,0 мас. %, еще более предпочтительно самое большее 2,0 мас. %, еще более предпочтительно самое большее 1,5 мас. % и еще более предпочтительно самое большее 1,10 мас. % меди, олова и свинца вместе.In one embodiment of the method in accordance with the present invention, the first spent slag contains at most 20.0 wt. % and even better at most 18 wt. % copper, tin and lead together, preferably at most 15 wt. %, more preferably at most 12 wt. %, even more preferably at most 9.0 wt. %, even more preferably at most 7.0 wt. %, even more preferably at most 5.0 wt. %, even more preferably at most 4.0 wt. %, even more preferably at most 3.0 wt. %, even more preferably at most 2.0 wt. %, even more preferably at most 1.5 wt. % and even more preferably at most 1.10 wt. % copper, tin and lead together.

В одном варианте осуществления способа в соответствии с настоящим изобретением первый отработанный шлак содержит самое большее 7,0 мас. % меди, предпочтительно самое большее 5,0 мас. %, более предпочтительно самое большее 3,0 мас. %, еще более предпочтительно самое большее 2,0 мас. %, еще более предпочтительно самое большее 1,50 мас. %, еще более предпочтительно самое большее 1,00 мас. %, еще более предпочтительно самое большее 0,75 мас. %, еще более предпочтительно самое большее 0,60 мас. %, еще более предпочтительно самое большее 0,50 мас. %, и еще более предпочтительно самое большее 0,40 мас. % меди. In one embodiment of the method in accordance with the present invention, the first spent slag contains at most 7.0 wt. % copper, preferably at most 5.0 wt. %, more preferably at most 3.0 wt. %, even more preferably at most 2.0 wt. %, even more preferably at most 1.50 wt. %, even more preferably at most 1.00 wt. %, even more preferably at most 0.75 wt. %, even more preferably at most 0.60 wt. %, even more preferably at most 0.50 wt. %, and even more preferably at most 0.40 wt. % copper.

В одном варианте осуществления способа в соответствии с настоящим изобретением первый отработанный шлак содержит самое большее 7,0 мас. % олова, предпочтительно самое большее 5,0 мас. %, более предпочтительно самое большее 3,0 мас. %, еще более предпочтительно самое большее 2,0 мас. %, еще более предпочтительно самое большее 1,50 мас. %, еще более предпочтительно самое большее 1,00 мас. %, еще более предпочтительно самое большее 0,75 мас. %, еще более предпочтительно самое большее 0,60 мас. %, еще более предпочтительно самое большее 0,50 мас. %, еще более предпочтительно самое большее 0,40 мас. %, и еще более предпочтительно самое большее 0,30 мас. % олова.In one embodiment of the method in accordance with the present invention, the first spent slag contains at most 7.0 wt. % tin, preferably at most 5.0 wt. %, more preferably at most 3.0 wt. %, even more preferably at most 2.0 wt. %, even more preferably at most 1.50 wt. %, even more preferably at most 1.00 wt. %, even more preferably at most 0.75 wt. %, even more preferably at most 0.60 wt. %, even more preferably at most 0.50 wt. %, even more preferably at most 0.40 wt. %, and even more preferably at most 0.30 wt. % tin.

В одном варианте осуществления способа в соответствии с настоящим изобретением первый отработанный шлак содержит самое большее 7,0 мас. % свинца, предпочтительно самое большее 5,0 мас. %, более предпочтительно самое большее 3,0 мас. %, еще более предпочтительно самое большее 2,0 мас. %, еще более предпочтительно самое большее 1,50 мас. %, еще более предпочтительно самое большее 1,00 мас. %, еще более предпочтительно самое большее 0,75 мас. %, еще более предпочтительно самое большее 0,60 мас. %, еще более предпочтительно самое большее 0,50 мас. %, и еще более предпочтительно самое большее 0,40 мас. % свинца.In one embodiment of the method in accordance with the present invention, the first spent slag contains at most 7.0 wt. % lead, preferably at most 5.0 wt. %, more preferably at most 3.0 wt. %, even more preferably at most 2.0 wt. %, even more preferably at most 1.50 wt. %, even more preferably at most 1.00 wt. %, even more preferably at most 0.75 wt. %, even more preferably at most 0.60 wt. %, even more preferably at most 0.50 wt. %, and even more preferably at most 0.40 wt. % lead.

Из указанных верхних пределов присутствия меди, олова, свинца и этих трех металлов вместе в первом отработанном шлаке каждый индивидуально дает ту выгоду, что экономическое значение количества трех целевых металлов, покидающих способ с первым отработанным шлаком на стадии c), остается ограниченным. Это уменьшает потребность или желание предусматривать дополнительные стадии способа для первого отработанного шлака прежде, чем он сможет быть утилизирован, и таким образом дает ту выгоду, что нужно меньше или вообще не нужно никаких стадий дополнительной обработки, прежде чем можно будет избавиться от первого отработанного шлака, или прежде чем этот шлак будет считаться приемлемым в экономически более привлекательном приложении или конечном использовании.Of these upper limits for the presence of copper, tin, lead and these three metals together in the first waste slag, each individually has the advantage that the economic value of the amount of the three target metals leaving the process with the first waste slag in step c) remains limited. This reduces the need or desire to provide additional process steps for the first spent slag before it can be disposed of, and thus has the advantage that fewer or no further processing steps are needed before the first spent slag can be disposed of. or before that slag is considered acceptable in an economically more attractive application or end use.

В первом отработанном шлаке способа в соответствии с настоящим изобретением извлекаются большинство элементов, которые при условиях способа имеют более высокое сродство к кислороду, чем олово и/или свинец и/или медь и/или никель. Это особенно справедливо для металлов, таких как цинк, хром, марганец, ванадий, титан, железо, алюминий, натрий, калий, кальций и другие щелочные и щелочноземельные металлы, а также и для других элементов, таких как кремний или фосфор.In the first waste slag of the process according to the present invention, most of the elements are recovered which, under the process conditions, have a higher affinity for oxygen than tin and/or lead and/or copper and/or nickel. This is especially true for metals such as zinc, chromium, manganese, vanadium, titanium, iron, aluminium, sodium, potassium, calcium and other alkali and alkaline earth metals, as well as other elements such as silicon or phosphorus.

Авторы обнаружили, что желаемые извлечения на стадии b) также могут быть получены путем управления присутствием кислорода и/или доноров кислорода на стадии b) так, чтобы оно находилось в подходящих пределах, при необходимости в совокупности с управляемым добавлением улавливателей кислорода и добавлением флюса.The inventors have found that the desired recoveries in step b) can also be obtained by controlling the presence of oxygen and/or oxygen donors in step b) so that it is within suitable limits, if necessary in conjunction with the controlled addition of oxygen scavengers and flux addition.

В одном варианте осуществления способа в соответствии с настоящим изобретением композиция черной меди, используемая на некоторых из стадий способа, соответствует по меньшей мере одному из следующих условий, и наиболее предпочтительно всем следующим условиям:In one embodiment of the method in accordance with the present invention, the black copper composition used in some of the steps of the method meets at least one of the following conditions, and most preferably all of the following conditions:

- содержит по меньшей мере 51 мас. % меди,- contains at least 51 wt. % copper,

- содержит самое большее 96,9 мас. % меди,- contains at most 96.9 wt. % copper

- содержит по меньшей мере 0,1 мас. % никеля,- contains at least 0.1 wt. % nickel,

- содержит самое большее 4,0 мас. % никеля,- contains at most 4.0 wt. % nickel,

- содержит по меньшей мере 1,5 мас. % олова,- contains at least 1.5 wt. % tin,

- содержит самое большее 15 мас. % олова,- contains at most 15 wt. % tin,

- содержит по меньшей мере 1,5 мас. % свинца,- contains at least 1.5 wt. % lead

- содержит самое большее 25 мас. % свинца,- contains at most 25 wt. % lead

- содержит самое большее 3,5 мас. % железа, и- contains at most 3.5 wt. % iron, and

- содержит самое большее 8,0 мас. % цинка.- contains at most 8.0 wt. % zinc.

Авторы предпочитают, чтобы любая черная медь, которая может использоваться в способе в соответствии с настоящим изобретением, то есть также любая черная медь, используемая на стадии способа, отличающейся от стадии b), соответствовала по меньшей мере одному из вышеперечисленных условий, и предпочтительно всем этим условиям.The authors prefer that any black copper that can be used in the process according to the present invention, i.e. also any black copper used in a process step other than step b) meet at least one of the above conditions, and preferably all of these. conditions.

В одном варианте осуществления способа в соответствии с настоящим изобретением черная медь содержит самое большее 96,9 мас. % или лучше самое большее 96,5 мас. % меди, предпочтительно самое большее 96,0 мас. %, более предпочтительно самое большее 95,0 мас. %, еще более предпочтительно самое большее 90,0 мас. %, еще более предпочтительно самое большее 85,0 мас. %, еще более предпочтительно самое большее 83,0 мас. %, еще более предпочтительно самое большее 81,0 мас. %, еще более предпочтительно самое большее 80,0 мас. %, еще более предпочтительно меньше чем 80,0 мас. % и еще более предпочтительно самое большее 79,0 мас. % меди. Это дает то дополнительное преимущество, что предшествующий способ для производства черной меди может принимать сырье, содержащее намного больше металлов, отличающихся от меди. Особенно выгодно в производстве черной меди принимать больше олова и/или свинца, и это более высокое количество олова и/или свинца может быть легко обработано в увеличенное количество чернового побочного припойного продукта, который имеет относительно высокую экономическую ценность.In one embodiment of the method in accordance with the present invention, black copper contains at most 96.9 wt. % or better at most 96.5 wt. % copper, preferably at most 96.0 wt. %, more preferably at most 95.0 wt. %, even more preferably at most 90.0 wt. %, even more preferably at most 85.0 wt. %, even more preferably at most 83.0 wt. %, even more preferably at most 81.0 wt. %, even more preferably at most 80.0 wt. %, even more preferably less than 80.0 wt. % and even more preferably at most 79.0 wt. % copper. This has the additional advantage that the prior process for producing black copper can accept a feed containing many more metals other than copper. It is particularly advantageous in the production of black copper to accept more tin and/or lead, and this higher amount of tin and/or lead can be easily processed into an increased amount of rough solder by-product which has a relatively high economic value.

В одном варианте осуществления способа в соответствии с настоящим изобретением черная медь содержит по меньшей мере 51 мас. % меди, предпочтительно по меньшей мере 52 мас. %, более предпочтительно по меньшей мере 53 мас. %, еще более предпочтительно по меньшей мере 54 мас. %, еще более предпочтительно по меньшей мере 55 мас. %, еще более предпочтительно по меньшей мере 57 мас. %, еще более предпочтительно по меньшей мере 59 мас. %, еще более предпочтительно по меньшей мере 60 мас. %, еще более предпочтительно по меньшей мере 62 мас. %, еще более предпочтительно по меньшей мере 64 мас. %, еще более предпочтительно по меньшей мере 66 мас. %, еще более предпочтительно по меньшей мере 68 мас. %, еще более предпочтительно по меньшей мере 70 мас. %, еще более предпочтительно по меньшей мере 71 мас. %, еще более предпочтительно по меньшей мере 72 мас. %, еще более предпочтительно по меньшей мере 73 мас. %, еще более предпочтительно по меньшей мере 74 мас. %, еще более предпочтительно по меньшей мере 75 мас. %, еще более предпочтительно по меньшей мере 77,5 мас. %, еще более предпочтительно по меньшей мере 80 мас. %, и еще более предпочтительно по меньшей мере 85 мас. % меди. In one embodiment of the method in accordance with the present invention, black copper contains at least 51 wt. % copper, preferably at least 52 wt. %, more preferably at least 53 wt. %, even more preferably at least 54 wt. %, even more preferably at least 55 wt. %, even more preferably at least 57 wt. %, even more preferably at least 59 wt. %, even more preferably at least 60 wt. %, even more preferably at least 62 wt. %, even more preferably at least 64 wt. %, even more preferably at least 66 wt. %, even more preferably at least 68 wt. %, even more preferably at least 70 wt. %, even more preferably at least 71 wt. %, even more preferably at least 72 wt. %, even more preferably at least 73 wt. %, even more preferably at least 74 wt. %, even more preferably at least 75 wt. %, even more preferably at least 77.5 wt. %, even more preferably at least 80 wt. %, and even more preferably at least 85 wt. % copper.

Это дает то преимущество, что стадия предварительной очистки, такая как предложенная в патентном документе US 3682623 для обогащения черной меди, содержащей 75-80 мас. % меди, до приблизительно 85 мас. % меди или выше (85,12 мас. % меди в Примере, Таблица VI), может быть опущена. This has the advantage that a pre-treatment step, such as that proposed in US Pat. % copper, up to about 85 wt. % copper or higher (85.12 wt. % copper in the Example, Table VI) may be omitted.

Авторы дополнительно обнаружили, что полный способ является более работоспособным и эффективным, и обычно производит больше главных продуктов, если концентрация меди в черной меди остается внутри заданного нижнего предела. При низкой концентрации меди в черной меди другие элементы составляют остаток. Это является довольно приемлемым и часто даже желательным, если они являются ценными металлами, такими как свинец, и еще более интересно, когда они также включают олово. Эти металлы потребляют химикаты во время любой стадии окисления и/или восстановления, но в конечном счете их большая часть оказывается в потоке главного продукта. Если же они представляют собой металлы меньшей ценности или элементы, которые неизбежно оказываются в одном из отработанных шлаков способа, то более низкая концентрация меди является довольно невыгодной, потому что эти металлы и/или элементы потребляют химикаты на стадиях окисления, составляющих часть стадий рафинирования меди, и/или могут потреблять другие химикаты на одной из последующих стадий восстановления, таких как стадия c) способа в соответствии с настоящим изобретением. В дополнение к этому, эти малоценные металлы или элементы занимают объем печи, и их присутствие поэтому требует больших печей и, следовательно, более высоких капитальных затрат. В пределах заданного размера имеющегося оборудования присутствие этих металлов или элементов ужесточает ограничения на введение в любую из стадий способа сырья более высокой ценности, например содержащего высокие концентрации меди, олова и/или свинца. Композиция черной меди обычно является промежуточным продуктом, производимым с помощью другой стадии пирометаллургического способа, то есть стадии плавления. Стадия плавления дает продукт расплавленного металла, так называемую «черная медь», а также жидкий шлак, состоящий главным образом из оксидов металлов, обычно в присутствии значительного количества кремнезема. Авторы предпочитают на стадии плавления получать продукт черной меди, имеющий по меньшей мере заданное минимальное количество меди, потому что присутствующая в большом количестве медь действует как экстрагирующий агент для других ценных металлов, например олова и свинца. Поэтому поддержание медной концентрации в композиции черной меди выше указанного предела приводит к более высокому извлечению этих других ценных металлов, присутствующих в композиции черной меди, вместо того, чтобы терять эти ценные металлы с плавильным шлаком, в котором эти металлы обычно имеют малую или нулевую ценность, и даже могут представлять собой лишнюю нагрузку.The inventors have further found that the overall process is more workable and efficient, and generally produces more major products if the copper concentration in ferrous copper remains within a predetermined lower limit. At low concentrations of copper in black copper, other elements make up the remainder. This is quite acceptable and often even desirable if they are valuable metals such as lead, and even more interesting when they also include tin. These metals consume chemicals during any oxidation and/or reduction step, but ultimately most of them end up in the main product stream. If they are metals of lower value or elements that inevitably end up in one of the process waste slags, then the lower concentration of copper is quite disadvantageous because these metals and/or elements consume chemicals in the oxidation stages that are part of the copper refining stages, and/or may consume other chemicals in one of the subsequent recovery steps, such as step c) of the process according to the present invention. In addition, these low value metals or elements take up the volume of the furnace and their presence therefore requires larger furnaces and therefore higher capital costs. Within a given size of equipment available, the presence of these metals or elements increases the restrictions on introducing higher value feedstocks into any of the process steps, such as those containing high concentrations of copper, tin and/or lead. The black copper composition is usually an intermediate product produced by another step in the pyrometallurgical process, i.e. a smelting step. The melting step produces a molten metal product, the so-called "black copper", as well as a liquid slag consisting mainly of metal oxides, usually in the presence of a significant amount of silica. We prefer to obtain a black copper product having at least a predetermined minimum amount of copper in the melting step because the abundant copper acts as an extractant for other valuable metals such as tin and lead. Therefore, maintaining the copper concentration in the black copper composition above this limit results in a higher recovery of these other valuable metals present in the black copper composition, instead of wasting these valuable metals with the smelter slag, in which these metals usually have little or no value, and may even be an extra load.

В одном варианте осуществления способа в соответствии с настоящим изобретением черная медь содержит по меньшей мере 1,5 мас. % олова, предпочтительно по меньшей мере 2,0 мас. %, еще более предпочтительно по меньшей мере 2,5 мас. %, еще более предпочтительно по меньшей мере 3,0 мас. %, еще более предпочтительно по меньшей мере 3,5 мас. %, еще более предпочтительно по меньшей мере 3,75 мас. %, еще более предпочтительно по меньшей мере 4,0 мас. %, еще более предпочтительно по меньшей мере 4,5 мас. %, еще более предпочтительно по меньшей мере 5,0 мас. %, еще более предпочтительно по меньшей мере 5,5 мас. %, еще более предпочтительно по меньшей мере 6,0 мас. %, еще более предпочтительно по меньшей мере 6,5 мас. %, еще более предпочтительно по меньшей мере 7,0 мас. %, еще более предпочтительно по меньшей мере 7,5 мас. %, еще более предпочтительно по меньшей мере 8,0 мас. %, еще более предпочтительно по меньшей мере 8,5 мас. %, еще более предпочтительно по меньшей мере 9,0 мас. %, еще более предпочтительно по меньшей мере 9,5 мас. %, еще более предпочтительно по меньшей мере 10,0 мас. %, и еще более предпочтительно по меньшей мере 11,0 мас. % олова. Олово является очень ценным металлом, который в его высокочистой форме представляет собой довольно дефицитный продукт. Авторы поэтому предпочитают производить максимальное количество олова, которое их способ способен обработать. В дополнение к этому, авторы предпочитают извлекать это олово из сырья с низкой экономической ценностью, в котором олово обычно присутствует в низких концентрациях. Такое недорогое сырье часто содержит большое количество элементов, которые трудно обрабатываются в пирометаллургическом способе рафинирования меди, и поэтому обычно сначала обрабатываются на стадии плавления. Поэтому олово, содержащееся в таком недорогом сырье, становится главным образом частью композиции черной меди. Авторы предпочитают обрабатывать максимально возможное количество олова из такого недорогого сырья, и, следовательно, предпочитают иметь композицию черной меди способа в соответствии с настоящим изобретением, содержащую максимально возможное количество олова при соблюдении других ограничений способа.In one embodiment of the method in accordance with the present invention, black copper contains at least 1.5 wt. % tin, preferably at least 2.0 wt. %, even more preferably at least 2.5 wt. %, even more preferably at least 3.0 wt. %, even more preferably at least 3.5 wt. %, even more preferably at least 3.75 wt. %, even more preferably at least 4.0 wt. %, even more preferably at least 4.5 wt. %, even more preferably at least 5.0 wt. %, even more preferably at least 5.5 wt. %, even more preferably at least 6.0 wt. %, even more preferably at least 6.5 wt. %, even more preferably at least 7.0 wt. %, even more preferably at least 7.5 wt. %, even more preferably at least 8.0 wt. %, even more preferably at least 8.5 wt. %, even more preferably at least 9.0 wt. %, even more preferably at least 9.5 wt. %, even more preferably at least 10.0 wt. %, and even more preferably at least 11.0 wt. % tin. Tin is a very valuable metal, which in its highly pure form is a rather scarce commodity. The authors therefore prefer to produce the maximum amount of tin that their method is capable of processing. In addition, the authors prefer to extract this tin from raw materials with low economic value, in which tin is usually present in low concentrations. Such inexpensive raw materials often contain a large number of elements that are difficult to process in the pyrometallurgical copper refining process, and therefore are usually processed first in the smelting stage. Therefore, the tin contained in such an inexpensive raw material becomes mainly part of the black copper composition. We prefer to process as much tin as possible from such an inexpensive raw material, and therefore prefer to have the black copper composition of the process according to the present invention containing as much tin as possible while respecting the other limitations of the process.

В одном варианте осуществления способа в соответствии с настоящим изобретением черная медь содержит по меньшей мере 1,5 мас. % свинца, предпочтительно по меньшей мере 2,0 мас. %, еще более предпочтительно по меньшей мере 2,5 мас. %, еще более предпочтительно по меньшей мере 3,0 мас. %, еще более предпочтительно по меньшей мере 3,5 мас. %, еще более предпочтительно по меньшей мере 3,75 мас. %, еще более предпочтительно по меньшей мере 4,0 мас. %, еще более предпочтительно по меньшей мере 4,5 мас. %, еще более предпочтительно по меньшей мере 5,0 мас. %, еще более предпочтительно по меньшей мере 5,5 мас. %, еще более предпочтительно по меньшей мере 6,0 мас. %, еще более предпочтительно по меньшей мере 7,0 мас. %, еще более предпочтительно по меньшей мере 8,0 мас. %, еще более предпочтительно по меньшей мере 9,0 мас. %, еще более предпочтительно по меньшей мере 10,0 мас. %, еще более предпочтительно по меньшей мере 11,0 мас. %, еще более предпочтительно по меньшей мере 12,0 мас. %, еще более предпочтительно по меньшей мере 13,0 мас. %, еще более предпочтительно по меньшей мере 14,0 мас. %, и еще более предпочтительно по меньшей мере 15,0 мас. % свинца.In one embodiment of the method in accordance with the present invention, black copper contains at least 1.5 wt. % lead, preferably at least 2.0 wt. %, even more preferably at least 2.5 wt. %, even more preferably at least 3.0 wt. %, even more preferably at least 3.5 wt. %, even more preferably at least 3.75 wt. %, even more preferably at least 4.0 wt. %, even more preferably at least 4.5 wt. %, even more preferably at least 5.0 wt. %, even more preferably at least 5.5 wt. %, even more preferably at least 6.0 wt. %, even more preferably at least 7.0 wt. %, even more preferably at least 8.0 wt. %, even more preferably at least 9.0 wt. %, even more preferably at least 10.0 wt. %, even more preferably at least 11.0 wt. %, even more preferably at least 12.0 wt. %, even more preferably at least 13.0 wt. %, even more preferably at least 14.0 wt. %, and even more preferably at least 15.0 wt. % lead.

Свинец также является ценным металлом. В дополнение к этому, присутствие свинца облегчает извлечение даже более ценного металлического олова, потому что он ведет себя аналогично олову, оказывается в тех же самых потоках способа, формируя смесь, называемую «припоем», и получаемые припойные потоки имеют более высокую плотность и поэтому легче отделяются от жидких потоков меньшей плотности, таких как шлак, или твердых потоков, таких как дросс. Авторы поэтому предпочитают иметь значительное количество свинца в своем способе. В дополнение к этому, авторы предпочитают извлекать этот свинец из сырья с низкой экономической ценностью, в котором свинец обычно присутствует в низких концентрациях. Такое недорогое сырье часто содержит большое количество элементов, которые трудно обрабатываются в пирометаллургическом способе рафинирования меди, и поэтому обычно сначала обрабатываются на стадии плавления. Поэтому свинец, содержащийся в таком недорогом сырье, становится главным образом частью композиции черной меди. Авторы предпочитают получать максимально возможное количество свинца из такого недорогого сырья, и следовательно предпочитают иметь композицию черной меди способа в соответствии с настоящим изобретением, содержащую максимально возможное количество свинца при соблюдении других ограничений способа.Lead is also a valuable metal. In addition, the presence of lead makes it easier to extract even more valuable metallic tin, because it behaves similarly to tin, it ends up in the same process streams, forming a mixture called "solder", and the resulting solder streams have a higher density and therefore are easier separated from lower density liquid streams such as slag or solid streams such as dross. The authors therefore prefer to have a significant amount of lead in their method. In addition, the authors prefer to extract this lead from raw materials with low economic value, in which lead is usually present in low concentrations. Such inexpensive raw materials often contain a large number of elements that are difficult to process in the pyrometallurgical copper refining process, and therefore are usually processed first in the smelting stage. Therefore, the lead contained in such an inexpensive raw material becomes mainly part of the black copper composition. The authors prefer to obtain the maximum amount of lead from such an inexpensive raw material, and therefore prefer to have a black copper composition of the method in accordance with the present invention containing the maximum amount of lead, subject to other limitations of the method.

Более высокое присутствие олова и/или свинца в черной меди дает то преимущество, что сырье, содержащее это олово и/или свинец, может быть обработано на стадии плавления, которая является очень терпимой к другим примесям, намного выше, чем типичные стадии, выполняемые как часть способа рафинирования меди, включая любые стадии, связанные с совместным производством других цветных металлов, таких как олово и/или свинец. Это приемлемое сырье таким образом обычно имеет намного более низкое качество и, следовательно, также более низкую экономическую ценность. Большая часть олова и/или свинца в черной меди способа в соответствии с настоящим изобретением попадает в побочный сырой припойный продукт, который является продуктом относительно высокой экономической ценности. Повышение экономической ценности олова и/или свинца в черной меди, подаваемой в способ в соответствии с настоящим изобретением, является поэтому обычно намного более высоким, чем для того же самого количества, вводимого как часть намного более концентрированного сырья, которое может быть приемлемым непосредственно в одной из стадий в способе рафинирования меди, включающем вспомогательное оборудование.The higher presence of tin and/or lead in black copper has the advantage that raw materials containing this tin and/or lead can be processed in a smelting step that is very tolerant of other impurities, much higher than typical steps performed as part of the copper refining process, including any steps associated with the co-production of other non-ferrous metals such as tin and/or lead. These acceptable raw materials are thus usually of much lower quality and therefore also of lower economic value. Most of the tin and/or lead in the black copper of the process according to the present invention ends up in the raw solder by-product, which is a product of relatively high economic value. The economic value enhancement of tin and/or lead in black copper fed to the process according to the present invention is therefore generally much higher than for the same amount introduced as part of a much more concentrated feed, which may be acceptable directly in one of the steps in a copper refining process including auxiliary equipment.

Авторы поэтому предпочитают иметь более высокое количество олова и/или свинца в черной меди, потому что это дает то преимущество, что в пределах производимого количества этих металлов, ограниченного из-за ограничений оборудования, больше этих металлов извлекается из недорогого сырья, и следовательно больше этих металлов может быть извлечено со значительным повышением их экономической ценности по сравнению с сырьем, получая их высокую экономическую ценность в конечном продукте.The authors therefore prefer to have a higher amount of tin and/or lead in ferrous copper because this has the advantage that, within the limits of the production of these metals, limited due to equipment limitations, more of these metals are recovered from inexpensive raw materials, and therefore more of these metals can be extracted with a significant increase in their economic value compared to raw materials, obtaining their high economic value in the final product.

В одном варианте осуществления способа в соответствии с настоящим изобретением черная медь содержит самое большее 15,0 мас. % олова, предпочтительно самое большее 14,0 мас. %, более предпочтительно самое большее 13,0 мас. %, еще более предпочтительно самое большее 12,0 мас. %, еще более предпочтительно самое большее 11,0 мас. %, еще более предпочтительно самое большее 10,0 мас. %, еще более предпочтительно самое большее 9,0 мас. %, еще более предпочтительно самое большее 8,0 мас. %, еще более предпочтительно самое большее 7,0 мас. % и еще более предпочтительно самое большее 6,0 мас. % олова. Авторы обнаружили, что ограничение концентрации олова в композиции черной меди указанными верхними пределами дает то преимущество, что в композиции черной меди остается достаточно места для других металлов и элементов. Как обсуждалось выше, присутствие меди является очень выгодным на предшествующей стадии плавления, как и присутствие свинца. Авторы поэтому предпочитают сохранять концентрацию олова внутри указанного верхнего предела.In one embodiment of the method in accordance with the present invention, black copper contains at most 15.0 wt. % tin, preferably at most 14.0 wt. %, more preferably at most 13.0 wt. %, even more preferably at most 12.0 wt. %, even more preferably at most 11.0 wt. %, even more preferably at most 10.0 wt. %, even more preferably at most 9.0 wt. %, even more preferably at most 8.0 wt. %, even more preferably at most 7.0 wt. % and even more preferably at most 6.0 wt. % tin. The inventors have found that limiting the concentration of tin in the black copper composition to these upper limits has the advantage that sufficient space is left in the black copper composition for other metals and elements. As discussed above, the presence of copper is very advantageous in the preceding melting step, as is the presence of lead. The authors therefore prefer to keep the concentration of tin within the specified upper limit.

В одном варианте осуществления способа в соответствии с настоящим изобретением черная медь содержит самое большее 25,0 мас. % свинца, предпочтительно самое большее 24,0 мас. %, более предпочтительно самое большее 23,0 мас. %, еще более предпочтительно самое большее 22,0 мас. %, все же более предпочтительно самое большее 21,0 мас. %, еще более предпочтительно самое большее 20,0 мас. %, еще более предпочтительно самое большее 19,0 мас. %, еще более предпочтительно самое большее 18,0 мас. %, еще более предпочтительно самое большее 17,0 мас. %, еще более предпочтительно самое большее 16,0 мас. %, еще более предпочтительно самое большее 15,0 мас. %, еще более предпочтительно самое большее 14,0 мас. %, еще более предпочтительно самое большее 13,0 мас. %, еще более предпочтительно самое большее 12,0 мас. %, еще более предпочтительно самое большее 11,0 мас. %, еще более предпочтительно самое большее 10,0 мас. %, еще более предпочтительно самое большее 9,0 мас. %, еще более предпочтительно самое большее 8,0 мас. %, и еще более предпочтительно самое большее 7,0 мас. % свинца. Авторы обнаружили, что ограничение концентрации свинца в композиции черной меди указанными верхними пределами дает то преимущество, что в композиции черной меди остается достаточно места для других металлов и элементов. Как обсуждалось выше, присутствие меди является очень выгодным на предшествующей стадии плавления, а также весьма желательно присутствие существенного количества олова. Авторы поэтому предпочитают сохранять концентрацию свинца внутри указанного верхнего предела.In one embodiment of the method in accordance with the present invention, black copper contains at most 25.0 wt. % lead, preferably at most 24.0 wt. %, more preferably at most 23.0 wt. %, even more preferably at most 22.0 wt. %, yet more preferably at most 21.0 wt. %, even more preferably at most 20.0 wt. %, even more preferably at most 19.0 wt. %, even more preferably at most 18.0 wt. %, even more preferably at most 17.0 wt. %, even more preferably at most 16.0 wt. %, even more preferably at most 15.0 wt. %, even more preferably at most 14.0 wt. %, even more preferably at most 13.0 wt. %, even more preferably at most 12.0 wt. %, even more preferably at most 11.0 wt. %, even more preferably at most 10.0 wt. %, even more preferably at most 9.0 wt. %, even more preferably at most 8.0 wt. %, and even more preferably at most 7.0 wt. % lead. The authors have found that limiting the concentration of lead in the black copper composition to these upper limits has the advantage that sufficient space is left in the black copper composition for other metals and elements. As discussed above, the presence of copper is very advantageous in the preceding melting step, and the presence of a significant amount of tin is also highly desirable. The authors therefore prefer to keep the lead concentration within the specified upper limit.

Авторы обнаружили, что чрезмерное количество олова и/или свинца в черной меди влияет на любую стадию разделения между медью (и никелем) с одной стороны и оловом и свинцом с другой стороны. Это разделение является менее четким, и больше олова и/или свинца имеет тенденцию оставаться с медью. Даже если медный поток по меньшей мере частично рециркулирует, это приводит к более высокому количеству олова и/или свинца, циркулирующих в способе, и к увеличению объема печи. Кроме того, если медный поток после такого разделения, или его часть, удаляется из способа, более высокое количество олова и/или свинца в этом потоке создает дополнительное бремя для его последующей обработки.The authors have found that excessive amounts of tin and/or lead in black copper affect any separation step between copper (and nickel) on the one hand and tin and lead on the other hand. This separation is less clear cut and more tin and/or lead tends to remain with the copper. Even if the copper stream is at least partially recycled, this results in a higher amount of tin and/or lead circulating in the process and an increase in furnace volume. In addition, if the copper stream after such separation, or part thereof, is removed from the process, the higher amount of tin and/or lead in this stream creates an additional burden for its subsequent processing.

В одном варианте осуществления способа в соответствии с настоящим изобретением черная медь содержит по меньшей мере 0,1 мас. % и самое большее 4,0 мас. % никеля (Ni). Предпочтительно питание черной меди для стадии b) содержит по меньшей мере 0,2 мас. % никеля, более предпочтительно по меньшей мере 0,3 мас. %, еще более предпочтительно по меньшей мере 0,4 мас. %, еще более предпочтительно по меньшей мере 0,5 мас. %, еще более предпочтительно по меньшей мере 0,75 мас. %, и еще более предпочтительно по меньшей мере 1,00 мас. % никеля.In one embodiment of the method in accordance with the present invention, black copper contains at least 0.1 wt. % and at most 4.0 wt. % Nickel (Ni). Preferably, the black copper feed for stage b) contains at least 0.2 wt. % nickel, more preferably at least 0.3 wt. %, even more preferably at least 0.4 wt. %, even more preferably at least 0.5 wt. %, even more preferably at least 0.75 wt. %, and even more preferably at least 1.00 wt. % nickel.

Никель является металлом, который присутствует во многих видах сырья, содержащего медь, олово и/или свинец, и он также присутствует во многих сплавах, содержащих или даже основанных на железе. Никель при условиях в печи проявляет сродство к кислороду, которое является более низким, чем у олова и/или свинца, и близким и несколько выше, чем у меди. Поэтому он является металлом, который трудно отделить от меди с помощью пирометаллургии. В патентном документе US 3682623 большая часть никеля, содержащегося в предварительно очищенной черной меди (Таблица VI, 541,8 кг) покидает способ как примесь в очищенном медном продукте (Таблица XII, 300 кг), который отливается в аноды (колонка 19, строки 61-62). Незначительное количество никеля попадает в металлический продукт свинца/олова (Таблица XV, 110 кг). Этот способ содержит значительный рециркуляционный поток черной меди, в котором содержание никеля, похоже, увеличивается с каждым циклом (Таблица XIV, 630 кг по сравнению с Таблицей VI, 500 кг). Авторы обнаружили, что никель в медных анодах является элементом, который мешает на последующей стадии электролитической очистки. При условиях способа электролитической очистки никель растворяется в электролите, но не осаждается на катоде. Поэтому он может накапливаться в электролите, что может приводить к выпадению солей никеля при превышении их предела растворимости. Но даже при более низких уровнях никель может приводить к пассивированию анодов из-за возможного увеличения градиента концентраций никеля на анодной поверхности. Способ патентного документа US 3682623 таким образом является ограниченным в его способности к обработке никеля. Стадия плавления в патентном документе US 3682623 поэтому может принимать лишь довольно ограниченное количество сырья, которое содержит существенное количество никеля. Nickel is a metal that is present in many raw materials containing copper, tin and/or lead, and it is also present in many alloys containing or even based on iron. Nickel, under furnace conditions, exhibits an affinity for oxygen that is lower than that of tin and/or lead and close to and slightly higher than that of copper. Therefore, it is a metal that is difficult to separate from copper using pyrometallurgy. In US 3,682,623, most of the nickel contained in pre-purified black copper (Table VI, 541.8 kg) leaves the process as an impurity in the refined copper product (Table XII, 300 kg) which is cast into anodes (column 19, lines 61 -62). Minor amounts of nickel end up in the lead/tin metal product (Table XV, 110 kg). This process contains a significant recycle stream of black copper, in which the nickel content seems to increase with each cycle (Table XIV, 630 kg compared to Table VI, 500 kg). The authors found that nickel in copper anodes is an element that interferes with the subsequent electrolytic refining step. Under the conditions of the electrolytic purification method, nickel dissolves in the electrolyte, but does not deposit on the cathode. Therefore, it can accumulate in the electrolyte, which can lead to precipitation of nickel salts when their solubility limit is exceeded. But even at lower levels, nickel can lead to passivation of the anodes due to the possible increase in the nickel concentration gradient at the anode surface. The method of US 3,682,623 is thus limited in its ability to process nickel. The melting step in US 3,682,623 can therefore only accept a rather limited amount of feedstock which contains a significant amount of nickel.

Авторы теперь обнаружили, что способ в соответствии с настоящим изобретением в состоянии принимать намного более высокие количества никеля, например в виде части черной меди с предшествующей стадии плавления. Эта более высокая толерантность к никелю дает способу в соответствии с настоящим изобретением, а также любым стадиям способа, выполняемым выше по течению, более широкое окно приемлемости сырья. Способ в соответствии с настоящим изобретением, а также любая из его предшествующих стадий способа, может таким образом принимать сырье, которое альтернативные способы, известные в данной области техники, могут не принимать, или принимать лишь в очень ограниченных количествах, и которое таким образом может быть более доступным на экономически более привлекательных условиях.The inventors have now found that the process according to the present invention is able to accept much higher amounts of nickel, for example as part of the black copper from the previous melting step. This higher nickel tolerance gives the process of the present invention, as well as any upstream process steps, a wider window of feed acceptance. The process according to the present invention, as well as any of its preceding process steps, can thus accept feedstock that alternative processes known in the art may not accept, or only accept in very limited quantities, and which can thus be more affordable on economically more attractive terms.

Несмотря на более высокую толерантность к никелю, авторы также обнаружили, что способ в соответствии с настоящим изобретением может производить главный продукт анодной меди, который более богат медью и содержит меньше никеля по сравнению с анодной медью патентного документа US 3682623.Despite the higher nickel tolerance, we have also found that the process according to the present invention can produce an anode copper main product that is richer in copper and contains less nickel compared to the anode copper of US Pat. No. 3,682,623.

В одном варианте осуществления способа в соответствии с настоящим изобретением черная медь содержит самое большее 3,5 мас. % железа, предпочтительно самое большее 3,0 мас. %, более предпочтительно самое большее 2,5 мас. %, еще более предпочтительно самое большее 2,0 мас. %, еще более предпочтительно самое большее 1,80 мас. %, и еще более предпочтительно самое большее 1,60 мас. % железа.In one embodiment of the method in accordance with the present invention, black copper contains at most 3.5 wt. % iron, preferably at most 3.0 wt. %, more preferably at most 2.5 wt. %, even more preferably at most 2.0 wt. %, even more preferably at most 1.80 wt. %, and even more preferably at most 1.60 wt. % iron.

В одном варианте осуществления способа в соответствии с настоящим изобретением черная медь содержит самое большее 8,0 мас. % цинка, предпочтительно самое большее 7,5 мас. %, более предпочтительно самое большее 7,0 мас. %, еще более предпочтительно самое большее 6,5 мас. %, еще более предпочтительно самое большее 6,0 мас. %, еще более предпочтительно самое большее 5,5 мас. %, еще более предпочтительно самое большее 5,0 мас. %, и еще более предпочтительно самое большее 4,7 мас. % цинка.In one embodiment of the method in accordance with the present invention, black copper contains at most 8.0 wt. % zinc, preferably at most 7.5 wt. %, more preferably at most 7.0 wt. %, even more preferably at most 6.5 wt. %, even more preferably at most 6.0 wt. %, even more preferably at most 5.5 wt. %, even more preferably at most 5.0 wt. %, and even more preferably at most 4.7 wt. % zinc.

Авторы обнаружили, что желательно поддерживать концентрации железа и/или цинка в пределах указанных границ. Эти металлы обычно окисляются на стадиях рафинирования меди и нуждаются во вспомогательном оборудовании. Цинк легко восстанавливается на любой из стадий восстановления данного способа, и, следовательно, также нуждается во вспомогательном оборудовании. В дополнение к этому, эти металлы занимают объем печи. По этим причинам Авторы хотят ограничить эти металлы соответствующими определенными выше концентрациями.The authors found that it is desirable to maintain the concentrations of iron and/or zinc within these limits. These metals are usually oxidized in the copper refining stages and require ancillary equipment. Zinc is readily recoverable at any of the recovery steps of this method, and therefore also needs ancillary equipment. In addition to this, these metals take up the volume of the furnace. For these reasons, the Authors wish to limit these metals to the respective concentrations defined above.

В одном варианте осуществления способа в соответствии с настоящим изобретением температура шлака на стадии b) и/или на стадии c) составляет по меньшей мере 1000°C, предпочтительно по меньшей мере 1020°C, более предпочтительно по меньшей мере 1040°C, еще более предпочтительно по меньшей мере 1060°C, еще более предпочтительно по меньшей мере 1080°C, еще более предпочтительно по меньшей мере 1100°C, еще более предпочтительно по меньшей мере 1110°C, еще более предпочтительно по меньшей мере 1120°C, еще более предпочтительно по меньшей мере 1130°C, еще более предпочтительно по меньшей мере 1140°C, и еще более предпочтительно по меньшей мере 1150°C. Авторы обнаружили, что разделение между металлической фазой и фазой шлака является более четким, когда температура шлака соответствует заданному пределу, и предпочтительно выше заданного предела. Без привязки к какой-либо теории Авторы полагают, что более высокая температура дает лучшее разделение по меньшей мере потому, что вязкость шлака является более низкой при более высоких температурах. Более низкая вязкость шлака позволяет более тяжелым металлическим пузырькам быстрее объединяться в большие пузырьки и быстрее опускаться через фазу шлака, пока они не достигнут нижележащей металлической фазы и не смогут объединиться с ней. Более высокая температура также дает выгоду более быстрой кинетики реакций, так что желаемое равновесие может быть достигнуто быстрее.In one embodiment of the process according to the invention, the temperature of the slag in step b) and/or step c) is at least 1000°C, preferably at least 1020°C, more preferably at least 1040°C, still more preferably at least 1060°C, even more preferably at least 1080°C, even more preferably at least 1100°C, even more preferably at least 1110°C, even more preferably at least 1120°C, still more preferably at least 1130°C, even more preferably at least 1140°C, and even more preferably at least 1150°C. The inventors have found that the separation between the metal phase and the slag phase is clearer when the temperature of the slag is at a predetermined limit, and preferably above a predetermined limit. Without being bound by any theory The authors believe that a higher temperature gives a better separation, at least because the viscosity of the slag is lower at higher temperatures. The lower viscosity of the slag allows the heavier metal bubbles to coalesce more quickly into larger bubbles and to sink through the slag phase faster until they reach the underlying metal phase and can combine with it. Higher temperatures also benefit from faster reaction kinetics so that the desired equilibrium can be reached more quickly.

Авторы, однако, также полагают, что равновесие между металлом и фазой шлака зависит от температуры. Обычно более высокая температура имеет тенденцию к уменьшению различия между разными металлами с точки зрения их сродства к кислороду при условиях способа. Авторы поэтому предпочитают ограничивать температуру печи на стадии b) и/или c) величиной самое большее 1300°C, предпочтительно самое большее 1250°C, и более предпочтительно самое большее 1200°C. Авторы предпочитают применять этот предел к большей части, если не ко всем стадиям способа в соответствии с настоящим изобретением, на которых выполняется разделение по меньшей мере двух жидких фаз, обычно всплывающей фазы шлака и нижележащей металлической фазы.The authors, however, also believe that the equilibrium between the metal and the slag phase depends on the temperature. Generally, a higher temperature tends to reduce the difference between different metals in terms of their oxygen affinity under process conditions. The authors therefore prefer to limit the furnace temperature in step b) and/or c) to at most 1300°C, preferably at most 1250°C, and more preferably at most 1200°C. We prefer to apply this limit to most, if not all, steps in the process of the present invention that separate at least two liquid phases, typically a floating slag phase and an underlying metal phase.

В одном варианте осуществления способа в соответствии с настоящим изобретением дополнительное сырье добавляется как свежее питание на стадии b). Авторы предпочитают добавлять сырье, содержащее твердый металл, потому что плавление этого твердого металла способно поглощать часть теплоты реакции и помогает сохранять температуру печи внутри предпочтительного диапазона. Авторы предпочитают использовать с этой целью сырье, которое богато медью, и которое может содержать по меньшей мере незначительное количество Sn и/или Pb. Предпочтительный диапазон температур ограничивается нижним пределом, ниже которого вязкость по меньшей мере одной из жидких фаз становится чрезмерно высокой для функционирования печи. Предпочтительный диапазон температур ограничивается верхним пределом, выше которого летучесть ценных металлов, в частности олова и/или свинца, становится чрезмерной, и извлечение этих металлов как части пыли, выходящей из печи, становится чрезмерно проблемным, сложным и дорогим.In one embodiment of the method according to the present invention, additional raw material is added as fresh feed in step b). The authors prefer to add a raw material containing hard metal, because the melting of this hard metal is able to absorb some of the heat of reaction and helps to keep the temperature of the furnace within the preferred range. The inventors prefer to use for this purpose raw materials which are rich in copper and which may contain at least minor amounts of Sn and/or Pb. The preferred temperature range is limited to a lower limit below which the viscosity of at least one of the liquid phases becomes too high for the furnace to function. The preferred temperature range is limited to an upper limit above which the volatility of valuable metals, in particular tin and/or lead, becomes excessive and recovery of these metals as part of the kiln exit dust becomes prohibitively problematic, complicated and expensive.

При высоких температурах на стадиях плавления или очистки цветного металла металлы и оксиды металлов находятся в жидком расплавленном состоянии. Оксиды металлов обычно имеют более низкую плотность, чем металлы, и формируют отдельную так называемую «шлаковую» фазу, которая всплывает над фазой расплавленного металла. Оксиды металлов таким образом могут быть отделены под действием силы тяжести как отдельная жидкая фаза шлака от фазы расплавленного металла. Кремнезем, обычно в форме обычного песка, может добавляться в качестве так называемого «материала флюса», то есть как разбавитель шлака и/или для улучшения текучести шлака, чтобы он более легко отделялся от металлической фазы и с ним было легче обращаться. Кремнезем также способен связывать конкретные элементы и тем самым также влияет на стремление таких элементов стать частью фазы шлака, а не металлической фазы. Авторы обнаружили, что добавление кремнезема является весьма желательным элементом способа для многих из стадий, которые являются частью способа в соответствии с настоящим изобретением, где фаза шлака и металлическая фаза должны отделяться друг от друга, потому что кремнезем при многих обстоятельствах помогает изменять равновесие между металлической фазой и фазой шлака в пользу желаемого разделения на те металлы, которые желательны в металлической фазе, и те металлы, которые предпочтительно оставить в фазе шлака. Авторы дополнительно обнаружили, что когда шлак содержит железо и извлекается от печи и гранулируется за счет контакта горячего жидкого шлака с водой, добавление кремнезема позволяет избежать риска присутствия железа в такой форме, которая действует как катализатор для расщепления воды и, следовательно, формирования газообразного водорода, который создает опасность взрыва. Кремнезем также увеличивает активность любого олова в шлаке, заставляя SnO2 восстанавливаться до металлического Sn, который переходит в металлическую фазу. Этот последний механизм уменьшает количество Sn, который остается в шлаке для той же самой нижележащей металлической композиции.At high temperatures, at the stages of melting or cleaning of non-ferrous metal, metals and metal oxides are in a liquid molten state. Metal oxides usually have a lower density than metals and form a separate so-called "slag" phase that floats above the molten metal phase. The metal oxides can thus be separated by gravity as a separate liquid slag phase from the molten metal phase. Silica, usually in the form of conventional sand, may be added as a so-called "flux material", i.e. as a slag thinner and/or to improve the flow of the slag so that it separates more easily from the metal phase and is easier to handle. Silica is also able to bind specific elements and thus also influences the tendency of such elements to become part of the slag phase rather than the metal phase. The inventors have found that the addition of silica is a highly desirable element of the process for many of the steps that are part of the process according to the present invention where the slag phase and the metal phase have to be separated from each other because the silica under many circumstances helps to change the equilibrium between the metal phase and the slag phase in favor of the desired separation into those metals that are desirable in the metal phase and those metals that are preferable to remain in the slag phase. The authors have additionally found that when the slag contains iron and is removed from the furnace and granulated by contacting the hot liquid slag with water, the addition of silica avoids the risk of iron being present in a form that acts as a catalyst to break down water and hence form hydrogen gas, which creates an explosion hazard. The silica also increases the activity of any tin in the slag, causing the SnO 2 to be reduced to metallic Sn, which goes into the metallic phase. This latter mechanism reduces the amount of Sn that remains in the slag for the same underlying metal composition.

В эксплуатационном режиме пирометаллургии имеют место несколько химических реакций между различными металлами и оксидами в печи. Металлы, имеющие более высокое сродство к кислороду, более легко окисляются, и получающиеся оксиды имеют тенденцию перемещаться в фазу шлака, в то время как металлы, имеющие более низкое сродство к кислороду, когда они присутствуют в виде оксидов, легко восстанавливаются до металлов, и эти металлы имеют тенденцию перемещаться в жидкую металлическую фазу. Если имеется достаточная поверхность контактирования и достаточное время, устанавливается равновесие между металлической фазой, в которой собираются металлы, имеющие более низкое сродство к кислороду при условиях способа, и фазой шлака, в которой металлы, имеющие более высокое сродство к кислороду при условиях способа, собираются в форме их оксидов.In the operational mode of pyrometallurgy, several chemical reactions take place between different metals and oxides in the furnace. Metals having a higher affinity for oxygen are more easily oxidized and the resulting oxides tend to move into the slag phase, while metals having a lower affinity for oxygen when present as oxides are easily reduced to metals and these metals tend to move into the liquid metal phase. If there is sufficient contact surface and sufficient time, an equilibrium is established between a metal phase in which metals having a lower affinity for oxygen under process conditions are collected, and a slag phase in which metals having a higher affinity for oxygen under process conditions are collected in the form of their oxides.

Металлы, такие как натрий (Na), калий (K), кальций (Ca) и кремний (Si), имеют чрезвычайно высокое сродство к кислороду, и будут почти исключительно извлекаться с фазой шлака. Такие металлы, как серебро (Ag), золото (Au) и другие драгоценные металлы, имеют чрезвычайно низкое сродство к кислороду, и почти исключительно извлекаются с металлической фазой. Большинство других металлов обычно ведет себя «промежуточно» между этими двумя крайностями, и на их поведение можно дополнительно повлиять с помощью присутствия других элементов или веществ, или возможно их относительного отсутствия.Metals such as sodium (Na), potassium (K), calcium (Ca) and silicon (Si) have an extremely high affinity for oxygen, and will almost exclusively be recovered with the slag phase. Metals such as silver (Ag), gold (Au) and other precious metals have an extremely low affinity for oxygen, and are almost exclusively recovered with the metal phase. Most other metals typically behave "in-between" these two extremes, and their behavior can be further influenced by the presence of other elements or substances, or perhaps their relative absence.

Представляющие интерес металлы для настоящего изобретения при типичных условиях в печи рафинирования цветных металлов имеют сродство к кислороду, и будут стремиться распределяться между фазами металла и шлака. От более низкого к более высокому сродству к кислороду, и следовательно от относительно высокого до более низкого сродства к металлической фазе эти металлы могут быть ранжированы примерно следующим образом: Au > Ag >> Bi/Cu > Ni > As > Sb > Pb > Sn >> Fe > Zn > Si > Al > Mg > Ca. Для удобства это можно назвать ранжированием металлов от более инертного к менее инертному, но эта квалификация должно быть связана с конкретными условиями и обстоятельствами пирометаллургических способов получения цветных металлов, и может оказаться некорректной при попытке переноса в другие области. Относительное положение отдельных металлов в этом списке может зависеть от наличия или отсутствия других элементов в печи, таких как, например, кремний.The metals of interest for the present invention, under typical conditions in a non-ferrous metal refining furnace, have an affinity for oxygen, and will tend to partition between the metal and slag phases. From lower to higher affinity for oxygen, and hence from relatively high to lower affinity for the metal phase, these metals can be ranked roughly as follows: Au > Ag >> Bi/Cu > Ni > As > Sb > Pb > Sn > > Fe > Zn > Si > Al > Mg > Ca. For convenience, this can be called a ranking of metals from more inert to less inert, but this qualification must be related to the specific conditions and circumstances of the pyrometallurgical methods for obtaining non-ferrous metals, and may not be correct when trying to transfer to other areas. The relative position of individual metals in this list may depend on the presence or absence of other elements in the furnace, such as, for example, silicon.

Равновесное распределение металла между металлической фазой и фазой шлака может также зависеть от добавления кислорода и/или поглощающих кислород материалов (или восстанавливающих агентов) в жидкую ванну в печи. The equilibrium distribution of the metal between the metal phase and the slag phase may also depend on the addition of oxygen and/or oxygen scavenging materials (or reducing agents) to the liquid bath in the furnace.

Добавление кислорода преобразует некоторые из металлов в металлической фазе в их окисленную форму, и эти оксиды затем перемещаются в фазу шлака. Металлы в металлической фазе, которые имеют высокое сродство к кислороду, будут более склонными к такому преобразованию и перемещению. Их равновесное распределение между металлической фазой и фазой шлака таким образом может быть больше подвержено изменению. The addition of oxygen converts some of the metals in the metal phase to their oxidized form and these oxides then move into the slag phase. Metals in the metal phase that have a high affinity for oxygen will be more prone to such transformation and movement. Their equilibrium distribution between the metal phase and the slag phase can thus be more subject to change.

Противоположный результат может быть получен при добавлении поглощающих кислород материалов. Подходящие потребители кислорода могут быть, например, углеродом и/или водородом в любой форме, такими как в органических материалах, например в древесине, или другим горючим, таким как природный газ. Углерод и водород будут легко окисляться («сгорать») и преобразовываться в H2O и/или CO/CO2, компоненты, которые легко покидают жидкую ванну и уносят содержавшийся в ней кислород. Металлы, такие как Si, Fe, Al, Zn и/или Ca, также являются подходящими восстанавливающими агентами. Особенно интересными в этом плане являются железо (Fe) и/или алюминий (Al) из-за их легкодоступности. При окислении эти компоненты будут восстанавливать некоторые из металлов, содержащихся в фазе шлака, из их окисленного состояния в их металлическое состояние, и эти металлы будут затем перемещаться в металлическую фазу. В фазе шлака присутствуют металлы, которые имеют более низкое сродство к кислороду, которые будут более склонными подвергаться этой реакции восстановления и перемещаться в противоположном направлении.The opposite result can be obtained by adding oxygen scavenging materials. Suitable oxygen consumers may be, for example, carbon and/or hydrogen in any form, such as in organic materials such as wood, or other fuels such as natural gas. Carbon and hydrogen will readily oxidize ("burn") and convert to H 2 O and/or CO/CO 2 , components that readily leave the liquid bath and carry away the oxygen contained therein. Metals such as Si, Fe, Al, Zn and/or Ca are also suitable reducing agents. Particularly interesting in this regard are iron (Fe) and/or aluminum (Al) because of their easy availability. When oxidized, these components will reduce some of the metals contained in the slag phase from their oxidized state to their metallic state, and these metals will then move into the metallic phase. There are metals present in the slag phase that have a lower affinity for oxygen, which will be more likely to undergo this reduction reaction and move in the opposite direction.

На стадии плавления одной из целей является восстановление оксидов ценных цветных металлов, которые поступают с питанием, до их соответствующих восстановленных металлов. Направлением и скоростью реакций, протекающих на стадии плавления, можно дополнительно управлять, управляя природой атмосферы в печи. Альтернативно или дополнительно в печь может быть добавлен отдающий кислород материал или поглощающий кислород материал.In the melting step, one of the goals is to reduce oxides of valuable nonferrous metals that come with power to their respective reduced metals. The direction and rate of the reactions occurring in the melting step can be further controlled by controlling the nature of the atmosphere in the furnace. Alternatively, or additionally, an oxygen-donating material or an oxygen-scavenging material may be added to the furnace.

Весьма подходящим поглощающим кислород материалом для таких операций является металлическое железо, и предпочтительно железный лом. При типичных рабочих условиях железо будет реагировать с горячими оксидами, силикатами и другими соединениями металлов, имеющих более низкое сродство к кислороду, чем железо, давая расплав, содержащий эти металлы в элементарной форме. Типичные реакции включают в себя:A very suitable oxygen scavenging material for such operations is metallic iron, and preferably scrap iron. Under typical operating conditions, iron will react with hot oxides, silicates, and other metal compounds having a lower affinity for oxygen than iron, producing a melt containing these metals in elemental form. Typical reactions include:

MeO+Fe → FeO+Me+теплоMeO+Fe → FeO+Me+heat

(MeO)xSiO2+x Fe → (FeO)xSiO2+x Me+тепло(MeO) x SiO 2 +x Fe → (FeO) x SiO 2 +x Me + heat

Температура ванны остается высокой за счет теплоты экзотермической реакции и теплоты сгорания. Температура может легко поддерживаться в пределах диапазона, в котором шлак остается жидким, а испарение свинца и/или олова остается ограниченным.The temperature of the bath is kept high by the heat of the exothermic reaction and the heat of combustion. The temperature can be easily maintained within a range where the slag remains liquid and the evaporation of lead and/or tin remains limited.

Каждая из реакций восстановления, протекающих в плавильной печи, формирует равновесие. Таким образом, преобразование, реализуемое посредством каждой реакции, ограничивается равновесием, определяемым соотношениями, такими как следующие:Each of the reduction reactions taking place in the melting furnace forms an equilibrium. Thus, the transformation realized through each reaction is limited by an equilibrium defined by relationships such as the following:

Figure 00000001
Figure 00000001

Параметры в этих формулах представляют активность упомянутых химических компонентов в рабочих условиях, часто являющуюся произведением концентрации компонента на коэффициент активности компонента при рабочих условиях, за счет чего последний не всегда равен 1,0, и то же самое справедливо для других компонентов. Авторы обнаружили, что эти коэффициенты активности могут зависеть от присутствия других химических соединений, таких как так называемые флюсовые соединения, иногда также называемые шлакообразователями, в частности от добавления диоксида кремния. The parameters in these formulas represent the activity of said chemical components under operating conditions, which is often the product of the concentration of the component and the activity coefficient of the component under operating conditions, due to which the latter is not always equal to 1.0, and the same is true for other components. The inventors have found that these activity coefficients may depend on the presence of other chemical compounds, such as so-called flux compounds, sometimes also referred to as slag formers, in particular the addition of silica.

В том случае, когда Ме является медью, K1 и K2 имеют высокие значения при нормальных температурах реакции, и восстановление медных соединений таким образом протекает по существу до завершения. В случае свинца и олова K1 и K2 оба имеют относительно низкие значения, но медь в металлической фазе экстрагирует металлический свинец и олово из шлаковой реакционной зоны, понижая тем самым активности этих металлов в шлаке и доводя восстановление объединенного свинца и олова до завершения.When Me is copper, K1 and K2 are high at normal reaction temperatures, and the reduction of copper compounds thus proceeds substantially to completion. In the case of lead and tin, K1 and K2 are both relatively low, but the copper in the metal phase extracts the metallic lead and tin from the slag reaction zone, thereby lowering the activities of these metals in the slag and bringing the reduction of the combined lead and tin to completion.

Давление паров цинка является относительно высоким при типичной температуре реакции, и большая доля цинка, в отличие от свинца и олова, может легко улетучиваться из печи. Пары цинка, покидающие печь, окисляются воздухом, который может проникать, например, между горловиной печи и зонтом и/или выхлопной трубой. Получающая пыль оксида цинка конденсируется и собирается посредством обычных систем сбора пыли.The vapor pressure of zinc is relatively high at a typical reaction temperature, and a large proportion of zinc, unlike lead and tin, can easily volatilize from the furnace. The zinc vapor leaving the furnace is oxidized by air, which can penetrate, for example, between the furnace neck and the hood and/or exhaust pipe. The resulting zinc oxide dust is condensed and collected by conventional dust collection systems.

Предпочтительно содержание каждого из меди, олова и свинца в шлаке в плавильной печи уменьшается до 0,5 мас. % или меньше. Для этого металлическая фаза должна содержать достаточно меди для экстрагирования свинца и олова из шлака. Также по этой причине Авторы предпочитают, чтобы концентрация меди в черной меди, подаваемой в способ в соответствии с настоящим изобретением, была выше нижнего предела, определенного в настоящем документе.Preferably, the content of each of copper, tin and lead in the slag in the melting furnace is reduced to 0.5 wt. % or less. To do this, the metal phase must contain enough copper to extract lead and tin from the slag. Also for this reason, the Authors prefer that the concentration of copper in black copper fed to the process in accordance with the present invention be above the lower limit defined herein.

В одном варианте осуществления способа в соответствии с настоящим изобретением стадия c) содержит добавление первого восстанавливающего агента, предпочтительно путем его добавления к первому медному рафинировочному шлаку перед восстановлением первого медного рафинировочного шлака. Авторы обнаружили, что добавление восстанавливающего агента помогает в достижении желаемого химического восстановления. Авторы обнаружили, что первый восстанавливающий агент может быть газом, таким как метан или природный газ, но может быть также твердым или жидким, таким как углерод, углеводород, и даже алюминий или железо.In one embodiment of the process according to the present invention, step c) comprises adding a first reducing agent, preferably by adding it to the first copper refining slag prior to reducing the first copper refining slag. The authors found that the addition of a reducing agent helps in achieving the desired chemical recovery. The inventors have found that the first reducing agent may be a gas such as methane or natural gas, but may also be a solid or liquid such as carbon, hydrocarbon, and even aluminum or iron.

В одном варианте осуществления способа в соответствии с настоящим изобретением первый восстанавливающий агент содержит, и предпочтительно представляет собой металл, имеющий при условиях способа более высокое сродство к кислороду, чем олово, свинец, медь и никель, предпочтительно металлическое железо, и более предпочтительно железный лом. Авторы предпочитают использовать железо, предпочтительно железный лом, в качестве восстанавливающего агента из-за его высокой доступности при экономически весьма привлекательных условиях. Авторы обнаружили, что добавление твердого восстанавливающего агента может приносить ту дополнительную выгоду, что печь требует меньшего количества дополнительного нагревания для поддержания или достижения желаемой температуры. Авторы обнаружили, что эта выгода может быть в достаточной степени большой, потому что дополнительное нагревание за счет сжигания топлива с использованием воздуха и/или кислорода может вообще не потребоваться для достижения желаемой температуры. Авторы дополнительно обнаружили, что стадия с) может дополнительно извлекать выгоду из добавления кремнезема, как было объяснено выше.In one embodiment of the process according to the present invention, the first reducing agent comprises, and preferably is, a metal having, under process conditions, a higher affinity for oxygen than tin, lead, copper and nickel, preferably metallic iron, and more preferably scrap iron. The authors prefer to use iron, preferably scrap iron, as the reducing agent due to its high availability under economically very attractive conditions. The inventors have found that the addition of a solid reducing agent may have the additional benefit that the furnace requires less additional heating to maintain or reach the desired temperature. The authors have found that this benefit can be quite large because additional heating by combustion of the fuel using air and/or oxygen may not be required at all to achieve the desired temperature. The authors have additionally found that step c) can further benefit from the addition of silica, as explained above.

В одном варианте осуществления способ в соответствии с настоящим изобретением дополнительно содержит следующую стадию: In one embodiment, the method in accordance with the present invention further comprises the following step:

d) частичного окисления первой жидкой ванны, формируя тем самым первую разбавленную медную металлическую композицию и первый припойный рафинировочный шлак, с последующим отделением первого припойного рафинировочного шлака от первой разбавленной медной металлической композиции.d) partially oxidizing the first liquid bath, thereby forming a first diluted copper metal composition and a first solder refining slag, followed by separating the first solder refining slag from the first diluted copper metal composition.

Авторы обнаружили, что стадия d) является весьма подходящей для концентрации главного количества припойных металлов, то есть олова и/или свинца, присутствующих в первой жидкой ванне, в первый припойный рафинировочный шлак, без необходимости в уносе значительной части меди, и возможно также никеля, присутствующих в первой жидкой ванне, и в то же самое время извлекая металлический поток, который содержит большую часть меди и никеля, присутствующих в первой жидкой ванне, без необходимости в уносе существенного количества металлов, которые имеют более высокое сродство к кислороду, чем олово и/или свинец, при условиях стадии d). В частности стадия d) удаляет большую часть меди и никеля, если он присутствует, в виде части первой разбавленной медной металлической композиции, и тем самым производит фазу шлака, который содержит лишь малое количество меди и/или никеля, но относительно большие количества олова и/или свинца, вместе с большей частью металлов, имеющих при условиях способа даже более высокое сродство к кислороду, чем свинец и/или олово. С другой стороны, стадия d) производит металлический поток, который является весьма подходящим для извлечения его металлического содержимого, потому что он богат ценными металлами с очень небольшим содержанием металлов небольшой или никакой ценности.The inventors have found that step d) is very suitable for concentrating the major amount of solder metals, i.e. tin and/or lead present in the first liquid bath, into the first solder refining slag without having to carry away a significant portion of the copper, and possibly also the nickel, present in the first liquid bath, and at the same time recovering a metal stream that contains most of the copper and nickel present in the first liquid bath, without the need to carry away a significant amount of metals that have a higher affinity for oxygen than tin and/ or lead, under the conditions of step d). In particular, step d) removes most of the copper and nickel, if present, as part of the first dilute copper metal composition, and thereby produces a slag phase that contains only small amounts of copper and/or nickel, but relatively large amounts of tin and/ or lead, together with most metals having, under process conditions, an even higher affinity for oxygen than lead and/or tin. On the other hand, step d) produces a metal stream which is very suitable for recovering its metal content because it is rich in valuable metals with very little metal content of little or no value.

Авторы обнаружили, что образование разбавленной медной металлической композиции на стадии d) дает главное преимущество, заключающееся в получении относительно четкого разделения на медь в потоке меди высокой чистоты, потенциально вплоть до анодного качества, и на поток чернового припоя, такого как первая металлическая композиция чернового припоя, получаемая на стадии e), которая дополнительно описывается ниже в настоящем документе. Любая элементарная медь действует на стадии d) как экстрагирующий агент для олова и/или свинца, так же как и до этой стадии. Следовательно, медь действует как носитель для олова и/или свинца. Унос части меди на стадиях b) и/или h), которая дополнительно описывается ниже в настоящем документе, с соответствующими фазами шлака способствует удалению большего количества олова и/или свинца из главного медного потока способа, который проходит как металлический поток через стадии способа рафинирования меди b) и/или h), чтобы стать главным потоком медного продукта, достаточно богатым медью для дальнейшей обработки в медный продукт высокой чистоты. Медь также полезна как растворитель для олова и/или свинца на стадии c) способа. Присутствующая на стадии c) медь таким образом помогает сохранению олова и/или свинца в металлической фазе стадии c), то есть в первой металлической композиции на основе свинца-олова, и уменьшает количество олова и/или свинца, которые могут попадать в первый отработанный шлак со стадии c). The inventors have found that the formation of a diluted copper metal composition in step d) has the main advantage of obtaining a relatively clear separation into copper in a high purity copper stream, potentially up to anode quality, and into a rough solder stream such as the first rough solder metal composition. obtained in step e), which is further described below in this document. Any elemental copper acts in step d) as an extractant for tin and/or lead, as well as before this step. Therefore, copper acts as a carrier for tin and/or lead. Carrying out a portion of the copper in steps b) and/or h), which is further described herein below, with appropriate slag phases, removes more tin and/or lead from the main copper stream of the process, which passes as a metal stream through the stages of the copper refining process. b) and/or h) to become a main copper product stream rich enough in copper for further processing into a high purity copper product. Copper is also useful as a solvent for tin and/or lead in step c) of the process. The copper present in step c) thus helps to retain the tin and/or lead in the metal phase of step c), i.e. in the first lead-tin metal composition, and reduces the amount of tin and/or lead that may enter the first spent slag from step c).

Авторы дополнительно обнаружили, что стадия d) окисления, благодаря производству первой разбавленной медной металлической композиции в качестве металлической фазы, может производить первый припойный рафинировочный шлак, более богатый оловом и/или свинцом, в частности и оловом, и свинцом, относительно количества меди, которая уносится с этим первым припойным рафинировочным шлаком. Поскольку первый припойный рафинировочный шлак обогащается оловом и/или свинцом, это облегчает последующее извлечение припойных металлов (то есть олова и/или свинца) из этого первого припойного рафинировочного шлака.The inventors have further found that the oxidation step d), by producing a first diluted copper metal composition as the metal phase, can produce a first solder refining slag richer in tin and/or lead, in particular both tin and lead, relative to the amount of copper that is carried away with this first solder refining slag. Since the first solder refining slag is enriched in tin and/or lead, this facilitates the subsequent recovery of solder metals (ie, tin and/or lead) from this first solder refining slag.

Авторы также обнаружили, что формирование первой разбавленной медной металлической композиции на стадии d) дает то дополнительное преимущество, что больше олова и/или свинца может быть введено с сырьем. Это значительно расширяет критерии приемлемости для любого сырья, которое может дополнительно подаваться на стадию b), то есть помимо черной меди, а также и на стадиях ниже по течению, таких как стадии h), c) и d), и на стадии j), которая дополнительно описывается ниже в настоящем документе. Кроме того, это также значительно ослабляет критерии приемлемости для самой черной меди. Эта особенность таким образом значительно расширяет критерии приемлемости для сырья, которое используется в производстве черной меди, обычно получаемой как главный продукт на стадии плавления. Стадия плавления поэтому может принимать намного более низкокачественное сырье, которое является намного более доступным на экономически более привлекательных условиях.The authors also found that the formation of the first dilute copper metal composition in step d) has the added benefit that more tin and/or lead can be introduced with the feed. This greatly expands the acceptance criteria for any raw material that may be additionally fed into stage b), i.e. beyond black copper, as well as downstream stages such as stages h), c) and d), and stage j) , which is further described later in this document. In addition, it also significantly weakens the acceptance criteria for black copper itself. This feature thus greatly expands the acceptance criteria for the raw materials used in the production of ferrous copper, usually obtained as the main product in the smelting stage. The smelting stage can therefore accept much lower quality raw materials that are much more readily available at economically more attractive terms.

Авторы дополнительно обнаружили, что формирование первой разбавленной медной металлической композиции дает то дополнительное преимущество, что на стадии d) может быть получено более хорошее разделение на медь и никель, которые должны войти в первую разбавленную медную металлическую композицию, и олово и свинец, которые должны войти в первый припойный рафинировочный шлак.The inventors have additionally found that the formation of the first dilute copper metal composition has the additional advantage that in step d) a better separation can be obtained into copper and nickel to be included in the first dilute copper metal composition, and tin and lead to be included. into the first solder refining slag.

Авторы обнаружили, что выполнение стадии c) выше по течению или перед стадией d) позволяет достичь на стадии d) благоприятно высокого извлечения меди и/или никеля в металлический продукт, а также относительно низкого количества меди и/или никеля, если он есть, в первом припойном рафинировочном шлаке.The inventors have found that performing step c) upstream or prior to step d) makes it possible to achieve in step d) a favorably high recovery of copper and/or nickel in the metal product, as well as a relatively low amount of copper and/or nickel, if any, in the first solder refining slag.

Медь и/или никель, оказывающиеся в виде загрязняющих примесей в сыром припое, вместе с присутствующим железом представляют собой обузу для способа рафинирования чернового припоя, в частности когда это делается с использованием металлического кремния, и таким образом они являются нежелательными. Авторы обнаружили это ниже стадии d) по течению может быть произведен сырой припойный металл, который содержит значительно меньше чем 18,11 мас. % меди, никеля и железа вместе, указанных в патентном документе US 3682623.Copper and/or nickel found as contaminants in the green solder, together with the iron present, are a burden to the rough solder refining process, particularly when done using silicon metal, and are thus undesirable. The authors found that below stage d) raw solder metal can be produced downstream, which contains significantly less than 18.11 wt. % copper, nickel and iron together, as listed in US 3,682,623.

Авторы дополнительно обнаружили, что первая разбавленная медная металлическая фаза, которая извлекается из печи повторной обработки шлака, может содержать намного меньше неценных металлов. В патентном документе US 3682623, черная медь для рецикла (Таблица XIV) содержит только 97,52 мас. % в сумме Cu, Sn, Pb и Ni, оставляя на остаток 2,48 мас. %. Эта разница дает то преимущество, что первая разбавленная медная металлическая фаза становится намного легче для дальнейшей обработки, особенно для извлечения ценных металлов, которые содержит поток.The inventors have additionally found that the first dilute copper metal phase that is recovered from the slag reworking furnace can contain much less base metals. In patent document US 3682623, black copper for recycling (Table XIV) contains only 97.52 wt. % in the amount of Cu, Sn, Pb and Ni, leaving a balance of 2.48 wt. %. This difference has the advantage that the first diluted copper metal phase becomes much easier for further processing, especially for recovering the valuable metals that the stream contains.

Авторы дополнительно обнаружили, что первая разбавленная медная металлическая фаза, которая извлекается на стадии d), может содержать относительно важные количества олова и/или свинца. Это дает то преимущество, что соответствующая фаза шлака, получаемая на стадии d), то есть первый припойный рафинировочный шлак, который при достаточных времени и смешивании должен находиться в равновесии с первой разбавленной медной металлической фазой, также является более богатым оловом и/или свинцом. В результате больше олова и/или свинца становятся доступными для извлечения ниже по течению с помощью дополнительной обработки первого припойного рафинировочного шлака для извлечения из него припойных металлов, то есть олова и/или свинца. Общий результат заключается в том, что больше чернового припоя может быть произведено относительно количества меди, которое производится в способе в соответствии с настоящим изобретением. Эта выгода приносит связанное дополнительное преимущество того, что значительно более высокое количество продукта олова высокой чистоты может быть произведено относительно скорости производства меди способа в соответствии с настоящим изобретением. Поскольку совместное производство олова создает дополнительный доход сверх доходов от производства меди, это преимущество может давать значительный экономический эффект для оператора способа.We have additionally found that the first dilute copper metal phase that is recovered in step d) may contain relatively important amounts of tin and/or lead. This has the advantage that the corresponding slag phase obtained in step d), i.e. the first solder refining slag, which with sufficient time and mixing should be in equilibrium with the first dilute copper metal phase, is also richer in tin and/or lead. As a result, more tin and/or lead is made available for recovery downstream by additional processing of the first solder refining slag to recover solder metals, ie tin and/or lead. The overall result is that more rough solder can be produced relative to the amount of copper that is produced in the process according to the present invention. This benefit brings the associated additional benefit that a significantly higher amount of high purity tin product can be produced relative to the copper production rate of the process according to the present invention. Since co-production of tin generates additional income on top of the income from copper production, this advantage can be a significant economic benefit for the process operator.

Авторы дополнительно обнаружили, что более значительное присутствие олова и/или свинца в первой разбавленной медной металлической фазе, которая извлекается на стадии d), делает технически более возможным и экономически более интересным извлечение из этого потока олова и/или свинца путем отдельной его обработки вместо того, чтобы просто возвращать этот поток на первую стадию b) рафинирования меди, как это делается в патентном документе US 3682623. Авторы обнаружили, что первая разбавленная медная металлическая фаза или композиция, которая может быть получена на стадии d), является теперь весьма подходящей для дальнейшего разделения на поток с более высокой концентрацией олова и/или свинца и поток с более высокой концентрацией меди и/или никеля. Образование другого потока с более высокой концентрацией олова и/или свинца дает возможность получать побочный продукт олова с еще более высокой чистотой по сравнению с производством меди, что является дополнительным преимуществом. Даже если после этого дополнительного разделения по меньшей мере часть потока с более высокой концентрацией меди и/или никеля будет возвращена на первую стадию b) рафинирования меди, аналогично патентному документу US 3682623, тогда будет меньше олова и/или свинца в этом рецикле относительно содержания меди, и, следовательно, больший объем печи становится доступным для обработки дополнительного свежего питания на тех стадиях, через которые этот рецикл будет проходить. We have additionally found that the greater presence of tin and/or lead in the first dilute copper metal phase that is recovered in step d) makes it technically more feasible and economically more interesting to recover the tin and/or lead from this stream by treating it separately instead of to simply recycle this stream to the first stage b) of copper refining, as is done in US Pat. No. 3,682,623. separating into a stream with a higher concentration of tin and/or lead and a stream with a higher concentration of copper and/or Nickel. The formation of another stream with a higher concentration of tin and/or lead makes it possible to obtain a tin by-product of even higher purity compared to the production of copper, which is an additional advantage. Even if, after this additional separation, at least a portion of the stream with a higher concentration of copper and/or nickel is returned to the first stage b) of copper refining, similar to US 3682623, then there will be less tin and/or lead in this recycle relative to the copper content , and therefore more oven volume becomes available to handle additional fresh feed at the stages that this recycle will go through.

Авторы также обнаружили, что способ, включающий стадию d), является очень эффективным для производства фазы шлака, то есть первого припойного рафинировочного шлака, который является особенно подходящим для производства потока чернового припоя, который может служить в качестве промежуточного продукта для извлечения продуктов олова и/или свинца высокой чистоты. Авторы обнаружили, что эта эффективность получается в частности благодаря получению на стадии d) первой разбавленной медной металлической композиции, а также благодаря последовательности стадий окисления и восстановления, определенной в способе в соответствии с настоящим изобретением.The inventors have also found that the method including step d) is very effective for producing the slag phase, i.e. the first solder refining slag, which is particularly suitable for producing a rough solder stream that can serve as an intermediate for the recovery of tin products and/ or high purity lead. The authors found that this efficiency is obtained in particular due to the production in step d) of the first dilute copper metal composition, and also due to the sequence of oxidation and reduction steps defined in the method in accordance with the present invention.

В одном варианте осуществления способ в соответствии с настоящим изобретением дополнительно содержит следующую стадию:In one embodiment, the method in accordance with the present invention further comprises the following step:

e) частичного восстановления первого припойного рафинировочного шлака, формируя тем самым первую металлическую композицию чернового припоя и второй припойный рафинировочный шлак, с последующим отделением второго припойного рафинировочного шлака от первой металлической композиции чернового припоя.e) partially reducing the first solder refining slag, thereby forming a first rough solder metal composition and a second solder refining slag, followed by separating the second solder refining slag from the first rough solder metal composition.

Эта стадия e) производит поток чернового припоя, богатый оловом и/или свинцом, а также содержащий большую часть относительно небольших количеств меди и/или никеля, которые были захвачены первым припойным рафинировочным шлаком. Первый поток чернового припоя является подходящим для дальнейшей обработки с целью дополнительного обогащения в олово и/или свинец, например с помощью обработки металлическим кремнием, как описано в патентном документе DE 102012005401 A1. Альтернативно или дополнительно этот поток чернового припоя, опционально после стадии обогащения для увеличения содержания олова и/или свинца, может быть дополнительно отрегулирован, как описано в патентном документе WO 2018/060202 A1 и т.п., а затем подвергнут дистилляции и извлечению олова и/или свинца в качестве металлических продуктов высокой чистоты, как описано в том же самом документе.This step e) produces a rough solder stream rich in tin and/or lead, as well as containing most of the relatively small amounts of copper and/or nickel that were captured by the first solder refining slag. The first rough solder stream is suitable for further processing to further enrich in tin and/or lead, for example by processing with silicon metal, as described in DE 102012005401 A1. Alternatively or additionally, this rough solder stream, optionally after an enrichment step to increase the tin and/or lead content, can be further adjusted as described in WO 2018/060202 A1 and the like, and then subjected to distillation and tin recovery and /or lead as high purity metal products as described in the same document.

Авторы обнаружили, что восстановление на стадии e) может быть по меньшей мере частично выполнено путем добавления подходящего металлического потока (второго восстанавливающего агента), то есть путем добавления металлической композиции, которая содержит металлы, имеющие при условиях способа более высокое сродство к кислороду, чем олово и/или свинец, такие как цинк, кремний, магний, железо, кальций или алюминий. Этот металлический поток предпочтительно также содержит олово и/или свинец, и опционально может содержать также некоторое количество сурьмы и/или мышьяка. Эти дополнительные сурьма, олово и/или свинец легко становятся частью первой металлической композиции чернового припоя со стадии e) и могут быть легко извлечены ниже по течению как часть очищенного металлического главного продукта. Поток добавляемого металла предпочтительно содержит лишь незначительное количество никеля и/или меди, то есть металлов, которые, вероятно, также станут частью первой металлической композиции чернового припоя на стадии e), но которые могут создать дополнительную нагрузку на способ и дополнительные эксплуатационные расходы, такие как дополнительный расход кремния, когда стадия обработки кремнием предусматривается ниже по течению при рафинировании первой металлической композиции чернового припоя. Также железо предпочтительно присутствует лишь в ограниченном количестве, потому что не все добавляемое железо может попасть в фазу шлака, а вместо этого будет покидать стадию e) с первой металлической композицией чернового припоя и увеличивать нагрузку на способ ниже по течению.The inventors have found that the reduction in step e) can be at least partially carried out by adding a suitable metal stream (second reducing agent), i.e. by adding a metal composition which contains metals having, under process conditions, a higher oxygen affinity than tin. and/or lead such as zinc, silicon, magnesium, iron, calcium or aluminium. This metal stream preferably also contains tin and/or lead, and optionally may also contain some antimony and/or arsenic. These additional antimony, tin and/or lead easily become part of the first rough solder metal composition from step e) and can be easily recovered downstream as part of the refined metal main product. The metal addition stream preferably contains only minor amounts of nickel and/or copper, i.e. metals that are also likely to become part of the first rough solder metal composition in step e), but which can create additional process workload and additional operating costs, such as an additional consumption of silicon when a silicon treatment step is provided downstream in refining the first rough solder metal composition. Also, iron is preferably only present in a limited amount because not all of the added iron may enter the slag phase, but instead will leave step e) with the first braze metal composition and increase the load on the downstream process.

Авторы обнаружили, что на стадии e) извлечение припойных металлов в первую металлическую композицию чернового припоя может быть благоприятно высоким, и любой унос олова и/или свинца, а также меди и/или никеля, со вторым припойным рафинировочным шлаком может быть сохранен благоприятно низким.We have found that in step e) recovery of solder metals into the first rough solder metal composition can be favorably high and any carryover of tin and/or lead, and copper and/or nickel, with the second solder refining slag can be kept favorably low.

В одном варианте осуществления способ в соответствии с настоящим изобретением дополнительно содержит следующую стадию:In one embodiment, the method in accordance with the present invention further comprises the following step:

f) частичного восстановления второго припойного рафинировочного шлака, формируя тем самым вторую металлическую композицию на основе свинца-олова и второй отработанный шлак, с последующим отделением второго отработанного шлака от второй металлической композиции на основе свинца-олова.f) partial reduction of the second solder refining slag, thereby forming a second lead-tin metal composition and a second waste slag, followed by separating the second waste slag from the second lead-tin metal composition.

Авторы обнаружили, что выгодно предусматривать дополнительную стадию f) восстановления после стадии e) производства чернового припоя, в частности стадию восстановления второго припойного рафинировочного шлака, который был получен на стадии e). Авторы обнаружили, что более ценные металлы могут быть извлечены из этого второго припойного рафинировочного шлака с помощью стадии f), делая остающийся шлак еще более подходящим для использования в ценном конечном приложении, и/или для того, чтобы избавиться от этого шлака как от отработанного. Авторы дополнительно обнаружили, что дополнительная стадия f) восстановления также способна восстанавливать выщелачиваемые металлы в шлаке, такие как свинец, до достаточно низких уровней, так что шлак после стадии f) может использоваться далее в качестве ценного материала, или безопасно утилизирован, и все это с очень ограниченным количеством дополнительных стадий обработки, и возможно вообще без дополнительных стадий обработки, для уменьшения концентрации чувствительных металлов, таких как свинец и/или цинк.The inventors have found that it is advantageous to provide for an additional reduction step f) after step e) of rough solder production, in particular a recovery step of the second solder refining slag that was obtained in step e). The inventors have found that more valuable metals can be recovered from this second solder refining slag using step f), making the remaining slag even more suitable for use in a valuable end application, and/or to dispose of this slag as waste. We have additionally found that the additional reduction step f) is also capable of reducing leachable metals in the slag, such as lead, to sufficiently low levels such that the slag after step f) can be further used as a valuable material, or safely disposed of, all with a very limited number of additional processing steps, and possibly no additional processing steps at all, to reduce the concentration of sensitive metals such as lead and/or zinc.

В одном варианте осуществления способ в соответствии с настоящим изобретением содержит добавление первого содержащего медь свежего питания на стадии f), предпочтительно перед восстановлением второго припойного рафинировочного шлака. In one embodiment, the method according to the present invention comprises adding the first copper-containing fresh feed in step f), preferably prior to the recovery of the second solder refining slag.

Авторы обнаружили, что добавление меди на стадии f) восстановления дает значительную выгоду, потому что медь может действовать как превосходный экстрагирующий агент для любых других ценных металлов, которые остались во втором припойном рафинировочном шлаке после стадии e), и что эта выгодная экстракция может быть выполнена без потери значительных количеств меди во втором отработанном шлаке, который производится на стадии f). The authors have found that the addition of copper in step f) of the reduction provides a significant benefit because copper can act as an excellent extractant for any other valuable metals that remain in the second solder refining slag after step e), and that this beneficial extraction can be performed without losing significant amounts of copper in the second waste slag that is produced in step f).

Авторы дополнительно обнаружили, что содержащее медь свежее питание, которое может быть добавлено на стадии f), может содержать значительные количества других ценных металлов, в частности цинка, никеля, олова и/или свинца. Авторы обнаружили, что если обеспечивается достаточное количество меди, что потери, особенно олова и/или свинца, со вторым отработанным шлаком могут быть сохранены очень низкими, и поэтому не ставят под угрозу возможное дальнейшее использование или направление этого второго отработанного шлака и не создают экономически значимой потери ценных металлов.The authors have additionally found that the copper-containing fresh feed that can be added in step f) may contain significant amounts of other valuable metals, in particular zinc, nickel, tin and/or lead. The inventors have found that if sufficient copper is provided, that the losses, especially of tin and/or lead, with the second waste slag can be kept very low and therefore do not compromise the possible further use or direction of this second waste slag and do not create an economically significant loss of precious metals.

Авторы обнаружили, что широкий спектр материалов является подходящим в качестве содержащего медь свежего питания для стадии f). Авторы однако предпочитают, чтобы содержащее медь свежее питание для стадии f) содержало лишь ограниченное количество, и предпочтительно вообще не содержало горючих веществ, то есть веществ, которые легко окисляются при условиях способа, например органических материалов, таких как пластмассы и/или углеводороды, остатки топлива или масла и т.д., так, чтобы температура на стадии f) оставалась легко управляемой.The authors have found that a wide range of materials are suitable as copper-containing fresh feed for step f). The inventors, however, prefer that the copper-containing fresh feed for step f) contain only a limited amount, and preferably no combustible substances at all, i.e. substances that are easily oxidized under process conditions, for example organic materials such as plastics and/or hydrocarbons, residues fuel or oil, etc., so that the temperature in step f) remains easily controlled.

В одном варианте осуществления способа в соответствии с настоящим изобретением первое содержащее медь свежее питание содержит черную медь и/или отработанный или забракованный медный анодный материал.In one embodiment of the process according to the present invention, the first copper-containing fresh feed contains ferrous copper and/or spent or discarded copper anode material.

Авторы обнаружили, что на стадии f) значительное количество черной меди, аналогичной по составу черной меди, которая обеспечивается на стадии a), может быть добавлено на стадии f) для экстрагирования более ценных металлов из второго припойного рафинировочного шлака со стадии e), без чрезмерных потерь особо ценных металлов со вторым отработанным шлаком со стадии f). Авторы обнаружили, что количества такой черной меди с предшествующей стадии плавления, которые можно подать на стадию f), являются очень значительными, и могут даже быть порядка того количества черной меди, которое обеспечивается на стадии a) в качестве питания для стадии b). Авторы обнаружили, что включение стадии f) в способ в соответствии с настоящим изобретением значительно увеличивает способность обрабатывать плавильную черную медь, и, следовательно, обрабатывать более высокие количества низкокачественного сырья, что дает ценные металлы с низкой стоимостью, и поэтому с высоким экономическим потенциалом. Авторы обнаружили, что этот способ выполнения стадии f) дает то дополнительное преимущество, что значительная часть черной меди с предшествующей стадии плавления может быть обработана без всей той черной меди, которая должна была проходить по меньшей мере через первую стадию b) последовательности рафинирования меди. Любые металлы в потоке питания черной меди для стадии f), которые при условиях способа имеют более высокое сродство к кислороду, чем медь, скорее всего уже удалены до того, как медь из этого свежего питания черной меди для стадии f) может попасть на стадию b) и пройти через последовательность способа рафинирования меди из стадий b), h) и j).The inventors have found that in step f) a significant amount of black copper similar in composition to the black copper provided in step a) can be added in step f) to extract more valuable metals from the second solder refining slag from step e) without excessive losses of especially valuable metals with the second spent slag from stage f). The inventors have found that the amounts of such black copper from the previous smelting step that can be fed to step f) are very significant, and may even be on the order of the amount of black copper that is provided in step a) as feed to step b). The inventors have found that the inclusion of step f) in the process according to the present invention significantly increases the ability to process smelting ferrous copper, and therefore to process higher quantities of low quality raw materials, resulting in low cost valuable metals and therefore high economic potential. The inventors have found that this way of performing step f) has the additional advantage that a significant portion of the black copper from the preceding smelting step can be processed without all the black copper that would have to pass through at least the first step b) of the copper refining sequence. Any metals in the black copper feed stream for step f) which, under process conditions, have a higher oxygen affinity than copper, are likely already removed before the copper from this fresh black copper feed for step f) can enter step b ) and go through the copper refining process sequence of steps b), h) and j).

Авторы также обнаружили, что стадия f) является также весьма подходящей для введения отработанного и/или забракованного медного анодного материала. Производство меди высокого качества обычно содержит стадию электролиза, на которой медь растворяется с анода в электролит и осаждается на катоде. Анод обычно потребляется неполностью и удаляется как отработанный медный анодный материал из электролитической ванны до того, как последняя медь в нем будет растворена. Авторы обнаружили, что стадия f) является весьма подходящей для введения такого отработанного медного анодного материала. Медные аноды для такой стадии электролиза меди обычно отливаются путем разливки подходящего количества расплавленной меди анодного качества в форму и отверждения меди при охлаждении. Для хорошего функционирования электролиза меди аноды должны соответствовать довольно жестким требованиям по размеру и форме. Несоответствующие аноды предпочтительно не используются, и представляют собой забракованный медный анодный материал. Авторы обнаружили, что стадия f) также является весьма подходящей для введения такого забракованного медного анодного материала.The inventors have also found that step f) is also very suitable for introducing spent and/or discarded copper anode material. The production of high quality copper usually contains an electrolysis step in which copper is dissolved from the anode into an electrolyte and deposited on the cathode. The anode is usually not consumed completely and is removed as spent copper anode material from the plating bath before the last copper has been dissolved in it. The inventors have found that step f) is very suitable for the introduction of such spent copper anode material. Copper anodes for this copper electrolysis step are usually cast by pouring a suitable amount of anode grade molten copper into a mold and solidifying the copper as it cools. For copper electrolysis to function well, anodes must meet fairly stringent requirements in terms of size and shape. Non-compliant anodes are preferably not used and are discarded copper anode material. The inventors have found that step f) is also very suitable for the introduction of such discarded copper anode material.

Авторы предпочитают вводить отработанный и/или забракованный медный анодный материал в твердом виде с небольшим подогревом или вообще без него. Это дает то преимущество, что плавление этого материала потребляет по меньшей мере часть теплоты реакций, протекающих на стадии f).The authors prefer to introduce spent and/or rejected copper anode material in solid form with little or no heating. This has the advantage that the melting of this material consumes at least part of the heat of the reactions occurring in step f).

В одном варианте осуществления способа в соответствии с настоящим изобретением стадия f) содержит добавление третьего восстанавливающего агента на стадии f), то есть стадии для восстановления второго припойного рафинировочного шлака.In one embodiment of the process according to the present invention, step f) comprises adding a third reducing agent in step f), that is, a step for reducing the second solder refining slag.

Авторы обнаружили, что третий восстанавливающий агент позволяет улучшить результат стадии f) восстановления в направлении желаемого разделения ценных металлов так, чтобы они вошли во вторую композицию металла на основе свинца-олова, и сохранения отбрасываемых металлов во втором отработанном шлаке. Авторы обнаружили, что третий восстанавливающий агент может быть газом, таким как метан или природный газ, но может быть также твердым или жидким, таким как углерод, углеводород, и даже алюминий или железо.The inventors have found that the third reducing agent improves the result of the reduction step f) towards the desired separation of valuable metals into the second lead-tin metal composition and retention of discarded metals in the second spent slag. The inventors have found that the third reducing agent may be a gas such as methane or natural gas, but may also be a solid or liquid such as carbon, hydrocarbon, and even aluminum or iron.

В одном варианте осуществления способа в соответствии с настоящим изобретением третий восстанавливающий агент содержит, и предпочтительно представляет собой металл, имеющий при условиях способа более высокое сродство к кислороду, чем олово, свинец, медь и никель, предпочтительно металлическое железо, и более предпочтительно железный лом. Авторы предпочитают использовать железо, предпочтительно железный лом, в качестве восстанавливающего агента из-за его высокой доступности при экономически весьма привлекательных условиях. Авторы обнаружили, что добавление твердого восстанавливающего агента может приносить ту дополнительную выгоду, что печь требует меньшего количества дополнительного нагревания для поддержания или достижения желаемой температуры. Авторы обнаружили, что эта выгода может быть в достаточной степени большой, потому что дополнительное нагревание за счет сжигания топлива с использованием воздуха и/или кислорода может вообще не потребоваться для достижения желаемой температуры. Авторы дополнительно обнаружили, что стадия f) может дополнительно извлекать выгоду из добавления кремнезема, как было объяснено выше.In one embodiment of the process according to the present invention, the third reducing agent comprises, and preferably is, a metal having, under process conditions, a higher oxygen affinity than tin, lead, copper and nickel, preferably metallic iron, and more preferably scrap iron. The authors prefer to use iron, preferably scrap iron, as the reducing agent because of its high availability under economically very attractive conditions. The inventors have found that the addition of a solid reducing agent may have the additional benefit that the furnace requires less additional heating to maintain or reach the desired temperature. The authors have found that this benefit can be quite large because additional heating by combustion of the fuel using air and/or oxygen may not be required at all to achieve the desired temperature. The authors have additionally found that step f) can further benefit from the addition of silica, as explained above.

Авторы предпочитают добавлять на стадии f) некоторое количество третьего восстанавливающего агента, богатого железом, предпочтительно в виде мультиметаллического материала, потому что этот мультиметаллический материал является более доступным на более выгодных условиях, чем олово более высокой чистоты, медь более высокой чистоты или железо более высокой чистоты. Другим подходящим материалом могут быть электродвигатели, предпочтительно использованные электродвигатели, из-за их высокого содержания железа в сердечниках и меди обмотках. Авторы обнаружили, что медь и/или олово могут быть легко сохранены в металлической фазе и удержаны от перемещения в фазу шлака, в то время как любое железо в этом содержащем медь свежем питании легко перемещается в фазу шлака в виде оксида железа, что помогает химическому восстановлению других металлов, которые при условиях способа имеют более низкое сродство к кислороду, чем железо.We prefer to add in step f) some iron-rich third reducing agent, preferably in the form of a multi-metal material, because this multi-metal material is more readily available at better terms than higher purity tin, higher purity copper, or higher purity iron. . Another suitable material would be electric motors, preferably used electric motors due to their high iron content in the cores and copper windings. The authors found that copper and/or tin can be easily retained in the metal phase and kept from moving to the slag phase, while any iron in this copper-containing fresh feed is easily moved to the slag phase as iron oxide, which aids chemical reduction. other metals which, under process conditions, have a lower affinity for oxygen than iron.

В одном варианте осуществления способа в соответствии с настоящим изобретением способ дополнительно содержит стадию:In one embodiment of the method according to the present invention, the method further comprises the step of:

g) рециркуляции по меньшей мере части второй металлической композиции на основе свинца-олова к стадии c), предпочтительно добавления большей части, если не всей, второй металлической композиции на основе свинца-олова к стадии c), предпочтительно до восстановления первого медного рафинировочного шлака.g) recycling at least a portion of the second lead-tin metal composition to step c), preferably adding most, if not all, of the second lead-tin metal composition to step c), preferably before recovering the first copper refining slag.

Авторы обнаружили, что ценные металлы во второй металлической композиции на основе свинца-олова со стадии f) могут быть легко извлечены путем добавления этой композицию на стадии c). Металлы во второй металлической композиции на основе свинца-олова, имеющие более высокое сродство к кислороду при условиях способа, легко окисляются и приводят к восстановлению тех металлов, которые подаются на стадию c) и которые имеют более низкое сродство к кислороду при тех же самых условиях. Присутствие на стадии c) дополнительных металлов со стадии f) приводит к неполному восстановлению металлов, присутствующих в виде оксидов в первом медном рафинировочном шлаке. В результате более ценные металлы, такие как Cu, Ni, Sn, Pb, Sb, As, перемещаются в металлическую фазу на стадии c), а менее ценные металлы, такие как Fe, Si и Al, перемещаются в первый отработанный шлак, производимый на стадии c). Следовательно, добавление этой второй металлической композиции на основе свинца-олова на стадии c) улучшает желаемое разделение другого исходного сырья для стадии c) в комбинации с получением желаемого разделения металлов, которые были извлечены на стадии f).The inventors have found that the valuable metals in the second lead-tin metal composition from step f) can be easily recovered by adding this composition in step c). The metals in the second lead-tin metal composition having a higher oxygen affinity under the process conditions readily oxidize and result in the reduction of those metals fed to step c) that have a lower oxygen affinity under the same conditions. The presence in step c) of additional metals from step f) results in incomplete reduction of the metals present as oxides in the first copper refining slag. As a result, more valuable metals such as Cu, Ni, Sn, Pb, Sb, As are transferred to the metal phase in step c), while less valuable metals such as Fe, Si and Al are transferred to the first waste slag produced at step c). Therefore, the addition of this second lead-tin metal composition in step c) improves the desired separation of the other feedstock for step c) in combination with obtaining the desired separation of the metals that were recovered in step f).

В одном варианте осуществления способа в соответствии с настоящим изобретением стадия e) содержит добавление второго восстанавливающего агента, предпочтительно к первому припойному рафинировочному шлаку перед его восстановлением. Авторы дополнительно обнаружили, что для выполнения восстановления на стадии e), в дополнение к металлическому потоку, который может быть добавлен на стадию e), или в качестве альтернативы, восстанавливающий агент может быть добавлен на стадии e). Авторы обнаружили, что добавление восстанавливающего агента помогает в достижении желаемого химического восстановления. Авторы обнаружили, что второй восстанавливающий агент может быть газом, таким как метан или природный газ, но может быть также твердым или жидким, таким как углерод, углеводород, и даже алюминий или железо.In one embodiment of the method according to the present invention, step e) comprises adding a second reducing agent, preferably to the first solder refining slag, prior to its reduction. The inventors have additionally found that in order to carry out the reduction in step e), in addition to the metal stream that may be added to step e), or alternatively, a reducing agent may be added in step e). The authors found that the addition of a reducing agent helps in achieving the desired chemical recovery. The inventors have found that the second reducing agent may be a gas such as methane or natural gas, but may also be a solid or liquid such as carbon, hydrocarbon, and even aluminum or iron.

В одном варианте осуществления способа в соответствии с настоящим изобретением второй восстанавливающий агент содержит, и предпочтительно представляет собой металл, имеющий при условиях способа более высокое сродство к кислороду, чем олово, свинец, медь и никель, предпочтительно металлическое железо, и более предпочтительно железный лом. Авторы предпочитают использовать железо, предпочтительно железный лом, в качестве восстанавливающего агента из-за его высокой доступности при экономически весьма привлекательных условиях. Авторы обнаружили, что добавление твердого восстанавливающего агента может приносить ту дополнительную выгоду, что печь требует меньшего количества дополнительного нагревания для поддержания или достижения желаемой температуры. Авторы обнаружили, что эта выгода может быть в достаточной степени большой, потому что дополнительное нагревание за счет сжигания топлива с использованием воздуха и/или кислорода может вообще не потребоваться для достижения желаемой температуры. Авторы дополнительно обнаружили, что стадия е) может дополнительно извлекать выгоду из добавления кремнезема, как было объяснено выше.In one embodiment of the process according to the present invention, the second reducing agent comprises, and preferably is, a metal having, under process conditions, a higher affinity for oxygen than tin, lead, copper and nickel, preferably metallic iron, and more preferably scrap iron. The authors prefer to use iron, preferably scrap iron, as the reducing agent due to its high availability under economically very attractive conditions. The inventors have found that the addition of a solid reducing agent may have the additional benefit that the furnace requires less additional heating to maintain or reach the desired temperature. The authors have found that this benefit can be quite large because additional heating by combustion of the fuel using air and/or oxygen may not be required at all to achieve the desired temperature. The authors have additionally found that step e) can further benefit from the addition of silica, as explained above.

В одном варианте осуществления способа в соответствии с настоящим изобретением первое содержащее Pb и/или Sn свежее питание добавляется на стадии e), предпочтительно к первому припойному рафинировочному шлаку до его восстановления, предпочтительно первое содержащее Pb и/или Sn свежее питание, содержащее, и предпочтительно представляющее собой дросс, получаемый из последующей обработки концентрированных потоков Pb и/или Sn. In one embodiment of the process according to the present invention, a first fresh feed containing Pb and/or Sn is added in step e), preferably to the first solder refining slag before it is reduced, preferably a first fresh feed containing Pb and/or Sn, containing and preferably representing the dross obtained from the subsequent processing of concentrated streams of Pb and/or Sn.

Авторы обнаружили, что стадия e) является также очень подходящим положением в способе для введения материалов, которые богаты оловом и/или свинцом и содержат мало меди и никеля, но которые могут содержать металлы, которые при условиях способа имеют более высокое сродство к кислороду, чем олово и свинец. Их добавление на стадии e) дает то преимущество, что олово и/или свинец легко извлекаются как часть первой металлической композиции чернового припоя и изымаются из способа, в то время как так называемые «менее благородные» металлы проходят короткий и прямой путь способа во второй отработанный шлак, производимый на последующей стадии f).The inventors have found that step e) is also a very suitable position in the process for introducing materials which are rich in tin and/or lead and low in copper and nickel, but which may contain metals which, under process conditions, have a higher affinity for oxygen than tin and lead. Their addition in step e) has the advantage that the tin and/or lead can be easily recovered as part of the first rough solder metal composition and removed from the process, while the so-called "less noble" metals follow the short and direct process path into the second spent solder. slag produced in subsequent step f).

Авторы обнаружили, что стадия e) является очень подходящей для извлечения олова и/или свинца, и опционально сурьмы и/или мышьяка, содержащихся в сырье или побочных продуктах способа, которые богаты такими металлами, но при этом имеют относительно низкое содержание меди и/или никеля. Авторы обнаружили, что первое содержащее Pb и/или Sn свежее питание может дополнительно содержать металлы, которые при условиях способа имеют более высокое сродство к кислороду, чем олово и/или свинец, такие как натрий, калий, кальций. Такие металлы могут быть введены, например, как часть химикатов, используемых на последующих стадиях для очистки богатого оловом и/или свинцом потока, такого как первая металлическая композиция чернового припоя или ее последующие производные. Авторы обнаружили, что стадия e) является очень подходящей для извлечения ценных металлов из побочного продукта дросса, формируемого на одной из стадий очистки, выполняемых как часть способов, раскрытых в патентном документе WO 2018/060202 A1 и т.п. Такие потоки побочного продукта дросса обычно уносят экономически существенные количества олова и/или свинца, а также содержат другие металлы, которые могли быть введены как часть химикатов способа.The inventors have found that step e) is very suitable for recovering tin and/or lead, and optionally antimony and/or arsenic, contained in raw materials or process by-products that are rich in such metals but have a relatively low content of copper and/or nickel. The inventors have found that the first Pb and/or Sn containing fresh feed may additionally contain metals which, under process conditions, have a higher oxygen affinity than tin and/or lead, such as sodium, potassium, calcium. Such metals may be included, for example, as part of the chemicals used in subsequent steps to clean up a tin and/or lead rich stream, such as the first rough solder metal composition or subsequent derivatives thereof. The inventors have found that step e) is very suitable for recovering valuable metals from the dross by-product formed in one of the purification steps performed as part of the methods disclosed in patent document WO 2018/060202 A1 and the like. Such dross by-product streams typically carry economically significant amounts of tin and/or lead, and also contain other metals that may have been introduced as part of the process chemicals.

В одном варианте осуществления способ в соответствии с настоящим изобретением содержит добавление свежего питания к загрузке печи на стадии d). Авторы обнаружили, что стадия d) является весьма подходящей для извлечения ценных металлов из их оксидов. Медь, олово и/или свинец, добавляемые в качестве части свежего питания на стадии d) в оксидной форме, могут быть легко извлечены в виде элементарного металла в металлических фазах, формируемых на стадии d), e) или f) при условиях способа. Авторы обнаружили, что стадия d) является поэтому подходящей для рециркуляции, например, объемов конечного шлака, содержащего конкретные металлы выше желаемых уровней и, следовательно, экономически или экологически менее подходящего для утилизации, или объемов слоев шлака, которые собираются в виде корки, которая может нарастать на внутренней части контейнеров, используемых для транспортировки расплавленных шлаков от одной стадии способа к другой. Авторы обнаружили, что добавление таких материалов в виде свежего питания на стадии d) обеспечивает улучшенное извлечение из них ценных металлов.In one embodiment, the method according to the present invention comprises adding fresh feed to the furnace charge in step d). The authors have found that step d) is very suitable for the recovery of valuable metals from their oxides. Copper, tin and/or lead added as part of the fresh feed in step d) in oxide form can easily be recovered as elemental metal in the metal phases formed in step d), e) or f) under process conditions. The inventors have found that step d) is therefore suitable for recycling, for example, volumes of final slag containing specific metals above desired levels and therefore economically or environmentally less suitable for disposal, or volumes of slag layers that collect in a crust that can build up on the inside of containers used to transport molten slags from one stage of the process to the next. The authors have found that the addition of such materials as fresh feed in step d) provides improved recovery of valuable metals from them.

В одном варианте осуществления настоящего изобретения способ дополнительно содержит следующую стадию:In one embodiment of the present invention, the method further comprises the following step:

h) частичного окисления первой богатой медью металлической фазы, формируя тем самым вторую богатую медью металлическую фазу и второй медный рафинировочный шлак, с последующим отделением второго медного рафинировочного шлака от второй богатой медью металлической фазы.h) partially oxidizing the first copper-rich metal phase, thereby forming a second copper-rich metal phase and a second copper refining slag, followed by separating the second copper refining slag from the second copper-rich metal phase.

Авторы обнаружили, что первая богатая медью металлическая фаза, сформированная на стадии b), может быть дополнительно обогащена медью путем подвергания этого потока последующей стадии окисления. Последующая стадия окисления приводит к формированию второго медного рафинировочного шлака, который может содержать экономически существенное количество ценных металлов, отличающихся от меди, но в котором также присутствует экономически существенное количество меди.The inventors have found that the first copper-rich metal phase formed in step b) can be further enriched in copper by subjecting this stream to a subsequent oxidation step. The subsequent oxidation step results in the formation of a second copper refining slag, which may contain an economically significant amount of valuable metals other than copper, but which also contains an economically significant amount of copper.

В одном варианте осуществления способа в соответствии с настоящим изобретением, включающем стадию h), по меньшей мере 37,0 мас. % общего количества олова и свинца, которое обрабатывается на стадиях способа b) и/или h), извлекается с первым медным рафинировочным шлаком и вторым медным рафинировочным шлаком.In one embodiment of the method in accordance with the present invention, including stage h), at least 37.0 wt. % of the total amount of tin and lead that is processed in process steps b) and/or h) is recovered with the first copper refining slag and the second copper refining slag.

В одном варианте осуществления способа в соответствии с настоящим изобретением, включающем стадию h), по меньшей мере 37,5 мас. % и лучше по меньшей мере 38 мас. % общего количества олова и свинца, которое обрабатывается на стадиях способа b) и/или h), извлекается в первом медном рафинировочном шлаке и втором медном рафинировочном шлаке вместе, предпочтительно по меньшей мере 40 мас. %, более предпочтительно по меньшей мере 45 мас. %, еще более предпочтительно по меньшей мере 50 мас. %, еще более предпочтительно по меньшей мере 60 мас. %, еще более предпочтительно по меньшей мере 70 мас. %, еще более предпочтительно по меньшей мере 80 мас. %, еще более предпочтительно по меньшей мере 85 мас. %, еще более предпочтительно по меньшей мере 90 мас. %, еще более предпочтительно по меньшей мере 92 мас. %, еще более предпочтительно по меньшей мере 94 мас. %, и еще более предпочтительно по меньшей мере 95 мас. %. Авторы обнаружили, что высокое извлечение олова и/или свинца в верхние шлаки последовательности стадий рафинирования меди является выгодным для получения более хорошего разделения между медью с одной стороны и припойными металлами, оловом и/или свинцом, с другой стороны.In one embodiment of the method in accordance with the present invention, including stage h), at least 37.5 wt. % and preferably at least 38 wt. % of the total amount of tin and lead that is processed in process steps b) and/or h) is recovered in the first copper refining slag and the second copper refining slag together, preferably at least 40 wt. %, more preferably at least 45 wt. %, even more preferably at least 50 wt. %, even more preferably at least 60 wt. %, even more preferably at least 70 wt. %, even more preferably at least 80 wt. %, even more preferably at least 85 wt. %, even more preferably at least 90 wt. %, even more preferably at least 92 wt. %, even more preferably at least 94 wt. %, and even more preferably at least 95 wt. %. The inventors have found that a high recovery of tin and/or lead in the upper slags of the copper refining sequence is advantageous for obtaining a better separation between copper on the one hand and solder metals, tin and/or lead on the other hand.

В одном варианте осуществления способа в соответствии с настоящим изобретением по меньшей мере 8,5 мас. % общего количества олова и свинца, которое обрабатывается на стадии способа b), извлекается в первом медном рафинировочном шлаке, предпочтительно по меньшей мере 10 мас. %, более предпочтительно по меньшей мере 15 мас. %, еще более предпочтительно по меньшей мере 20 мас. %, еще более предпочтительно по меньшей мере 30 мас. %, еще более предпочтительно по меньшей мере 40 мас. %, еще более предпочтительно по меньшей мере 45 мас. %, еще более предпочтительно по меньшей мере 50 мас. %, еще более предпочтительно по меньшей мере 55 мас. %, еще более предпочтительно по меньшей мере 60 мас. %, еще более предпочтительно по меньшей мере 64 мас. %, и еще более предпочтительно по меньшей мере 68 мас. %. Авторы обнаружили, что чем раньше в последовательности стадий b) и h) рафинирования меди большинство олова и/или свинца окисляются и перемещаются в фазу медного рафинировочного шлака, тем более четким может быть сделано общее разделение между медью с одной стороны и припойными металлами с другой стороны.In one embodiment of the method in accordance with the present invention, at least 8.5 wt. % of the total amount of tin and lead, which is processed at the stage of the method b), is recovered in the first copper refining slag, preferably at least 10 wt. %, more preferably at least 15 wt. %, even more preferably at least 20 wt. %, even more preferably at least 30 wt. %, even more preferably at least 40 wt. %, even more preferably at least 45 wt. %, even more preferably at least 50 wt. %, even more preferably at least 55 wt. %, even more preferably at least 60 wt. %, even more preferably at least 64 wt. %, and even more preferably at least 68 wt. %. The authors found that the earlier in the sequence of steps b) and h) of copper refining most of the tin and/or lead is oxidized and moved into the copper refining slag phase, the clearer the overall separation between copper on one side and solder metals on the other side can be made. .

В одном варианте осуществления способа в соответствии с настоящим изобретением, включающем стадию h), по меньшей мере 41,0 мас. % общего количества олова, которое обрабатывается на стадиях способа b) и/или h), извлекается в первом медном рафинировочном шлаке и втором медном рафинировочном шлаке вместе, предпочтительно по меньшей мере 45 мас. %, более предпочтительно по меньшей мере 50 мас. %, еще более предпочтительно по меньшей мере 55 мас. %, еще более предпочтительно по меньшей мере 60 мас. %, еще более предпочтительно по меньшей мере 65 мас. %, еще более предпочтительно по меньшей мере 70 мас. %, еще более предпочтительно по меньшей мере 75 мас. %, еще более предпочтительно по меньшей мере 80 мас. %, еще более предпочтительно по меньшей мере 85 мас. %, еще более предпочтительно по меньшей мере 90 мас. %, и еще более предпочтительно по меньшей мере 92 мас. %. In one embodiment of the method in accordance with the present invention, including stage h), at least 41.0 wt. % of the total amount of tin that is processed in process steps b) and/or h) is recovered in the first copper refining slag and the second copper refining slag together, preferably at least 45 wt. %, more preferably at least 50 wt. %, even more preferably at least 55 wt. %, even more preferably at least 60 wt. %, even more preferably at least 65 wt. %, even more preferably at least 70 wt. %, even more preferably at least 75 wt. %, even more preferably at least 80 wt. %, even more preferably at least 85 wt. %, even more preferably at least 90 wt. %, and even more preferably at least 92 wt. %.

В одном варианте осуществления способа в соответствии с настоящим изобретением, включающем стадию h), по меньшей мере 34,5 мас. % общего количества свинца, которое обрабатывается на стадиях способа b) и/или h), извлекается в первом медном рафинировочном шлаке и втором медном рафинировочном шлаке вместе, предпочтительно по меньшей мере 35 мас. %, более предпочтительно по меньшей мере 40 мас. %, еще более предпочтительно по меньшей мере 45 мас. %, еще более предпочтительно по меньшей мере 50 мас. %, еще более предпочтительно по меньшей мере 55 мас. %, еще более предпочтительно по меньшей мере 60 мас. %, еще более предпочтительно по меньшей мере 65 мас. %, еще более предпочтительно по меньшей мере 70 мас. %, еще более предпочтительно по меньшей мере 75 мас. %, еще более предпочтительно по меньшей мере 80 мас. %, еще более предпочтительно по меньшей мере 85 мас. %, еще более предпочтительно по меньшей мере 90 мас. %, и еще более предпочтительно по меньшей мере 91 мас. %. In one embodiment of the method in accordance with the present invention, including stage h), at least 34.5 wt. % of the total amount of lead that is processed in process steps b) and/or h) is recovered in the first copper refining slag and the second copper refining slag together, preferably at least 35 wt. %, more preferably at least 40 wt. %, even more preferably at least 45 wt. %, even more preferably at least 50 wt. %, even more preferably at least 55 wt. %, even more preferably at least 60 wt. %, even more preferably at least 65 wt. %, even more preferably at least 70 wt. %, even more preferably at least 75 wt. %, even more preferably at least 80 wt. %, even more preferably at least 85 wt. %, even more preferably at least 90 wt. %, and even more preferably at least 91 wt. %.

В одном варианте осуществления способа в соответствии с настоящим изобретением способ дополнительно содержит следующую стадию:In one embodiment of the method in accordance with the present invention, the method further comprises the following step:

i) добавления по меньшей мере части второго медного рафинировочного шлака к первой жидкой ванне и/или добавление по меньшей мере части второго медного рафинировочного шлака на стадии d).i) adding at least a portion of the second copper refinery slag to the first liquid bath and/or adding at least a portion of the second copper refinery slag in step d).

Авторы обнаружили, что композиция второго медного рафинировочного шлака является очень подходящей для добавления в первую жидкую ванну. Авторы поэтому предпочитают добавлять весь второй медный рафинировочный шлак в первую жидкую ванну. Этот поток является подходящим, во-первых, потому, что второй медный рафинировочный шлак уже является относительно богатым интересующими ценными металлами оловом и свинцом, а также включает в себя существенное количество меди, которая может действовать ниже по течению как экстрагирующий агент для немедных металлов, таких как олово и свинец. Во-вторых, этот второй медный рафинировочный шлак содержит лишь малые количества металлов, имеющих при условиях способа более высокое сродство к кислороду, чем олово и/или свинец, более конкретно металлов, которые менее желательны в конечных очищенных металлических продуктах меди, олова и/или свинца, и которые должны быть удалены из способа как часть отработанного шлака. Поскольку второй медный рафинировочный шлак содержит относительно мало таких металлов, добавление этого шлака в первую жидкую ванну не занимает большого бесполезного объема печи на любой из последующих стадий в последовательности способа d), e) и f), то есть на предпочтительном пути способа для таких «менее благородных» металлов для их попадания в отработанный шлак, в данном случае во второй отработанный шлак.The inventors have found that the composition of the second copper refining slag is very suitable for addition to the first liquid bath. The authors therefore prefer to add all of the second copper refining slag to the first liquid bath. This stream is suitable first because the second copper refining slag is already relatively rich in the valuable metals of interest tin and lead, and also includes a significant amount of copper, which can act downstream as an extractant for non-copper metals such as like tin and lead. Secondly, this second copper refining slag contains only small amounts of metals having, under process conditions, a higher affinity for oxygen than tin and/or lead, more specifically metals that are less desirable in the final refined metal products of copper, tin and/or lead, and which must be removed from the process as part of the spent slag. Since the second copper refining slag contains relatively few of these metals, the addition of this slag to the first liquid bath does not take up a large waste volume of the furnace in any of the subsequent steps in the process sequence d), e) and f), i.e. in the preferred process path for such " less noble" metals for their entry into the waste slag, in this case the second waste slag.

Авторы обнаружили, что способ в соответствии с настоящим изобретением, включающий стадии b), h), c), i) и d), является очень эффективным для производства фазы шлака, то есть первого припойного рафинировочного шлака, который является особенно подходящим для производства потока припоя, то есть первой металлической композиции чернового припоя, которая может служить в качестве промежуточного продукта для извлечения продуктов олова и/или свинца высокой чистоты. Авторы обнаружили, что эта эффективность получается в частности благодаря получению на стадии d) первой разбавленной медной металлической композиции, а также благодаря последовательности стадий окисления и восстановления, как это было определено ранее.The inventors have found that the method according to the present invention, comprising steps b), h), c), i) and d), is very effective for producing the slag phase, i.e. the first solder refining slag, which is particularly suitable for producing a flow solder, i.e. the first rough solder metal composition that can serve as an intermediate for the recovery of high purity tin and/or lead products. The authors found that this efficiency is obtained in particular due to the production in step d) of the first dilute copper metal composition, as well as due to the sequence of oxidation and reduction steps, as previously determined.

Авторы дополнительно обнаружили, что способ в соответствии с настоящим изобретением является также весьма энергоэффективным. На стадии i) второй медный рафинировочный шлак, который был добавлен в первую жидкую ванну и/или на стадии d), действует как окислитель для примесей в первой жидкой ванне. Оксиды меди во втором медном рафинировочном шлаке легко восстанавливаются до элементарной меди в этой ванне, тем самым выделяя кислород для преобразования тех металлов, которые при условиях способа имеют более высокое сродство к кислороду, чем медь, из их элементарной металлической формы в оксиды. Следовательно, элементарная медь, сформированная на стадии d), перемещается в металлическую фазу и покидает стадию d) с первой разбавленной медной металлической композицией. Металлы, преобразованные в их оксиды на стадии d), будут перемещаться в фазу шлака и будут извлечены в первом припойном рафинировочном шлаке. Авторы обнаружили, что на стадии d) существенное количество Sn и/или Pb может быть перемещено из металлической фазы, которая вводится в печь, в первый припойный рафинировочный шлак, который присутствует в конце стадии d). Авторы также обнаружили, что эти химические преобразования на стадии d) оксидов меди в элементарную медь и олова, свинца или других металлов в их оксиды могут быть достигнуты с относительно небольшим количеством дополнительного подвода энергии, внешних окислителей и/или восстановителей, и следовательно с относительно ограниченным потреблением энергии или химикатов.The authors have additionally found that the method according to the present invention is also very energy efficient. In step i) the second copper refining slag that was added to the first liquid bath and/or in step d) acts as an oxidizing agent for the impurities in the first liquid bath. The copper oxides in the second copper refining slag are readily reduced to elemental copper in this bath, thereby releasing oxygen to convert those metals which, under process conditions, have a higher oxygen affinity than copper, from their elemental metallic form to oxides. Therefore, the elemental copper formed in step d) moves into the metal phase and leaves step d) with the first diluted copper metal composition. The metals converted to their oxides in step d) will move into the slag phase and be recovered in the first solder refining slag. The inventors have found that in step d) a significant amount of Sn and/or Pb can be transferred from the metal phase that is introduced into the furnace to the first solder refining slag that is present at the end of step d). The authors have also found that these chemical transformations in step d) of copper oxides to elemental copper and of tin, lead or other metals to their oxides can be achieved with relatively little additional energy input, external oxidizing agents and/or reducing agents, and therefore with a relatively limited consumption of energy or chemicals.

В одном варианте осуществления способа в соответствии с настоящим изобретением способ дополнительно содержит следующие стадии:In one embodiment of the method in accordance with the present invention, the method further comprises the following steps:

j) частичного окисления второй богатой медью металлической фазы, формируя тем самым третью богатую медью металлическую фазу и третий медный рафинировочный шлак, с последующим отделением третьего медного рафинировочного шлака от третьей богатой медью металлической фазы,j) partially oxidizing the second copper-rich metal phase, thereby forming a third copper-rich metal phase and a third copper refining slag, followed by separating the third copper refining slag from the third copper-rich metal phase,

k) добавления по меньшей мере части третьего медного рафинировочного шлака к первой разбавленной медной металлической композиции, формируя тем самым вторую жидкую ванну, и/или добавление по меньшей мере части третьего медного рафинировочного шлака на стадии l);k) adding at least a portion of a third copper refining slag to the first diluted copper metal composition, thereby forming a second liquid bath, and/or adding at least a portion of a third copper refining slag in step l);

l) частичного окисления второй жидкой ванны, формируя тем самым первую металлическую композицию с высоким содержанием меди и третий припойный рафинировочный шлак, с последующим отделением третьего припойного рафинировочного шлака от первой металлической композиции с высоким содержанием меди.l) partially oxidizing the second liquid bath, thereby forming a first high copper metal composition and a third solder refining slag, followed by separating the third solder refining slag from the first high copper metal composition.

Авторы обнаружили, что вторая богатая медью металлическая фаза, сформированная на стадии h), может быть дополнительно обогащена медью путем подвергания этого потока последующей стадии окисления j). Последующая стадия окисления приводит к формированию третьего медного рафинировочного шлака, который может все еще содержать экономически существенное количество ценных металлов, отличающихся от меди, но в котором также присутствует экономически существенное количество меди. Преимущество состоит в том, что эти ценные немедные металлы становятся извлекаемыми из третьего медного рафинировочного шлака намного более простым образом по сравнению немедными металлами, остающимися в третьей богатой медью металлической фазе, если бы этот поток был подвергнут стадии электролитической очистки меди для извлечения меди высокой чистоты, в которой немедные металлы имеют тенденцию создавать лишние проблемы для способа. Некоторые немедные металлы остаются во время электролитической очистки в так называемом анодном шламе, а некоторые другие немедные металлы растворяются в электролите.The inventors have found that the second copper-rich metal phase formed in step h) can be further enriched in copper by subjecting this stream to a subsequent oxidation step j). The subsequent oxidation step results in the formation of a third copper refining slag which may still contain an economically significant amount of valuable metals other than copper, but which also contains an economically significant amount of copper. The advantage is that these valuable non-copper metals become recoverable from the third copper refining slag in a much simpler manner compared to the non-copper metals remaining in the third copper-rich metal phase if this stream were subjected to a copper electrowinning step to recover high purity copper, in which non-copper metals tend to create unnecessary problems for the process. Some non-copper metals remain during electrolytic cleaning in the so-called anode sludge, and some other non-copper metals dissolve in the electrolyte.

Авторы дополнительно обнаружили, что три последовательные стадии окисления в качестве части последовательности b), h) и j) могут производить из начального сырья черной меди, которое может иметь не очень много меди, но может быть богатым оловом и/или свинцом, третью богатую медью металлическую фазу, имеющую такую концентрацию меди, которая является весьма подходящей для дальнейшей электролитической очистки, и следовательно может быть названа «анодным сортом». Авторы обнаружили, что указанная последовательность стадий окисления в состоянии из черной меди, содержащей не больше чем 75 мас. % меди, произвести третью богатую медью металлическую фазу, которая содержит целых 99,0 мас. % меди. Авторы дополнительно обнаружили, что вместе с обработкой черной меди, подаваемой на стадию b), дополнительное содержащее медь сырье может быть обработано с помощью указанной последовательности стадий окисления.The authors additionally found that three successive oxidation steps as part of the sequence b), h) and j) can produce from the starting raw material black copper, which may not have very much copper, but may be rich in tin and/or lead, a third rich in copper a metal phase having a concentration of copper that is highly suitable for further electrolytic refining and hence can be called "anode grade". The authors found that the specified sequence of stages of oxidation in the state of black copper containing no more than 75 wt. % copper to produce a third copper-rich metal phase that contains as much as 99.0 wt. % copper. The inventors have additionally found that, together with the treatment of black copper fed to stage b), additional copper-containing feedstock can be processed using the indicated sequence of oxidation stages.

Авторы обнаружили, что композиция третьего медного рафинировочного шлака является очень подходящей для добавления во вторую жидкую ванну. Авторы поэтому предпочитают добавлять весь третий медный рафинировочный шлак во вторую жидкую ванну. The inventors have found that the composition of the third copper refining slag is very suitable for addition to the second liquid bath. The authors therefore prefer to add all of the third copper refining slag to the second liquid bath.

Этот поток является во-первых подходящим, потому что третий медный рафинировочный шлак все еще содержит экономически значимое количество интересующих ценных металлов олова и/или свинца, а также является относительно богатым медью, которая может использоваться в качестве полезного экстрагирующего агента для немедных металлов, таких как олово и/или свинец. This stream is firstly suitable because the third copper refining slag still contains an economically significant amount of the valuable metals of interest tin and/or lead, and is also relatively rich in copper, which can be used as a useful extractant for non-copper metals such as tin and/or lead.

Во-вторых, третий медный рафинировочный шлак содержит очень небольшое количество металлов, имеющих при условиях способа более высокое сродство к кислороду, чем олово и/или свинец, более конкретно металлов, которые менее желательны в конечных очищенных металлических продуктах меди, олова и/или свинца, и которые предпочтительно удаляются из способа в соответствии с настоящим изобретением как часть отработанного шлака. Поскольку третий медный рафинировочный шлак содержит очень мало таких металлов, добавление этого шлака во вторую жидкую ванну не занимает большого бесполезного объема печи на любой из последующих стадий в способе, включающем стадию l), а также и на любой из последующих стадий на пути способа, которым должны следовать такие «менее благородные» металлы до того, как они в конечном счете окажутся в отработанном шлаке.Secondly, the third copper refining slag contains a very small amount of metals having, under process conditions, a higher affinity for oxygen than tin and/or lead, more specifically metals that are less desirable in final refined copper, tin and/or lead metal products. , and which are preferably removed from the process according to the present invention as part of the spent slag. Since the third copper refining slag contains very little of these metals, the addition of this slag to the second liquid bath does not take up a large waste volume of the furnace in any of the subsequent steps in the process including step l), as well as in any of the subsequent steps in the process path by which such "less noble" metals must follow before they end up in the waste slag.

Авторы дополнительно обнаружили, что любое дальнейшее извлечение ценных металлов из второй жидкой ванны, такой как на стадии l), может быть весьма энергоэффективным из-за добавления по меньшей мере части третьего медного рафинировочного шлака на стадии k). На стадии k) третий медный рафинировочный шлак, который добавляется во вторую жидкую ванну перед дальнейшими стадиями извлечения металлов, действует в качестве окислителя для примесей во второй жидкой ванне. Оксиды меди в третьем медном рафинировочном шлаке легко восстанавливаются до элементарной меди на стадии l), тем самым выделяя кислород для преобразования тех металлов, которые при условиях способа имеют более высокое сродство к кислороду, чем медь, из их элементарной металлической формы в оксиды. Следовательно элементарная медь, сформированная при обработке второй жидкой ванны на стадии l), перемещается в металлическую фазу, которая на стадии l) является первой металлической композицией с высоким содержанием меди. Металлы, преобразованные в их оксиды на стадии l), перемещаются в фазу шлака, т.е. третьего припойного рафинировочного шлака. Авторы обнаружили, что на стадии l) существенное количество Sn и/или Pb может быть перемещено из подаваемой металлической фазы в фазу шлака. Авторы также обнаружили, что эти химические преобразования на стадии l) оксидов меди в элементарную медь и олова, свинца и/или других металлов в их оксиды могут быть достигнуты с относительно ограниченным количеством дополнительного подвода энергии, внешних окислителей и/или восстановителей, и следовательно с относительно ограниченным потреблением энергии или химикатов.The inventors have additionally found that any further recovery of valuable metals from a second liquid bath such as in step l) can be highly energy efficient due to the addition of at least a portion of the third copper refining slag in step k). In step k), the third copper refining slag, which is added to the second liquid bath prior to further metal recovery steps, acts as an oxidizing agent for impurities in the second liquid bath. The copper oxides in the third copper refining slag are readily reduced to elemental copper in step l), thereby releasing oxygen to convert those metals which, under process conditions, have a higher oxygen affinity than copper, from their elemental metallic form to oxides. Consequently, the elemental copper formed during the processing of the second liquid bath in step l) moves into the metal phase, which in step l) is the first metal composition with a high copper content. The metals converted to their oxides in step l) move into the slag phase, i.e. third solder refining slag. The inventors have found that in step l) a significant amount of Sn and/or Pb can be transferred from the metal phase being fed into the slag phase. The authors have also found that these chemical transformations in step l) of copper oxides to elemental copper and of tin, lead and/or other metals to their oxides can be achieved with a relatively limited amount of additional energy input, external oxidizing agents and/or reducing agents, and therefore with relatively limited consumption of energy or chemicals.

Авторы обнаружили, что на стадии l) большая часть меди и никеля, присутствующих в первой разбавленной медной металлической композиции, а также в третьем медном рафинировочном шлаке, может быть извлечена с первой металлической композицией с высоким содержанием меди, вместе с частью висмута и сурьмы, которые могут присутствовать, в то время как большая часть олова и/или свинца, содержащихся в этих потоках, может быть извлечена с третьим припойным рафинировочным шлаком. Авторы обнаружили, что третий припойный рафинировочный шлак может стать выгодно богатым оловом и/или свинцом, а также относительно бедным медью, так что этот шлак может быть относительно легко переработан далее для извлечения большинства содержащихся в нем припойных металлов в поток, который напоминает поток чернового припоя и является подходящим для обработка в качестве потока чернового припоя.The inventors have found that in step l) most of the copper and nickel present in the first dilute copper metal composition as well as in the third copper refining slag can be recovered with the high copper content first metal composition, along with a portion of the bismuth and antimony which may be present, while most of the tin and/or lead contained in these streams may be recovered with the third solder refining slag. The authors found that the third solder refining slag can become advantageously rich in tin and/or lead, as well as relatively poor in copper, so that this slag can be relatively easily processed further to recover most of the solder metals it contains into a stream that resembles that of rough solder. and is suitable for processing as a rough solder flow.

В одном варианте осуществления способа в соответствии с настоящим изобретением, включающем стадии b), h), c), d), j) и l), первая металлическая композиция с высоким содержанием меди по меньшей мере частично возвращается в подходящее место выше по течению в способе. Предпочтительно этим местом является стадия b), но часть переработанного потока может быть возвращена на стадию h) и/или стадию j) и/или стадию c) и/или стадию d).In one embodiment of the process according to the present invention comprising steps b), h), c), d), j) and l), the first high copper metal composition is at least partially returned to a suitable upstream location in way. Preferably this location is step b), but a portion of the recycled stream may be recycled to step h) and/or step j) and/or step c) and/or step d).

Авторы обнаружили, что с одной стороны стадия l) является также весьма подходящей для обеспечения пути для удаления по меньшей мере части никеля из полного литейного способа, потому что любой никель, вводимый в любом предшествующем месте в способ, с большой вероятностью станет частью первой металлической композиции с высоким содержанием меди. С другой стороны, Авторы обнаружили, что если вместе с питанием в полный способ никель не вводится, или вводится лишь малое количество никеля, тогда первая металлическая композиция с высоким содержанием меди имеет состав, сопоставимый с питанием черной меди, предусматриваемым на стадии a), и поэтому этот поток первой металлический композиции с высоким содержанием меди может быть легко возвращен на стадию b), или альтернативно и/или в дополнение к этому частично на любую из последующих стадий h) и j) окисления меди для извлечения содержащейся в нем меди в виде части третьей богатой медью металлической фазы. Способ, описанный в патентном документе US 3682623, включает в себя такой рецикл богатого медью потока на первую стадию окисления черной меди. Однако любой рецикл первой металлической композиции с высоким содержанием меди на стадию b) или на одну из последующих стадий h) или j) является выгодным по сравнению с предшествующим уровнем техники из-за более раннего удаления примесей в один из отработанных шлаков, таких как первый отработанный шлак, производимый на стадии c), и/или второй отработанный шлак, производимый на стадии f).The inventors have found that, on the one hand, step l) is also very suitable for providing a way to remove at least a portion of the nickel from the complete casting process, because any nickel introduced at any previous point in the process is very likely to become part of the first metal composition. with a high copper content. On the other hand, the Authors have found that if no nickel or only a small amount of nickel is added to the full process feed, then the first high copper metal composition has a composition comparable to the black copper feed provided in step a), and therefore, this stream of the first metal composition with a high content of copper can be easily returned to stage b), or alternatively and/or in addition, partially to any of the subsequent stages h) and j) of copper oxidation to recover the copper contained therein as part a third copper-rich metallic phase. The process described in US Pat. No. 3,682,623 includes such recycling of the copper-rich stream to a first black copper oxidation stage. However, any recycling of the first high copper metal composition to step b) or one of the subsequent steps h) or j) is advantageous over the prior art due to earlier removal of impurities to one of the spent slags, such as the first spent the slag produced in step c) and/or the second waste slag produced in step f).

Авторы обнаружили, что если никель присутствует в потоке питания способа, то частичный рецикл первой металлической композиции с высоким содержанием меди к месту выше по течению в способе, такому как стадия b), h) или j), дает тот преимущество, что никель концентрируется до высокого уровня в первой металлической композиции с высоким содержанием меди по сравнению с способом без такого частичного рецикла. Этот эффект концентрации дает то преимущество, что извлечение конкретного количества никеля из способа, например для поддержания уровней никеля на конкретных стадиях способа ниже конкретных уровней, требует извлечения более низкого количества меди вместе с этим количеством никеля. Это дает такие преимущества, что удаление никеля из способа становится более эффективным, дальнейшая обработка извлеченной смеси меди/никеля может выполняться более эффективно и на более компактном оборудовании, и может также выполняться с большей экономической эффективностью, то есть с меньшим расходом энергии и/или химикатов.The inventors have found that if nickel is present in the process feed stream, then partial recycling of the first copper-rich metal composition to an upstream location in the process, such as step b), h) or j), has the advantage that the nickel is concentrated to high level in the first high copper metal composition compared to a process without such partial recycling. This concentration effect has the advantage that recovering a particular amount of nickel from a process, for example to keep nickel levels in particular process steps below particular levels, requires a lower amount of copper to be recovered along with that amount of nickel. This has the advantage that nickel removal from the process becomes more efficient, further processing of the recovered copper/nickel mixture can be done more efficiently and with smaller equipment, and can also be done more cost-effectively, i.e. with less energy and/or chemicals. .

Авторы обнаружили, что первая металлическая композиция с высоким содержанием меди, которая извлекается от способа, может быть дополнительно обработана для извлечения содержащихся в ней меди и никеля с помощью средств, которые известны в данной области техники, или предпочтительно с помощью средств, описанных в одновременно поданной патентной заявке EP-A-18172598.7, зарегистрированной 16 мая 2018 г. под названием «Усовершенствование электролитической очистки меди».The inventors have found that the first high copper metal composition that is recovered from the process can be further processed to recover its copper and nickel content by means that are known in the art, or preferably by means described in the concurrently filed patent application EP-A-18172598.7, filed May 16, 2018 titled "Improvement in electrolytic copper refining".

В одном варианте осуществления способа в соответствии с настоящим изобретением, включающем стадию l), в конце стадии l) первая металлическая композиция с высоким содержанием меди только частично удаляется из печи, и часть этой металлической композиции остается в печи вместе с третьим припойным рафинировочным шлаком. Эта часть может представлять собой по меньшей мере 3 мас. %, 4 мас. % или 5 мас. % от количества первой металлической композиции с высоким содержанием меди, присутствующей в печи в конце стадии l), предпочтительно по меньшей мере 10 мас. %, более предпочтительно по меньшей мере 20 мас. %, еще более предпочтительно по меньшей мере 30 мас. %, и еще более предпочтительно по меньшей мере 40 мас. % от количества первой металлической композиции с высоким содержанием меди, присутствующей в печи. Авторы обнаружили, что это количество металла улучшает надежное функционирование печи во время этой и по меньшей мере одной из последующих стадий способа.In one embodiment of the method according to the present invention, comprising step l), at the end of step l), the first high copper metal composition is only partially removed from the furnace, and part of this metal composition remains in the furnace along with the third solder refining slag. This part may be at least 3 wt. %, 4 wt. % or 5 wt. % of the amount of the first metal composition with a high copper content present in the furnace at the end of stage l), preferably at least 10 wt. %, more preferably at least 20 wt. %, even more preferably at least 30 wt. %, and even more preferably at least 40 wt. % of the amount of the first high copper metal composition present in the furnace. The inventors have found that this amount of metal improves the reliable operation of the furnace during this and at least one of the subsequent steps of the process.

В одном варианте осуществления способа в соответствии с настоящим изобретением способ дополнительно содержит следующую стадию:In one embodiment of the method in accordance with the present invention, the method further comprises the following step:

m) частичного восстановления третьего припойного рафинировочного шлака, формируя тем самым вторую разбавленную медную металлическую композицию и четвертый припойный рафинировочный шлак, с последующим отделением четвертого припойного рафинировочного шлака от второй разбавленной медной металлической композиции.m) partially reducing the third solder refining slag, thereby forming a second diluted copper metal composition and a fourth solder refining slag, followed by separating the fourth solder refining slag from the second diluted copper metal composition.

Авторы обнаружили, что третий припойный рафинировочный шлак может содержать такие количества меди и/или никеля, которые все еще довольно высоки для того, чтобы получать из этого шлака поток типа чернового припоя. Авторы поэтому предпочитают включать дополнительную стадию m) неполного восстановления в качестве части способа в соответствии с настоящим изобретением. Авторы обнаружили, что существенное количество меди и/или никеля, присутствующее в третьем припойном рафинировочном шлаке, может быть легко удален в виде части второй разбавленной медной металлической композиции, сформированной на стадии m), в то время как большая часть олова и/или свинца может быть сохранена в виде части четвертого припойного рафинировочного шлака перед тем, как подвергнуть четвертый припойный рафинировочный шлак дальнейшей обработке. Предпочтительно стадия m) выполняется таким образом, чтобы по меньшей мере 50 мас. % меди, присутствующей на стадии m), извлекалось в виде части второй разбавленной медной металлической композиции, более предпочтительно по меньшей мере 70 мас. %, еще более предпочтительно по меньшей мере 80 мас. %, и еще более предпочтительно по меньшей мере 90 мас. %. Альтернативно или дополнительно стадия m) предпочтительно выполняется таким образом, чтобы по меньшей мере 50 мас. % олова, присутствующего на стадии m), извлекалось в четвертом припойном рафинировочном шлаке, более предпочтительно по меньшей мере 70 мас. %, еще более предпочтительно по меньшей мере 80 мас. %, и еще более предпочтительно по меньшей мере 90 мас. %.The inventors have found that the third solder refining slag may contain amounts of copper and/or nickel that are still high enough to make a rough solder-type stream from this slag. The authors therefore prefer to include an additional stage m) incomplete recovery as part of the method in accordance with the present invention. We have found that a significant amount of copper and/or nickel present in the third solder refining slag can be easily removed as part of the second diluted copper metal composition formed in step m), while most of the tin and/or lead can be stored as part of the fourth solder refining slag before subjecting the fourth solder refining slag to further processing. Preferably stage m) is performed in such a way that at least 50 wt. % copper present in step m) is recovered as part of the second dilute copper metal composition, more preferably at least 70 wt. %, even more preferably at least 80 wt. %, and even more preferably at least 90 wt. %. Alternatively or additionally, step m) is preferably performed such that at least 50 wt. % tin present in step m) was recovered in the fourth solder refining slag, more preferably at least 70 wt. %, even more preferably at least 80 wt. %, and even more preferably at least 90 wt. %.

В одном варианте осуществления способа в соответствии с настоящим изобретением, включающем стадию m), в конце стадии m) вторая разбавленная медная металлическая композиция только частично удаляется из печи, и часть этой металлической композиции остается в печи вместе с четвертым припойным рафинировочным шлаком. Эта часть может составлять по меньшей мере 1 мас. %, 2 мас. %, 3 мас. %, 4 мас. % или 5 мас. % от количества второй разбавленной медной металлической композиции, присутствующей в печи в конце стадии m), предпочтительно по меньшей мере 10 мас. %, более предпочтительно по меньшей мере 20 мас. %, еще более предпочтительно по меньшей мере 30 мас. %, и еще более предпочтительно по меньшей мере 40 мас. % от количества второй разбавленной медной металлической композиции, присутствующей в печи. Авторы обнаружили, что это количество металла улучшает надежное функционирование печи во время по меньшей мере одной из последующих стадий способа.In one embodiment of the method according to the present invention, including step m), at the end of step m), the second diluted copper metal composition is only partially removed from the furnace, and part of this metal composition remains in the furnace along with the fourth solder refining slag. This part may be at least 1 wt. %, 2 wt. %, 3 wt. %, 4 wt. % or 5 wt. % of the amount of the second diluted copper metal composition present in the furnace at the end of stage m), preferably at least 10 wt. %, more preferably at least 20 wt. %, even more preferably at least 30 wt. %, and even more preferably at least 40 wt. % of the amount of the second dilute copper metal composition present in the furnace. The inventors have found that this amount of metal improves the reliable operation of the furnace during at least one of the subsequent steps of the process.

В одном варианте осуществления способа в соответствии с настоящим изобретением способ дополнительно содержит следующую стадию:In one embodiment of the method in accordance with the present invention, the method further comprises the following step:

n) частичного восстановления четвертого припойного рафинировочного шлака, формируя тем самым вторую металлическую композицию чернового припоя и пятый припойный рафинировочный шлак, с последующим отделением второй металлической композиции чернового припоя от пятого припойного рафинировочного шлака.n) partially reducing the fourth solder refining slag, thereby forming a second rough solder metal composition and a fifth solder refining slag, followed by separating the second rough solder metal composition from the fifth solder refining slag.

Авторы обнаружили, что четвертый припойный рафинировочный шлак является весьма подходящим исходным сырьем для извлечения материала типа чернового припоя, подходящего для дальнейшей переработки в главные продукты олова и/или свинца более высокой чистоты. Авторы обнаружили, что на стадии n) неполного восстановления большая часть олова и/или свинца, присутствующих в печи, может быть извлечена со второй металлической композицией чернового припоя, вместе с практически всем присутствующим количеством меди и/или никеля, в то время как большая часть металлов, имеющих при условиях способа более высокое сродство к кислороду, таких как железо, может быть сохранена в виде части пятого припойного рафинировочного шлака. Авторы обнаружили, что вторая металлическая композиция чернового припоя является подходящей для дальнейшей переработки, например путем подвергания этого потока обработке металлическим кремнием, как описано в патентном документе DE 102012005401 A1. Альтернативно или дополнительно этот поток чернового припоя, опционально после стадии обогащения для увеличения содержания олова и/или свинца, может быть дополнительно отрегулирован, как описано в патентном документе WO 2018/060202 A1 и т.п., а затем подвергнут дистилляции и извлечению олова и/или свинца в качестве металлических продуктов высокой чистоты, как описано в том же самом документе.The inventors have found that the fourth solder refining slag is a very suitable feedstock for the recovery of rough solder type material suitable for further processing into higher purity tin and/or lead main products. The inventors have found that in stage n) of incomplete reduction, most of the tin and/or lead present in the furnace can be recovered with the second rough solder metal composition, along with substantially all of the copper and/or nickel present, while most metals having a higher affinity for oxygen under process conditions, such as iron, can be retained as part of the fifth solder refining slag. The inventors have found that the second braze metal composition is suitable for further processing, for example by subjecting this stream to silicon metal treatment as described in DE 102012005401 A1. Alternatively or additionally, this rough solder stream, optionally after an enrichment step to increase the tin and/or lead content, can be further adjusted as described in WO 2018/060202 A1 and the like, and then subjected to distillation and tin recovery and /or lead as high purity metal products as described in the same document.

В одном варианте осуществления способа в соответствии с настоящим изобретением способ дополнительно содержит следующую стадию:In one embodiment of the method in accordance with the present invention, the method further comprises the following step:

о) частичного восстановления пятого припойного рафинировочного шлака, формируя тем самым третью металлическую композицию на основе свинца-олова и третий отработанный шлак, с последующим отделением третьего отработанного шлака от третьей металлической композиции на основе свинца-олова.o) partially reducing the fifth solder refining slag, thereby forming a third lead-tin metal composition and a third waste slag, followed by separating the third waste slag from the third lead-tin metal composition.

Авторы обнаружили, что выгодно предусматривать дополнительную стадию о) восстановления после стадии n) производства чернового припоя, в частности стадию частичного восстановления пятого припойного рафинировочного шлака, который был получен на стадии n). Авторы обнаружили, что более ценные металлы могут быть извлечены из этого пятого припойного рафинировочного шлака с помощью стадии о), делая остающийся шлак еще более подходящим для использования в ценном конечном приложении, и/или для того, чтобы избавиться от этого шлака как от отработанного. Авторы дополнительно обнаружили, что дополнительная стадия о) восстановления также способна восстанавливать выщелачиваемые металлы в шлаке, такие как свинец, до достаточно низких уровней, так что шлак после стадии о) может использоваться далее в качестве ценного материала, или безопасно утилизирован, и все это с очень ограниченным количеством дополнительных стадий обработки, и возможно вообще без дополнительных стадий обработки, для уменьшения концентрации чувствительных металлов, таких как свинец и/или цинк.The inventors have found it advantageous to provide for an additional reduction step o) after step n) of rough solder production, in particular a partial reduction step for the fifth solder refining slag that was obtained in step n). The inventors have found that more valuable metals can be recovered from this fifth solder refining slag using step o), making the remaining slag even more suitable for use in a valuable end application and/or to dispose of this slag as waste. We have additionally found that the additional reduction step o) is also capable of reducing leachable metals in the slag, such as lead, to sufficiently low levels so that the slag after step o) can be further used as a valuable material, or safely disposed of, all with a very limited number of additional processing steps, and possibly no additional processing steps at all, to reduce the concentration of sensitive metals such as lead and/or zinc.

В одном варианте осуществления способа в соответствии с настоящим изобретением способ дополнительно содержит следующую стадию:In one embodiment of the method in accordance with the present invention, the method further comprises the following step:

p) частичного окисления третьей металлической композиции на основе свинца-олова, формируя тем самым четвертую металлическую композицию на основе свинца-олова и шестой припойный рафинировочный шлак, с последующим отделением шестого припойного рафинировочного шлака от четвертой металлической композиции на основе свинца-олова.p) partially oxidizing the third lead-tin metal composition, thereby forming a fourth lead-tin metal composition and a sixth solder refining slag, followed by separating the sixth solder refining slag from the fourth lead-tin metal composition.

Авторы обнаружили, что стадия p) дает то преимущество, что третья металлическая композиция на основе свинца-олова, извлеченная на стадии o), разделяется с одной стороны на металлический поток, в котором концентрируется медь со стадии p) вместе с большей частью присутствующего никеля, а с другой стороны на фазу шлака, в которой присутствует очень мало меди, но концентрируется значительная часть олова и/или свинца, присутствующих на стадии p), вместе с большей частью железа, а также цинка в случае его присутствия. Авторы обнаружили, что это разделение дает то преимущество, что эти два потока, получаемые на стадии p), могут обрабатываться раздельно и предпочтительно также по-разному, с использованием таких стадий, которые являются более подходящими для их составов.The inventors have found that step p) has the advantage that the third lead-tin metal composition recovered in step o) separates on one side into a metal stream in which the copper from step p) is concentrated along with most of the nickel present, and on the other hand to the slag phase, which contains very little copper, but concentrates a significant part of the tin and/or lead present in stage p), together with most of the iron, and also zinc, if present. The inventors have found that this separation has the advantage that the two streams obtained in step p) can be processed separately, and preferably also differently, using steps that are more appropriate for their formulations.

В одном варианте осуществления способа в соответствии с настоящим изобретением способ дополнительно содержит следующую стадию:In one embodiment of the method in accordance with the present invention, the method further comprises the following step:

q) рециркуляции по меньшей мере части шестого припойного рафинировочного шлака к стадии d), предпочтительно до окисления первой жидкой ванны, и/или добавления по меньшей мере части шестого припойного рафинировочного шлака к первой жидкой ванне, и/или рециркуляции по меньшей мере части шестого припойного рафинировочного шлака к стадии e), предпочтительно до восстановления первого припойного рафинировочного шлака.q) recycling at least a portion of the sixth solder refining slag to step d), preferably prior to oxidation of the first liquid bath, and/or adding at least a portion of the sixth solder refining slag to the first liquid bath, and/or recycling at least a portion of the sixth solder refining slag refining slag to step e), preferably before the recovery of the first solder refining slag.

Авторы предпочитают возвращать шестой припойный рафинировочный шлак на стадию d) и/или на стадию e), потому что это позволяет извлекать олово и/или свинец, содержащиеся в этом потоке шлака, в первую металлическую композицию чернового припоя со стадии e) или вторую металлическую композицию чернового припоя со стадии n), в то время как железо, присутствующее в шестом припойном рафинировочном шлаке, легко попадает во второй отработанный шлак со стадии f), не создавая риска накопления железа в цикле, составляющем часть способа в соответствии с настоящим изобретением.We prefer to recycle the sixth solder refining slag to step d) and/or step e) because this allows the tin and/or lead contained in this slag stream to be recovered into the first rough solder metal composition from step e) or the second metal composition rough solder from step n), while the iron present in the sixth solder refining slag easily enters the second waste slag from step f) without risking iron accumulation in the cycle that is part of the process according to the present invention.

В одном варианте осуществления способа в соответствии с настоящим изобретением, содержащем стадию p), способ дополнительно содержит следующую стадию:In one embodiment of the method according to the present invention, comprising step p), the method further comprises the following step:

r) рециркуляции по меньшей мере части четвертой металлической композиции на основе свинца-олова на стадию l), и/или добавления по меньшей мере части четвертой металлической композиции на основе свинца-олова ко второй жидкой ванне, предпочтительно до окисления второй жидкой ванны на стадии l).r) recycling at least a portion of the fourth lead-tin metal composition to step l), and/or adding at least a portion of the fourth lead-tin metal composition to the second liquid bath, preferably prior to oxidation of the second liquid bath in step l ).

Авторы предпочитают возвращать четвертую металлическую композицию на основе свинца-олова на стадию l), потому что этот металлический поток является весьма подходящим для контактирования, вместе с первой разбавленной медной металлической композицией со стадии d), с третьим медным рафинировочным шлаком со стадии j), который добавляется ко второй жидкой ванне, посредством чего третий медный рафинировочный шлак частично восстанавливается, и эти две добавленные металлические композиции частично окисляются, и может устанавливаться равновесие, при котором большая часть меди, присутствующей в печи, вместе с никелем и некоторым количеством олова и/или свинца попадает в первую металлическую композицию с высоким содержанием меди, в то время как любые отбрасываемые металлы (железо, кремний, алюминий) вместе со значительной частью присутствующих олова и/или свинца становятся частью третьего припойного рафинировочного шлака, производимого на стадии l). We prefer to return the fourth lead-tin metal composition to step l) because this metal stream is highly suitable for contacting, together with the first diluted copper metal composition from step d), the third copper refinery slag from step j), which is added to the second liquid bath whereby the third copper refining slag is partially reduced and the two added metal compositions are partially oxidized and an equilibrium can be established where most of the copper present in the furnace along with nickel and some tin and/or lead enters the first high copper metal composition, while any discarded metals (iron, silicon, aluminium) along with a significant portion of the tin and/or lead present become part of the third solder refining slag produced in step l).

В одном варианте осуществления способа в соответствии с настоящим изобретением, включающем стадию o), стадия o) содержит добавление второго содержащего медь свежего питания на стадии o), предпочтительно перед восстановлением пятого припойного рафинировочного шлака.In one embodiment of the process according to the present invention comprising step o), step o) comprises adding a second copper-containing fresh feed in step o), preferably before the reduction of the fifth solder refining slag.

Авторы обнаружили, что добавление меди на стадии о) восстановления дает значительную выгоду, потому что медь может действовать как превосходный экстрагирующий агент для любых других ценных металлов, которые остались в пятом припойном рафинировочном шлаке после стадии n), и что эта выгодная экстракция может быть выполнена без потери значительных количеств меди в третьем отработанном шлаке, который производится на стадии о).The authors have found that the addition of copper in step o) of the reduction provides a significant benefit because copper can act as an excellent extracting agent for any other valuable metals that remain in the fifth solder refining slag after step n), and that this beneficial extraction can be performed without significant loss of copper in the third spent slag which is produced in step o).

Авторы дополнительно обнаружили, что содержащее медь свежее питание, которое может быть добавлено на стадии о), может содержать значительные количества других ценных металлов, в частности цинка, никеля, олова и/или свинца. Авторы обнаружили, что если обеспечивается достаточное количество меди, что потери, особенно олова и/или свинца, с третьим отработанным шлаком могут быть сохранены очень низкими, и поэтому не ставят под угрозу возможное дальнейшее использование или направление этого третьего отработанного шлака и не создают экономически значимой потери ценных металлов.We have additionally found that the copper-containing fresh feed that can be added in step o) may contain significant amounts of other valuable metals, in particular zinc, nickel, tin and/or lead. The authors have found that if sufficient copper is provided, that losses, especially tin and/or lead, with the third waste slag can be kept very low and therefore do not compromise the possible further use or direction of this third waste slag and do not create an economically significant loss of precious metals.

Авторы обнаружили, что широкий спектр материалов является подходящим в качестве содержащего медь свежего питания для стадии о). Авторы однако предпочитают, чтобы содержащее медь свежее питание для стадии о) содержало лишь ограниченное количество, и предпочтительно вообще не содержало горючих веществ, то есть веществ, которые легко окисляются при условиях способа, например органических материалов, таких как пластмассы и/или углеводороды, остатки топлива или масла и т.д., так, чтобы температура на стадии о) оставалась легко управляемой.The authors have found that a wide range of materials are suitable as copper-containing fresh feed for step o). The inventors prefer, however, that the copper-containing fresh feed for step o) contains only a limited amount, and preferably does not contain combustible substances at all, i.e. substances that readily oxidize under process conditions, for example organic materials such as plastics and/or hydrocarbons, residues fuel or oil, etc., so that the temperature in step o) remains easily controlled.

В одном варианте осуществления способа в соответствии с настоящим изобретением, включающем стадию о), второе содержащее медь свежее питание содержит черную медь и/или отработанный или забракованный медный анодный материал.In one embodiment of the method according to the present invention, including step o), the second copper-containing fresh feed contains ferrous copper and/or spent or discarded copper anode material.

Авторы обнаружили, что на стадии o) значительное количество черной меди, аналогичной по составу черной меди, которая обеспечивается на стадии a), может быть добавлено для экстрагирования более ценных металлов из пятого припойного рафинировочного шлака, получаемого на стадии n), без чрезмерных потерь особо ценных металлов с третьим отработанным шлаком со стадии o). Авторы обнаружили, что количества такой черной меди с предшествующей стадии плавления, которые можно подать на стадию о), являются очень значительными, и могут даже быть порядка того количества черной меди, которое обеспечивается на стадии a) в качестве питания для стадии b). Авторы обнаружили, что включение стадии о) в способ в соответствии с настоящим изобретением значительно увеличивает способность обрабатывать плавильную черную медь, и, следовательно, обрабатывать более высокие количества низкокачественного сырья, что дает ценные металлы с низкой стоимостью, и поэтому с высоким экономическим потенциалом. Авторы обнаружили, что этот способ выполнения стадии о) дает то дополнительное преимущество, что значительная часть черной меди с предшествующей стадии плавления может быть обработана без всей той черной меди, которая должна была проходить по меньшей мере через первую стадию b) последовательности рафинирования меди. Любые металлы в потоке питания черной меди для стадии о), которые при условиях способа имеют более высокое сродство к кислороду, чем медь, скорее всего уже удалены до того, как медь из этого свежего питания черной меди для стадии о) может попасть на стадию b) и пройти через последовательность способа рафинирования меди из стадий b), h) и j).The inventors have found that in step o) a significant amount of black copper, similar in composition to the black copper provided in step a), can be added to extract the higher value metals from the fifth solder refining slag produced in step n) without excessive losses especially valuable metals with the third spent slag from stage o). The inventors have found that the amounts of such black copper from the previous smelting step that can be fed to step o) are very significant, and may even be on the order of the amount of black copper provided in step a) as feed to step b). The inventors have found that the inclusion of step o) in the process according to the present invention significantly increases the ability to process smelting black copper, and therefore to process higher quantities of low quality raw materials, resulting in valuable metals with low cost and therefore high economic potential. The inventors have found that this way of performing step o) has the additional advantage that a significant portion of the black copper from the preceding smelting step can be processed without all the black copper that would have to pass through at least the first step b) of the copper refining sequence. Any metals in the black copper feed stream for step o) which, under process conditions, have a higher oxygen affinity than copper, are likely already removed before the copper from this fresh black copper feed for step o) can enter step b ) and go through the copper refining process sequence of steps b), h) and j).

Авторы также обнаружили, что стадия о) является также весьма подходящей для введения отработанного и/или забракованного медного анодного материала. Производство меди высокого качества обычно содержит стадию электролиза, на которой медь растворяется с анода в электролит и осаждается на катоде. Анод обычно потребляется неполностью и удаляется как отработанный медный анодный материал из электролитической ванны до того, как последняя медь в нем будет растворена. Авторы обнаружили, что стадия о) является весьма подходящей для введения такого отработанного медного анодного материала. Медные аноды для такой стадии электролиза меди обычно отливаются путем разливки подходящего количества расплавленной меди анодного качества в форму и отверждения меди при охлаждении. Для хорошего функционирования электролиза меди аноды должны соответствовать довольно жестким требованиям по размеру и форме. Несоответствующие аноды предпочтительно не используются, и представляют собой забракованный медный анодный материал. Авторы обнаружили, что стадия о) также является весьма подходящей для введения такого забракованного медного анодного материала.The inventors have also found that step o) is also very suitable for introducing spent and/or discarded copper anode material. The production of high quality copper usually contains an electrolysis step in which copper is dissolved from the anode into an electrolyte and deposited on the cathode. The anode is usually not consumed completely and is removed as spent copper anode material from the plating bath before the last copper has been dissolved in it. The inventors have found that step o) is very suitable for the introduction of such spent copper anode material. Copper anodes for this copper electrolysis step are usually cast by pouring a suitable amount of anode grade molten copper into a mold and solidifying the copper as it cools. For copper electrolysis to function well, anodes must meet fairly stringent requirements in terms of size and shape. Non-compliant anodes are preferably not used and are discarded copper anode material. The inventors have found that step o) is also very suitable for the introduction of such discarded copper anode material.

Авторы предпочитают вводить отработанный и/или забракованный медный анодный материал в твердом виде с небольшим подогревом или вообще без него. Это дает то преимущество, что плавление этого материала потребляет по меньшей мере часть теплоты реакций, протекающих на стадии о).The authors prefer to introduce spent and/or rejected copper anode material in solid form with little or no heating. This has the advantage that the melting of this material consumes at least part of the heat of the reactions occurring in step o).

В одном варианте осуществления способа в соответствии с настоящим изобретением, включающем стадию o), стадия o) содержит добавление шестого восстанавливающего агента, предпочтительно перед восстановлением пятого припойного рафинировочного шлака. In one embodiment of the process according to the present invention, including step o), step o) comprises adding a sixth reducing agent, preferably before reducing the fifth solder refining slag.

Авторы обнаружили, что шестой восстанавливающий агент позволяет улучшить результат стадии о) восстановления в направлении желаемого разделения ценных металлов так, чтобы они вошли в третью композицию металла на основе свинца-олова, и сохранения отбрасываемых металлов в третьем отработанном шлаке. Авторы обнаружили, что шестой восстанавливающий агент может быть газом, таким как метан или природный газ, но может быть также твердым или жидким, таким как углерод, углеводород, и даже алюминий или железо.The inventors have found that the sixth reducing agent improves the result of the reduction step o) towards the desired separation of valuable metals into the third lead-tin metal composition and retention of discarded metals in the third spent slag. The inventors have found that the sixth reducing agent may be a gas such as methane or natural gas, but may also be a solid or liquid such as carbon, hydrocarbon, and even aluminum or iron.

В одном варианте осуществления способа в соответствии с настоящим изобретением шестой восстанавливающий агент содержит, и предпочтительно представляет собой металл, имеющий при условиях способа более высокое сродство к кислороду, чем олово, свинец, медь и никель, предпочтительно металлическое железо, и более предпочтительно железный лом. Авторы предпочитают использовать железо, предпочтительно железный лом, в качестве восстанавливающего агента из-за его высокой доступности при экономически весьма привлекательных условиях. Авторы обнаружили, что добавление твердого восстанавливающего агента может приносить ту дополнительную выгоду, что печь требует меньшего количества дополнительного нагревания для поддержания или достижения желаемой температуры. Авторы обнаружили, что эта выгода может быть в достаточной степени большой, потому что дополнительное нагревание за счет сжигания топлива с использованием воздуха и/или кислорода может вообще не потребоваться для достижения желаемой температуры. Авторы дополнительно обнаружили, что стадия о) может дополнительно извлекать выгоду из добавления кремнезема, как было объяснено выше.In one embodiment of the process according to the present invention, the sixth reducing agent comprises, and preferably is, a metal having, under process conditions, a higher oxygen affinity than tin, lead, copper and nickel, preferably metallic iron, and more preferably scrap iron. The authors prefer to use iron, preferably scrap iron, as the reducing agent due to its high availability under economically very attractive conditions. The inventors have found that the addition of a solid reducing agent may have the additional benefit that the furnace requires less additional heating to maintain or reach the desired temperature. The authors have found that this benefit can be quite large because additional heating by combustion of the fuel using air and/or oxygen may not be required at all to achieve the desired temperature. The authors have additionally found that step o) can further benefit from the addition of silica, as explained above.

Авторы предпочитают добавлять на стадии о) некоторое количество шестого восстанавливающего агента, богатого медью и железом, предпочтительно в виде мультиметаллического материала, потому что этот мультиметаллический материал является более доступным на более выгодных условиях, чем олово более высокой чистоты, медь более высокой чистоты или железо более высокой чистоты. Другим подходящим материалом могут быть электродвигатели, предпочтительно использованные электродвигатели, из-за их высокого содержания железа в сердечниках и меди обмотках. Авторы обнаружили, что медь и/или олово могут быть легко сохранены в металлической фазе и удержаны от перемещения в фазу шлака, в то время как любое железо в этом содержащем медь свежем питании легко перемещается в фазу шлака в виде оксида железа, что помогает химическому восстановлению других металлов, которые при условиях способа имеют более низкое сродство к кислороду, чем железо.We prefer to add in step o) some of the sixth copper and iron rich reducing agent, preferably in the form of a multi-metal material, because this multi-metal material is more readily available on more favorable terms than higher purity tin, higher purity copper, or more iron. high purity. Another suitable material would be electric motors, preferably used electric motors due to their high iron content in the cores and copper windings. The authors found that copper and/or tin can be easily retained in the metal phase and kept from moving to the slag phase, while any iron in this copper-containing fresh feed easily moves to the slag phase as iron oxide, which aids chemical reduction. other metals which, under process conditions, have a lower affinity for oxygen than iron.

В одном варианте осуществления способа в соответствии с настоящим изобретением, включающем стадию n), стадия n) дополнительно содержит добавление пятого восстанавливающего агента, предпочтительно перед восстановлением четвертого припойного рафинировочного шлака.In one embodiment of the method according to the present invention, including step n), step n) further comprises adding a fifth reducing agent, preferably before reducing the fourth solder refining slag.

Авторы обнаружили, что пятый восстанавливающий агент позволяет улучшить результат стадии n) восстановления в направлении желаемого разделения ценных металлов так, чтобы они вошли во вторую металлическую композицию чернового припоя, и сохранения отбрасываемых металлов в пятом припойном рафинировочном шлаке. Авторы обнаружили, что пятый восстанавливающий агент может быть газом, таким как метан или природный газ, но может быть также твердым или жидким, таким как углерод, углеводород, и даже алюминий или железо.The inventors have found that the fifth reducing agent improves the result of the reduction step n) towards the desired separation of valuable metals into the second rough solder metal composition and retention of discarded metals in the fifth solder refining slag. The inventors have found that the fifth reducing agent may be a gas such as methane or natural gas, but may also be a solid or liquid such as carbon, hydrocarbon, and even aluminum or iron.

В одном варианте осуществления способа в соответствии с настоящим изобретением, включающем стадию n), пятый восстанавливающий агент содержит, и предпочтительно представляет собой металл, имеющий при условиях способа более высокое сродство к кислороду, чем олово, свинец, медь и никель, предпочтительно металлическое железо, и более предпочтительно железный лом. Авторы предпочитают использовать железо, предпочтительно железный лом, в качестве восстанавливающего агента из-за его высокой доступности при экономически весьма привлекательных условиях. Авторы обнаружили, что добавление твердого восстанавливающего агента может приносить ту дополнительную выгоду, что печь требует меньшего количества дополнительного нагревания для поддержания или достижения желаемой температуры. Авторы обнаружили, что эта выгода может быть в достаточной степени большой, потому что дополнительное нагревание за счет сжигания топлива с использованием воздуха и/или кислорода может вообще не потребоваться для достижения желаемой температуры. Авторы дополнительно обнаружили, что стадия n) может дополнительно извлекать выгоду из добавления кремнезема, как было объяснено выше.In one embodiment of the method according to the present invention, comprising step n), the fifth reducing agent comprises, and preferably is, a metal having, under the conditions of the method, a higher affinity for oxygen than tin, lead, copper and nickel, preferably metallic iron, and more preferably scrap iron. The authors prefer to use iron, preferably scrap iron, as the reducing agent due to its high availability under economically very attractive conditions. The inventors have found that the addition of a solid reducing agent may have the additional benefit that the furnace requires less additional heating to maintain or reach the desired temperature. The authors have found that this benefit can be quite large because additional heating by combustion of the fuel using air and/or oxygen may not be required at all to achieve the desired temperature. The authors have additionally found that stage n) can further benefit from the addition of silica, as explained above.

Предпочтительно пятый восстанавливающий агент содержит малое количество меди и/или никеля, более предпочтительно меньше чем 1 мас. % меди и никеля вместе. Это дает то преимущество, что во вторую металлическую композицию чернового припоя попадает мало или вообще нисколько дополнительной меди и никеля, так что потребление химикатов на последующей стадии рафинирования этой композиции чернового припоя практически не увеличивается.Preferably the fifth reducing agent contains a small amount of copper and/or Nickel, more preferably less than 1 wt. % copper and nickel together. This has the advantage that little or no additional copper and nickel are introduced into the second braze metal composition, so that the chemical consumption in the subsequent refining step of this braze composition is hardly increased.

В одном варианте осуществления способа в соответствии с настоящим изобретением, включающем стадию n), второе содержащее Pb и/или Sn свежее питание добавляется на стадии n), предпочтительно до восстановления четвертого припойного рафинировочного шлака, предпочтительно второе содержащее Pb и/или Sn свежее питание, содержащее, и более предпочтительно представляющее собой дросс, получаемый из последующей обработки концентрированных потоков Pb и/или Sn. In one embodiment of the process according to the invention, comprising step n), the second fresh feed containing Pb and/or Sn is added in step n), preferably before the reduction of the fourth solder refining slag, preferably the second fresh feed containing Pb and/or Sn, containing, and more preferably representing dross, obtained from the subsequent processing of concentrated streams of Pb and/or Sn.

Авторы обнаружили, что стадия n) является также очень подходящим положением в способе для введения материалов, которые богаты оловом и/или свинцом и содержат мало меди и никеля, но которые могут содержать металлы, которые при условиях способа имеют более высокое сродство к кислороду, чем олово и свинец. Их добавление на стадии n) дает то преимущество, что олово и/или свинец легко извлекаются как часть второй металлической композиции чернового припоя и изымаются из способа, в то время как так называемые «менее благородные» металлы проходят короткий и прямой путь способа в третий отработанный шлак, производимый на последующей стадии о).The inventors have found that step n) is also a very suitable position in the process for introducing materials which are rich in tin and/or lead and low in copper and nickel, but which may contain metals which, under process conditions, have a higher affinity for oxygen than tin and lead. Their addition in step n) has the advantage that the tin and/or lead can be easily recovered as part of the second rough solder metal composition and removed from the process, while the so-called "less noble" metals follow the short and direct process path into the third spent slag produced in the subsequent step o).

Авторы обнаружили, что стадия n) является очень подходящей для извлечения олова и/или свинца, и опционально сурьмы и/или мышьяка, содержащихся в сырье или побочных продуктах способа, которые богаты такими металлами, но при этом имеют относительно низкое содержание меди и/или никеля. Авторы обнаружили, что второе содержащее Pb и/или Sn свежее питание может дополнительно содержать металлы, которые при условиях способа имеют более высокое сродство к кислороду, чем олово и/или свинец, такие как натрий, калий, кальций. Такие металлы могут быть введены, например, как часть химикатов, используемых на последующих стадиях для очистки богатого оловом и/или свинцом потока, такого как первая металлическая композиция чернового припоя или ее последующие производные. Авторы обнаружили, что стадия n) является очень подходящей для извлечения ценных металлов из побочного продукта дросса, формируемого на одной из стадий очистки, выполняемых как часть способов, раскрытых в патентном документе WO 2018/060202 A1 и т.п. Такие потоки побочного продукта дросса обычно уносят экономически существенные количества олова и/или свинца, а также содержат другие металлы, которые могли быть введены как часть химикатов способа.We have found that step n) is very suitable for recovering tin and/or lead, and optionally antimony and/or arsenic, contained in raw materials or process by-products that are rich in such metals but have a relatively low content of copper and/or nickel. The inventors have found that the second fresh feed containing Pb and/or Sn may additionally contain metals which, under process conditions, have a higher affinity for oxygen than tin and/or lead, such as sodium, potassium, calcium. Such metals may be included, for example, as part of the chemicals used in subsequent steps to clean up a tin and/or lead rich stream, such as the first rough solder metal composition or subsequent derivatives thereof. The inventors have found that step n) is very suitable for recovering valuable metals from the dross by-product formed in one of the purification steps performed as part of the methods disclosed in patent document WO 2018/060202 A1 and the like. Such dross by-product streams typically carry economically significant amounts of tin and/or lead and also contain other metals that may have been introduced as part of the process chemicals.

В одном варианте осуществления способа в соответствии с настоящим изобретением, содержащем стадию m), способ дополнительно содержит следующую стадию:In one embodiment of the method according to the present invention, comprising step m), the method further comprises the following step:

s) рециркуляции по меньшей мере части второй разбавленной медной металлической композиции, сформированной на стадии m), к стадии c), предпочтительно до восстановления первого медного рафинировочного шлака, и/или рециркуляции по меньшей мере части второй разбавленной медной металлической композиции к стадии d), предпочтительно до окисления первой металлической композиции свинец-олово, и/или добавления по меньшей мере части второй разбавленной медной металлической композиции к первой жидкой ванне.s) recycling at least a portion of the second diluted copper metal composition formed in step m) to step c), preferably prior to the recovery of the first copper refining slag, and/or recycling at least a portion of the second diluted copper metal composition to step d), preferably before the first lead-tin metal composition is oxidized and/or at least a portion of the second dilute copper metal composition is added to the first liquid bath.

Авторы обнаружили, что независимо от того, какой вариант рецикла выбирается для рециркуляции второй разбавленной медной металлической композиции, медь, извлеченная со второй разбавленной медной металлической композицией, в дополнение к любому никелю, который может присутствовать, легко извлекается в первой разбавленной медной металлической композиции, которая формируется на стадии d), и далее по течению легко попадает в первую металлическую композицию с высоким содержанием меди, которая формируется на стадии l), с которой медь может быть извлечена из способа, в то время как любое олово и/или свинец, присутствующие во второй разбавленной медной металлической композиции, могут легко попадать в первый припойный рафинировочный шлак, формируемый на стадии d), и затем далее по течению могут быть восстановлены как часть первой металлической композиции чернового припоя, формируемой на стадии e), вместе с которой они могут быть извлечены из способа.The authors found that no matter which recycling option is chosen to recycle the second dilute copper metal composition, the copper recovered with the second dilute copper metal composition, in addition to any nickel that may be present, is readily recovered in the first dilute copper metal composition, which is formed in step d) and then easily enters the first high copper metal composition which is formed in step l) with which the copper can be recovered from the process, while any tin and/or lead present in of the second diluted copper metal composition can easily be carried into the first solder refining slag formed in step d) and then further downstream can be recovered as part of the first rough solder metal composition formed in step e) with which they can be recovered out of the way.

В одном варианте осуществления способа в соответствии с настоящим изобретением, включающем стадию m), стадия m) дополнительно содержит добавление четвертого восстанавливающего агента, предпочтительно перед восстановлением третьего припойного рафинировочного шлака.In one embodiment of the method according to the present invention, including step m), step m) further comprises adding a fourth reducing agent, preferably before reducing the third solder refining slag.

Авторы обнаружили, что четвертый восстанавливающий агент позволяет улучшить результат стадии m) восстановления в направлении желаемого разделения ценных металлов так, чтобы они вошли во вторую разбавленную медную металлическую композицию, и сохранения отбрасываемых металлов в четвертом припойном рафинировочном шлаке. Авторы обнаружили, что четвертый восстанавливающий агент может быть газом, таким как метан или природный газ, но может быть также твердым или жидким, таким как углерод, углеводород, и даже алюминий или железо.The inventors have found that the fourth reducing agent improves the result of the reduction step m) towards the desired separation of valuable metals into the second dilute copper metal composition and retention of the discarded metals in the fourth solder refining slag. The inventors have found that the fourth reducing agent may be a gas such as methane or natural gas, but may also be a solid or liquid such as carbon, hydrocarbon, and even aluminum or iron.

В одном варианте осуществления способа в соответствии с настоящим изобретением, включающем стадию m), четвертый восстанавливающий агент содержит, и предпочтительно представляет собой металл, имеющий при условиях способа более высокое сродство к кислороду, чем олово, свинец, медь и никель, предпочтительно металлическое железо, и более предпочтительно железный лом.In one embodiment of the method according to the present invention comprising step m), the fourth reducing agent comprises, and preferably is, a metal having, under the process conditions, a higher oxygen affinity than tin, lead, copper and nickel, preferably iron metal, and more preferably scrap iron.

Авторы предпочитают использовать железо, предпочтительно железный лом, в качестве восстанавливающего агента из-за его высокой доступности при экономически весьма привлекательных условиях. Авторы обнаружили, что добавление твердого восстанавливающего агента может приносить ту дополнительную выгоду, что печь требует меньшего количества дополнительного нагревания для поддержания или достижения желаемой температуры. Авторы обнаружили, что эта выгода может быть в достаточной степени большой, потому что дополнительное нагревание за счет сжигания топлива с использованием воздуха и/или кислорода может вообще не потребоваться для достижения желаемой температуры. Авторы дополнительно обнаружили, что стадия m) может дополнительно извлекать выгоду из добавления кремнезема, как было объяснено выше.The authors prefer to use iron, preferably scrap iron, as the reducing agent due to its high availability under economically very attractive conditions. The inventors have found that the addition of a solid reducing agent may have the additional benefit that the furnace requires less additional heating to maintain or reach the desired temperature. The authors have found that this benefit can be quite large because additional heating by combustion of the fuel using air and/or oxygen may not be required at all to achieve the desired temperature. The authors additionally found that stage m) can further benefit from the addition of silica, as explained above.

Авторы предпочитают добавлять на стадии m) некоторое количество четвертого восстанавливающего агента, богатого медью и железом, предпочтительно в виде мультиметаллического материала, потому что этот мультиметаллический материал является более доступным на более выгодных условиях, чем олово более высокой чистоты, медь более высокой чистоты или железо более высокой чистоты. Другим подходящим материалом могут быть электродвигатели, предпочтительно использованные электродвигатели, из-за их высокого содержания железа в сердечниках и меди обмотках. Авторы обнаружили, что медь может быть легко сохранена в металлической фазе и удержана от перемещения в фазу шлака, в то время как любое олово, свинец и железо в этом содержащем медь свежем питании легко перемещается в фазу шлака в виде их соответствующих оксидов, что помогает химическому восстановлению других металлов, которые при условиях способа имеют более низкое сродство к кислороду, чем олово, свинец и железо.We prefer to add in step m) some amount of a fourth reducing agent rich in copper and iron, preferably in the form of a multi-metal material, because this multi-metal material is more readily available at more favorable terms than higher purity tin, higher purity copper, or more iron. high purity. Another suitable material would be electric motors, preferably used electric motors due to their high iron content in the cores and copper windings. The authors have found that copper can be easily retained in the metal phase and kept from moving into the slag phase, while any tin, lead, and iron in this copper-containing fresh feed easily moves into the slag phase as their respective oxides, which aids chemical reduction of other metals which, under process conditions, have a lower affinity for oxygen than tin, lead and iron.

В одном варианте осуществления способа в соответствии с настоящим изобретением по меньшей мере на одной из стадий способа, включающих отделение металлической фазы от фазы шлака, добавляется некоторое количество кремнезема, предпочтительно в форме песка.In one embodiment of the process according to the present invention, at least one of the process steps comprising separating the metal phase from the slag phase adds some silica, preferably in the form of sand.

Авторы обнаружили, что кремнезем способствует формированию фазы шлака, улучшает текучесть шлака и улучшает разделение под действием силы тяжести металлической фазы и фазы шлака. Без привязки к какой-либо теории, Авторы полагают, что уменьшение вязкости шлака само по себе значительно улучшает разделение фаз, поскольку металлические пузырьки, формируемые в фазе шлака в результате химического восстановления, более легко перемещаются через фазу шлака и могут таким образом достигать поверхности раздела между этими двумя фазами, где они могут объединяться с нижележащей непрерывной металлической фазой. Добавление кремнезема дополнительно выгодно влияет на равновесие конкретных металлов между металлической фазой и фазой шлака, в частности для свинца. Кремнезем также увеличивает кислотность шлака, что дополнительно влияет на равновесие в печи между различными фазами. Когда шлак содержит железо и извлекается от печи и гранулируется за счет контакта горячего жидкого шлака с водой, добавление кремнезема позволяет избежать риска присутствия железа в такой форме, которая действует как катализатор для расщепления воды и, следовательно, формирования газообразного водорода, который создает опасность взрыва. Кремнезем также увеличивает активность любого олова в шлаке, заставляя SnO2 восстанавливаться до металлического Sn, который переходит в металлическую фазу. Этот последний механизм уменьшает количество Sn, который остается в шлаке для той же самой нижележащей металлической композиции.The inventors have found that silica promotes the formation of the slag phase, improves the fluidity of the slag, and improves the gravity separation of the metal phase and the slag phase. Without wishing to be bound by any theory, the Authors believe that reducing the viscosity of the slag itself greatly improves phase separation because the metal bubbles formed in the slag phase as a result of chemical reduction move more easily through the slag phase and can thus reach the interface between these two phases, where they can combine with the underlying continuous metal phase. The addition of silica further favorably influences the equilibrium of particular metals between the metal phase and the slag phase, in particular for lead. Silica also increases the acidity of the slag, which further affects the balance in the furnace between the various phases. When the slag contains iron and is removed from the furnace and granulated by contacting the hot liquid slag with water, the addition of silica avoids the risk of iron being present in a form that acts as a catalyst to split the water and hence form hydrogen gas which creates an explosion hazard. The silica also increases the activity of any tin in the slag, causing the SnO 2 to be reduced to metallic Sn, which goes into the metallic phase. This latter mechanism reduces the amount of Sn that remains in the slag for the same underlying metal composition.

В одном варианте осуществления способа в соответствии с настоящим изобретением черная медь, производимая с помощью стадии плавления, добавляется по меньшей мере на одной из стадий b), f) и o). In one embodiment of the process according to the present invention, the black copper produced by the smelting step is added in at least one of steps b), f) and o).

Авторы обнаружили, что стадия плавления является очень подходящей, и даже предпочтительной для производства любой и предпочтительно всех композиций черной меди, которые используются как возможное питание и свежее питание для стадий способа в соответствии с настоящим изобретением, в частности стадий b), h), f) и/или o). Стадия плавления предлагает преимущество простоты в эксплуатации и оборудовании, а следовательно является экономически выгодной. Стадия плавления дает дополнительное преимущество того, что она терпима к качеству сырья. Стадия плавления в состоянии принимать сырье, которые является чрезвычайно разбавленным и/или загрязненным разнообразными компонентами, как было описано выше в настоящем документе. Поскольку это смешанное и/или загрязненное сырье навряд ли имеет какое-либо другое конечное использование, оно может поставляться на экономически весьма привлекательных условиях. Следовательно, способность обработки такого сырья и выделения содержащихся в нем ценных металлов является интересной оператору способа в соответствии с настоящим изобретением.The authors have found that the melting step is very suitable, and even preferred, for the production of any and preferably all black copper compositions, which are used as possible feed and fresh feed for the steps of the method in accordance with the present invention, in particular steps b), h), f ) and/or o). The melting stage offers the advantage of ease of operation and equipment, and is therefore cost effective. The melting step has the additional advantage of being tolerant of raw material quality. The melting stage is capable of receiving feedstocks that are extremely dilute and/or contaminated with a variety of components, as described above herein. As this mixed and/or contaminated raw material is unlikely to have any other end use, it can be supplied on economically very attractive terms. Therefore, the ability to process such raw materials and isolate the valuable metals contained therein is of interest to the operator of the method in accordance with the present invention.

В плавильной печи металлы плавятся, а органика и другие горючие материалы сжигаются. Металлы, имеющие относительно высокое сродство к кислороду, преобразуются в их оксиды и собираются в имеющей низкую плотность всплывающей фазе шлака. Металлы, имеющие более низкое сродство к кислороду, остаются элементарными металлами в более плотной фазе жидкого металла на дне плавильной печи. На стадии производства меди стадия плавления может выполняться таким образом, чтобы большая часть железа оказывалась в шлаке, в то время как медь, олово и свинец оказывались в металлическом продукте, в потоке, который обычно называют «черной медью». Также большая часть никеля, сурьмы, мышьяка и висмута становится частью продукта черной меди.In the smelting furnace, metals are melted, and organics and other combustible materials are burned. Metals having a relatively high affinity for oxygen are converted to their oxides and collected in the low density floating slag phase. Metals having a lower affinity for oxygen remain elemental metals in the denser liquid metal phase at the bottom of the smelter. In the copper production step, the smelting step can be carried out in such a way that most of the iron ends up in the slag, while the copper, tin and lead end up in the metal product, a stream commonly referred to as "black copper". Also, most nickel, antimony, arsenic and bismuth become part of the black copper product.

Авторы обнаружили, что металлический продукт со стадии плавления может быть введен в способ в соответствии с настоящим изобретением в виде расплавленной жидкости, но альтернативно может быть отвержден и охлажден, например с помощью грануляции, которая обеспечивает транспортировку между различными промплощадками, а затем введен в способ до или после повторного плавления.The inventors have found that the metal product from the melting step can be introduced into the process according to the present invention as a molten liquid, but alternatively can be solidified and cooled, for example by granulation, which allows transportation between different industrial sites, and then introduced into the process up to or after remelting.

В одном варианте осуществления способа в соответствии с настоящим изобретением по меньшей мере одна из первой металлической композиции чернового припоя и второй металлической композиции чернового припоя предварительно очищается с использованием металлического кремния для того, чтобы произвести предварительно очищенную композицию припойного металла. Подходящая предварительная очистка для такой металлической композиции чернового припоя описывается в патентном документе DE 102012005401 A1.In one embodiment of the method according to the present invention, at least one of the first braze metal composition and the second braze metal composition is precleaned using silicon metal to produce a precleaned solder metal composition. A suitable pre-cleaning for such a rough solder metal composition is described in DE 102012005401 A1.

В одном варианте осуществления способ в соответствии с настоящим изобретением дополнительно содержит стадию охлаждения первой металлической композиции чернового припоя и/или второй металлической композиции чернового припоя и/или предварительно очищенной композиции припойного металла до температуры самое большее 825°C, чтобы получить ванну, содержащую первый всплывающий дросс, который под действием силы тяжести всплывает над первой жидкой расплавленной фазой отрегулированного припоя. Авторы обнаружили, что эта дополнительная последующая стадия способа в состоянии удалять существенное количество меди и других нежелательных металлов из чернового припоя. Более подробная информация для этой стадии может быть найдена в патентном документе WO 2018/060202 A1. Авторы дополнительно обнаружили, что эта стадия охлаждения в комбинации с некоторыми из последующих стадий способа, выполняемых на этом потоке свинца/олова, может предложить альтернативу, по меньшей мере частично, предварительной повторной обработке металлическим кремнием, упомянутой в другом месте в данном документе. Это является выгодным, потому что металлический кремний является довольно дефицитным химикатом, и уменьшение и/или устранение его использования может принести значительную выгоду.In one embodiment, the method according to the present invention further comprises the step of cooling the first rough solder metal composition and/or the second rough solder metal composition and/or the pre-cleaned solder metal composition to a temperature of at most 825° C. to obtain a bath containing the first floating solder metal. dross, which, under the action of gravity, floats above the first liquid molten phase of the adjusted solder. The inventors have found that this additional downstream process step is able to remove significant amounts of copper and other unwanted metals from the rough solder. More details for this step can be found in patent document WO 2018/060202 A1. We have further found that this cooling step, in combination with some of the subsequent process steps performed on this lead/tin stream, may offer an alternative, at least in part, to the silicon metal pre-retreatment mentioned elsewhere herein. This is advantageous because silicon metal is a rather scarce chemical and reducing and/or eliminating its use can bring significant benefits.

В одном варианте осуществления способ в соответствии с настоящим изобретением дополнительно содержит стадию добавления щелочного металла и/или щелочноземельного металла, или химического соединения, содержащего щелочной металл и/или щелочноземельный металл, к первой металлической композиции чернового припоя и/или ко второй металлической композиции чернового припоя и/или к предварительно очищенной композиции припойного металла и/или к первой жидкой расплавленной фазе отрегулированного припоя для формирования ванны, содержащей второй всплывающий дросс, который под действием силы тяжести всплывает над второй жидкой расплавленной фазой отрегулированного припоя.In one embodiment, the method according to the present invention further comprises the step of adding an alkali metal and/or an alkaline earth metal or a chemical compound containing an alkali metal and/or an alkaline earth metal to the first rough solder metal composition and/or to the second rough solder metal composition and/or to the pre-cleaned solder metal composition and/or to the first liquid molten phase of the adjusted solder to form a pool containing a second floating dross that floats above the second liquid molten phase of the adjusted solder under the action of gravity.

В одном варианте осуществления способ в соответствии с настоящим изобретением дополнительно содержит стадию удаления второго всплывающего дросса из второй жидкой расплавленной фазы отрегулированного припоя, формируя тем самым второй отрегулированный припой.In one embodiment, the method in accordance with the present invention further comprises the step of removing the second pop-up dross from the second liquid molten phase of the adjusted solder, thereby forming the second adjusted solder.

В одном варианте осуществления способ в соответствии с настоящим изобретением дополнительно содержит стадию удаления пятого всплывающего дросса из первой жидкой расплавленной фазы отрегулированного припоя, формируя тем самым первый отрегулированный припой. In one embodiment, the method in accordance with the present invention further comprises the step of removing the fifth pop-up dross from the first liquid molten phase of the adjusted solder, thereby forming the first adjusted solder.

В одном варианте осуществления способ в соответствии с настоящим изобретением дополнительно содержит стадию дистилляции первого отрегулированного припоя и/или второго отрегулированного припоя, на которой свинец (Pb) удаляется из припоя с помощью испарения, и получаются верхний продукт дистилляции и кубовый продукт дистилляции, предпочтительно с помощью дистилляции в вакууме.In one embodiment, the method according to the present invention further comprises the step of distilling the first adjusted solder and/or the second adjusted solder, in which lead (Pb) is removed from the solder by evaporation, and an overhead distillation product and a bottom distillation product are obtained, preferably with distillation in vacuum.

В одном варианте осуществления способа в соответствии с настоящим изобретением, включающем стадию дистилляции по меньшей мере одного из припойных потоков для удаления свинца (Pb) из припоя с помощью испарения и получения верхнего продукта дистилляции и кубового продукта дистилляции, кубовый продукт дистилляции содержит по меньшей мере 0,6 мас. % свинца. Преимущества этого объясняются в патентном документе WO 2018/060202 A1.In one embodiment of the method according to the present invention, comprising the step of distilling at least one of the solder streams to remove lead (Pb) from the solder by evaporation and obtain an overhead distillation product and a distillation bottoms product, the distillation bottoms product contains at least 0 .6 wt. % lead. The advantages of this are explained in patent document WO 2018/060202 A1.

В одном варианте осуществления настоящего изобретения по меньшей мере часть способа отслеживается и/или управляется с помощью электроники, предпочтительно с помощью компьютерной программы. Авторы обнаружили, что управление стадиями способа в соответствии с настоящим изобретением с помощью электроники, предпочтительно компьютерной программы, дает преимущество намного более хорошей обработки, с намного более предсказуемыми результатами, которые являются более близкими к целям способа. Например, на основе измерений температуры, и при желании также измерений давления и/или уровня, и/или в комбинации с результатами химических анализов образцов, взятых от потоков способа, и/или с результатами анализа, получаемыми в режиме реального времени, управляющая программа может управлять оборудованием, относящимся к включению или выключению электроэнергии, подаче тепла или охлаждающего агента, регулированию потока и/или давления. Авторы обнаружили, что такое отслеживание или управление особенно выгодны со стадиями, которые эксплуатируются в непрерывном режиме, но оно может также быть выгодным и со стадиями, которые эксплуатируются в периодическом или полунепрерывном режиме. В дополнение к этому и предпочтительно результаты отслеживания, получаемые во время или после выполнения стадий в способе в соответствии с настоящим изобретением, также используются для отслеживания и/или управления на других стадиях, являющихся частью способа в соответствии с настоящим изобретением, и/или способов, которые применяются до или после способа в соответствии с настоящим изобретением, как часть общего способа, внутри которого способ в соответствии с настоящим изобретением является лишь частью. Предпочтительно весь общий способ отслеживается с помощью электроники, более предпочтительно по меньшей мере одной компьютерной программой. Предпочтительно общим способом управляют с помощью электроники в максимально возможной степени.In one embodiment of the present invention, at least part of the method is monitored and/or controlled electronically, preferably by a computer program. The inventors have found that controlling the steps of the method according to the present invention by means of electronics, preferably a computer program, offers the advantage of much better processing, with much more predictable results that are closer to the goals of the method. For example, based on temperature measurements, and optionally also pressure and/or level measurements, and/or in combination with the results of chemical analyzes of samples taken from the process streams and/or with real-time analysis results, the control program may operate equipment related to turning on or off electricity, supplying heat or coolant, regulating flow and/or pressure. The inventors have found that such tracking or control is particularly beneficial with stages that are operated continuously, but it may also be beneficial with stages that are operated on a batch or semi-continuous basis. In addition, and preferably, the tracking results obtained during or after the steps in the method according to the present invention are also used to monitor and/or control other steps that are part of the method according to the present invention and/or the methods which are applied before or after the method according to the present invention, as part of a general method within which the method according to the present invention is only a part. Preferably the entire general process is monitored electronically, more preferably by at least one computer program. Preferably the general process is electronically controlled as much as possible.

Авторы предпочитают, чтобы компьютерное управление также обеспечивало передачу данных и инструкций от одного компьютера или компьютерной программы по меньшей мере к одному другому компьютеру или компьютерной программе, или к модулю той же самой компьютерной программы, для отслеживания и/или управления другими способами, включая, но не ограничиваясь этим, способы, описанные в настоящем документе.The authors prefer that computer control also provides for the transfer of data and instructions from one computer or computer program to at least one other computer or computer program, or to a module of the same computer program, for monitoring and / or control in other ways, including, but without limitation, the methods described herein.

Авторы предпочитают выполнять конкретные стадии способа в соответствии с настоящим изобретением во вращающемся конвертере с верхней продувкой (TBRC), опционально в печи, раскрытой в патентном документе US 3682623, см. Фиг. 3-5 и относящееся к ним описание, или в печи, обычно известной как печь или конвертер KALDO. Авторы особенно предпочитают использовать этот тип печи на тех стадиях, где имеет место химическая реакция, и/или на которых желательно равновесие между расплавленной фазой шлака и нижележащей фазой расплавленного металла. We prefer to carry out the specific process steps of the present invention in a top blown rotary converter (TBRC), optionally in a furnace as disclosed in US Pat. No. 3,682,623, see FIG. 3-5 and related description, or in an oven commonly known as a KALDO oven or converter. The inventors particularly prefer to use this type of furnace in those stages where a chemical reaction takes place and/or in which an equilibrium between the molten slag phase and the underlying molten metal phase is desired.

Авторы обнаружили, что этот тип печей позволяет обрабатывать сложные материалы, материалы, которые производят большое количество фазы шлака, а также материалы с большими вариациями в терминах физического вида, а также химического состава. Этот тип печи в состоянии принимать в качестве питания шлаки с других стадий способа и/или большие куски твердых материалов, то есть исходного сырья, которое намного труднее вводить в печи с другими типами конструкции.The authors have found that this type of furnace allows the processing of complex materials, materials that produce a large amount of the slag phase, as well as materials with large variations in terms of physical appearance as well as chemical composition. This type of furnace is able to accept as feed slags from other process steps and/or large pieces of hard materials, i.e. raw materials that are much more difficult to introduce into furnaces of other types of construction.

Такие печи дают то преимущество, что печь может вращаться, так что может быть получен более интенсивный контакт между твердыми веществами и жидкостями, а также между различными жидкими фазами, что позволяет быстрее приближаться к желаемому равновесию между фазами и/или достигать его. Such furnaces have the advantage that the furnace can be rotated so that more intense contact between solids and liquids and between different liquid phases can be obtained, allowing the desired equilibrium between the phases to be approached and/or achieved more quickly.

Предпочтительно скорость вращения печи является переменной, так что скорость вращения печи может быть адаптирована к стадии способа, выполняемой в печи. Стадии способа, требующие реакции и перемещающие содержимое печи к равновесию, предпочитают высокую скорость вращения, в то время как другие стадии способа, например, когда твердое свежее питание должно плавиться, могут предпочитать низкую скорость вращения или возможно даже полное отсутствие вращения.Preferably, the rotation speed of the furnace is variable, so that the rotation speed of the furnace can be adapted to the process step carried out in the furnace. Process steps requiring reaction and moving the contents of the furnace towards equilibrium prefer high rotation speed, while other process steps, such as when solid fresh feed is to be melted, may prefer low rotation speed or possibly even no rotation at all.

Предпочтительно угол наклона печи является переменным, что обеспечивает лучшее управление смешиванием, а также кинетикой реакции. Переменный угол наклона также обеспечивает более хороший запуск на твердом питании, предпочтительно с малым углом наклона, пока не сформируется достаточное количество достаточно горячей жидкость, и, следовательно, более текучей жидкости, чтобы удерживать оставшиеся твердые вещества на плаву.Preferably, the angle of the furnace is variable, which provides better control of the mixing as well as the reaction kinetics. The variable inclination also provides a better start on solid feed, preferably with a low inclination, until enough sufficiently hot liquid is formed, and therefore more flowable liquid, to keep the remaining solids afloat.

Авторы предпочитают при конкретных условиях эксплуатировать печь по меньшей мере периодически не в обычном режиме вращения, а в так называемом «режиме раскачивания», то есть поочередного вращения печи в противоположных направлениях лишь на часть от полного оборота в 360°. Авторы обнаружили, что этот режим работы позволяет избежать возможных экстремальных нагрузок на приводное оборудование печи, возникающих при полном вращении печи с тем же самым содержимым. Авторы предпочитают применять этот режим работы, когда все еще есть относительно большое количество твердых веществ в завалке и слишком мало жидкой фазы для того, чтобы удерживать эти твердые вещества на плаву, или когда жидкая фаза в печи все еще имеет низкую текучесть, например потому что она все еще является довольно холодной.The authors prefer, under specific conditions, to operate the furnace at least intermittently not in the usual mode of rotation, but in the so-called "rocking mode", that is, alternately rotating the furnace in opposite directions only a fraction of a full rotation of 360°. The authors have found that this mode of operation avoids possible extreme loads on the drive equipment of the furnace, which occur when the furnace is fully rotated with the same contents. The authors prefer to use this mode of operation when there is still a relatively large amount of solids in the charge and too little liquid phase to keep these solids afloat, or when the liquid phase in the furnace still has low fluidity, for example because it is still pretty cold.

Авторы предпочитают, чтобы у TBRC была огнеупорная футеровка, и более предпочтительно, чтобы эта футеровка имела два слоя. Предпочтительно внутренний слой футеровки, то есть слой, контактирующий с содержимым печи, делается из материала, который визуально становится светлее при высоких температурах содержимого печи во время работы, в то время как материал нижележащего слоя остается темным, когда он подвергается воздействию внутренних температур сосуда. Это позволяет быстро определять дефекты в футеровке с помощью простого визуального осмотра во время работы печи.The authors prefer that the TBRC has a refractory lining, and more preferably this lining has two layers. Preferably, the inner layer of the lining, i.e. the layer in contact with the contents of the furnace, is made of a material that becomes visually lighter at high temperatures of the contents of the furnace during operation, while the material of the underlying layer remains dark when exposed to the internal temperatures of the vessel. This allows you to quickly identify defects in the lining with a simple visual inspection during operation of the furnace.

Наружный слой футеровки таким образом действует как своего рода защитный слой. Авторы предпочитают, чтобы этот защитный слой футеровки имел более низкую удельную теплопроводность, чем внутренний слой футеровки.The outer layer of the lining thus acts as a kind of protective layer. The inventors prefer this protective lining layer to have a lower thermal conductivity than the inner lining layer.

При установке футеровки TBRC, причем футеровку предпочтительно изготавливать путем укладки отдельных огнеупорных кирпичей конической формы, Авторы предпочитают создавать жертвенный слой между отдельными элементами футеровки или кирпичами, такой как слой картона или кровельного покрытия. Это дает то преимущество, что при нагреве печи в первый раз этот жертвенный слой сгорает и исчезает, оставляя место для теплового расширения кирпичей.When installing a TBRC lining, the lining being preferably made by stacking individual conical shaped refractory bricks, the Applicants prefer to create a sacrificial layer between the individual linings or bricks, such as a layer of cardboard or roofing. This has the advantage that when the kiln is heated for the first time, this sacrificial layer burns out and disappears, leaving room for thermal expansion of the bricks.

Несколько стадий в способе в соответствии с настоящим изобретением предпочитают, чтобы нижележащая фаза расплавленного металла выпускалась из печи, в то время как всплывающая фаза жидкого шлака все еще находилась в печи. Авторы предпочитают выпускать этот жидкий металл посредством слива или выпускного отверстия в огнеупорной футеровке печи. Авторы предпочитают затыкать это отверстие жертвенным металлическим стержнем во время перемещений печи при ее работе. Для того, чтобы подготовить выпуск металла, Авторы предпочитают сжигать этот стержень, пока он находится выше уровня жидкости в печи, и временно заглушать выгоревшее выпускное отверстие горючей пробкой, например сделанной из картона, после чего печь поворачивается в положение выпуска металла. Авторы обнаружили, что время сгорания горючей пробки обеспечивает время для поворота печи в положение выпуска металла и прохождения выпускного отверстия через фазу шлака.Several steps in the process according to the present invention prefer that the underlying molten metal phase is discharged from the furnace while the floating liquid slag phase is still in the furnace. The authors prefer to release this liquid metal through a drain or outlet in the refractory lining of the furnace. The authors prefer to plug this hole with a sacrificial metal rod during the movements of the furnace during its operation. In order to prepare the release of metal, the Authors prefer to burn this rod while it is above the liquid level in the furnace, and temporarily plug the burnt outlet with a combustible plug, for example, made of cardboard, after which the furnace is rotated to the position of metal release. The authors found that the burn time of the combustible plug provides time for the furnace to rotate to the metal outlet position and pass the outlet through the slag phase.

Для нагрева печи с помощью внешнего подвода тепла авторы предпочитают использовать горелку, которая сжигает смесь топлива и источника кислорода, вместо того, чтобы отдельно вводить топливо и источник кислорода в печь. Авторы обнаружили, что такая смесительная горелка может быть более трудной в эксплуатации, но она дает преимущество в том, что пламя может быть более точно направлено на предпочтительное место внутри печи.To heat the furnace with an external heat supply, the authors prefer to use a burner that burns a mixture of fuel and oxygen source, instead of separately introducing fuel and oxygen source into the furnace. The inventors have found that such a mixing burner can be more difficult to operate, but has the advantage that the flame can be directed more precisely to a preferred location within the furnace.

Авторы обнаружили, что соотношение топлива и источника кислорода может быть легко использовано для управления окислительным/восстановительным режимом внутри печи, и следовательно для помощи в регулировании и/или управлении направлением химических реакций, которые должны протекать внутри печи.The inventors have found that the ratio of fuel to oxygen source can easily be used to control the redox/oxidation regime within the furnace, and hence to help regulate and/or control the direction of the chemical reactions that must take place within the furnace.

Авторы обнаружили, что те стадии способа в соответствии с настоящим изобретением, на которых вводится холодное исходное сырье, могут производить диоксины и/или летучие органические соединения (VOC). Авторы предпочитают выполнять эти стадии способа в печах, оборудованных подходящим оборудованием для улавливания диоксинов и/или VOC из отходящих паров. Авторы обнаружили, что способ может использоваться таким образом, чтобы только часть печей нуждалась в таком оборудовании для обработки выхлопов, тогда как для других печей достаточно улавливания пыли и/или фильтрации для соответствия законодательно установленным нормам выбросов.The inventors have found that those steps of the process according to the present invention that introduce cold feedstock can produce dioxins and/or volatile organic compounds (VOCs). The inventors prefer to carry out these process steps in ovens equipped with suitable equipment to capture dioxins and/or VOCs from the exhaust vapors. The inventors have found that the method can be used in such a way that only a subset of stoves need such exhaust treatment equipment, while for other stoves dust collection and/or filtration is sufficient to meet legal emission standards.

Способ в соответствии с настоящим изобретением включает в себя несколько случаев переноса жидкой расплавленной фазы металла и/или шлака из одной печи в другую. Авторы обнаружили, что этот перенос наиболее удобно выполнять с использованием передаточных ковшей. Для того, чтобы защитить конструкционные материалы передаточных ковшей, Авторы предпочитают снабжать эти ковши внутренним слоем твердого шлакового покрытия.The method according to the present invention includes several cases of transferring the liquid molten phase of metal and/or slag from one furnace to another. The authors have found that this transfer is most conveniently performed using transfer buckets. In order to protect the construction materials of the transfer ladles, the Authors prefer to provide these ladles with an internal layer of hard slag coating.

ПРИМЕРEXAMPLE

Следующий пример показывает один предпочтительный вариант осуществления настоящего изобретения. Этот пример дополнительно иллюстрируется Фиг. 1, где изображена схема потоков основной части способа в соответствии с настоящим изобретением. В этой части способа из множества различного исходного сырья и начиная с композиции 1 черной меди извлекаются рафинированный медный продукт 9 анодного сорта, побочный продукт 22 медной металлической композиции с высоким содержанием меди, два продукта 18 и 26 металлической композиции чернового припоя и три отработанных шлака 12, 20 и 28.The following example shows one preferred embodiment of the present invention. This example is further illustrated in Fig. 1, which shows the flow diagram of the main part of the method in accordance with the present invention. In this part of the process, from a variety of different feedstocks and starting with black copper composition 1, an anode grade refined copper product 9, a high copper content copper metal composition by-product 22, two rough solder metal composition products 18 and 26, and three spent slags 12, 20 and 28.

На Фиг. 1 числа обозначают следующие особенности формулы изобретения:On FIG. 1 numbers denote the following features of the claims:

1. Исходное сырье композиции черной меди для стадии b) (100) 1. Feedstock composition of black copper for stage b) (100)

2. Свежее питание для стадии b) (100)2. Fresh food for stage b) (100)

3. Первый медный рафинировочный шлак3. First copper refining slag

4. Первая богатая медью металлическая фаза4. The first copper-rich metal phase

5. Свежее питание для стадии h) (200)5. Fresh food for stage h) (200)

6. Второй медный рафинировочный шлак 6. Second copper refining slag

7. Вторая богатая медью металлическая фаза7. Second copper-rich metal phase

8. Третий медный рафинировочный шлак8. Third copper refining slag

9. Третья богатая медью металлическая фаза - анодный сорт9. The third copper-rich metal phase is the anode grade

10. Вторая металлическая композиция на основе свинца-олова10. The second metal composition based on lead-tin

11. Вторая разбавленная медная металлическая композиция11. Second diluted copper metal composition

12. Первый отработанный шлак12. First spent slag

13. Первая металлическая композиция на основе свинца-олова13. The first metal composition based on lead-tin

14. Шестой припойный рафинировочный шлак для первой жидкой ванны (450) перед стадией d) (500)14. Sixth solder refining slag for the first liquid bath (450) before step d) (500)

15. Первая разбавленная медная металлическая композиция15. The first diluted copper metal composition

16. Первый припойный рафинировочный шлак16. First solder refining slag

17. Первое содержащее Pb и/или Sn свежее питание для стадии e) (600)17. First fresh food containing Pb and/or Sn for step e) (600)

18. Первая металлическая композиция чернового припоя18. The first metal composition of rough solder

19. Второй припойный рафинировочный шлак19. Second solder refining slag

20. Второй отработанный шлак20. Second spent slag

21. Четвертая металлическая композиция на основе свинца-олова 21. The fourth metal composition based on lead-tin

22. Первая металлическая композиция с высоким содержанием меди - часть, удаляемая из способа22. First metal composition with a high content of copper - part removed from the process

23. Третий припойный рафинировочный шлак 23. Third solder refining slag

24. Четвертый припойный рафинировочный шлак 24. Fourth solder refining slag

25. Второе содержащее Pb и/или Sn свежее питание для стадии n) (1000)25. Second containing Pb and/or Sn fresh food for stage n) (1000)

26. Вторая металлическая композиция чернового припоя 26. The second metal composition of the rough solder

27. Пятый припойный рафинировочный шлак 27. Fifth solder refining slag

28. Третий отработанный шлак 28. Third spent slag

29. Третья металлическая композиция на основе свинца-олова 29. The third metal composition based on lead-tin

30. Первая металлическая композиция с высоким содержанием меди - часть, возвращаемая на стадию b) и/или стадию d)30. The first metal composition with a high content of copper - part returned to stage b) and/or stage d)

31. Свежее питание для стадии j) (300)31. Fresh food for stage j) (300)

50. Первое содержащее медь свежее питание для стадии f) (700)50. First copper-containing fresh food for stage f) (700)

51. Свежее питание для стадии p) (1200)51. Fresh nutrition for stage p) (1200)

52. Свежее питание для второй жидкой ванны (550) перед стадией l) (800)52. Fresh food for the second liquid bath (550) before stage l) (800)

53. Шестой припойный рафинировочный шлак, возвращаемый на стадию e) (600)53. Sixth solder refining slag returned to step e) (600)

55. Второе содержащее медь свежее питание для стадии o) (1100)55. Second copper containing fresh feed for stage o) (1100)

56. Свежее питание для стадии c) (400)56. Fresh food for stage c) (400)

57. Свежее питание для первой жидкой ванны (450) перед стадией d) (500)57. Fresh nutrition for the first liquid bath (450) before step d) (500)

58. Свежее питание для стадии m) (900)58. Fresh food for stage m) (900)

450 Первая жидкая ванна450 First liquid bath

550 Вторая жидкая ванна550 Second liquid bath

100 Стадия b) способа100 Process step b)

200 Стадия h) способа200 Process step h)

300 Стадия j) способа300 Process step j)

400 Стадия c) способа400 Process step c)

500 Стадия d) способа500 Process step d)

600 Стадия e) способа600 Process step e)

700 Стадия f) способа700 Process step f)

701 Стадия g) способа701 Process step g)

800 Стадия l) способа800 Process step l)

801 Рецикл потока 30 со стадии l) к стадии b) и/или d)801 Recycle stream 30 from step l) to step b) and/or d)

900 Стадия m) способа900 Process step m)

901 Стадия s) способа, то есть рецикл потока 11 со стадии m) к стадии c)901 Process step s) i.e. recycling stream 11 from step m) to step c)

1000 Стадия n) способа1000 Process step n)

1100 Стадия o) способа1100 Process step o)

1200 Стадия p) способа1200 Process step p)

1201 Стадия q) способа - Рецикл части шестого припойного рафинировочного шлака (14) со стадии p) к первой жидкой ванне (450) и/или (53) к стадии e) (600)1201 Process step q) - Recycle part of the sixth solder refining slag (14) from step p) to the first liquid bath (450) and/or (53) to step e) (600)

1202 Стадия r) способа - Рецикл четвертой металлической композиции (21) на основе свинца-олова со стадии p) ко второй жидкой ванне (550).1202 Process step r) - Recycle the fourth lead-tin metal composition (21) from step p) to the second liquid bath (550).

Стадия b) (100): Вращающийся конвертер с верхней продувкой (TBRC), используемый в настоящем документе в качестве рафинировочной печи для стадии b) (100), был загружен 21345 кг черной меди 1 из предшествующей плавильной печи, 30524 кг первой металлической композиции с высоким содержанием меди 30, возвращенной с последующей стадии l) способа (800) после предыдущего цикла способа, и 86060 кг свежего питания 2. Свежее питание 2 состояло главным образом из бронзы, томпака и некоторого количества исходного сырья, богатого медью, но бедного другими ценными металлами. Составы и количества всех видов питания для завалки на стадии b) (100) показаны в Таблице I. К загруженному таким образом питанию было добавлено некоторое количество кремнеземистого флюса в форме песочного флюса, достаточное для получения желаемых эффектов разделения фаз и/или текучести шлака. Питание плавилось и/или нагревалось при окислительных условиях и частично с продувкой кислорода во время вращения печи. Stage b) (100): The top blown rotary converter (TBRC) used herein as the refining furnace for stage b) (100) was charged with 21345 kg of black copper 1 from the previous smelter, 30524 kg of the first metal composition with high content of copper 30, returned from the subsequent stage l) of the process (800) after the previous cycle of the process, and 86060 kg of fresh feed 2. Fresh feed 2 consisted mainly of bronze, tombac and some raw materials rich in copper but poor in other valuable metals. The compositions and quantities of all the feeds for charging in step b) (100) are shown in Table I. To the feed thus loaded, some amount of silica flux was added in the form of a sand flux, sufficient to obtain the desired phase separation and/or slag flow effects. The feed was melted and/or heated under oxidizing conditions and partly with an oxygen purge during the rotation of the furnace.

Таблица ITable I Стадия b)
(100)
Step b)
(100)
Черная медь
1
black copper
1
Первый богатый медью металл
30
The first copper-rich metal
thirty
Свежее питание
2
Fresh food
2
Загрузка, тLoading, t 21,34521.345 30,52430.524 86,06086.060 тоннtons мас. % wt. % тоннtons мас. % wt. % тоннtons мас. % wt. % CuCu 16,15316.153 75,68%75.68% 28,14328.143 92,20%92.20% 68,41068.410 79,49%79.49% Snsn 1,1141.114 5,22%5.22% 0,5220.522 1,71%1.71% 1,3801.380 1,60%1.60% PbPb 2,2182.218 10,39%10.39% 0,5310.531 1,74%1.74% 3,1163.116 3,62%3.62% ZnZn 0,9890.989 4,63%4.63% 0,0050.005 0,02%0.02% 2,4702,470 2,87%2.87% FeFe 0,3360.336 1,57%1.57% 0,0020.002 0,01%0.01% 1,7471.747 2,03%2.03% NiNi 0,4280.428 2,00%2.00% 1,1051.105 3,62%3.62% 0,8680.868 1,01%1.01% SbSb 0,0430.043 0,20%0.20% 0,1710.171 0,56%0.56% 0,0850.085 0,10%0.10% BiBi 0,0050.005 0,03%0.03% 0,0120.012 0,04%0.04% 0,0130.013 0,02%0.02% AsAs 0,0130.013 0,06%0.06% 0,0170.017 0,06%0.06% 0,0140.014 0,02%0.02%

Существенное количество цинка, присутствующего в питании, выходило с дымом из печи. В конце первой стадии окисления b) (100) первый медный рафинировочный шлак 3 выпускался и переносился к печи повторной обработки шлака для выполнения стадии c) (400). Этот первый медный рафинировочный шлак 3 содержал много свинца, олова, цинка и железа. Подробный состав и количество этого шлака 3, а также первой богатой медью металлической фазы 4 и пыли, образующейся во время стадии b) (100), показаны в Таблице II. Первая богатая медью металлическая фаза 4 переносилась в другую TBRC для выполнения стадии h) (200).Significant amounts of zinc present in the feed were smoked out of the furnace. At the end of the first oxidation step b) (100), the first copper refining slag 3 was tapped and transferred to the slag re-treatment furnace to perform step c) (400). This first copper refining slag 3 contained a lot of lead, tin, zinc and iron. The detailed composition and quantity of this slag 3 as well as the first copper-rich metal phase 4 and the dust generated during step b) (100) are shown in Table II. The first copper rich metal phase 4 was transferred to another TBRC to perform step h) (200).

Таблица IITable II Стадия b)
(100)
Step b)
(100)
Первый медный рафинировочный шлак - 3First copper refining slag - 3 Первая богатая медью
металлическая фаза - 4
First rich in copper
metal phase - 4
ПыльDust
Загрузка, тLoading, t 27,06127.061 116,371116.371 1,471.47 тоннtons мас. % wt. % тоннtons мас. % wt. % тоннtons мас. % wt. % CuCu 3,2313.231 11,94%11.94% 111,367111.367 95,70%95.70% 0,2210.221 15,00%15.00% Snsn 1,8101.810 6,69%6.69% 1,0591.059 0,91%0.91% 0,1470.147 10,00%10.00% PbPb 3,8753.875 14,32%14.32% 1,7601,760 1,51%1.51% 0,2210.221 15,00%15.00% ZnZn 3,0233.023 11,17%11.17% 0,0000.000 0,00%0.00% 0,4410.441 30,00%30.00% FeFe 2,0762.076 7,67%7.67% 0,0050.005 0,00%0.00% 0,0000.000 0,00%0.00% NiNi 1,0121.012 3,74%3.74% 1,3961.396 1,20%1.20% 0,0000.000 0,00%0.00% SbSb 0,0520.052 0,19%0.19% 0,2490.249 0,21%0.21% 0,0000.000 0,00%0.00% BiBi 0,0010.001 0,00%0.00% 0,0310.031 0,03%0.03% 0,0000.000 0,00%0.00% AsAs 0,0060.006 0,02%0.02% 0,0380.038 0,03%0.03% 0,0000.000 0,00%0.00%

Стадия h) (200): К первой богатой медью металлической фазе 4 было добавлено 27091 кг богатого медью свежего питания 5, а также количество песочного флюса, достаточное для получения желаемых эффектов разделения фаз и/или текучести шлака. Это свежее питание 5 состояло из некоторого количества дополнительной черной меди от предшествующей плавки в дополнение к богатому медью твердому материалу для понижения температуры печи. Составы и количества потоков питания для завалки на стадии h) (200) показаны в Таблице III.Step h) (200): To the first copper rich metal phase 4 was added 27091 kg of copper rich fresh feed 5 as well as sufficient sand flux to obtain the desired phase separation and/or slag flow effects. This fresh feed 5 consisted of some additional black copper from a previous melt, in addition to copper-rich hard material to lower the furnace temperature. The compositions and amounts of feed streams for filling in stage h) (200) are shown in Table III.

Таблица IIITable III Стадия h)
(200)
Stage h)
(200)
Первая богатая медью металлическая фаза - 4The first copper-rich metal phase - 4 Свежее питание
5
Fresh food
5
Загрузка, тLoading, t 116,371116.371 27,09127.091 тоннtons мас. % wt. % тоннtons мас. % wt. % CuCu 111,367111.367 95,70%95.70% 23,79423.794 92,48%92.48% Snsn 1,0591.059 0,91%0.91% 0,2770.277 1,08%1.08% PbPb 1,7601,760 1,51%1.51% 0,5790.579 2,25%2.25% ZnZn 0,0000.000 0,00%0.00% 0,5130.513 1,99%1.99% FeFe 0,0050.005 0,00%0.00% 0,2090.209 0,81%0.81% NiNi 1,3961.396 1,20%1.20% 0,1310.131 0,51%0.51% SbSb 0,2490.249 0,21%0.21% 0,0150.015 0,06%0.06% BiBi 0,0310.031 0,03%0.03% 0,0040.004 0,01%0.01% AsAs 0,0380.038 0,03%0.03% 0,0020.002 0,01%0.01%

Окисление содержимого печи выполнялось путем продувки кислорода в содержимое печи. В конце второй стадии окисления второй медный рафинировочный шлак 6 выпускался и переносился к другой печи повторной обработки шлака для выполнения стадии d) (500). Оставшаяся вторая богатая медью металлическая фаза 7 переносилась в другую TBRC для выполнения стадии j) (300). Состав и количество второго медного рафинировочного шлака 6 и второй богатой медью металлической фазы 7 показаны в Таблице IV. Как можно видеть в Таблице IV, металлическая фаза 7 была значительно обогащена медью по сравнению с питающими потоками 4 и 5 в Таблице III.Oxidation of the furnace contents was performed by blowing oxygen into the furnace contents. At the end of the second oxidation stage, the second copper refining slag 6 was discharged and transferred to another slag reprocessing furnace to perform stage d) (500). The remaining second copper rich metal phase 7 was transferred to another TBRC to perform step j) (300). The composition and amount of the second copper refining slag 6 and the second copper-rich metal phase 7 are shown in Table IV. As can be seen in Table IV, the metal phase 7 was significantly enriched in copper compared to feed streams 4 and 5 in Table III.

Таблица IVTable IV Стадия h)
(200)
Stage h)
(200)
Второй медный рафинировочный шлак
6
Second copper refining slag
6
Вторая богатая медью металлическая фаза - 7The second copper-rich metal phase - 7
Загрузка, тLoading, t 17,23017.230 128,573128.573 тоннtons мас. % wt. % тоннtons мас. % wt. % CuCu 7,1617.161 41,56%41.56% 126,573126.573 98,45%98.45% Snsn 1,2371.237 7,18%7.18% 0,0830.083 0,06%0.06% PbPb 2,0042.004 11,63%11.63% 0,3160.316 0,25%0.25% ZnZn 0,5150.515 2,99%2.99% 0,0000.000 0,00%0.00% FeFe 0,2140.214 1,24%1.24% 0,0000.000 0,00%0.00% NiNi 0,6390.639 3,71%3.71% 0,8740.874 0,68%0.68% SbSb 0,1090.109 0,63%0.63% 0,1540.154 0,12%0.12% BiBi 0,0090.009 0,05%0.05% 0,0260.026 0,02%0.02% AsAs 0,0070.007 0,04%0.04% 0,0330.033 0,03%0.03%

Стадия j) (300): Ко второй богатой медью металлической фазе 7 было добавлено еще 22096 кг богатого медью свежего питания 31. Составы и количества всех видов питания для завалки на стадии j) (300) показаны в Таблице V.Step j) (300): An additional 22,096 kg of copper-rich fresh feed 31 was added to the second copper rich metal phase 7. The compositions and amounts of all feed feeds in step j) (300) are shown in Table V.

Таблица VTable V Стадия j)
(300)
Stage j)
(300)
Вторая богатая медью металлическая фаза - 7The second copper-rich metal phase - 7 Свежее питание
31
Fresh food
31
Загрузка, тLoading, t 128,573128.573 22,09622.096 тоннtons мас. % wt. % тоннtons мас. % wt. % CuCu 126,573126.573 98,45%98.45% 20,64720.647 93,44%93.44% Snsn 0,0830.083 0,06%0.06% 0,0770.077 0,35%0.35% PbPb 0,3160.316 0,25%0.25% 0,1770.177 0,80%0.80% ZnZn 0,0000.000 0,00%0.00% 0,1920.192 0,87%0.87% FeFe 0,0000.000 0,00%0.00% 0,1090.109 0,49%0.49% NiNi 0,8740.874 0,68%0.68% 0,0290.029 0,13%0.13% SbSb 0,1540.154 0,12%0.12% 0,0030.003 0,02%0.02% BiBi 0,0260.026 0,02%0.02% 0,0010.001 0,00%0.00% AsAs 0,0330.033 0,03%0.03% 0,0000.000 0,00%0.00%

Содержимое печи продувалось кислородом, и в конце периода продувки перед выпуском третьего медного рафинировочного шлака 8 добавлялось количество песочного флюса, достаточное для получения желаемых эффектов разделения фаз и/или текучести шлака. Оставшаяся металлическая фаза 9 меди анодного сорта удалялась из печи для дальнейшей обработки, например электролитической очистки. Состав и количество третьего медного рафинировочного шлака 8 и меди 9 анодного сорта показаны в Таблице VI. Как можно видеть в Таблице VI, металлическая фаза 9 была дополнительно обогащена медью по сравнению с питающими потоками 7 и/или 31 в Таблице V.The contents of the furnace were purged with oxygen and sufficient sand flux was added at the end of the purging period before tapping the third copper refining slag 8 to obtain the desired phase separation and/or slag flow effects. The remaining metal phase 9 of the anode grade copper was removed from the furnace for further processing, such as electrolytic cleaning. The composition and quantity of the third copper refining slag 8 and anode grade copper 9 are shown in Table VI. As can be seen in Table VI, the metal phase 9 was further enriched in copper compared to feed streams 7 and/or 31 in Table V.

Таблица VITable VI Стадия j)
(300)
Stage j)
(300)
Третий медный рафинировочный шлак
8
Third copper refining slag
8
Третья богатая медью металлическая фаза - 9 - Анодный сортThird Copper Rich Metal Phase - 9 - Anode Grade
Загрузка, тLoading, t 17,02417.024 134,781134.781 тоннtons мас. % wt. % тоннtons мас. % wt. % CuCu 12,53512.535 73,63%73.63% 133,546133.546 99,08%99.08% Snsn 0,1380.138 0,81%0.81% 0,0220.022 0,02%0.02% PbPb 0,4650.465 2,73%2.73% 0,0250.025 0,02%0.02% ZnZn 0,1920.192 1,13%1.13% 0,0000.000 0,00%0.00% FeFe 0,1090.109 0,64%0.64% 0,0000.000 0,00%0.00% NiNi 0,3750.375 2,20%2.20% 0,5420.542 0,40%0.40% SbSb 0,0990.099 0,58%0.58% 0,0570.057 0,04%0.04% BiBi 0,0060.006 0,04%0.04% 0,0200.020 0,02%0.02% AsAs 0,0060.006 0,03%0.03% 0,0280.028 0,02%0.02%

Стадия c) (400): 26710 кг первого медного рафинировочного шлака 3 (с составом, показанным в Таблице VII), было введено в другую TBRC, используемую в качестве печи повторной обработки шлака, вместе с 6099 кг свежего питания 56 и 11229 кг второй разбавленной медной металлической фазы 11, полученной на стадии m) (900) в ходе предыдущего цикла способа, и вместе с 23000 кг второй металлической фазы или композиции 10 на основе свинца-олова, полученной на стадии f) (700) в ходе предыдущего цикла способа. К этому содержимому печи было добавлено 10127 кг железного лома в качестве восстанавливающего агента. Дополнительно было добавлено некоторое количество песочного флюса, достаточное для получения желаемых эффектов безопасности, разделения фаз и/или текучести шлака. После завершения заполнения печь вращалась со скоростью в диапазоне 18-20 об/мин. Составы и количества всех видов питания для завалки на стадии с) (400) показаны в Таблице VII.Stage c) (400): 26710 kg of the first copper refining slag 3 (with the composition shown in Table VII) was introduced into another TBRC used as a slag re-treatment furnace, together with 6099 kg of fresh feed 56 and 11229 kg of the second dilute copper metal phase 11 obtained in step m) (900) in the previous process cycle, and together with 23,000 kg of the second metal phase or lead-tin composition 10 obtained in step f) (700) in the previous process cycle. To this contents of the furnace, 10127 kg of scrap iron was added as a reducing agent. Additionally, some sand flux was added, sufficient to obtain the desired effects of safety, phase separation and/or fluidity of the slag. After completion of filling, the furnace was rotated at a speed in the range of 18-20 rpm. The compositions and quantities of all filling feeds in step c) (400) are shown in Table VII.

Таблица VIITable VII Стадия c)
(400)
Step c)
(400)
Первый медный рафинировочный шлак - 3First copper refining slag - 3 Свежее питание
56
Fresh food
56
Вторая разбавленная медная металлическая фаза - 11Second diluted copper metal phase - 11 Вторая металлическая фаза на основе Pb-Sn - 10Second metal phase based on Pb-Sn - 10
Загрузка, тLoading, t 26,71026.710 6,0996.099 11,22911.229 23,00023,000 тоннtons мас. % wt. % тоннtons мас. % wt. % тоннtons мас. % wt. % тоннtons мас. % wt. % CuCu 3,1893.189 11,94%11.94% 0,9870.987 16,18%16.18% 6,9606,960 61,98%61.98% 16,66516.665 72,50%72.50% Snsn 1,7871.787 6,69%6.69% 0,3250.325 5,32%5.32% 2,0952.095 18,66%18.66% 1,6851.685 7,33%7.33% PbPb 3,8253.825 14,32%14.32% 0,4190.419 6,87%6.87% 0,7750.775 6,90%6.90% 2,5212.521 10,97%10.97% ZnZn 2,9832.983 11,17%11.17% 0,1780.178 2,92%2.92% 0,0060.006 0,05%0.05% 0,3810.381 1,66%1.66% FeFe 2,0492.049 7,67%7.67% 1,4401,440 23,61%23.61% 0,0200.020 0,18%0.18% 1,2331.233 5,36%5.36% NiNi 0,9990.999 3,74%3.74% 0,1350.135 2,21%2.21% 1,2911.291 11,50%11.50% 0,4290.429 1,87%1.87% SbSb 0,0520.052 0,19%0.19% 0,0170.017 0,28%0.28% 0,0730.073 0,65%0.65% 0,0440.044 0,19%0.19% BiBi 0,0010.001 0,00%0.00% 0,0000.000 0,00%0.00% 0,0020.002 0,02%0.02% 0,0060.006 0,02%0.02% AsAs 0,0060.006 0,02%0.02% 0,0000.000 0,00%0.00% 0,0030.003 0,03%0.03% 0,0110.011 0,05%0.05%

Когда восстановление меди, олова и свинца прошло в достаточной степени, были получены первая металлическая композиция 13 на основе свинца-олова, пыль и первый отработанный шлак 12. Составы и количество этих продуктов приведены в Таблице VIII. Первый отработанный шлак 12 выпускался и удалялся из способа. Первая металлическая композиция 13 на основе свинца-олова была перенесена в другую TBRC, чтобы она стала частью первой жидкой ванны 450.When the recovery of copper, tin, and lead was sufficient, the first lead-tin metal composition 13, dust, and the first spent slag 12 were obtained. The compositions and amounts of these products are shown in Table VIII. The first spent slag 12 was released and removed from the process. The first lead-tin metal composition 13 was transferred to another TBRC to become part of the first liquid bath 450.

Таблица VIIITable VIII Стадия c)
(400)
Step c)
(400)
Первый отработанный шлак
12
First waste slag
12
Первая металлическая фаза на основе Pb-Sn - 13The first metal phase based on Pb-Sn - 13 ПыльDust
Загрузка, тLoading, t 31,28731.287 46,71846.718 1,3461.346 тоннtons мас. % wt. % тоннtons мас. % wt. % тоннtons мас. % wt. % CuCu 0,1110.111 0,35%0.35% 28,10528.105 60,32%60.32% 0,0310.031 2,27%2.27% Snsn 0,0740.074 0,24%0.24% 5,6455.645 12,11%12.11% 0,1700.170 12,64%12.64% PbPb 0,1560.156 0,50%0.50% 7,1767.176 15,40%15.40% 0,2760.276 20,52%20.52% ZnZn 2,3722.372 7,58%7.58% 0,5680.568 1,22%1.22% 0,6120.612 45,50%45.50% FeFe 12,04912.049 38,51%38.51% 2,0472.047 4,39%4.39% 0,0100.010 0,71%0.71% NiNi 0,0120.012 0,04%0.04% 2,8342.834 6,08%6.08% 0,0020.002 0,12%0.12% SbSb 0,0000.000 0,00%0.00% 0,1840.184 0,39%0.39% 0,0020.002 0,18%0.18% BiBi 0,0000.000 0,00%0.00% 0,0080.008 0,02%0.02% 0,0000.000 0,00%0.00% AsAs 0,0000.000 0,00%0.00% 0,0160.016 0,03%0.03% 0,0040.004 0,31%0.31%

Стадия d) (500): Для формирования первой жидкой ванны 450 к 46718 кг первой металлической композиции 13 на основе свинца-олова было добавлено 17164 кг второго медного рафинировочного шлака 6 (имеющего состав, показанный в Таблице IV) вместе с 9541 кг свежего питания 57 и 474 кг шестого припойного рафинировочного шлака 14 (возвращенного с последующей стадии p) (1200) на предыдущем цикле способа). Дополнительно было добавлено некоторое количество песочного флюса, достаточное для получения желаемых эффектов разделения фаз и/или текучести шлака. Составы и количества компонентов первой жидкой ванны 450, которые формировали завалку для стадии d) (500), показаны в Таблице IX.Step d) (500): To form the first liquid bath 450 to 46718 kg of the first lead-tin metal composition 13 17164 kg of the second copper refining slag 6 (having the composition shown in Table IV) was added along with 9541 kg of fresh feed 57 and 474 kg of the sixth solder refining slag 14 (returned from the subsequent stage p) (1200) in the previous process cycle). Additionally, some sand flux was added, sufficient to obtain the desired phase separation and/or slag flow effects. The compositions and amounts of the components of the first liquid bath 450, which formed the filling for stage d) (500), are shown in Table IX.

Таблица IXTable IX Стадия d)
(500)
Stage d)
(500)
Первая металлическая фаза на основе Pb-Sn
- 13
First metal phase based on Pb-Sn
- 13
Свежее питание
57
Fresh food
57
Шестой припойный рафинировочный шлак - 14Sixth solder refining slag - 14 Второй медный рафинировочный шлак - 6Second copper refining slag - 6
Загрузка, тLoading, t 46,71846.718 9,5419.541 0,4740.474 17,16417.164 тоннtons мас. % wt. % тоннtons мас. % wt. % тоннtons мас. % wt. % тоннtons мас. % wt. % CuCu 28,10528.105 60,32%60.32% 1,7491.749 22,09%22.09% 0,0150.015 3,08%3.08% 7,1337.133 41,56%41.56% Snsn 5,6455.645 12,11%12.11% 0,4840.484 6,11%6.11% 0,0210.021 4,51%4.51% 1,2321.232 7,18%7.18% PbPb 7,1767.176 15,40%15.40% 0,6770.677 8,54%8.54% 0,0600.060 12,69%12.69% 1,9961.996 11,63%11.63% ZnZn 0,5680.568 1,22%1.22% 0,3080.308 3,89%3.89% 0,0250.025 5,30%5.30% 0,5130.513 2,99%2.99% FeFe 2,0472.047 4,39%4.39% 2,6752.675 33,77%33.77% 0,1340.134 28,21%28.21% 0,2130.213 1,24%1.24% NiNi 2,8342.834 6,08%6.08% 0,2090.209 2,63%2.63% 0,0020.002 0,33%0.33% 0,6370.637 3,71%3.71% SbSb 0,1840.184 0,39%0.39% 0,0280.028 0,35%0.35% 0,0000.000 0,01%0.01% 0,1080.108 0,63%0.63% BiBi 0,0080.008 0,02%0.02% 0,0000.000 0,00%0.00% 0,0000.000 0,00%0.00% 0,0090.009 0,05%0.05% AsAs 0,0160.016 0,03%0.03% 0,0000.000 0,00%0.00% 0,0000.000 0,00%0.00% 0,0070.007 0,04%0.04%

Смесь шлаков и металлической фазы реагировала до тех пор, пока в фазе шлака концентрации меди и/или никеля не были достаточно снижены. Эта реакция заставила больше олова и свинца перейти в фазу шлака. В этот момент печь была выпущена снизу, удаляя тем самым первую разбавленную медную металлическую композицию 15 из печи. Первый припойный рафинировочный шлак 16 вместе с приблизительно 1 метрической тонной оставшейся первой разбавленной медной металлической фазы 15 был перенесен в другую TBRC для выполнения следующей стадии e) (600). Составы и количества обоих продуктовых потоков, полученных на стадии 500, за исключением 1 метрической тонны металлической фазы, которая осталась с фазой шлака, показаны в Таблице X.The mixture of slag and metal phase reacted until the copper and/or nickel concentrations in the slag phase were sufficiently reduced. This reaction caused more tin and lead to go into the slag phase. At this point, the furnace was released from below, thereby removing the first dilute copper metal composition 15 from the furnace. The first solder refining slag 16, along with approximately 1 metric tonne of the remaining first dilute copper phase 15, was transferred to another TBRC for the next step e) (600). The compositions and amounts of both product streams from step 500, except for the 1 metric ton of metal phase that remained with the slag phase, are shown in Table X.

Таблица XTable X Стадия d)
(500)
Stage d)
(500)
Первый припойный рафинировочный
шлак - 16
First solder refining
slag - 16
Первая разбавленная медная металлическая фаза
- 15
First dilute copper metal phase
- 15
Загрузка, тLoading, t 28,20028,200 49,79249.792 тоннtons мас. % wt. % тоннtons мас. % wt. % CuCu 1,0471.047 3,71%3.71% 35,38735.387 71,07%71.07% Snsn 1,3751.375 4,87%4.87% 5,9255.925 11,90%11.90% PbPb 5,2685.268 18,68%18.68% 4,5414,541 9,12%9.12% ZnZn 1,3931.393 4,94%4.94% 0,0230.023 0,05%0.05% FeFe 5,0595.059 17,94%17.94% 0,0130.013 0,03%0.03% NiNi 0,2820.282 1,00%1.00% 3,3313.331 6,69%6.69% SbSb 0,0100.010 0,04%0.04% 0,3040.304 0,61%0.61% BiBi 0,0000.000 0,00%0.00% 0,0170.017 0,03%0.03% AsAs 0,0000.000 0,00%0.00% 0,0220.022 0,05%0.05%

Первая разбавленная медная металлическая фаза 15 со стадии d) содержала приблизительно 0,08 мас. % серебра (Ag) и 0,03 мас. % серы.The first diluted copper metal phase 15 from step d) contained approximately 0.08 wt. % silver (Ag) and 0.03 wt. % sulfur.

Стадия е) (600): 14987 кг первого содержащего свинец и олово свежего питания 17 было добавлено к первому припойному рафинировочному шлаку 16 перед восстановлением этой смеси на стадии e) (600). Восстановление выполнялось путем добавления 8017 кг железного лома в качестве восстанавливающего агента. Дополнительно на стадии e) (600) в печь было добавлено 8650 кг шестого припойного рафинировочного шлака 53, полученного на последующей стадии способа p) (1200) в ходе предыдущего цикла способа, в дополнение к некоторому количеству песочного флюса, достаточному для получения желаемых эффектов разделения фаз и/или текучести шлака. Составы и количества всех видов питания, формирующих завалку для стадии e) (600), показаны в Таблице XI.Step e) (600): 14987 kg of the first lead and tin containing fresh feed 17 was added to the first solder refining slag 16 before this mixture was reconstituted in step e) (600). Recovery was carried out by adding 8017 kg of scrap iron as a reducing agent. Additionally, in step e) (600), 8650 kg of the sixth solder refining slag 53, obtained in the subsequent process step p) (1200) of the previous process cycle, was added to the furnace in addition to some sand flux sufficient to obtain the desired separation effects. phases and/or fluidity of the slag. The compositions and amounts of all feeds forming the feed for stage e) (600) are shown in Table XI.

Таблица XITable XI Стадия e)
(600)
Stage e)
(600)
Первый припойный рафинировочный шлак - 16First solder refining slag - 16 Первое содержащее Pb+Sn свежее питание - 17First Pb+Sn Fresh Meal - 17 Шестой припойный рафинировочный шлак - 53Sixth solder refining slag - 53 Первая разбавленная медная металлическая фаза - 15First dilute copper metal phase - 15
Загрузка, тLoading, t 28,20028,200 14,98714.987 8,6508,650 1,0001,000 тоннtons мас. % wt. % тоннtons мас. % wt. % тоннtons мас. % wt. % тоннtons мас. % wt. % CuCu 1,0471.047 3,71%3.71% 1,3611.361 9,08%9.08% 0,2660.266 3,08%3.08% 0,7110.711 71,07%71.07% Snsn 1,3751.375 4,87%4.87% 4,1844.184 27,92%27.92% 0,3900.390 4,51%4.51% 0,1190.119 11,90%11.90% PbPb 5,2685.268 18,68%18.68% 7,7387.738 51,63%51.63% 1,0981.098 12,69%12.69% 0,0910.091 9,12%9.12% ZnZn 1,3931.393 4,94%4.94% 0,0430.043 0,29%0.29% 0,4580.458 5,30%5.30% 0,0000.000 0,05%0.05% FeFe 5,0595.059 17,94%17.94% 0,1060.106 0,71%0.71% 2,4402,440 28,21%28.21% 0,0000.000 0,03%0.03% NiNi 0,2820.282 1,00%1.00% 0,0110.011 0,07%0.07% 0,0290.029 0,33%0.33% 0,0670.067 6,69%6.69% SbSb 0,0100.010 0,04%0.04% 0,2980.298 1,99%1.99% 0,0010.001 0,01%0.01% 0,0060.006 0,61%0.61% BiBi 0,0000.000 0,00%0.00% 0,0020.002 0,01%0.01% 0,0000.000 0,00%0.00% 0,0000.000 0,03%0.03% AsAs 0,0000.000 0,00%0.00% 0,0000.000 0,00%0.00% 0,0000.000 0,00%0.00% 0,0000.000 0,05%0.05%

Во время этой стадии неполного восстановления существенное количество цинка испарялось из печи в виде дыма. Восстановление было остановлено, когда концентрация Sn в фазе шлака достигла приблизительно целевого уровня. В этот момент печь была снова выпущена снизу, чтобы удалить первую металлическую композицию 18 чернового припоя из способа. Первая металлическая композиция 18 чернового припоя была дополнительно обработана в главные продукты свинца и олова. Второй припойный рафинировочный шлак 19 был перенесен в другую TBRC для дальнейшей обработки на стадии f) (700). Составы и количества первого чернового припойного металла 18, второго припойного рафинировочного шлака 19, а также пыли, полученных на стадии e) (600), показаны в Таблице XII.During this stage of incomplete reduction, a significant amount of zinc evaporated from the furnace in the form of smoke. Recovery was stopped when the concentration of Sn in the slag phase reached approximately the target level. At this point, the furnace was lowered again to remove the first rough solder metal composition 18 from the process. The first rough solder metal composition 18 was further processed into lead and tin main products. The second solder refining slag 19 was transferred to another TBRC for further processing in step f) (700). The compositions and quantities of the first draft solder metal 18, the second solder refining slag 19, and the dust obtained in step e) (600) are shown in Table XII.

Таблица XIITable XII Стадия e)
(600)
Stage e)
(600)
Первая металлическая композиция чернового припоя - 18The first metal composition of rough solder - 18 Второй припойный рафинировочный шлак - 19Second solder refining slag - 19 ПыльDust
Загрузка, тLoading, t 23,13223.132 36,66736.667 1,5511.551 тоннtons мас. % wt. % тоннtons мас. % wt. % тоннtons мас. % wt. % CuCu 3,2563.256 13,53%13.53% 0,1160.116 0,39%0.39% 0,0160.016 1,06%1.06% Snsn 5,3895.389 22,40%22.40% 0,7780.778 2,60%2.60% 0,1500.150 9,64%9.64% PbPb 13,22413.224 54,97%54.97% 0,6520.652 2,18%2.18% 0,3180.318 20,52%20.52% ZnZn 0,0870.087 0,36%0.36% 1,1061.106 3,70%3.70% 0,7060.706 45,50%45.50% FeFe 0,2820.282 1,17%1.17% 15,00315.003 50,20%50.20% 0,0110.011 0,71%0.71% NiNi 0,3540.354 1,47%1.47% 0,0320.032 0,11%0.11% 0,0020.002 0,12%0.12% SbSb 0,3110.311 1,29%1.29% 0,0020.002 0,01%0.01% 0,0030.003 0,18%0.18% BiBi 0,0020.002 0,01%0.01% 0,0000.000 0,00%0.00% 0,0000.000 0,00%0.00% AsAs 0,0000.000 0,00%0.00% 0,0000.000 0,00%0.00% 0,0000.000 0,03%0.03%

Стадия f) (700): Стадия дальнейшего восстановления была выполнена на втором припойном рафинировочном шлаке 19 путем добавления 1207 кг железного лома в качестве восстанавливающего агента. Дополнительно на стадии f) (700) было добавлено 22234 кг первого богатого медью свежего питания 50 и некоторое количество песочного флюса, достаточное для получения желаемых эффектов безопасности, разделения фаз и/или текучести шлака. Это свежее питание 50 состояло из некоторого количества дополнительной черной меди от предшествующей плавки в дополнение к некоторому количеству шлаковых материалов, оставшихся от других стадий способа. Составы и количества всех видов питания для завалки на стадии f) (700) показаны в Таблице XIII.Step f) (700): A further reduction step was performed on the second solder refining slag 19 by adding 1207 kg of scrap iron as a reducing agent. Additionally, in step f) (700), 22,234 kg of first copper-rich fresh feed 50 and some sand flux sufficient to obtain the desired safety, phase separation and/or slag flow effects were added. This fresh feed 50 consisted of some additional black copper from a previous melt, in addition to some of the slag materials left over from other process steps. The compositions and quantities of all filling feeds in step f) (700) are shown in Table XIII.

Таблица XIIITable XIII Стадия f)
(700)
Step f)
(700)
Второй припойный рафинировочный шлак - 19Second solder refining slag - 19 Содержащее Cu
свежее питание - 50
containing Cu
fresh food - 50
Загрузка, тLoading, t 36,66736.667 22,23422.234 тоннtons мас. % wt. % тоннtons мас. % wt. % CuCu 0,1160.116 0,39%0.39% 16,63016.630 75,95%75.95% Snsn 0,7780.778 2,60%2.60% 1,0031.003 4,58%4.58% PbPb 0,6520.652 2,18%2.18% 2,0522.052 9,37%9.37% ZnZn 1,1061.106 3,70%3.70% 1,0101.010 4,61%4.61% FeFe 15,00315.003 50,20%50.20% 0,5090.509 2,32%2.32% NiNi 0,0320.032 0,11%0.11% 0,4050.405 1,85%1.85% SbSb 0,0020.002 0,01%0.01% 0,0420.042 0,19%0.19% BiBi 0,0000.000 0,00%0.00% 0,0050.005 0,03%0.03% AsAs 0,0000.000 0,00%0.00% 0,0110.011 0,05%0.05%

Когда количество Cu, Sn и Pb в шлаке уменьшилось до самое большее 0,50% каждого, были получены вторая металлическая фаза 10 на основе свинца-олова и второй отработанный шлак 20. Их составы и количества показаны в Таблице XIV. Второй отработанный шлак 20 выпускался и удалялся из способа. Вторая металлическая композиция 10 на основе свинца-олова была передана на стадию c) (400) следующего цикла способа перед восстановлением первого медного рафинировочного шлака (3).When the amount of Cu, Sn and Pb in the slag was reduced to at most 0.50% each, a second lead-tin metal phase 10 and a second spent slag 20 were obtained. Their compositions and amounts are shown in Table XIV. The second spent slag 20 was released and removed from the process. The second lead-tin metal composition 10 was passed to step c) (400) of the next process cycle before the recovery of the first copper refining slag (3).

Таблица XIVTable XIV Стадия f)
(700)
Step f)
(700)
Вторая металлическая фаза на основе Pb-Sn - 10Second metal phase based on Pb-Sn - 10 Второй отработанный шлак
20
Second waste slag
20
Загрузка, тLoading, t 23,00023,000 37,52337.523 тоннtons мас. % wt. % тоннtons мас. % wt. % CuCu 16,66516.665 72,50%72.50% 0,1150.115 0,31%0.31% Snsn 1,6851.685 7,33%7.33% 0,0900.090 0,24%0.24% PbPb 2,5212.521 10,97%10.97% 0,1880.188 0,50%0.50% ZnZn 0,3810.381 1,66%1.66% 1,7261.726 4,60%4.60% FeFe 1,2331.233 5,36%5.36% 15,38415.384 41,00%41.00% NiNi 0,4290.429 1,87%1.87% 0,0100.010 0,03%0.03% SbSb 0,0440.044 0,19%0.19% 0,0000.000 0,00%0.00% BiBi 0,0060.006 0,02%0.02% 0,0000.000 0,00%0.00% AsAs 0,0110.011 0,05%0.05% 0,0000.000 0,00%0.00%

Стадия l) (800): 17024 кг третьего медного рафинировочного шлака 8 (имеющего состав, показанный в Таблице VI) было загружено в TBRC, используемую в качестве печи повторной обработки шлака, вместе с 14920 кг богатого медью свежего питания 52 и 49792 кг первой разбавленной медной металлической фазы 15, полученной на стадии d) (500). Дополнительно было добавлено некоторое количество песочного флюса, достаточное для получения желаемых эффектов разделения фаз и/или текучести шлака. Эти материалы плавились вместе с четвертой металлической фазой на основе свинца-олова 21 (20665 кг), полученной на последующей стадии способа p) (1200) в ходе предыдущего цикла способа. Эти потоки питания вместе составили вторую жидкую ванну 550. Когда заполнение и плавление были завершены, печь вращалась со скоростью 20 об/мин. Составы и количества всех видов питания для завалки печи повторной обработки шлака на стадии l) (800) показаны в Таблице XV.Stage l) (800): 17024 kg of the third copper refining slag 8 (having the composition shown in Table VI) was loaded into the TBRC used as the slag re-treatment furnace, together with 14920 kg of copper-rich fresh feed 52 and 49792 kg of the first diluted copper metal phase 15 obtained in step d) (500). Additionally, some sand flux was added, sufficient to obtain the desired phase separation and/or slag flow effects. These materials were melted together with the fourth lead-tin metal phase 21 (20665 kg) obtained in the subsequent process step p) (1200) in the previous process cycle. These feed streams together constituted the second liquid bath 550. When filling and melting were completed, the furnace was rotated at 20 rpm. The compositions and quantities of all types of feed for charging the slag reworking furnace at stage l) (800) are shown in Table XV.

Таблица XVTable XV Стадия l)
(800)
Stage l)
(800)
Четвертая металлическая фаза на основе Pb-Sn - 21Fourth metal phase based on Pb-Sn - 21 Свежее питание
52
Fresh food
52
Первая разбавленная медная металлическая фаза - 15First diluted copper metal phase - 15 Третий медный
рафинировочный шлак - 8
Third copper
refining slag - 8
Загрузка, тLoading, t 20,66520.665 14,92014.920 49,79249.792 17,02417.024 тоннtons мас. % wt. % тоннtons мас. % wt. % тоннtons мас. % wt. % тоннtons мас. % wt. % CuCu 16,48316.483 79,76%79.76% 3,9853.985 30,10%30.10% 35,38735.387 71,07%71.07% 12,53512.535 73,63%73.63% Snsn 1,8821.882 9,11%9.11% 0,6100.610 4,61%4.61% 5,9255.925 11,90%11.90% 0,1380.138 0,81%0.81% PbPb 1,6431.643 7,95%7.95% 3,1043.104 23,45%23.45% 4,5414,541 9,12%9.12% 0,4650.465 2,73%2.73% ZnZn 0,0190.019 0,09%0.09% 0,7920.792 5,98%5.98% 0,0230.023 0,05%0.05% 0,1920.192 1,13%1.13% FeFe 0,0120.012 0,06%0.06% 1,3631.363 10,29%10.29% 0,0130.013 0,03%0.03% 0,1090.109 0,64%0.64% NiNi 0,5330.533 2,58%2.58% 0,3160.316 2,39%2.39% 3,3313.331 6,69%6.69% 0,3750.375 2,20%2.20% SbSb 0,0630.063 0,31%0.31% 0,0430.043 0,33%0.33% 0,3040.304 0,61%0.61% 0,0990.099 0,58%0.58% BiBi 0,0060.006 0,03%0.03% 0,0000.000 0,00%0.00% 0,0170.017 0,03%0.03% 0,0060.006 0,04%0.04% AsAs 0,0110.011 0,05%0.05% 0,0000.000 0,00%0.00% 0,0220.022 0,05%0.05% 0,0060.006 0,03%0.03%

Эта смесь реагировала, при необходимости дополнительно частично окисляясь с помощью продувки кислорода, до тех пор, пока концентрации меди и никеля в шлаке не достигли своих целевых значений. В этот момент печь была выпущена снизу, чтобы удалить 64500 кг первой металлической композиции с высоким содержанием меди (потоки 22 и 30 вместе) из третьего припойного рафинировочного шлака 23. Третий припойный рафинировочный шлак 23, вместе с приблизительно 6 метрическими тоннами первой металлической фазы с высоким содержанием меди, которая осталась со шлаком, был передан к другой TBRC для дальнейшей обработки на стадии m) (900). Составы и количества продуктовых потоков в конце стадии l) (800) показаны в Таблице XVI, и на сей раз включают в себя 6 метрических тонн металлической фазы, которая оставалась с фазой шлака.This mixture reacted, optionally further partially oxidized with an oxygen purge, until the concentrations of copper and nickel in the slag reached their target values. At this point, the furnace was lowered to remove 64,500 kg of the first high copper metal composition (streams 22 and 30 together) from the third solder refining slag 23. The third solder refining slag 23, along with approximately 6 metric tons of the first high copper phase metal the copper content that remained with the slag was transferred to another TBRC for further processing at stage m) (900). The compositions and quantities of the product streams at the end of stage l) (800) are shown in Table XVI, and this time include 6 metric tons of the metal phase which remained with the slag phase.

Таблица XVITable XVI Стадия l)
(800)
Stage l)
(800)
Первая металлическая фаза с высоким содержанием Cu
22+30
The first metal phase with a high content of Cu
22+30
Третий припойный рафинировочный шлак
23
Third solder refining slag
23
Загрузка, тLoading, t 70,50070,500 39,27639.276 тоннtons мас. % wt. % тоннtons мас. % wt. % CuCu 59,46959.469 92,20%92.20% 3,1823.182 8,10%8.10% Snsn 1,1031.103 1,71%1.71% 7,3177.317 18,63%18.63% PbPb 1,1221.122 1,74%1.74% 8,5158.515 21,68%21.68% ZnZn 0,0110.011 0,02%0.02% 1,0131.013 2,58%2.58% FeFe 0,0040.004 0,01%0.01% 1,4961.496 3,81%3.81% NiNi 2,3352.335 3,62%3.62% 1,9801,980 5,04%5.04% SbSb 0,3620.362 0,56%0.56% 0,1140.114 0,29%0.29% BiBi 0,0260.026 0,04%0.04% 0,0000.000 0,00%0.00% AsAs 0,0360.036 0,06%0.06% 0,0000.000 0,00%0.00%

30524 кг первой металлической композиции с высоким содержанием меди были введены в печь для рафинирования меди в виде потока 30 для начала новой стадии b) (100) следующего цикла. Дополнительно 33976 кг были удалены от способа в виде потока 22 для дальнейшей обработки. 30,524 kg of the first high copper metal composition were introduced into the copper refining furnace as stream 30 to start a new stage b) (100) of the next cycle. An additional 33,976 kg were removed from the process as stream 22 for further processing.

Стадия m) (900): После удаления (30524 кг+33976 кг =) 64500 кг первой металлической фазы с высоким содержанием меди (22+30) из печи, содержимое печи было передано к другой TBRC для дальнейшей обработки на стадии m) (900). Смесь 39276 кг третьего припойного рафинировочного шлака 23 и 6 тонн металла, имеющего состав первой металлической композиции с высоким содержанием меди, была частично восстановлена на стадии m) (900). Железный лом был введен в качестве восстанавливающего агента. Дополнительно на стадии m) было добавлено некоторое количество песочного флюса, достаточное для получения желаемых эффектов разделения фаз и/или текучести шлака, а также незначительное количество (37 кг) свежего питания 58. Составы и количества всех видов питания, формирующих завалку для стадии m) (900), показаны в Таблице XVII.Stage m) (900): After removing (30524 kg + 33976 kg =) 64500 kg of the first metal phase with a high content of copper (22 + 30) from the furnace, the contents of the furnace were transferred to another TBRC for further processing in stage m) (900 ). A mixture of 39276 kg of the third solder refining slag 23 and 6 tons of metal having the composition of the first high copper metal composition was partially reduced in step m) (900). Scrap iron was introduced as a reducing agent. Additionally, in stage m) some amount of sand flux was added, sufficient to obtain the desired effects of phase separation and/or fluidity of the slag, as well as a small amount (37 kg) of fresh feed 58. Compositions and quantities of all feeds forming the charge for stage m) (900) are shown in Table XVII.

Таблица XVIITable XVII Стадия m)
(900)
Stage m)
(900)
Третий припойный рафинировочный шлак - 23Third solder refining slag - 23 Свежее питание
58
Fresh food
58
Металлическая фаза, оставшаяся со шлаком (23)Metal phase left with slag (23)
Загрузка, тLoading, t 39,27639.276 0,0370.037 6,0006,000 00 тоннtons мас. % wt. % тоннtons мас. % wt. % тоннtons мас. % wt. % CuCu 3,1823.182 8,10%8.10% 0,0010.001 2,38%2.38% 5,5325.532 92,20%92.20% Snsn 7,3177.317 18,63%18.63% 0,0010.001 3,31%3.31% 0,1030.103 1,71%1.71% PbPb 8,5158.515 21,68%21.68% 0,0040.004 10,88%10.88% 0,1040.104 1,74%1.74% ZnZn 1,0131.013 2,58%2.58% 0,0020.002 5,94%5.94% 0,0010.001 0,02%0.02% FeFe 1,4961.496 3,81%3.81% 0,0100.010 27,53%27.53% 0,0000.000 0,01%0.01% NiNi 1,9801,980 5,04%5.04% 0,0000.000 0,22%0.22% 0,2170.217 3,62%3.62% SbSb 0,1140.114 0,29%0.29% 0,0000.000 0,00%0.00% 0,0340.034 0,56%0.56% BiBi 0,0000.000 0,00%0.00% 0,0000.000 0,00%0.00% 0,0020.002 0,04%0.04% AsAs 0,0000.000 0,00%0.00% 0,0000.000 0,00%0.00% 0,0030.003 0,06%0.06%

Стадия восстановления m) (900) была остановлена, когда концентрации меди и никеля в фазе шлака снизились в достаточной степени. В этот момент печь была выпущена снизу, чтобы удалить 11229 кг второй разбавленной медной металлической композиции 11 для дальнейшей обработки на стадии c) (400) следующего цикла способа. Четвертый припойный рафинировочный шлак 24 вместе с приблизительно 1400 кг металла, имеющего состав второй разбавленной медной металлической фазы 11, был перенесен в другую TBRC для выполнения стадии n) (1000). Составы и общие количества второй разбавленной медной металлической фазы или композиции 11 и четвертого припойного рафинировочного шлака 24 показаны в Таблице XVIII, где 1400 кг металлической фазы, которая остается с фазой шлака, включены в общее количество второй разбавленной медной металлической фазы 11.The reduction step m) (900) was stopped when the concentrations of copper and nickel in the slag phase decreased sufficiently. At this point, the furnace was lowered to remove 11229 kg of the second dilute copper metal composition 11 for further processing in step c) (400) of the next process cycle. The fourth solder refining slag 24, together with approximately 1400 kg of metal having the composition of the second diluted copper metal phase 11, was transferred to another TBRC to perform step n) (1000). The compositions and total amounts of the second dilute copper metal phase or composition 11 and the fourth solder refining slag 24 are shown in Table XVIII, where 1400 kg of the metal phase that remains with the slag phase is included in the total amount of the second dilute copper metal phase 11.

Таблица XVIIITable XVIII Стадия m)
(900)
Stage m)
(900)
Вторая разбавленная медная металлическая фаза - 11Second diluted copper metal phase - 11 Четвертый припойный рафинировочный шлак - 24Fourth solder refining slag - 24
Загрузка, тLoading, t 12,62912.629 41,34241.342 тоннtons мас. % wt. % тоннtons мас. % wt. % CuCu 6,9606,960 61,98%61.98% 1,3891.389 3,36%3.36% Snsn 2,0952.095 18,66%18.66% 5,0695.069 12,26%12.26% PbPb 0,7750.775 6,90%6.90% 7,7437.743 18,73%18.73% ZnZn 0,0060.006 0,05%0.05% 1,0091.009 2,44%2.44% FeFe 0,0200.020 0,18%0.18% 9,0379.037 21,86%21.86% NiNi 1,2911.291 11,50%11.50% 0,7520.752 1,82%1.82% SbSb 0,0730.073 0,65%0.65% 0,0660.066 0,16%0.16% BiBi 0,0020.002 0,02%0.02% 0,0000.000 0,00%0.00% AsAs 0,0030.003 0,03%0.03% 0,0000.000 0,00%0.00%

Вторая разбавленная медная металлическая фаза 11 со стадии m) содержала приблизительно 0,11 мас. % серебра (Ag) и 0,01 мас. % серы.The second diluted copper metal phase 11 from stage m) contained approximately 0.11 wt. % silver (Ag) and 0.01 wt. % sulfur.

Стадия n) (1000): После того, как 11229 кг второй разбавленной медной металлической фазы 11 было выпущено из печи, оставшееся содержимое печи было передано в другую TBRC для выполнения стадии n) (1000). 11789 кг второго содержащего свинец и олово свежего питания 25 было добавлено на стадии n) (1000), и содержимое печи было дополнительно восстановлено. Восстановление было выполнено путем добавления 9692 кг железного лома в качестве восстанавливающего агента вместе с некоторым количеством песочного флюса, достаточным для получения желаемых эффектов разделения фаз и/или текучести шлака. Составы и количества всех видов питания для стадии n) (1000) показаны в Таблице XIX.Step n) (1000): After 11229 kg of the second dilute copper phase 11 was discharged from the furnace, the remaining contents of the furnace were transferred to another TBRC for step n) (1000). 11789 kg of the second lead and tin fresh feed 25 was added in step n) (1000) and the contents of the furnace were further reconstituted. Recovery was accomplished by adding 9692 kg of scrap iron as a reducing agent along with enough sand flux to produce the desired phase separation and/or slag flow effects. The compositions and quantities of all foods for stage n) (1000) are shown in Table XIX.

Таблица XIXTable XIX Стадия n)
(1000)
Stage n)
(1000)
Четвертый припойный рафинировочный шлак - 24Fourth solder refining slag - 24 Свежее питание
25
Fresh food
25
Вторая разбавленная медная металлическая фаза - 11Second diluted copper metal phase - 11
Загрузка, тLoading, t 41,34241.342 11,78911.789 1,4001,400 тоннtons мас. % wt. % тоннtons мас. % wt. % тоннtons мас. % wt. % CuCu 1,3891.389 3,36%3.36% 0,7280.728 6,18%6.18% 0,8680.868 61,98%61.98% Snsn 5,0695.069 12,26%12.26% 1,8641.864 15,81%15.81% 0,2610.261 18,66%18.66% PbPb 7,7437.743 18,73%18.73% 8,7908,790 74,56%74.56% 0,0970.097 6,90%6.90% ZnZn 1,0091.009 2,44%2.44% 0,0190.019 0,16%0.16% 0,0010.001 0,05%0.05% FeFe 9,0379.037 21,86%21.86% 0,0700.070 0,59%0.59% 0,0030.003 0,18%0.18% NiNi 0,7520.752 1,82%1.82% 0,0030.003 0,02%0.02% 0,1610.161 11,50%11.50% SbSb 0,0660.066 0,16%0.16% 0,0740.074 0,63%0.63% 0,0090.009 0,65%0.65% BiBi 0,0000.000 0,00%0.00% 0,0370.037 0,32%0.32% 0,0000.000 0,02%0.02% AsAs 0,0000.000 0,00%0.00% 0,0000.000 0,00%0.00% 0,0000.000 0,03%0.03%

Стадия неполного восстановления была остановлена, когда концентрация олова в фазе шлака достигла приблизительно целевого уровня. В этот момент печь была снова выпущена снизу, чтобы удалить вторую металлическую композицию 26 чернового припоя из печи, оставляя в печи только пятый припойный рафинировочный шлак 27. Вторая металлическая композиция 26 чернового припоя была дополнительно обработана в главные продукты свинца и олова. Пятый припойный рафинировочный шлак 27 был перенесен в другую TBRC для выполнения стадии o) (1100). Составы и количества второго чернового припойного металла 26 и пятого припойного рафинировочного шлака 27 показаны в Таблице XX.The partial reduction stage was stopped when the concentration of tin in the slag phase reached approximately the target level. At this point, the furnace was lowered again to remove the second rough solder metal composition 26 from the furnace, leaving only the fifth solder refining slag 27 in the furnace. The second rough solder metal composition 26 was further processed into lead and tin main products. The fifth solder refining slag 27 was transferred to another TBRC to perform step o) (1100). The compositions and quantities of the second draft solder metal 26 and the fifth solder refining slag 27 are shown in Table XX.

Таблица XXTable XX Стадия n)
(1000)
Stage n)
(1000)
Второй сырой припой
26
Second raw solder
26
Пятый припойный рафинировочный шлак
27
Fifth solder refining slag
27
Загрузка, тLoading, t 23,08023.080 41,95641.956 тоннtons мас. % wt. % тоннtons мас. % wt. % CuCu 2,9342.934 10,57%10.57% 0,0540.054 0,13%0.13% Snsn 6,2456.245 22,49%22.49% 0,9750.975 2,32%2.32% PbPb 16,08016.080 57,90%57.90% 0,5500.550 1,31%1.31% ZnZn 0,0000.000 0,00%0.00% 1,0321.032 2,46%2.46% FeFe 1,3631.363 4,91%4.91% 17,37317.373 41,41%41.41% NiNi 0,8950.895 3,22%3.22% 0,0210.021 0,05%0.05% SbSb 0,1490.149 0,54%0.54% 0,0000.000 0,00%0.00% BiBi 0,0380.038 0,14%0.14% 0,0000.000 0,00%0.00% AsAs 0,0000.000 0,00%0.00% 0,0000.000 0,00%0.00%

Стадия o) (1100): Стадия дополнительного восстановления была выполнена на пятом припойном рафинировочном шлаке 27 путем добавления к нему 922 кг железного лома в качестве восстанавливающего агента вместе с 23735 кг богатого медью свежего питания 55 и некоторым количеством песочного флюса, достаточным для получения желаемых эффектов безопасности, разделения фаз и/или текучести шлака. Второе содержащее медь свежее питание 55 состояло главным образом из дополнительной черной меди от предшествующего плавления. Составы и количества всех видов питания для стадии o) (1100) показаны в Таблице XXI.Step o) (1100): An additional reduction step was performed on the fifth solder refining slag 27 by adding 922 kg of scrap iron thereto as a reducing agent along with 23735 kg of copper-rich fresh feed 55 and some sand flux sufficient to obtain the desired effects. safety, phase separation and/or slag flowability. The second copper-containing fresh feed 55 consisted mainly of additional black copper from the previous smelt. The compositions and amounts of all types of nutrition for stage o) (1100) are shown in Table XXI.

Таблица XXITable XXI Стадия o)
(1100)
Stage o)
(1100)
Пятый припойный рафинировочный шлак
27
Fifth solder refining slag
27
Содержащее Cu свежее питание
55
Cu-Containing Fresh Nutrition
55
Загрузка, тLoading, t 41,95641.956 23,73523.735 тоннtons мас. % wt. % тоннtons мас. % wt. % CuCu 0,0540.054 0,13%0.13% 15,45615.456 67,27%67.27% Snsn 0,9750.975 2,32%2.32% 0,9970.997 4,34%4.34% PbPb 0,5500.550 1,31%1.31% 2,0222.022 8,80%8.80% ZnZn 1,0321.032 2,46%2.46% 1,0971.097 4,77%4.77% FeFe 17,37317.373 41,41%41.41% 1,6031.603 6,98%6.98% NiNi 0,0210.021 0,05%0.05% 0,3910.391 1,70%1.70% SbSb 0,0000.000 0,00%0.00% 0,0400.040 0,17%0.17% BiBi 0,0000.000 0,00%0.00% 0,0050.005 0,02%0.02% AsAs 0,0000.000 0,00%0.00% 0,0110.011 0,05%0.05%

Восстановление продолжалось до тех пор, пока не было получено приемлемое качество отработанного шлака. Когда эта цель была достигнута, были получены третья металлическая фаза 29 на основе свинца-олова и третий отработанный шлак 28, составы и количества которых показаны в Таблице XXII. Третий отработанный шлак 28 выпускался и удалялся из способа. Третья металлическая композиция 29 на основе свинца-олова была перенесена в TBRC, предназначенную для выполнения стадии p) (1200).Recovery continued until an acceptable quality of the spent slag was obtained. When this goal was achieved, a third lead-tin metal phase 29 and a third spent slag 28 were obtained, the compositions and quantities of which are shown in Table XXII. The third spent slag 28 was released and removed from the process. The third lead-tin metal composition 29 was transferred to the TBRC for step p) (1200).

Таблица XXIITable XXII Стадия o)
(1100)
Stage o)
(1100)
Третья металлическая фаза на основе Pb-Sn - 29The third metal phase based on Pb-Sn - 29 Третий отработанный шлак
28
Third spent slag
28
Загрузка, тLoading, t 22,30022,300 45,54245.542 тоннtons мас. % wt. % тоннtons мас. % wt. % CuCu 15,44615.446 69,56%69.56% 0,1550.155 0,34%0.34% Snsn 1,9231.923 8,66%8.66% 0,0690.069 0,15%0.15% PbPb 2,4172.417 10,88%10.88% 0,2050.205 0,45%0.45% ZnZn 0,3470.347 1,56%1.56% 1,8121.812 3,98%3.98% FeFe 1,5981.598 7,20%7.20% 18,52218.522 40,67%40.67% NiNi 0,4060.406 1,83%1.83% 0,0150.015 0,03%0.03% SbSb 0,0410.041 0,18%0.18% 0,0000.000 0,00%0.00% BiBi 0,0050.005 0,02%0.02% 0,0000.000 0,00%0.00% AsAs 0,0110.011 0,05%0.05% 0,0000.000 0,00%0.00%

Стадия p) (1200): К третьей металлической композиции 29 на основе свинца-олова было добавлено 5204 кг свежего питания 51 вместе с некоторым количеством песочного флюса, достаточным для получения желаемых эффектов разделения фаз и/или текучести шлака. Затем с помощью неполного окисления большая часть железа и цинка была окислена и переведена из металлической фазы в фазу шлака. Составы и количества продуктов этой стадии окисления p) (1200) показаны в Таблице XXIII.Step p) (1200): To the third lead-tin metal composition 29, 5204 kg of fresh feed 51 was added along with some sand flux sufficient to produce the desired phase separation and/or slag flow effects. Then, by partial oxidation, most of the iron and zinc were oxidized and transferred from the metal phase to the slag phase. The compositions and quantities of the products of this oxidation step p) (1200) are shown in Table XXIII.

Таблица XXIIITable XXIII Стадия p)
(1200)
Stage p)
(1200)
Третья металлическая фаза на основе Pb-Sn - 29The third metal phase based on Pb-Sn - 29 Свежее питание
51
Fresh food
51
Загрузка, тLoading, t 22,30022,300 5,2045.204 тоннtons мас. % wt. % тоннtons мас. % wt. % CuCu 15,44615.446 69,56%69.56% 1,4021.402 32,04%32.04% Snsn 1,9231.923 8,66%8.66% 0,3680.368 8,42%8.42% PbPb 2,4172.417 10,88%10.88% 0,3860.386 8,83%8.83% ZnZn 0,3470.347 1,56%1.56% 0,1560.156 3,56%3.56% FeFe 1,5981.598 7,20%7.20% 0,9890.989 22,61%22.61% NiNi 0,4060.406 1,83%1.83% 0,1580.158 3,61%3.61% SbSb 0,0410.041 0,18%0.18% 0,0230.023 0,54%0.54% BiBi 0,0050.005 0,02%0.02% 0,0000.000 0,01%0.01% AsAs 0,0110.011 0,05%0.05% 0,0000.000 0,00%0.00%

Когда окисление железа и цинка прошло достаточно успешно, была получена четвертая металлическая композиция 21 на основе свинца-олова и шестой припойный рафинировочный шлак 14, составы и количества которых показаны в Таблице XXIV. Шестой припойный рафинировочный шлак 14 был выпущен и добавлен по меньшей мере частично как поток 14 в первую жидкую ванну (450) и/или по меньшей мере частично как поток 53 на стадии e) (600) следующего цикла способа. Четвертая металлическая композиция 21 на основе свинца-олова была передана в другую TBRC для того, чтобы она стала частью второй жидкой ванны 550, а также для того, чтобы выполнить стадию l) (800) на следующем цикле способа.When the oxidation of iron and zinc was sufficiently successful, a fourth lead-tin metal composition 21 and a sixth solder refining slag 14 were obtained, the compositions and quantities of which are shown in Table XXIV. The sixth solder refining slag 14 was discharged and added at least partially as stream 14 to the first liquid bath (450) and/or at least partially as stream 53 in step e) (600) of the next process cycle. The fourth lead-tin metal composition 21 was transferred to another TBRC in order to become part of the second liquid bath 550 and also to perform step l) (800) in the next process cycle.

Таблица XXIVTable XXIV Стадия p)
(1200)
Stage p)
(1200)
Четвертая металлическая фаза на основе Pb-Sn - 21Fourth metal phase based on Pb-Sn - 21 Шестой припойный рафинировочный шлак
14
Sixth solder refining slag
14
Загрузка, тLoading, t 20,66520.665 9,1249.124 тоннtons мас. % wt. % тоннtons мас. % wt. % CuCu 16,48316.483 79,76%79.76% 0,2810.281 3,08%3.08% Snsn 1,8821.882 9,11%9.11% 0,4110.411 4,51%4.51% PbPb 1,6431.643 7,95%7.95% 1,1581.158 12,69%12.69% ZnZn 0,0190.019 0,09%0.09% 0,4830.483 5,30%5.30% FeFe 0,0120.012 0,06%0.06% 2,5732.573 28,21%28.21% NiNi 0,5330.533 2,58%2.58% 0,0300.030 0,33%0.33% SbSb 0,0630.063 0,31%0.31% 0,0010.001 0,01%0.01% BiBi 0,0060.006 0,03%0.03% 0,0000.000 0,00%0.00% AsAs 0,0110.011 0,05%0.05% 0,0000.000 0,00%0.00%

Все стадии 100-1200 способа, имеющие дело с фазами расплавленного металла и/или шлака, протекают при температуре в диапазоне 1100-1250°C. В зависимости от цели стадии ее рабочая температура может быть предпочтительно близкой к верхнему или к нижнему концу этого диапазона температур.All process steps 100-1200 dealing with molten metal and/or slag phases proceed at a temperature in the range of 1100-1250°C. Depending on the purpose of the stage, its operating temperature may preferably be close to the upper or lower end of this temperature range.

Авторы обнаружили, что вариант осуществления способа, описанный в этом Примере, может быть выполнен на ограниченном количестве печей TBRC. Авторы смогли выполнить этот способ всего лишь в 8 печах, несколько из которых предпочтительно являются печами типа TBRC. Авторы предпочитают выполнять этот способ только в 6 печах, более предпочтительно только в 5 печах, еще более предпочтительно только в 4 печах, и еще более предпочтительно только в 3 печах.The authors found that the embodiment of the method described in this Example can be performed on a limited number of TBRC furnaces. The inventors were able to carry out this process in only 8 ovens, several of which are preferably TBRC ovens. We prefer to carry out this process in only 6 ovens, more preferably in only 5 ovens, even more preferably in only 4 ovens, and even more preferably in only 3 ovens.

Теперь, после полного описания этого изобретения, специалистам в данной области техники должно быть понятно, что настоящее изобретение может быть выполнено в широком диапазоне заявленных параметров без выхода за его область охвата, определяемую формулой изобретения.Now, after fully describing this invention, it should be clear to those skilled in the art that the present invention can be carried out within a wide range of claimed parameters without departing from its scope defined by the claims.

Claims (33)

1. Способ совместного производства медного металлического расплава и припойного расплава из низкокачественного металлического сырья, содержащий следующие стадии, на которых:1. The method of co-production of copper metal melt and solder melt from low-quality metal raw materials, containing the following stages, in which: a) обеспечивают композицию (1) черной меди, содержащую по меньшей мере 50 мас. % меди вместе с по меньшей мере 1,0 мас. % олова и по меньшей мере 1,0 мас. % свинца,a) provide composition (1) black copper containing at least 50 wt. % copper together with at least 1.0 wt. % tin and at least 1.0 wt. % lead b) частично окисляют (100) композицию (1) черной меди, формируя тем самым первую богатую медью металлическую фазу (4) в качестве медного металлического расплава и первый медный рафинировочный шлак (3), обе являющиеся жидкими расплавленными фазами, и затем отделяют первый медный рафинировочный шлак (3) от первой богатой медью металлической фазы (4),b) partially oxidizing (100) the black copper composition (1), thereby forming a first copper-rich metal phase (4) as a copper metal melt and a first copper refining slag (3), both of which are liquid molten phases, and then separating the first copper refining slag (3) from the first copper-rich metal phase (4), c) частично восстанавливают (400) первый медный рафинировочный шлак (3), формируя тем самым первую металлическую композицию (13) на основе свинца-олова в качестве припойного расплава и первый отработанный шлак (12), обе являющиеся жидкими расплавленными фазами, и затем отделяют первый отработанный шлак (12) от первой металлической композиции (13) на основе свинца-олова, формирующей основу для первой жидкой ванны (450), c) partially reducing (400) the first copper refining slag (3), thereby forming a first lead-tin metal composition (13) as a solder melt and a first spent slag (12), both of which are liquid molten phases, and then separating the first spent slag (12) from the first metal composition (13) based on lead-tin, forming the basis for the first liquid bath (450), посредством чего полное содержание печи на стадии c) (400) содержит такое количество меди, которое по меньшей мере в 1,5 раза больше, чем сумма присутствующих Sn и Pb, и whereby the total content of the furnace in step c) (400) contains an amount of copper that is at least 1.5 times greater than the sum of Sn and Pb present, and посредством чего первый отработанный шлак (12) содержит самое большее 20 мас. % в сумме меди, олова и свинца.whereby the first spent slag (12) contains at most 20 wt. % in the sum of copper, tin and lead. 2. Способ по п. 1, дополнительно содержащий следующую стадию, на которой:2. The method according to p. 1, further comprising the following stage, in which: d) частично окисляют (500) первую жидкую ванну (450), формируя тем самым первую разбавленную медную металлическую композицию (15) и первый припойный рафинировочный шлак (16), затем отделяют первый припойный рафинировочный шлак (16) от первой разбавленной медной металлической композиции (15).d) partially oxidize (500) the first liquid bath (450), thereby forming the first dilute copper metal composition (15) and the first solder refining slag (16), then separating the first solder refining slag (16) from the first diluted copper metal composition ( 15). 3. Способ по п. 2, дополнительно содержащий следующую стадию, на которой:3. The method of claim 2, further comprising the step of: e) частично восстанавливают (600) первый припойный рафинировочный шлак (16), формируя тем самым первую металлическую композицию (18) чернового припоя и второй припойный рафинировочный шлак (19), затем отделяют второй припойный рафинировочный шлак (19) от первой металлической композиции (18) чернового припоя.e) partially reducing (600) the first solder refining slag (16), thereby forming the first rough solder metal composition (18) and the second solder refining slag (19), then separating the second solder refining slag (19) from the first metal composition (18 ) rough solder. 4. Способ по п. 3, дополнительно содержащий следующую стадию, на которой:4. The method according to p. 3, further comprising the following stage, in which: f) частично восстанавливают (700) второй припойный рафинировочный шлак (19), формируя тем самым вторую металлическую композицию (10) на основе свинца-олова и второй отработанный шлак (20), затем отделяют второй отработанный шлак (20) от второй металлической композиции (10) на основе свинца-олова.f) partially reducing (700) the second solder refining slag (19), thereby forming a second lead-tin-based metal composition (10) and a second waste slag (20), then separating the second waste slag (20) from the second metal composition ( 10) based on lead-tin. 5. Способ по любому из пп. 1-4, дополнительно содержащий следующую стадию, на которой:5. The method according to any one of paragraphs. 1-4, further comprising the following step, wherein: h) частично окисляют (200) первую богатую медью металлическую фазу (4), формируя тем самым вторую богатую медью металлическую фазу (7) и второй медный рафинировочный шлак (6), затем отделяют второй медный рафинировочный шлак (6) от второй богатой медью металлической фазы (7).h) partially oxidizing (200) the first copper-rich metal phase (4), thereby forming a second copper-rich metal phase (7) and a second copper refining slag (6), then separating the second copper refining slag (6) from the second copper-rich metal phase phase (7). 6. Способ по п. 5, дополнительно содержащий следующую стадию, на которой:6. The method of claim 5, further comprising the step of: i) добавляют по меньшей мере часть второго медного рафинировочного шлака (6) к первой жидкой ванне (450) и/или добавляют по меньшей мере часть второго медного рафинировочного шлака (6) на стадии d) (500).i) adding at least a part of the second copper refining slag (6) to the first liquid bath (450) and/or adding at least a part of the second copper refining slag (6) in step d) (500). 7. Способ по п. 5 или 6, дополнительно содержащий следующие стадии, на которых:7. The method according to claim 5 or 6, further comprising the following steps, in which: j) частично окисляют (300) вторую богатую медью металлическую фазу (7), формируя тем самым третью богатую медью металлическую фазу (9) и третий медный рафинировочный шлак (8), затем отделяют третий медный рафинировочный шлак (8) от третьей богатой медью металлической фазы (9),j) partially oxidizing (300) the second copper-rich metal phase (7), thereby forming a third copper-rich metal phase (9) and a third copper refining slag (8), then separating the third copper refining slag (8) from the third copper-rich metal phase phases (9), k) добавляют по меньшей мере часть третьего медного рафинировочного шлака (8) к первой разбавленной медной металлической композиции (15), формируя тем самым вторую жидкую ванну (550), и/или добавляют по меньшей мере часть третьего медного рафинировочного шлака (8) на стадии l) (800);k) adding at least a portion of the third copper refining slag (8) to the first diluted copper metal composition (15), thereby forming a second liquid bath (550), and/or adding at least a portion of the third copper refining slag (8) on step l) (800); l) частично окисляют (800) вторую жидкую ванну (550), формируя тем самым первую металлическую композицию (22) с высоким содержанием меди и третий припойный рафинировочный шлак (23), затем отделяют третий припойный рафинировочный шлак (23) от первой металлической композиции (22) с высоким содержанием меди.l) partially oxidize (800) the second liquid bath (550), thereby forming the first metal composition (22) with a high copper content and the third solder refining slag (23), then separating the third solder refining slag (23) from the first metal composition ( 22) with high copper content. 8. Способ по п. 7, дополнительно содержащий следующую стадию, на которой:8. The method of claim 7, further comprising the step of: m) частично восстанавливают (900) третий припойный рафинировочный шлак (23), формируя тем самым вторую разбавленную медную металлическую композицию (11) и четвертый припойный рафинировочный шлак (24), затем отделяют четвертый припойный рафинировочный шлак (24) от второй разбавленной медной металлической композиции (11).m) partially reducing (900) the third solder refining slag (23), thereby forming a second diluted copper metal composition (11) and a fourth solder refining slag (24), then separating the fourth solder refining slag (24) from the second diluted copper metal composition (eleven). 9. Способ по п. 8, дополнительно содержащий следующую стадию, на которой:9. The method of claim 8, further comprising the step of: n) частично восстанавливают (1000) четвертый припойный рафинировочный шлак (24), формируя тем самым вторую металлическую композицию (26) чернового припоя и пятый припойный рафинировочный шлак (27), затем отделяют вторую металлическую композицию чернового припоя (26) от пятого припойного рафинировочного шлака (27).n) partially reducing (1000) the fourth solder refining slag (24), thereby forming the second rough solder metal composition (26) and the fifth solder refining slag (27), then separating the second rough solder metal composition (26) from the fifth solder refining slag (27). 10. Способ по п. 9, дополнительно содержащий следующую стадию, на которой:10. The method of claim 9, further comprising the step of: о) частично восстанавливают (1100) пятый припойный рафинировочный шлак (27), формируя тем самым третью металлическую композицию (29) на основе свинца-олова и третий отработанный шлак (28), затем отделяют третий отработанный шлак (28) от третьей металлической композиции (29) на основе свинца-олова.o) partially restore (1100) the fifth solder refining slag (27), thereby forming the third metal composition (29) based on lead-tin and the third waste slag (28), then separate the third waste slag (28) from the third metal composition ( 29) based on lead-tin. 11. Способ по любому из пп. 1-10, в котором черную медь добавляют по меньшей мере на одной из стадий b), f) и o), причем черную медь производят с помощью стадии плавления.11. The method according to any one of paragraphs. 1-10, wherein black copper is added in at least one of steps b), f) and o), the black copper being produced by a melting step. 12. Способ по любому из пп. 1-11, в котором по меньшей мере одну из первой металлической композиции (18) чернового припоя и второй металлической композиции (26) чернового припоя предварительно очищают с использованием металлического кремния для того, чтобы произвести предварительно очищенную композицию припойного металла.12. The method according to any one of paragraphs. 1-11, wherein at least one of the first rough solder metal composition (18) and the second rough solder metal composition (26) is pre-cleaned using silicon metal to produce a pre-cleaned solder metal composition. 13. Способ по любому из пп. 1-12, дополнительно содержащий стадию, на которой охлаждают первую металлическую композицию (18) чернового припоя и/или вторую металлическую композицию (26) чернового припоя и/или предварительно очищенную композицию припойного металла до температуры самое большее 825°C, с получением ванны, содержащей первый всплывающий дросс, под действием силы тяжести всплывающий над первой жидкой расплавленной фазой отрегулированного припоя.13. The method according to any one of paragraphs. 1-12, further comprising the step of cooling the first rough solder metal composition (18) and/or the second rough solder metal composition (26) and/or the pre-cleaned solder metal composition to a temperature of at most 825°C to form a bath, containing the first floating dross, under the action of gravity floating over the first liquid molten phase of the adjusted solder. 14. Способ по любому из пп. 3-13, дополнительно содержащий стадию, на которой добавляют щелочной металл и/или щелочноземельный металл, или химическое соединение, содержащее щелочной металл и/или щелочноземельный металл, к первой металлической композиции (18) чернового припоя и/или ко второй металлической композиции (26) чернового припоя и/или к предварительно очищенной композиции припойного металла и/или к первой жидкой расплавленной фазе отрегулированного припоя для формирования ванны, содержащей второй всплывающий дросс, всплывающий под действием силы тяжести над второй жидкой расплавленной фазой отрегулированного припоя.14. The method according to any one of paragraphs. 3-13, further comprising the step of adding an alkali metal and/or an alkaline earth metal, or a chemical compound containing an alkali metal and/or an alkaline earth metal, to the first metal composition (18) of the rough solder and/or to the second metal composition (26 ) of the rough solder and/or to the pre-cleaned solder metal composition and/or to the first liquid molten phase of the adjusted solder to form a pool containing a second floating dross floating by gravity above the second liquid molten phase of the adjusted solder. 15. Способ по п. 14, дополнительно содержащий стадию, на которой удаляют второй всплывающий дросс из второй жидкой расплавленной фазы отрегулированного припоя, формируя тем самым второй отрегулированный припой.15. The method of claim 14, further comprising removing the second floating dross from the second liquid molten phase of the adjusted solder, thereby forming a second adjusted solder. 16. Способ по любому из пп. 13-15, дополнительно содержащий стадию, на которой удаляют первый всплывающий дросс из первой жидкой расплавленной фазы отрегулированного припоя, формируя тем самым первый отрегулированный припой.16. The method according to any one of paragraphs. 13-15, further comprising removing the first floating dross from the first liquid molten phase of the adjusted solder, thereby forming the first adjusted solder. 17. Способ по п. 15 или 16, дополнительно содержащий стадию, на которой дистиллируют первый отрегулированный припой и/или второй отрегулированный припой, причем свинец (Pb) удаляют из припоя с помощью испарения, и получают верхний продукт дистилляции и кубовый продукт дистилляции, предпочтительно с помощью дистилляции в вакууме.17. The method according to claim 15 or 16, further comprising the step of distilling the first adjusted solder and/or the second adjusted solder, wherein lead (Pb) is removed from the solder by evaporation, and an overhead distillation product and a bottom distillation product are obtained, preferably by vacuum distillation.
RU2020119284A 2017-12-14 2018-12-11 Improved pyrocleaning method RU2799370C2 (en)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP17207364 2017-12-14
EP17207364.5 2017-12-14
PCT/EP2018/084374 WO2019115533A1 (en) 2017-12-14 2018-12-11 Improved pyrorefining process

Publications (3)

Publication Number Publication Date
RU2020119284A3 RU2020119284A3 (en) 2022-01-14
RU2020119284A RU2020119284A (en) 2022-01-14
RU2799370C2 true RU2799370C2 (en) 2023-07-05

Family

ID=

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3682623A (en) * 1970-10-14 1972-08-08 Metallo Chimique Sa Copper refining process
US4073646A (en) * 1975-05-16 1978-02-14 Klockner-Humboldt-Deutz Aktiengesellschaft Method for the thermal refinement of greatly contaminated copper in molten phase
RU2058407C1 (en) * 1993-02-03 1996-04-20 Товарищество с ограниченной ответственностью "Кировоградский медеплавильный комбинат" Method for processing of secondary copper-zinc raw materials
US6579339B1 (en) * 2001-08-31 2003-06-17 Mueller Industries, Inc. Copper scrap processing system

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3682623A (en) * 1970-10-14 1972-08-08 Metallo Chimique Sa Copper refining process
US4073646A (en) * 1975-05-16 1978-02-14 Klockner-Humboldt-Deutz Aktiengesellschaft Method for the thermal refinement of greatly contaminated copper in molten phase
RU2058407C1 (en) * 1993-02-03 1996-04-20 Товарищество с ограниченной ответственностью "Кировоградский медеплавильный комбинат" Method for processing of secondary copper-zinc raw materials
US6579339B1 (en) * 2001-08-31 2003-06-17 Mueller Industries, Inc. Copper scrap processing system

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP7466446B2 (en) Improved copper/tin/lead manufacturing
CN111566236B (en) Improved fire refining process for co-producing copper and solder products
JP7273818B2 (en) Improved pyrometallurgical process
RU2763128C1 (en) Method for producing raw soldering product and copper product
CN111566235B (en) Improved solder production method
RU2799370C2 (en) Improved pyrocleaning method
RU2778538C2 (en) Improved pyrometallurgical process
RU2784865C2 (en) Improved method for solder production
RU2772863C2 (en) Improvement of production of copper/tin/lead