KR20180082425A - 구리 및 황 유래의 다양한 금속 및 그 유도체 제조 공정 - Google Patents

구리 및 황 유래의 다양한 금속 및 그 유도체 제조 공정 Download PDF

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Abstract

본 발명의 공정은 구리-함유 물질, 니켈-함유 물질, 코발트-함유 물질 및 이의 혼합물로부터 선택된 원료를 가진 용광로를 공급하는 것을 포함할 수 있다. 이들 물질들은 매우 복잡하고 다양한 농도의 불순물 및 가치있는 금속(비금속, 귀금속, 백금 집단 금속, 희소 금속)을 포함할 수 있다. 공정은 그 안에 포함된 비소 및 인듐의 휘발을 가능하게 함으로써, 물질의 휘발 전에, 물질의 조성이 약 0.5 내지 약 2의 % S/(% (Cu/2)+%Ni+%Co) 비율이 되도록 선택적으로 변형된, 비소 및 인듐 중 적어도 하나에서 적어도 부분적으로 고갈된 물질을 얻는다. 공정은 다층 산물 및 배기 가스를 얻기 위하여, 상기 고갈된 물질의 용융 전에, 상기 고갈된 물질의 조성이 약 0.5 내지 약 2의 % S/(% (Cu/2)+%Ni+%Co) 비율이 되도록 선택적으로 변형된, 상기 고갈된 물질 및 탄소원을 가진 용융 장치를 공급하는 것을 포함할 수 있다. 본 발명의 공정의 주요 목적 중 하나는 복합 물질로부터 Cu, Ni 및 Co를 회수하는 것이나, 이는 또한 In, Ge, Pb, Bi, 귀금속 및 백금 집단 금속을 포함하는 몇몇 다른 금속을 회수하는 수단을 제공한다. Cu, Ni, Co 및 다른 금속들은 공정에서 상이한 산물로부터 알맞게 회수될 수 있다(기체, 가루, 슬래그, 매트, 비피 및 금속).

Description

구리 및 황 유래의 다양한 금속 및 그 유도체 제조 공정
본 출원은 공동-계류 중인 미국 가출원인 2015년 08월 24일에 출원된 62/208,993 및 2015년 11월 3일에 출원된 62/250,056에 대해 우선권의 이익을 주장한다. 이들 문헌은 전체로서 본 출원에 참고로 포함된다.
본 발명은 금속, 합금 및 이들의 다양한 유도체의 추출 및 재활용에 적용되는 화학 분야의 개선에 관한 것이다. 예를 들어, 본 발명은 채광, 야금 및/또는 사업 공정 중에 생성되는 다양한 원료 또는 잔여물의 처리를 위한 공정에 관한 것이다.
습식 제련 및 광물 처리 방법은 지난 수십년 동안 실질적으로 더욱 경쟁적이된 반면, 다수의 원소를 함유한 물질은 종종 이러한 방법으로 처리하는데 어려움이 있어, 높은 운영 비용을 초래한다. 예로서, Cu, Pb, Sb, Bi, Ag, Au, Ge 및 In과 같은, 미세 원소를 회수하기 위해 제련 가루(smelter dust)를 습식 제련하여 재활용하기 위한 많은 시도가 있었다. 이러한 공정은 일반적으로 복잡한 흐름 시트를 초래하였다 (물 균형, 염화물 제한, 열 균형, 수질 오염, 운영 비용, 등).
따라서, 적어도 이러한 가루 잔유물 및/또는 다른 다금속 원료를 처리하기 위한 기존의 해결책에 대안적인 또는 보완적인 기술을 제공할 필요가 있다.
일 측면에 따르면, 다양한 금속 및 그 유도체의 제조 공정으로서, 다음 단계를 포함하는 공정이 제공된다:
약 0.5 내지 약 2.0의 (2*% S) / (% Cu 비율을 가지는 구리-함유 조개탄 및 다층 산물 및 배기 가스를 얻기 위한 탄소원을 충풍로 또는 선택적으로 다른 용융 장치에 공급하는 단계;
상기 다층 산물 내 비피의 존재 또는 부재를 조절하는 단계; 및
상기 충풍로에 철원을 선택적으로 공급하는 단계로서, 상기 얻어진 산물은 다음을 포함하는 공정:
슬래그를 포함하는, 상기 다층 산물의 상부에 배치된 첫번째 층;
매트를 포함하는, 상기 첫번째 층 아래에 배치된 두번째 층;
선택적으로 상기 두번째 층 아래에 배치된 비피층; 및
선택적으로 상기 두번째 층 또는 상기 비피층 아래에 배치되고 적어도 두 금속의 합금을 포함하는 바닥층.
또 다른 하나의 측면에 따르면, 다양한 금속 및 그 유도체의 제조 공정으로서, 다음 단계를 포함하는 공정이 제공된다:
그 안에 포함된 비소 및 인듐 중 적어도 하나를 적어도 부분적으로 휘발시키기 위하여, 구리-함유 물질(예를 들어 펠릿 또는 조개탄)을 용광로에 공급하여, 비소 및 인듐 중 적어도 하나가 적어도 부분적으로 고갈된 물질을 얻는 단계로서, 상기 물질의 휘발 전에, 상기 물질의 조성이 약 0.5 내지 약 2.0의 2*% S / (% Cu 비율을 얻기 위하여 선택적으로 변형된 단계; 및
상기 고갈된 물질의 용융(melting) 전에, 상기 고갈된 물질의 조성이 약 0.5 내지 약 2.0의 2*% S / (% Cu) 비율을 가지도록 선택적으로 변형된, 다층 산물 및 배기 가스를 얻기 위하여, 상기 고갈된 물질 및 탄소원을 용융 장치에 공급하는 단계로서;
상기 공정은 다음 중 적어도 하나를 선택적으로 포함하는 공정
약 0.5 내지 약 2.0의 2*% S / (% Cu) 비율을 가지도록 휘발 전에 상기 물질의 조성을 변형시키는 단계; 및
약 0.5 내지 약 2.0의 2*% S / (% Cu) 비율을 가지도록 용융 전에 상기 고갈된 물질의 조성을 변형시키는 단계.
또 다른 하나의 측면에 따르면, 다양한 금속 및 그 유도체의 제조 공정으로서, 다음 단계를 포함하는 공정이 제공된다:
다음을 충풍로 또는 선택적으로 또 다른 용융 장치에 공급하는 단계:
- (i) 구리-함유 물질, 니켈-함유 물질, 코발트-함유 물질 및 그 혼합물로부터 선택된 원료를 포함하는 조개탄으로서, 약 0.5 내지 약 2의 % S/(% (Cu/2)+%Ni+%Co) 비율을 가지는 조개탄;
- 및 다층 산물 및 배기 가스를 얻기 위한 탄소원;
선택적으로 상기 다층 산물 내 비피의 존재 또는 부재를 조절하는 단계; 및
상기 충풍로에 철원을 선택적으로 공급하는 단계로서, 상기 얻어진 산물은 다음을 선택적으로 포함하는 공정:
슬래그를 포함하는, 상기 다층 산물의 상부에 배치된 첫번째 층;
매트를 포함하는, 상기 첫번째 층 아래에 배치된 두번째 층;
선택적으로 상기 두번째 층 아래에 배치된 비피층; 및
선택적으로 상기 두번째 층 또는 상기 비피층 아래에 배치되고 적어도 두 금속의 합금을 포함하는 바닥층.
또 다른 하나의 측면에 따르면, 다양한 금속 및 그 유도체의 제조 공정으로서, 다음 단계를 포함하는 공정이 제공된다:
그 안에 함유된 비소 및 인듐 중 적어도 하나를 적어도 부분적으로 휘발시키기 위하여, 구리-함유 물질, 니켈-함유 물질, 코발트-함유 물질 및 그 혼합물로부터 선택된 원료(예를 들어, 조개탄)을 용광로에 공급하여, 비소 및 인듐 중 적어도 하나를 적어도 부분적으로 고갈시킨 물질을 얻는 단계로서, 상기 물질을 휘발시키기 전에, 상기 물질의 조성이 약 0.5 내지 약 2의 % S/(% (Cu/2)+%Ni+%Co) 비율을 가지도록 선택적으로 변형된 단계; 및
상기 고갈된 물질, 및 다층 산물과 배기 가스를 얻기 위한 탄소원을 용융 장치에 공급하는 단계로서, 상기 고갈된 물질의 용융 전에, 상기 고갈된 물질 조성이 약 0.5 내지 약 2의 % S/(% (Cu/2)+%Ni+%Co) 비율을 가지도록 선택적으로 변형된 단계;
여기서 상기 공정은 다음 중 적어도 하나를 포함하는 공정
약 0.5 내지 약 2의 % S/(% (Cu/2)+%Ni+%Co) 비율을 가지도록 휘발 전에 상기 물질의 조성을 변형시키는 단계; 및
약 0.5 내지 약 2의 % S/(% (Cu/2)+%Ni+%Co) 비율을 가지도록 용융 전에 상기 고갈된 물질의 조성을 변형시키는 단계.
단지 예로서 나타내는, 다음 도면에서, 본 발명의 다양한 구현예는 다음과 같다:
도 1은 본 발명에 따른 공정의 예의 블록 선도이다;
도 2는 본 발명에 따른 공정의 또 다른 예의 블록 선도이다;
도 3은 본 발명에 따른 공정의 또 다른 예의 블록 선도이다;
도 4는 본 발명에 따른 공정의 또 다른 예의 블록 선도이다; 및
도 5는 본 발명에 따른 공정의 또 다른 예의 블록 선도이다.
추가적인 특징 및 이점은 단지 예시적인 방식 및 비-제한적인 방식으로 설명된 다양한 구현예의 다음 설명으로부터 보다 손쉽게 명백해질 것이다.
여기서 사용된 용어 "조개탄"은 바인더를 선택적으로 포함할 수 있는 압축된 입자를 지칭하는 것이다. 여기서 사용된 이러한 표현은 조개탄 뿐만 아니라, 주위 온도 보다 높은 온도에서의 압축 및/또는 처리와 함께 또는 없이 생산될 수 있는, 펠렛, 소결물, 덩어리 및 브릭과 같은, 압축된 및/또는 고밀화된 물질 혼합물 또는 입자의 다른 모양 또는 형태를 포함한다.
여기서 사용된 용어 "원료(raw material)"은 본 발명의 공정에서 사용될 수 있는 시작 물질을 지칭한다. 예를 들어, 이러한 시작 물질은 폐물질, 산업 폐물질, 또는 산업 부산물일 수 있다. 예를 들어, 원료는 유해하거나 유해하지 않거나 그 혼합물일 수 있다. 예를 들어, 원료는 제련 가루, 침출 잔여물, 재, 슬래그, 농축물, 슬러리, 부유 농축물, 슬래그 농축물, 촉매, 산화물, 수명 만료 산물 또는 그 혼합물일 수 있다. 예를 들어, 원료는 Pb, Cu, Ni 및 Co로부터 선택된 적어도 하나의 금속일 수 있다.
여기서 사용된 용어 "비피층(speiss layer)"은 As, Sb, Fe, Cu, Co 및 Ni을 주로 포함하는 용융물(molten) 층을 지칭한다. 예를 들어, 비피층은 또한 황을 포함할 수 있다(예를 들어, 황은 보다 적은 양일 수 있다).
예를 들어, 용광로는 고로(shaft furnace), 충풍로(blast furnace), 소결 장치, 회전 가마 또는 유동층일 수 있다.
예를 들어, 용광로는 소결 장치, 회전 가마 또는 유동층일 수 있다.
예를 들어, 용광로는 고로, 회전 가마, 소결 장치 또는 유동층일 수 있다.
예를 들어, 용광로는 고로일 수 있다.
예를 들어, 용광로는 충풍로일 수 있다.
예를 들어, 용광로는 회전 가마일 수 있다.
예를 들어, 용광로는 유동층 또는 소결 장치일 수 있다.
예를 들어, 용광로는 충풍로일 수 있다.
예를 들어, 용융 장치는 전기로, 충풍로, 반사로 또는 회전로일 수 있다.
예를 들어, 공정은 다층 산물 내 비피층의 존재 또는 부재를 조절하는 단계를 포함할 수 있다.
예를 들어, 상기 얻어진 산물을 다음을 포함할 수 있다:
슬래그를 포함하는, 상기 다층 산물의 상부에 배치된 첫번째 층;
매트를 포함하는, 상기 첫번째 층 아래에 배치된 두번째 층;
선택적으로 상기 두번째 층 아래에 배치된 비피층; 및
선택적으로 상기 두번째 층 또는 상기 비피층 아래에 배치되고 적어도 두 금속의 합금을 포함하는 바닥층.
예를 들어, 상기 얻어진 산물을 다음을 포함할 수 있다:
슬래그를 포함하는, 상기 다층 산물의 상부에 배치된 첫번째 층;
매트를 포함하는, 상기 첫번째 층 아래에 배치된 두번째 층;
선택적으로 상기 두번째 층 아래에 배치된 비피층; 및
선택적으로 상기 두번째 층 또는 상기 비피층 아래에 배치되고 Pb, Bi, Ag, Au 및 Sb로부터 선택된 적어도 두 금속의 합금을 포함하는 바닥층.
예를 들어, 조개탄은 융제를 포함할 수 있다.
예를 들어, 융제는 실리카, 산화철 및/또는 산화칼슘을 포함할 수 있다.
예를 들어, 조개탄은 황원 및 철원으로부터 선택된 적어도 하나의 첨가제를 포함할 수 있다.
예를 들어, 조개탄은 구리-함유 물질을 황원(원소 황, 황화물 및 황산염과 같은), 융제, 산화칼슘원, 철 또는 산화철 소스, SiO2 및 그 혼합물로부터 선택된 성분과 함께 혼합하고 단광화하여 얻을 수 있다. 예를 들어, 조개탄은 구리-함유 물질을 황원, 융제, 산화칼슘원, 철 또는 산화철 소스, SiO2 및 그 혼합물로부터 선택된 성분과 함께 혼합하고 단광화하여 얻을 수 있다. 예를 들어, 조개탄은 구리-함유 물질, 니켈-함유 물질, 코발트-함유 물질 및 그 혼합물을 황원, 융제, 산화칼슘원, 철 또는 산화철 소스, SiO2 및 그 혼합물로부터 선택된 성분과 함께 혼합하고 단광화하여 얻을 수 있다.
예를 들어, 탄소원은 환원제로서의 사용 및/또는 용광로의 열 균형을 제공하는데 효과적일 수 있다.
예를 들어, 탄소원은 석탄, 코크스(coke) 및 그 혼합물로부터 선택될 수 있다. 예를 들어, 탄소원은 활성탄, 코크스 분(coke breeze), 탄소 또는 석유 코크스, 디젤, 천연가스 및 다른 탄화수소(프로판, 에탄, 에탄올, 메탄올 및 피치와 같은) 및 그 혼합물로부터 선택될 수 있다.
예를 들어, 공정은 상기 충풍로에 철원을 공급하는 단계를 포함할 수 있다.
예를 들어, 철원은 산화철일 수 있다.
예를 들어, 공정은 상기 충풍로에 금속성 철(Fe0) 소스를 공급하는 단계를 포함할 수 있다.
예를 들어, 공정은 두번째 층의 조성을 조절하는 단계를 포함할 수 있다.
예를 들어, 공정은 두번째 층의 황 함량을 조절하는 단계 및 황 함량이 미리결정된 값을 초과하여 두번째 층의 주어진 금속화 수준을 유발하는 경우, 상기 충풍로에 상기 철원을 공급하는 단계를 포함할 수 있다.
예를 들어, 공정은 다층 산물을 서로 적어도 상당히 분리하는 단계를 추가로 포함할 수 있다.
예를 들어, 첫번째 층은 산화철 및/또는 산화칼슘 및 실리카를 포함할 수 있다. 예를 들어, 첫번째 층은 산화철 및/또는 산화구리를 포함할 수 있다.
예를 들어, 첫번째 층은 산화철, 산화구리, 산화니켈 및 산화코발트 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
예를 들어, 두번째 층은 Cu, Fe, Pb, S 또는 그 혼합물을 포함할 수 있다.
예를 들어, 두번째 층은 Cu-Fe-Pb-S를 포함할 수 있다. 예를 들어, 두번째 층은 Cu-Fe-Pb-S의 혼합물을 포함할 수 있다.
예를 들어, 두번째 층은 Cu-Ni-Co-Fe-S를 포함할 수 있다.
예를 들어, 두번째 층은 Cu를 포함할 수 있다.
예를 들어, 두번째 층은 Ni을 포함할 수 있다.
예를 들어, 두번째 층은 Co를 포함할 수 있다.
예를 들어, 비피층은 Fe 및 As를 포함할 수 있다.
예를 들어, 비피층은 Fe, As 및 Ge를 포함할 수 있다.
예를 들어, 비피층은 Cu, Fe, As 및 Ge를 포함할 수 있다.
예를 들어, 비피층은 Fe, As 및 Ge를 포함할 수 있고, 공정은 상기 비피층으로부터 Ge를 회수하는 단계를 추가로 포함할 수 있다.
예를 들어, 비피층은 Fe, As 및 Ge를 포함할 수 있고, 공정은 적어도 하나의 화학적 또는 물리적 기술에 의해 상기 비피층으로부터 Ge를 회수하는 단계를 추가로 포함할 수 있다.
예를 들어, 비피층은 Ni을 포함할 수 있다.
예를 들어, 비피층은 Co를 포함할 수 있다.
예를 들어, 비피층은 Cu, Ni 및 Co를 포함할 수 있고, 공정은 상기 비피층으로부터 Cu, Ni 및 Co를 회수하는 단계를 추가로 포함할 수 있다.
예를 들어, 비피층은 Cu, Ni 및 Co를 포함할 수 있고, 공정은 적어도 하나의 화학적 또는 물리적 기술에 의해 상기 비피층으로부터 Cu, Ni 및 Co를 회수하는 단계를 추가로 포함할 수 있다.
예를 들어, 비피층은 적어도 30 중량%의 철을 포함할 수 있다.
예를 들어, 비피층은 적어도 55 중량% 내지 75 중량%의 철을 포함할 수 있다.
예를 들어, 비피층은 적어도 55 중량% 내지 90 중량%의 철을 포함할 수 있다.
예를 들어, 비피층은 적어도 30 중량%의 (Fe+Ni+Co)을 포함할 수 있다.
예를 들어, 비피층은 적어도 55 중량% 내지 90 중량%의 (Fe+Ni+Co)을 포함할 수 있다.
예를 들어, 바닥층은 Pb, Bi, Ag, Au 및 Sb로부터 선택된 적어도 두 금속의 합금을 포함할 수 있다.
예를 들어, 바닥층은 Pb, Bi, Ag, Au, Pt 및 Sb로부터 선택된 적어도 두 금속의 합금을 포함할 수 있다.
예를 들어, 배기 가스는 As를 포함할 수 있다.
예를 들어, 배기 가스는 In을 포함할 수 있다.
예를 들어, 배기 가스는 As 및 선택적으로 Ge를 포함할 수 있다.
예를 들어, 공정은 상기 충풍로의 수직 통로(shaft)의 윗 부분에서 공기 흡입구를 사용하여, 용광로를 충전하는 동안 비산(fugitivie) 배출을 최소화하는 단계를 포함할 수 있다.
예를 들어, 공정은 용광로 배기 가스로부터 추가의 회수/안정화를 위하여, 상기 충풍로의 수직 통로의 윗 부분에서 As, In, Ge 및 Sb 중 적어도 하나를 발연하는 단계를 포함할 수 있다.
예를 들어, 조개탄은 구리-함유 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 조개탄은 니켈-함유 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 조개탄은 코발트-함유 물질을 포함할 수 있다.
예를 들어, 구리-함유 조개탄은 구리-함유 물질을 포함할 수 있다.
예를 들어, 구리-함유 물질은 구리 농축물, 제련 가루, 침출 제련 가루, 침출 잔여물, 로스터 가루, 또는 그 혼합물일 수 있다.
예를 들어, 구리-함유 물질은 구리 함유 슬래그, 구리를 함유하는 금속성 합금, 구리 농축물, 제련 가루, 침출 제련 가루, 침출 잔여물, 로스터 가루, 폐촉매, 구리 함유 산업 부산물, 구리를 함유하는 생산 폐기물, 수명 만료 상품 또는 그 혼합물일 수 있다.
예를 들어, 구리-함유 물질은 슬래그, 금속성 합금, 농축물, 제련 가루, 침출 제련 가루, 침출 잔여물, 로스터 가루, 폐촉매, 산업 부산물, 생산 폐기물, 수명 만료 상품 또는 그 혼합물의 형태의 니켈 및/또는 코발트를 추가로 포함할 수 있다.
예를 들어, 니켈-함유 물질은 니켈 함유 슬래그, 니켈을 함유하는 금속성 합금, 니켈 농축물, 니켈을 함유하는 제련 가루, 폐촉매, 니켈 함유 산업 부산물, 니켈을 함유하는 생산 폐기물, 수명 만료 상품 또는 그 혼합물일 수 있다.
예를 들어, 코발트-함유 물질은 코발트 함유 슬래그, 코발트를 함유하는 금속성 합금, 코발트 농축물, 코발트를 함유하는 제련 가루, 폐촉매, 코발트 함유 산업 부산물, 코발트를 함유하는 생산 폐기물, 수명 만료 상품 또는 그 혼합물일 수 있다.
다음 실시예들은 비-제한적인 것이다.
실시예 1
도 1에 나타낸 공정은 예를 들어, 원료 물질에 함유된 상당량의 비소를 제거하면서 침출 잔여물로부터 구리 및 다른 가치있는 금속을 회수하기 위한 공정을 거치는 시설에 의해 사용될 수 있다. 구리 및 비소의 대부분을 제거하기 위하여 습식 제련 회로에 침출되면, 여러 금속(Ag, Cu, Au, Ge, Pb, Bi, 등)을 함유하는 침출 잔여물이 된다.
조성물의 예는 표 1에 나타내었다.
샘플 조성물 - 실시예 1
As 1-5%
Ag 500-1000 pm
Ge 500-1000 pm
Pb 10-20%
Bi 1-3%
Cu 5-10%
SiO2 15-25%
Zn 0-5%
Fe 8-15%
S 8-14%
본 실시예의 이러한 종류의 잔여물을 처리하기 위한 일반적인 공정(10)을 도 1에 나타내었다. 공정 라인은 하기에 보다 구체적으로 설명된 세 가지 구역으로 구분된 장비/공정을 포함한다: 물질 처리(handling) 및 단광화(briquetting), 용광로 구역 및 기체 청정 구역.
충풍로(12)에서 휘발되고 스크러버(scrubber)(14) 용액에서 포획되는 비소를 CaSO4-스코로다이트 혼합물 또는 비소 페리하이드라이트의 아비산염/비산염 칼슘 및 기본 아비산염/비산염 칼슘과 같은, 대안적 산물에서 안정화시킬 수 있다. 또한 포틀랜드 시멘트 또는 다른 첨가제를 그 안정성을 향상시키기 위하여 비소 잔여물에 첨가할 수 있다.
1- 처리 및 단광화 구역
고농도의 비소를 함유하는 잔여물의 처리는 잔여물이 물 및 다른 성분으로 혼합할 때까지 동봉되거나 잘-통풍된 처리 시스템을 요구한다. 처리 및 단광화를 위해 사용된 시설의 구역은 혼합 구역의 적절한 위생 조건을 보증할 수 있는 2차 통풍을 구비할 수 있다. 예를 들어, 첨가제(예, CaO원 및 철광석과 같은 철원)는 충풍로에서 가공되기 전에, 침출 잔여물과 혼합될 수 있다.
실시예 1의 물질 또는 실시예 2 가루의 저장을 위한 빈(bin)(16, 18)과, 철광석 및 CaO/CaCO3 (첨가제 저장)의 저장을 위한 빈(20, 22, 24)이 개별적으로 제공될 수 있다. 각각의 빈(16, 18, 20, 22, 24)은 특정한 물리적 및 화학적 특성을 가지는 물질을 고려하여, 적절한 물질 및 주변 수송 시스템을 포함할 수 있다. 봉인된 공급 나사(feed screw) 및 공압 시스템을 고려할 수 있다.
상이한 혼합 시스템 및 나사 컨베이어가 슬러리 수송을 위해 사용될 수 있다. 예를 들어, 슬러리 펌프가 물(28)이 혼합되는, 혼합기 유닛(26)으로 공급원/물 페이스트를 전달하기 위하여 사용될 수 있다.
과립 물질의 압축을 위해 단광화를 사용할 수 있다. 이러한 목적으로 롤러 프레스, 블록 기계 또는 다른 유사한 장비(30)가 사용될 수 있다. 뒤이은 생산 단계에서 사용될 수 있도록, 공급원료/첨가제를 정해진 형태 및 크기로 압출할 수 있다. 예를 들어, 충풍로의 수직 통로에서 탄산염 분해, 황산염 분해 또는 산화-비소 증발로부터 CO2와 같은, 조개탄(32)의 가열 동안 기체 방출을 가능하게 하기 위하여 최종 조개탄(32)에 어느 정도의 다공성이 제공될 수 있다.
어느 구현예에서, 블록 생성 기계가 단광화를 위해 사용된다. 이러한 단광화의 의미는 간단하고, 보통의 자본 투자를 요구한다. 예를 들어, 기계는 미세한 가루의 작업 현장에서의 존재를 피하기 위한 통충된 구역에 에워쌓일 수 있다.
조개탄(32)이 생산되면, 건조되고/경화(cure)처리된다. 예를 들어, 이러한 단계에, 예를 들어, 건조 비율에 의존하여, 3일 이하가 사용될 수 있다. 통상의 기술자는 사용된 위치 조건 및 장비(만약 있다면)가 건조 비율에 현저히 영향을 미친다는 것을 이해할 수 있다.
바람직한 양의 공급원, 첨가제 및 물(28)은 혼합 유닛(26)에 공급될 수 있다. 단광화 기계(30)는 선택된 단광화 기술에 의존적으로, 대략 약 10 내지 약 20 % 습도를 가지는 젖은 혼합물에 공급될 수 있다. 통상의 기술자는 선택된 단광화 기술을 근거로 적절한 습도를 선택할 수 있다. 건조되고 경화처리되면, 조개탄(32)은 약 1 내지 약 8 %의 최종 습도 수준을 가질 수 있다.
2- 용광로 구역
2.1 제련 유닛에의 공급
도 1의 충풍로(12)를 도 2에 나타낸 용광로 도식에 더욱 구체적으로 나타내었다. 도 1을 참고로 설명된 구성 요소와 일반적으로 유사한 도 2의 구성 요소는 숫자 1이 접두사로 포함된 참조 숫자로 식별된다. 도 2에 나타낸 바와 같이, 충풍로(112)는 상당한 층의 코크스 및 조개탄(도 1: 각각, 34, 32)을 포함하는 공급포트(101)를 통해 상부에 공급될 수 있다. 공정 가스(도 1: 36; 도 2: 136A, 136B)는 상대적으로 높은 부피로 (즉, 고압) 용광로(도 1: 12, 도 2: 112) 바닥에 주입될 수 있다. 배기 가스(도 1: 38; 도 2: 138)는 부피가 상당할 수 있는, 예를 들어, 공정 가스, 및 침투 에어(도 2: 103A, 103B)를 포함할 수 있다. 도 2에 나타낸 바와 같이, "열린" 용광로 공급포트(101)는 이러한 공급포트(101)에 의한 높은 기체 흡입(103A. 103B) 때문에 사용된다. 기체 침투(103A, 103B)는 공정 가스(도 1: 36, 도 2: 136A, 136B)와 비교할 때 상당히 더 높은 부피이다. 이러한 침투 에어(도 2: 103A, 103B)는 공정 가스로부터 남겨진 몇몇 CO의 연소를 진행시키고, 또한 희석에 의한 적절한 온도로의 기체 냉각을 위해 사용된다.
2.2 제련 유닛
도 2를 참고하여, 공급 조개탄(나타내지 않음)은 수직 통로(105) 내 열원 및 환원 조건을 제공하기 위하여 용광로 코크스(나타내지 않음)와 함께 충풍로(112) 내에서 용융될 수 있다. 용융이 일어나면서, 조개탄은 용광로(112) 내에서 녹고, 용광로의 바닥 부분 (도가니(107))에 가라앉는다. 몇몇 혼합되지 않은 층들이 용광로(112)에서 형성될 수 있고, 상부 층 또는 최상 층은 CaO-FeO-SiO2-Fe2O3-Na2O, 등을 포함하는 슬래그(109)일 수 있다. 또한 "매트(matte)" 층(111)은 슬래그층(109) 바로 아래에, 형성되고, 황화구리, 황화철 및 황화납을 포함할 수 있다. 최종적으로, 세번째 층(113)은 대부분의 은 및 금 "금속 합금"과 함께, 금속성 납 및 비스무트를 포함할 수 있다. 슬래그(109)는 개별적으로 태핑(tapped) 수 있고 (도 1: 40, 도 2: 140), 덤프 또는 부유 분리부(42)로 이동될 수 있고, 매트(111) 및 금속(113) 상태는 함께 태핑될 수 있다(도 1: 44, 도 2: 144). 도 1을 참고하여, 후자는 매트층(48)(제련으로 이동될 수 있음)이 고요한 액체 금속성 층(금속 합금(50))으로 굳혀진 후에 몰드(46)에서 분리할 수 있다.
2.3 첫번째 기본 원리 - 통풍
As, In 및 몇몇 Pb, Bi는 고온에서 휘발된다.
또한 낮은 p(O2) 및 높은 p(S2)는 주어진 미량 원소에 대한 이러한 휘발을 도울 수 있다. 선택된 조건에 따라, 몇몇 원소들은 응축된 상태로 남아있거나 용광로 기체와 함께 떠난다.
예를 들어, 공정은 비소, 안티모니 및 비스무트의 더 큰 부분을 휘발시키기 위하여, 자연적인, 조절된 환원 조건 또는 여분의 황(FeS2, S2, 등)으로 작동된다.
바람직하다면, 올바른 형태 또는 초과적인 환원에서의 금속성 성분의 첨가가 비피 성분을 형성함으로써, 비소 및 안티모니의 휘발을 감소시킬 수 있다. 도 2를 참고하여, 이러한 비피층(115)은 일반적으로 매트층(111) 및 금속성 층(113) 사이에 위치한다.
많은 황산염들은 환원 조건(예를 들어 800℃ 이하)에서 저온에서 분해된다. 자연적 또는 약간의 환원 조건 하에서, As2O5(예를 들어, FeAsO4)는 하소 물질 내 더 적은 비소를 제공하면서 약 900℃ 하에서 분해될 것이다.
공급원/첨가제에 함유된 몇몇 황화물 또는 심지어 원소 황은 어느 원소의 휘발을 촉진한다. 예를 들어, 도 3에 나타낸 바와 같이, 공정(200)의 예에서, 적절한 조건(예, 조절된 온도 및 압력 255) 하에서의, 잔여물(251) (또는 가루; 참조: 실시예 2) 및 첨가제(253)의 열 처리는 In, Sb, As, Bi 및 다른 휘발물을 발연시킬 수 있다(257). 예를 들어, As 및 Sb 황화물은 휘발성이다 (몇몇 휘발성 종들이 존재한다). Bi 황화물 또한 어느 정도 휘발성이다. 다른 미량 원소들은 p(S2)가 시스템에서 조정될 때 휘발될 수 있다. 예를 들어, 제련은 특정한 조건(예, 조절된 p(S2) 및 금속화(259)) 하에서 수행될 수 있다. 이는 예를 들어, 용광로 공급원에 황, FeS2, FeS 또는 적은 양의 농축물을 첨가하여 261, 달성될 수 있다. 또한 다른 황 첨가제가 첨가될 수 있다(261). 다른 도면을 참고하여 묘사된 구성 요소와 일반적으로 유사한 도 3의 구성요소들은 숫자 2가 접두사로 포함된 참조 숫자로 식별된다.
2-4 기본 원리 - 금속화
용광로 내의 금속성 원소는 금속 산화물의 환원 또는 용광로에의 금속 첨가(예를 들어, Fe 또는 Cu)에 의해 생성될 수 있다. 황(첨가되거나 공급원에 존재)은 고온에서 다음 순서로 사용가능한 금속과 결합한다:
Fe + S = FeS (매트)
2Cu + S = Cu 2 S (매트)
Pb + S = PbS (매트)
2Bi + 3S = Bi 2 S 3 (매트)
2Ag + S = Ag 2 S (매트)
도 3을 다시 참고하여, 비-휘발성 구성 요소(263)과 관련하여, 용광로 공급 물질 내 전체 금속성 원소 및 황의 조정은 매트(211)에 전해지는 대부분의 Cu를 가질 수 있게 한다. 용광로에의 철광석 첨가는 두 가지 목적을 제공한다: 유체 슬래그(209)가 작동 온도에서 얻어질 수 있게 할 뿐만 아니라, 황 제거 목적. 이러한 시스템에서 금속화를 조절하는 접근법으로, Pb, Bi, Ag 및 Au 구성 요소가 금속성 상태(213)에 남아있을 수 있고, 즉, 예를 들어, 그들에 충분한 황이 없다면, 그들은 금속성 상태(213)에 정착할 것이다. 공정(200)의 한 구현예에서, 매트(211), 슬래그(209) 및 금속(213)은 적절한 공정을 이용하여 분리되고 재활용될 수 있다.
열적 및 화학적 조건들이 적절한 방식으로 설정되었을 때, 금속, 비피, 매트, 슬래그 및 기체 상태 사이에 유리한 행실이 얻어질 수 있다.
도 4는 침출 잔여물 (또는 가루; 참조: 실시예 2) 및 첨가제로 만들어진 건조 조개탄(도 1: 32; 도 4: 332)을 처리하는 동안, 고로(도 1: 12; 도 2: 112; 도 4: 312)의 상이한 농도에 따라 무엇이 발생하는지에 관한 예(300)를 더욱 구체적으로 묘사한 것이다. 다른 도면을 참고하여 묘사된 구성 요소와 일반적으로 유사한 도 4의 구성요소들은 숫자 3이 접두사로 포함된 참조 숫자로 식별된다. 도 4에 나타낸 바와 같이, 송풍구 기체(주입된 기체(336))는 용광로(312)의 저부(371)의 코크스 베드와 반응하여, 용광로 열 균형을 유지하기 위해 필요한 환원 조건 및 열을 제공할 수 있다. 구리 매트(311) 및 금속(313) 층은 용광로 도가니의 열 손실로 인해 약간 더 낮은 온도일 수 있는 반면, 슬래그(309) 온도는 1100 및 1350 ℃ 사이일 수 있다. 용광로(312)는 공급률 및 공급 물질의 화학적 조성에 따라 주어진 빈도로 태핑된다(충전). 매트(311) 및 금속(313) 상태는 감소된 빈도로 각각(344A, 344B) 또는 함께(나타내지 않음) 태핑될 수 있는 반면, 슬래그(309)는 보다 규칙적으로 태핑될 수 있다(340). 예를 들어, 네 가지 산물이 용광로(312)로부터 얻어질 수 있다: 용광로 슬래그(309); 상업적 산물로서 제련하거나 판매하기 위한 용광로 매트(311); 용광로 합금(금속(313); 납, 비스무트 및 은이 많고 대부분 금을 함유); 및 기체 청정 시스템에 대한 공정 배기 가스(가루 함유; 휘발물 및 비말 동반된(entrained) 물질(388)로 도 4에 나타냄). 선택적으로, 다섯번째 산물(비피(315))은 금속(313) 매트(311) 인터페이스에서 얻는다.
계속해서 도 4를 참고하여, 공정은 음압, 기체 침투(303A, 303B)를 이용한다. 열 처리(373)는 도 3을 참고하여 더욱 구체적으로 설명한 바와 같이 As, Sb 및 다른 휘발물을 발연시키기 위한 적절한 조건 하에서 수행된다. 특정한 조건 하에서의 제련(375)은 Pb, Bi, Ag, Cu 등을 분리하기 위하여 수행된다. 도 4의 도식은 산화 조건 및 저온(377); 환원 조건 (CO) 및 승온(371); 및 금속화 조건 및 고온(375):의 영역을 나타낸다.
3- 기체 청정 시스템
주 선풍기는 용광로로부터 공정 및 침투 에어를 이끌 수 있다. 예를 들어, 용광로(500-700℃)에 존재하는 모든 공정 가스는 고효율 습윤 세정(scrubbing) 시스템을 이용하여 청소될 수 있다.
상이한 기체 청정 시스템을 고려할 수 있다. 몇 가지 예는 다음과 같다:
· 결합: 열 교환기 + 집진 장치 + 습윤 세정 시스템.
· 2 습윤 단계: 소화탑 + 세정탑.
· 3 습윤 단계: 소화탑 + 세정탑 + 습윤 전기 침전기.
도 1로 돌아와서, 그 안에 나타낸 예 10에서, 배기 가스(38)는 소화탑(52), 세정기/세정탑(14) 및 습윤 침전기(54)를 포함하는 기체 청정 시스템으로 이동한다. 물(56)은 기체 청정 시스템에서 사용된다. 기체 청정 시스템의 고체 및 용액(58)은 추가 처리(60)를 위해 이동된다. 송풍기(blower)(62)는 시스템으로부터 스택(64)으로 깨끗한 기체를 이끌 수 있다.
실시예 2
본 실시예는 실시예 1에 설명되고 도 1에 나타낸 공정과 유사하다. 이 경우에서, 구리 농축물 처리 시설에서 회수된 가루를 공정에서 공급 원료로 사용하였다. 이러한 물질은 그 작은 크기 분포 및 그 높은 Sb 및 As 농도 때문에, 구리 제련에서 재활용하기 어렵다. 그것은 그 밖에는 처리되기 유리할 수 있다. 본 실시예의 목적은 본 발명의 기술로 이러한 종류의 물질에 대한 대안적인 처리법을 제공하는 것이다.
나타낸 바와 같이, 구리 가루에 대한 처리 접근법은 침출 잔여물 처리에서 사용된 것과 유사할 수 있고, 단광화, 제련 및 기체 청정 단계를 포함할 수 있다.
로스터 가루 처리에 대한 일반적인 설명은 침출 잔여물 처리와 유사하다 (예, 도 1 및 실시예 1 참조).
로스터 가루는 침출 잔여물(납 또는 비스무트는 없이 높은 구리 함량)에 비해 매우 상이한 화학적 조성을 가질 수 있기 때문에, 공급 원료는 단광화 준비에 있어서 상이한 양의 각각의 첨가제를 필요로 한다.
침출 잔여물 처리와 주된 차이는 금속 합금을 생성할 필요가 없다는 것인데, 그러므로, 본 실시예에서, 오로지 매트 및 슬래그만이 기체 상태에 추가로 생성된다.
선택적으로, 금속 또는 비피층은 비소를 수득하기 위하여 형성되고 각각 처리될 수 있다. 적은 양의 금속층 (또는 비피)의 존재는 Ag, Au 및 PGM에 대한 수집기로서 사용될 수 있다. 구리 가루의 화학적 조성을 표 2에 나타내었다:
구리 가루 샘플 화학적 조성
Ag 200-800 ppm
Cu 15-25%
As 3-7%
Sb 0-5%
Fe 5-15%
SiO2 10-25%
S 3-7%
건조한 정전 침전기로부터 회수된, 이러한 가루는 직경 10 마이크론 이하인 입자에 함유된 대부분의 질량을 가지는 매우 미세한 고체이고, 그러므로 구리 제련에서 재활용하기 어렵다.
예를 들어, 공정 라인은 세 가지 구역을 포함할 수 있다: 처리 및 단광화 구역, 용광로 구역 및 기체 청정 구역.
1- 처리 및 단광화 구역.
구리 가루에 대한 많은 우려들은 저장 및 처리 시스템과 관련한 침출 잔여물에 대한 것들과 유사하다. 로스터 가루에 대하여 더욱 복잡한 하나의 측면은 그 물리적 특성이다: 처리 중에 공기로 운반되는 오염원을 만들기 쉬운, 과잉의 미세 크기 분포 및 매우 건조함. 비소의 높은 농도를 고려할 때, 저장 및 수송 시스템의 설계에 특별한 관리가 요구될 수 있다. 예를 들어, 공압의 이송과 함께, 봉인된 또는 가압된 빈의 사용이 고려될 수 있다.
2- 용광로 구역
구리 가루에 대해 설계된 제련 용광로는 침출 잔여물 제련 용광로와 유사하다. 유동 파라미터는, 예를 들어, 구리 가루의 특별한 화학적 성질에 따라 맞춰진다. 용광로 바닥 부분(도가니)의 열적 절연처리는, 예를 들어, 함유된 물질, 본 경우에서, 납 합금이 아닌, 매트에 대해 맞춰지는데, 그러므로 더 높은 녹는점을 가진다. 이러한 예에서, 세 가지 산물이 용광로로부터 얻어진다: 용광로 슬래그, 용광로 매트(상업적 산물) 및 공정 배기 가스. 충풍로의 용량은 처리에 사용가능한 구리 가루의 양에 대하여 조정될 수 있다.
실시예 3
공정의 또 다른 하나의 예(400)를 도 5에 나타내었다. 공정(400)은 네개의 (또는 다섯개의) 주요 스트림 중 하나로 가치있는 구성 요소를 효과적으로 분리하는 방식으로 원료, 예, 제련 가루(402)를 처리하는 단계를 포함할 수 있다. 최종 산물 스트림은 금속(404), 슬래그(406), 매트(408), 가루(434) 및 선택적으로 비피(410)일 수 있다. 처리/재활용될 가루(402)는 안정한 슬래그를 생성하기 위해 사용되는 융제(412) 및 선택적으로 생성된 스트림 각각에서 원소들의 분리의 조절을 가능하게 하는 다른 첨가제(414)와 혼합될 수 있다. 이러한 물질들은 어떠한 재활용된 스트림(418A-D)에 따라 함께 혼합될 수 있다(416). 또한, 물 및 결합제(나타내지 않음)는 상이한 공급 물질을 합치는 것을 돕기 위해 첨가될 수 있다.
이러한 혼합물은 그 다음 물질이 브릭으로 압축될 수 있는 단광화(420)로 보내질 수 있다. 브릭은 용광로(424)에 공급되기 전에 그 습도 함량(건조)(422)을 줄이기 위해 쉽게 저장되고 경화처리될 수 있다. 브릭은 코크스를 포함하는 층과 번갈아 가며 용광로(424)로 공급될 수 있다.
기체/산소는 용광로(424)의 바닥에서 주입될 수 있다. 휘발물(426)은 두 가지 기체 처리 단계를 통해 보내질 수 있는 배기 가스 연통을 통해 대피될 수 있다. 첫번째 세척 단계(428)는 산 세척(429)일 수 있다. 산 세척(429)은 미립자를 물방울에 동반시켜 미립자를 제거할 수 있다. 산 세척(429)는 또한 비소 및 구리를 용액으로 부분적으로 용해시킬 수 있다. 세척 용액에 강화된 Cu 및 As (430)은 고체/액체 분리(432)에서 수득된 가루로부터 분리될 수 있다. 수득된 고체(434)는 구리를 회수하고 비소를 안정화하기 위한 추가 처리(436)로 보내질 수 있다. 두번째 세정기(scrubber)(438)는 남아있는 SO2를 제거하고 깨끗한 기체를 생산하기 위하여 사용될 수 있다(440). 알칼리성 슬러리(442)(예: Ca(OH)2)는 석고 및/또는 CaSO3를 생성하기 위해 사용될 수 있다. 생성된 석고(444)는 용제로서(CaO 원 및/또는 황원) 선택적으로 재활용될 수 있다(418B).
충분한 양의 슬래그, 매트 및 금속이 생성되면, 용광로(424)로부터 태핑될 수 있다. 매트(408)는 상이한 상태를 분리하기 위한 조절된 방식으로 굳어질 수 있고(446), 그 다음 어떠한 동반된 금속 또는 어떠한 원소를 회수하기 위해 처리될 수 있다. 예를 들어, 자성 중력 또는 부유(448)는 PbS/금속 농축물(450)이 지반 매트(452)로부터 부유되고 용광로(418D)로 돌아갈 수 있게, 사용될 수 있다. 지반 굳어진 매트(452)의 처리는 크기 분류, 중력 분리 기술, 부유 자성 분리, 등과 같은 물리적 분리 기술을 기반으로 할 수 있다. 남아있는 매트는 함유된 구리(454)를 회수하기 위한 추가 처리(제련, 침출, 등)를 위해 보내질 수 있다. 슬래그(406)는 동반된 매트 및 금속을 수득하기 위하여 매트(408)와 유사한 방식으로 (조절된 고체화 + 물리적 분리 기술, 예, 중력 부유(456)) 후 처리될 수 있고, 이에 따라 재활용될 수 있는(418C) 슬래그 농축물(458) 및 슬래그 부스러기(tailing)(460)를 생성할 수 있다. 선택적으로, 공정 파라미터는 이 상태에서 주요 요소(Ge, Co, Ni, 등)를 분리하기 위하여, 비피(410), 금속성 비소화물 및 안티모니화물의 혼합물을 순조롭게 생성하기 위하여 변형될 수 있다.
존재하는 공정을 넘어선 이점을 제공하는 단단하고 효율적인 가루 처리 공정이 여기에 개시되었다. Pb, Bi, Au 및 남아있는 은은 금속성 합금에서 회수되는 반면, 본 발명의 공정은 매트에서 대부분의 구리 및 약간의 은을 회수할 수 있다. 용광로로부터 생성된 매트는 함유된 Cu 및 Ag를 회수하도록 추가로 처리될 수 있다. Cu, Ag, Au, Pb, Bi, Ge를 회수하기 위한 공정은 상대적으로 간단하고 적은 위험을 나타낸다. 또한 다른 금속(예, Sb, Zn) 및 정제된 산물(예, 정제된 Pb, Bi, ZnSO4)의 회수는 본 발명의 실시예에 다른 존재하는 기술을 합하여 가능하다.
실시예 4
본 실시예는 침출 잔여물로부터의 Ge 회수에 관한 것이다.
절차 및 방법
200 gm 건조 침출 잔여물(32% Pb, 7% Cu, 2% As, 1.4% Bi, 0.11% Ge)을 36.2 gm SiO2 + 38.8 gm Ca(OH)2 + 60.4 gm Fe2O3 및 7.2 gm 철 분말을 함유하는 유동물(flux)과 혼합할 수 있다 (금속화를 증가시키기 위해). 19.1 gm 코크스(탄소)를 금속 산화물에 대한 환원제로 작용하도록 충전물(charge)에 첨가하였다. 전체 충전물을 그 다음 균일하게 혼합하기 위하여 블렌더에 두었다. 용융을 위해 변형된 머플 가마에 놓아둔, MgO 도가니를 용융을 위해 사용하였다. 용광로를 완전히 봉하고, 가루 및 제련 기체를 수행하기 위하여 5L/분에서 질소 기체 흐름과 함께 연속적으로 추방하였다. 용광로의 온도를 최대 온도에서 30분의 유지 시간으로, 150℃/시간으로 1300℃까지 증가시켰다. 용융 후, 용광로를 가열하면서 동일한 속도로 냉각시켰다. 용광로 배기관을 환경에의 방출을 피하기 위하여 위험한 기체를 처리하는 세정기(scrubber)에 연결하였다.
분석
용융은 전체 충전물 중량의 각각 35%, 9%, 15% 및 7%로 슬래그, 매트, 금속 및 비피를 생성하였다. 가루 및 기체에 의한 중량 손실은 충전물의 34%이었다. 제련 중에, 약 50%의 함유된 As가 기체 상태로(다른 종으로) 제거되었다.
잔여물의 대부분의 Pb 및 Bi(각각 80 및 90 %)는 금속 상태로 회수되었다.
상당한 부분의 비소를 함유한 비피에서 대략 70% Ge가 발견되었다. 어떠한 부피의 비피를 비피에 대하여 최대량의 Ge 회수를 얻기 위해 사용하였다(더 큰 부피가 일반적으로 Ge 회수를 증가시킴). 또한 비피의 조성은 Ge 회수에 영향을 미치는데, 이는 시스템의 산소 전위와 관련된, 비피의 Fe 함량에 대해서 특히 사실이다(합금의 더 높은 Fe 함량이 더 높은 Ge 회수를 가져옴). 더 높은 금속화와 함께, 비피는 또한 용광로 배기 가스에서 회수되는 더 적은 비소 양을 유발하는, 비소 수득기로서 사용될 수 있다.
굳어진 비피의 광물학은 Ge가 5-10 μm의 직경 범위로 구형을 형성하는 'FeGe' 상태로서 금속성 Fe와 구분된다는 것을 나타낸다. 비피는 비소를 안정화하는 동안에 Cu, Ge 및 다른 휘발물을 회수하기 위한 침출 공정에 사용될 수 있다.
실시예 5
본 실시예는 고 비소 함량의 구리 가루로부터 다양한 금속을 회수하기 위한 공정에 관한 것이다.
절차 및 방법
200 gm 건조 잔여 여과물 (가루)를 24 gm (10.7% 가루) Cu 농축물과 혼합하였다. 그 다음, 46.3 gm 유동물(9.2 gm CaO+34.4 gm Fe2O3)을 가루 및 농축물과 혼합하였다. 전체 충전물을 혼합물에 함께 섞었다.
구리 가루 조성: 18.8% Cu, 9.7% Fe, 2.3% Sb, 6.1% As, 6.2% Al, 8.5% Si, 6.8% S.
Cu 농축물: 21.1% Cu, 37.5% Fe, 31.9% S.
페이스트를 만들기 위하여 충전물을 물(90ml)과 혼합하였다. 수압 프레스를 조개탄을 제조하기 위하여 사용하였다. 그 다음 수분 함량을 줄이기 위하여(<13% 습도) 조개탄을 80℃에서 2시간 동안 건조하였다. 평균 브릭 밀도는 1.17 gm/cc이었다. 브릭은 가열 동안 탈출할 기체에 대하여 충분한 다공성을 가졌다. 모든 조개탄은 바닥에서 8 gm 코크스(탄소)와 함께 MgO 도가니에 로딩되었다. 도가니를 5L/분에서의 질소 가스 흐름과 함께 조절된 대기로 변형된 머플 가마에 놓았다. 용광로의 온도를 200℃까지 증가시켜, 모든 습도를 증발시키기 위하여 2시간 동안 유지시켰다. 용광로의 온도를 그 다음 150℃/시간으로 1300℃까지 증가시켜, 40분 동안 유지시켰다. 용융 후, 온도를 점차 실온으로 감소시켰다. 용광로 배기관을 환경에의 방출을 피하기 위하여 위험한 기체를 처리하는 세정기에 연결하였다.
분석
용융은 전체 충전물 중량의 17% 매트 및 47% 슬래그를 생성하였다. 가루 및 기체에 의한 중량 손실은 36%이었다.
대부분의 구리 및 은은 매트로 회수되었다. 약 84% As를 본 공정에서 제거하였다. 본 공정에서 생성된 매트는 상업화되거나, 그 As 및 Sb 함량을 낮추기 위하여 추가로 처리될 수 있다.
굳어진 매트의 광물학의 세 가지 주요 상태를 나타낸다: 매트릭스 (Cu-Fe-S), Sb-Cu 화합물 및 As2Fe 화합물, 상태 조성은 단지 광물의 관계를 나타내기 위한 것일 뿐, 조성은 더욱 복잡할 수 있음을 참고. 형성된 매트릭스는 높은 (Cu2S) 및 더 낮은 Cu Cu-S-Fe 광물을 가진 대비 층을 나타낸다. 상대적으로 낮은 농도의 Sb 또는 As를 매트릭스에서 발견하였고 (주요 Cu 운반체), 그러므로 As-Sb는 매트릭스로부터 자유로워질 수 있는 입자에 함유되었으므로, 광물 처리/습식제련 기술에 의해 기술적으로 분리될 수 있다.
As 및 Sb는 함께 관련된 것으로 확인되었다; 매트릭스로부터 제거를 쉽게함.
실시예 6
본 실시예는 침출 잔여물로부터 다양한 금속을 회수하기 위한 공정에 관한 것이다.
절차 및 방법
250 gm 건조 잔여 여과물(10% Pb, 7% Cu, 5% As, 1% Bi)를 유동물[48 gm SiO2 + 32.4 gm CaO + 48.97 gm FeO(OH)]과 혼합하였다. FeO(OH)를 FeO의 소스로 사용하였다. 6.45 gm 원소 황을 매트 형성을 증가시키기 위하여 충전물에 혼합하였다. 16 gm 코크스(탄소)를 충전물에 첨가하였는데, 그 중 반은 MgO 도가니의 바닥에 두고, 나머지는 유동물 및 가루와 혼합하였다. 6.45 gm 고탄소 강철 조각을 금속화를 증가시키기 위하여 도가니의 바닥에 두었다. 도가니를 그 다음 5L/분의 질소 기체 흐름으로 봉인된 환경에서 변형된 머플 가마에 두었다. 용광로의 온도를 최대 온도에서 40분 동안의 유지 시간으로 150℃/시간으로 1300℃ 까지 증가시켰다. 용융 후에, 용광로를 동일한 속도로 냉각시켰다. 용광로 배기관을 환경에의 방출을 피하기 위하여 위험한 기체를 처리하는 세정기에 연결하였다.
분석
용융은 전체 충전물 중량의 각각 46%, 39%, 6% 및 5%로 슬래그, 매트, 금속 및 비피를 생성하였다. 가루 및 기체에 의한 중량 손실은 32%이었다. 생성된 합금은 이 상태로 회수된 대부분의 Pb, Bi, Ag 및 Au와 함께, 73% Pb, 12% Bi, 5% Sb, 4% Cu 및 1.3% As를 함유하였다. 대부분의 투입 구리를 매트로 회수하였고, 황을 매트(60%) 및 슬래그(30%)에서 발견하였다. 단지 10% S는 용광로 배기 가스에서 손실되었다(가루 + 황 함유 비피).
본 발명의 구현예를, 적용가능한 경우, 모든 구현예의 조합이 만들어질 수 있음을 입증하는 방식으로 나타내었다. 이러한 구현예들을 선행하는 청구항들(이전에 나타낸 구현예들을 포함) 중 임의의 것에 의존하는 모든 구현예에 대한 종속항을 만드는 것과 동등한 방식으로 설명에 나타냄으로써, 이들을 모든 가능한 방식으로 함께 결합할 수 있음을 증명한다. 예를 들어, 단락 [0009] 내지 [00131]의 구현예 및 단락 [0005] 내지 [0008]의 공정 사이의 가능한 모든 조합이, 적용가능한 경우, 본 발명에 의해 본원에 포함된다.
특정한 구현예를 특별히 참조로 하여 설명이 만들어졌으나, 당업계의 통상의 기술자는 그에 다양한 변형이 있을 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 청구항의 범위는 본 발명에서 제공된 특정한 구현예 및 실시예 및 첨부 도면에 의해 제한되는 것은 아니며, 전체로서 개시 내용과 일치하는 가장 넓은 해석으로 주어져야 한다.

Claims (84)

  1. 다양한 금속 및 그 유도체의 제조 공정으로서, 다음 단계를 포함하는 공정:
    약 0.5 내지 약 2.0의 (2*% S) / (% Cu) 비율을 가지는 구리-함유 조개탄 및 다층 산물 및 배기 가스를 얻기 위한 탄소원을 충풍로(blast furnace)에 공급하는 단계;
    상기 다층 산물 내 비피의 존재 또는 부재를 조절하는 단계; 및
    상기 충풍로에 철원을 선택적으로 공급하는 단계로서, 상기 얻어진 산물은 다음을 포함하는 공정:
    슬래그를 포함하는, 상기 다층 산물의 상부에 배치된 첫번째 층;
    매트를 포함하는, 상기 첫번째 층 아래에 배치된 두번째 층;
    선택적으로 상기 두번째 층 아래에 배치된 비피층; 및
    선택적으로 상기 두번째 층 또는 상기 비피층 아래에 배치되고 적어도 두 금속의 합금을 포함하는 바닥층.
  2. 다양한 금속 및 그 유도체의 제조 공정으로서, 다음 단계를 포함하는 공정:
    포함된 비소 및 인듐 중 적어도 하나를 적어도 부분적으로 휘발시키기 위하여, 구리-함유 물질(예를 들어 조개탄)을 용광로에 공급하여, 비소 및 인듐 중 적어도 하나가 적어도 부분적으로 고갈된 물질을 얻는 단계로서, 상기 물질의 휘발 전에, 상기 물질의 조성이 약 0.5 내지 약 2.0의 2*% S / (% Cu) 비율을 얻기 위하여 선택적으로 변형된 단계; 및
    상기 고갈된 물질, 및 다층 산물 및 배기 가스를 얻기 위한 탄소원을 용융 장치에 공급하는 단계로서, 상기 고갈된 물질의 용융(melting) 전에, 상기 고갈된 물질의 조성이 약 0.5 내지 약 2.0의 2*% S / (% Cu) 비율을 가지도록 선택적으로 변형된 단계;
    상기 공정은 다음 중 적어도 하나를 포함하는 공정:
    약 0.5 내지 약 2.0의 2*% S / (% Cu) 비율을 가지도록 휘발 전에 상기 물질의 조성을 변형시키는 단계; 및
    약 0.5 내지 약 2.0의 2*% S / (% Cu) 비율을 가지도록 용융 전에 상기 고갈된 물질의 조성을 변형시키는 단계.
  3. 제2항에 있어서, 상기 용광로는 고로(shaft furnace)인, 공정.
  4. 제2항에 있어서, 상기 용광로는 고로, 충풍로, 소결 장치, 회전 가마(rotary kiln) 또는 유동층인, 공정.
  5. 제2항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 용융 장치는 전기로, 회전로, 반사로(reverberatory furnace) 또는 충풍로인, 공정.
  6. 제2항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 공정은 상기 다층 산물 내 비피층의 존재 또는 부재를 조절하는 단계를 포함하는, 공정.
  7. 제2항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 얻어진 산물이 다음을 포함하는 공정:
    슬래그를 포함하는, 상기 다층 산물의 상부에 배치된 첫번째 층;
    매트를 포함하는, 상기 첫번째 층 아래에 배치된 두번째 층;
    선택적으로 상기 두번째 층 아래에 배치된 비피층; 및
    선택적으로 상기 두번째 층 또는 상기 비피층 아래에 배치되고 적어도 두 금속의 합금을 포함하는 바닥층.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 조개탄은 융제(fluxing agent)를 포함하는, 공정.
  9. 제8항에 있어서, 상기 융제는 실리카, 산화철 및/또는 산화칼슘을 포함하는, 공정.
  10. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 조개탄은 황원 및 철원으로부터 선택된 적어도 하나의 첨가제를 포함하는, 공정.
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 조개탄을 구리-함유 물질을 황원, 융제, 산화칼슘원, 철 또는 산화철 소스, SiO2 및 그 혼합물로부터 선택된 성분과 함께 혼합하고 단광화하여 얻는, 공정.
  12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 탄소원은 환원제로서의 사용 및/또는 용광로의 열 균형을 제공하는데 효과적인, 공정.
  13. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 탄소원은 석탄, 코크스(coke) 및 그 혼합물로부터 선택된, 공정.
  14. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 탄소원은 활성탄, 코크스 분(coke breeze), 탄소 또는 석유 코크스, 디젤, 천연가스 및 다른 탄화수소 및 그 혼합물로부터 선택된, 공정.
  15. 제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 공정은 상기 충풍로에 철원을 공급하는 단계를 포함하는, 공정.
  16. 제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 공정은 상기 충풍로에 금속성(metallic) 철(Fe0) 소스를 공급하는 단계를 포함하는, 공정.
  17. 제1항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 공정은 상기 두번째 층의 조성을 조절하는 단계를 포함하는, 공정.
  18. 제1항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 공정은 상기 두번째 층의 황 함량을 조절하는 단계 및 상기 황 함량이 미리결정된 값을 초과하여 상기 두번째 층의 주어진 금속화 수준을 유발하는 경우, 상기 충풍로에 상기 철원을 공급하는 단계를 포함하는, 공정.
  19. 제1항 내지 제18항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 다층 산물을 서로 적어도 상당히 분리하는 단계를 추가로 포함하는, 공정.
  20. 제1항 내지 제19항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 첫번째 층은 산화철 및/또는 산화구리를 포함하는, 공정.
  21. 제1항 내지 제20항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 두번째 층은 Cu-Fe-Pb-S 혼합물을 포함하는, 공정.
  22. 제1항 내지 제20항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 두번째 층은 Cu를 포함하는, 공정.
  23. 제1항 내지 제22항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 비피층은 Fe 및 As를 포함하는, 공정.
  24. 제1항 내지 제22항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 비피층은 Fe, As 및 Ge를 포함하는, 공정.
  25. 제24항에 있어서, 상기 비피층은 Fe, As 및 Ge를 포함하고, 상기 공정은 상기 비피층으로부터 Ge를 회수하는 단계를 추가로 포함하는, 공정.
  26. 제24항에 있어서, 상기 비피층은 Fe, As 및 Ge를 포함하고, 상기 공정은 적어도 하나의 화학적 또는 물리적 기술에 의해 상기 비피층으로부터 Ge를 회수하는 단계를 추가로 포함하는, 공정.
  27. 제1항 내지 제26항에 있어서, 상기 비피층은 적어도 30 중량%의 철을 포함하는, 공정.
  28. 제1항 내지 제26항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 비피층은 약 55 중량% 내지 약 90 중량%의 철을 포함하는, 공정.
  29. 제1항 내지 제28항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 바닥층은 Pb, Bi, Ag, Au 및 Sb로부터 선택된 적어도 두 금속의 합금을 포함하는, 공정.
  30. 제1항 내지 제29항 중 어느 한 항에 있어서, 배기 가스는 As를 포함하는, 공정.
  31. 제1항 내지 제29항 중 어느 한 항에 있어서, 배기 가스는 In을 포함하는, 공정.
  32. 제1항 내지 제29항 중 어느 한 항에 있어서, 배기 가스는 As 및 선택적으로 Ge를 포함하는, 공정.
  33. 제1항 내지 제32항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 공정은 상기 충풍로의 수직 통로(shaft)의 윗 부분에서 공기 흡입구를 사용하여, 용광로를 충전하는 동안 비산(fugitivie) 배출을 최소화하는 단계를 포함하는, 공정.
  34. 제1항 내지 제33항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 공정은 용광로 배기 가스로부터 추가의 회수/안정화를 위하여, 상기 충풍로의 수직 통로의 윗 부분에서 As, In, Ge 및 Sb 중 적어도 하나를 발연하는 단계를 포함하는, 공정.
  35. 제1항 내지 제34항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 구리-함유 조개탄은 구리-함유 물질을 포함하는, 공정.
  36. 제35항에 있어서, 상기 구리-함유 물질은 구리 함유 슬래그, 구리를 함유하는 금속성 합금, 구리 농축물, 제련 가루(smelter dust), 침출 제련 가루, 침출 잔여물, 로스터 가루, 폐촉매(spent catalyst), 구리 함유 산업 부산물, 구리를 함유하는 생산 폐기물, 수명 만료 상품(end of life product) 또는 그 혼합물인, 공정.
  37. 제35항에 있어서, 상기 구리-함유 물질은 슬래그, 금속성 합금, 농축물, 제련 가루(smelter dust), 침출 제련 가루, 침출 잔여물, 로스터 가루, 폐촉매, 산업 부산물, 생산 폐기물, 수명 만료 상품 또는 그 혼합물의 형태의 니켈 및/또는 코발트를 추가로 포함하는, 공정.
  38. 다양한 금속 및 그 유도체의 제조 공정으로서, 다음 단계를 포함하는 공정:
    다음을 충풍로에 공급하는 단계:
    - (i) 구리-함유 물질, 니켈-함유 물질, 코발트-함유 물질 및 그 혼합물로부터 선택된 원료를 포함하는 조개탄으로서, 약 0.5 내지 약 2의 % S/(% (Cu/2)+%Ni+%Co) 비율을 가지는 조개탄;
    - 및 다층 산물 및 배기 가스를 얻기 위한 탄소원;
    선택적으로 상기 다층 산물 내 비피의 존재 또는 부재를 조절하는 단계; 및
    상기 충풍로에 철원을 선택적으로 공급하는 단계로서, 상기 얻어진 산물은 다음을 포함하는 공정:
    슬래그를 포함하는, 상기 다층 산물의 상부에 배치된 첫번째 층;
    매트를 포함하는, 상기 첫번째 층 아래에 배치된 두번째 층;
    선택적으로 상기 두번째 층 아래에 배치된 비피층; 및
    선택적으로 상기 두번째 층 또는 상기 비피층 아래에 배치되고 적어도 두 금속의 합금을 포함하는 바닥층.
  39. 다양한 금속 및 그 유도체의 제조 공정으로서, 다음 단계를 포함하는 공정:
    그 안에 함유된 비소 및 인듐 중 적어도 하나를 적어도 부분적으로 휘발시키기 위하여, 구리-함유 물질, 니켈-함유 물질, 코발트-함유 물질 및 그 혼합물로부터 선택된 원료(예를 들어, 조개탄)을 용광로에 공급하여, 비소 및 인듐 중 적어도 하나를 적어도 부분적으로 고갈시킨 물질을 얻는 단계로서, 상기 물질을 휘발시키기 전에, 상기 물질의 조성이 약 0.5 내지 약 2의 % S/(% (Cu/2)+%Ni+%Co) 비율을 가지도록 선택적으로 변형된 단계; 및
    상기 고갈된 물질, 및 다층 산물과 배기 가스를 얻기 위한 탄소원을 용융 장치에 공급하는 단계로서, 상기 고갈된 물질의 용융 전에, 상기 고갈된 물질 조성이 약 0.5 내지 약 2의 % S/(% (Cu/2)+%Ni+%Co) 비율을 가지도록 선택적으로 변형된 단계;
    상기 공정은 다음 중 적어도 하나를 포함하는 공정:
    약 0.5 내지 약 2의 % S/(% (Cu/2)+%Ni+%Co) 비율을 가지도록 휘발 전에 상기 물질의 조성을 변형시키는 단계; 및
    약 0.5 내지 약 2의 % S/(% (Cu/2)+%Ni+%Co) 비율을 가지도록 용융 전에 상기 고갈된 물질의 조성을 변형시키는 단계.
  40. 제39항에 있어서, 상기 용광로는 고로인, 공정.
  41. 제39항에 있어서, 상기 용광로는 회전 가마인, 공정.
  42. 제39항에 있어서, 상기 용광로는 유동층 또는 소결 장치인, 공정.
  43. 제39항 내지 제42항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 용융 장치는 전기로, 회전로, 반사로 또는 충풍로인, 공정.
  44. 제39항 내지 제43항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 공정은 상기 다층 산물 내 비피층의 존재 또는 부재를 조절하는 단계를 포함하는, 공정.
  45. 제39항 내지 제44항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 얻어진 산물이 다음을 포함하는 공정:
    슬래그를 포함하는, 상기 다층 산물의 상부에 배치된 첫번째 층;
    매트를 포함하는, 상기 첫번째 층 아래에 배치된 두번째 층;
    선택적으로 상기 두번째 층 아래에 배치된 비피층; 및
    선택적으로 상기 두번째 층 또는 상기 비피층 아래에 배치되고, Pb, Bi, Ag, Au 및 Sb 중에서 선택된 적어도 두 금속의 합금을 포함하는 바닥층.
  46. 제38항 내지 제45항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 조개탄은 융제를 포함하는, 공정.
  47. 제46항에 있어서, 상기 융제는 실리카, 산화철 및/또는 산화칼슘을 포함하는, 공정.
  48. 제38항 내지 제47항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 조개탄은 황원 및 철원으로부터 선택된 적어도 하나의 첨가제를 포함하는, 공정.
  49. 제38항 내지 제48항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 조개탄을 구리-함유 물질, 니켈-함유 물질, 코발트-함유 물질 및 그 혼합물을, 황원, 융제, 산화칼슘원, 철 또는 산화철 소스, SiO2 및 그 혼합물로부터 선택된 성분과 함께 혼합하고 단광화하여 얻는, 공정.
  50. 제38항 내지 제49항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 탄소원은 환원제로서의 사용 및/또는 용광로의 열 균형을 제공하는데 효과적인, 공정.
  51. 제38항 내지 제50항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 탄소원은 석탄, 코크스 및 그 혼합물로부터 선택된, 공정.
  52. 제38항 내지 제50항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 탄소원은 활성탄, 코크스 분, 탄소 또는 석유 코크스, 디젤, 천연가스 및 다른 탄화수소 및 그 혼합물로부터 선택된, 공정.
  53. 제38항 내지 제52항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 공정은 상기 충풍로에 철원을 공급하는 단계를 포함하는, 공정.
  54. 제38항 내지 제52항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 공정은 상기 충풍로에 금속성 철(Fe0) 소스를 공급하는 단계를 포함하는, 공정.
  55. 제38항 내지 제54항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 공정은 상기 두번째 층의 조성을 조절하는 단계를 포함하는, 공정.
  56. 제38항 내지 제55항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 공정은 상기 두번째 층의 황 함량을 조절하는 단계 및 상기 황 함량이 미리결정된 값을 초과하여 상기 두번째 층의 주어진 금속화 수준을 유발하는 경우, 상기 충풍로에 상기 철원을 공급하는 단계를 포함하는, 공정.
  57. 제38항 내지 제56항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 다층 산물을 서로 적어도 상당히 분리하는 단계를 추가로 포함하는, 공정.
  58. 제38항 내지 제57항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 첫번째 층은 산화철, 산화구리, 산화니켈 및 산화코발트 중 적어도 하나를 포함하는, 공정.
  59. 제38항 내지 제58항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 두번째 층은 Cu-Ni-Co-Fe-S 혼합물을 포함하는, 공정.
  60. 제38항 내지 제58항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 두번째 층은 Cu를 포함하는, 공정.
  61. 제38항 내지 제58항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 두번째 층은 Ni를 포함하는, 공정.
  62. 제38항 내지 제58항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 두번째 층은 Co를 포함하는, 공정.
  63. 제38항 내지 제62항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 비피층은 Fe 및 As를 포함하는, 공정.
  64. 제38항 내지 제63항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 비피층은 Ni를 포함하는, 공정.
  65. 제38항 내지 제64항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 비피층은 Co를 포함하는, 공정.
  66. 제38항 내지 제65항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 비피층은 Fe, As 및 Ge를 포함하는, 공정.
  67. 제66항에 있어서, 상기 비피층은 Fe, As 및 Ge를 포함하고, 상기 공정은 상기 비피층으로부터 Ge를 회수하는 단계를 추가로 포함하는, 공정.
  68. 제66항에 있어서, 상기 비피층은 Cu, Ni 및 Co를 포함하고, 상기 공정은 상기 비피층으로부터 Cu, Ni 및 Co를 회수하는 단계를 추가로 포함하는, 공정.
  69. 제66항에 있어서, 상기 비피층은 Fe, As 및 Ge를 포함하고, 상기 공정은 적어도 하나의 화학적 또는 물리적 기술에 의해 상기 비피층으로부터 Ge를 회수하는 단계를 추가로 포함하는, 공정.
  70. 제66항에 있어서, 상기 비피층은 Cu, Ni 및 Co를 포함하고, 상기 공정은 적어도 하나의 화학적 또는 물리적 기술에 의해 상기 비피층으로부터 Cu, Ni 및 Co를 회수하는 단계를 추가로 포함하는, 공정.
  71. 제38항 내지 제70항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 비피층은 적어도 30 중량%의 (Fe+Ni+Co)를 포함하는, 공정.
  72. 제38항 내지 제70항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 비피층은 약 55 중량% 내지 약 90 중량%의 (Fe+Ni+Co)를 포함하는, 공정.
  73. 제38항 내지 제72항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 바닥층은 Pb, Bi, Ag, Au Pt 및 Sb로부터 선택된 적어도 두 금속의 합금을 포함하는, 공정.
  74. 제38항 내지 제73항 중 어느 한 항에 있어서, 배기 가스는 As를 포함하는, 공정.
  75. 제38항 내지 제73항 중 어느 한 항에 있어서, 배기 가스는 In를 포함하는, 공정.
  76. 제38항 내지 제73항 중 어느 한 항에 있어서, 배기 가스는 As 및 선택적으로 Ge를 포함하는, 공정.
  77. 제38항 내지 제76항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 공정은 상기 충풍로의 수직 통로의 윗 부분에서 공기 흡입구를 사용하여, 용광로를 충전하는 동안 비산 배출을 최소화하는 단계를 포함하는, 공정.
  78. 제38항 내지 제76항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 공정은 용광로 배기 가스로부터 추가의 회수/안정화를 위하여, 상기 충풍로의 수직 통로의 윗 부분에서 As, In, Ge 및 Sb 중 적어도 하나를 발연하는 단계를 포함하는, 공정.
  79. 제38항 내지 제78항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 조개탄은 구리-함유 물질을 포함하는, 공정.
  80. 제38항 내지 제79항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 조개탄은 니켈-함유 물질을 포함하는, 공정.
  81. 제38항 내지 제80항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 조개탄은 코발트-함유 물질을 포함하는, 공정.
  82. 제79항에 있어서, 상기 구리-함유 물질은 구리 함유 슬래그, 구리를 함유하는 금속성 합금, 구리 농축물, 제련 가루, 침출 제련 가루, 침출 잔여물, 로스터 가루, 폐촉매, 구리 함유 산업 부산물, 구리를 함유하는 생산 폐기물, 수명 만료 상품 또는 그 혼합물인, 공정.
  83. 제80항에 있어서, 상기 니켈-함유 물질은 니켈 함유 슬래그, 니켈을 함유하는 금속성 합금, 니켈 농축물, 니켈을 함유하는 제련 가루, 폐촉매, 니켈 함유 산업 부산물, 니켈을 함유하는 생산 폐기물, 수명 만료 상품 또는 그 혼합물인, 공정.
  84. 제81항에 있어서, 상기 코발트-함유 물질은 코발트 함유 슬래그, 코발트를 함유하는 금속성 합금, 코발트 농축물, 코발트를 함유하는 제련 가루, 폐촉매, 코발트 함유 산업 부산물, 코발트를 함유하는 생산 폐기물, 수명 만료 상품 또는 그 혼합물인, 공정.
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