BRPI0614020A2

BRPI0614020A2 - método e dispositivo para extrair um metal de uma escória contendo o metal

Info

Publication number: BRPI0614020A2
Application number: BRPI0614020-3A
Authority: BR
Inventors: Rolf Degel; Dieter Borgwardt; Andrzej Warczok; Gabriel Angel Riveros Urzua; Juergen Kunze
Original assignee: Sms Demag Ag
Priority date: 2005-06-08
Filing date: 2006-06-08
Publication date: 2011-03-01
Also published as: ES2301153T3; US20090211398A1; CA2598571A1; DE502006000401D1; JP2008527168A; NO20073255L; AU2006256916A1; DE102006022779A1; BRPI0614020B1; EP1807671B1; PL1807671T3; RU2368673C2; KR101139304B1; WO2006131372A1; MX2007015380A; KR20080015383A; ATE387616T1; RU2007129748A; NO339493B1; CA2598571C

Abstract

METODO E DISPOSITIVO PARA EXTRAIR UM METAL DE UMA ESCóRIA CONTENDO O METAL A invenção se refere a um método para extrair um metal de uma escória contendo o metal, em que a escória contendo metal liquefeito é aquecida em pelo menos um forno a arco voltaico (1, 2) . A fim de desenvolver um método aperfeiçoado para extrair, de modo particular, cobre da escória, a invençâ.o prevê que a escória contendo metal seja aquecida em um primeiro forno (1) na forma de um forno elétrico de CA ou CC, e que a massa fundida do primeiro forno (1) seja transferida para um segundo forno (2) na forma de um forno elétrico de CC. A invenção também se refere a um dispositivo para extrair um metal de uma escória contendo o metal.

Description

MÉTODO E DISPOSITIVO PARA. EXTRAIR UM METAL DE UMA ESCÓRIACONTENDO O METAL

A invenção se refere a um método para extrair ummetal de uma escória contendo o metal, onde a escóriacontendo metal liqüefeito é aquecida em pelo menos um fornoa arco voltaico. Além disso, a invenção se refere a umdispositivo para extrair um metal de uma escória contendometal.

Minério de cobre e escória são produzidos,através do derretimento de concentrados de cobre. A escóriacontém cobre, não só na forma derretida, como também naforma de inclusões minerais mecanicamente dissolvidas.Existem dois métodos principais para beneficiamento daescória. A flotação de escória após a têmpera, trituração emoagem, e a redução pirometalúrgica da escória liquida.

O beneficiamento pirometalúrgico da escória érealizado principalmente em três variantes, a saber:

1) em um forno a arco voltaico de CA por reduçãocom coque e eletrodos, preaquecimento da escória esedimentação,

2) em fornos giratórios cilíndricos, horizontais,por injeção de um agente redutor, p. ex. , em um fornobeneficiador de escória tipo Teniente,

3) em conversor vertical com injeção de um agenteredutor, p. ex., TBRC ou Isasmelt.

O beneficiamento da escória necessita da reduçãode magnetita, para liberar as inclusões em suspensão epossibilitar sua precipitação, e permitir a co-redução deóxido contendo cobre.

O beneficiamento da escória de cobre, realizadocom mais freqüência em fornos a arco voltaico de CA,necessita de fornos relativamente grandes, devido ao tempode redução e sedimentação demandado, o qual corresponde de3 a 8 horas. Ele provoca um consumo relativamente alto deenergia específica, devido à forte influência específica daperda de calor. O beneficiamento da escória em um forno aarco voltaico é realizado como método em lotes ousemicontínuo. A flexibilidade do forno a arco voltaico nocontrole da temperatura permite um correto preaquecimentoda escória. Porém, a formação de inclusões metálicasdispersadas de cobre como produto da redução de óxidocontendo cobre, em conjunto com uma parte de inclusõesmenores de minério de cobre, limita a separação de fases ea recuperação suficiente de cobre.

Um método para recuperar metais de escóriasmetálicas, de modo particular, de escórias de ferro/ cobreem um forno de fusão, é conhecido através da US 4.110.107.

A escória derretida é introduzida num forno a arcovoltaico, onde ocorre uma fundição. Uma unidade injetora decarbono é empregada, para introduzir carbono na regiãoinferior do banho de massa fundida. O fundente, como p. ex.CaO, é igualmente introduzido no banho. Após a redução, ometal é retirado do forno.

Um método semelhante para recuperação, de modoparticular de níquel e uma mistura de níquel/cobre a partirde uma massa fundida de escória, é conhecido através da US4.036.636. Neste caso, magnetita na escória é reduzida commateriais contendo carbono. Com isso, ocorre uma misturaçãoda escória com um misturador mecânico durante a realizaçãoda redução da escória.Através da WO 01/4 98 90 é conhecido um método paraprodução de cobre empolado diretamente a partir deconcentrado de sulfato de cobre, onde o cobre é extraído deminério de cobre finamente moído e resfriado em um vaso dereação em presença de oxigenação. A oxigenação ocorre porinjeção de ar oxigenado, onde o teor de oxigêniocorresponde a pelo menos 50%. Cobre empolado, tambémconhecido como 'cobre soprado', é cobre soprado não-refinado. Cobre possui, no estado derretido, uma capacidadesolvente mais elevada para gases, do que o metal sólido. Nasolidificação, os gases se precipitam no cobre comopequenas bolhas (blister em inglês).

A US 4.060.409 mostra um sistema pirometalúrgico,com o qual material no estado derretido pode ser retido. 0sistema compreende um vaso para contenção do material, ondeum número de células de mesmo tamanho é formado no interiordo vaso. Além disso, é prevista uma pluralidade deagitadores mecânicos, para poder agitar o materialderretido.

A US 6.436.169 divulga um método para operação deum forno fundidor de cobre, onde uma substância contendoferro é alimentada com um teor de ferro superior a 80%, quecompreende uma densidade de 3,0 a 8,0; o diâmetro daspartículas se situa, aqui, entre 0,3 e 15 mm. Escória decobre contendo ferro é alimentada à substância contendoferro. Em seguida, é realizada uma redução de Fe3O4 paraFeO.

Um dispositivo para redução contínua de cobre éconhecido através da EP 0 487 032 BI. Ele compreende umforno de fusão para derretimento e oxidação de concentradode cobre, para extrair uma mistura de minério e escória.Além disso, um forno separador é previsto para separação dominério, da escória. 0 minério separado da escória éoxidado em um forno conversor para obtenção de cobre bruto.Meios de calha para sangria de massa fundida conectam oforno de fundição, o forno separador e o forno conversor.Fornos anódicos são previstos para refino do cobre obtidono forno conversor. Uma conexão entre o forno conversor eos fornos anódicos é obtida com um meio de calha parasangria de cobre bruto.

Um método para fusão contínua de cobre éconhecido através da EP O 487 031 BI. Também aqui sãoprevistos um forno de fusão, um forno separador e um fornoconversor, que são ligados entre si por meio de um meio deligação de fluxo. Além disso, são previstos fornosanódicos, em estão em ligação de fluxo com um fornoconversor. 0 concentrado de cobre é alimentado ao forno defusão, onde ocorre uma fusão e oxidação do concentrado paraprodução de uma mistura de minério bruto e escória. Emseguida, a mistura de minério bruto e escória é alimentadaao forno separador, onde ocorre uma separação do minériobruto, da escória. A seguir, o minério bruto separado daescória é conduzido ao forno conversor, onde ele é oxidadopara produção de cobre bruto. 0 cobre bruto flui, então,para um dos fornos anódicos, onde o cobre é produzido.

Os métodos anteriormente conhecidos para extrairum metal de uma escória contendo metal são ainda passíveisde melhorias, no que concerne a sua eficiência. Assim, ainvenção tem como tarefa apresentar um método melhoradopara recuperação, de modo particular, de cobre, deescórias.

A solução dessa tarefa por parte da invenção écaracterizada pelo fato da escória contendo metal seraquecida em um primeiro forno na forma de um forno elétricode CA ou CC, e da massa fundida do primeiro forno sertransferida para um segundo forno na forma de um fornoelétrico de CC.

De preferência, o primeiro forno é na forma de umforno elétrico de CA. É previsto de maneira vantajosa, queo metal a ser extraído é cobre, o qual se encontra em umaescória contendo cobre.

Por conseguinte, a invenção se refere ãrecuperação de cobre, a partir da massa fundida e daconversão das escórias de cobre por uma redução de escóriaem duas etapas e sedimentação no forno a arco voltaico deCA e forno de redução a canal de CC, de preferência comagitação eletromagnética, conforme será visto mais tarde.

O método proposto pode ser também aplicado, pararecuperar metais, como chumbo, zinco, platina ou níquel, desuas respectivas escórias.

No primeiro forno na forma de um forno elétricode CA ocorre, de preferência, uma pré-redução da escória euma precipitação de minério metálico, de modo particular,minério de cobre, onde no segundo forno na forma de fornoelétrico de CC ocorre uma redução profunda de escória e umaremoção de inclusões.

No segundo forno na forma de forno elétrico de CCocorre, de maneira vantajosa, uma precipitação eletrolíticado metal a ser extraído.

Uma melhoria considerável do processo de extraçãopermite ser ainda alcançada, quando for ainda previsto, queno segundo forno na forma de forno elétrico de CC ocorrauma agitação eletromagnética da escória durante a extraçãodo metal. Para produção da agitação eletromagnética, podeser empregado pelo menos um eletroimã sobre a escóriaexistente no segundo forno. De modo alternativo, pode serainda empregado pelo menos um imã permanente para isso.Pelo menos um imã deverá produzir, de preferência, um campomagnético entre 50 e 1.000 Gauss, onde o campo magnéticocompreende pelo menos uma parte da seção transversal damassa fundida e da área dos eletrodos no segundo forno.

Um agente redutor, de modo particular coque, é depreferência alimentado ao primeiro forno durante oaquecimento.

Material contendo carbono, de modo particularcoque, pode ser alimentado de tal modo à massa fundida nosegundo forno, que uma camada do material contendo carbonose forme com espessura essencialmente constante, onde acamada faz contato com uma ligação elétrica atuando comoanodo.

Uma camada de minério metálico, de modoparticular minério de cobre, pode ser mantida com espessuraessencialmente constante na região inferior sob a massafundida no segundo forno, onde a camada faz contato com umaligação elétrica atuando como catodo.

O dispositivo, de modo particular para execuçãodo método, de acordo com a invenção, é caracterizado pelofato de compreender um primeiro forno na forma de um fornoelétrico de CA ou CC e um segundo forno na forma de umforno elétrico de CC, onde um meio de ligação para massafundida, de modo particular uma calha para fluxo, éprevisto entre o primeiro forno e o segundo forno.

O primeiro forno é, de preferência, na forma deum forno elétrico de CA. Ele pode compreender doiseletrodos, que são imersos na massa fundida existente noprimeiro forno, e são ligados a uma fonte de CA. 0 segundoforno pode compreender dois eletrodos em forma de placa,que são dispostos se estendendo horizontalmente na áreasuperior e na área inferior da massa fundida existente nosegundo forno, e são ligados a uma fonte de CC. 0 eletrodoexistente na área superior pode ser formado como leito decoque, que se acha ligado a um contato elétrico, de modoparticular a um eletrodo de grafite. 0 eletrodo existentena área inferior pode ser formado como camada de minériometálico, de modo particular minério de cobre, que se achaligada a um contato elétrico, de modo particular a umeletrodo de grafite. 0 segundo forno é, de preferência,formado como forno de indução a canal. Por último, odispositivo possui, de preferência, imãs, de modoparticular eletroímãs, nas áreas laterais do segundo forno,cujas linhas de campo magnético para direção de corrente seencontram em pelo menos alguns dos elementos condutores decorrente, pelo menos parcialmente em ângulo reto. Paraisso, pode ser gerada uma força de Lorentz, que gera oefeito agitador eletromagnético.

Assim, a invenção propõe uma redução de escóriaem duas etapas, e a remoção do cobre em dois fornos a arcovoltaico. O primeiro forno, o forno a arco voltaico decorrente trifásica, serve para a pré-redução da escória e aprecipitação do minério de cobre, seguido por uma reduçãoprofunda de escória e remoção de inclusões em um forno deredução a canal de CC com agitação eletromagnética. 0emprego de agitação eletromagnética, a qual melhora atransferência de massa para a superfície de redução e acoalescência das inclusões, em conjunto com eletrólise deescória e fenômenos eletrocinéticos, possibilita umbeneficiamento ativo da escória e alta recuperação decobre.

Um exemplo de execução da invenção é mostrado nosdesenhos. São mostrados:

na fig. 1, uma ilustração esquemática de um fornoa arco voltaico com corrente trifásica e um forno deredução a canal com CC, e

na fig. 2a e

na fig. 2b, a vista frontal em corte e a vistalateral em corte do forno de redução a canal com CC pararedução profunda de escória e remoção de inclusões, atravésdo emprego de um leito de coque e minério de cobre fluido,como eletrodo.

Na fig. 1 pode ser visto um primeiro forno 1 naforma de um forno de CA, ao qual se conecta um segundoforno 2 na forma de um forno de CC. A massa fundida deescória de cobre, preparada no forno 1, é conduzida,através de um meio de ligação 8 na forma de uma calha paramassa fundida, ao segundo forno 2.

Dois eletrodos 9 e 10 na forma de eletrodos degrafite, ligados a uma fonte de CA 11, são imersos noprimeiro forno 1 e, na verdade, na massa fundida de escóriaexistente nesse forno.

O segundo forno 2 possui uma entrada de escória16 para a escória 15, bem como uma saída de escória 17.Dois eletrodos 4 e 5 na forma de placas são instalados nosegundo forno 2. Ambos os eletrodos 4, 5 são acoplados auma fonte de CC 12, através de ligações elétricas na formade um eletrodo de contato de grafite 6 ou 7. 0 eletrodosuperior 6 disposto na horizontal é conectado ao pólopositivo da fonte de CC 12, e serve como anodo. De maneiracorrespondente, o eletrodo inferior 5, igualmente dispostona horizontal, é conectado ao pólo negativo da fonte de CC12, e serve assim como eletrodo. 0 cobre é extraído atravésde um processo eletrolítico.

Conforme pode ser percebido na fig. 2, o segundoforno 2 é na forma de um forno de redução a canal. Bobinaselétricas 13 e 14 são dispostas lateralmente em torno denúcleos metálicos, que assim formam eletroímãs 3. Com essesimãs é gerado um efeito de agitação eletromagnética, queagita a massa fundida no segundo forno 2 (ver abaixo).

De acordo com o processo inventivo, escóriafluida é processada essencialmente no forno a arco voltaicode CA 1 (forno de CA) . Magnetita e óxido contendo cobrereagem na escória com o carbono dos eletrodos de grafite 9,e com o coque adicionado, de acordo com as equações:

Fe3O4 + CO = 3 FeO + CO2

Cu2O + CO = 2 Cu + CO2

CO2 + C = 2 CO

A redução de óxido contendo cobre é limitada pelaco-redução de magnetita. As condições da co-redução sãodeterminadas pelo balanço desta reação:

(Cu2O) escória + 3 (FeO) escória 2(Cu)metal + (Fe3O4)e3Coria

O teor de cobre na massa fundida de escória sesitua entre 2 e 10% e o teor de magnetita, entre 10 e 20%,dependendo do processo de fundição e dos arenitos gerados.

O primeiro passo do tratamento da escória noprimeiro forno de CA 1 se concentra na redução de magnetitaaté um valor de 7 a 8% e a um teor de cobre de 0,8 a 1,2%,o que demanda um consumo de energia por unidade de 50 a 7 0kWh/t, dependendo da composição original da escória. 0 graude redução de escória, acima citado, permite encurtar otempo de redução em cerca de 50%, o que corresponde a umaelevação dupla das capacidades de tratamento no forno. Aescória é vazada continuamente, ou a intervalos regulares,para o segundo forno de redução a canal com CC 2 (forno deCC).

O leito de coque 4 na superfície superior daescória, com o qual o eletrodo de grafite 6 estabelececontato com a fonte de CC 12, possui a função de anodo, e ominério fluido 5 em contato com o bloco de grafite 7 é umcatodo no forno de redução a canal com CC 2.

No lado de entrada no forno, dois blocos de imãpermanente são dispostos na janela do vaso do forno e, naverdade, a meia altura da camada de escória. A atuaçãoconjunta de um campo magnético horizontal não-uniforme, comum campo elétrico vertical constante, não-uniforme, induzos gradientes da força de Lorentz atuante sobre a escória.

A força de Lorentz, que atua em todo volumeelementar de líquido condutor, como p. ex., escória fluida,em campos elétricos constantes e magnéticos permanentescruzados, altera claramente a densidade relativa dolíquido:

Ya = Y ± j x Bsendo: γΑ - densidade relativa aparente em N m~3;

γ - densidade relativa em N m"3;

j - densidade de corrente em um líquido, em A m"3;

B - indução magnética em T.

Com a força acima citada em presença de umadensidade de corrente de 200 a 2.000 A/m2 e uma intensidadede campo magnético de 0,005 a 0,1 Tesla, a velocidade daescória possui uma ordem de grandeza de uma a duas vezessuperior, em comparação com as velocidades convencionaisnaturais. Ela desloca a escória na região do imã em intensarotação, pelo qual a transmissão magnética na superfície decoque é melhorada e a redução é acelerada. Na altatemperatura de redução da escória (1.200 a 1.300°C), asreações na redução da magnetita e co-redução do óxidocontendo cobre são controladas pela transferência de massa,e a agitação da escória eleva consideravelmente avelocidade da redução.

Além disso, a agitação da escória impede aformação de fluido estagnado e homogeneiza a escória. Aagitação da escória na primeira etapa do método pararemoção de inclusões é benéfica, pelo qual a possibilidadede sua incrustação e sua coalescência é aumentada.

0 movimento da escória eleva a possibilidade daincrustação de inclusões de minério e de cobre metálico,pelo qual sua coalescência e precipitação são melhoradas. Asegunda parte do forno a canal 2 é submetida a um intensomovimento de escória, e permite uma sedimentação serena dasinclusões.

Devido à estrutura iônica da escória fluida, acorrente contínua estimula a eletrólise da escória. Reduçãocatódica e oxidação anódica resultam na redução demagnetita, precipitação de cobre e formação de monóxido decarbono sobre os eletrodos, de acordo com as reações:Catodo:

Pe3+ + e = Fe2+

Cu+ + β = Cu0

Anodo: SiO44' + 2 C = SiO2 + 2 [CO] + 4 e

Oz- + C = [COJ + 2 e

A decomposição catódica da magnetita e aprecipitação de cobre elevam toda a velocidade da reduçãode magnetita e remoção de cobre. A precipitação de CO comoproduto anódico forma outros centros da redução demagnetita.

A força atuando adicionalmente sobre inclusõesmetálicas, como resultado da aparente alteração dadensidade relativa da escória e da interação da corrente nometal e do campo magnético, é igual a:

Femb = 2 π j B r3

sendo: FEBf - força elevadora em N;

j - densidade de corrente em A/m2;

B - indutância do campo magnético em T;

r - raio da inclusão em m.

A interação do campo elétrico com a cargasuperficial na superfície da inclusão permite odeslocamento das gotículas metálicas ao longo das linhas decampo elétrico; a velocidade de deslocamento, conhecidacomo fenômeno do movimento da capilaridade elétrica, édescrita pela fórmula de Levich:

<formula>formula see original document page 13</formula>

sendo: Vem - velocidade de deslocamento em m s"1;ε - carga superficial em coulomb m~2;

E - intensidade do campo elétrico em V m"1;

η3 - viscosidade da escória em Pa s;

κ - condutância específica da escória em Ω"1 m"1;

w- resistência da interface metal/escória em Ω m2.

Com base na densidade de carga elétrica, avelocidade de deslocamento do metal ou das inclusõesminerais é reduzida com o raio da gotícula, de acordo com afórmula citada. A velocidade de deslocamento éconsideravelmente maior, do que a precipitação por parte daforça da gravidade, em presença de inclusões menores.

O processamento da escória em campos elétricos emagnéticos cruzados se beneficia de uma série de fenômenos,através dos quais o processo de beneficiamento da escóriase torna muito intenso e eficaz. A agitação eletromagnéticada escória eleva a transferência de massa, pelo qual aredução da escória é agilizada e a coalescência dasinclusões é promovida. A eletrólise simultânea da escóriaatua, com a redução catódica da magnetita e óxido de cobree a formação anódica de monóxido de carbono, como agenteredutor adicional. O movimento eletrocapilar das inclusõesfavorece sua coalescência e promove a remoção de inclusõesda escória.

Exemplo:

A escória de uma fundição de concentrado em umredutor de minério autógeno compreende 4% de Cu e 15% deFe3O4. A escória é vazada a cada 3 horas, e conduzida,através de uma calha, ao forno a arco voltaico com correntetrifásica 1 de 9,5 MVA. A quantidade de produção de escóriacompreende 30t/h, isto correspondendo a um processamento de90 t em cada ciclo. 0 consumo de coque corresponde a cercade 8 kg/t e o consumo de energia, a cerca de 7 0 kWh/t,correspondendo a um consumo médio de potência de 6,3 MV.

Após uma hora, começa o vazamento de escória no forno aarco voltaico ao longo de um período de 2 horas. A escóriacom um teor de 1,1% Cu e 7% Fe3O4 é transportada com umacâmara por uma calha 8 ao forno a arco voltaico com CC 2,cuja câmara possui 4 m de comprimento e 1 m de largura. Oforno de redução a canal para beneficiamento semicontínuoda escória é ilustrado na fig. 2. A escória escoa por 2horas continuamente através do forno de redução a canal 2.

Com um espelho de escória de 1 m, o tempo médio depermanência corresponde a cerca de 3 0 minutos. Com perdasde calor no forno de 1 GJ/h, o consumo de corrente daunidade corresponde a cerca de 35 kWh/t, e consumo depotência necessária, a 1 MW. Com uma tensão estimada de 100V, a intensidade de corrente se situa em uma ordem degrandeza de IOkA. O consumo estimado de coque é de 2 kg/t.

A escória acabada corresponde a 0,5% Cu e 4% magnetita. 0consumo total de energia corresponde a 105 kWh/t, e oconsumo de coque, a 10 kg/1.

O método inventivo funciona, de acordo com oexemplo de execução, portanto, como beneficiamento daescória de cobre em duas etapas, em fornos a arco voltaico.

Pode ocorrer um carregamento periódico oucontínuo da escória no primeiro forno a arco voltaico 1.

Nesse forno 1, os eletrodos de grafite ou de carbono sãointroduzidos na escória derretida, e através deles érealizada uma alimentação de corrente. Coque ou um outroagente redutor é adicionado sobre a superfície da escória.O controle da temperatura de escória no forno beneficiadorde escória ocorre através de controle do consumo depotência. Por último, ocorre uma sangria dos materiaisextraídos na forma de minério de cobre e cobre metálico.

Uma sangria periódica ou contínua da escóriatambém pode ocorrer no forno de redução a canal com CC 2.Uma corrente contínua é aplicada entre a camada de coqueatuando como anodo na superfície da escória, e o minériolíquido atuando como catodo. 0 campo magnético sobreposto,localizadamente limitado, o qual é gerado pelo eletroímã ouímã permanente, é empregado para colocar a escória emmovimento. Coque é carregado sobre a superfície da escória,a fim de manter constante a espessura de camada do coque, epara manter condições favoráveis de contato elétrico com oseletrodos de grafite ou carbono. Também aqui pode ocorreruma sangria contínua ou periódica da escória acabada,beneficiada. Da mesma forma, pode ocorrer uma sangriaperiódica do minério de cobre, ou do minério de cobre emconjunto com cobre metálico. Além disso, uma camada decobre, ou de minério de cobre, é mantida no fundo do fornocomo catodo líquido, onde o catodo permanece em contato comum bloco de grafite.

A escória de cobre pode constituir aquelaescória, que é extraída pela fusão dos concentrados decobre em minério de cobre, ou diretamente em cobreempolado, bem como aquela escória, que é extraída pelaconversão de minério de cobre.

Como primeiro forno a arco voltaico 1, um forno aarco voltaico de corrente trifásica com CA, ou um forno aarco voltaico com CC, pode ser empregado.A indução de um campo magnético gerado por imãspermanentes ou eletroímãs se situa, de preferência, nafaixa de 50 a 1.000 Gauss, onde o campo magnéticopermanente cobre uma parte da seção transversal da escóriafluida na região do(s) eletrodo(s) em contato com o leitode coque.

Como eletrodos são empregados, de preferência,eletrodos de grafite ou carbono. A localização doseletrodos permite que as linhas de corrente cruzem aslinhas do campo magnético. 0 posicionamento ideal doseletrodos conduz a que as linhas de corrente se estendamtransversalmente às linhas de campo magnético.

Conforme explicado, a camada do metal ou dominério metálico liquido sob a escória se acha em contatocom um eletrodo de grafite ou semelhante, o qual exerce afunção do catodo; a camada de carbono ou de coque nasuperfície da escória está em contato com um eletrodo degrafite ou semelhante, que exerce a função do anodo.

A intensidade da corrente contínua se situa, depreferência, na faixa de 500 a 50.000 A, dependendo dotamanho do redutor para beneficiamento da escória, daquantidade de escória e da temperatura.

Embora o método proposto seja previsto, depreferência, para extrair cobre, ele pode ser tambémempregado para outros metais, como para chumbo (Pb), zinco(Zn), platina (Pt) ou níquel (Ni).

Por intermédio da redução da escória em duasetapas e da remoção do cobre em dois fornos a arcovoltaico, é alcançado que o primeiro forno a arco voltaicocom corrente trifásica possa ser empregado para pré-reduçãoda escória e precipitação do minério de cobre, seguido poruma redução profunda de escória e remoção de inclusões noforno de redução a canal de CC, com agitaçãoeletromagnética. 0 emprego de agitação eletromagnética, oqual melhora a transferência de massa sobre a superfície deredução e a coalescência das inclusões, em conjunto comeletrólise de escória e fenômenos eletrocinéticos,possibilitam um beneficiamento eficiente da escória e umaalta recuperação de cobre.

Lista de Referências:

1 primeiro forno (forno de CA)

2 segundo forno (forno de CC)

3 eletroímã

4 eletrodo (anodo)

5 eletrodo (catodo)

6 conexão elétrica (eletrodo de grafite)

7 conexão elétrica (eletrodo de grafite)

8 meio de ligação

9 eletrodo

10 eletrodo

11 fonte de CA

12 fonte de CC

13 bobina elétrica

14 bobina elétrica

15 escória

16 entrada de escória

17 saída de escória

Claims

1. Método para extrair um metal de uma escóriacontendo o metal, a escória contendo metal liqüefeito sendoaquecida em pelo menos um forno a arco voltaico (1, 2) ,CARACTERIZADO pelo fato da escória contendo metal seraquecida em um primeiro forno na forma de um forno elétricode CA ou CC (1) e da massa fundida do primeiro forno (1)ser transferida para um segundo forno (2) na forma de umforno elétrico de CC.

2. Método, de acordo com a reivindicação 1,CARACTERIZADO pelo fato do primeiro forno (1) ser na formade um forno elétrico de CA.

3. Método, de acordo com a reivindicação 1 ou 2,CARACTERIZADO pelo fato do metal a ser extraído ser cobre(Cu), o qual se encontra em uma escória contendo cobre.

4. Método, de acordo com a reivindicação 1 ou 2,CARACTERIZADO pelo fato do metal a ser extraído ser chumbo(Pb) , zinco (Zn) , platina (Pt) ou níquel (Ni) , o qual seencontra em uma escória.

5. Método, de acordo com qualquer uma dasreivindicações 1, 2, 3 ou 4, CARACTERIZADO pelo fato de, noprimeiro forno na forma de um forno elétrico de CA (1) ,ocorrer uma pré-redução da escória e uma precipitação deminério metálico, de modo particular, minério de cobre, ede, no segundo forno na forma de forno elétrico de CC (2) ,ocorrer uma redução profunda de escória e uma remoção deinclusões.

6. Método, de acordo com qualquer uma dasreivindicações 1, 2, 3, 4 ou 5, CARACTERIZADO pelo fato de,no segundo forno na forma de forno elétrico de CC (2) ,ocorrer uma precipitação eletrolítica do metal a serextraído.

7. Método, de acordo com qualquer uma dasreivindicações 1, 2, 3, 4, 5 ou 6, CARACTERIZADO pelo fatode, no segundo forno na forma de forno elétrico de CC (2) ,ocorrer uma agitação eletromagnética da escória durante aextração do metal.

8. Método, de acordo com a reivindicação 7,CARACTERIZADO pelo fato de, para produção da agitaçãoeletromagnética, ser empregado pelo menos um eletroímã (3)sobre a escória existente no segundo forno (2).

9. Método, de acordo com a reivindicação 7,CARACTERIZADO pelo fato de, para produção da agitaçãoeletromagnética, ser empregado pelo menos um ímã permanentesobre a escória existente no segundo forno (2).

10. Método, de acordo com a reivindicação 8 ou 9,CARACTERIZADO pelo fato de pelo menos um imã produzir umcampo magnético entre 50 e 1.000 Gauss, e do campomagnético compreender pelo menos uma parte da seçãotransversal da massa fundida e da área dos eletrodos (4, 5)no segundo forno (2).

11. Método, de acordo com qualquer uma dasreivindicações 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 ou 10,CARACTERIZADO pelo fato de um agente redutor, de modoparticular coque, ser alimentado ao primeiro forno (1)durante o aquecimento.

12. Método, de acordo com qualquer uma dasreivindicações 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 ou 11,CARACTERIZADO pelo fato de material contendo carbono, demodo particular coque, ser alimentado de tal modo à massafundida no segundo forno (2) , que uma camada do materialcontendo carbono se forma com espessura essencialmenteconstante, onde a camada faz contato com uma ligaçãoelétrica (6) atuando como anodo (4).

13. Método, de acordo com qualquer uma dasreivindicações 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11 ou 12,CARACTERIZADO pelo fato de uma camada de minério metálico,de modo particular minério de cobre, ser mantida comespessura essencialmente constante na região inferior sob amassa fundida no segundo forno (2), onde a camada fazcontato com uma ligação elétrica (7) atuando como catodo (5).

14. Dispositivo para extrair um metal de umaescória contendo o metal, de modo particular para execuçãodo método, de acordo com as reivindicações 1 a 13,CARACTERIZADO por compreender um primeiro forno na forma deum forno elétrico de CA ou CC (1) e um segundo forno (2) naforma de um forno elétrico de CC, onde um meio de ligação(8) para massa fundida é previsto entre o primeiro forno(1) e o segundo forno (2).

15. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 14, CARACTERIZADO pelo fato do primeiro forno (1) ser naforma de um forno elétrico de CA.

16. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 14ou 15, CARACTERIZADO pelo fato do primeiro forno (1)compreender dois eletrodos (9, 10), que são imersos namassa fundida existente no primeiro forno (1), e sãoligados a uma fonte de CA (11)·

17. Dispositivo, de acordo com qualquer uma dasreivindicações 14, 15 ou 16, CARACTERIZADO pelo fato dosegundo forno (2) compreender dois eletrodos em forma deplaca (4, 5), que são dispostos se estendendohorizontalmente na área superior e na área inferior damassa fundida existente no segundo forno (2) , e são ligadosa uma fonte de CC (12).

18. Dispositivo, de acordo com a reivindicação-17; CARACTERIZADO pelo fato do eletrodo (4) existente naárea superior ser formado como leito de coque, que se achaligado a um contato elétrico (6), de modo particular a umeletrodo de grafite.

19. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 17ou 18, CARACTERIZADO pelo fato do eletrodo (5) existente naárea inferior ser formado como camada de minério metálico,de modo particular minério de cobre, que se acha ligada aum contato elétrico (7), de modo particular a um eletrodode grafite.

20. Dispositivo, de acordo com qualquer uma dasreivindicações 14, 15, 16, 17, 18 ou 19, CARACTERIZADO pelofato do segundo forno (2) ser formado como forno de induçãoa canal.

21. Dispositivo, de acordo com qualquer uma dasreivindicações 14, 15, 16, 17, 18, 19 ou 20, CARACTERIZADOpelo fato de imãs, de modo particular eletroímãs (3), seremdispostos nas áreas laterais do segundo forno (2), cujaslinhas de campo magnético para direção de corrente seencontrarem em pelo menos alguns dos elementos condutoresde corrente (4, 5), pelo menos parcialmente em ângulo reto.