RS63023B2 - Poboljšani pirometalurški proces - Google Patents

Description

Opis

OBLAST PRONALASKA

[0001] Predmetni pronalazak se odnosi na proizvodnju obojenih metala pirometalurgijom, posebno na proizvodnju bakra (Cu) i takozvanih lemnih proizvoda. Tačnije, pronalazak se odnosi na poboljšani proces za koproizvodnju tokova bakra i lema iz primarnih i sekundarnih sirovina, kao primarnih proizvoda za dalju nadogradnju u metalne proizvode komercijalno poželjne čistoće. Tokovi lema često pripadaju porodici kompozicija ili legura metala koje sadrže značajne količine kalaja (Sn), obično ali ne obavezno zajedno sa olovom (Pb).

STANJE TEHNIKE

[0002] Obojeni metali se mogu proizvesti iz svežih ruda kao početnih materijala, koji se takođe nazivaju primarnim izvorima, ili od materijala koji se mogu reciklirati, takođe poznatih kao sekundarne sirovine, ili iz njihove kombinacije. Materijali koji se mogu reciklirati mogu, na primer, biti nusproizvodi, otpadni materijali i materijali na kraju životnog veka. Dobijanje obojenih metala iz sekundarnih sirovina je tokom godina postala aktivnost od najveće važnosti. Recikliranje obojenih metala nakon upotrebe postalo je ključni faktor u industriji, jer je potražnja za metalima i dalje velika, a dostupnost ruda svežeg metala visokog kvaliteta se smanjuje. Posebno za proizvodnju bakra, njegovo dobijanje iz sekundarnih sirovina je postalo od velikog industrijskog značaja. Pored toga, smanjenje dostupnosti visokokvalitetnih ruda svežih metala takođe je dovelo do povećanja značaja dobijanja obojenih metala iz sirovine metala nižeg kvaliteta. Sirovine metala nižeg kvaliteta za dobijanje bakra mogu npr. da sadrže značajne količine drugih obojenih metala. Ovi drugi metali sami po sebi mogu imati značajnu potencijalnu komercijalnu vrednost, kao što su kalaj i/ili olovo, ali ove primarne i sekundarne sirovine mogu sadržati druge metale sa nižom ekonomskom vrednošću ili čak bez ikakve ekonomske vrednosti, kao što su cink, bizmut, antimon, arsen ili nikl. Često su ovi drugi metali nepoželjni u proizvodima od prvoklasnih obojenih metala, ili mogu biti dozvoljeni samo na veoma ograničenim nivoima.

[0003] Materijali dostupni kao sirovina za proizvodnju bakra stoga obično sadrže veći broj metala. Sekundarne sirovine bogate bakrom su, na primer, bronza, legura uglavnom bakra i kalaja, i mesing, legura uglavnom bakra i cinka.

[0004] Ove različite metale je potrebno odvojiti od bakra u procesu proizvodnje. Sirovine mogu dodatno uključivati male proporcije niza drugih elemenata uključujući gvožđe, bizmut, antimon, arsen, aluminijum, mangan, sumpor, fosfor i silicijum, od kojih većina ima ograničenu prihvatljivost u proizvodu od prvoklasnog metala.

[0005] Sekundarne sirovine koje sadrže bakar mogu, takođe, biti elektronski i/ili električni delovi na kraju životnog veka (roka trajanja). Ove sirovine obično sadrže pored bakra, komponente za lemljenje, uglavnom kalaj i olovo, ali obično sadrže i druge metale kao što su gvožđe i aluminijum, plus povremeno manje količine plemenitih metala, kao i nemetalne delove, kao što su plastika, boje, guma, lepak, drvo, papir, karton, itd.... Ove sirovine obično nisu čiste i stoga obično sadrže i dodatne nečistoće kao što su prljavština, mast, voskovi, zemlja i/ili pesak. Mnogi metali u takvim sirovinama često su, takođe, delimično oksidovani.

[0006] Pošto su sirovine sa nižom čistoćom i višim nivoima zagađivača, kako primarne tako i sekundarne sirovine, mnogo dostupnije, postoji potreba za proširenjem mogućnosti procesa proizvodnje obojenih metala za povećanje dopuštanja tako niskog kvaliteta sirovina kao deo sirovina za dobijanje ili proizvodnju obojenih metala kao što je bakar.

[0007] Procesi proizvodnje obojenih metala uglavnom sadrže najmanje jedan a obično više koraka pirometalurškog procesa. Vrlo čest prvi pirometalurški korak za dobijanje bakra iz sekundarnih materijala niskog kvaliteta je korak topljenja. U peći za topljenje metali se tope, a organski i drugi zapaljivi materijali sagorevaju. Pored toga, različite hemijske reakcije se odvijaju između raznih drugih komponenti koje se unose u topioničku peć. Metali koji imaju relativno visok afinitet prema kiseoniku pretvaraju se u svoje okside i sakupljaju se u fazu šljake manje gustine. Isparljiviji metali mogu pobeći iz tečnosti u gasnu fazu i napustiti peć sa otpadnim gasovima, zajedno sa bilo kojim ugljeničnim oksidima i/ili SO2koji se mogu formirati. Metali koji imaju manji afinitet prema kiseoniku, ako su prisutni u oksidiranom stanju, lako se redukuju u svoj elementarni oblik metala i prelaze u težu i osnovnu fazu metala. Ako se ne oksiduju, ovi metali ostaju kao elementarni metali i ostaju u fazi tečnog metala veće gustine na dnu peći za topljenje. U koraku proizvodnje bakra, korak topljenja može se odvijati tako da većina gvožđa završi u šljaci, dok bakar, kalaj i olovo završavaju u metalnom proizvodu, toku koji se obično naziva „crni bakar”. Takođe većina nikla, antimona, arsena i bizmuta obično završava kao deo proizvoda crnog bakra.

[0008] Gerardo Alvear Flores i sarad, „ISASMELT™ for the Recycling of E-scrap and Copper in the U.S. Case Study Example of a New Compact Recycling Plant”, u Journal of Metals, Springer Njujork LLC, SAD, tom 66, br.5, od 18. marta 2014, str.823-832, ISSN: 1047-4838, stavljaju na uvid javnosti proces za dobijanje bakra iz sekundarnih sirovina, korišćenjem peći sa potopljenim kopljem koja je uobičajena za ISASMELT<™>tehnologije. Dokument, takođe, predviđa proizvodnju nusproizvoda legure Pb-Sn u slučaju da bi takvi metali bili dovoljno prisutni u procesu. Dokument stavlja na uvid javnosti sadržaj bakra u ograničenom broju kompozicija metala koje se javljaju u procesu, ali nisu date druge informacije o kompoziciji. Na osnovu ograničenog broja procesnih koraka i odvajanja u procesu stavljenom na uvid javnosti, podnosioci prijave veruju da čistoća metalnih proizvoda i/ili dobijanje različitih metala ostavlja prostor za težnju za unapređenjem.

[0009] US 3,682,623, kao i njegov pandan AU 505015 B2, opisuje proces rafinacije bakra koji počinje korakom topljenja koji vodi do toka crnog bakra, nakon čega sledi dalje pirometalurško postupno rafinisanje ovog crnog bakra u tok bakra anodne klase, pogodan za livenje u anode za elektrolitičku rafinaciju. Rafinacija crnog bakra u US 3,682,623 dovela je do porasta formiranja većeg broja uzastopnih šljaka rafinacije bakra: rane šljake bogate cinkom, srednje šljake bogate olovom i kalajem, i terminalne šljake bogate bakrom. Različite šljake rafinacije su akumulirane i prebačene u peć za ponovnu preradu šljake radi dobijanja bakra, olova i kalaja sadržanih u tim šljakama. U prvom koraku ponovne obrade šljake, akumulirana šljaka od rafinacije bakra je delimično redukovana, dodavanjem otpadaka bakra/gvožđa, legure bakra/aluminijuma i živog kreča, tako da se može odvojiti tok metala (Tabela XIV) koji je dobio oko 90% bakra i oko 85% nikla u peći. Ovaj ispušteni tok metala je u US 3,682,623 označen kao „crni bakar” i recikliran je u peć za rafinaciju, gde je pomešan sa prethodno rafinisanim crnim bakrom koji je dolazio iz peći za topljenje i sa radijatorima (Tabela VI). Nakon ispuštanja ovog crnog bakra, ekstrahovana šljaka je ostala u peći, koja je u narednom koraku dodatno redukovana punjenjem u peć količine od 98% otpadaka gvožđa. Ovaj drugi korak redukcije dao je olovo/kalaj metal (tj. neku vrstu „sirovog lema”) koji je izvučen za dalju obradu, zajedno sa istrošenom šljakom (Tabela XV), koja je verovatno odbačena. Lemni metalni proizvod je sadržao 3,00 mas % gvožđa, 13,54 mas % bakra i 1,57 mas % nikla, odnosno 18,11 mas % ukupno. Istrošena šljaka je sadržala po 0,50 mas % kalaja i olova i 0,05 mas % bakra. Pošto je ukupna količina šljake veoma visoka, ove niske koncentracije predstavljaju ekonomski visoke količine.

[0010] Čistoća proizvoda u US 3,682,623 ostavlja prostor za težnju za unapređenjem.

[0011] Metali osim kalaja i olova u sirovom lemu dobijenom kao faza metala u Tabeli XV u US 3,682,623 predstavljaju teret za dalju preradu ovih proizvodnih tokova za dobijanje komercijalno vrednih proizvoda metala. Sirovi lem u US 3,682,623 sadrži 3,00 mas % gvožđa, 1,57 tež.% nikla i 13,54 tež.% bakra, što sve predstavlja opterećenje procesa jer ovi metali izazivaju značajnu potrošnju hemikalija u daljem prečišćavanju lema, ne samo, već posebno ako bi se rafiniranje lema izvršilo kako je opisano u DE 102012005401 A1, odnosno, tretmanom silicijumom, koji je prilično oskudan i samim tim skupo sredstvo. Nikl i bakar u ovom sirovom lemu iz US 3,682,623 potiče od šljake dobijene u prvom koraku koja je radila u peći za ponovnu preradu šljake, na čijem kraju je bila u kontaktu sa crnim bakrom, a samim tim i u ravnoteži sa njim.

[0012] Crni bakar dobijen iz prvog koraka u ponovnoj obradi šljake u US 3,682,623 tj. metal u Tabeli XIV, sadržao je 4,2 mas % kalaja i 3,1 mas % olova, zajedno sa 6 mas % nikla. Ovaj tok je bio daleko od anodnog kvaliteta i recikliran je iz prvog koraka u nizu koraka rafinacije bakra koji su izvedeni u peći za rafinaciju (Tabela VI). Ovo recikliranje je dovelo do toga da značajna količina metala osim bakra nastavi da kruži u procesu iz US 3,682,623.

[0013] Razdvajanje u US 3,682,623 tako ostavlja prostor za težnju za unapređenjem, posebno u prvom koraku koji se sprovodi u peći za ponovnu preradu šljake, na čijem kraju je „crni bakar” u ravnoteži sa šljakom iz koje će se izvući metal Sn/Pb ili sirovi lem u sledećem koraku redukcije.

[0014] Stoga ostaje potreba za procesom proizvodnje sirovog lemnog proizvoda i proizvoda od bakra čiji proizvodi imaju veću čistoću, uz istovremeno postizanje visokog stepena dobijanja vrednih metala u tokovima u kojima su poželjni.

[0015] Predmetni pronalazak ima za cilj da izbegne ili barem ublaži gore opisani problem i/ili da obezbedi poboljšanja uopšte.

KRATAK OPIS PRONALASKA

[0016] Prema pronalasku, obezbeđen je proces kako je definisan u bilo kom od pratećih patentnih zahteva.

[0017] U jednom tehničkom rešenju, pronalazak obezbeđuje proces za proizvodnju lemnih proizvoda i proizvoda od bakra koji obuhvata obezbeđivanje prve kompozicije metala na bazi olova i kalaja koja sadrži značajnu količinu bakra, tačnije najmanje 40 mas % bakra, njmanje 8,0 mas % kalaja i najmanje 10,0 mas % zajedno kalaja i olova, a proces dalje obuhvata korake d) delimične oksidacije prvog tečnog kupatila koje sadrži prvu kompoziciju metala na bazi olova i kalaja, čime se formira prva razblažena kompozicija metala bakra i prva šljaka rafinacije lema, nakon čega sledi odvajanje prve šljake rafinacije lema od prve razblažene kompozicije metala bakra, i

l) delimične oksidacije drugog tečnog kupatila koje sadrži prvu razblaženu kompoziciju metala bakra, čime se formira prva kompozicija metala sa visokim sadržajem bakra, i treću šljaku rafinacije lema, nakon čega sledi odvajanje

treće šljake rafinacije lema iz prve kompozicije metala sa visokim sadržajem bakra, pri čemu je lemni proizvod izveden iz prve šljake rafinacije lema, a proizvod bakra je izveden iz prve kompozicije metala sa visokim sadržajem bakra, a opciono je lemni proizvod takođe izveden iz treće šljake rafinacije lema.

[0018] U jednom tehničkom rešenju, pronalazak obezbeđuje proces za proizvodnju lemnog proizvoda i proizvoda od bakra koji obuhvata obezbeđivanje prve metalne kompozicije na bazi olova i kalaja, koja sadrži značajnu količinu bakra, tačnije najmanje 40 mas % bakra i najmanje 5,0 mas % zajedno kalaja i olova, proces koji dalje obuhvata korake

d) delimične oksidacije prve tečne kupke koja sadrži prvu kompoziciju metala na bazi olova i kalaja, čime se formira prva kompozicija razblaženog metala bakra i prva šljaka za rafinaciju lema, nakon čega sledi odvajanje prve šljake za rafinaciju lema od prve kompozicije razblaženog metala bakra, i

l) delimične oksidacije druge tečne kupke koja sadrži prvu kompoziciju razblaženog metala bakra, čime se formira prva kompozicija metala sa visokim sadržajem bakra i treća šljaka za rafinaciju lema, nakon čega sledi odvajanje

treće šljake za prečišćavanje lema iz prve kompozicije metala sa visokim sadržajem bakra, pri čemu se lemni proizvod dobija iz

prve šljake za rafinaciju lema, a proizvod bakra se dobija iz prve kompozicije metala sa visokim sadržajem bakra, a opciono lemni proizvod se takođe dobija iz treće šljake za rafinaciju lema.

[0019] Podnosioci prijave su otkrili da postupak prema predmetnom pronalasku omogućava mnogo jasnije razdvajanje između lemnog proizvoda i proizvoda od bakra.

[0020] Podnosioci prijave su otkrili da prisustvo zagađujućih metala u odgovarajućim proizvodima predstavlja značajan teret za dalje rafinisanje ovih tokova proizvoda kako bi se dobili prvoklasni proizvodi koji se lako prodaju.

[0021] Sirovi lemni proizvod može se, na primer, dobiti delimičnim smanjenjem prve šljake rafinacije lema dobijene iz koraka d). Zatim je važno ograničiti količinu bakra i/ili nikla u ovoj šljaci jer u koraku redukcije šljake većina bakra i nikla završava kao deo sirovog lemnog proizvoda. Naročito kada se sirovi lem koristi kao sirovina za proizvodnju kalaja i/ili olova visoke čistoće, ovaj sirovi lem i dalje zahteva dalju rafinaciju da bi se smanjio sadržaj bakra, nikla i/ili gvožđa. Takav korak rafiniranja lema može npr. izvršiti kako je stavljeno na uvid u DE 102012005401 A1, odnosno obradom silicijumom. Bakar, nikl i/ili gvožđe reaguju sa silicijumom da bi se formirao silicijumski ostatak koji se može odvojiti. Bakar i/ili nikl se tada mogu dobiti iz ovog ostatka, ali tokom ovog dobijanja, silicijum se degradira u silicijum oksid koji nema komercijalnu vrednost. Silicijum je prilično oskudan i stoga skup sastojak. Zajedno sa dodatnim troškovima obrade, cena silicijuma je glavni pokretač za ograničavanje količine bakra, nikla i/ili gvožđa u sirovom lemnom proizvodu, a samim tim i u prvoj šljaci rafinacije lema iz koraka d).

[0022] Iz prve kompozicije metala sa visokim sadržajem bakra može se dobiti bakarni proizvod visoke čistoće, obično na kraju kao proizvod koraka elektrorafinacije bakra kao poslednjeg koraka. Ostali metali, uključujući metale za lemove kalaj i/ili olovo, su nečistoće koje ometaju proces elektrorafinacije. Uglavnom se bakar selektivno deponuje na katodu. Elektrorafinacija bakra je stoga procesni korak koji je veoma osetljiv na prisustvo drugih metala osim bakra. Zbog toga je važno ograničiti prisustvo lemnih metala u prvoj kompoziciji metala sa visokim sadržajem bakra dobijenoj iz koraka I).

[0023] Podnosioci prijave su otkrili da proces prema predmetnom pronalasku omogućava proizvodnju proizvoda veće čistoće u poređenju sa stanjem tehnike, i da istovremeno postižu visoko dobijanje metala od interesa u njihovim odgovarajućim tokovima proizvoda. Podnosioci prijave smatraju da se ova prednost donosi izvođenjem delimične oksidacije u dva uzastopna koraka, tako da prvi korak, tj. korak d) može da se prvenstveno fokusira na ograničavanje sadržaja bakra u prvoj šljaci rafinacije lema koja se može koristiti kao sirovina za proizvodnju sirovog lema, dok drugi korak, tj. korak I) može da se prvenstveno fokusira na ograničavanje prisustva lemnih metala u prvoj kompoziciji metala sa visokim sadržajem bakra koja može poslužiti kao pogodna sirovina za proizvodnju krajnjeg proizvoda od bakra visoke čistoće.

[0024] Podnosioci prijave su otkrili da stvaranje u koraku d) prve razblažene kompozicije metala bakra nudi veliku prednost u dobijanju relativno jasnog razdvajanja između, s jedne strane, bakra u toku bakra visoke čistoće, potencijalno čak i do kvaliteta anode, i sa druge strane, toka sirovog lema kao što je prva kompozicija sirovog lemnog metala dobijena u koraku e). Bilo koji elementarni bakar u koraku d) deluje u koraku d) kao sredstvo za ekstrakciju kalaja i/ili olova, ali i uzvodno. Bakar stoga deluje kao nosač za kalaj i/ili olovo. Stoga je korisno imati u koraku d) i uzvodno nešto bakra, jer ovo na prvom mestu pomaže u ekstrakciji više kalaja i/ili olova i usmeravanju u korak d).

[0025] Podnosioci prijave su otkrili da je korak oksidacije d), zahvaljujući proizvodnji prve razblažene kompozicije metala bakra kao faze metala, u stanju da proizvede prvu šljaku rafinacije lema koja je bogatija kalajem i/ili olovom, posebno u kalaju i olovu zajedno, u odnosu na količinu bakra koja je uvučena sa tom prvom šljakom rafinacije lema. Pošto je prva šljaka rafinacije lema obogaćena kalajem i/ili olovom, ovo olakšava dobijanje lemnog metala (tj. kalaja i/ili olova) iz ove prve šljake rafinacije lema u koraku e).

[0026] Podnosioci prijave su otkrili da stvaranje prve razblažene kompozicije metala bakra u koraku d) takođe nudi dalju prednost da se više kalaja i/ili olova može uneti sa sirovinama u celokupni proces. Ovo značajno proširuje kriterijume prihvatljivosti za sve sirovine koje se dodatno mogu ubaciti u korak d) i uzvodno. Ova karakteristika stoga značajno proširuje kriterijume prihvatljivosti za sirovine koje se koriste u proizvodnji sirovina do koraka d), neki od njih se mogu dobiti kao glavni proizvod iz koraka topionice. Topionički korak je stoga dozvoljen da prihvati mnogo više sirovina niskog kvaliteta, koje su u većoj količini dostupne pod ekonomski privlačnijim uslovima.

[0027] Podnosioci prijave su dalje otkrili da stvaranje prve razblažene kompozicije metala bakra u koraku d) donosi dalju prednost da se u koraku d) može postići bolje razdvajanje između bakra i nikla koji su namenjeni da uđu u prvu razblaženu kompoziciju metala bakra, a kalaj i olovo namenjeni za odlazak u prvu šljaku rafinacije lema.

[0028] Podnosioci prijave su utvrdili da postizanje boljeg razdvajanja između bakra i/ili nikla, s jedne strane, i kalaja i/ili olova, s druge strane, donosi dodatnu prednost da se više kalaja i/ili olova može dozvoliti u sirovinama koje se mogu uvesti u mnoge korake celokupnog procesa čiji je deo proces prema pronalasku. Ovo omogućava povećanu proizvodnju primarnih proizvoda osim bakra veće čistoće iz celokupnog procesa. Pored toga, on dalje omogućava prihvatanje sirovina nižeg kvaliteta i stoga obično ekonomski privlačnijih sirovina, u koracima procesa prema predmetnom pronalasku, ali i u celokupnom procesu, kao i u prethodnim koracima proizvodnje sirovina koje se koriste u procesima opisanim u ovom dokumentu.

[0029] Podnosioci prijave su, takođe, otkrili da, ako su drugi metali kao što su nikl, bizmut, arsen i antimon prisutni u procesu prema predmetnom pronalasku, značajan deo ovih metala ima tendenciju da završi u prvoj dobijenoj kompoziciji metala sa visokim sadržajem bakra dobijenoj u koraku I). Podnosioci prijave su otkrili da uklanjanje najmanje dela prve kompozicije metala sa visokim sadržajem bakra iz procesa obezbeđuje odgovarajuće čišćenje ovih metala iz procesa. Ovo dovodi do smanjenja prisustva ovih metala u drugim tokovima proizvoda iz procesa, ali takođe donosi mogućnost prihvatanja sirovina koje sadrže više ovih metala.

[0030] Podnosioci prijave su, takođe, otkrili da je prva kompozicija metala sa visokim sadržajem bakra dobijena u koraku I), takođe, veoma pogodna da se barem jedan njen deo reciklira u korak procesa uzvodno od koraka d) procesa prema predmetnom pronalasku. U odnosu na US 3,682,623, pri čemu je metal istočen iz peći za ponovnu preradu šljake (Tabela XIV) recikliran kao „crni bakar” u peć za rafinaciju bakra (Tabela VI), prva kompozicija metala sa visokim sadržajem bakra dobijena iz koraka I) je mnogo bogatija bakrom i sadrži mnogo manje lemnih metala (Sn i/ili Pb). Bilo koja reciklaža prve kompozicije metala sa visokim sadržajem bakra dobijenog iz koraka I) ka uzvodno predstavlja mnogo niži ciklus lemnih metala. Pored toga, delimično recikliranje ovog toka, takođe, sa sobom donosi povećanje koncentracije nikla, bizmuta, arsena i antimona u ovom proizvodu iz koraka I), a samim tim i delimično uklanjanje ovog toka iz procesa. Veće koncentracije nikla, bizmuta, arsena i antimona obično olakšavaju većinu verzija bilo koje dalje prerade ovog toka da bi se iz njega dobili pojedinačni metali, a takođe smanjuju količinu bakra koja se uklanja iz procesa kao deo uklonjene porcije materijala prve kompozicije metala sa visokim sadržajem bakra dobijene iz koraka I), ostavljajući više bakra u procesu koji se može ukloniti bakarnim proizvodom veće čistoće koji se može dobiti negde drugde iz procesa.

KRATAK OPIS CRTEŽA

[0031] Slika 1 prikazuje dijagram toka poželjnog tehničkog rešenja procesa prema predmetnom pronalasku.

DETALJNI OPIS PRONALASKA

[0032] Predmetni pronalazak će u daljem tekstu biti opisan kroz određena tehnička rešenja, i sa mogućim upućivanjem na određene crteže, ali pronalazak nije ograničen na njih, već samo patentnim zahtevima. Svi opisani crteži su samo shematski i nisu ograničavajući. Na crtežima, veličina nekih elemenata može biti preuveličana i nije nacrtana u razmeri, već u ilustrativne svrhe. Dimenzije i relativne dimenzije na crtežima ne odgovaraju nužno stvarnim redukcijama u praksi pronalaska.

[0033] Štaviše, izrazi prvi, drugi, treći i slično u opisu i u patentnim zahtevima se koriste za razlikovanje sličnih elemenata, a ne nužno za opisivanje sekvencijalnog ili hronološkog redosleda. Izrazi su zamenljivi pod odgovarajućim okolnostima i tehnička rešenja pronalaska mogu da funkcionišu i u drugim nizovima od onih koji su ovde opisani i/ili ilustrovani.

[0034] Štaviše, izrazi vrh, dno, iznad, ispod i slično u opisu i patentnim zahtevima se koriste u opisne svrhe, a ne nužno za opisivanje odnosnih pozicija. Tako korišćeni izrazi su zamenljivi pod odgovarajućim okolnostima i ovde opisana tehnička rešenja pronalaska mogu funkcionisati u drugim orijentacijama od onih koje su ovde opisane ili ilustrovane.

[0035] Izraz „obuhvata”, kako se koristi u patentnim zahtevima, ne treba smatrati ograničenim na elemente koji su navedeni u kontekstu sa njim. Ne isključuje da postoje i drugi elementi ili koraci. Trebalo bi se smatrati da je obezbeđeno prisustvo ovih karakteristika, celih brojeva, koraka ili komponenti prema potrebi, ali ne isključuje prisustvo ili dodavanje jedne ili više drugih karakteristika, celih brojeva, koraka ili komponenti ili njihovih grupa. Dakle, obim „proizvoda koji obuhvata sredstva A i B” ne može biti ograničen na objekat koji se sastoji isključivo od sredstava A i B. To znači da su A i B jedini elementi od interesa za predmet u vezi sa predmetnim pronalaskom. U skladu sa ovim, izrazi „obuhvata/sadrži ” ili „uključuje” obuhvataju i restriktivnije izraze „koji se sastoji u suštini od” i „sastoje se od”. Zamenom „obuhvata/sadrži” ili „uključuje” sa „sastoje se od” ovi izrazi stoga predstavljaju osnovu poželjnih ali suženih tehničkih rešenja, koja su takođe obezbeđena kao deo sadržaja ovog dokumenta u vezi sa predmetnim pronalaskom.

[0036] Osim ako nije drugačije naznačeno, sve vrednosti date ovde uključuju do date krajnje tačke i datu krajnju tačku, a vrednosti sastojaka ili komponenti kompozicija su izražene u masenim procentima ili mas % svakog sastojka u kompoziciji.

[0037] Pored toga, svako jedinjenje koje se ovde koristi može se naizmenično oslovljavati sa njegovom hemijskom formulom, hemijskim nazivom, skraćenicom, itd.

[0038] U kontekstu predmetnog pronalaska, izraz „barem delimično” uključuje njegovu krajnju tačku „u potpunosti”. U vezi sa stepenom do kojeg se izvodi određeni korak oksidacije ili redukcije procesa, poželjno tehničko rešenje je obično delimična izvedba. U vezi sa dodavanjem ili recikliranjem toka procesa u određeni korak procesa, poželjno tehničko rešenje je obično „potpuna” radna tačka unutar raspona koji je pokriven izrazima „barem delimično”.

[0039] U ovom dokumentu i osim ako nije drugačije navedeno, količine metala i oksida su izražene u skladu sa uobičajenom praksom u pirometalurgiji. Prisustvo svakog metala se obično izražava u njegovom ukupnom prisustvu, bez obzira da li je metal prisutan u svom elementarnom obliku (oksidaciono stanje = 0) ili u bilo kom hemijski vezanom obliku, obično u oksidovanom obliku (oksidaciono stanje > 0). Za metale koji se relativno lako mogu svesti u svoje elementarne oblike i koji se mogu pojaviti kao rastopljeni metal u pirometalurškom procesu, prilično je uobičajeno da se njihovo prisustvo izrazi u smislu njihovog elementarnog oblika metala, čak i kada je kompozicija šljake data, pri čemu većina takvih metala zapravo može biti prisutna u oksidovanom obliku. Dakle, kompozicija šljake u ovom dokumentu navodi sadržaj Fe, Zn, Pb, Cu, Sb, Bi kao elementarnih metala. Manje plemeniti metali se teže redukuju u pirometalurškim uslovima obojenih metala i javljaju se uglavnom u oksidovanom obliku. Ovi metali se obično izražavaju u smislu njihovog najčešćeg oksidnog oblika. Zbog toga kompozicije šljake obično daju sadržaj Si, Ca, Al, Na, redom, izražen kao SiO2, CaO, Al2O3, Na2O.

[0040] Osim ukoliko nije drugačije naznačeno ili za vodene kompozicije, koncentracije su u ovom dokumentu izražene u odnosu na suvu masu ukupne kompozicije, isključujući dakle prisutnu vodu ili vlagu.

[0041] Podnosioci prijave su utvrdili da su rezultati hemijske analize faze metala znatno pouzdaniji od rezultata analize faze šljake. Kada su u ovom dokumentu brojevi izvedeni iz materijalnog bilansa tokom jednog ili više koraka procesa, podnosioci prijave daleko više preferiraju, ako je moguće, da takve proračune zasnivaju na što je moguće više analiza faze metala, i da minimiziraju upotrebu analiza šljake. Na primer, podnosioci prijave radije izračunavaju dobijanje kalaja i/ili olova u prvoj šljaci rafinacije bakra iz koraka b) na osnovu količine kalaja i/ili olova u kombinovanoj sirovini iz koraka b) koja se više ne izvlači u prvu obogaćenu fazu metala bakra iz koraka b), a ne na osnovu koncentracije kalaja i/ili olova prijavljene za prvu šljaku rafinacije bakra.

[0042] Podnosioci prijave su dalje otkrili da se analiza faze šljake koja se dalje obrađuje često može korigovati pravljenjem masene ravnoteže u toku jednog ili više nizvodnih procesnih koraka, i povratnim izračunavanjem, koristeći količine proizvoda dobijenih iz koraka nizvodnog procesa u kombinaciji sa analizom ovih proizvoda, a najmanje jedan je poželjno proizvod od tečnog metala koji nudi mnogo pouzdanije analitičke rezultate. Takav povratni proračun može se izvršiti za nekoliko relevantnih metala pojedinačno i može omogućiti uspostavljanje pouzdanih materijalnih ravnoteža u većini pojedinačnih koraka procesa prema predmetnom pronalasku. Takav povratni proračun, takođe, može biti od ključnog značaja za određivanje sastava toka tečnog metala iz koga dobijanje reprezentativnog uzorka može biti veoma izazovno, npr. tok rastopljenog lemnog metala koji sadrži velike količine olova zajedno sa kalajem.

[0043] Podnosioci prijave više voleda koriste rendgensku fluorescenciju (XRF) za analizu faze metala u kontekstu predmetnog pronalaska. Podnosioci prijave više vole da za ovu analizu uzmu uzorak rastopljenog tečnog metala i podnosioci prijave više vole da koriste uzorkovač za trenutne analitičke svrhe u rafinaciji bakra od kompanije Heraeus Electro Nite, kojim se brzo dobija čvrst i ohlađen uzorak za dalju obradu. Površina hladnog uzorka se zatim na odgovarajući način površinski tretira pre nego što se analiza izvede korišćenjem XRF sonde. Međutim, XRF analitička tehnika ne analizira nivo kiseonika u uzorku. Ako je potrebno, za utvrđivanje kompletnog sastava faze metala uključujući sadržaj kiseonika, podnosioci prijave stoga više vole da odvojeno mere sadržaj kiseonika u metalu u rastopljenom tečnom metalu koji se nalazi u peći, poželjno korišćenjem jednokratnog elektrohemijskog senzora za jednokratnu upotrebu u šaržnim procesima u rafinaciji bakra koje nudi kompanija Heraeus Electro Nite. Analitički rezultat analize faze metala pomoću XRF, kao što je gore opisano, može se zatim prilagoditi, ako se želi, za sadržaj kiseonika dobijen iz odvojene analize kiseonika. Kompozicije navedene u primeru ovog dokumenta nisu prilagođene uključivanjem njihovog sadržaja kiseonika.

[0044] Predmetni pronalazak se prvenstveno bavi dobijanjem ciljnih metala bakra, nikla, kalaja i/ili olova u tokove proizvoda pogodne za dobijanje od njih prvoklasnih metalnih proizvoda visoke čistoće. Proces prema predmetnom pronalasku obuhvata različite procesne korake i ovi procesni koraci mogu biti označeni ili kao korak oksidacije ili kao korak redukcije. Ovom oznakom, podnosioci prijave žele da označe hemijske reakcije kojima ovi ciljni metali mogu biti podložni. Korak redukcije stoga uključuje da se najmanje jedan od ovih ciljnih metala redukuje iz najmanje jednog od njegovih odgovarajućih oksida u oblik elementarnog metala, sa namerom da se taj metal premesti iz faze šljake u fazu metala u peći. Takav korak redukcije je poželjno pospešen dodavanjem redukcionog sredstva, kao što je objašnjeno na nekoliko mesta u ovom dokumentu.

Kao koraci redukcije kvalifikuju se koraci procesa sa pozivnim oznakama 400, 600, 700, 900, 1000 i 1100. U koraku oksidacije, glavna svrha je konverzija najmanje jednog od ciljnih metala u najmanje jedan od njegovih odgovarajućih oksida, sa namerom da se taj metal premesti iz faze metala u fazu šljake u peći. Kiseonik za tu konverziju može se u kontekstu predmetnog pronalaska snabdevati iz različitih izvora. Kiseonik ne mora nužno da dolazi iz vazduha ili kiseonika koji se može uduvati u tečno kupatilo. Kiseonik se može podjednako obezbediti uvođenjem faze šljake koja je dobijena iz drugog koraka procesa i u kojoj je kiseonik vezan u oksidu najmanje jednog drugog metala. Korak oksidacije u kontekstu predmetnog pronalaska može se stoga izvesti bez ikakvog ubrizgavanja vazduha ili kiseonika. Kao koraci oksidacije se stoga kvalifikuju koraci procesa sa pozivnim oznakama 100, 200, 300, 500, 800 i 1200.

[0045] Od ciljnih metala koji se dobijaju predmetnim pronalaskom, Sn i Pb se smatraju „metalima za lemove”. Ovi metali se razlikuju od drugih ciljnih metala bakra i/ili nikla jer smeše koje sadrže veće količine ovih metala obično imaju mnogo nižu tačku topljenja od smeša koje sadrže veće količine bakra i/ili nikla. Ovakve kompozicije su se već milenijumima koristile za stvaranje trajne veze između dva metalna komada, i to tako što se „lem” prvo otopi, dovede na mesto i pusti da se stvrdne. Lem je stoga morao da ima nižu temperaturu topljenja od metala delova koje je povezivao. U kontekstu predmetnog pronalaska, lemni proizvod ili kompozicija lemnog metala, dva izraza koji se naizmenično koriste u ovom dokumentu, označavaju kompozicije metala u kojima kombinacija lemnih metala, dakle nivo Pb plus Sn, predstavlja glavni deo kompozicije, tj. najmanje 50 mas % i poželjno najmanje 65 mas %. Lemni proizvod može dalje da sadrži manje nivoe drugih ciljnih metala, bakra i/ili nikla, i neciljnih metala, kao što su Sb, As, Bi, Zn, Al i/ili Fe, i/ili elemenata kao što je Si. U kontekstu predmetnog pronalaska, pošto je proces usmeren na proizvodnju sirovog lemnog proizvoda i proizvoda od bakra, očekuje se da sirovi lemni proizvod ili kompozicija sirovog lemnog metala dobijena postupkom u koracima e) i/ili n) sadrži i merljivu količinu barem bakra, makar samo kao neizbežnu nečistoću.

[0046] U jednom aspektu, prva razblažena kompozicija metala bakra sadrži najmanje 56 mas % bakra, poželjno najmanje 57 mas %, poželjnije najmanje 58 mas %, još poželjnije najmanje 60 mas %, a još poželjnije najmanje 62,5 mas %, poželjno najmanje 65 mas %, poželjnije najmanje 67,5 mas %, još poželjnije najmanje 70 mas %, još poželjnije najmanje 72,5 mas %, poželjno najmanje 75 mas %, poželjnije najmanje 77,5 mas % bakra. Podnosioci prijave su otkrili da bakar deluje kao nosač i/ili sadržalac za kalaj i/ili olovo u koracima procesa koji prethode proizvodnji prve razblažene kompozicije metala bakra. Više bakra prisutno u prvoj razblaženoj kompoziciji metala bakra znači da je više bakra dostupno u prethodnim (uzvodnim) koracima procesa, i stoga je bolje što se kalaj i/ili olovo mogu ukloniti iz bilo koje šljake u ravnoteži sa fazom metala koja sadrži bakar, što posebno znači da se više kalaja i/ili olova može ekstrahovati iz prve istrošene šljake iz koraka c), koraka koji je uveden dalje u nastavku u ovom dokumentu, i pri čemu je istrošena šljaka u ravnoteži sa prvom kompozicijom metala na bazi olova i kalaja. Ovo donosi prednost da više kalaja i/ili olova može postati deo prvog sirovog proizvoda od lemnog metala dobijenog postupkom prema predmetnom pronalasku.

[0047] U jednom tehničkom rešenju, prva razblažena kompozicija metala bakra sadrži najviše 84 mas % bakra, poželjno najviše 83 mas %, poželjnije najviše 82 mas %, još poželjnije najviše 81 mas %, a još poželjnije najviše 80 mas %, poželjno najviše 77,5 mas %, poželjnije najviše 75 mas %, još poželjnije najviše 72.5 mas %, poželjno najviše 70 mas %, poželjnije najviše 67,5 tež.% bakra. Podnosioci prijave su otkrili da je korisno ograničiti prisustvo bakra u prvoj razblaženoj kompoziciji metala bakra ispod propisanih granica, jer se time, takođe, ograničava prisustvo bakra u fazama metala koje se formiraju u prethodnim koracima procesa. Podnosioci prijave su otkrili da prekomerno prisustvo bakra u tim fazama metala dovodi do većeg prisustva bakra u fazama šljake koje su u ravnoteži sa ovim fazama metala. Pošto bakar u tim fazama šljake može direktno predstavljati gubitak vrednog metala bakra, i/ili one mogu indirektno predstavljati opterećenje za bilo koji nizvodni proces, poželjno je izbegavati takvo prekomerno prisustvo bakra.

[0048] Gornja granica za bakar u prvoj razblaženoj kompoziciji metala bakra je posebno relevantna jer sa sobom donosi ograničenje sadržaja bakra u šljaci prve rafinacije lema koja je u ravnoteži sa njom. Ova faza šljake se naknadno delimično redukuje tako da se većina njenog sadržaja kalaja i/ili olova smanjuje na odgovarajuće elementarne metale, ali se bakar obično, takođe, redukuje i većina bakra završava kao deo dobijene prve sirove mešavine lemnog metala. Ova prva sirova mešavina lemnog metala obično se mora podvrgnuti daljim koracima prečišćavanja, kao što je tretman silicijumskim metalom kao što je opisano u DE 102012005401 A1. Silicijum je prilično skupa procesna hemikalija, a tretman rezultira stvaranjem silicijumskog jedinjenja zagađujućeg metala kao nusproizvoda koji treba da se preradi ili odloži. Bakar uvučen u ovaj prvi sirovi lemni metal tako uzrokuje povećanje potrošnje silicijumskog metala u takvom koraku prečišćavanja. Stoga je korisno ograničiti bakar u fazi šljake koja je u ravnoteži sa prvom razblaženom kompozicijiom metala bakra, što je cilj kome se veoma dobro pomaže ograničavanje sadržaja bakra u prvoj razblaženoj kompoziciji metala bakra ispod specificiranih granica.

[0049] Gornja granica za bakar u prvoj razblaženoj kompoziciji metala bakra je takođe relevantna jer ostavlja više prostora za preradu više kalaja, metala koji je prilično malo dostupan i stoga često može postići veću ekonomsku vrednost od bakra. Ograničavanje bakra i kao rezultat toga prerada veće količine kalaja može na taj način doneti značajne prednosti rukovaocu procesa.

[0050] U jednom tehničkom rešenju, prva razblažena kompozicija metala bakra sadrži najmanje 7,5 mas % kalaja, poželjno najmanje 8,0 mas %, poželjnije najmanje 8,5 mas %, još poželjnije najmanje 9,0 mas %, a još poželjnije najmanje 9,5 mas %, poželjno najmanje 10,0 mas %, poželjnije najmanje 10,5 mas %, još poželjnije najmanje 11,0 mas %, još poželjnije najmanje 11,5 mas %, poželjno najmanje 12,0 mas %, poželjnije najmanje 12,5 mas % kalaja. Podnosioci prijave su otkrili, kada je više kalaja prisutno u prvoj razblaženoj kompoziciji metala bakra, da je takođe više kalaja prisutno u prvoj šljaci rafinacije lema koja je u ravnoteži sa fazom metala. Pošto će se kalaj dobiti iz prve šljake rafinacije lema, korisno je imati više kalaja u fazi šljake, a samim tim i u prvoj razblaženoj kompoziciji metala bakra.

[0051] U jednom tehničkom rešenju, prva razblažena kompozicija metala bakra sadrži najviše 24 mas % kalaja, poželjno najviše 23 mas %, poželjnije najviše 22 mas %, još poželjnije najviše 21 mas %, a još poželjnije najviše 20 mas %, poželjno najviše 18,5 mas %, poželjnije najviše 17 mas %, još poželjnije najviše 15 mas %, još poželjnije najviše 12,5 mas %, poželjno najviše 10 mas %, poželjnije najviše 7,5 mas % kalaja. Podnosioci prijave su utvrdili da je povoljno ograničiti prisustvo kalaja u prvoj razblaženoj kompoziciji metala bakra ispod propisanih granica, jer se time ostavlja prostor za prisustvo bakra i/ili olova. Prednosti sadržaja bakra iznad određenih granica opisane su na drugom mestu u ovom dokumentu. Više olova donosi i druge prednosti koje su opisane na drugom mestu u ovom istom dokumentu.

[0052] U jednom tehničkom rešenju, prva razblažena kompozicija metala bakra sadrži najmanje 3,0 mas % olova, poželjno najmanje 4,0 mas %, poželjnije najmanje 5,0 mas %, još poželjnije najmanje 6,0 mas %, poželjno najmanje 7,0 mas %, poželjnije najmanje 8,0 mas %, još poželjnije najmanje 9,0 mas %, poželjno najmanje 10,0 mas %, poželjnije najmanje 11,0 mas % olova. Podnosioci prijave su dalje otkrili da više olova u prvoj razblaženoj kompoziciji metala bakra donosi prednost u tome što poboljšava fizičko odvajanje faze metala od faze šljake u koraku procesa koji vodi do prve razblažene kompozicije metala bakra. Podnosioci prijave su dalje otkrili da veći sadržaj olova u prvoj razblaženoj kompoziciji metala bakra u ravnoteži, takođe, dovodi do više olova u fazi šljake koja je u ravnoteži sa njom. Iz ove faze šljake će nastati prvi nusproizvod sirovog lemnog metala. Više olova u ovoj fazi šljake tako rezultira većom količinom olova koja može naći svoj put u prvi sirovi nusproizvod lemnog metala u procesu. Više olova u ovom prvom sirovom nusproizvodu lemnog metala donosi prednosti procesa nizvodno, kada se prvi sirovi nusproizvod lemnog metala podvrgne koracima rafinacije, kao što je potrebno kada je prvi sirovi nusproizvod lemnog metala sirovina za dobijanje kalajnih i/ili olovnih prvoklasnih proizvoda veće čistoće, npr. vakuumskom destilacijom. Podnosioci prijave su, takođe, otkrili da veće prisustvo olova može doneti prednosti prerade, kao što je spremnije odvajanje faza, u različitim koracima koji se mogu izvoditi kao deo konverzije prvog sirovog nusproizvoda lemnog metala u kalajne i/ili olovne prvoklasne proizvode veće čistoće.

[0053] U jednom tehničkom rešenju, prva razblažena kompozicija metala bakra sadrži najviše 14 mas % olova, poželjno najviše 13 mas %, poželjnije najviše 12 mas %, još poželjnije najviše 11 mas %, a još poželjnije najviše 10,0 mas %, poželjno najviše 9,5 mas %, poželjnije najviše 9,0 mas %, još poželjnije najviše 8,5 mas %, još poželjnije najviše 8,0 mas %, poželjno najviše 7,5 mas %, poželjnije najviše 7,0 mas % dovesti. Podnosioci prijave su utvrdili da je korisno ograničiti prisustvo olova u prvoj razblaženoj kompoziciji metala bakra ispod propisanih granica, jer se time ostavlja prostor za prisustvo bakra i/ili kalaja. Prednosti sadržaja bakra iznad određenih granica opisane su na drugom mestu u ovom dokumentu. Više kalaja donosi i druge prednosti koje su opisane na drugom mestu u ovom istom dokumentu.

[0054] U jednom tehničkom rešenju, razblažena kompozicija metala bakra sadrži najviše 2,5 mas % gvožđa, poželjno najviše 2,0 mas %, poželjnije najviše 1,5 mas %, još poželjnije najviše 1,0 mas %, a još poželjnije najviše 0,8 mas % , poželjno najviše 0,60 mas %, poželjnije najviše 0,50 mas %, još poželjnije najviše 0,40 mas %, još poželjnije najviše 0,30 mas %, poželjno najviše 0,25 mas %, poželjnije najviše 0,20 mas %, čak poželjnije najviše 0,10 mas %, još poželjnije najviše 0,05 mas % gvožđa.

[0055] U jednom tehničkom rešenju, razblažena kompozicija metala bakra sadrži najviše 3,0 mas % cinka, poželjno najviše 2,5 mas %, poželjnije najviše 2,0 mas %, još poželjnije najviše 1,5 mas %, još poželjnije najviše 1,0 mas % , poželjno najviše 0,05 mas % cinka.

[0056] U jednom tehničkom rešenju, razblažena kompozicija metala bakra sadrži najviše 1,5 mas % antimona, poželjno najviše 1,25 mas %, poželjnije najviše 1,00 mas %, još poželjnije najviše 0,75 mas %, još poželjnije najviše 0,50 mas % , poželjno najviše 0,30 mas %, poželjnije najviše 0,20 mas % antimona.

[0057] U jednom tehničkom rešenju, razblažena kompozicija metala bakra sadrži najviše 15 mas % nikla, poželjno najviše 14,0 mas %, poželjnije najviše 13,0 mas %, još poželjnije najviše 12,0 mas %, još poželjnije najviše 11,0 mas % , poželjno najviše 10,0 mas %, poželjnije najviše 9,0 mas %, još poželjnije najviše 8,0 mas %, još poželjnije najviše 7,0 mas % nikla.

[0058] U jednom tehničkom rešenju, razblažena kompozicija metala bakra sadrži najviše 0,30 mas % srebra, poželjno najviše 0,27 mas %, poželjnije najviše 0,25 mas %, još poželjnije najviše 0,20 mas %, još poželjnije najviše 0,15 mas % od srebra.

[0059] U jednom tehničkom rešenju, razblažena kompozicija metala bakra sadrži najviše 0,1 mas % bizmuta, poželjno najviše 0,10 mas %, poželjnije najviše 0,09 mas %, još poželjnije najviše 0,08 mas %, još poželjnije najviše 0,07 mas % , poželjno najviše 0,06 mas %, poželjnije najviše 0,05 mas %, još poželjnije najviše 0,04 mas %, još poželjnije najviše 0,03 mas %, poželjno najviše 0,02 mas %, poželjnije najviše 0,01 mas %, čak poželjnije najviše 0,005 mas % bizmuta.

[0060] U jednom tehničkom rešenju, razblažena kompozicija metala bakra sadrži najviše 0,15 mas % arsena, poželjno najviše 0,10 mas %, poželjnije najviše 0,08 mas %, još poželjnije najviše 0,06 mas %, još poželjnije najviše 0,05 mas % od arsena.

[0061] U jednom tehničkom rešenju, razblažena kompozicija metala bakra sadrži najviše 1,0 mas % sumpora, poželjno najviše 1,00 mas %, poželjnije najviše 0,90 mas %, još poželjnije najviše 0,80 mas %, još poželjnije najviše 0,70 mas % , poželjno najviše 0,60 mas %, poželjnije najviše 0,50 mas %, još poželjnije najviše 0,40 mas %, još poželjnije najviše 0,30 mas %, poželjno najviše 0,25 mas %, poželjnije najviše 0,20 mas %, još poželjnije najviše 0,15 mas %, i još poželjnije najviše 0,10 mas %, poželjno najviše 0,05 mas % sumpora.

[0062] Podnosioci prijave više vole da imaju koncentraciju metala gvožđa, cinka, antimona, nikla, srebra, bizmuta i arsena i elementa sumpora, u razblaženoj kompoziciji metala bakra, nezavisno jedan od drugog i svakog pojedinačno, kako bi bili u skladu sa gornjim granicama kako je gore navedeno. Ovo donosi prednost u tome što je dalja obrada razblažene kompozicije metala bakra olakšana i nailazi na manje operativnih problema, manje problema sa odlaganjem, postižu se jasnija odvajanja i može se učiniti jednostavnijom, a time i manje složenom. Manje sumpora, takođe, može doneti manje problema sa emisijom izduvnih gasova. Manje antimona i/ili manje arsena, takođe, može doneti manje briga oko bezbednosti, jer u određenim procesnim fazama ovi metali mogu stvoriti rizik za stvaranje veoma toksičnih gasova stibina (SbH3) ili arsina (AsH3). Gvožđe može predstavljati opasnost od eksplozije kada se rastopljena tečnost koja sadrži FeO gasi direktnim kontaktom sa vodom.

[0063] U jednom tehničkom rešenju, razblažena kompozicija metala bakra sadrži najmanje 3,0 mas % nikla, poželjno najmanje 4,0 mas %, poželjnije najmanje 5,0 mas %, još poželjnije najmanje 6,0 mas %, a još poželjnije najmanje 7,0 mas % , poželjno najmanje 8,0 mas %, poželjnije najmanje 9,0 mas %, još poželjnije najmanje 10,0 mas %, još poželjnije najmanje 11,0 mas % nikla. Podnosioci prijave su otkrili da razblažena kompozicija metala bakra omogućava da se ovim putem ukloni više nikla iz procesa. Ovo donosi prednosti da (i) manje nikla mora da nađe svoj izlaz preko drugih primarnih proizvoda, kao što je bakar visoke čistoće koji može biti izveden iz obogaćene faze metala bakra dobijene iz koraka b) ili h) uvedenih u nastavku teksta, ili kao što je tok sirovog lema koji može biti izveden iz prve šljake rafinacije lema dobijene iz koraka d), i (ii) da se više nikla može dozvoliti kao deo crnog bakra obezbeđenog u koraku a) bez povećanja problema koje donosi nikl kada je prisutan u jednom od primarnih proizvoda procesa: visokokvalitetnom bakru i sirovom lemu. Ova prednost (ii) donosi dodatnu prednost da procesni koraci koji se koriste za obezbeđivanje crnog bakra kao deo koraka a) mogu prihvatiti sirovine koje sadrže više nikla i koje mogu, zbog ovog povećanog sadržaja nikla, biti u većoj količini dostupne i /ili pod privlačnijim ekonomskim uslovima.

[0064] U jednom tehničkom rešenju, proces prema predmetnom pronalasku obuhvata dodavanje sveže sirovine u punjenje peći iz koraka d). Podnosioci prijave su otkrili da je korak d) veoma pogodan za dobijanje vrednih metala iz njihovih oksida. Bakar, kalaj i/ili olovo koji se dodaju kao deo sveže sirovine u koraku d) u oksidnom obliku mogu se lako dobiti kao elementarni metal u fazama metala formiranim u koraku d) i/ili u narednim koracima e) ili f) uvedenim u daljem tekstu u ovom dokumentu, pod odgovarajućim uslovima procesa. Podnosioci prijave su utvrdili da je korak d) stoga pogodan za reciklažu, npr. količine krajnje šljake koja sadrži određene metale iznad poželjnih nivoa, a samim tim i ekonomski ili ekološki manje pogodne za odlaganje, ili količine slojeva šljake koji su se skupili kao kora koja može narasti u unutrašnjosti kontejnera koji se koriste za transport rastopljene šljake iz jednog procesa ka drugom. Podnosioci prijave su otkrili da dodavanje takvih materijala kao što je sveža dopuna u koraku d) omogućava bolji dobijanje vrednih metala u njima.

[0065] U jednom tehničkom rešenju procesa prema predmetnom pronalasku, prva šljaka rafinacije lema sadrži najviše 10,0 mas % bakra, poželjno najviše 9,0 mas %, poželjnije najviše 8,0 mas %, još poželjnije najviše 7,0 mas %, još poželjnije najviše 6,0 mas % bakra, poželjno najviše 5,5 mas %, poželjnije najviše 5,0 mas %, još poželjnije najviše 4,5 mas %, poželjno najviše 4,0 mas %, poželjnije najviše 3,5 mas %, još poželjnije najviše 3,0 mas %, poželjno najviše 2,5 mas %, poželjnije najviše 2,0 mas %, još poželjnije najviše 1,5 mas % bakra, i opciono najmanje 0,1 mas %, poželjno najmanje 0,5%, više poželjno najmanje 1,0 mas % bakra. Podnosioci prijave su otkrili da usklađenost sa gornjom granicom donosi prednost ekonomičnijeg i možda čak i jednostavnijeg daljeg prečišćavanja sirovog toka lema koji se može dobiti nizvodno iz šljake prve rafinacije lema.

[0066] Podnosioci prijave su otkrili da manje bakra u šljaci rafinacije prvog lema, takođe, smanjuje sadržaj bakra u prvoj kompoziciji sirovog lemnog metala dobijenoj u koraku e), koraku koji je uveden dalje u nastavku u ovom dokumentu, jer se bakar obično takođe smanjuje u koraku e) i većina bakra završava kao deo dobijenog prvog sirovog lemnog metala. Prva kompozicija sirovog lemnog metala obično treba da se podvrgne daljim koracima prečišćavanja kako bi se smanjilo prisustvo drugih metala osim kalaja, olova i antimona u kompoziciji sirovog lemnog metala, npr. pre nego što ova kompozicija sirovog lemnog metala postane pogodna za dobijanje proizvoda od kalaja i/ili olova visoke čistoće. Ovo uključuje uklanjanje bakra. Takav tretman može npr. biti sa silicijumom kao što je opisano u DE 102012005401 A1. Silicijum metal je prilično skupa procesna hemikalija, a tretman rezultira stvaranjem silicijumskog jedinjenja zagađujućeg metala kao nusproizvoda koji treba da se preradi ili odloži. Bakar uvučen u prvi sirovi lemni metal tako uzrokuje povećanje potrošnje silicijuma u takvom koraku prečišćavanja. Zbog toga je korisno ograničiti bakar u prvoj šljaci rafinacije lema.

[0067] Poželjno, prva šljaka rafinacije lema sadrži najmanje 1,0 mas % bakra, poželjnije najmanje 1,5 mas %, još poželjnije najmanje 2,0 mas %, poželjno najmanje 2,5 mas %, poželjnije najmanje 3,0 mas %, još poželjnije najmanje 3,5 mas % bakra.

[0068] Podnosioci prijave su, takođe, otkrili da je korisno tolerisati malo bakra u šljaci prve rafinacije lema i ostati iznad donje granice kako je navedeno. Podnosioci prijave su utvrdili da je to u korist koraka procesa uzvodno, kao i u korist sirovina koje ovi koraci procesa uzvodno mogu da prihvate. Na ovim nivoima, veće prisustvo bakra obično znači i veće prisustvo kalaja i/ili olova, što može biti veoma korisno. Obe tehničke prednosti predstavljaju prednosti koje balansiraju opterećenje koje donosi prisustvo bakra u prvoj šljaci rafinacije lema, i kao rezultat toga, prisustvo bakra u prvoj kompoziciji sirovog lemnog metala.

[0069] U jednom tehničkom rešenju procesa prema predmetnom pronalasku, prva kompozicija metala sa visokim sadržajem bakra sadrži najviše 6,0 mas % zajedno kalaja i olova, poželjno najviše 5,0 mas %, poželjnije najviše 4,50 mas %, još poželjnije najviše 4,00 mas %, poželjno najviše 3,75 mas %, poželjnije najviše 3,50 mas % i opciono najmanje 0,1 mas %, poželjno najmanje 0,5 mas %, poželjnije najmanje 1,00 mas % Podnosioci prijave preferiraju da ograniče prisustvo kalaja i olova zajedno u prvoj kompoziciji metala sa visokim sadržajem bakra na ispod navedene granice jer to olakšava dalju obradu prve kompozicije metala sa visokim sadržajem bakra za dobijanje vrednih metala u njoj. Kao što je već gore navedeno, dobijanje bakra iz ovog toka obično obuhvata korak elektrorafinacije bakra kao poslednji korak. Elektrorafinacija bakra je veoma osetljiva na prisustvo drugih metala osim bakra. Usklađenost sa gornjom granicom koja je specificirana za kalaj i olovo zajedno stoga smanjuje potrebu i opterećenje za rafinisanjem prve kompozicije metala sa visokim sadržajem bakra kako bi se dobio tok koji je pogodan za takvu elektrorafinaciju bakra.

[0070] Podnosioci prijave, takođe, vole da ispoštuju donju granicu koja je navedena za kalaj i olovo zajedno, jer to omogućava da ima više kalaja i/ili olova u trećoj šljaci rafinacije lema koja je na kraju koraka I) u ravnoteži sa prvom kompozicijom sa visokim sadržajem bakra. Veće prisustvo kalaja i/ili olova u trećoj šljaci rafinacije lema stoga čini ovaj tok pogodnijom za dobijanje sirovog lemnog proizvoda iz njega, poželjno nakon što se iz njega prvo ukloni veći deo bakra i/ili nikla.

[0071] Podnosioci prijave su otkrili da se prva kompozicija metala sa visokim sadržajem bakra koja je povučena iz procesa može dalje obraditi za dobijanje bakra i/ili nikla koji se u njoj nalazi na način koji je poznat u tehnici, ili ukoliko je moguće na način opisan u patentnoj prijavi koja je u proceduri EP-A-18172598.7 podnetoj 16. maja 2018. i nosi naziv „Improvement in Copper Electrorefining”.

[0072] Podnosioci prijave su otkrili da se prva kompozicija metala sa visokim sadržajem bakra, kao što je proizvedena postupkom prema predmetnom pronalasku, može prikladno koristiti kao sirovina za dalji tretman prečišćavanja, kao što je korak elektrorafinacije, i to uprkos prisustvu drugih metala osim bakra, korak elektrolize se može izvesti tako da su ovi metali sasvim prihvatljivi na nivoima koji su znatno iznad konvencionalnog shvatanja. Ovi drugi metali mogu biti sakupljeni u nusproizvodu anodne sluzi od elektrolize i/ili se može dozvoliti da se koncentrišu u elektrolitu. Na ovaj način, prvi proizvod sa visokom količinom metala bakra iz procesa nudi izlaz za ove metale iz procesa. Ovo donosi prednost da ceo proces može lako prihvatiti sirovine koje sadrže nivoe metala kao što su Ni, As, Bi, Sb koji mogu biti manje poželjni i možda čak neprihvatljivi u drugim procesima poznatim u tehnici, i koje sirovine mogu biti stoga dostupne po povoljnijim uslovima. Dalja prednost je u tome što dalja obrada prve kompozicije metala sa visokim sadržajem bakra može ponuditi tokove nusproizvoda koji su pogodni i možda čak i povoljno koncentrisani kao sirovina za dobijanje najmanje jednog od ovih drugih metala, npr. kako je opisano u patentnoj prijavi koja je u proceduri EP-A-18172598.7 podnetoj 16. maja 2018.

[0073] Podnosioci prijave stoga preferiraju da se prva kompozicija metala sa visokim sadržajem bakra koja je dostupna postupkom u skladu sa predmetnim pronalaskom izliva u anode. Podnosioci prijave radije to izvode u anodnoj peći, gde se kompozicija metala dovede do željene temperature za livenje. Pre uvođenja kompozicije metala u peć, podnosioci prijave preferiraju da unesu u peć najmanje jedno redukciono sredstvo, poželjno čvrsto redukciono sredstvo. Podnosioci prijave su otkrili da redukciono sredstvo pomaže u smanjenju svih oksida i/ili šljake koji su možda ostali u peći iz prethodnog procesa i/ili koji se mogu formirati tokom ili nakon ubacivanja u peć prve kompozicije metala sa visokim sadržajem bakra zbog mogućeg kontakta sa vazduhom. Podnosioci prijave više vole da koriste najmanje jedno redukciono sredstvo koje dovodi do redukcije ciljnih/vrednih metala u njihov elementarni oblik metala i koji oksidiše elemente sa većim afinitetom za kiseonik u fazu šljake koja formira zaštitni sloj na vrhu faze tečnog metala. Podnosioci prijave dalje preferiraju upotrebu redukcionog sredstva koje dovodi do formiranja faze šljake niskog viskoziteta sa niskim prianjanjem na dno i/ili zidove peći kako bi se izbeglo blokiranje slavinskih otvora. Podnosioci prijave, takođe, mogu koristiti kombinaciju metalnog gvožđa i silicijuma za ovu svrhu. Njihovo dodavanje i oksidacija dovodi do redukcije oksida metala koji imaju manji afinitet prema kiseoniku na njihov elementarni oblik metala, zajedno sa formiranjem fajalit šljake koja je veoma fluidna u datim uslovima procesa i lako formira zaštitni sloj na vrhu rastopljenog metala ispod. Ovo poslednje je veoma korisno kada anodna peć mora da čeka na dopunu prve kompozicije metala sa visokim sadržajem bakra iz koraka I). Može se obezbediti dodatno mešanje za podsticanje formiranja šljake, npr. tokom ovog vremena čekanja, ubrizgavanjem gasovitog izvora kao što je prirodni gas, ako je potrebno u kombinaciji sa ubrizgavanjem vazduha i/ili kiseonika.

[0074] Podnosioci prijave su utvrdili da je pogodno redukciono sredstvo takozvana „kuprofaza”, odnosno posebna faza lakša od rastopljenog metala koji se može dobiti, obično kao prvi nusproizvod daljom preradom prve i/ili druge kompozicije sirovog lemnog metala, u kojoj se nečistoće kao što su Cu, Ni i/ili Fe uklanjaju reakcijom sa elementarnim silicijumom i/ili aluminijumom da bi se formirao odgovarajući silicid i/ili aluminid, korak procesa se može nazvati „kupro” proces i to je detaljnije opisano u predmetnoj prijavi patenta sa zastupničkom evidencijom PAT2524708PC00 na osnovu prijave patenta EP-A-17207365.2, podnete 14. decembra 2017. u ime Metallo Belgium, sa naslovom „Improved Solder Production Process”. Ovi proizvodi reakcije su intermetalna jedinjenja koja izlaze iz rastvora i formiraju koru. Dalja jedinjenja u ovoj kori su obično, takođe, intermetalna jedinjenja nastala između Cu i Sn. Podnosioci prijave više vole da „isperu” ovu takozvanu „kupro fazu” sa rastopljenim Pb, poželjno više puta i u prisustvu viška silicijuma, kako bi razbili Cu/Sn intermetalno jedinjenje, zatim vezali Cu u više silicida i povratili Sn u rastopljenoj fazi metala Pb koja se koristi za pranje. Prilikom ovog „pranja” i lem zahvaćen „kupro fazom”, npr. u obliku kapljica, takođe se može dobiti kao deo faze rastopljenog metala Pb. Podnosioci prijave su otkrili da je ova isprana „kupro faza” veoma pogodna kao redukciono sredstvo u anodnoj peći za livenje anoda iz prve kompozicije metala sa visokim sadržajem bakra, koja ima visok sadržaj bakra, ali takođe sadrži iznad uobičajenih nivoa metalne nečistoće, posebno Ni, As, Bi i/ili Sb. Podnosioci prijave su otkrili da je ova „kupro faza” sposobna da deluje kao redukciono sredstvo koje može da dovede do formiranja faze šljake niskog viskoziteta sa niskim prianjanjem na dno i/ili zidove peći, sa prednošću smanjenog rizika od začepljenja otvora peći. Pored toga, faza šljake formira zaštitni sloj na vrhu tečne faze metala ispod. Ako je potrebno, može se dodati dodatno gvožđe (Fe) kako bi se osiguralo da je formirana šljaka prvenstveno fajalit šljaka.

[0075] U anodne peći, podnosioci prijave preferiraju da dodaju najmanje jedan fluksni materijal kada je to potrebno. Ovaj fluksni materijal može biti koristan jer može povećati fluidnost šljake u peći, a kao stvaralac šljake može obezbediti veću zapreminu tečne faze koja može da primi materijal koji je nerastvorljiv u fazi rastopljenog metala i koji inače može da srasta za zidove peći. Podnosioci prijave preferiraju da koriste natrijum silikat, kao što je staklo, za ovu svrhu. Podnosioci prijave, takođe, preferiraju da recikliraju u anodnu peć u ovoj fazi istrošene anode iz nizvodne operacije elektrorafinacije, npr. kako je opisano u patentnoj prijavi koja je u postupku EP-A-18172598.7 podnetoj 16. maja 2018.

[0076] Podnosioci prijave preferiraju da obezbede dodatni korak obrade pre livenja anode kako bi se dodatno smanjio sadržaj kiseonika u fazi metala koja se izliva. Podnosioci prijave više vole da smanje sadržaj kiseonika u kompoziciji metala pomoću koraka procesa poznatog kao „polovanje“ (eng. „poling”). U koraku polovanja, kompozicija rastopljenog tečnog metala dolazi u kontakt sa izvorom ugljenika. Ugljenik reaguje sa kiseonikom u kompoziciji rastopljenog tečnog metala i formira ugljenik-okside, CO CO2, gasove koji izlaze iz kompozicije rastopljenog tečnog metala i formiraju redukcionu atmosferu iznad kupatila sa rastopljenim tečnim metalom. Izvor ugljenika može biti bilo koji pogodan materijal koji sadrži ugljenik, kao što je bilo koji ugljovodonik kao što je prirodni gas ili tečnost ugljovodonika, čađa, drveni ugalj, ugalj, bilo koji organski materijal, uključujući drvo. Podnosioci prijave radije koriste prirodni gas zbog njegove pogodnosti. Zahvaljujući radnim uslovima u kojima je kompozicija metala rastopljena i tečna, lako je stvoriti intenzivan kontakt i ugljenik u izvoru ugljenika lako reaguje sa kiseonikom prisutnim u kompoziciji (vezanim i/ili rastvorenim) da bi formirao okside ugljenika (CO ili ugljen-dioksid) koji izlaze kao gas iz kompozicije rastopljenog tečnog metala, ostavljajući metal koji je bio vezan za kiseonik u svom elementarnom obliku. Polovanje se poželjno izvoditi na temperaturi od najmanje 1150°C, tako da rastopljeno tečno kupatilo postaje visoko fluidno, a svaka šljaka se poželjno prvo ukloni iz kupatila sa rastopljenim tečnim metalom. Poželjno je da se otpadni gas iz koraka polovanja podvrgne koraku naknadnog sagorevanja da bi se ugljen monoksid pretvorio u ugljen-dioksid pre njegovog uklanjanja iz procesa. Podnosioci prijave su otkrili da je prilično zgodno pravilno dozirati izvor ugljenika kako bi se sadržaj kiseonika sveo u raspon koji je poželjan za kompoziciju anodnog metala kao deo procesa prema predmetnom pronalasku.

[0077] Poželjno je da je anodna peć cilindrična rotaciona peć, a tokom ispitivanja, podnosioci prijave preferiraju da obezbede izduvni kanal guščjeg vrata između peći i naknadnog sagorevanja, sa svojim otvorom u liniji sa rotirajućom osom peći, kako bi se omogućilo kontinuirano uklanjanje izduvnih gasova u svakom položaju peći. Guščji vrat je neka vrsta sifonskog sistema koji omogućava da otpadni gas, ali ne i uvučene tečnosti, uđe u izduvni sistem otpadnih gasova, i koji čini sakupljanje otpadnih gasova veoma efikasnim.

[0078] U jednom tehničkom rešenju, podnosioci prijave obezbeđuju alternativu za dobijanje prve kompozicije metala sa visokim sadržajem bakra kao toka koji je pogodan za livenje u anode. U ovoj alternativi, u koracima delimične oksidacije b) i h) delimična oksidacija se gura dalje i dodaje se više silicijum dioksida, tako da se većina Pb uklanja iz sekvence koraka rafinacije bakra b) h) + j) kao deo prve i druge šljake rafinacije bakra, zajedno sa većinom Fe i Si. Najmanje jedna od prve i/ili druge šljake rafinacije bakra na taj način poželjno postaje fajalit šljaka, što donosi prednost da se afinitet Pb za kiseonik povećava selektivno u poređenju sa Cu, Ni i Sn, tako da većina Pb može da se selektivnije uklanja iz faza metala u koracima b) i/ili h) i završava u šljaci iz ovih koraka, bez prekomernog uvlačenja drugih metala, posebno Cu, Ni i Sn. Ovaj korak potisne oksidacije može da generiše veliku količinu reakcione toplote, a temperatura istopljenog tečnog kupatila može da se kontroliše dodavanjem čvrstih sirovina koje sadrže Cu, poželjno onih sa visokim sadržajem Ni.

[0079] U koraku j) kao deo ove alternative, faza metala se zatim ponovo podvrgava delimičnoj oksidaciji u prisustvu posebne faze koja ima afinitet za Sn, kao što je sodni pepeo ili kalcijum ferit (CaO.Fe2O3ili Ca(FeO2)2ili CaFe2O4). Podnosioci prijave preferiraju kalcijum ferit jer je ova šljaka manje agresivna prema savremenim vatrostalnim materijalima za oblaganje, a odgovarajuće šljake mogu biti lako dostupne kao nusproizvod čeličane. Podnosioci prijave preferiraju da se feritna šljaka održava na niskom nivou u SiO2, kako bi se izbeglo da bi to narušilo ravnotežu Sn/Ni.

[0080] Ova alternativa za pripremu prve kompozicije metala sa visokim sadržajem bakra za anodno livenje nudi prednost u tome što omogućava veće nivoe zagađivača, kao što su Ni, Sn i/ili Pb u kompoziciji, i na taj način takođe omogućava veće nivoe ovih metala u sirovinama i različite sirovine celokupnog procesa. Njegova loša strana je što zahteva pažljivo i strogo praćenje parametara procesa u različitim koracima procesa, da bi se postigao željeni rezultat.

[0081] U jednom tehničkom rešenju procesa prema predmetnom pronalasku, na kraju koraka I) prva kompozicija metala sa visokim sadržajem bakra se samo delimično uklanja iz peći, a deo ove kompozicije metala se čuva u peći da bi, takođe, postao deo drugog tečnog kupatila. Ovaj deo može predstavljati najmanje 3 mas %, 4 mas % ili 5 mas % od ukupne prve kompozicije metala sa visokim sadržajem bakra prisutne u peći na kraju koraka I), poželjno najmanje 1 0 mas %, poželjnije najmanje 20 mas %, još poželjnije najmanje 30 mas %, još poželjnije najmanje 40 mas % ukupne prve kompozicije metala sa visokim sadržajem bakra prisutne u peći na kraju koraka I). Podnosioci prijave su otkrili da ova količina metala poboljšava rad peći tokom sadašnjeg i najmanje jednog od narednih koraka procesa.

[0082] U jednom tehničkom rešenju procesa prema predmetnom pronalasku, prva šljaka rafinacije lema sadrži najmanje 2,0 mas % kalaja i opciono najviše 20 mas % kalaja. Poželjno, prva šljaka rafinacije lema sadrži najmanje 3,0 mas % kalaja, poželjnije najmanje 3,5 mas %, još poželjnije najmanje 4,0 mas %, poželjno najmanje 4,5 mas %, poželjnije najmanje 5,0 mas %, još poželjnije najmanje 5,5 mas %, poželjno najmanje 6,0 mas %, poželjnije najmanje 6,5 mas %, još poželjnije najmanje 7,0 mas %, poželjno najmanje 7,5 mas %, poželjnije najmanje 8,0 mas %, još poželjnije najmanje 8,5 mas %, poželjno najmanje 9,0 mas %, poželjnije najmanje 9,5 mas %, još poželjnije najmanje 10,0 mas %, poželjno najmanje 10,5 mas %, poželjnije najmanje 11,0 mas % kalaja. Podnosioci prijave su otkrili da što je više kalaja prisutno u prvoj šljaci rafinacije lema, to više kalaja može završiti u prvoj kompoziciji sirovog lemnog metala dobijenoj nizvodno. Pošto je kalaj visoke čistoće komercijalni proizvod koji uživa značajnu ekonomsku premiju, veća količina kalaja u kompoziciji prvog sirovog lemnog metala omogućava veću zapreminu kalaja visoke čistoće koji se iz njega može dobiti.

[0083] Poželjno, prva šljaka rafinacije lema u procesu prema predmetnom pronalasku sadrži najviše 19 mas % kalaja, poželjnije najviše 18 mas %, još poželjnije najviše 17 mas %, poželjno najviše 16 mas %, poželjnije pri najviše 15 mas %, još poželjnije najviše 14 mas %, poželjno najviše 13 mas %, poželjnije najviše 12 mas %, još poželjnije najviše 11 mas % kalaja. Podnosioci prijave su utvrdili da usklađenost sadržaja kalaja sa navedenom gornjom granicom donosi prednost što je ostavljen prostor za druge metale koji mogu doneti prednosti. Posebno prisustvo značajnih količina olova u prvoj šljaci rafinacije lema, čiji veći deo završava u prvoj kompoziciji sirovog lemnog metala, donosi prednost u tome što kompozicija sirovog lemnog metala ima veću gustinu, što je veoma korisno u separaciji gravitacijom lema iz drugih faza kao što je faza šljake ili mase od čvrstih nečistoća, npr. tokom daljeg nizvodnog prečišćavanja kompozicije sirovog lemnog metala.

[0084] U jednom tehničkom rešenju procesa prema predmetnom pronalasku, prva šljaka rafinacije lema sadrži najmanje 9 mas % olova i opciono najviše 30 mas % olova. Poželjno, prva šljaka rafinacije lema sadrži najmanje 10 mas % olova, poželjnije najmanje 11 mas %, još poželjnije najmanje 12 mas %, poželjno najmanje 13 mas %, poželjnije najmanje 14 mas %, još poželjnije najmanje 15 mas %, poželjno najmanje 16 mas %, poželjnije najmanje 17 mas %, još poželjnije najmanje 18 mas % olova. Podnosioci prijave su otkrili da više olova u šljaci prve rafinacije lema donosi više olova u prvoj kompoziciji sirovog lemnog metala. Više olova u ovom prvom sirovom proizvodu od lemnog metala donosi prednosti procesa nizvodno, kada se prvi sirovi proizvod od lemnog metala podvrgne koracima rafiniranja, kao što je potrebno kada je prvi sirovi proizvod od lemnog metala sirovina za dobijanje kalajnih i/ili olovnih primarnih proizvoda veće čistoće, npr.

vakuumskom destilacijom. Podnosioci prijave su, takođe, otkrili da veće prisustvo olova može doneti prednosti prerade, kao što je spremnije odvajanje faza, u različitim koracima koji se mogu izvoditi kao deo konverzije prvog sirovog proizvoda od lemnog metala u kalajne i/ili olovne proizvode veće čistoće.

[0085] Poželjno, prva šljaka rafinacije lema u postupku prema predmetnom pronalasku sadrži najviše 28 mas % olova, poželjnije najviše 26 mas %, još poželjnije najviše 24 mas %, poželjno najviše 23 mas %, poželjnije pri najviše 22 mas %, još poželjnije najviše 21 mas %, poželjno najviše 20 mas %, poželjnije najviše 19 mas %, još poželjnije najviše 18 mas %, poželjno najviše 17 mas %, poželjnije najviše 16 mas % i još poželjnije najviše 15 mas % olova. Podnosioci prijave su utvrdili da je korisno ograničiti prisustvo olova u šljaci prve rafinacije lema u postupku prema predmetnom pronalasku ispod propisanih granica, jer se time ostavlja prostor za prisustvo kalaja. Imati više kalaja donosi prednost da više kalaja može naći svoj put u prvoj kompoziciji sirovog lemnog metala i stoga se iz njega može dobiti konačni proizvod visoke čistoće. Pošto kalaj visoke čistoće ima veliku komercijalnu vrednost, ova tehnička prednost predstavlja i visoku ekonomsku korist.

[0086] U jednom tehničkom rešenju procesa prema predmetnom pronalasku, prva šljaka rafinacije lema sadrži najmanje 12 mas % zajedno kalaja i olova i opciono najviše 50 mas % zajedno kalaja i olova. Poželjno, prva šljaka rafinacije lema sadrži najmanje 13 mas % zajedno kalaja i olova, poželjnije najmanje 14 mas %, još poželjnije najmanje 15 mas %, poželjno najmanje 16 mas %, poželjnije najmanje 17 mas %, još poželjnije najmanje 18 mas %, poželjno najmanje 19 mas %, poželjnije najmanje 20 mas %, još poželjnije najmanje 21 mas %, poželjno najmanje 22 mas %, poželjnije najmanje 23 mas %, još više poželjno najmanje 24 mas %, poželjno najmanje 25 mas %, poželjnije najmanje 26 mas %, još poželjnije najmanje 27 mas %, poželjno najmanje 28 mas %, poželjnije najmanje 29 mas %, još poželjnije na najmanje 30 mas % zajedno kalaja i olova. Podnosioci prijave su otkrili da što je više kalaja i olova prisutno u prvoj šljaci rafinacije lema, to više kalaja i olova može završiti u prvoj sirovoj kompoziciji lemnog metala. Pošto su kalaj i olovo visoke čistoće komercijalni proizvodi koji uživaju značajne ekonomske premije, veća količina kalaja i olova zajedno u prvoj kompoziciji sirovog lemnog metala omogućava veću količinu kalaja visoke čistoće i olova visoke čistoće koje se iz njih može dobiti. Ovo, takođe, donosi prednost da proces prema predmetnom pronalasku može da proizvede više sirovog lema za istu količinu proizvodnje bakra. Sirovi lemni proizvod može dovesti do proizvodnje kalaja veće čistoće i/ili proizvoda olova veće čistoće, odnosno proizvoda koji mogu imati značajnu ekonomsku nadogradnju, posebno ako su kalaj i/ili olovo dobijeni iz mešanih metalnih sirovina, koje su često relativno niže ekonomske vrednosti.

[0087] Poželjno, prva šljaka rafinacije lema u postupku prema predmetnom pronalasku sadrži najviše 45 mas % zajedno kalaja i olova, poželjnije najviše 40 mas %, još poželjnije najviše 39 mas %, poželjno najviše 38 mas %, poželjnije najviše 36 mas %, još poželjnije najviše 34 mas %, poželjno najviše 33 mas %, poželjnije najviše 32 mas %, još poželjnije najviše 31 mas %, poželjno najviše 30 mas %, poželjnije najviše 29 mas %, još poželjnije najviše 28 mas %, poželjno najviše 27 mas %, poželjnije najviše 26 mas %, još poželjnije najviše 24 mas % zajedno kalaja i olova. Podnosioci prijava su utvrdili da je korisno ograničiti prisustvo kalaja i olova zajedno u šljaci rafinacije prvog lema u postupku prema predmetnom pronalasku ispod propisanih granica, jer to omogućava prostor za prisustvo kiseonika i drugih metala koji imaju u uslovima procesa veći afinitet prema kiseoniku od bakra, nikla, kalaja i olova. Ovo posebno važi za metale kao što su gvožđe, aluminijum, natrijum, kalijum, kalcijum i drugi alkalni i zemnoalkalni metali, ali i za druge elemente kao što su silicijum ili fosfor. Ovi elementi koji imaju veći afinitet prema kiseoniku obično završavaju kao deo druge istrošene šljake dobijene iz koraka f), korak koji je uveden dalje u nastavku u ovom dokumentu, što znači da se uklanjaju iz procesa sa odbačenim tokom. Kao rezultat, ovi elementi ne završavaju kao zagađivači u jednom od glavnih metalnih proizvoda iz procesa, što znači da ovi tokovi uživaju veću čistoću u željenim metalima. Veća tolerancija za ove elemente koji imaju veći afinitet prema kiseoniku od bakra, nikla, kalaja i olova, takođe proširuje kriterijume prihvatljivosti za sirovine za proces prema predmetnom pronalasku. Ovim uzvodnim koracima je stoga dozvoljeno da prihvate mnogo više niskokvalitetnih sirovina, koje su u većoj količini dostupne pod ekonomski privlačnijim uslovima.

[0088] U jednom tehničkom rešenju procesa prema predmetnom pronalasku, prva šljaka rafinacije lema sadrži najviše 4,0 mas % i opciono najmanje 0,2 mas % nikla, poželjno najviše 3,5 mas %, poželjnije najviše 3,0 mas %, čak i više poželjno najviše 2,5 mas %, poželjno najviše 2,0 mas %, poželjnije najviše 1,5 mas %, još poželjnije najviše 1,0 mas % nikla. Podnosioci prijave su otkrili da se nikl ponaša veoma slično bakru u koraku e) koji je dalje opisan u nastavku. Prednosti održavanja sadržaja nikla u šljaci prve rafinacije lema u okviru propisanih granica su stoga slične onima opisanim za bakar, ili za bakar i nikl zajedno, na drugim mestima u ovom dokumentu. Poželjno, prva šljaka rafinacije lema sadrži najmanje 0,20 mas % nikla, poželjnije najmanje 0,25 mas %, još poželjnije najmanje 0,30 mas %, poželjno najmanje 0,35 mas %, poželjnije najmanje 0,40 mas %, još poželjnije najmanje 0,45 mas % nikla. Ovo donosi prednost u tome što prethodni procesni koraci iz kojih se dobija prva šljaka rafinacije lema, mogu prihvatiti sirovine koje sadrže nikl. Ove sirovine su zbog svog sadržaja nikla manje prihvatljive u drugim procesima i stoga mogu biti dostupne u većoj količini i pod ekonomski privlačnijim uslovima.

[0089] U jednom tehničkom rešenju procesa prema predmetnom pronalasku, prva šljaka rafinacije lema sadrži najviše 10,0 mas % zajedno bakra i nikla, poželjno najviše 9,0 mas %, poželjnije najviše 8,0 mas %, još poželjnije najviše 7,0 mas %, još poželjnije najviše 6,0 mas %, poželjno najviše 5,5 mas %, poželjnije najviše 5,0 mas %, još poželjnije najviše 4,5 mas %, poželjno najviše 4,0 mas %, poželjnije najviše 3,5 mas %, još poželjnije najviše 3,0 mas % zajedno bakra i nikla. Podnosioci prijave su otkrili da manje količine bakra i/ili nikla u prvoj šljaci rafinacije lema ostavljaju više prostora za metale koji se lakše oksiduju, kao što je gvožđe, koji imaju tendenciju da smanje viskozitet faze šljake, što je korisno za dobar kvaliteta i brzo odvajanje faze metala i faze šljake u peći, posebno kao deo koraka e) koji je dalje opisan u nastavku.

[0090] U jednom tehničkom rešenju procesa prema predmetnom pronalasku, prva šljaka rafinacije lema sadrži najmanje 10 mas % i opciono najviše 30 mas % gvožđa. Poželjno, prva šljaka rafinacije lema sadrži najmanje 11 mas % gvožđa, poželjnije najmanje 12 mas %, još poželjnije najmanje 13 mas %, poželjno najmanje 14 mas %, poželjnije najmanje 15 mas %, još poželjnije najmanje 16 mas %, poželjno najmanje 17 mas %, poželjnije najmanje 18 mas %, još poželjnije najmanje 19 mas %, poželjno najmanje 20 mas %, poželjnije najmanje 21 mas %, još poželjnije najmanje 22 mas % gvožđa. Poželjno, prva šljaka rafinacije lema sadrži najviše 29 mas % gvožđa, poželjnije najviše 28 mas %, još poželjnije najviše 27 mas %, poželjno najviše 26 mas %, poželjnije najviše 25 mas %, još poželjnije najviše 24 mas %, poželjno najviše 23 mas %, poželjnije najviše 22 mas %, još poželjnije najviše 21 tež.%, poželjno najviše 20 tež.% gvožđa. Podnosioci prijave su otkrili da je gvožđe povoljan redukcioni sredstvo za metale koji pod uslovima procesa imaju niži afinitet prema kiseoniku od gvožđa, kao što su bakar, nikl, kalaj i olovo. Podnosioci prijave stoga preferiraju prisustvo gvožđa u prvoj šljaci rafinacije lema u skladu sa navedenim granicama, jer to omogućava da se u prethodnom koraku procesa koriste značajne količine gvožđa kao redukcionog sredstva, što npr. donosi prednost što mnoge korake procesa uzvodno čini energetski efikasnijim. Još jedna prednost je što su i kriterijumi dozvoljenosti za sirovine za ove korake procesa uzvodno manje strogi, pa se na taj način omogućava prihvatanje sirovina koje su dostupnije u većoj količini i pod ekonomski privlačnijim uslovima.

[0091] U jednom tehničkom rešenju procesa prema predmetnom pronalasku, prva šljaka rafinacije lema sadrži najmanje 0,003 mas % antimona, poželjno najmanje 0,004 mas %, poželjnije najmanje 0,005 mas %, još poželjnije najmanje 0,010 mas %, poželjno najmanje 0,015 mas %, poželjnije najmanje 0,020 mas %, još poželjnije najmanje 0.025 mas %, poželjno najmanje 0,030 mas %, i opciono najviše 0,200 mas %, poželjno najviše 0,180 mas %, poželjnije najviše 0,150 mas %, još poželjnije najviše 0,100 mas % antimona, poželjno najviše 0,090 mas %, poželjnije najviše 0,080 mas %, još poželjnije najviše 0,070 mas %, poželjno najviše 0,060 mas %, poželjnije najviše 0,050 mas %, još poželjnije najviše 0,040 mas %, još poželjnije najviše 0,030 mas % antimona. Podnosioci prijave su otkrili da se, takođe, većina antimona kao dela prve šljake rafinacije lema obično redukuje kao deo koraka e) koji je uveden dalje u nastavku u ovom dokumentu, a najveći deo završava kao deo prvog sirovog lemnog metala kompozicija. Podnosioci prijave su dalje otkrili da količina antimona može biti prihvatljiva u koracima procesa koji se izvode na prvoj kompoziciji sirovog lemnog metala, čak i kada oni imaju za cilj dobijanje kalajnih i/ili olovnih primarnih proizvoda visoke čistoće. Podnosioci prijave su otkrili da bi količina antimona mogla biti prihvatljiva, pa čak i poželjna, u nekim od ovih osnovnih proizvoda od metala više čistoće. Podnosioci predstavke su, međutim, otkrili da je sposobnost prihvatanja antimona u ovim nizvodnim procesima ograničena u odnosu na količinu olova koja je prisutna. Podnosioci prijave stoga, takođe, preferiraju da se pridržavaju gornjih granica određenih za antimon kao deo šljake prve rafinacije lema.

[0092] U jednom tehničkom rešenju procesa prema predmetnom pronalasku, prva kompozicija metala na bazi olova i kalaja sadrži bakar u rasponu od 40 mas % do 90 mas %, poželjno najmanje 50 mas %, poželjnije najmanje 55 mas %, čak i poželjnije najmanje 60 mas %, poželjno najmanje 61 mas %, poželjnije najmanje 62 mas %, još poželjnije najmanje 63 mas %, poželjno najmanje 64 mas %, poželjnije najmanje 65 mas %, još poželjnije najmanje 66 mas %,. Podnosioci prijave su otkrili da propisana količina bakra donosi prednost u tome što postoji dovoljno bakra da deluje kao rastvarač za ekstrakciju u prethodnom koraku procesa lemnog metala iz bilo koje supernatantne faze šljake u prvu kompoziciju metala na bazi olova i kalaja, i stoga poboljšava izvlačenje vrednog kalaja i/ili olova iz ove šljake u uzvodnom koraku.

[0093] Podnosioci prijave preferiraju da prva kompozicija metala na bazi olova i kalaja sadrži najviše 85 mas %, poželjno najviše 80 mas %, poželjnije najviše 75 mas %, još poželjnije najviše 70 mas %, poželjno najviše 65 mas % bakar.

[0094] Podnosioci prijave su utvrdili da je gornja granica za bakar u prvoj kompoziciji metala na bazi olova i kalaja, takođe, relevantna jer ostavlja više prostora za preradu više kalaja i/ili olova, od kojih je posebno kalaj metal koji je prilično retko dostupan i stoga često može postići višu ekonomsku vrednost od bakra. Ograničavanje sadržaja bakra i kao rezultat toga prerada više kalaja kao dela prve kompozicije metala na bazi olova i kalaja, i dalje nizvodno u koracima d) i I) može na taj način doneti značajne prednosti operateru procesa jer može omogućiti veću proizvodnju sirovog lema kao nizvodnog derivata procesa, i dalje nizvodno od kalaja veće čistoće i/ili osnovnih proizvoda veće čistoće.

[0095] U jednom tehničkom rešenju procesa prema predmetnom pronalasku, prva kompozicija metala na bazi olova i kalaja sadrži kalaj i olovo zajedno u rasponu od 10,0 mas % do 60 mas %, poželjno najmanje 15 mas %, još poželjnije najmanje 17,5 mas %, poželjno najmanje 18 mas %, poželjnije najmanje 18,5 mas %, još poželjnije najmanje 19 mas %, poželjno najmanje 20 mas %, poželjnije najmanje 22 mas %, još poželjnije najmanje 24 mas %, poželjno najmanje 26 mas % zajedno kalaja i olova, i opciono najviše 50 mas %, poželjno najviše 40 mas %, poželjnije najviše 30 mas % zajedno kalaja i olova. Usklađenost sa donjom granicom za kalaj i olovo zajedno donosi prednost u tome što ceo proces koji obuhvata proces prema predmetnom pronalasku može da proizvede više sirovog lema za istu količinu bakarnog proizvoda. Sirovi lem se kasnije može koristiti za dobijanje kalajnih i/ili olovnih primarnih proizvoda visoke čistoće, koji donose visoku ekonomsku vrednost kada se dobijaju od mešanih metalnih sirovina koje, takođe, sadrže bakar. Više kalaja i/ili olova u prvoj kompoziciji metala na bazi olova i kalaja stoga predstavlja značajnu potencijalnu ekonomsku korist za operatera.

[0096] U jednom tehničkom rešenju procesa prema predmetnom pronalasku, prva kompozicija metala na bazi olova i kalaja sadrži kalaj i olovo zajedno u opsegu od 5,0 mas % do 60 mas %, poželjno najmanje 10 mas %, poželjnije najmanje 15 mas %, još poželjnije najmanje 17,5 mas %, poželjno najmanje 18 mas %, poželjnije najmanje 18.5 mas %, još poželjnije najmanje 19 mas %, poželjno najmanje 20 mas %, poželjnije najmanje 22 mas %, još poželjnije najmanje 24 mas %, poželjno najmanje 26 mas % zajedno kalaja i olova, i opciono najviše 50 mas %, poželjno najviše 40 mas %, poželjnije najviše 30 mas % zajedno kalaja i olova. Usklađenost sa donjom granicom za kalaj i olovo zajedno donosi prednost u tome što ceo proces koji obuhvata proces prema ovom pronalasku može da proizvede više sirovog lema za istu količinu bakarnog proizvoda. Sirovi lem se kasnije može koristiti za dobijanje primarnih proizvoda od kalaja i/ili olova visoke čistoće, koji donose visoku ekonomsku nadogradnju kada se dobijaju od mešanih metalnih sirovina koje takođe sadrže bakar. Više kalaja i/ili olova u prvoj kompoziciji metala na bazi olova i kalaja stoga predstavlja značajnu potencijalnu ekonomsku korist za operatera.

[0097] Usklađenost sa gornjom granicom za kalaj i olovo zajedno donosi prednost da se više bakra može dozvoliti u prvoj kompoziciji metala na bazi olova i kalaja. U uslovima procesa, prisustvo bakra, u određenim granicama, donosi prednost delovanja kao sredstva za ekstrakciju kalaja i/ili olova i stoga poboljšava razdvajanje u koraku d) između bakra i nikla s jedne strane u prvoj razblaženoj kompoziciji metala bakra i sa druge strane kalaj i olovo u prvoj šljaci rafinacije lema, ali i u uzvodnom koraku gde se formira prva kompozicija metala na bazi olova i kalaja i nalazi se u ravnoteži sa fazom šljake supernatanta.

[0098] U jednom tehničkom rešenju procesa prema ovom pronalasku, prva kompozicija metala na bazi olova-kalaja sadrži kalaj u opsegu od 8,0 mas % do 30 mas %, poželjno najmanje 9,0 mas %, poželjnije najmanje 9,50 mas %, čak poželjnije najmanje 10,0 mas %, poželjno najmanje 11,0 mas % kalaja. Više kalaja u prvoj kompoziciji metala na bazi olova i kalaja donosi prednost u tome što više kalaja može naći svoj put u prvu šljaku za rafinaciju lema i/ili u treću šljaku za rafinaciju lema, i dalje nizvodno u bilo kom sirovom lemnom proizvodu koji se može dobiti kao derivat postupka prema ovom pronalasku. Kalaj je metal koji je prilično retko dostupan i stoga često može postići veću ekonomsku nadogradnju od bakra i/ili olova. Prerada više kalaja kao dela prve kompozicije metala na bazi olova i kalaja, i dalje nizvodno u koracima d) i l) može na taj način doneti značajne prednosti operateru procesa.

[0099] U jednom tehničkom rešenju procesa prema predmetnom pronalasku, prva kompozicija metala na bazi olova i kalaja sadrži kalaj u rasponu od 2,0 mas % do 30 mas %, poželjno najmanje 4,0 mas %, poželjnije najmanje 6,0 mas %, čak poželjnije najmanje 8,0 mas %, poželjno najmanje 9,0 mas %, poželjnije najmanje 9,50 mas %, još poželjnije najmanje 10,0 mas %, poželjno najmanje 11,0 mas % kalaja. Više kalaja u prvoj kompoziciji metala na bazi olova i kalaja donosi prednost u tome što više kalaja može da nađe svoj put u prvu šljaku rafinacije lema i/ili u treću šljaku rafinacije lema, i dalje nizvodno u bilo kom sirovom proizvodu lema koji se može dobiti kao derivat postupka prema predmetnom pronalasku. Kalaj je metal koji je prilično retko dostupan i stoga često može postići veću ekonomsku vrednost od bakra i/ili olova. Obrada više kalaja kao dela prve kompozicije metala na bazi olova i kalaja i dalje nizvodno u koracima d) i l) može na taj način doneti značajne prednosti operateru procesa.

[0100] Imati više kalaja u prvoj kompoziciji metala na bazi olova i kalaja, takođe, donosi prednost u tome što prethodni procesni koraci iz kojih se dobija prva kompozicija metala na bazi olova i kalaja mogu prihvatiti sirovine koje sadrže više kalaja, zajedno sa drugim elementima ili metalima kao što je bakar i/ili olovo. Ovo proširuje kriterijume prihvatljivosti sirovina za te korake procesa uzvodno, koji kao rezultat mogu uključiti sirovine koje sadrže značajne količine kalaja zajedno sa drugim određenim metalom od interesa. Takve složenije sirovine mogu se suočiti sa poteškoćama u pronalaženju vrednije upotrebe i stoga mogu biti dostupne u relativno važnim količinama i pod ekonomski privlačnijim uslovima. Povećano prihvatanje sirovina koje sadrže više kalaja može stoga predstavljati prednost za operatera.

[0101] U jednom tehničkom rešenju procesa prema predmetnom pronalasku, prva kompozicija metala na bazi olova i kalaja sadrži olovo u rasponu od 3,0 mas % do 40 mas %, poželjno najmanje 5,0 mas %, poželjnije najmanje 6,0 mas %, čak i poželjnije najmanje 8,0 mas %, poželjno najmanje 9,0 mas %, poželjnije najmanje 9,50 mas %, još poželjnije najmanje 10,0 mas %, poželjno najmanje 11,0 mas %, poželjnije najmanje 12,0 mas %, još poželjnije najmanje 13,0 mas % olova. Više olova u prvoj kompoziciji metala na bazi olova i kalaja donosi prednost u tome što više olova može pronaći svoj put u prvu šljaku rafinacije lema i/ili u treću šljaku rafinacije lema, i dalje nizvodno u bilo kom sirovom proizvodu lema koji se može dobiti kao derivat postupka prema predmetnom pronalasku. Olovo je metal velike gustine, mnogo veće od ostalih metala, a olovo doprinosi ovoj osobini smešama čiji je deo. U svakom koraku gde težu fazu tečnog metala treba odvojiti od lakše faze šljake sa kojom je došla u ravnotežu nakon što su se odigrale hemijske reakcije, prisustvo olova u fazi metala povećava gustinu faze metala, a time i razliku u gustini između faze šljake i faze metala. Prisustvo olova stoga olakšava brzo i jasno razdvajanje dve tečne faze. Isti efekti bržih i jasnijih odvajanja mogu se postići prisustvom olova u procesima koji se nastavljaju nizvodno, npr. koracima procesa gde se tok sirovog lema rafiniše stvaranjem mase od čvrstih nečistoća manje gustine, verovatno kao rezultat hemijskih reakcija. Prerada više olova kao dela prve kompozicije metala na bazi olova i kalaja, i dalje nizvodno u koracima d) i I) može na taj način doneti značajne prednosti operateru procesa.

[0102] Imati više olova u prvoj kompoziciji metala na bazi olova i kalaja, takođe, donosi prednost u tome što prethodni procesni koraci iz kojih se dobija prva kompozicija metala na bazi olova i kalaja mogu prihvatiti sirovine koje sadrže više olova, zajedno sa drugim elementima ili metalima kao što je bakar i/ili kalaj. Ovo proširuje kriterijume prihvatljivosti sirovina za te korake procesa uzvodno, što kao rezultat može uključivati sirovine koje sadrže značajne količine olova zajedno sa drugim određenim metalom od interesa. Takve složenije sirovine mogu se suočiti sa poteškoćama u pronalaženju vrednije upotrebe i stoga mogu biti dostupne u relativno važnim količinama i pod ekonomski privlačnijim uslovima. Povećano prihvatanje sirovina koje sadrže više olova može stoga predstavljati prednost za operatera.

[0103] U jednom tehničkom rešenju procesa prema predmetnom pronalasku, prva kompozicija metala sa visokim sadržajem bakra sadrži najmanje 70 mas % bakra, poželjno najmanje 75 mas %, poželjnije najmanje 80 mas %, još poželjnije najmanje 85 mas %, poželjno najmanje 87,5 mas %, poželjnije najmanje 90,0 mas %, još poželjnije najmanje 91,0 mas %, poželjno najmanje 92,0 mas %, poželjnije najmanje 93,0 mas% bakra. Iz prve kompozicije metala sa visokim sadržajem bakra može se dobiti bakarni proizvod visoke čistoće, obično na kraju kao proizvod koraka elektrorafinacije bakra kao poslednjeg koraka. Ostali metali, uključujući lemne metale kalaj i olovo, su nečistoće koje ometaju proces elektrorafinacije. Uglavnom se bakar selektivno nanosi na katodu. Elektrorafinacija bakra je stoga procesni korak koji je veoma osetljiv na prisustvo drugih metala osim bakra. Stoga je važno maksimizirati prisustvo bakra u prvoj kompoziciji metala sa visokim sadržajem bakra dobijenoj iz koraka l), jer ovo smanjuje i eventualno eliminiše potrebu za daljim rafinisanjem prve kompozicije metala sa visokim sadržajem bakra pre nego što bakar bude dalje prečišćen elektrorafinacijom.

[0104] U jednom tehničkom rešenju procesa prema predmetnom pronalasku, gde treća šljaka rafinacije lema sadrži najmanje 4,0 mas % bakra, poželjno najmanje 5,0 mas %, poželjnije najmanje 5,5 mas %, još poželjnije najmanje 6,0 mas %, poželjno najmanje 6,5 mas %, poželjnije najmanje 7,0 mas %, još poželjnije najmanje 7,5 mas %, poželjno najmanje 8,0 mas %, poželjnije najmanje 8,5 mas % bakra. Treća šljaka rafinacije lema je poželjno na kraju koraka I) postala u ravnoteži sa prvom kompozicijom metala sa visokim sadržajem bakra. Podnosioci prijave preferiraju da koncentracija bakra u trećoj šljaci rafinacije lema bude u skladu sa donjom granicom kao što je specificirano, jer to takođe uzrokuje da prva kompozicija metala sa visokim sadržajem bakra bude bogatija bakrom, a samim tim i siromašnija drugim metalima. Ova veća čistoća prve kompozicije metala sa visokim sadržajem bakra donosi prednosti koje su ovde objašnjene.

[0105] Treća šljaka rafinacije lema je, takođe, veoma pogodna za dobijanje iz nje toka sirovog lema, poželjno za konačno dobijanje iz nje tokova kalaja i/ili olova visoke čistoće koji zahtevaju visoku ekonomsku premiju. Podnosioci prijave su otkrili da je pre nego što se tok sirovog lema može dobiti iz šljake treće rafinacije lema, korisno prvo ukloniti većinu bakra u srednjem koraku. Podnosioci prijave su otkrili da prisustvo značajnih količina bakra u takvom srednjem koraku donosi prednost u tome što je odvajanje na kraju takvog međukoraka znatno poboljšano, kao i dobijanje ravnoteže u kojoj bakar snažno favorizuje da ostane u fazi metala, a samim tim dovodi do faze šljake koja ima relativno nizak i stoga povoljan sadržaj bakra.

[0106] U tehničkom rešenju prema predmetnom pronalasku, proces dalje obuhvata korak od c) delimično redukovanje prve šljake rafinacije bakra čime se formira prva kompozicija metala na bazi olova i kalaja i prva istrošena šljaka, nakon čega sledi odvajanje prve istrošene šljake od prve kompozicije metala na bazi olova i kalaja, prve kompozicije metala na bazi olova i kalaja čineći osnovu za prvo tečno kupatilo.

[0107] Podnosioci prijave su otkrili da šljaka dobijena rafinacijom bakra predstavlja veoma pogodnu sirovinu za dobijanje delimičnom redukcijom, kao što je u koraku c) kompozicije metala koja sadrži bakar zajedno sa najmanje jednim lemnim metalom izabranim iz kalaja i olova i ta kompozicija metala je veoma pogodna za formiranje osnove za prvo tečno kupatilo kao sirovina za parcijalnu oksidaciju d). Razlog za to je što šljaka dobijena metalurškim rafiniranjem bakra sadrži bakar zajedno sa najmanje jednim od lemnih metala kalajem i olovom, obično i sa kalajem i sa olovom. Podnosioci prijave su otkrili da će većina bakra, koji dolazi sa prvom šljakom rafinacije bakra, u koraku c) završiti kao deo prve kompozicije metala na bazi olova i kalaja koja se formira u koraku c). Bakar koji završava u prvoj kompoziciji metala na bazi olova i kalaja pomaže kao rastvarač za kalaj i/ili olovo prisutno u koraku procesa c). Bakar prisutan u koraku c) na taj način pomaže da se kalaj i/ili olovo zadrži u fazi metala iz koraka c), odnosno prvoj kompoziciji metala na bazi olova i kalaja, i smanjuje količine kalaja i/ili olova koje mogu da pronađu svoj put u prvu istrošenu šljaku iz koraka c), i na taj način se izgubiti iz procesa.

[0108] Podnosioci prijave su dalje otkrili da uključivanje koraka c) u proces prema predmetnom pronalasku donosi nekoliko dodatnih prednosti.

[0109] U koraku c) se mogu selektivno redukovati oni metali u peći koji pod uslovima procesa imaju niži afinitet prema kiseoniku, u njihove odgovarajuće metale. Ovi redukovani metali se zatim mogu odvojiti kao faza tečnog metala, pri čemu se odvajanjem ostavlja tečna faza šljake koja je manje koncentrisana u tim metalima, ali i dalje sadrži metale i elemente koji imaju veći afinitet prema kiseoniku. Svrha ovog koraka je poželjno da se selektivno povrati veći deo bakra iz prve šljake rafinacije bakra kao metala bakra, zajedno sa što je moguće više prisutnog kalaja i/ili olova. Redukcija u koraku c) se stoga poželjno izvodi tako da prva istrošena šljaka sadrži najviše 20% ukupne mase bakra, kalaja i olova zajedno. Poželjno, prva istrošena šljaka sadrži manje od 20% ukupne mase bakra, kalaja i olova zajedno, poželjnije čak i mnogo manje. Poželjno je da su količine bakra, kalaja i/ili olova u ovoj šljaci dovoljno niske da više ne predstavljaju ekonomski značajnu vrednost. Najpoželjnije, koncentracije bakra, kalaja i/ili olova su dovoljno niske tako da prva istrošena šljaka ne bi izazvala zabrinutost za životnu sredinu kada se kao takva odlaže, ili može biti prihvatljiva za odlaganje nakon samo ograničenog daljeg tretmana.

[0110] U prvoj istrošenoj šljaci iz koraka c) poželjno je da se izvuče većina elemenata koji pod uslovima procesa imaju veći afinitet prema kiseoniku od kalaja i/ili olova. Ovo posebno važi za metale kao što su gvožđe, aluminijum, natrijum, kalijum, kalcijum i druge alkalne i zemnoalkalne metale, ali i za druge elemente kao što su silicijum ili fosfor.

[0111] Podnosioci prijave su otkrili da korak c) poželjno proizvodi prvu kompoziciju metala na bazi olova i kalaja koja je veoma pogodna za dalju preradu, posebno za proizvodnju kompozicije sirovog lemnog metala koja sama po sebi može imati komercijalnu vrednost i/ili biti pogodna za dobijanje kalajnih i/ili olovnih proizvoda veće i komercijalno prihvatljive čistoće.

[0112] Podnosioci prijave su iznenađujuće otkrili da je moguće u koraku c) dobiti prilično jasno razdvajanje između vrednih metala bakra, nikla, kalaja i olova u fazi metala i metala niže vrednosti kao što su gvožđe i aluminijum, i drugih elemenata kao što su silicijum u fazi šljake. Ovo omogućava veoma visoko dobijanje vrednih metala dok se proizvodi faza šljake koja ima veoma malo ovih metala i stoga se može odbaciti, bilo direktno ili uz relativno malu dalju obradu. Podnosioci prijave veruju da je ovo jasno razdvajanje moguće jer je prisustvo bakra u koraku c) kao dela ukupnog sadržaja peći unutar određenog perioda koncentracije. S jedne strane, bakar deluje kao sredstvo za ekstrakciju kalaja i olova iz faze šljake. S druge strane, prisustvo bakra je dovoljno malo tako da je gubitak bakra u fazi šljake veoma ograničen.

[0113] Još jedna velika prednost je da je proces prema predmetnom pronalasku, koje uključuje korak c) postao mnogo tolerantniji na elemente osim bakra, od kojih su većina elementi koji pod uslovima procesa imaju veći afinitet prema kiseoniku od bakra, kalaja i olova, i otuda završavaju kao deo prve istrošene šljake. Ovo značajno proširuje kriterijume prihvatljivosti za sve sirovine koje se mogu dodatno dopremati u koraku b), korak koji je uveden dalje u nastavku u ovom dokumentu, tj. pored crnog bakra koji je obezbeđen kao deo koraka a), koraka koji je takođe uveden u daljem tekstu. Pored toga, ovo takođe značajno spušta kriterijume prihvatanja samog crnog bakra. Ova karakteristika stoga značajno proširuje kriterijume prihvatljivosti za sirovine koje se koriste u proizvodnji crnog bakra, obično u fazi topionice. Topionički korak stoga sme da prihvati mnogo više sirovina niskog kvaliteta, koje su u većoj količini dostupne pod ekonomski privlačnijim uslovima.

[0114] Još jedna prednost je uzrokovana time što je u prethodnom koraku b), koji je uveden dalje u nastavku u ovom dokumentu, zapremina šljake velika u odnosu na ukupan sadržaj peći. Uklanjanje šljake iz peći na taj način oslobađa značajan deo zapremine peći, tako da se u daljoj preradi prve obogaćene faze metala bakra dobijene iz koraka b), koja se obično izvodi u istoj peći, stvara dodatni prostor za uvođenje dodatnih sirovina.

[0115] Podnosioci prijave su otkrili da se ova dalja obrada prve kompozicije metala na bazi olova i kalaja iz koraka c) može obavljati mnogo efektivnije i, takođe, mnogo efikasnije zahvaljujući uklanjanju uzvodno iz procesa, kao dela prve istrošene šljake, barem značajnog dela metala i elemenata koji pod uslovima procesa imaju visok afinitet prema kiseoniku. Podnosioci prijave su otkrili da ova karakteristika procesa donosi značajne prednosti u preradi prve kompozicije metala na bazi olova i kalaja.

[0116] Jedna od glavnih prednosti je to što je zapremina materijala koji se obrađuje nizvodno značajno smanjena uklanjanjem u koraku c) značajne količine materijala kao prve istrošene šljake, odnosno pre dobijanja lemnog metala (Sn i/ili Pb). U daljim nizvodnim koracima, ovaj materijal bi bio težak i doneo bi pre nedostatke nego koristi. U procesu prema predmetnom pronalasku, koji uključuje korak c), dalja obrada prve kompozicije metala na bazi olova i kalaja može se obaviti mnogo efikasnije po zapremini, što znači da se može koristiti ili manja oprema, ili proces prema predmetnom pronalasku koji uključuje korak c) stvara mogućnosti za obradu dodatnih tokova za koje bi poznati procesi imali manje ili nimalo prostora. Pored toga, potrošnja energije se, takođe, može smanjiti u ovim nizvodnim procesnim koracima, zbog smanjene zapremine vrućeg materijala koji treba da se obradi.

[0117] Podnosioci prijava su dalje iznenađujuće otkrili da, uklanjanjem prve istrošene šljake iz procesa prema predmetnom pronalasku, koji uključuje korak c), separacije u koracima pirometalurškog procesa nizvodno, posebno za preradu prve kompozicije metala na bazi olova i kalaja, takođe su značajno poboljšane. Imajući jasnije razdvajanje između odgovarajućih faza metala i njihovih odgovarajućih faza šljake, dobijanje vrednih metala nizvodno se može obavljati efikasnije i efikasnije, tj. sa većim prinosima prvoklasnih proizvoda, manjim odbacivanjem vrednih metala i zahtevanjem manje uložene energije, na primer, zbog manjih zapremina reciklažnog toka.

[0118] Dalja prednost procesa prema predmetnom pronalasku, koji uključuje korak c), je u tome što se u daljoj preradi prve kompozicije metala na bazi olova i kalaja mogu uvesti dodatni materijali zahvaljujući dodatnom prostoru u peći koji je stavljen na raspolaganje uklanjanjem velike količine prve istrošene šljake iz procesa. Takvi dodatni materijali mogu npr. biti bogati kalajem i/ili olovom. Takvi dodatni materijali mogu npr. biti procesna šljaka i/ili masa od čvrstih nečistoća koje nastaju kao nusproizvodi iz nizvodnih koraka rafinacije kao deo daljeg prečišćavanja tokova kalaja i/ili olova u komercijalno vredne prvoklasne proizvode.

[0119] Još jedna i glavna prednost procesa prema predmetnom pronalasku, koji uključuje korak c) je da dozvoljava mnogo veću količinu sirovog lemnog koproizvoda za istu količinu bakra koja se obrađuje. Podnosioci prijave su otkrili da se koproizvodnja sirovog lema, u odnosu na količinu bakra koja se prerađuje u prvom koraku rafinacije bakra, može povećati za oko 29% u poređenju sa količinama dobijenim u procesu opisanom u US 3,682,623. Ekonomska vrednost sirovog lema, posebno kao mogućeg međuproizvoda za proizvodnju kalajnog proizvoda visoke čistoće, veoma je značajna u odnosu na vrednost osnovnog proizvoda anodnog bakra koji se može dobiti od crnog bakra. Povećanje relativne količine sirovog lemnog koproizvoda u odnosu na količinu bakra koja se obrađuje u prvom koraku rafinacije bakra, stoga donosi značajnu ekonomsku prednost operateru procesa prema predmetnom pronalasku.

[0120] U jednom tehničkom rešenju procesa prema predmetnom pronalasku koji uključuje korak c), korak c) obuhvata dodavanje prvog redukcionog sredstva u korak c), poželjno dodavanjem u prvu šljaku rafinacije bakra pre redukcije prve šljake rafinacije bakra. Podnosioci prijave su otkrili da dodavanje redukcionog sredstva pomaže u postizanju željene hemijske redukcije. Podnosioci prijave su otkrili da prvi redukciono sredstvo može biti gas, kao što je metan ili prirodni gas, ali takođe može biti čvrsta ili tečna materija, kao što je ugljenik, ugljovodonik, čak i aluminijum ili gvožđe.

[0121] U jednom tehničkom rešenju procesa prema predmetnom pronalasku koji uključuje korak c), prvo redukciono sredstvo sadrži, i poželjno je, metal koji pod uslovima procesa ima veći afinitet prema kiseoniku od kalaja, olova, bakra i nikla, poželjno gvožđa metala, poželjnije staro gvožđe. Podnosioci prijave radije koriste gvožđe, ukoliko je moguće staro gvožđe kao redukciono sredstvo, zbog njegove visoke dostupnosti pod ekonomski veoma privlačnim uslovima. Podnosioci prijave su otkrili da dodavanje čvrstog redukcionog sredstva može doneti dodatnu korist jer peć zahteva manje dodatnog zagrevanja da bi održala ili dostigla željenu temperaturu. Podnosioci prijave su otkrili da ova korist može biti dovoljno velika da dodatno zagrevanje sagorevanjem goriva korišćenjem vazduha i/ili kiseonika jedva da može biti potrebno da bi se postigla željena temperatura. Podnosioci prijave su dalje otkrili da korak c) može imati dodatne koristi od dodavanja silicijum dioksida, kao što je objašnjeno na drugom mestu u ovom dokumentu.

[0122] U jednom tehničkom rešenju procesa prema predmetnom pronalasku koje uključuje korak c), ukupna sirovina za korak c) sadrži najmanje 29,0 mas % bakra, poželjno najmanje 30,0 mas %, poželjnije najmanje 31,0 mas %, još poželjnije najmanje 32,0 mas %, još poželjnije najmanje 33,0 mas %, poželjno najmanje 34,0 mas %, poželjnije najmanje 35,0 mas %, još poželjnije najmanje 36,0 mas %, poželjno najmanje 37,0 mas %, poželjnije najmanje 38,0 mas % bakra.

[0123] U jednom tehničkom rešenju procesa prema predmetnom pronalasku, koje uključuje korak c), ukupno punjenje za korak c) sadrži količinu bakra koja je najmanje 1,5 puta veća od ukupne količine prisutnih lemnih metala, odnosno zbira Sn plus Pb, poželjno najmanje 1,6 puta, poželjnije najmanje 1,7 puta, još poželjnije najmanje 1,8 puta, još poželjnije najmanje 1,9 puta, poželjno najmanje 2,0 puta, poželjnije najmanje 2,1 puta veća od ukupne količine prisutnih lemnih metala.

[0124] Podnosioci prijave su utvrdili da propisana količina bakra donosi prednost u tome što postoji dovoljno bakra da deluje kao rastvarač za ekstrakciju lemnih metala iz faze šljake u prvu kompoziciju metala na bazi olova i kalaja, i samim tim poboljšava dobijanje vrednog kalaja i/ili olovo iz šljake u koraku c).

[0125] Podnosioci prijave su otkrili da donja granica specificirana za prisustvo bakra, u odnosu na prisustvo zbira prisutnog Sn plus Pb, u ukupnoj sirovini za korak c) donosi prednost u tome što se dobija bolja ekstrakcija Sn i Pb iz fazi šljake, i to bez unošenja značajnih količina bakra u fazu šljake. Podnosioci prijave su otkrili da visoko prisustvo bakra u sirovini za korak c) utiče na ravnotežu za kalaj i olovo između šljake i faze metala na kraju koraka c), favorizujući prelazak ovih lemnih metala iz faze šljake u fazu metala. Podnosioci prijave su otkrili da se ovaj efekat može postići bez povećanja koncentracije bakra u istrošenoj šljaci dobijenoj iz koraka c) do ekonomski značajnih i eventualno neprihvatljivih nivoa. Podnosioci prijave su otkrili da velika količina bakra u sirovini za korak c) omogućava dobijanje istrošene šljake iz koraka c) koja sadrži samo niske koncentracije kalaja i/ili olova, kao i bakra. Ovo donosi prednost da istrošena šljaka iz koraka c) zahteva manje dalje prerade, ako je uopšte ima, za odgovorno odlaganje ili za njenu upotrebu u odgovarajućoj nizvodnoj primeni.

[0126] Podnosioci prijave su utvrdili da propisana količina bakra u odnosu na količinu lemnih metala, odnosno Sn plus Pb, donosi prednost u tome što postoji dovoljno bakra da deluje kao rastvarač za ekstrakciju lemnih metala iz faze šljake u prvu kompoziciju metala na bazi olova i kalaja, i stoga poboljšava dobijanje vrednog kalaja i/ili olova iz šljake u koraku c). Podnosioci prijave su otkrili da se ova prednost može postići bez neprihvatljivog gubitka dragocenog bakra u fazi šljake koja se formira u koraku c).

[0127] Podnosioci prijave su otkrili da minimalno prisustvo bakra u odnosu na količinu lemnih metala Pb plus Sn u punjenju u koraku c), kao što je navedeno, donosi prednost veće iskorišćenosti vrednih metala kalaja, olova, a prema potrebi i bakra i eventualno nikla, u tokove proizvoda u kojima je njihovo prisustvo poželjno. Ovo, takođe, smanjuje opterećenje koje može biti uzrokovano prisustvom ovih metala u tokovima proizvoda gde su oni manji ili nepoželjni.

[0128] U jednom tehničkom rešenju procesa prema predmetnom pronalasku koji uključuje korak c), prva istrošena šljaka iz koraka c) sadrži najviše 20 mas % ukupno bakra, kalaja i olova zajedno, poželjno najviše 18 mas %, poželjnije najviše 15 mas %, još poželjnije najviše 12 mas %, još poželjnije najviše 9,0 mas %, poželjno najviše 7,0 mas %, poželjnije najviše 5,0 mas %, još poželjnije najviše 4,0 mas %, još poželjnije na najviše 3,0 mas %, poželjno najviše 2,0 mas %, poželjnije najviše 1,5 mas % i još poželjnije najviše 1,10 mas % ukupno bakra, kalaja i olova zajedno.

[0129] U jednom tehničkom rešenju procesa prema predmetnom pronalasku koje uključuje korak c), prva istrošena šljaka iz koraka c) sadrži najviše 7,0 mas % bakra, poželjno najviše 5,0 mas %, poželjnije najviše 3,0 mas %, čak i više poželjno najviše 2,0 mas %, još poželjnije najviše 1,50 mas %, poželjno najviše 1,00 mas %, poželjnije najviše 0,75 mas %, još poželjnije najviše 0,60 mas %, još poželjnije najviše 0,50 mas %, poželjno najviše 0,40 mas % bakra.

[0130] U jednom tehničkom rešenju procesa prema predmetnom pronalasku koje uključuje korak c), prva istrošena šljaka iz koraka c) sadrži najviše 7,0 mas % kalaja, poželjno najviše 5,0 mas %, poželjnije najviše 3,0 mas %, čak i više poželjno najviše 2,0 mas %, još poželjnije najviše 1.50 mas %, poželjno najviše 1,00 mas %, poželjnije najviše 0,75 mas %, još poželjnije najviše 0,60 mas %, još poželjnije najviše 0,50 mas %, poželjno najviše 0,40 mas %, poželjnije najviše 0,30 mas % kalaja.

[0131] U jednom tehničkom rešenju procesa prema predmetnom pronalasku koje uključuje korak c), prva istrošena šljaka iz koraka c) sadrži najviše 7,0 mas % olova, poželjno najviše 5,0 mas %, poželjnije najviše 3,0 mas %, čak i više poželjno najviše 2,0 mas %, još poželjnije najviše 1,50 mas %, poželjno najviše 1,00 mas %, poželjnije najviše 0,75 mas %, još poželjnije najviše 0,60 mas %, još poželjnije najviše 0,50 mas %, poželjno najviše 0,40 mas % olova.

[0132] Svaka od navedenih gornjih granica prisustva bakra, kalaja, olova i tri metala zajedno u prvoj istrošenoj šljaci, pojedinačno donosi korist da je ekonomska vrednost količina tri ciljna metala koji izlaze iz procesa sa prvom istrošenom šljakom iz koraka c) ograničena. Smanjuje se potreba ili želja za obezbeđivanjem dodatnih koraka procesa na prvoj istrošenoj šljaci pre nego što se ona može odbaciti, i na taj način nudi prednost da je potrebno manje ili čak da nisu potrebni nikakvi dalji koraci prerade pre nego što se prva istrošena šljaka može odložiti ili pre nego što se šljaka smatra prihvatljivom u ekonomski privlačnijoj primeni ili krajnjoj upotrebi.

[0133] U prvoj istrošenoj šljaci procesa prema predmetnom pronalasku koji obuhvata korak c), izvlači se većina elemenata koji pod uslovima procesa imaju veći afinitet prema kiseoniku od kalaja i/ili olova i/ili bakra i/ili nikla. Ovo posebno važi za metale kao što su cink, hrom, mangan, vanadijum, titanijum, gvožđe, aluminijum, natrijum, kalijum, kalcijum i druge alkalne i zemnoalkalne metale, ali i za druge elemente kao što su silicijum ili fosfor.

[0134] U jednom tehničkom rešenju procesa prema predmetnom pronalasku, temperatura šljake u koraku c), a poželjno i u koraku b), koji je uveden u nastavku u ovom dokumentu, je najmanje 1000°C, poželjno najmanje 1020° C, poželjnije najmanje 1040°C, još poželjnije najmanje 1060°C, poželjno najmanje 1080°C, poželjnije najmanje 1100°C, još poželjnije najmanje 1110°C, poželjno najmanje 1120°C, poželjnije najmanje 1130°C, još poželjnije najmanje 1140°C, poželjno najmanje 1150°C. Podnosioci prijave su utvrdili da je razdvajanje između faze metala i faze šljake jasnije kada je temperatura šljake u skladu sa propisanom granicom, a ukoliko je moguće iznad propisane granice. Ne želeći da se vezuju za ovu teoriju, podnosioci prijave smatraju da viša temperatura donosi jasnije razdvajanje barem zato što je viskozitet šljake manji na višim temperaturama. Niži viskozitet šljake omogućava da se mehurići težeg metala brže kombinuju u veće mehuriće i da brže potonu kroz fazu šljake dok ne dođu do osnovne faze metala i mogu da se kombinuju sa njom. Viša temperatura, takođe, donosi prednost brže kinetike reakcije, tako da se željena ravnoteža može postići brže.

[0135] Podnosioci prijave, međutim, takođe veruju da na ravnotežu između faze metala i faze šljake utiče temperatura. Obično viša temperatura ima tendenciju da smanji razlike između različitih metala u pogledu njihovog afiniteta prema kiseoniku u uslovima procesa. Podnosioci prijave stoga preferiraju da ograniče temperaturu peći u koraku b) i/ili c) na najviše 1300°C, poželjno najviše 1250°C, poželjnije najviše 1200°C. Podnosioci prijave preferiraju da primenjuju ovo ograničenje na većinu, ako ne i na sve korake u postupku prema predmetnom pronalasku u kojima se vrši razdvajanje faza između najmanje dve tečne faze, obično supernatantne šljake i osnovne faze metala.

[0136] U jednom tehničkom rešenju, proces prema predmetnom pronalasku dalje obuhvata korak e) delimičnog redukovanja prve šljake rafinacije lema, čime se formira prva kompozicija sirovog lemnog metala i druga šljaka rafinacije lema, nakon čega sledi odvajanje druge šljake rafinacije lema od prve kompozicije sirovog lemnog metala.

[0137] Ovaj korak e) proizvodi tok sirovog lema bogat kalajem i/ili olovom, koji takođe sadrži većinu relativno malih količina bakra i/ili nikla koje su bile uvučene u prvu šljaku rafinacije lema. Prvi tok sirovog lema je pogodan za dalju obradu radi daljeg obogaćivanja kalajem i/ili olovom, npr. tretmanom silicijumom kao što je opisano u DE 102012005401 A1. Alternativno ili kao dodatak, ovaj tok sirovog lema, opciono nakon koraka obogaćivanja za povećanje sadržaja kalaja i/ili olova, može se dodatno podesiti kako je opisano u WO 2018/060202 A1 ili slično, a zatim se podvrgnuti destilaciji i dobijanju kalaja i/ili olova kao metalnih proizvoda visoke čistoće, kao što je opisano u tom istom dokumentu.

[0138] Podnosioci prijave su otkrili da u koraku e) dobijanje lemnog metala u prvoj kompoziciji sirovog lemnog metala može biti povoljno visoko, i da se bilo kakvo uvlačenje kalaja i/ili olova, ali i bilo kog bakra i/ili nikla, u drugu šljaku rafinacije lema može održavati na niskom nivou.

[0139] U jednom tehničkom rešenju procesa prema predmetnom pronalasku koje uključuje korak e), prva kompozicija sirovog lemnog metala sadrži najmanje 65 mas % zajedno kalaja i olova, poželjno najmanje 67 mas %, poželjnije najmanje 69 mas %, čak i poželjnije najmanje 70 mas %, poželjno najmanje 72 mas %, poželjnije najmanje 74 mas %, poželjno najmanje 75 mas %, poželjnije najmanje 76 mas %, još poželjnije najmanje 77 mas % zajedno kalaja i dovesti. Podnosioci prijave su otkrili da veća količina kalaja i olova koja je prisutna u prvoj kompoziciji sirovog lemnog metala omogućava veću zapreminu kalaja visoke čistoće i olova visoke čistoće koji se iz njega mogu dobiti, proizvoda koji su od velike ekonomske vrednosti.

[0140] U jednom tehničkom rešenju procesa prema predmetnom pronalasku koje uključuje korak e), prva kompozicija sirovog lemnog metala sadrži najmanje 5,0 mas % kalaja, poželjno najmanje 7,5 mas %, poželjnije najmanje 10,0 mas %, još poželjnije na najmanje 15,0 mas %, poželjno najmanje 17 mas %, poželjnije najmanje 19 mas %, još poželjnije najmanje 20 mas %, poželjno najmanje 21 mas %, poželjnije najmanje 22 mas % kalaja. Podnosioci prijave su otkrili da što je više kalaja prisutno u prvoj kompoziciji sirovog lemnog metala, to je veća zapremina kalaja visoke čistoće koji se iz njega može dobiti.

[0141] U jednom tehničkom rešenju procesa prema predmetnom pronalasku koje uključuje korak e), prva kompozicija sirovog lemnog metala sadrži najmanje 45 mas % olova, poželjno najmanje 47,5 mas %, poželjnije najmanje 50 mas %, još poželjnije na najmanje 52 mas %, poželjno najmanje 53 mas %, poželjnije najmanje 54 mas %, još poželjnije najmanje 55 mas % olova. Podnosioci prijave su otkrili da što je više olova prisutno u prvoj kompoziciji sirovog lemnog metala, to je veća zapremina olova visoke čistoće koje se može dobiti iz njega, odnosno, komercijalnih proizvoda koji uživaju značajne ekonomske premije. Olovo dalje donosi prednost, u bilo kom odvajanju faza koje se dešava nizvodno tokom dalje obrade prve kompozicije sirovog lemnog metala, da tokovi tečnog metala koji sadrže olovo imaju veću gustinu i stoga se lakše odvajaju gravitacijom od bilo koje supernatantne faze šljake ili mase od čvrstih nečistoća. Dalja prednost je u tome što je dozvoljeno da sirovine celokupnog procesa sadrže više olova, tako da širi izbor sirovina postaje prihvatljiv, što donosi korist od šireg izbora mogućih sirovina, moguće uključujući sirovine koje su u većoj količini dostupne i pod povoljnijim uslovima.

[0142] U jednom tehničkom rešenju procesa prema predmetnom pronalasku koje uključuje korak e), prva kompozicija sirovog lemnog metala sadrži najviše 26,5 mas % zajedno bakra i nikla, poželjno najviše25,0 mas %, poželjnije najviše 22,5 mas %, čak poželjnije najviše 20,0 mas %, poželjno najviše 17,5 mas %, poželjnije najviše 16,0 mas %, još poželjnije najviše 15,5 mas % zajedno bakra i nikla. Podnosioci prijave su otkrili da je manje bakra i nikla u prvoj kompoziciji sirovog lemnog metala dobijenoj u koraku e) prednost. Prva kompozicija sirovog lemnog metala obično treba da se podvrgne daljim koracima prečišćavanja kako bi se smanjilo prisustvo drugih metala osim kalaja, olova i antimona u kompoziciji sirovog lemnog metala, npr. pre nego što ova kompozicija sirovog lemnog metala postane pogodna za dobijanje proizvoda od kalaja i/ili olova visoke čistoće. Ovo uključuje uklanjanje bakra i nikla. Takav tretman može npr. biti sa silicijumom kao što je opisano u DE 102012005401 A1. Silicijum je prilično skupa procesna hemikalija, a tretman rezultira stvaranjem silicijumskih jedinjenja zagađujućih metala kao nusproizvoda koji treba da se preradi ili odloži. Bakar i nikl koji su uvučeni u prvi sirovi lemni metal tako izazivaju povećanje potrošnje silicijumskog metala u takvom koraku prečišćavanja. Stoga je korisno ograničiti bakar i nikl u prvoj kompoziciji sirovog lemnog metala u skladu sa propisanom gornjom granicom(granicama).

[0143] U jednom tehničkom rešenju procesa prema predmetnom pronalasku koje uključuje korak e), prva kompozicija sirovog lemnog metala sadrži najviše 17,5 mas % bakra, poželjno najviše 15 mas %, poželjnije najviše 14 mas %, još poželjnije pri najviše 13 mas %, poželjno najviše 12 mas %, poželjnije najviše 11 mas % bakra. Iz gore objašnjenih razloga za bakar i nikl zajedno, podnosioci prijave preferiraju da ograniče bakar u prvoj kompoziciji sirovog lemnog metala u skladu sa propisanom gornjom granicom.

[0144] U jednom tehničkom rešenju procesa prema predmetnom pronalasku koje uključuje korak e), prva kompozicija sirovog lemnog metala sadrži najviše 9,0 mas % nikla, poželjno najviše 7,0 mas %, poželjnije najviše 5,0 mas %, još poželjnije pri najviše 4,0 mas %, poželjno najviše 3,0 mas %, poželjnije najviše 2,0 mas % nikla. Iz gore objašnjenih razloga za bakar i nikl zajedno, podnosioci prijave preferiraju da ograniče nikl u prvoj kompoziciji sirovog lemnog metala u skladu sa propisanom gornjom granicom.

[0145] U jednom tehničkom rešenju procesa prema predmetnom pronalasku koje uključuje korak e), prva kompozicija sirovog lemnog metala sadrži najviše 8 mas % gvožđa, poželjno najviše 8,0 mas %, poželjnije najviše 7,5 mas %, još poželjnije pri najviše 7,0 mas %, poželjno najviše 6,5 mas %, poželjnije najviše 6,0 mas %, još poželjnije najviše 5,5 mas %, poželjno najviše 5,0 mas %, poželjnije najviše 4,5 mas %, još poželjnije najviše 4,0 mas %, poželjno najviše 3,5 mas % gvožđa. Podnosioci prijave su otkrili da je prednost imati manje gvožđa u prvoj kompoziciji sirovog lemnog metala dobijenoj u koraku e). Prvu kompoziciju sirovog lemnog metala obično treba podvrgnuti najmanje jednom daljem koraku prečišćavanja da bi se smanjilo prisustvo drugih metala osim kalaja, olova i antimona u sirovoj kompoziciji lemnog metala, npr. pre nego što ova kompozicija sirovog lemnog metala postane pogodna za dobijanje proizvoda od kalaja i/ili olova visoke čistoće. Ovo uključuje uklanjanje gvožđa. Takav tretman može npr. biti sa silicijumom kao što je opisano u DE 102012005401 A1. Silicijum je prilično skupa procesna hemikalija, a tretman rezultira stvaranjem silicijumskog jedinjenja zagađujućeg metala kao nusproizvoda koji treba da se preradi ili odloži. Gvožđe koje je uvučeno u prvi sirovi lemni metal tako izaziva povećanje potrošnje silicijumskog metala u takvom koraku prečišćavanja. Stoga je korisno ograničiti gvožđe u prvoj kompoziciji sirovog lemnog metala u skladu sa propisanom gornjom granicom(granicama).

[0146] U jednom tehničkom rešenju procesa prema predmetnom pronalasku koje uključuje korak e), druga šljaka rafinacije lema sadrži najviše 2,0 mas % zajedno bakra i nikla, poželjno najviše 1,5 mas %, poželjnije najviše 1,0 mas %, čak i više poželjno najviše 0,5 mas %, poželjno najviše 0,45 mas %, poželjnije najviše 0,40 mas % zajedno bakra i nikla. Manje bakra i nikla u drugoj šljaci rafinacije lema znači da ima i manje bakra i nikla u prvoj kompoziciji sirovog lemnog metala, koja je na kraju koraka e) u ravnoteži sa drugom šljakom rafinacije lema. Prednosti posedovanja manje bakra i nikla u drugoj šljaci rafinacije lema stoga uključuju prednosti objašnjene na drugom mestu u ovom dokumentu u pogledu posedovanja manje bakra i/ili nikla u šljaci prve rafinacije lema. Pored toga, ova karakteristika donosi dodatnu korist da manje bakra i nikla može završiti u drugoj kompoziciji metala na bazi olova i kalaja dobijenoj u koraku f), korak koji je uveden dalje u nastavku u ovom dokumentu, i koji bi iz njega trebalo da se dobije. Još jedna prednost je što veća zapremina peći postaje dostupna za korak f), što omogućava uvođenje veće količine sveže hrane kao dela koraka f).

[0147] U jednom tehničkom rešenju procesa prema predmetnom pronalasku koje uključuje korak e), druga šljaka rafinacije lema sadrži najviše 8,0 mas % i opciono najmanje 1,0 mas % zajedno kalaja i olova, poželjno najviše 7,0 mas %, poželjnije na najviše 6,0 mas %, još poželjnije najviše 5,0 mas %, poželjno najviše 4,5 mas %, poželjnije najviše 4,0 mas %, još poželjnije najviše 3,5 mas % zajedno kalaja i olova. Podnosioci prijave su otkrili da je korisno ograničiti prisustvo kalaja i olova u drugoj šljaci rafinacije lema na kraju koraka e) jer većina ovih količina kalaja i olova koje treba da se dobiju u nizvodnom koraku f) koji je ovde uveden dalje u nastavku, završavaju u drugoj kompoziciji metala na bazi olova i kalaja i treba da budu dalje obrađeni da bi se dobili u vrhunski visokokvalitetni metalni proizvodi. Takođe je važno dobiti kalaj i posebno olovo uzvodno od proizvodnje druge istrošene šljake u koraku f). Obično, bilo koji kalaj i/ili olovo koji završavaju u istrošenoj šljaci predstavljaju gubitak vrednih metala iz procesa i mogu nametnuti dalju preradu pre nego što se istrošena šljaka može odložiti ili biti pogodna za upotrebu u ekonomski vrednijoj primeni.

[0148] S druge strane, podnosioci prijave takođe preferiraju da imaju najmanje 1,5 mas % kalaja i olova u drugoj šljaci rafinacije lema, poželjno najmanje 2,0 mas %, poželjnije najmanje 2,5 mas %, još poželjnije najmanje 3,0 mas %, poželjno najmanje 3,5 mas % Ovo donosi prednost u tome što ima više kalaja i olova zajedno u prvoj kompoziciji sirovog lemnog metala, za koji se na kraju koraka e) očekuje da bude u ravnoteži sa drugom šljakom rafinacije lema, a čije su prednosti objašnjene na drugom mestu u ovom dokumentu.

[0149] U jednom tehničkom rešenju predmetnog pronalaska, proces dalje obuhvata korak f) delimično redukovanje druge šljake rafinacije lema, čime se formira druga kompozicija metala na bazi olova i kalaja i druga istrošena šljaka, nakon čega sledi odvajanje druge istrošene šljake od druge kompozicije metala na bazi olova i kalaja.

[0150] Podnosioci prijave su otkrili da je korisno obezbediti dodatni stepen redukcije f) nizvodno od koraka proizvodnje sirovog lema e), posebno korak redukcije na drugoj šljaci rafinacije lema koja je dobijena iz tog koraka e). Podnosioci prijave su otkrili da se vredniji metali mogu ekstrahovati iz ove druge šljake rafinacije lema korakom f), čineći preostalu šljaku još pogodnijom za upotrebu u vrednoj krajnjoj upotrebi i/ili za odlaganje ove šljake kao istrošene šljake. Podnosioci prijave su dalje otkrili da dodatni korak redukcije f), takođe, može da smanji metale koji se mogu izlužiti, kao što je olovo, u šljaci na dovoljno niske nivoe tako da se šljaka koja je ostala iz koraka f) može dalje koristiti kao vredan materijal, ili se može odgovorno odbaciti, i to sa veoma ograničenim brojem dodatnih koraka obrade, a možda i bez ikakvih daljih koraka obrade, za smanjenje koncentracije osetljivih metala kao što su olovo i/ili cink.

[0151] U jednom tehničkom rešenju, proces prema predmetnom pronalasku koje uključuje korak f) obuhvata dodavanje prvog bakra koji sadrži svežu sirovinu u korak f), poželjno pre redukcije druge šljake rafinacije lema.

[0152] Podnosioci prijave su otkrili da dodavanje bakra u redukcionom koraku f) donosi značajnu prednost jer bakar može delovati kao odlično sredstvo za ekstrakciju svih drugih vrednih metala koji su ostali u drugoj šljaci rafinacije lema koja je ostala nakon koraka e), i da ova korisna ekstrakcija se može izvesti bez gubitka značajnih količina bakra u drugoj istrošenoj šljaci koja se proizvodi u koraku f).

[0153] Podnosioci prijave su dalje otkrili da sveža sirovina koja sadrži bakar i koja se može dodati u koraku f) može sadržati značajne količine drugih vrednih metala, posebno cinka, nikla, kalaja i/ili olova. Podnosioci prijave su utvrdili, pod uslovom da se obezbedi dovoljno bakra, da se gubici posebno kalaja i/ili olova u drugoj istrošenoj šljaci mogu zadržati na veoma niskom nivou i stoga ne ugrožavaju moguće dalje upotrebe ili usmeravanje ove druge istrošene šljake niti predstavljaju ekonomski značajan gubitak vrednih metala.

[0154] Podnosioci prijave su otkrili da je širok spektar materijala pogodan kao sveža sirovina koja sadrži bakar za korak f). Podnosioci prijave, međutim, preferiraju da sveža sirovina koja sadrži bakar za korak f) sadrži samo ograničene količine, i poželjno malo ili nimalo, zapaljivih materija, tj. supstanci koje lako oksidiraju u uslovima procesa, npr. organski materijali kao što su plastika i/ili ugljovodonici, ostaci goriva ili ulja, itd., tako da temperatura u koraku f) ostaje lako kontrolisana.

[0155] U jednom tehničkom rešenju procesa prema predmetnom pronalasku koje uključuje korak f), prva sveža sirovina bakra sadrži crni bakar i/ili istrošeni ili odbačeni bakarni anodni materijal.

[0156] Podnosioci prijave su otkrili da u koraku f), značajna količina crnog bakra, sličnog po sastavu crnom bakru koji je obezbeđen u koraku a), koraku koji je uveden dalje u nastavku u ovom dokumentu, može da se doda u korak f ) za ekstrakciju vrednijih metala iz druge šljake rafinacije lema iz koraka e) bez prekomernog gubitka ekstra vrednih metala u drugoj istrošenoj šljaci iz koraka f). Podnosioci prijave su otkrili da su količine takvog crnog bakra iz koraka topionice uzvodno koje su prihvatljive u koraku f) veoma značajne, čak i reda veličine količine crnog bakra obezbeđene u koraku a) kao sirovine za prvi korak prečišćavanja bakra b), koji je takođe uveden u daljem tekstu. Podnosioci prijave su otkrili da uključivanje koraka f) u proces prema predmetnom pronalasku značajno povećava sposobnost prerade crnog bakra topioničkog tipa, a samim tim i prerade većih količina sirovina nižeg kvaliteta koje donose vredne metale po niskoj vrednosti, a samim tim i sa potencijalom za povraćaj visoke vrednosti. Podnosioci prijave su otkrili da ovaj način rada koraka f) donosi dodatnu prednost da se značajan deo crnog bakra iz koraka topionice uzvodno može preraditi bez potrebe da sav taj crni bakar prođe barem kroz prvi korak b) u nizu rafinacije bakra opisanom dalje u ovom dokumentu. Svi metali u dovodu crnog bakra u korak f) koji pod uslovima procesa imaju veći afinitet prema kiseoniku od bakra su najverovatnije već uklonjeni pre nego što bakar iz ove sveže dopune crnog bakra u koraku f) može da nađe put do koraka b) i prođe kroz niz procesa rafinacije bakra počevši od koraka b).

[0157] Podnosioci prijave su, takođe, otkrili da je korak f) takođe veoma pogodan za uvođenje istrošenog i/ili odbačenog bakarnog anodnog materijala. Proizvodnja bakra visokog kvaliteta obično obuhvata korak elektrolize, u kome se bakar rastvara iz anode u elektrolit i ponovo taloži na katodi. Anoda se obično ne troši u potpunosti i anoda se uklanja kao istrošeni bakarni anodni materijal iz kupatila za elektrolizu pre nego što se njen poslednji bakar rastvori. Podnosioci prijave su otkrili da je korak f) veoma pogodan za uvođenje takvog istrošenog bakarnog anodnog materijala. Bakarne anode za takav korak elektrolize bakra se obično izlivaju tako što se odgovarajuća količina istopljenog bakra anodnog kvaliteta izliva u kalup i ostavi da se bakar očvrsne nakon hlađenja. Za dobro funkcionisanje elektrolize bakra, anode moraju da budu u skladu sa prilično strogim zahtevima u pogledu dimenzija i oblika. Neusaglašene anode se poželjno ne koriste, već predstavljaju odbačeni bakarni anodni materijal. Podnosioci prijave su otkrili da je korak f), takođe, veoma pogodan za uvođenje takvog odbačenog bakarnog anodnog materijala.

[0158] Podnosioci prijave više vole da uvedu istrošeni i/ili odbačeni bakarni anodni materijal kao čvrsti materijal sa malo ili bez prethodnog zagrevanja. Ovo donosi prednost da topljenje ovog materijala troši najmanje deo toplote reakcije generisane hemijskim reakcijama koje se dešavaju u koraku f).

[0159] U jednom tehničkom rešenju procesa prema predmetnom pronalasku koje uključuje korak f), druga kompozicija metala na bazi olova i kalaja sadrži najmanje 60 mas % i opciono najviše 90 mas % zajedno bakra i nikla, poželjno najmanje 65 mas %, poželjnije najmanje 68 mas %, još poželjnije najmanje 70 mas %, još poželjnije najmanje 72 mas % zajedno bakra i nikla. Podnosioci prijave su otkrili da je velika količina bakra i nikla zajedno, posebno velika količina bakra, u drugoj kompoziciji metala na bazi olova i kalaja na kraju koraka f) prednost. Bakar i nikl deluju u koraku f) kao sredstvo za ekstrakciju drugih vrednih metala, posebno za kalaj i olovo, a fazna ravnoteža bakra i nikla čini ovo izvodljivim pod ispravnim uslovima, a da istovremeno ne uzrokuje neprihvatljivo visok gubitak bakra i nikla u drugoj istrošenoj šljaci.

[0160] S druge strane, podnosioci prijave preferiraju da druga kompozicija metala na bazi olova i kalaja sadrži najviše 85 mas %, poželjno najviše 82 mas %, poželjnije najviše 80 mas %, još poželjnije najviše 77,5 mas %, poželjno na najviše 75% mase zajedno bakra i nikla. Ovo ostavlja više prostora za dobijanje kalaja i/ili olova i smanjuje gubitak kalaja i/ili olova u drugoj istrošenoj šljaci iz koraka f). Podnosioci prijave su, takođe, otkrili da poštovanje ove gornje granice izuzetno smanjuje gubitak vrednih metala, posebno bakra, u drugoj istrošenoj šljaci na kraju koraka D.

[0161] U jednom tehničkom rešenju procesa prema predmetnom pronalasku koje uključuje korak f), druga kompozicija metala na bazi olova i kalaja sadrži najmanje 12 mas % zajedno kalaja i olova, poželjno najmanje 15 mas %, poželjnije najmanje 17 mas % još poželjnije najmanje 18 mas %, poželjno najmanje 19 mas %, poželjnije najmanje 20 mas %, još poželjnije najmanje 21 mas %, poželjno najmanje 22 mas % zajedno kalaja i olova. Podnosioci prijave su otkrili da minimalno prisustvo metala osim bakra, kao što je minimalno prisustvo zajedno kalaja i olova, u fazi metala na kraju koraka f) donosi prednost u tome što se manje bakra gubi u drugoj istrošenoj šljaci koja je na kraju koraka f) u ravnoteži sa njom.

[0162] U jednom tehničkom rešenju procesa prema predmetnom pronalasku koje uključuje korak f), druga kompozicija metala na bazi olova i kalaja sadrži najmanje 60 mas % i opciono najviše 85 mas % bakra, poželjno najmanje 65 mas %, poželjnije na najmanje 67 mas %, još poželjnije najmanje 69 mas %, poželjno najmanje 70 mas %, poželjnije najmanje 71 mas % bakra. Podnosioci prijave su otkrili da je posebno velika količina bakra u drugoj kompoziciji metala na bazi olova i kalaja na kraju koraka f) prednost. Bakar deluje u koraku f) kao sredstvo za ekstrakciju drugih vrednih metala, posebno za kalaj i olovo, a fazna ravnoteža bakra to čini izvodljivim pod ispravnim uslovima, a da istovremeno ne izaziva neprihvatljivo visok gubitak bakra u drugoj istrošenoj šljaci.

[0163] S druge strane, podnosioci prijave preferiraju da druga kompozicija metala na bazi olova i kalaja sadrži najviše 82,5 mas %, poželjno najviše 80 mas %, poželjnije najviše 77,5 mas %, još poželjnije najviše 75 mas %, poželjno na najviše 72,5 mas % bakra. Ovo ostavlja više prostora za dobijanje kalaja i/ili olova i smanjuje gubitak kalaja i/ili olova u drugoj istrošenoj šljaci iz koraka f). Podnosioci prijave su, takođe, otkrili da poštovanje ove gornje granice izuzetno smanjuje gubitak vrednog bakra u drugoj istrošenoj šljaci na kraju koraka D.

[0164] U jednom tehničkom rešenju procesa prema predmetnom pronalasku koje uključuje korak f), druga istrošena šljaka sadrži najviše 2,5 mas % zajedno kalaja i olova, poželjno najviše 2,0 mas %, poželjnije najviše 1,5 mas %, još poželjnije najviše 1,00 mas %, poželjno najviše 0,95 mas % zajedno kalaja i olova.

[0165] U jednom tehničkom rešenju procesa prema predmetnom pronalasku koje uključuje korak f), druga istrošena šljaka sadrži najviše 2,0 mas % zajedno bakra i nikla, poželjno najviše 1,5 mas %, poželjnije najviše 1,0 mas %, još poželjnije najviše 0,75 mas %, poželjno najviše 0,60 mas % zajedno bakra i nikla.

[0166] U jednom tehničkom rešenju procesa prema predmetnom pronalasku koje uključuje korak f), druga istrošena šljaka sadrži najviše 2,0 mas % bakra, poželjno najviše 1,5 mas %, poželjnije najviše 1,0 mas %, još poželjnije najviše 0,70% mas % bakra.

[0167] Navedene gornje granice prisustva bakra, nikla, kalaja, olova i bilo koje kombinacije ovih metala zajedno, svaka pojedinačno donosi korist da je ekonomska vrednost količina ciljnih metala koji izlaze iz procesa sa drugom istrošenom šljakom iz koraka f) ograničena. Smanjuje potrebu ili želju za obezbeđivanjem dodatnih koraka procesa na drugoj istrošenoj šljaci pre nego što se ona može odbaciti, i na taj način nudi prednost da je potrebno manje ili čak da nisu potrebni nikakvi dalji koraci prerade pre nego što se druga istrošena šljaka može odložiti ili pre nego što šljaka se smatra prihvatljivom u ekonomski privlačnijoj primeni ili krajnjoj upotrebi.

[0168] U drugoj istrošenoj šljaci procesa prema predmetnom pronalasku, koji uključuje korak f), izvlači se većina elemenata koji pod uslovima procesa imaju veći afinitet prema kiseoniku od kalaja i/ili olova i/ili bakra i/ili nikla. Ovo posebno važi za metale kao što su cink, hrom, mangan, vanadijum, titanijum, gvožđe, aluminijum, natrijum, kalijum, kalcijum i drugi alkalni i zemnoalkalni metali, ali i za druge elemente kao što su silicijum ili fosfor. Bilo koji od ovih elemenata koji završavaju u drugoj istrošenoj šljaci uklanjaju se iz procesa i ne zauzimaju korisnu zapreminu peći u poređenju sa onim kada bi se reciklirali u prethodni korak procesa.

[0169] U jednom tehničkom rešenju procesa prema predmetnom pronalasku koje uključuje korak f), korak f) obuhvata dodavanje trećeg redukcionog sredstva u korak f).

[0170] Podnosioci prijave su otkrili da treće redukciono sredstvo omogućava da se rezultat koraka redukcije f) usmeri ka željenom odvajanju vrednih metala u drugu kompoziciju metala na bazi olova i kalaja i zadržavanju metala koji se mogu odbaciti u drugoj istrošenoj šljaci. Podnosioci prijave su otkrili da treće redukciono sredstvo može biti gas kao što je metan ili prirodni gas, ali takođe može biti čvrsto ili tečno, kao što je ugljenik, ugljovodonik, čak i aluminijum ili gvožđe.

[0171] U jednom tehničkom rešenju procesa prema predmetnom pronalasku koje uključuje korak f), treće redukciono sredstvo sadrži, i poželjno je, metal koji pod uslovima procesa ima veći afinitet prema kiseoniku od kalaja, olova, bakra i nikla, poželjno metal gvožđe, poželjnije staro gvožđe. Podnosioci prijave radije koriste gvožđe, ukoliko je moguće staro gvožđe kao redukciono sredstvo, zbog njegove visoke dostupnosti pod ekonomski veoma pristupačnim uslovima. Podnosioci prijave su otkrili da dodavanje čvrstog redukcionog sredstva može doneti dodatnu korist jer peć zahteva manje dodatnog zagrevanja da bi održala ili dostigla željenu temperaturu. Podnosioci prijave su otkrili da ova korist može biti dovoljno velika tako da dodatno zagrevanje sagorevanjem goriva korišćenjem vazduha i/ili kiseonika može biti ograničeno ili čak jedva potrebno da bi se postigla željena temperatura. Podnosioci prijave su dalje otkrili da korak f) može imati dodatne koristi od dodavanja silicijum dioksida, kao što je objašnjeno na drugom mestu u ovom dokumentu.

[0172] Podnosioci prijave više vole da dodaju u korak f) količinu trećeg redukcionog sredstva koje je bogato gvožđem, poželjno kao multimetalni materijal, jer je ovaj multimetalni materijal lakše dostupan pod povoljnijim uslovima od kalaja veće čistoće, bakra veće čistoće ili gvožđa veće čistoće. Drugi pogodan materijal mogu biti elektromotori, poželjno takvi motori nakon upotrebe, zbog visokog sadržaja gvožđa za jezgra i bakra za namotaje. Podnosioci prijave su utvrdili da se bakar i/ili kalaj mogu lako zadržati u fazi metala i sprečiti da pređu u fazu šljake, dok svako gvožđe u ovoj svežoj sirovini koja sadrži bakar lako prelazi u fazu šljake kao oksid gvožđa, dok pomaže hemijsku redukciju drugih metala koji pod uslovima procesa imaju manji afinitet prema kiseoniku od gvožđa.

[0173] U jednom tehničkom rešenju, proces prema predmetnom pronalasku dalje obuhvata korak g) recikliranja najmanje dela druge kompozicije metala na bazi olova i kalaja u korak c), poželjno dodavanjem većine, ako ne i cele druge kompozicije metala na bazi olova i kalaja u korak c), i poželjno pre redukcije prve šljake rafinacije bakra, i/ili recikliranje najmanje dela druge kompozicije metala na bazi olova i kalaja u korak b) koji je uveden dalje u nastavku u ovom dokumentu, i/ili recikliranje najmanje dela druge kompozicije metala na bazi olova i kalaja u korak d).

[0174] Podnosioci prijave su otkrili da se vredni metali u drugoj kompoziciji metala na bazi olova i kalaja iz koraka f) mogu lako dobiti dodavanjem ove kompozicije u korak c) i/ili korak b) i/ili korak d). Metali u drugoj kompoziciji metala na bazi olova i kalaja koji imaju veći afinitet prema kiseoniku u uslovima procesa, lako oksidiraju i rezultiraju redukcijom onih metala koji se unose u korak c) koji imaju manji afinitet prema kiseoniku pod istim uslovima. Prisustvo u koraku c) dodatnih metala iz koraka f) rezultira delimičnom redukcijom metala prisutnih kao oksidi u prvoj šljaci rafinacije bakra. Kao rezultat toga, vredniji metali, kao što su Cu, Ni, Sn, Pb, Sb, As, prelaze u fazu metala iz koraka c), i metali koji se mogu odbaciti, kao što su Fe, Si i Al, prelaze u prvu fazu istrošene šljake proizvedenu u koraku c). Dodavanje ove druge kompozicije metala na bazi olova i kalaja u korak c) stoga poboljšava željeno odvajanje ostalih sirovina u koraku c) u kombinaciji sa dobijanjem željenog odvajanja metala koji su dobijeni iz koraka f).

[0175] U jednom tehničkom rešenju procesa prema predmetnom pronalasku koje uključuje korak e), korak e) obuhvata dodavanje drugog redukcionog sredstva u korak e), poželjno u prvu šljaku rafinacije lema pre redukcije prve šljake rafinacije lema. Podnosioci prijave su dalje otkrili da se za izvođenje redukcije u koraku e), pored toka metala koji se može dodati u koraku e) ili kao alternativa, može dodati redukciono sredstvo u korak e). Podnosioci prijave su otkrili da dodavanje redukcionog sredstva pomaže u postizanju željene hemijske redukcije. Podnosioci prijave su otkrili da drugo redukciono sredstvo može biti gas kao što je metan ili prirodni gas, ali takođe može biti čvrsto ili tečno, kao što je ugljenik, ugljovodonik, čak i aluminijum ili gvožđe.

[0176] Podnosioci prijave su otkrili da se redukcija u koraku e) može barem delimično izvesti dodavanjem odgovarajućeg toka metala (drugo redukciono sredstvo), odnosno dodavanjem kompozicije metala koja sadrži metale koji pod uslovima procesa imaju veći afinitet prema kiseoniku od kalaja i/ili olova, kao što su cink, silicijum, magnezijum, gvožđe, kalcijum ili aluminijum. Ovaj tok metala poželjno pored toga, takođe, sadrži kalaj i/ili olovo, a opciono može da sadrži i nešto antimona i/ili arsena. Ovaj dodatni antimon, kalaj i/ili olovo lako završava kao deo prve kompozicije sirovog lemnog metala iz koraka e) i može se lako dobiti nizvodno kao deo prečišćenog osnovnog proizvoda metala. Dodatni tok metala poželjno sadrži samo male količine nikla i/ili bakra, odnosno metala koji će verovatno završiti kao deo prvog sirovog lemnog metala iz koraka e), ali koji mogu doneti dodatna opterećenja procesa i operativne troškove, kao što su kao dodatna potrošnja silicijuma kada je korak obrade silicijumom obezbeđen nizvodno u rafinaciji prve kompozicije sirovog lemnog metala. Takođe je poželjno da je gvožđe prisutno samo u ograničenim količinama, jer ne može sve dodato gvožđe završiti u fazi šljake, već će napustiti korak e) sa prvom kompozicijom sirovog lemnog metala i povećati opterećenje procesa nizvodno.

[0177] U jednom tehničkom rešenju procesa prema predmetnom pronalasku koje uključuje korak e), drugo redukciono sredstvo sadrži, i poželjno je, metal koji pod uslovima procesa ima veći afinitet prema kiseoniku od kalaja, olova, bakra i nikla, poželjno drugo redukciono sredstvo sadrži metal gvožđe, poželjnije staro gvožđe. Podnosioci prijave radije koriste gvožđe, ukoliko je moguće staro gvožđe kao redukciono sredstvo, zbog njegove visoke dostupnosti pod ekonomski veoma isplativim uslovima. Podnosioci prijave su otkrili da dodavanje čvrstog redukcionog sredstva može doneti dodatnu korist jer peć zahteva manje dodatnog zagrevanja da bi održala ili dostigla željenu temperaturu. Podnosioci prijave su otkrili da ova korist može biti dovoljno velika da dodatno zagrevanje sagorevanjem goriva korišćenjem vazduha i/ili kiseonika može biti ograničeno ili čak da jedva bude potrebno da bi se postigla željena temperatura. Podnosioci prijave su dalje otkrili da korak e) može imati dodatne koristi od dodavanja silicijum dioksida, kao što je objašnjeno na drugom mestu u ovom dokumentu.

[0178] U jednom tehničkom rešenju procesa prema predmetnom pronalasku koje uključuje korak e), prve sveže sirovine koje sadrže Pb i/ili Sn se dodaju u korak e), poželjno u prvu šljaku rafinacije lema pre redukcije prve šljake rafinacije lema, poželjno prve sveže sirovine koje sadrže Pb i/ili Sn koje sadrže i poželjnije jesu prvenstveno masa od čvrstih nečistoća dobijena nizvodnom preradom koncentrovanih tokova Pb i/ili Sn.

[0179] Podnosioci prijave su otkrili da je korak e), takođe, veoma pogodna lokacija u procesu za uvođenje materijala koji su bogati kalajem i/ili olovom, a siromašni bakrom i niklom, ali koji mogu da sadrže metale koji u uslovima procesa imaju veći afinitet prema kiseoniku nego kalaj i olovo. Njihov dodatak koraku e) donosi prednost u tome što se kalaj i/ili olovo lako dobijaju kao deo prve kompozicije sirovog lemnog metala i povlače se iz procesa, dok takozvani „manje plemeniti” metali imaju kratku i pravu putanju procesa u drugu istrošenu šljaku proizvedenu u nizvodnom koraku f).

[0180] Podnosioci prijave su otkrili da je korak e) veoma pogodan za dobijanje kalaja i/ili olova, i opciono antimona i/ili arsena, u sirovinama ili nusproizvodima procesa koji su bogati takvim metalima, ali relativno siromašni bakrom i/ili niklom. Podnosioci prijave su otkrili da prva sveža sirovina koja sadrži Pb i/ili Sn može dalje da sadrži metale koji pod uslovima procesa imaju veći afinitet prema kiseoniku od kalaja i/ili olova, kao što su natrijum, kalijum, kalcijum. Takvi metali mogu npr. biti uveden kao deo procesnih hemikalija koje se koriste u nizvodnim koracima za rafinaciju toka bogatog kalajem i/ili olovom, kao što je prva kompozicija sirovog lemnog metala ili nizvodni derivat. Podnosioci prijave su otkrili da je korak e) veoma pogodan za dobijanje vrednih metala iz nusproizvoda mase od čvrstih nečistoća koji se formira u jednom od koraka rafinacije koji se izvodi kao deo procesa stavljenih na uvid javnosti u WO 2018/060202 A1 ili slično. Takvi tokovi nusproizvoda mase od čvrstih nečistoća obično unose ekonomski značajne količine kalaja i/ili olova, ali takođe sadrže druge metale koji su možda uvedeni kao deo procesnih hemikalija.

[0181] U jednom tehničkom rešenju, proces prema predmetnom pronalasku dalje obuhvata korake a) obezbeđivanja kompozicije crnog bakra koja sadrži značajnu količinu bakra zajedno sa značajnom količinom kalaja i/ili olova,

b) delimične oksidacije kompozicije crnog bakra, čime se formira prva obogaćena faza metala bakra i prva šljaka rafinacije bakra, nakon čega sledi odvajanje prve šljake rafinacije bakra od prve obogaćene faze metala bakra,

i dovođenje prve šljake rafinacije bakra u korak c).

[0182] Podnosioci prijave su otkrili da je delimična oksidacija sirovine crnog bakra veoma efikasna za proizvodnju faze šljake, odnosno prve šljake rafinacije lema, a ta je šljaka posebno pogodna za dobijanje toka sirovog lema, kao što je prva kompozicija sirovog lemnog metala iz koraka e), a taj tok sirovog lema može poslužiti kao međuproizvod za dobijanje proizvoda od kalaja i/ili olova visoke čistoće. Podnosioci prijave su otkrili da je ova efikasnost posebno posledica dobijanja, u koraku d), prve razblažene kompozicije metala bakra, ali i zbog redosleda koraka oksidacije i redukcije kako je navedeno u postupku prema predmetnom pronalasku, uključujući korake a), b), c) i d).

[0183] U jednom tehničkom rešenju procesa prema predmetnom pronalasku, koje uključuje korak b), dobijanje kalaja u koraku b) kao dela prve šljake rafinacije bakra, u odnosu na ukupnu količinu kalaja prisutnog u koraku b), iznosi najmanje 20 %, poželjno najmanje 30%, poželjnije najmanje 40,00%, još poželjnije najmanje 45%, još poželjnije najmanje 50%, poželjno najmanje 55%, poželjnije najmanje 57%. Ne treba specificirati jedinice za % dobijanja određenog elementa, jer bez obzira da li se uzimaju u obzir atomi ili masa, % dobijanja ostaje isti.

[0184] U jednom tehničkom rešenju procesa prema predmetnom pronalasku, koje uključuje korak b), dobijanje olova u koraku b) kao dela prve šljake rafinacije bakra, u odnosu na ukupnu količinu olova prisutnog u koraku b), iznosi najmanje 20%, poželjno najmanje 30,00%, poželjnije najmanje 40%, još poželjnije najmanje 45%, još poželjnije najmanje 50%, poželjno najmanje 55%, poželjnije najmanje 60%.

[0185] Navedena donja granica dobijanja kalaja i/ili olova u koraku b) kao dela prve šljake rafinacije bakra donosi prednost što se već u prvom koraku oksidacije koji se izvodi na crnom bakru, značajna količina prisutnog kalaja i/ili olova uklanja, zajedno sa značajnim količinama drugih elemenata osim bakra. Ovo donosi prednost u tome što se manje nečistoća dovodi do koraka koji se izvode nizvodno na prvoj obogaćenoj fazi metala bakra. To znači da nizvodni procesni koraci na prvoj obogaćenoj fazi metala bakra moraju da se nose sa manjom količinom nečistoća, a takođe i sa manjom zapreminom prve faze obogaćenog metala bakra. To obično znači da se u narednim koracima obrade koji se izvode na prvoj obogaćenoj fazi metala bakra oslobađa još dragocene zapremine peći, što otvara prostor za uvođenje dodatnog materijala u ove procesne korake, a samim tim i mogućnost za povećanu proizvodnju finalnog proizvoda od bakra u okviru procesa sa istim ograničenjima zapremine peći. Navedene prednosti su povezane sa donjom granicom dobijanja kalaja u koraku b), takođe sa donjom granicom dobijanja olova u koraku b), i sa kombinacijom donje granice dobijanja kalaja sa donjom granicom za dobijanje olova u koraku b). Efekti su kumulativni u odnosu na dva metala kalaj i olovo, i zajedno donose čak i pojačan efekat u odnosu na zbir dva pojedinačna efekta.

[0186] Podnosioci prijave su otkrili da se željeno dobijanje u koraku b) može postići kontrolisanjem prisustva kiseonika i/ili donatora kiseonika u koraku b) u odgovarajućim granicama, ako je potrebno u kombinaciji sa kontrolisanim dodatkom apsorbera kiseonika, i dodatkom fluksnog materijala.

[0187] U jednom tehničkom rešenju procesa prema predmetnom pronalasku koje uključuje korak b), dodatne sirovine se dodaju kao sveža sirovina u koraku b). Podnosioci prijave više vole da dodaju sirovine koje sadrže čvrsti metal jer je topljenje ovog čvrstog metala u stanju da apsorbuje deo reakcione toplote i pomaže u održavanju temperature peći u poželjnom rasponu. Podnosioci prijave radije koriste za ovu svrhu sirovine koje su bogate bakrom i koje mogu sadržati najmanje male količine Sn i/ili Pb. Poželjni temperaturni raspon je ograničen donjom granicom ispod koje viskozitet najmanje jedne od tečnih faza postaje preterano visok da bi peć mogla da radi. Poželjni temperaturni raspon je omeđen gornjom granicom iznad koje isparljivost vrednih metala, posebno kalaja i/ili olova, postaje prekomerna, a dobijanje ovih metala kao dela prašine iz peći postaje prekomerno problematično, složeno i skupo.

[0188] U jednom tehničkom rešenju procesa prema predmetnom pronalasku, koje uključuje korak a), kompozicija crnog bakra ispunjava najmanje jedan, a poželjno sve sledeće uslove:

● sadrži najmanje 50 mas % bakra,

● sadrži najviše 96,9 mas % bakra,

● sadrži najmanje 0,1 mas % nikla,

● sadrži najviše 4,0 mas % nikla,

● sadrži najmanje 1,0 mas % kalaja,

● sadrži najviše 15 mas % kalaja,

● sadrži najmanje 1,0 mas % olova,

● sadrži najviše 25 mas % olova,

● sadrži najviše 3,5tež. % gvožđa, i

● sadrži najviše 8,0 mas % cinka.

[0189] Podnosioci prijave preferiraju da bilo koji crni bakar koji može da se koristi u postupku prema predmetnom pronalasku, tj. takođe bilo koji crni bakar koji se koristi u koraku procesa koji nije korak b) ispunjava najmanje jedan od gore navedenih uslova, a poželjno sve.

[0190] U jednom tehničkom rešenju procesa prema predmetnom pronalasku, crni bakar sadrži najviše 96,9 mas % ili bolje najviše 96,5 mas % bakra, poželjno najviše 96,0 mas %, poželjnije najviše 95,0 mas %, još poželjnije na najviše 90,0 mas %, još poželjnije najviše 85,0 mas %, poželjno najviše 83,0 mas %, poželjnije najviše 81,0 mas %, još poželjnije najviše 80,0 mas %, još poželjnije manje od 80,0 mas % i poželjno najviše 79,0 mas % bakra. To donosi prednost u tome što prethodni proces za proizvodnju crnog bakra može prihvatiti sirovine koje sadrže mnogo više metala osim bakra. Posebno je korisno prihvatiti više kalaja i/ili olova u proizvodnji crnog bakra, a ove veće količine kalaja i/ili olova mogu se lako preraditi u povećanu količinu sirovog lemnog koproizvoda, proizvoda koji ima relativno visoku ekonomsku vrednost.

[0191] U jednom tehničkom rešenju procesa prema predmetnom pronalasku, crni bakar sadrži najmanje 50 mas % ili još bolje najmanje 51 mas % bakra, poželjno najmanje 52 mas %, poželjnije najmanje 53 mas %, još poželjnije najmanje 54 mas %, još poželjnije najmanje 55 mas %, poželjno najmanje 57 mas %, poželjnije najmanje 59 mas %, još poželjnije najmanje 60 mas %, još poželjnije najmanje 62 mas %, poželjno na najmanje 64 mas %, poželjnije najmanje 66 mas %, još poželjnije najmanje 68 mas %, još poželjnije najmanje 70 mas %, poželjno najmanje 71 mas %, poželjnije najmanje 72 mas %, još poželjnije na najmanje 73 mas %, još poželjnije najmanje 74 mas %, poželjno najmanje 75 mas %, poželjnije najmanje 77,5 mas %, još poželjnije najmanje 80 mas %, još poželjnije najmanje 85 mas % bakra.

[0192] Ovo donosi prednost u tome što se korak predrafinacije, kao što je predviđen u US 3,682,623 za nadogradnju crnog bakra koji sadrži 75-80 mas % bakra na oko 85 mas % bakra ili više (85,12 tež.% bakra u Primeru, Tabela VI), može izostaviti.

[0193] Podnosioci prijave su dalje utvrdili da je ukupan proces operativniji i efikasniji, i da obično proizvodi više primarnih proizvoda, ako koncentracija bakra u crnom bakru ostane u okviru propisanih donjih granica. Sa nižom koncentracijom bakra u crnom bakru, ostali elementi čine ravnotežu. Ovo je sasvim prihvatljivo i često čak i poželjno ako se radi o vrednim metalima koji čine balans, kao što je olovo, ali još zanimljivije ako je uključen i kalaj. Ovi metali troše hemikalije tokom bilo kog koraka oksidacije i/ili redukcije, ali na kraju njihov veliki deo završava u glavnom toku proizvoda. Ako, međutim i naprotiv, metali ili elementi niže vrednosti koji neizbežno završe u jednoj od istrošenih procesnih šljaka čine balans, onda je niža koncentracija bakra prilično štetna jer ovi metali i/ili elementi troše hemikalije u koracima oksidacije kao delu koraka rafinacije bakra, i/ili mogu da troše druge hemikalije u jednom od koraka redukcije nizvodno, kao što je korak c) procesa prema predmetnom pronalasku. Pored toga, ovi metali ili elementi niske vrednosti zauzimaju zapreminu u peći, pa njihovo prisustvo stoga zahteva veće peći, a samim tim i veće troškove ulaganja. U okviru date dostupne veličine opreme, prisustvo ovih metala ili elemenata pooštrava ograničenja za uvođenje u bilo koji od koraka procesa sirovina veće vrednosti kao što su one koje sadrže visoke koncentracije bakra, kalaja i/ili olova. Kompozicija crnog bakra je obično međuproizvod proizveden drugim korakom pirometalurškog procesa, tj. korakom topionice. Topionički korak dovodi do rastaljenog metalnog proizvoda, takozvanog „crnog bakra”, i tečne šljake prvenstveno oksida metala, obično u prisustvu značajnih količina silicijum dioksida. Podnosioci prijave preferiraju da u topioničkom koraku dobiju proizvod crnog bakra koji ima najmanje minimalnu količinu bakra kao što je navedeno, jer visoko prisustvo bakra deluje kao sredstvo za ekstrakciju drugih vrednih metala, npr. kalaja i olova. Održavanje koncentracije bakra u kompoziciji crnog bakra iznad navedene granice stoga dovodi do većeg izvlačenja ovih drugih vrednih metala prisutnih u kompoziciji crnog bakra, umesto gubitka ovih vrednih metala kao dela šljake topionice, u kojoj ovi metali obično imaju malu ili nikakvu vrednost i čak mogu predstavljati teret.

[0194] U jednom tehničkom rešenju procesa prema predmetnom pronalasku, crni bakar sadrži najmanje 1,0 mas % kalaja, poželjno najmanje 1,5 mas %, poželjnije najmanje 2,0 mas %, još poželjnije najmanje 2,5 mas %, još više poželjno najmanje 3,0 mas %, poželjno najmanje 3,5 mas %, poželjnije najmanje 3,75 mas %, još poželjnije najmanje 4,0 mas %, još poželjnije najmanje 4,5 mas %, poželjno najmanje 5,0 mas %, poželjnije najmanje 5,5 mas %, još poželjnije najmanje 6,0 mas %, još poželjnije najmanje 6,5 mas %, poželjno najmanje 7,0 mas %, poželjnije najmanje 7,5 mas %, još poželjnije najmanje 8,0 mas %, još poželjnije najmanje 8,5 mas %, poželjno najmanje 9,0 mas %, poželjnije najmanje 9,5 mas %, još poželjnije najmanje 10,0 mas %, još poželjnije najmanje 11,0 mas % kalaja. Kalaj je veoma vredan metal koji je u obliku proizvoda veće čistoće prilično retko dostupan. Podnosioci prijave stoga više vole da proizvode onoliko kalaja koliko je njihov proces u stanju da podnese. Pored toga, podnosioci prijave radije dobijaju ovaj kalaj iz sirovina niske ekonomske vrednosti, u kojima je kalaj obično prisutan u niskim koncentracijama. Takve sirovine niske vrednosti često sadrže velike količine elemenata koje je teško obraditi u procesu pirometalurške rafinacije bakra, i stoga se obično prvo prerađuju u fazi topionice. Kalaj u tim sirovinama niske vrednosti stoga uglavnom završava kao deo kompozicije crnog bakra. Podnosioci prijave preferiraju da prerade što je moguće više kalaja od sirovina niske vrednosti, i stoga više vole da kompozicija crnog bakra u postupku prema predmetnom pronalasku sadrži što je moguće više kalaja u okviru drugih ograničenja procesa.

[0195] U jednom tehničkom rešenju procesa prema predmetnom pronalasku, crni bakar sadrži najmanje 1,0 mas % olova, poželjno najmanje 1,5 mas %, poželjnije najmanje 2,0 mas %, još poželjnije najmanje 2,5 mas %, još više poželjno najmanje 3,0 mas %, poželjno najmanje 3,5 mas %, poželjnije najmanje 3,75 mas %, još poželjnije najmanje 4,0 mas %, još poželjnije najmanje 4,5 mas %, poželjno najmanje 5,0 mas %, poželjnije na najmanje 5,5 mas %, još poželjnije najmanje 6,0 mas %, još poželjnije najmanje 7,0 mas %, poželjno najmanje 8,0 mas %, poželjnije najmanje 9,0 mas %, još poželjnije najmanje 10,0 mas %, još poželjnije najmanje 11,0 mas %, poželjno najmanje 12,0 mas %, poželjnije najmanje 13,0 mas %, još poželjnije najmanje 14,0 mas %, još poželjnije najmanje 15,0 mas % olova.

[0196] Olovo je, takođe, vredan metal. Pored toga, prisustvo olova olakšava dobijanje još vrednijeg metala kalaja, jer se ponaša slično kao kalaj, završava u istim procesnim tokovima, formirajući smešu koja se naziva „lem”, a nastali tokovi lema imaju veću gustinu i stoga se lakše odvajaju od tečnih tokova manje gustine kao što je šljaka ili čvrstih tokova kao što je masa od čvrstih nečistoća. Podnosioci prijave stoga više vole da imaju značajnu količinu olova u svom procesu. Pored toga, podnosioci prijave radije dobijaju ovo olovo iz sirovina niske ekonomske vrednosti, u kojima je olovo obično prisutno u niskim koncentracijama. Takve sirovine niske vrednosti često sadrže velike količine elemenata koje je teško obraditi u procesu pirometalurške rafinacije bakra, i stoga se obično prvo prerađuju u fazi topionice. Olovo u tim sirovinama niske vrednosti stoga uglavnom završava kao deo kompozicije crnog bakra. Podnosioci prijave više vole da dobiju što je moguće više olova iz sirovina niske vrednosti, i stoga više vole da kompozicija crnog bakra u postupku prema predmetnom pronalasku sadrži što je više moguće olova u okviru drugih ograničenja procesa.

[0197] Veće prisustvo kalaja i/ili olova u crnom bakru donosi prednost da se sirovine koje sadrže ovaj kalaj i/ili olovo mogu prerađivati u topioničkom koraku, koraku koji je visoko tolerantan na druge nečistoće, mnogo više od ovih uobičajenih koraka koji se izvode kao deo procesa rafinacije bakra, uključujući sve korake povezane sa zajedničkom proizvodnjom drugih obojenih metala kao što su kalaj i/ili olovo. Ove prihvatljive sirovine su stoga obično mnogo nižeg kvaliteta, a samim tim i niže ekonomske vrednosti. Većina kalaja i/ili olova u crnom bakru u procesu prema predmetnom pronalasku završava u sirovom lemnom koproizvodu, koji je proizvod relativno visoke ekonomske vrednosti. Ekonomska nadogradnja kalaja i/ili olova u crnom bakru koji se dovodi u proces prema predmetnom pronalasku je stoga obično mnogo veća od iste količine unesene kao deo mnogo koncentrisanije sirovine koja može biti prihvatljiva direktno u jednom od koraka u procesu rafinacije bakra, uključujući pomoćne komponente.

[0198] Podnosioci prijave stoga više vole da imaju veće količine kalaja i/ili olova u crnom bakru, jer to donosi prednost da se u okviru ograničene količine ovih metala koji će se proizvoditi zbog ograničenja opreme, više ovih metala dobijaju iz sirovine niske vrednosti, pa se stoga više ovih metala može dobiti uz visok ekonomski povraćaj iz odnosa njihove niže vrednosti u sirovini i njihove visoke ekonomske vrednosti u finalnom proizvodu.

[0199] U jednom tehničkom rešenju procesa prema predmetnom pronalasku, crni bakar sadrži najviše 15,0 mas % kalaja, poželjno najviše 14,0 mas %, poželjnije najviše 13,0 mas %, još poželjnije najviše 12,0 mas %, još više poželjno najviše 11,0 mas %, poželjno najviše 10,0 mas %, poželjnije najviše 9,0 mas %, još poželjnije najviše 8,0 mas %, još poželjnije najviše 7,0 mas %, poželjno najviše 6,0 mas % kalaja. Podnosioci prijave su utvrdili da ograničavanje koncentracije kalaja u kompoziciji crnog bakra na navedene gornje granice donosi prednost u tome što je u kompoziciji crnog bakra ostavljeno dovoljno prostora za druge metale i elemente. Kao što je gore navedeno, prisustvo bakra je veoma korisno u uzvodnom topioničkom koraku, kao i prisustvo olova. Podnosioci prijave stoga preferiraju da drže koncentraciju kalaja unutar navedene gornje granice.

[0200] U jednom tehničkom rešenju procesa prema predmetnom pronalasku, crni bakar sadrži najviše 25,0 mas % olova, poželjno najviše 24,0 mas %, poželjnije najviše 23,0 mas %, još poželjnije najviše 22,0 mas %, još više poželjno najviše 21,0 mas %, poželjno najviše20,0 mas %, poželjnije najviše 19,0 mas %, još poželjnije najviše 18,0 mas %, još poželjnije najviše 17,0 mas %, poželjno najviše 16,0 mas %, poželjnije na najviše 15,0 mas %, još poželjnije najviše 14,0 mas %, još poželjnije najviše 13,0 mas %, još poželjnije najviše 12,0 mas %, poželjno najviše 11,0 mas %, poželjnije najviše 10,0 mas %, još poželjnije najviše 9,0 mas %, još poželjnije najviše 8,0 mas %, poželjno najviše 7,0 mas % olova. Podnosioci prijave su utvrdili da ograničavanje koncentracije olova u kompoziciji crnog bakra na navedene gornje granice donosi prednost u tome što je u kompoziciji crnog bakra ostavljeno dovoljno prostora za druge metale i elemente. Kao što je gore navedeno, prisustvo bakra je veoma korisno u uzvodnom topioničkom koraku, a takođe je veoma poželjno prisustvo značajnih količina kalaja. Podnosioci prijave, stoga, radije drže koncentraciju olova u okviru navedene gornje granice.

[0201] Podnosioci prijave su otkrili da prevelike količine kalaja i/ili olova u crnom bakru utiču na svaki korak razdvajanja između bakra (i nikla) s jedne strane i kalaja i olova s druge strane. Razdvajanje je manje jasno, a više kalaja i/ili olova ima tendenciju da ostane sa bakrom. Čak i ako se tok bakra barem delimično reciklira, to uzrokuje da veće količine kalaja i/ili olova cirkulišu u procesu i zauzimaju zapreminu peći. Ali, takođe, ako se tok bakra iz te separacije, ili njegov deo, ukloni iz procesa, veće količine kalaja i/ili olova u tom toku predstavljaju dodatno opterećenje za njegovu preradu u nastavku.

[0202] U jednom tehničkom rešenju procesa prema predmetnom pronalasku, crni bakar sadrži najmanje 0,1 mas % i opciono najviše 4,0 mas % nikla (Ni). Poželjno, sirovina crnog bakra za korak b) sadrži najmanje 0,2 mas % nikla, poželjnije najmanje 0,3 mas %, još poželjnije najmanje 0,4 mas %, još poželjnije najmanje 0,5 mas %, poželjno najmanje 0,75 mas % , poželjnije najmanje 1,00 mas % nikla.

[0203] Nikl je metal koji je prisutan u mnogim sirovinama koje sadrže bakar, kalaj i/ili olovo, a takođe je prisutan u mnogim legurama koje sadrže ili su čak na bazi gvožđa. Nikl u uslovima peći pokazuje afinitet prema kiseoniku koji je niži od kalaja i/ili olova, a blizu i nešto veći od afiniteta bakra. To je, dakle, metal koji se pirometalurški teško odvaja od bakra. U US 3,682,623, većina nikla sadržanog u prethodno rafinisanom crnom bakru (Tabela VI, 541,8 kg) napušta proces kao nečistoća u proizvodu rafinisanog bakra (Tabela XII, 300 kg), koji je izliven u anode (kol.19, red.

61-62). Manja količina nikla pronalazi svoj put u metalni proizvod olovo/kalaj (Tabela XV, 110 kg). Proces obuhvata značajan tok reciklaže crnog bakra, u kome se čini da se nikl povećava sa svakim ciklusom (Tabela XIV, 630 kg u poređenju sa Tabelom VI, 500 kg). Podnosioci prijave su otkrili da je nikl u anodama bakra ometajući element u daljem koraku elektrorafinacije. U uslovima procesa elektrorafinacije, nikl se rastvara u elektrolitu, ali se ne taloži na katodi. Zbog toga se može nakupiti u elektrolitu i možda dovesti do taloženja soli nikla kada se prekorači njihova granica rastvorljivosti. Ali čak i na nižim nivoima, nikl već može dovesti do pasivizacije anode zbog mogućeg nagomilavanja gradijenta koncentracije nikla na površini anode. Proces iz US 3,682,623 je stoga ograničen u svojim mogućnostima rukovanja niklom. Korak topljenja US 3,682,623 stoga može prihvatiti samo prilično ograničenu količinu sirovina koje sadrže značajne količine nikla.

[0204] Podnosioci prijave su sada otkrili da postupak prema predmetnom pronalasku može da prihvati mnogo veće količine nikla, npr. kao deo crnog bakra iz uzvodnog koraka topionice. Ova veća tolerancija za nikl donosi za proces u skladu sa predmetnim pronalaskom, i za sve korake procesa koji se izvode uzvodno, širi prozor prihvatanja u odnosu na sirovine. Proces u skladu sa predmetnim pronalaskom, kao i bilo koji od njegovih koraka u uzvodnom procesu, može tako da prihvati sirovine koje alternativni procesi poznati u tehnici možda neće prihvatiti, ili ih prihvataju samo u veoma ograničenim količinama, i koje stoga mogu biti lakše dostupne po ekonomski privlačnijim uslovima.

[0205] Uprkos višoj toleranciji za nikl, podnosioci prijave su, takođe, otkrili da proces prema predmetnom pronalasku može biti sposoban da proizvede primarni anodni bakarni proizvod koji je bogatiji bakrom i koji sadrži manje nikla u poređenju sa anodnim bakrom proizvedenim u US 3,682,623.

[0206] U jednom tehničkom rešenju procesa prema predmetnom pronalasku, crni bakar sadrži najviše 3,5 mas % gvožđa, poželjno najviše 3,0 mas %, poželjnije najviše 2,5 mas %, još poželjnije najviše 2,0 mas %, još više poželjno najviše 1,80 mas %, poželjno najviše 1,60 mas % gvožđa.

[0207] U jednom tehničkom rešenju procesa prema predmetnom pronalasku, crni bakar sadrži najviše 8,0 mas % cinka, poželjno najviše 7,5 mas %, poželjnije najviše 7,0 mas %, još poželjnije najviše 6,5 mas %, još više poželjno najviše 6,0 mas %, poželjno najviše 5,5 mas %, poželjnije najviše 5,0 mas %, još poželjnije najviše 4,7 mas % cinka.

[0208] Podnosioci prijave su utvrdili da je preporučljivo da se koncentracije gvožđa i/ili cinka drže unutar navedenih granica. Ovi metali se obično oksiduju u koracima rafinacije bakra, gde troše pomoćne supstance. Cink se lako redukuje u bilo kom redukcionom koraku procesa, a samim tim i on troši pomoćne supstance. Pored toga, ovi metali zauzimaju zapreminu peći. Iz ovih razloga, podnosioci prijave žele da ograniče ove metale na odgovarajuće koncentracije kao što je navedeno.

[0209] U jednom tehničkom rešenju procesa prema predmetnom pronalasku koje uključuje korak b), temperatura šljake u koraku b) i/ili u koraku c) je najmanje 1000°C, poželjno najmanje 1020°C, poželjnije najmanje 1040°C, još poželjnije najmanje 1060°C, poželjno najmanje 1080°C, poželjnije najmanje 1100°C, još poželjnije najmanje 1110°C, poželjno najmanje 1120°C, poželjnije najmanje 1130°C C, još poželjnije najmanje 1140°C, poželjno najmanje 1150°C. Podnosioci prijave su utvrdili da je razdvajanje između faze metala i faze šljake bolje kada je temperatura šljake u skladu sa propisanom granicom, a najbolje iznad propisane. Ne želeći da se vezuju za ovu teoriju, podnosioci prijave smatraju da viša temperatura donosi bolje odvajanje barem zato što je viskozitet šljake manji na višim temperaturama. Niži viskozitet šljake omogućava da se mehurići težeg metala brže kombinuju u veće mehuriće i da brže potonu kroz fazu šljake dok ne dođu do osnovne faze metala i mogu da se kombinuju sa njom. Višatemperatura, takođe, donosi prednost brže kinetike reakcije, tako da se željena ravnoteža može postići brže.

[0210] Podnosioci prijave, međutim, takođe veruju da na ravnotežu između faze metala i faze šljake utiče temperatura. Obično viša temperatura ima tendenciju da smanji razlike između različitih metala u pogledu njihovog afiniteta prema kiseoniku u uslovima procesa. Podnosioci prijave stoga preferiraju da ograniče temperaturu peći u koraku b) i/ili c) na najviše 1300°C, poželjno najviše 1250°C, poželjnije najviše 1200°C. Podnosioci prijave više vole da primenjuju ovo ograničenje na većinu, ako ne i na sve korake u procesu prema predmetnom pronalasku u kojima se vrši razdvajanje faza između najmanje dve tečne faze, obično supernatantne faze šljake i osnovne faze metala.

[0211] Na visokim temperaturama u koraku topljenja ili rafinacije obojenih metala, i metali i oksidi metala se javljaju u tečnom rastopljenom stanju. Oksidi metala obično imaju manju gustinu od metala i formiraju posebnu takozvanu fazu „šljake” koja pluta kao supernatant tečne faze na vrhu rastopljene faze metala. Oksidi metala se stoga mogu odvojiti gravitacijom kao posebna tečna faza šljake od faze rastopljenog metala. Silicijum dioksid, obično u obliku normalnog peska, može se dodati kao takozvani „fluksni materijal”, tj. kao razblaživač šljake i/ili za poboljšanje fluidnosti šljake tako da se lakše odvaja od faze metala i da je lakša za rukovanje. Silicijum dioksid je, takođe, sposoban da veže određene elemente i na taj način utiče na želju tog elementa da postane deo faze šljake, a ne faze metala. Podnosioci prijave su otkrili da je dodavanje silicijum dioksida veoma poželjan procesni element za mnoge korake koji su deo procesa prema predmetnom pronalasku gde treba da se odvoje faza šljake i faza metala jedna od druge, jer silicijum dioksid u mnogim okolnostima pomaže u promeni ravnoteže između faze metala i faze šljake u korist razdvajanja koje je poželjno u odnosu na željene metale u fazi metala i metale za koje je poželjno da ostanu u fazi šljake. Podnosioci prijave su dalje otkrili da kada šljaka sadrži gvožđe i povuče se iz peći i granulira kontaktom vruće tečne šljake sa vodom, dodavanjem silicijum dioksida može se izbeći rizik da je gvožđe prisutno u obliku koji deluje kao katalizator za cepanje vode i samim tim stvaranje gasa vodonika, što predstavlja opasnost od eksplozije. Silicijum dioksid, takođe, povećava aktivnost bilo kog kalaja u šljaci, forsirajući nešto SnO2da se redukuje na metal Sn, a taj Sn će preći u fazu metala. Ovaj poslednji mehanizam smanjuje količinu Sn koja ostaje u šljaci za istu osnovnu kompoziciju metala.

[0212] U pirometalurškim uslovima rada, između različitih metala i oksida u peći se odvija nekoliko hemijskih reakcija. Metali koji imaju veći afinitet prema kiseoniku se lakše oksidiraju i ti oksidi imaju tendenciju da pređu u fazu šljake, dok metali koji imaju manji afinitet prema kiseoniku, kada su prisutni kao oksidi, lako se redukuju da se vrate u svoje metalno stanje i ovi metali imaju tendenciju da pređe u fazu tečnog metala. Ako je dozvoljeno dovoljno kontaktne površine i vremena, uspostavlja se ravnoteža između faze metala, u kojoj se skupljaju metali koji imaju manji afinitet prema kiseoniku u uslovima procesa, i faze šljake, u kojoj se sakupljaju metali imaju veći afinitet prema kiseoniku pod uslovima procesa u obliku svojih oksida.

[0213] Metali kao što su natrijum (Na), kalijum (K), kalcijum (Ca) i silicijum (Si) imaju izuzetno visok afinitet prema kiseoniku i skoro isključivo će se dobiti u fazi šljake. Metali kao što su srebro (Ag), zlato (Au) i drugi plemeniti metali imaju izuzetno nizak afinitet prema kiseoniku i skoro isključivo se dobijaju u fazi metala. Većina drugih metala se obično ponaša „između” ova dva ekstrema, a na njihovu preferenciju može dodatno uticati prisustvo drugih elemenata ili supstanci, ili možda njihovo odgovarajuće odsustvo.

[0214] Metali od interesa za predmetni pronalazak imaju, pod uobičajenim uslovima peći za rafinaciju obojenih metala, afinitete prema kiseoniku, i težiće da se distribuiraju između metala i faze šljake. Od nižeg ka višem afinitetu prema kiseoniku, a samim tim i od relativno visokog afiniteta do nižeg afiniteta za fazu metala, rangiranje ovih metala može biti predstavljeno otprilike na sledeći način: Au > Ag >> Bi/Cu > Ni > As > Sb > Pb > Sn >> Fe > Zn > Si > Al > Mg > Ca. Radi pogodnosti, ovo se može nazvati rangiranjem metala od plemenitijih ka manje plemenitim, ali ova kvalifikacija mora biti povezana sa posebnim uslovima i okolnostima pirometalurških procesa obojenih metala i može propasti kada se prebaci u druge oblasti. Relativni položaj pojedinih metala na ovoj listi može, između ostalog, biti pod uticajem prisustva ili odsustva drugih elemenata u peći, kao što je npr. silicijum.

[0215] Na uravnoteženu distribuciju metala između faze metala i faze šljake, takođe, može se uticati dodavanjem kiseonika i/ili materijala za apsorpciju kiseonika (ili redukcionih sredstava) u tečno kupatilo u peći.

[0216] Dodavanje kiseonika će pretvoriti neke od metala u fazi metala u njihov oksidovani oblik, a taj će oksid zatim preći u fazu šljake. Metali u fazi metala koji imaju visok afinitet prema kiseoniku biće skloniji ovoj konverziji i prelasku. Njihova uravnotežena distribucija između faze metala i faze šljake stoga može biti podložnija promenama.

[0217] Suprotno se može dobiti dodavanjem materijala za apsorpciju kiseonika. Pogodni potrošači kiseonika mogu na primer biti ugljenik i/ili vodonik, u bilo kom obliku ili formi, kao što su organski materijali, npr. drvo ili druge zapaljive materije, kao što je prirodni gas. Ugljenik i vodonik će lako oksidirati („sagoreti”) i pretvoriti se u H2O i/ili CO/CO2, komponente koje lako napuštaju tečno kupatilo i unose sadržaj kiseonika iz kupatila. Ali takođe metali kao što su Si, Fe, Al, Zn i/ili Ca su pogodna redukciona sredstva. Od posebnog interesa su gvožđe (Fe) i/ili aluminijum (Al), zbog svoje raspoloživosti. Oksidacijom, ove komponente će redukovati neke od metala u fazi šljake iz njihovog oksidovanog stanja u njihovo metalno stanje, a ovi metali će zatim preći u fazu metala. Sada su metali u fazi šljake ti koji imaju manji afinitet prema kiseoniku koji će biti skloniji ovoj reakciji redukcije i kretanju u suprotnom smeru.

[0218] U topioničkom koraku, jedna od svrha je redukovanje oksida vrednih obojenih metala koji ulaze sa sirovinom u odgovarajuće redukovane metale. Smerom i brzinom reakcija koje se dešavaju u topioničkom koraku može se dodatno upravljati kontrolom prirode atmosfere u peći. Alternativno ili kao dodatak, u topionicu se može dodati materijal za doniranje kiseonika ili materijal za apsorpciju kiseonika.

[0219] Veoma pogodan materijal za uklanjanje kiseonika za takve operacije je metal gvožđe, obično je poželjno staro gvožđe. Pod uobičajem radnim uslovima, gvožđe će reagovati sa vrućim oksidima, silikatima i drugim jedinjenjima metala koji imaju niži afinitet prema kiseoniku od gvožđa, da bi se dobio rastop koji sadrži ove metale u elementarnom obliku. Uobičajene reakcije uključuju:

MeO Fe -> FeO Me toplota

(MeO)xSiO2+ x Fe → (FeO)xSiO2+ x Me toplota

[0220] Temperatura kupatila ostaje visoka zbog egzotermne toplote reakcije i toplote sagorevanja. Temperatura se može lako održavati u rasponu u kojem šljaka ostaje tečna, a uparavanje olova i/ili kalaja ostaje ograničeno.

[0221] Svaka od reakcija redukcije koja se odvija u peći za topljenje formira ravnotežu. Dakle, konverzija ostvarena kroz svaku reakciju je ograničena ravnotežama definisanim u odnosima kao što su sledeće:

[0222] Parametri u ovim formulama predstavljaju aktivnosti pomenutih hemijskih komponenti u radnim uslovima, često su množenje koncentracije komponente sa koeficijentom aktivnosti komponente u radnim uslovima, pri čemu ovaj drugi nije uvek jednak 1,0 ili isti za različite komponente. Podnosioci prijave su otkrili da na koeficijente aktivnosti može uticati prisustvo drugih hemijskih jedinjenja, kao što su takozvana fluksna jedinjenja, koja se ponekad nazivaju i stvaraoci šljake, posebno dodavanjem silicijum dioksida.

[0223] U slučaju kada je Me bakar, K1 i K2 su visoki pri normalnim reakcionim temperaturama i redukcija bakarnih jedinjenja se tako u velikoj meri završava do kraja. U slučaju olova i kalaja, i K1 i K2 su relativno niski, ali bakar u fazi metala izvlači metal olovo i kalaj iz reakcione zone šljake, čime se smanjuje aktivnost ovih metala u šljaci i dovodi do smanjenja kombinovanog olova i kalaja do kraja.

[0224] Pritisak pare cinka je relativno visok na uobičajenoj temperaturi reakcije i veliki deo cinka, za razliku od olova i kalaja, može lako da se upari iz peći. Pare cinka koje izlaze iz peći oksiduju se vazduhom što se može npr. aspirirati između otvora peći i haube i/ili izduvne cevi. Nastala prašina cink oksida se kondenzuje i sakuplja pomoću konvencionalnih sistema za sakupljanje prašine.

[0225] Poželjno, sadržaj bakra, kalaja i olova u šljaci u topioničkoj peći je svaki smanjen na 0,5 mas % ili manje. U tu svrhu, faza metala treba da sadrži dovoljno bakra da deluje kao rastvarač za ekstrakciju prisutnog olova i kalaja iz šljake. Takođe, iz ovog razloga, podnosioci prijave preferiraju da koncentracija bakra u crnom bakru koji se dovodi u proces u skladu sa predmetnim pronalaskom bude iznad donje granice specificirane negde drugde u ovom dokumentu.

[0226] U jednom tehničkom rešenju, proces prema predmetnom pronalasku dalje obuhvata korak h) delimične oksidacije prve obogaćene faze metala bakra, čime se formira druga obogaćena faza metala bakra i druga šljaka rafinacije bakra, nakon čega sledi odvajanje druge šljake rafinacije bakra od druge obogaćene faze metala bakra.

[0227] Podnosioci prijave su otkrili da prva obogaćena faza metala bakra formirana u koraku b) može biti dalje obogaćena bakrom podvrgavanjem toka sledećem koraku oksidacije. Sledeći korak oksidacije dovodi do formiranja druge šljake rafinacije bakra koja može sadržati ekonomski značajne količine vrednih metala osim bakra, ali u koju je uvučena i ekonomski značajna količina bakra.

[0228] U jednom tehničkom rešenju procesa prema predmetnom pronalasku koje uključuje korake b) i h), najmanje 37,0 mas % od ukupne količine kalaja i olova koja se obrađuje kroz procesne korake b) i/ili h) se uzima u prvu šljaku rafinacije bakra i drugu šljaku rafinacije bakra zajedno.

[0229] U jednom tehničkom rešenju procesa prema predmetnom pronalasku koje uključuje korake b) i h), najmanje 37,5 mas %, a bolje najmanje 38 mas % ukupne količine kalaja i olova koja se obrađuje kroz procesne korake b) i/ ili h) se izvlači u prvu šljaku rafinacije bakra i drugu šljaku rafinacije bakra zajedno, poželjno najmanje 40 mas %, poželjnije najmanje 45 mas %, još poželjnije najmanje 50 mas %, poželjno najmanje 60 mas %, poželjnije najmanje 70 mas %, još poželjnije najmanje 80 mas %, još poželjnije najmanje 85 mas %, poželjno najmanje 90 mas %, poželjnije najmanje 92 mas %, još poželjnije najmanje 94 mas %, još poželjnije najmanje 95 mas % ukupne količine kalaja i olova koja se obrađuje kroz procesne korake b) i/ili h). Podnosioci prijave su otkrili da je visoka iskorišćenost kalaja i/ili olova u ranu šljaku niza koraka rafinacije bakra povoljna za postizanje boljeg odvajanja između bakra s jedne strane i lemnog metala kalaja i/ili olova, s druge strane.

[0230] U jednom tehničkom rešenju procesa prema predmetnom pronalasku, koje uključuje korake b) i h), najmanje 8,5 mas % ukupne količine kalaja i olova koja se obrađuje kroz procesni korak b) se dobija u prvoj šljaci rafinacije bakra, poželjno najmanje 10 mas %, poželjnije najmanje 15 mas %, još poželjnije najmanje 20 mas %, poželjno najmanje 30 mas %, poželjnije najmanje 40 mas %, još poželjnije najmanje 45 mas %, još više poželjno najmanje 50 mas %, poželjno najmanje 55 mas %, poželjnije najmanje 60 mas %, još poželjnije najmanje 64 mas %, još poželjnije najmanje 68 mas % od ukupne količine kalaja i olova koja je obrađena kroz procesni korak b). Podnosioci prijave su otkrili da što je ranije u nizu koraka rafinacije bakra b) i h) više kalaja i/ili olova oksidovano i prebačeno u fazu šljake rafinacije bakra, to se jasnije ukupno razdvajanje između bakra sa jedne strane i lemnog metala s druge strane može napraviti.

[0231] U jednom tehničkom rešenju procesa prema predmetnom pronalasku koje uključuje korake b) i h), najmanje 41,0 mas % ukupne količine kalaja koja je obrađena kroz procesne korake b) i/ili h) je izvučeno u prvu šljaku rafinacije bakar i drugu šljaku rafinacije bakra zajedno, poželjno najmanje 45 mas %, poželjnije najmanje 50 mas %, još poželjnije najmanje 55 mas %, poželjno najmanje 60 mas %, poželjnije najmanje 65 mas %, čak poželjnije najmanje 70 mas %, poželjno najmanje 75 mas %, poželjnije najmanje 80 mas %, još poželjnije najmanje 85 mas %, poželjno najmanje 90 mas %, poželjnije najmanje 92 mas % ukupne količine kalaja koji se obrađuje kroz procesne korake b) i/ili h).

[0232] U jednom tehničkom rešenju procesa prema predmetnom pronalasku koje uključuje korake b) i h), najmanje 34,5 mas % ukupne količine olova koja se obrađuje kroz procesne korake b) i/ili h) je izvučeno u prvu šljaku rafinacije bakar i drugu šljaku rafinacije bakra zajedno, poželjno najmanje 35 mas %, poželjnije najmanje 40 mas %, još poželjnije najmanje 45 mas %, poželjno najmanje 50 mas %, poželjnije najmanje 55 mas %, čak poželjnije najmanje 60 mas %, još poželjnije najmanje 65 mas %, poželjno najmanje 70 mas %, poželjnije najmanje 75 mas %, još poželjnije najmanje 80 mas %, poželjno najmanje 85 mas %, poželjnije najmanje 90 mas %, još poželjnije najmanje 91 mas % ukupne količine olova koja se obrađuje kroz procesne korake b) i/ili h).

[0233] U jednom tehničkom rešenju, proces prema predmetnom pronalasku dalje obuhvata korak i) dodavanja najmanje dela druge šljake rafinacije bakra u prvo tečno kupatilo i/ili dodavanja najmanje dela druge šljake rafinacije bakra u korak d).

[0234] Podnosioci prijave su otkrili da je kompozicija druge šljake rafinacije bakra veoma pogodna za dodavanje u prvo tečno kupatilo. Podnosioci prijave stoga preferiraju da dodaju svu drugu šljaku rafinacije bakra u prvo tečno kupatilo. Tok je pogodan pre svega zato što je druga šljaka rafinacije bakra već relativno bogata vrednim metalima od interesa kalajem i olovom, ali takođe uključuje značajne količine bakra koji može delovati nizvodno kao sredstvo za ekstrakciju metala koji nisu bakar kao npr. kalaj i olovo. Na drugom mestu, druga šljaka rafinacije bakra sadrži samo male količine metala koji pod uslovima procesa imaju veći afinitet prema kiseoniku nego kalaj i/ili olovo, tačnije metale koji su manje poželjni u finalnim prečišćenim metalnim proizvodima bakra, kalaja i /ili olova, i ti metali će morati da budu uklonjeni iz procesa kao deo istrošene šljake. Pošto je druga šljaka rafinacije bakra relativno siromašna takvim metalima, dodavanje ove šljake u prvo tečno kupatilo ne troši beskorisno veliku zapreminu peći ni u jednom od koraka nizvodno u nizu procesa d), e) i f), tj. preferirani put procesa za takve „manje plemenite” metale je da završe u istrošenoj šljaci, u ovom slučaju drugoj istrošenoj šljaci.

[0235] Podnosioci prijave su otkrili da je postupak prema predmetnom pronalasku, koji uključuje korake b), h), c), i) i d) veoma efikasan za proizvodnju šljake, odnosno prve šljake rafinacije lema, šljake koja je posebno pogodna za proizvodnju derivatnog toka lema, tj. prve kompozicije sirovog lemnog metala, koja može poslužiti kao međuproizvod za dobijanje proizvoda od kalaja i/ili olova visoke čistoće. Podnosioci prijave su otkrili da je ova efikasnost naročito posledica dobijanja, u koraku d), prve razblažene kompozicije metala bakra, ali i zbog redosleda koraka oksidacije i redukcije kako je navedeno.

[0236] Podnosioci prijave su dalje otkrili da je proces koji uključuje korake i) i d), takođe, visoko energetski efikasan. U koraku d), druga šljaka rafinacije bakra koja se može dodati u koraku i) deluje kao oksidans za nečistoće u prvom tečnom kupatilu. Oksidi bakra u drugoj šljaci rafinacije bakra lako se redukuju u elementarni bakar, oslobađajući kiseonik i čineći taj kiseonik dostupnim za pretvaranje onih metala koji pod uslovima procesa imaju veći afinitet prema kiseoniku od bakra, iz njihovog elementarnog oblika metala u okside. Elementarni bakar formiran u koraku d) stoga prelazi u fazu metala i napušta korak d) sa prvom razblaženom kompozicijiom metala bakra. Metali koji se pretvaraju u svoje okside u koraku d) će preći u fazu šljake i biti izvučeni u prvoj šljaci rafinacije lema. Podnosioci prijave su otkrili da se u koraku d) značajna količina Sn i/ili Pb može pomeriti iz faze metala koja se unosi u peć prema prvoj šljaci rafinacije lema koja je prisutna na kraju koraka d). Podnosioci prijave su, takođe, otkrili da se ove hemijske konverzije u koraku d), oksida bakra u elementarni bakar i kalaja, olova ili drugih metala u njihove okside, mogu postići sa relativno malim dodatnim unosom energije, spoljnih oksidanasa i/ili reduktanasa, a samim tim i sa vrlo malom potrošnjom procesnih hemikalija.

[0237] Podnosioci prijave su dalje otkrili da je proces prema predmetnom pronalasku koji uključuje korake i) i d), takođe, visoko energetski efikasan. U koraku i), druga šljaka rafinacije bakra koja je dodata u tečno kupatilo uzvodno od koraka d) deluje kao oksidans za nečistoće u prvom tečnom kupatilu. Oksidi bakra u drugoj šljaci rafinacije bakra lako se redukuju u elementarni bakar u tom kupatilu, čime se oslobađa kiseonik za pretvaranje metala koji pod uslovima procesa imaju veći afinitet prema kiseoniku od bakra iz njihovog elementarnog oblika metala u okside. Elementarni bakar formiran u koraku d) stoga prelazi u fazu metala i napušta korak d) sa prvom razblaženom kompozicijiom metala bakra. Metali koji se pretvaraju u svoje okside u koraku d) će preći u fazu šljake i biti izvučeni u prvoj šljaci rafinacije lema. Podnosioci prijave su otkrili da se u koraku d) značajna količina Sn i/ili Pb može pomeriti iz faze metala koja se unosi u peć prema prvoj šljaci rafinacije lema koja je prisutna na kraju koraka d). Podnosioci prijave su, takođe, otkrili da se ove hemijske konverzije u koraku d), oksida bakra u elementarni bakar i kalaja, olova ili drugih metala u njihove okside, mogu postići sa relativno malim dodatnim unosom energije, spoljnih oksidanasa i/ili reduktanasa, a samim tim i sa relativno ograničenom potrošnjom energije ili unosom procesnih hemikalija.

[0238] Podnosioci prijave su, takođe, otkrili da je povoljno da korak c) uzima samo prvu šljaku rafinacije bakra, i da se svaka sledeća šljaka rafinacije bakra bolje obrađuje odvojeno i poželjno svaka na drugačiji način. Podnosioci prijave su otkrili da je prva šljaka rafinacije bakra, šljaka rafinacije bakra koja sadrži najveću ukupnu količinu elemenata osim bakra, a posebno elemenata koji u uslovima peći imaju veći afinitet prema kiseoniku od bakra, tačnije afinitet prema kiseoniku koji je viši od i kalaja i olova. Podnosioci prijave su stoga iznenađujuće otkrili da je najefikasnije izvesti korak c) na prvoj šljaci rafinacije bakra, tj. pre mešanja u bilo koju drugu šljaku rafinacije bakra koja se proizvodi u procesnim koracima nizvodno od koraka b). Podnosioci prijave su otkrili da šljake za kasnije rafinisanje bakra obično sadrže veće koncentracije bakra, i stoga podnosioci prijave preferiraju da ove šljake rafinacije bakra dalje obrađuju drugačije od šljake prve rafinacije bakra.

[0239] U jednom tehničkom rešenju, proces prema predmetnom pronalasku dalje obuhvata korake j) delimične oksidacije druge obogaćene faze metala bakra, čime se formira treća obogaćena faza metala bakra i treća šljaka rafinacije bakra, nakon čega sledi odvajanje treće šljake rafinacije bakra od treće obogaćene faze metala bakra,

k) dodavanja najmanje dela treće šljake rafinacije bakra u drugo tečno kupatilo i/ili dodavanja najmanje dela treće šljake rafinacije bakra u korak I).

[0240] Podnosioci prijave su otkrili da druga obogaćena faza metala bakra formirana u koraku h) može biti dalje obogaćena bakrom podvrgavanjem toka sledećem koraku oksidacije j). Sledeći korak oksidacije dovodi do formiranja treće šljake rafinacije bakra, koja još uvek može da sadrži ekonomski značajne količine vrednih metala osim bakra, ali u koju je, takođe, uvučena ekonomski značajna količina bakra. Prednost je u tome što se ovi vredni nebakarni metali dobijaju iz treće šljake rafinacije bakra na mnogo jednostavniji način u poređenju sa količinama nebakarnih metala koji ostaju u trećoj obogaćenoj fazi metala bakra ako bi ovaj tok bio podvrgnut koraku elektrorafinacije bakra za dobijanje bakra visoke čistoće u kome metali koji nisu bakar imaju tendenciju da predstavljaju opterećenje procesa. Neki metali koji nisu bakar ostaju tokom elektrorafinacije u takozvanoj anodnoj sluzi, a neki drugi metali koji nisu bakar se rastvaraju u elektrolitu.

[0241] Podnosioci prijave su dalje otkrili da su tri uzastopna oksidaciona koraka kao deo serije b), h) i j) u stanju da proizvedu od crnog bakra polaznu sirovinu koja može biti prilično razblažena u bakru, ali bogata kalajem i/ili olovom, a treća obogaćena faza metala bakra ima koncentraciju bakra koja je veoma pogodna za dalje prečišćavanje elektrorafiniranjem, pa se stoga može nazvati „anodnog kvaliteta”. Podnosioci prijave su otkrili da niz oksidacionih koraka kako je navedeno može, od crnog bakra sa jedva više od 75 mas % bakra, da proizvede treću obogaćenu fazu metala bakra koja sadrži čak 99,0 mas % bakra. Podnosioci prijave su dalje otkrili da, zajedno sa obradom crnog bakra koji se uvodi u korak b), dodatne sirovine koje sadrže bakar mogu biti prerađene kroz određeni redosled koraka oksidacije.

[0242] Podnosioci prijave su otkrili da je kompozicija treće šljake rafinacije bakra veoma pogodna za dodavanje u drugo tečno kupatilo. Podnosioci prijave stoga više vole da dodaju svu treću šljaku rafinacije bakra u drugo tečno kupatilo.

[0243] Tok je pre svega pogodan jer treća šljaka rafinacije bakra još uvek sadrži ekonomski značajne količine vrednih metala od interesa kalaja i/ili olova, ali je takođe relativno bogata bakrom, koji se može koristiti kao korisno sredstvo za ekstrakciju metala koji nisu bakar kao što su kalaj i/ili olovo.

[0244] Kao drugo, treća šljaka rafinacije bakra sadrži vrlo male količine metala koji pod uslovima procesa imaju veći afinitet prema kiseoniku nego kalaj i/ili olovo, tačnije metale koji su manje poželjni u finalnim prečišćenim metalnim proizvodima bakra, kalaja i /ili olova, i ti metali se poželjno uklanjaju iz procesa prema predmetnom pronalasku kao deo istrošene šljake. Pošto je treća šljaka rafinacije bakra veoma siromašna takvim metalima, dodavanje ove šljake u drugo tečno kupatilo dovodi do toga da se veoma malo zapremine peći nepotrebno troši u bilo kom od nizvodnih koraka u procesu, uključujući korak l), ali i u bilo koji od nizvodnih koraka na putanji procesa koju takvi „manje plemeniti” metali moraju da prate pre nego što na kraju završe u istrošenoj šljaci.

[0245] Podnosioci prijave su dalje otkrili da svako dalje dobijanje vrednih metala iz drugog tečnog kupatila, kao što je u koraku l), može biti visoko energetski efikasno zbog dodavanja najmanje dela treće šljake rafinacije bakra u koraku k). U koraku k), treća šljaka rafinacije bakra koja se dodaje u drugo tečno kupatilo uzvodno od bilo kog daljeg koraka dobijanja metala deluje kao oksidans za nečistoće u drugom tečnom kupatilu. Oksidi bakra u trećoj šljaci rafinacije bakra lako se redukuju u elementarni bakar u koraku l), čime se oslobađa kiseonik za pretvaranje metala koji pod uslovima procesa imaju veći afinitet prema kiseoniku od bakra iz njihovog elementarnog oblika metala u okside. Elementarni bakar formiran u preradi u drugom tečnom kupatilu u koraku l) stoga prelazi u fazu metala, u koraku l) i predstavlja prvu kompoziciju metala sa visokim sadržajem bakra. Metali koji se pretvaraju u svoje okside u koraku I) prelaze u fazu šljake, tj. treću šljaku rafinacije lema. Podnosioci prijave su otkrili da se u koraku I) značajna količina Sn i/ili Pb može pomeriti iz faze metala koja se dovodi u fazu šljake. Podnosioci prijave su, takođe, otkrili da se ove hemijske konverzije u koraku I), oksida bakra u elementarni bakar i kalaja, olova i/ili drugih metala u njihove okside, mogu postići uz relativno ograničen dodatni unos energije, spoljnih oksidanata i/ili reduktanata, a samim tim i sa relativno ograničenom potrošnjom energije ili unosom procesnih hemikalija.

[0246] Podnosioci prijave su otkrili da u koraku I), većina bakra i nikla prisutna u prvoj razblaženoj kompoziciji metala bakra, kao i u trećoj šljaci rafinacije bakra, može da se dobije u prvoj kompoziciji metala sa visokim sadržajem bakra, zajedno sa nekim od bizmuta i antimona koji mogu biti prisutni, dok se većina kalaja i/ili olova u tim tokovima može dobiti u trećoj šljaci rafinacije lema. Podnosioci prijave su otkrili da treća šljaka rafinacije lema može postati bogata kalajem i/ili olovom, a takođe i relativno siromašna bakrom, tako da se ova šljaka može relativno lako dalje obraditi za dobijanje većine njenih lemnih metala u tok koji podseća na tok sirovog lema i pogodan je za preradu kao tok sirovog lema.

[0247] U jednom tehničkom rešenju procesa prema predmetnom pronalasku, prva kompozicija metala sa visokim sadržajem bakra se barem delimično reciklira na pogodnu lokaciju uzvodno u procesu. Poželjno je da je ova lokacija korak b), ali deo recikliranog toka može biti recikliran u korak h) i/ili korak j) i/ili korak c) i/ili korak d).

[0248] Podnosioci prijave su otkrili da je s jedne strane, korak I), takođe, veoma pogodan za obezbeđivanje puta za uklanjanje najmanje dela nikla iz celokupnog livnog procesa, jer će svaki nikl koji se uvodi na bilo kojoj uzvodnoj lokaciji u proces verovatno završiti kao deo prve kompozicije metala sa visokim sadržajem bakra. Podnosioci prijave su, s druge strane, otkrili da, ako se ne unese nikakva ili samo mala količina nikla sa sirovinama u celokupni proces, da prva kompozicija metala sa visokim sadržajem bakra ima sastav koji je veoma uporediv sa sirovinom crnog bakra obezbeđenom u koraku a), da se stoga ovaj prvi tok kompozicije metala sa visokim sadržajem bakra može lako reciklirati u korak b), ili alternativno i/ili dodatno delimično u bilo koji od narednih koraka oksidacije bakra h) i j), za dobijanje njegovog bakra kao dela treće obogaćene faze metala bakra. Proces opisan u US 3,682,623 uključuje takvu reciklažu toka bogatog bakrom do prvog koraka oksidacije koji se izvodi na crnom bakru. Međutim, svako recikliranje prve kompozicije metala sa visokim sadržajem bakra iz koraka I) u korak b), ili u jedan od narednih koraka h) i/ili j) ima koristi u poređenju sa stanjem tehnike od uklanjanja nečistoća uzvodno u jednu od istrošenih šljaka, kao što je prva istrošena šljaka proizvedena u koraku c) i/ili druga istrošena šljaka proizvedena u koraku f).

[0249] Podnosioci prijave su otkrili, ako je nikl prisutan u sirovinama za proces, da delimična reciklaža prve kompozicije metala sa visokim sadržajem bakra na lokaciju uzvodno u procesu, kao što je korak b), c), d), h) ili j), donosi prednost da se nikl koncentriše u višem nivou u prvoj kompoziciji metala sa visokim sadržajem bakra, u poređenju sa procesom bez takvog delimičnog recikliranja. Ovaj efekat koncentracije donosi prednost što za je povlačenje određene količine nikla iz procesa, npr. da bi se nivoi nikla u pojedinim koracima procesa zadržali ispod određenih nivoa, potrebna manja količina bakra koja se povlači zajedno sa količinom nikla. Ovo donosi prednosti da je uklanjanje nikla iz procesa efikasnije, da se dalja prerada povučene smeše bakar/nikl može efektivnije odvijati i u manjoj opremi, a može i efikasnije, odnosno sa manjom potrošnjom energije i/ili procesnih hemikalija.

[0250] Podnosioci prijave su otkrili da se prva kompozicija metala sa visokim sadržajem bakra koja je povučena iz procesa može dalje preraditi za dobijanje bakra i nikla koji se u njoj nalaze na način koji je poznat u tehnici, ili poželjno na način opisan u patentnoj prijavi koja je u proceduri EP-A-18172598.7 podnetoj 16. maja 2018, a koja nosi naziv „Improvement in Copper Electrorefining”.

[0251] U jednom tehničkom rešenju procesa prema predmetnom pronalasku, na kraju koraka l) prva kompozicija metala sa visokim sadržajem bakra se samo delimično uklanja iz peći, a deo ove kompozicije metala se zadržava u peći zajedno sa trećom šljakom rafinacije lema. Ovaj deo može predstavljati najmanje 3 mas %, 4 mas % ili 5 mas % od ukupne prve kompozicije metala sa visokim sadržajem bakra prisutne u peći na kraju koraka l), poželjno najmanje 10 mas %, poželjnije najmanje 20 mas %, još poželjnije najmanje 30 mas %, još poželjnije najmanje 40 mas % ukupne prve kompozicije metala sa visokim sadržajem bakra prisutne u peći. Podnosioci prijave su otkrili da ova količina metala poboljšava rad peći tokom trenutnog i najmanje jednog od narednih koraka procesa.

[0252] U jednom tehničkom rešenju, proces prema predmetnom pronalasku dalje obuhvata korak m) delimične redukcije treće šljake rafinacije lema, čime se formira druga razblažena kompozicija metala bakra i četvrta šljaka rafinacije lema, nakon čega sledi odvajanje četvrte šljake rafinacije lema od druge razblažene kompozicije metala bakra.

[0253] Podnosioci prijave su otkrili da treća šljaka rafinacije lema može da sadrži količine bakra i/ili nikla koje su još uvek prilično visoke za dobijanje toka sirovog tipa lema iz ove šljake. Podnosioci prijave stoga preferiraju da uključe dodatni korak delimične redukcije m) kao deo procesa prema predmetnom pronalasku. Podnosioci prijave su otkrili da se značajna količina bakra i/ili nikla prisutna u trećoj šljaci rafinacije lema može lako ukloniti kao deo druge razblažene kompozicije metala bakra formirane u koraku m), dok većina kalaja i/ili olova se može zadržati kao deo četvrte šljake rafinacije lema, pre nego što se četvrta šljaka rafinacije lema podvrgne daljoj preradi. Poželjno je da se korak m) izvodi tako da se najmanje 50 mas % bakra prisutnog u koraku m) uklanja kao deo druge razblažene kompozicije metala bakra, poželjnije najmanje 70 mas %, još poželjnije najmanje 80 mas % , još poželjnije najmanje 90 mas % Alternativno ili kao dodatak, korak m) se poželjno izvodi tako da se najmanje 50 mas % kalaja prisutnog u koraku m) izvuče u četvrtu šljaku rafinacije lema, poželjnije najmanje 70 mas %, još poželjnije najmanje 80 mas %, još poželjnije najmanje 90 mas %.

[0254] U jednom tehničkom rešenju procesa prema predmetnom pronalasku koje uključuje korak m), na kraju koraka m) druga razblažena kompozicija metala bakra se samo delimično uklanja iz peći, a deo ove kompozicije metala se zadržava u peći zajedno sa četvrtom šljakom rafinacije lema. Ovaj deo može predstavljati najmanje 1 mas %, 2 mas %, 3 mas %, 4 mas % ili 5 mas % ukupne druge razblažene kompozicije metala bakra prisutne u peći na kraju koraka m), poželjno najmanje 10 mas %, poželjnije najmanje 20 mas %, još poželjnije najmanje 30 mas %, još poželjnije najmanje 40 mas % ukupne druge razblažene kompozicije metala bakra prisutne u peći. Podnosioci prijave su otkrili da ova količina metala poboljšava rad peći tokom najmanje jednog od narednih koraka procesa.

[0255] U jednom tehničkom rešenju, proces prema predmetnom pronalasku dalje obuhvata korak s) recikliranja najmanje dela druge razblažene kompozicije metala bakra formirane u koraku m) u korak c), poželjno pre nego što se redukuje prva šljaka rafinacije bakra, i/ili recikliranja najmanje dela druge razblažene kompozicije metala bakra u korak d), poželjno pre oksidacije prve kompozicije metala olova i kalaja, i/ili dodavanje najmanje dela druge razblažene kompozicije metala bakra u prvo tečno kupatilo.

[0256] Podnosioci prijave su otkrili, bez obzira na to koja je opcija recikliranja izabrana za reciklažu druge razblažene kompozicije metala bakra, da se bakar dobijen u drugoj razblaženoj kompoziciji metala bakra, pored bilo kakvog nikla koji može biti prisutan, lako dobija u prvoj razblaženoj kompoziciji metala bakra koja se formira u koraku d), i dalje nizvodno lako pronalazi svoj put u prvu kompoziciju metala sa visokim sadržajem bakra koja se formira u koraku I), sa kojom se bakar može povući iz procesa, dok u isto vreme bilo koji kalaj i/ili olovo u drugoj razblaženoj kompoziciji metala bakra mogu lako da pronađu svoj put u prvu šljaku rafinacije lema koja se formira u koraku d), a zatim mogu da se dobiju dalje nizvodno kao deo prve kompozicije sirovog lemnog metala formirane u koraku e), čime se mogu povući iz procesa.

[0257] U jednom tehničkom rešenju, proces prema predmetnom pronalasku dalje obuhvata korak n) delimične redukcije četvrte šljake rafinacije lema, čime se formira druga kompozicija sirovog lemnog metala i peta šljaka rafinacije lema, nakon čega sledi odvajanje druge kompozicije sirovog lemnog metala od pete šljake rafinacije lema.

[0258] Podnosioci prijave su otkrili da je četvrta šljaka rafinacije lema veoma pogodna sirovina za dobijanje sirovog materijala tipa lema, veoma prihvatljivog za dalju preradu u kalaj i/ili olovne prvoklasne proizvode veće čistoće. Podnosioci prijave su otkrili da se u koraku delimične redukcije n), veliki deo kalaja i/ili olova prisutnog u peći može dobiti u drugoj kompoziciji sirovog lemnog metala, zajedno sa praktično svim prisutnim bakrom i/ili niklom, dok većina metala koji pod uslovima procesa imaju veći afinitet prema kiseoniku, kao što je gvožđe, se mogu zadržati kao deo pete šljake rafinacije lema. Podnosioci prijave su otkrili da je druga kompozicija sirovog lemnog metala pogodna za dalju obradu, kao što je podvrgavanje toka tretmanu silicijumom kao što je opisano u DE 102012005401 A1. Alternativno ili kao dodatak, ovaj tok sirovog lema, opciono nakon koraka obogaćivanja za povećanje sadržaja kalaja i/ili olova, može se dodatno podesiti kako je opisano u WO 2018/060202 A1 ili slično, a zatim se podvrgnuti destilaciji i dobijanju kalaja i/ili olova kao metalnih proizvoda visoke čistoće, kao što je opisano u tom istom dokumentu.

[0259] U jednom tehničkom rešenju, proces prema predmetnom pronalasku dalje obuhvata korak o) delimične redukcije pete šljake rafinacije lema, čime se formira treća kompozicija metala na bazi olova i kalaja i treća istrošena šljaka, nakon čega sledi odvajanje treće istrošene šljake od treće kompozicije metala na bazi olova i kalaja.

[0260] Podnosioci prijave su otkrili da je korisno obezbediti dodatni stepen redukcije o) nizvodno od koraka proizvodnje sirovog lema n), posebno korak delimične redukcije na petoj šljaci rafinacije lema koja je dobijena iz tog koraka n). Podnosioci prijave su otkrili da se vredniji metali mogu ekstrahovati iz ove pete šljake rafinacije lema korakom o), čineći preostalu šljaku još pogodnijom za upotrebu u vrednoj krajnjoj upotrebi i/ili za odlaganje ove šljake kao istrošene šljake. Podnosioci prijave su dalje otkrili da dodatni korak redukcije o), takođe, može da smanji metale koji se mogu izlužiti, kao što je olovo, u šljaci na dovoljno niske nivoe tako da se šljaka koja je ostala iz koraka o) može dalje koristiti kao vredan materijal, ili se može odgovorno odložiti, i to sa veoma ograničenim brojem dodatnih koraka prerade, a možda i bez ikakvih daljih koraka prerade, za smanjenje koncentracije osetljivih metala kao što su olovo i/ili cink.

[0261] U jednom tehničkom rešenju, proces prema predmetnom pronalasku dalje obuhvata korak p) delimične oksidacije treće kompozicije metala na bazi olova i kalaja, čime se formira četvrta kompozicija metala na bazi olova i kalaja i šesta šljaka rafinacije lema, nakon čega sledi odvajanje šeste šljake rafinacije lema od četvrte kompozicije metala na bazi olova i kalaja.

[0262] Podnosioci prijave su otkrili da korak p) donosi prednost u tome što se treća kompozicija metala na bazi olova i kalaja dobijena iz koraka o) deli na, s jedne strane, tok metala u kome se bakar iz koraka p) koncentriše, zajedno sa većinom prisutnog nikla, a sa druge strane, na fazu šljake u kojoj se koncentriše vrlo malo bakra, ali značajan deo kalaja i/ili olova prisutnog u koraku p), zajedno sa većinom gvožđa, a takođe i cinka ako je prisutan. Podnosioci prijave su otkrili da ovo razdvajanje donosi prednost u tome što se dva toka dobijena iz koraka p) mogu obraditi različito i/ili odvojeno, koristeći korake koji su prikladniji za njihove kompozicije.

[0263] U jednom tehničkom rešenju, proces prema predmetnom pronalasku dalje obuhvata korak q) recikliranja najmanje dela šeste šljake rafinacije lema u korak d), poželjno pre oksidacije prvog tečnog kupatila, i/ili dodavanje najmanje dela šeste šljake rafinacije lema u prvo tečno kupatilo, i/ili recikliranje najmanje dela šeste šljake rafinacije lema u korak e), poželjno pre redukcije prve šljake rafinacije lema.

[0264] Podnosioci prijave više vole da recikliraju šestu šljaku rafinacije lema u korak d) i/ili u korak e) jer to omogućava dobijanje kalaja i/ili olova iz ovog toka šljake u prvu kompoziciju sirovog lemnog metala iz koraka e) ili drugu kompoziciju sirovog lemnog metala iz koraka n), dok gvožđe prisutno u šestoj šljaci rafinacije lema prilično lako pronalazi put u drugu istrošenu šljaku iz koraka f) bez stvaranja rizika da će se gvožđe nakupljati u ciklusu kao deo postupka prema predmetnom pronalasku.

[0265] U jednom tehničkom rešenju, proces prema predmetnom pronalasku dalje obuhvata korak r) recikliranja najmanje dela četvrte kompozicije metala na bazi olova i kalaja u korak l) i/ili dodavanja najmanje dela četvrte kompozicije metala na bazi olova i kalaja u drugo tečno kupatilo, poželjno pre oksidacije drugog tečnog kupatila kao deo koraka I).

[0266] Podnosioci prijave više vole da recikliraju četvrtu kompoziciju metala na bazi olova i kalaja u korak l) jer je ovaj tok metala veoma pogodan za kontakt, zajedno sa prvom razblaženom kompozicijom metala bakra iz koraka d), sa trećom šljakom rafinacije bakra koja se dodaje u drugo tečno kupatilo, pri čemu se treća šljaka rafinacije bakra iz koraka j) delimično redukuje, a dve dodate kompozicije metala se delimično oksiduju i može se uspostaviti ravnoteža u kojoj većina bakra prisutnog u peći, zajedno sa niklom i nešto kalaja i/ili olova, završava kao deo prve kompozicije metala sa visokim sadržajem bakra, dok svi metali koji se mogu odbaciti (gvožđe, silicijum, aluminijum), zajedno sa značajnim delom prisutnog kalaja i/ili olova, završavaju kao deo treće šljake rafinacije lema proizvedene korakom l).

[0267] U jednom tehničkom rešenju procesa prema predmetnom pronalasku koje uključuje korak o), korak o) obuhvata dodavanje drugog bakra koji sadrži svežu sirovinu u koraku o), poželjno pre redukcije pete šljake rafinacije lema.

[0268] Podnosioci prijave su otkrili da dodavanje bakra u redukcionom koraku o) donosi značajnu prednost jer bakar može delovati kao odlično sredstvo za ekstrakciju za sve druge vredne metale koji su ostali u petoj šljaci rafinacije lema koja je ostala nakon koraka n), i da se ova korisna ekstrakcija može izvesti bez gubitka značajnih količina bakra u trećoj istrošenoj šljaci koja se proizvodi u koraku o).

[0269] Podnosioci prijave su dalje otkrili da sveža sirovina koja sadrži bakar i koja se može dodati u koraku o) može da sadrži značajne količine drugih vrednih metala, posebno cinka, nikla, kalaja i/ili olova. Podnosioci prijave su utvrdili, pod uslovom da se obezbedi dovoljno bakra, da se gubici posebno kalaja i/ili olova u trećoj istrošenoj šljaci mogu zadržati na veoma niskom nivou i stoga ne ugrožavaju moguću dalju upotrebu ili usmeravanje ove treće istrošene šljake, niti predstavljaju ekonomski značajan gubitak vrednih metala.

[0270] Podnosioci prijave su otkrili da je veliki izbor materijala pogodan kao sveža sirovina koja sadrži bakar za korak o). Podnosioci prijave, međutim, preferiraju da sveža sirovina koja sadrži bakar za korak o) sadrži samo ograničene količine, i poželjno malo ili nimalo, zapaljivih materija, tj. supstanci koje lako oksidiraju u uslovima procesa, npr. organski materijali kao što su plastika i/ili ugljovodonici, ostaci goriva ili ulja, itd., tako da temperatura u koraku o) ostaje lako kontrolisana.

[0271] U jednom tehničkom rešenju procesa prema predmetnom pronalasku koje uključuje korak o), druga sveža sirovina bakra sadrži crni bakar i/ili istrošeni ili odbačeni bakarni anodni materijal.

[0272] Podnosioci prijave su otkrili da se u koraku o) može dodati značajna količina crnog bakra, sličnog po kompoziciji crnom bakru koji je obezbeđen u koraku a) za ekstrakciju vrednijih metala iz pete šljake rafinacije lema dobijene iz koraka n) bez preteranog gubljenja ekstra vrednih metala u treću istrošenu šljaku iz koraka o). Podnosioci prijave su otkrili da su količine takvog crnog bakra iz koraka topionice uzvodno koje su prihvatljive u koraku o) veoma značajne, čak i reda veličine količine crnog bakra obezbeđene u koraku a) kao sirovine za korak b). Podnosioci prijave su otkrili da uključivanje koraka o) u proces prema predmetnom pronalasku značajno povećava sposobnost prerade crnog bakra topioničkog tipa, a samim tim i prerade većih količina sirovina nižeg kvaliteta koje jeftino donose vredne metale, a samim tim i sa potencijalom za nadogradnju visoke vrednosti.

Podnosioci prijave su otkrili da ovaj način rada koraka o) donosi dodatnu prednost da se značajan deo crnog bakra iz topioničkog koraka uzvodno može preraditi bez potrebe da sav taj crni bakar prođe barem kroz prvi korak b) u nizu rafinacije bakra. Svi metali u dovodu crnog bakra u korak o) koji pod uslovima procesa imaju veći afinitet prema kiseoniku od bakra su najverovatnije već uklonjeni pre nego što bakar iz ovog svežeg dovoda crnog bakra do koraka o) može da nađe put do koraka b) i prođe kroz niz koraka b), h) i j) procesa rafinacije bakra.

[0273] Podnosioci prijave su, takođe, otkrili da je korak o) takođe veoma pogodan za uvođenje istrošenog i/ili odbačenog bakarnog anodnog materijala. Proizvodnja bakra visokog kvaliteta obično obuhvata korak elektrolize, u kome se bakar rastvara iz anode u elektrolit i ponovo taloži na katodi. Anoda se obično ne troši u potpunosti i anoda se uklanja kao istrošeni bakarni anodni materijal iz kupatila za elektrolizu pre nego što se njen poslednji bakar rastvori. Podnosioci prijave su otkrili da je korak o) veoma pogodan za uvođenje takvog istrošenog bakarnog anodnog materijala. Bakarne anode za takav korak elektrolize bakra se obično izlivaju tako što se odgovarajuća količina istopljenog bakra anodnog kvaliteta lije u kalup i ostavi da se bakar očvrsne nakon hlađenja. Za dobro funkcionisanje elektrolize bakra, anode moraju da budu u skladu sa prilično strogim zahtevima u pogledu dimenzija i oblika. Neusaglašene anode se poželjno ne koriste, ali predstavljaju odbačeni bakarni anodni materijal. Podnosioci prijave su otkrili da je korak o), takođe, veoma pogodan za uvođenje takvog odbačenog bakarnog anodnog materijala.

[0274] Podnosioci prijave više vole da uvedu istrošeni i/ili odbačeni bakarni anodni materijal kao čvrstu materiju sa malo ili bez prethodnog zagrevanja. Ovo donosi prednost da topljenje ovog materijala troši najmanje deo toplote reakcije generisane hemijskim reakcijama koje se dešavaju u koraku o).

[0275] U jednom tehničkom rešenju procesa prema predmetnom pronalasku koje uključuje korak o), korak o) obuhvata dodavanje šestog redukcionog sredstva u korak o), poželjno pre redukcije pete šljake rafinacije lema.

[0276] Podnosioci prijave su otkrili da šesto redukciono sredstvo omogućava da se rezultat stepena redukcije o) usmeri ka željenom odvajanju vrednih metala u treću kompoziciju metala na bazi olova i kalaja i zadržavanju metala koji se mogu odbaciti u trećoj istrošenoj šljaci. Podnosioci prijave su otkrili da šesto redukciono sredstvo može biti gas kao što je metan ili prirodni gas, ali takođe može biti čvrsto ili tečno, kao što je ugljenik, ugljovodonik, čak i aluminijum ili gvožđe.

[0277] U jednom tehničkom rešenju procesa prema predmetnom pronalasku, koje uključuje korak o), šesto redukciono sredstvo sadrži, i poželjno je prvenstveno, metal koji pod uslovima procesa ima veći afinitet prema kiseoniku od kalaja, olova, bakra i nikla, poželjno metal gvožđa, poželjnije staro gvožđe. Podnosioci prijave radije koriste gvožđe, ukoliko je moguće staro gvožđe kao redukciono sredstvo, zbog njegove visoke dostupnosti pod ekonomski veoma isplativim uslovima. Podnosioci prijave su otkrili da dodavanje čvrstog redukcionog sredstva može doneti dodatnu korist jer peć zahteva manje dodatnog zagrevanja da bi održala ili dostigla željenu temperaturu. Podnosioci prijave su otkrili da ova korist može biti dovoljno velika tako da dodatno zagrevanje sagorevanjem goriva korišćenjem vazduha i/ili kiseonika jedva da je potrebno da bi se postigla željena temperatura. Podnosioci prijave su dalje otkrili da korak o) može imati dodatne koristi od dodavanja silicijum dioksida, kao što je gore objašnjeno.

[0278] Podnosioci prijave više vole da dodaju u korak o) količinu šestog redukcionog sredstva koje je bogato bakrom i gvožđem, poželjno kao multimetalni materijal, jer je takav multimetalni materijal lakše dostupan pod povoljnijim uslovima od kalaja veće čistoće, bakra veće čistoće ili gvožđa veće čistoće. Drugi pogodan materijal mogu biti elektromotori, poželjno takvi motori nakon upotrebe, zbog visokog sadržaja gvožđa za jezgra i bakra za namotaje. Podnosioci prijave su utvrdili da se bakar i/ili kalaj mogu lako zadržati u fazi metala i sprečiti da pređu u fazu šljake, dok svako gvožđe u ovoj svežoj sirovini koja sadrži bakar lako prelazi u fazu šljake kao oksid gvožđa, dok pomaže hemijsku redukciju drugih metala koji pod uslovima procesa imaju manji afinitet prema kiseoniku od gvožđa.

[0279] U jednom tehničkom rešenju procesa prema predmetnom pronalasku, koje uključuje korak n), korak n) dalje obuhvata dodavanje petog redukcionog sredstva u korak n), poželjno pre redukcije četvrte šljake rafinacije lema.

[0280] Podnosioci prijave su otkrili da peto redukciono sredstvo omogućava da se rezultat koraka redukcije n) usmeri ka željenom odvajanju vrednih metala u drugu kompoziciju sirovog lemnog metala i zadržavanju metala koji se mogu odbaciti u petoj šljaci rafinacije lema. Podnosioci prijave su otkrili da peto redukciono sredstvo može biti gas kao što je metan ili prirodni gas, ali takođe može biti čvrsto ili tečno, kao što je ugljenik, ugljovodonik, čak i aluminijum ili gvožđe.

[0281] U jednom tehničkom rešenju procesa prema predmetnom pronalasku koje uključuje korak n), peto redukciono sredstvo sadrži, i poželjno je prvenstveno, metal koji pod uslovima procesa ima veći afinitet prema kiseoniku od kalaja, olova, bakra i nikla, poželjno peto redukciono sredstvo obuhvata metal gvožđa, poželjnije staro gvožđe. Podnosioci prijave radije koriste gvožđe, ukoliko je moguće staro gvožđe kao redukciono sredstvo, zbog njegove visoke dostupnosti pod ekonomski veoma isplativim uslovima. Podnosioci prijave su otkrili da dodavanje čvrstog redukcionog sredstva može doneti dodatnu korist jer peć zahteva manje dodatnog zagrevanja da bi održala ili dostigla željenu temperaturu. Podnosioci prijave su otkrili da ova korist može biti dovoljno velika da dodatno zagrevanje sagorevanjem goriva korišćenjem vazduha i/ili kiseonika može biti ograničeno ili da jedva bude potrebno da bi se postigla željena temperatura. Podnosioci prijave su dalje otkrili da korak n) može imati dodatne koristi od dodavanja silicijum dioksida, kao što je gore objašnjeno.

[0282] Poželjno, peto redukciono sredstvo sadrži malo bakra i/ili nikla, poželjnije manje od 1 mas % bakra i nikla zajedno. Ovo donosi prednost da se malo ili nimalo viška bakra i/ili nikla pojavljuje u drugoj kompoziciji sirovog lemnog metala, tako da se potrošnja procesnih hemikalija u nizvodnom koraku za rafinisanje ove kompozicije sirovog lema ne povećava značajno.

[0283] U jednom tehničkom rešenju procesa prema predmetnom pronalasku koje uključuje korak n), druga sveža sirovina koja sadrži Pb i/ili Sn se dodaje u korak n), poželjno pre redukcije četvrte šljake rafinacije lema, poželjno druga sveža sirovina koja sadrži Pb i/ili Sn je sirovina koja sadrži i prvenstveno je masa od čvrstih nečistoća sastavljena iz oksida metala dobijena nizvodnom preradom koncentrovanih tokova Pb i/ili Sn.

[0284] Podnosioci prijave su otkrili da je korak n), takođe, veoma pogodna lokacija u procesu za uvođenje materijala koji su bogati kalajem i/ili olovom, siromašni bakrom i niklom, ali koji mogu sadržati metale koji u uslovima procesa imaju veći afinitet prema kiseoniku nego kalaj i olovo. Njihovo dodavanje u korak n) donosi prednost u tome što se kalaj i/ili olovo lako dobijaju kao deo druge kompozicije sirovog lemnog metala i povlače se iz procesa, dok takozvani „manje plemeniti” metali imaju kratku i pravu putanju procesa u treću istrošenu šljaku proizvedenu u nizvodnom koraku o).

[0285] Podnosioci prijave su otkrili da je korak n) veoma pogodan za dobijanje kalaja i/ili olova, i opciono antimona i/ili arsena, u sirovinama ili nusproizvodima procesa koji su bogati takvim metalima, ali sa relativno malo bakra i/ili nikla. Podnosioci prijave su otkrili da druga sveža sirovina koja sadrži Pb i/ili Sn može dalje da sadrži metale koji pod uslovima procesa imaju veći afinitet prema kiseoniku od kalaja i/ili olova, kao što su natrijum, kalijum, kalcijum. Takvi metali mogu npr. biti uvedeni kao deo procesnih hemikalija koje se koriste u nizvodnim koracima za rafinaciju toka bogatog kalajem i/ili olovom, kao što je prva kompozicija sirovog lemnog metala ili nizvodni derivat. Podnosioci prijave su otkrili da je korak n) veoma pogodan za dobijanje vrednih metala iz nusproizvoda mase od čvrstih nečistoća koji se formira u jednom od koraka rafinacije koji se izvodi kao deo procesa stavljenih na uvid javnosti u WO 2018/060202 A1 ili slično. Takvi tokovi nusproizvoda mase od čvrstih nečistoća obično unose ekonomski značajne količine kalaja i/ili olova, ali takođe sadrže druge metale koji su možda uvedeni kao deo procesnih hemikalija.

[0286] U jednom tehničkom rešenju procesa prema predmetnom pronalasku koje uključuje korak m), korak m) dalje obuhvata dodavanje četvrtog redukcionog sredstva u korak m) pre redukcije treće šljake rafinacije lema.

[0287] Podnosioci prijave su otkrili da četvrto redukciono sredstvo omogućava da se rezultat koraka redukcije m) usmeri ka željenom odvajanju vrednih metala u drugu razblaženu kompoziciju metala bakra i zadržavanju metala koji se mogu odbaciti u četvrtoj šljaci rafinacije lema. Podnosioci prijave su otkrili da četvrto redukciono sredstvo može biti gas kao što je metan ili prirodni gas, ali takođe može biti čvrsto ili tečno, kao što je ugljenik, ugljovodonik, čak i aluminijum ili gvožđe.

[0288] U jednom tehničkom rešenju procesa prema predmetnom pronalasku koje uključuje korak m), četvrto redukciono sredstvo sadrži, i poželjno je prvenstveno, metal koji pod uslovima procesa ima veći afinitet prema kiseoniku od kalaja, olova, bakra i nikla, poželjno metal gvožđa, poželjnije staro gvožđe.

[0289] Podnosioci prijave radije koriste gvožđe, ukoliko je moguće staro gvožđe kao redukciono sredstvo, zbog njegove visoke dostupnosti pod ekonomski veoma isplativim uslovima. Podnosioci prijave su otkrili da dodavanje čvrstog redukcionog sredstva može doneti dodatnu korist jer peć zahteva manje dodatnog zagrevanja da bi održala ili dostigla željenu temperaturu. Podnosioci prijave su otkrili da ova korist može biti dovoljno velika tako da dodatno zagrevanje sagorevanjem goriva korišćenjem vazduha i/ili kiseonika može biti ograničeno ili čak jedva potrebno da bi se postigla željena temperatura. Podnosioci prijava su dalje otkrili da korak m) može imati dodatne koristi od dodavanja silicijum dioksida, kao što je gore objašnjeno.

[0290] Podnosioci prijave više vole da dodaju u korak m) količinu četvrtog redukcionog sredstva koje je bogato bakrom i gvožđem, poželjno kao multimetalni materijal, jer je ovaj multimetalni materijal lakše dostupan pod povoljnijim uslovima od kalaja veće čistoće, bakra veće čistoće ili gvožđa veće čistoće. Drugi pogodan materijal mogu biti elektromotori, poželjno takvi motori nakon upotrebe, zbog visokog sadržaja gvožđa za jezgra i bakra za namotaje. Podnosioci prijave su otkrili da se bakar može lako zadržati u fazi metala i sprečiti da pređe u fazu šljake, dok bilo koji od kalaja, olova i gvožđa u ovoj svežoj sirovini koja sadrži bakar lako prelazi u fazu šljake kao odgovarajući njegov oksid, dok pomaže hemijsku redukciju drugih metala koji pod uslovima procesa imaju manji afinitet prema kiseoniku od kalaja, olova i gvožđa.

[0291] U jednom tehničkom rešenju procesa prema predmetnom pronalasku, najmanje u jedan od koraka procesa koji uključuje odvajanje faze metala od faze šljake, dodaje se količina silicijum dioksida, poželjno u obliku peska.

[0292] Podnosioci prijave su otkrili da silicijum dioksid podstiče formiranje faze šljake, poboljšava fluidnost šljake i poboljšava gravitaciono odvajanje faze metala od faze šljake. Ne želeći da se vezuju za ovu teoriju, podnosioci prijave veruju da smanjenje viskoziteta šljake samo po sebi značajno poboljšava razdvajanje faza jer se metalni mehurići formirani u fazi šljake usled hemijske redukcije lakše kreću kroz fazu šljake i na taj način mogu da dođu do međufaze između dve faze, gde su u mogućnosti da se kombinuju sa osnovnom kontinuiranom fazom metala. Dodavanje silicijum dioksida dalje povoljno utiče na ravnotežu određenih metala između faze metala i faze šljake, posebno za olovo. Silicijum dioksid, takođe, povećava kiselost šljake, što dalje utiče na ravnotežu u peći između različitih faza. Kada šljaka sadrži gvožđe i izvuče se iz peći i granulira kontaktom vruće tečne šljake sa vodom, dodavanjem silicijum dioksida može se izbeći rizik da je gvožđe prisutno u obliku koji deluje kao katalizator za cepanje vode i stoga stvaranje gasa vodonika, koji predstavlja opasnost od eksplozije. Silicijum dioksid, takođe, povećava aktivnost bilo kog kalaja u šljaci, forsirajući nešto SnO2da se redukuje na metal Sn, a taj Sn će preći u fazu metala. Ovaj poslednji mehanizam smanjuje količinu Sn koja ostaje u šljaci za istu osnovnu kompoziciju metala.

[0293] U jednom tehničkom rešenju procesa prema predmetnom pronalasku u kome se crni bakar dodaje u najmanje jedan od koraka b), f) i o), pri čemu se crni bakar proizvodi u topioničkom koraku.

[0294] Podnosioci prijava su otkrili da je topionički korak veoma pogodan, pa čak i poželjan, za proizvodnju bilo koje, a poželjno svih kompozicija crnog bakra koje se koriste kao moguća sirovina i sveža sirovina za korake procesa prema predmetnom pronalasku, posebno korake b), h), f) i/ili o). Topionički korak nudi prednost jednostavnosti u radu i opremi, a samim tim je i ekonomski povoljan. Topionički korak donosi dalju prednost tolerantnosti u pogledu kvaliteta sirovina. Topionički korak može da prihvati sirovine koje su jako razblažene i/ili kontaminirane širokim spektrom komponenti, kao što je gore opisano u ovom dokumentu. Pošto ove mešane i/ili kontaminirane sirovine nemaju nikakvu drugu krajnju upotrebu, mogu se isporučivati pod ekonomski veoma isplativim uslovima. Sposobnost prerade ovih sirovina i poboljšanja vrednih metala sadržanih u njima je stoga od interesa za operatera procesa prema predmetnom pronalasku.

[0295] U peći za topljenje metali se tope, a organski i drugi zapaljivi materijali se sagorevaju. Metali koji imaju relativno visok afinitet prema kiseoniku pretvaraju se u svoje okside i sakupljaju se u fazi šljake manje gustine. Metali koji imaju manji afinitet prema kiseoniku ostaju kao elementarni metali i ostaju u fazi tečnog metala veće gustine na dnu peći za topljenje. U koraku proizvodnje bakra, korak topljenja može se odvijati tako da većina gvožđa završi u šljaci, dok bakar, kalaj i olovo završavaju u metalnom proizvodu, toku koji se obično naziva „crni bakar”. Takođe većina nikla, antimona, arsena i bizmuta završava kao deo proizvoda crnog bakra.

[0296] Podnosioci prijave su otkrili da se metalni proizvod iz koraka topionice može uvesti u proces prema predmetnom pronalasku kao rastopljena tečnost, ali se alternativno može dozvoliti da se očvrsne i ohladi, kao što je granulacijom, što omogućava mogući transport između različitih industrijskih mesta, i naknadno uvođenje u proces pre ili posle ponovnog topljenja. U jednom tehničkom rešenju procesa prema predmetnom pronalasku, najmanje jedna od prve kompozicije sirovog lemnog metala i druge kompozicije sirovog lemnog metala je predrafinisana korišćenjem silicijumskog metala da bi se dobila prethodno rafinisana kompozicija lemnog metala. Pogodan tretman prethodnog rafinisanja za takvu kompoziciju sirovog lemnog metala je opisan u DE 102012005401 A1.

[0297] U jednom tehničkom rešenju, proces prema predmetnom pronalasku dalje obuhvata korak hlađenja prve kompozicije sirovog lemnog metala i/ili druge kompozicije sirovog lemnog metala i/ili prethodno rafinisane kompozicije lemnog metala do temperature od najviše 825°C da bi se proizvelo kupatilo koje sadrži prvu supernatantnu masu čvrstih nečistoća sastavljenu iz oksida metala koja gravitacijom pluta na prvoj tečnoj fazi rastopljenog podešenog lema. Podnosioci prijave su otkrili da je ovaj dalji korak procesa u stanju da ukloni značajnu količinu bakra i drugih nepoželjnih metala iz sirovog lema. Više detalja za ovaj korak možete pronaći u WO 2018/060202 A1. Podnosioci prijave su dalje otkrili da ovaj korak hlađenja, u kombinaciji sa nekim od narednih koraka procesa koji se izvode na ovom toku olova/kalaja, može ponuditi alternativu, barem delimično, predtretmanu silicijumskim metalom koji je pomenut na drugom mestu u ovom dokumentu. Ovo je korisno jer je metal silicijum prilično retka procesna hemikalija i od koristi je ako se njegova upotreba može smanjiti i/ili eliminisati.

[0298] U jednom tehničkom rešenju, proces prema predmetnom pronalasku dalje obuhvata korak dodavanja alkalnog metala i/ili zemnoalkalnog metala, ili hemijskog jedinjenja koje sadrži alkalni metal i/ili zemnoalkalni metal, prvoj kompoziciji sirovog lemnog metala i/ili drugoj kompoziciji sirovog lemnog metala i/ili predrafinisanoj kompoziciji lemnog metala i/ili prvoj tečnoj fazi rastopljenog podešenog lema da bi se formirala kupka koja sadrži drugu supernatantnu masu čvrstih nečistoća koja gravitacijom pluta na vrhu druge tečne faze rastopljenog podešenog lema.

[0299] U jednom tehničkom rešenju, proces prema predmetnom pronalasku dalje obuhvata korak uklanjanja druge supernatantne mase od čvrstih nečistoća iz druge tečne faze rastopljenog podešenog lema, čime se formira drugi podešeni lem.

[0300] U jednom tehničkom rešenju, proces prema predmetnom pronalasku dalje obuhvata korak uklanjanja prve supernatantne mase od čvrstih nečistoća iz prve tečne faze rastopljenog podešenog lema, čime se formira prvi podešeni lem.

[0301] U jednom tehničkom rešenju, proces prema predmetnom pronalasku dalje obuhvata korak destilacije prvog podešenog lema i/ili drugog podešenog lema, pri čemu se olovo (Pb) uklanja iz lema uparavanjem i dobijaju se gornji proizvod i donji proizvod destilacije, poželjno vakuum destilacijom.

[0302] U jednom tehničkom rešenju procesa prema predmetnom pronalasku koji obuhvata korak destilacije najmanje jednog od tokova lema radi uklanjanja olova (Pb) iz lema uparavanjem i dobijanje gornjeg proizvoda destilacije i donjeg proizvoda destilacije, donji proizvod destilacije sadrži najmanje 0,6 mas % olova. Njegove prednosti su objašnjene u WO 2018/060202 A1.

[0303] U jednom tehničkom rešenju predmetnog pronalaska, najmanje deo procesa se elektronski nadgleda i/ili kontroliše, poželjno računarskim programom. Podnosioci prijave su otkrili da kontrola koraka iz procesa prema predmetnom pronalasku elektronski, poželjno računarskim programom, donosi prednost mnogo bolje prerade, sa rezultatima koji su mnogo predvidljiviji i koji su bliži ciljevima procesa. Na primer, na osnovu merenja temperature, po želji i merenja pritiska i/ili nivoa i/ili u kombinaciji sa rezultatima hemijskih analiza uzoraka uzetih iz procesnih tokova i/ili analitičkih rezultata dobijenih računarski, kontrolni program može kontrolisati opremu koja se odnosi na snabdevanje ili odvođenje električne energije, snabdevanje toplotom ili rashladnim medijumom, kontrolu protoka i/ili pritiska. Podnosioci prijave su otkrili da je takvo praćenje ili kontrola posebno povoljno kod koraka koji se izvode u kontinualnom režimu, ali da takođe može biti korisno za korake koji se izvode u serijama ili poluserijama. Pored toga i poželjno, rezultati praćenja dobijeni tokom ili nakon izvođenja koraka u procesu prema predmetnom pronalasku su, takođe, od koristi za praćenje i/ili kontrolu drugih koraka kao dela procesa prema predmetnom pronalasku, i/ili procesa koji se primenjuju uzvodno ili nizvodno od procesa prema predmetnom pronalasku, kao dela celokupnog procesa u kome je proces prema predmetnom pronalasku samo deo. Poželjno je da se ceo celokupni proces elektronski nadgleda, poželjnije pomoću najmanje jednog računarskog programa. Poželjno je da se celokupni proces elektronski kontroliše što je više moguće.

[0304] Podnosioci prijave preferiraju da računarska kontrola, takođe, predviđa da se podaci i uputstva prenose sa jednog računara ili računarskog programa na najmanje jedan drugi računar ili računarski program ili modul istog računarskog programa, radi praćenja i/ili kontrole drugih procesa, uključujući, ali ne ograničavajući se na procese opisane u ovom dokumentu.

[0305] Podnosioci prijave preferiraju da sprovode određene korake procesa u skladu sa predmetnim pronalaskom u rotacionom konvertoru s vazduhom s vrha (TBRC), opciono u peći kako je stavljeno na uvid javnosti u US 3,682,623, slike 3-5 i njihov pridruženi opis, ili peći koja je uobičajeno poznata kao Kaldo peć ili Kaldo konvertor. Podnosioci prijave posebno preferiraju da koriste ovu vrstu peći u koracima u kojima se odvija hemijska reakcija i/ili u kojima se želi ravnoteža između faze rastopljene šljake i faze rastopljenog metala ispod.

[0306] Podnosioci prijave su utvrdili da ova vrsta peći omogućava obradu složenih materijala, materijala koji stvaraju veliku količinu šljake, i materijala sa velikim varijacijama u pogledu fizičkog izgleda kao i hemijskog sastava. Ova vrsta peći može da prihvati kao punjenje šljaku iz drugih koraka procesa i/ili velike komade čvrstih materijala, odnosno sirovine koje je mnogo teže uvesti u druge tipove projekata peći.

[0307] Takve peći donose prednost da se peć može rotirati, tako da se može postići intenzivniji kontakt između čvrstih materija i tečnosti, i između različitih tečnih faza, što omogućava brže približavanje i/ili postizanje željene ravnoteže između faza.

[0308] Poželjno je da je brzina rotacije peći promenljiva, tako da se brzina rotacije peći može prilagoditi koraku procesa koji se izvodi u peći. Koraci procesa koji zahtevaju reakciju i pomeranje sadržaja peći ka ravnoteži preferiraju visoku brzinu rotacije, dok drugi koraci procesa, kao što je kada treba rastopiti čvrstu svežu sirovinu, mogu preferirati nisku brzinu rotacije ili možda čak i nikakvu rotaciju.

[0309] Poželjno je da je ugao nagiba peći promenljiv, što omogućava bolju kontrolu mešanja, a samim tim i kinetike reakcije. Promenljivi ugao nagiba, takođe, omogućava bolje pokretanje kod čvrstog punjenja, poželjno pri niskom nagibu, sve dok se ne formira dovoljno tečnosti i dovoljno vruće tečnosti, a samim tim i više fluidne tečnosti da zadrži preostale čvrste materije na površini.

[0310] Podnosioci prijave preferiraju da peć radi pod određenim uslovima barem periodično, ne u konvencionalnom režimu rotacije, već u takozvanom „režimu ljuljanja”, tj. naizmenično rotirajući peć u suprotnim smerovima samo deo pune rotacije od 360°. Podnosioci prijave su utvrdili da ovaj način rada može da izbegne moguće ekstremne sile na opremu za pogon peći kada bi se peć potpuno rotirala sa istim sadržajem. Podnosioci prijave više vole da primenjuju ovaj način rada kada je još uvek relativno velika količina čvrstih materija u punjenju peći i premalo prisustvo tečnosti za održavanje ovih čvrstih materija na površini, ili kada je tečnost u peći još uvek slabo fluidna, npr. jer je još prilično hladna.

[0311] Podnosioci prijave preferiraju da TBRC ima vatrostalnu oblogu, a poželjnije da obloga ima dva sloja. Poželjno je da je unutrašnji sloj obloge, odnosno sloj u kontaktu sa sadržajem peći, napravljen od materijala koji vizuelno svetli na visokim temperaturama sadržaja peći tokom punog rada, dok materijal donjeg sloja ostaje taman kada je izložen unutrašnjim temperaturama posude. Ovo podešavanje omogućava brzo uočavanje defekata na oblozi jednostavnim vizuelnim pregledom tokom rada peći.

[0312] Spoljni sloj obloge tako deluje kao neka vrsta sigurnosnog sloja. Podnosioci prijave preferiraju da ova sigurnosna obloga ima nižu toplotnu provodljivost od unutrašnjeg sloja obloge.

[0313] Prilikom ugradnje obloge TBRC-a, poželjno je da se obloga izvede postavljanjem pojedinačnih i konusno oblikovanih vatrostalnih cigli, podnosioci prijave radije obezbeđuju žrtveni sloj između pojedinačnih elemenata obloge ili cigle, kao što je sloj kartona ili krovnog pokrivača. Ovo donosi prednost, pošto se temperatura peći zagreva tokom svoje prve kampanje, da se žrtveni sloj spaljuje i nestaje, i stvara prostor za termičko širenje cigli.

[0314] Nekoliko koraka u procesu prema predmetnom pronalasku daje prednost tome da se osnovna faza rastopljenog metala izvlači iz peći dok je supernatantna tečna faza šljake još uvek u peći. Podnosioci prijave više vole da ovaj tečni metal ispuštaju pomoću odvoda ili otvora za slavinu u vatrostalnoj oblozi peći. Podnosioci prijave radije zapuše ovu rupu pomoću žrtvene metalne šipke tokom pomeranja peći tokom rada. Da bi se pripremilo istakanje metala, podnosioci prijave radije izgore ovu šipku dok se drži iznad nivoa tečnosti u peći, a da izgoreli otvor za slavinu privremeno zapuše zapaljivim čepom, npr. napravljenim od kartona, nakon čega se peć postavlja u položaj za istakanje metala. Podnosioci prijave su utvrdili da vreme spaljivanja zapaljivog čepa obezbeđuje vreme da se peć okrene u položaj za točenje metala i da otvor za slavinu prođe fazu šljake.

[0315] Za zagrevanje peći sa spoljnim dovodom toplote, podnosioci prijave radije koriste gorionik koji sagoreva mešavinu goriva i izvora kiseonika, umesto da gorivo i izvor kiseonika uvode odvojeno u peć. Podnosioci prijave su otkrili da takav gorionik za mešanje može biti teži za rad, ali da donosi prednost u tome što se plamen može preciznije usmeriti na željeno mesto unutar peći.

[0316] Podnosioci prijave su otkrili da se odnos goriva u odnosu na izvor kiseonika može lako koristiti za kontrolu oksidativnog/redukcionog režima peći unutar peći, i samim tim za pomoć u prilagođavanju i/ili kontroli smera hemijskih reakcija koje bi trebalo da se odvijaju unutar peći.

[0317] Podnosioci prijave su otkrili da oni koraci kao deo procesa prema predmetnom pronalasku u kojima se uvode hladne sirovine mogu da generišu dioksine i/ili isparljiva organska jedinjenja (VOC). Podnosioci prijave radije obavljaju ove procesne korake u pećima koje su opremljene odgovarajućom opremom za hvatanje dioksina i/ili VOC iz izduvnih para. Podnosioci prijave su utvrdili da se proces može odvijati na način da je samo jednom delu peći potrebna takva oprema za preradu izduvnih gasova, dok je za ostale peći, sakupljanje prašine i/ili filtriranje dovoljno za ispunjavanje zakonski propisanih standarda emisije.

[0318] Postupak prema predmetnom pronalasku uključuje nekoliko prilika za prenošenje tečnog rastopljenog metala i/ili faze šljake iz jedne peći u drugu. Podnosioci prijave su utvrdili da se ovaj prenos najpogodnije obavlja korišćenjem livnog lonca za prenos. Da bi se zaštitili konstrukcioni materijali livnog lonca za prenos, podnosioci prijave preferiraju da livne lonce obezbede unutrašnjim slojem od čvrste šljake.

PRIMER

[0319] Sledeći primer pokazuje poželjno tehničko rešenje predmetnog pronalaska. Primer je dalje ilustrovan slikom 1, koja prikazuje dijagram toka osnovnog dela procesa prema predmetnom pronalasku. U ovom dela procesa se dobijaju, iz raznih različitih sirovina i počev od kompozicije 1 crnog bakra, rafinisanog anodnog bakra 9, nusproizvoda 22 metala sa visokim sadržajem bakra, dva proizvoda 18 i 26 kompozicije sirovog lemnog metala, i tri istrošene šljake 12, 20 i 28.

[0320] Na slici 1, brojevi predstavljaju sledeće odlike patentnih zahteva:

1. Sirovina kompozicije crnog bakra za korak b) (100)

2. Sveža sirovina za korak b) (100)

3. Prva šljaka rafinacije bakra

4. Prva obogaćena faza metala bakra

5. Sveža sirovina za korak h) (200)

6. Druga šljaka rafinacije bakra

7. Druga obogaćena faza metala bakra

8. Treća šljaka rafinacije bakra

9. Treća obogaćena faza metala bakra – Anodni kvalitet

10. Druga kompozicija metala na bazi olova i kalaja

11. Druga razblažena kompozicija metala bakra

12. Prva istrošena šljaka

13. Prva kompozicija metala na bazi olova i kalaja

14. Šesta šljaka rafinacije lema do prvog tečnog kupatila (450) pre koraka d) (500)

15. Prva razblažena kompozicija metala bakra

16. Prva šljaka rafinacije lema

17. Prva sveža sirovina koja sadrži Pb i/ili Sn za korak e) (600)

18. Prva kompozicija sirovog lemnog metala

19. Druga šljaka rafinacije lema

20. Druga istrošena šljaka

21. Četvrta kompozicija metala na bazi olova i kalaja

22. Prva kompozicija metala sa visokim sadržajem bakra - deo uklonjen iz procesa

23. Treća šljaka rafinacije lema

24. Četvrta šljaka rafinacije lema

25. Druga sveža sirovina koja sadrži Pb i/ili Sn za korak n) (1000)

26. Druga kompozicija sirovog lemnog metala

27. Peta šljaka rafinacije lema

28. Treća istrošena šljaka

29. Treći kompozicija metala na bazi olova i kalaja

30. Prva kompozicija metala sa visokim sadržajem bakra - deo recikliran u korak b) i/ili korak d) 31. Sveža sirovina za korak j) (300)

50. Prva sveža sirovina koji sadrži bakar za korak f) (700)

51. Sveža sirovina za korak p) (1200)

52. Sveža sirovina za drugo tečno kupatilo (550) pre koraka I) (800)

53. Šesta šljaka rafinacije lema reciklirana u korak e) (600)

55. Druga sveža sirovina koji sadrži bakar za korak o) (1100)

56. Sveža sirovina za korak c) (400)

57. Sveža sirovina za prvo tečno kupatilo (450) pre koraka d) (500)

58. Sveža sirovina za korak m) (900)

450 Prvo tečno kupatilo

550 Drugo tečno kupatilo

100 Procesni korak b)

200 Procesni korak h)

300 Procesni korak j)

400 Procesni korak c)

500 Procesni korak d)

600 Procesni korak e)

700 Procesni korak f)

701 Procesni korak g)

800 Procesni korak l)

801 Recikliranje toka 30 iz koraka I) u procesni korak b) i/ili d)

900 Procesni korak m)

901 Procesni korak s), tj. recikliranje toka 11 iz koraka m) u procesni korak c)

1000 Procesni korak n)

1100 Procesni korak o)

1200 Procesni korak p)

1201 Procesni korak k) - Recikliranje dela šeste šljake (14) rafinacije lema iz koraka p) u prvo tečno kupatilo (450) i/ili (53) u procesni korak e) (600)

1202 Procesni korak r) - Recikliranje četvrte kompozicije (21) metala na bazi olova i kalaja iz procesnog koraka p) u drugo tečno kupatilo (550).

[0321] Korak b) (100): Rotacioni konvertor sa vazduhom s vrha (TBRC - top blown rotary converter), koji se ovde koristi kao peć za rafinaciju za korak b) (100), napunjen je sa 21.345 kg crnog bakra 1 iz uzvodne peći za topljenje, 30.524 kg prve kompozicije 30 metala sa visokim sadržajem bakra reciklirane iz nizvodnog procesnog koraka l) (800) kao deo prethodnog procesnog ciklusa, i 86.060 kg sveže sirovine 2. Sveža sirovina 2 se uglavnom sastojala od bronze, crvenog mesinga i nekih sirovina bogatih bakrom ali sa malo drugih vrednih metala. Sastav i količine svih sirovina za punjenje peći iz koraka b) (100) su prikazane u Tabeli I. Tako napunjenim sirovinama dodata je količina fluksa silicijum dioksida u obliku peščanog fluksa dovoljna da se dobiju željeni efekti razdvajanja faza i/ili fluidnost šljake. Sirovina je topljena i/ili zagrevana u uslovima oksidacije i delimično uz duvanje kiseonika dok je peć rotirana.

Tabela I

[0322] Značajna količina cinka prisutnog u punjenju je uparena iz peći. Na kraju prvog koraka b) (100) oksidacije, prva šljaka 3 rafinacije bakra je izlivena i prebačena u peć za ponovnu preradu šljake da bi bila podvrgnuta koraku procesa c) (400). Ova prva šljaka 3 rafinacije bakra bila je bogata olovom, kalajem, cinkom i gvožđem. Detaljan sastav ove šljake 3, kao i prve obogaćene faze 4 metala bakra i prašine proizvedene tokom koraka b) (100), zajedno sa njihovim količinama, prikazani su u tabeli II. Prva obogaćena faza 4 metala bakra je prebačena u drugi TBRC da bi bila podvrgnuta procesnom koraku h) (200).

[0323] Korak h) (200): Prvoj obogaćenoj fazi metala 4 bakra, dodato je 27.091 kg sveže sirovine 5 bogate bakrom, kao i količina peščanog fluksa dovoljna da se dobiju željeni efekti odvajanja faza i/ili fluidnosti šljake. Ova sveža sirovina 5 sastojala se od dodatnog crnog bakra iz uzvodne topionice pored čvrstog materijala bogatog bakrom za hlađenje temperature peći. Sastav i količine sirovina za punjenje peći iz koraka h) (200) su navedeni u Tabeli III.

Tabela III

[0324] Oksidacija sadržaja peći je vršena uduvavanjem kiseonika u sadržaj peći. Na kraju drugog koraka oksidacije, druga šljaka 6 rafinacije bakra je izlivena i prebačena u drugu peć za ponovnu preradu šljake da bi bila podvrgnuta koraku d) (500). Preostala druga obogaćena faza 7 metala bakra je prebačena u drugi TBRC da bi se podvrgnula koraku j) (300). Sastav i količine druge šljake 6 rafinacije bakra i druge obogaćene faze 7 metala bakra prikazani su u tabeli IV. Kao što se može videti u Tabeli IV, faza 7 metala je bila značajno obogaćena sadržajem bakra, u poređenju sa tokovima 4 i 5 napajanja peći u Tabeli III.

Tabela IV

[0325] Korak j) (300): U drugu obogaćenu fazu 7 metala bakra, dodato je još 22.096 kg svežeg materijala 31 bogatog bakrom. Sastav i količine sirovine za punjenje peći iz koraka j) (300) prikazani su u tabeli V.

Tabela V

na 31

00%

00%

[0326] Izvršeno je uduvavanje kiseonika u sadržaj peći, a na kraju perioda uduvavanja dodata je količina peščanog fluksa dovoljna da se dobiju željeni efekti odvajanja faza i/ili fluidnosti šljake, pre izlivanja treće šljake 8 rafinacije bakra. Preostala anodna faza 9 metala bakra je uklonjena iz peći radi dalje prerade, npr. prečišćavanja elektrorafinacijom. Sastav i količine treće šljake 8 rafinacije bakra i anodne faze 9 metala bakra dati su u tabeli VI. Kao što se može videti u Tabeli VI, faza 9 metala je dodatno obogaćena sadržajem bakra, u poređenju sa tokovima 7 napajanja iz peći i/ili 31 u Tabeli V.

Tabela VI

[0327] Korak c) (400): 26.710 kg prve šljake 3 rafinacije bakra (sa kompozicijom iz Tabele VII), uvedeno je u drugi TBRC koji se koristi kao peć za ponovnu preradu šljake, zajedno sa 6.099 kg sveže sirovine 56 i 11.229 kg druge razblažene faze 11 metala bakra dobijene iz procesnog koraka m) (900) iz prethodnog procesnog ciklusa i zajedno sa 23.000 kg druge faze metala na bazi olova i kalaja ili kompozicije 10 dobijene iz procesnog koraka f) (700) iz prethodnog procesnog ciklusa. Ovom sadržaju peći dodato je 10.127 kg starog gvožđa kao redukciono sredstvo. Dodatno je dodata količina peščanog fluksa dovoljna za postizanje željenih efekata sigurnosti, razdvajanja faza i/ili fluidnosti šljake. Kada je punjenje završeno, peć je rotirana brzinom od 18-20 o/min. Sastav i količine sirovina za punjenje peći iz koraka c) (400) prikazani su u Tabeli VII.

Tabela VII

[0328] Kada je redukcija bakra, kalaja i olova dovoljno napredovala, proizvedena je prva kompozicija metala 13 na bazi olova i kalaja, prašina i prva istrošena šljaka 12. Sastav i količine ovih proizvoda dati su u tabeli VIII. Prva istrošena šljaka 12 je izlivena i uklonjena iz procesa.

Prva kompozicija 13 metala na bazi olova i kalaja prebačena je u drugi TBRC da bi postala deo prvog tečnog kupatila 450.

Tabela VIII

[0329] Korak d) (500): Za formiranje prvog tečnog kupatila 450, na 46.718 kg prve kompozicije 13 metala na bazi olova i kalaja dodato je 17.164 kg druge šljake 6 rafinacije bakra (sa kompozicijama datim u tabeli IV) zajedno sa 9,541 kg sveže sirovine 57 i 474 kg šeste šljake 14 rafinacije lema (reciklirane iz koraka p nizvodnog procesa) (1200) kao deo prethodnog ciklusa procesa). Dalje je dodata količina peščanog fluksa dovoljna da se dobiju željeni efekti odvajanja faza i/ili fluidnosti šljake. Sastav i količine komponenti prvog tečnog kupatila 450, koje su formirale punjenje peći za korak d) (500), prikazani su u tabeli IX.

Tabela IX

[0330] Smeša šljake i faze metala je podvrgnuta reakciji sve dok se u fazi šljake koncentracije bakra i/ili nikla nisu dovoljno smanjile. Reakcija je terala više kalaja i olova u fazu šljake. U tom trenutku u peć je ispuštena kroz dno, čime je uklonjena prva razblažena kompozicija 15 metala bakra iz peći. Prva šljaka 16 rafinacije lema zajedno sa približno 1 metričkom tonom koja je preostala od prve razblažene faze 15 metala bakra je prosleđena u drugi TBRC da bi bila podvrgnuta sledećem koraku e) (600). Sastav i količine oba toka proizvoda dobijenih iz koraka 500, osim 1 metričke tone faze metala koja je ostala sa fazom šljake, navedeni su u tabeli X.

Tabela X

[0331] Prva razblažena faza 15 metala Cu iz koraka d) je sadržala oko 0,08 mas % srebra (Ag) i 0,03 tež.% sumpora.

[0332] Korak e) (600): 14.987 kg prve sveže sirovine 17 koja sadrži olovo i kalaj dodato je u prvu šljaku 16 rafinacije lema pre nego što je ova smeša redukovana u koraku e) (600). Redukcija je izvršena dodavanjem 8.017 kg starog gvožđa kao redukcionog sredstva. Dalje je dodato u peć kao deo koraka e) (600) 8,650 kg šeste šljake 53 rafinacije lema, dobijene iz daljeg koraka procesa p) (1200) kao dela prethodnog procesnog ciklusa, pored količine peščanog fluksa dovoljne za postizanje željenih efekata odvajanja faza i/ili fluidnosti šljake. Sastav i količine sirovina koje formiraju punjenje peći za korak e) (600) su prikazani u Tabeli XI.

Tabela XI

[0333] Značajna količina cinka je uparena iz sadržaja peći tokom ovog koraka delimične redukcije. Redukcija je zaustavljena kada je koncentracija Sn u fazi šljake dostigla ciljni nivo. U tom trenutku peć je ponovo istakana kroz dno da bi se uklonila prva kompozicija 18 sirovog lemnog metala iz procesa. Prva kompozicija 18 sirovog lemnog metala dalje je prerađena u olovo i kalaj prve proizvode. Druga šljaka 19 rafinacije lema je prosleđena drugom TBRC za dalju preradu kao deo koraka f) (700). Sastav i količine prvog sirovog lemnog metala 18, druge šljake 19 rafinacije lema, kao i prašine dobijene iz koraka e) (600) prikazani su u Tabeli XII.

Tabela XII

[0334] Korak f) (700): Dalji korak redukcije je izveden na drugoj 19 šljaci rafinacije lema dodavanjem 1,207 kg starog gvožđa kao redukcionog sredstva. Dalje je dodato kao deo koraka f) (700) 22,234 kg prve sveže sirovine 50 koja sadrži bakar i količinu peščanog fluksa dovoljnu za postizanje željenih efekata bezbednosti, razdvajanja faza i/ili fluidnosti šljake. Ova sveža sirovina 50 sastojala se od dodatnog crnog bakra iz uzvodne topionice pored nekih materijala šljake sakupljenih iz ostataka iz drugih procesnih koraka. Sastav i količine sirovina za punjenje peći iz koraka f) (700) dati su u Tabeli XIII.

Tabela XIII

[0335] Kada su Cu, Sn i Pb u šljaci svedeni na najviše 0,50% svaki, nastala je druga faza 10 metala na bazi olova i kalaja i druga istrošena šljaka 20. Sastav i njihove količine su dati u Tabeli XIV. Druga istrošena šljaka 20 je izlivena i uklonjena iz procesa. Druga kompozicija 10 metala na bazi olova i kalaja je prosleđena dalje za korak c) (400) sledećeg procesnog ciklusa pre redukcije prve šljake (3) rafinacije bakra.

Tabela XIV

[0336] Korak I) (800): 17.024 kg treće šljake 8 rafinacije bakra (sa sastavom prikazanim u tabeli VI) je stavljeno u TBRC koji se koristi kao peć za ponovnu preradu šljake zajedno sa 14.920 kg sveže sirovine 52 bogate bakrom i 49.792 kg prve razblažene faze 15 metala bakra dobijene iz koraka d) (500). Dalje je dodata količina peščanog fluksa dovoljna da se dobiju željeni efekti odvajanja faza i/ili fluidnosti šljake. Ovi materijali su rastopljeni zajedno sa četvrtom fazom 21 metala na bazi olova i kalaja (20,665 kg) dobijenom iz nizvodnog procesnog koraka p) (1200) kao deo prethodnog procesnog ciklusa. Ova punjenja zajedno čine drugo tečno kupatilo 550. Kada je punjenje i topljenje završeno, peć je rotirana brzinom od 20 obrtaja u minuti. Sastav i količine sirovina za punjenje peći za ponovnu preradu šljake za korak l) (800) su prikazani u tabeli XV.

Tabela XV

[0337] Smeša je podvrgnuta reakciji, ako je bilo potrebno i delimično oksidovana korišćenjem uduvavanja kiseonika, sve dok koncentracije bakra i nikla u šljaci nisu dostigle svoje ciljne vrednosti. U tom trenutku peć je ispuštena odozdo za uklanjanje 64.500 kg prve kompozicije metala sa visokim sadržajem bakra (tokovi 22 i 30 zajedno) od treće šljake 23 rafinacije lema. Treća šljaka 23 rafinacije lema, zajedno sa približno 6 metričkih tona prve faze metala sa visokim sadržajem bakra koja je zadržana sa šljakom, prebačena je na drugi TBRC za dalju preradu kao deo koraka m) (900). Sastav i količine tokova proizvoda na kraju koraka I) (800) su navedeni u tabeli XVI, i ovog puta uključuju 6 metričkih tona faze metala koja je ostala sa fazom šljake na putu do sledećeg koraka prerade.

Tabela XVI

[0338] Od prve kompozicije metala sa visokim sadržajem bakra u peći, 30.524 kg je ubačeno u peć za rafinaciju bakra kao tok 30 za početak novog koraka b) (100) sledećeg ciklusa. Dodatnih 33,976 kg je uklonjeno iz procesa kao tok 22, za dalju preradu.

[0339] Korak m) (900): Nakon uklanjanja (30,524 kg 33,976 kg =) 64,500 kg prve faze metala sa visokim sadržajem bakra (22+30) iz peći, sadržaj peći je prosleđen u drugi TBRC za dalju preradu kao deo koraka m) (900). Smeša od 39,276 kg treće šljake 23 rafinacije lema i 6 tona metala koji ima sastav prve kompozicije metala sa visokim sadržajem bakra je delimično redukovana kao deo koraka m) (900). Staro gvožđe je uvedeno kao redukciono sredstvo. Dalje u koraku m) dodata je količina peščanog fluksa dovoljna da se dobiju željeni efekti odvajanja faza i/ili fluidnosti šljake, i manja količina (37 kg) sveže sirovine 58. Sastav i količine sirovina koje formiraju punjenje peći za korak m) (900) dati su u tabeli XVII.

Tabela XVII

[0340] Korak redukcije m) (900) je zaustavljen kada su koncentracije bakra i nikla u fazi šljake bile dovoljno smanjene. U tom trenutku, peć je ispuštena odozdo da bi se uklonila količina od 11,229 kg druge razblažene kompozicije 11 metala bakra za dalju preradu u koraku c) (400) sledećeg procesnog ciklusa. Četvrta šljaka 24 rafinacije lema zajedno sa oko 1.400 kg metala koji ima sastav druge razblažene faze 11 metala bakra je prebačena u drugi TBRC da bi se podvrgnula koraku n) (1000). Sastav i ukupne količine druge razblažene faze metala bakra ili kompozicije 11 i četvrte šljake 24 rafinacije lema prikazani su u tabeli XVIII, pri čemu je 1.400 kg faze metala koja je preostala u fazi šljake uključeno u ukupnu količinu prijavljenu za drugu razblaženu fazu 11 metala bakra.

Tabela XVIII

[0341] Druga razblažena faza 11 metala Cu iz koraka m) je sadržala oko 0,11 mas % srebra (Ag) i 0,01 mas % sumpora.

[0342] Korak n) (1000): Nakon što je 11,229 kg druge razblažene faze 11 metala bakra ispušteno iz peći, preostali sadržaj peći je prebačen u drugi TBRC za izvođenje koraka n) (1000). Kao deo koraka n) (1000) dodato je 11,789 kg druge sveže sirovine 25 koja sadrži olovo i kalaj i sadržaj peći je dalje podvrgnut redukciji. Redukcija je izvršena dodavanjem 9,692 kg starog gvožđa kao redukcionog sredstva, zajedno sa količinom peščanog fluksa dovoljnom da se dobiju željeni efekti odvajanja faza i/ili fluidnosti šljake. Sastav i količine različitih sirovina u peći za korak n) (1000) su prikazani u Tabeli XIX.

Tabela XIX

[0343] Korak delimične redukcije je zaustavljen kada je koncentracija kalaja u fazi šljake dostigla ciljni nivo. U tom trenutku u peć je ponovo ispuštena odozdo da bi se uklonio druga kompozicija 26 sirovog lemnog metala iz peći, ostavljajući samo petu šljaku 27 rafinacije lema u peći. Druga kompozicija 26 sirovog lemnog metala je dalje prerađena u prvoklasne proizvode od olova i kalaja. Peta šljaka 27 rafinacije lema je prosleđena u drugi TBRC za izvođenje koraka o) (1100). Sastav i količine drugog sirovog lemnog metala 26 i pete šljake 27 rafinacije lema dati su u tabeli XX.

Tabela XX

[0344] Korak o) (1100): Dalji korak redukcije je izveden na petoj šljaci 27 rafinacije lema dodavanjem 922 kg starog gvožđa kao redukcionog sredstva zajedno sa 23,735 kg bakra koji je sadržao svežu sirovinu 55 i količinu peščanog fluksa dovoljnu za dobijanje željenih efekata sigurnosti, razdvajanja faza i/ili fluidnosti šljake. Druga sveža sirovina 55 koja sadrži bakar sastojala se prvenstveno od dodatnog crnog bakra iz uzvodne topionice. Sastav i količine punjenja za korak o) (1100) su dati u Tabeli XXI.

Tabela XXI

[0345] Redukcija je nastavljena sve dok se ne dobije prihvatljiv kvalitet istrošene šljake. Kada je ovaj cilj postignut, proizvedena je treća faza 29 metala na bazi olova i kalaja i treća istrošena šljaka 28, čiji su sastav i količine dati u Tabeli XXII. Treća istrošena šljaka 28 je izlivena i uklonjena iz procesa. Treća kompozicija 29 metala na bazi olova i kalaja prebačena je u TBRC koji je bio namenjen za izvođenje koraka p) (1200).

Tabela XXII

[0346] Korak p) (1200): Trećoj kompoziciji 29 metala na bazi olova i kalaja dodato je 5,204 kg sveže sirovine 51 zajedno sa količinom peščanog fluksa dovoljnom da se dobiju željeni efekti odvajanja faza i/ili fluidnosti šljake. Nakon toga, delimičnom oksidacijom, većina gvožđa i cinka je oksidovana iz faze metala u fazu šljake. Sastav i količine proizvoda iz ovog koraka oksidacije p) (1200) prikazani su u Tabeli XXIII.

Tabela XXIII

[0347] Kada je oksidacija gvožđa i cinka dovoljno napredovala, proizvedene su četvrta kompozicija 21 metala na bazi olova i kalaja i šesta šljaka 14 rafinacije lema, čiji su sastav i količine dati u Tabeli XXIV. Šesta šljaka 14 rafinacije lema je izlivena i dodata je barem delimično kao tok 14 u prvo tečno kupatilo (450) i/ili barem delimično kao tok 53 u korak e) (600) sledećeg procesnog ciklusa. Četvrta kompozicija 21 metala na bazi olova i kalaja je prebačena u drugi TBRC da postane deo drugog tečnog kupatila 550 i za izvođenje koraka I) (800) kao dela sledećeg procesnog ciklusa.

Tabela XXIV

[0348] Koraci procesa 100-1200 koji uključuju faze rastopljenog metala i/ili šljake rade se na temperaturi u rasponu od 1100 do 1250°C. U zavisnosti od svrhe koraka, njegova radna temperatura može poželjno biti blizu gornjeg ili donjeg kraja ovog temperaturnog raspona.

Claims (18)

Patentni zahtevi

1. Proces za proizvodnju lemnog proizvoda i proizvoda od bakra koji obuhvata obezbeđivanje prve kompozicije (13) metala na bazi olova i kalaja koja sadrži najmanje 40 mas % bakra, najmanje 8,0 mas % kalaja i najmanje 10 mas % zajedno kalaja i olova, pri čemu proces dalje obuhvata korake d) delimične oksidacije (500) prvog tečnog kupatila (450) koje obuhvata prvu kompoziciju (13) metala na bazi olova i kalaja, čime se formira prva razblažena kompozicija (15) metala bakra i prva šljaka (16) rafinacije lema, nakon čega sledi odvajanje prve šljake (16) rafinacije lema od prve razblažene kompozicije (15) metala bakra, i

I) delimične oksidacije (800) drugog tečnog kupatila (550) koje obuhvata prvu razblaženu kompoziciju (15) metala bakra, čime se formira prva kompozicija (22) metala sa visokim sadržajem bakra i treća šljaka (23) rafinacije lema, nakon čega sledi odvajanje treće šljake (23) rafinacije lema od prve kompozicije (22) metala sa visokim sadržajem bakra, pri čemu se lemni proizvod dobija iz prve šljake (16) rafinacije lema, a proizvod od bakra se dobija iz prve kompozicije (22) metala sa visokim sadržajem bakra, a opciono se lemni proizvod, takođe, dobija iz treće šljake (23) rafinacije lema.

2. Postupak prema patentnom zahtevu 1, koji dalje obuhvata korak

c) delimične redukcije (400) prve šljake (3) rafinacije bakra čime se formira prva kompozicija (13) metala na bazi olova i kalaja i prve istrošene šljake (12), nakon čega sledi odvajanje prve istrošene šljake (12) od prve kompozicije (13) metala na bazi olova i kalaja.

3. Postupak prema bilo kom od prethodnih patentnih zahteva, koji dalje obuhvata sledeći korak: e) delimičnu redukciju (600) prve šljake (16) rafinacije lema, čime se formira prva kompozicija (18) sirovog lemnog metala i druga šljaka (19) rafinacije lema, nakon čega sledi odvajanje druge šljake (19) rafinacije lema od prve kompozicije (18) sirovog lemnog metala.

4. Postupak prema patentnom zahtevu 3, koji dalje obuhvata korak

f) delimične redukcije (700) druge šljake (19) rafinacije lema, čime se formira druga kompozicija (10) metala na bazi olova i kalaja i druga istrošena šljaka (20), nakon čega sledi odvajanje druge istrošene šljake (20) od druge kompozicije (10) metala na bazi olova i kalaja.

5. Postupak prema bilo kom od patentnih zahteva 2-4 koji dalje obuhvata korake a) obezbeđivanja kompozicije (1) crnog bakra koja sadrži značajnu količinu bakra zajedno sa značajnom količinom kalaja i/ili olova,

b) delimične oksidacije (100) kompozicije (1) crnog bakra, čime se formira prva obogaćena faza (4) metala bakra i prva šljaka (3) rafinacije bakra, nakon čega sledi odvajanje prve šljake (3) rafinacije bakra od prve obogaćene faze (4) metala bakra,

i dopremanje prve šljake (3) rafinacije bakra u korak c) (400).

6. Postupak prema patentnom zahtevu 5 koji dalje obuhvata korak

h) delimične oksidacije (200) prve obogaćene faze (4) metala bakra, čime se formira druga obogaćena faza (7) metala bakra i druga šljaka (6) rafinacije bakra, nakon čega sledi odvajanje druge šljake (6) rafinacije bakra od druge obogaćene faze (7) metala bakra.

7. Postupak prema prethodnom patentnom zahtevu koji dalje obuhvata sledeći korak:

i) dodavanje najmanje dela druge šljake (6) rafinacije bakra u prvo tečno kupatilo (450) i/ili dodavanje najmanje dela druge šljake (6) rafinacije bakra u korak d) (500).

8. Postupak prema patentnom zahtevu 6 ili 7, koji dalje obuhvata sledeće korake:

j) delimičnu oksidaciju (300) druge obogaćene faze (7) metala bakra, čime se formira treća obogaćena faza (9) metala bakra i treća šljaka (8) rafinacije bakra, nakon čega sledi odvajanje treće šljake (8) rafinacije bakra od treće obogaćene faze (9) metala bakra, k) dodavanje najmanje dela treće šljake (8) rafinacije bakra u drugo tečno kupatilo (550) i/ili dodavanje najmanje dela treće šljake (8) rafinacije bakra u korak I) (800);

9. Postupak prema bilo kom od prethodnih patentnih zahteva, koji dalje obuhvata sledeći korak: m) delimičnu redukciju (900) treće šljake (23) rafinacije lema, čime se formira druga razblažena kompozicija (11) metala bakra i četvrta šljaka (24) rafinacije lema, nakon čega sledi odvajanje četvrte šljake (24) rafinacije lema od druge razblažene kompozicije (11) metala bakra.

10. Postupak prema patentnom zahtevu 9, koji dalje obuhvata sledeći korak:

n) delimičnu redukciju (1000) četvrte šljake (24) rafinacije lema, čime se formira druga kompozicija (26) sirovog lemnog metala i peta šljaka (27) rafinacije lema, nakon čega sledi odvajanje druge kompozicije (26) sirovog lemnog metala od pete šljake (27) rafinacije lema.

11. Postupak prema patentnom zahtevu 10, koji dalje obuhvata sledeći korak:

o) delimičnu redukciju (1100) pete šljake (27) rafinacije lema, čime se formira treća kompozicija (29) metala na bazi olova i kalaja i treća istrošena šljaka (28), nakon čega sledi odvajanje treće istrošene šljake (28) od treći kompozicije (29) metala na bazi olova i kalaja.

12. Postupak prema bilo kom od prethodnih patentnih zahteva u kome se crni bakar dodaje u najmanje jedan od koraka b) (100), f) (700) i o) (1100), gde se crni bakar (1, 50, 55) proizvodi topioničkim korakom.

13. Postupak prema bilo kom od prethodnih patentnih zahteva u kome najmanje jedna od prve kompozicije (18) sirovog lemnog metala i druge kompozicije (26) sirovog lemnog metala podleže predrafinaciji korišćenjem silicijum metala da se dobije predrafinisana kompozicija lemnog metala.

14. Postupak prema bilo kom od prethodnih patentnih zahteva koji dalje obuhvata korak hlađenja prve kompozicije (18) sirovog lemnog metala i/ili druge kompozicije (26) sirovog lemnog metala i/ili predrafinisane kompozicije lemnog metala do temperatura od najviše 825°C da bi se proizvelo kupatilo koje sadrži prvu supernatantnu masu čvrstih nečistoća koja usled gravitacije pluta na prvoj tečnoj fazi rastopljenog podešenog lema.

15. Postupak prema bilo kom od prethodnih patentnih zahteva koji dalje obuhvata korak dodavanja alkalnog metala i/ili zemnoalkalnog metala, ili hemijskog jedinjenja koje sadrži alkalni metal i/ili zemnoalkalni metal, u prvu kompoziciju (18) sirovog lemnog metala i/ili u drugu kompoziciju (26) sirovog lemnog metala i/ili u predrafinisanu kompoziciju lemnog metala i/ili u prvu tečnu fazu rastopljenog podešenog lema da bi se formiralo kupatilo koje sadrži drugu supernatantnu masu čvrstih nečistoća koja usled gravitacije pluta na vrhu druge tečne faze rastopljenog podešenog lema.

16. Postupak prema prethodnom patentnom zahtevu, koji dalje obuhvata korak uklanjanja druge supernatantne mase od čvrstih nečistoća iz druge tečne faze rastopljenog podešenog lema, čime se formira drugi podešeni lem.

17. Postupak prema bilo kom od patentnih zahteva 14-16 koji dalje obuhvata korak uklanjanja prve supernatantne mase od čvrstih nečistoća iz prve tečne faze rastopljenog podešenog lema, čime se formira prvi podešeni lem.

18. Postupak prema patentnim zahtevima 16 ili 17, koji dalje obuhvata korak destilacije prvog podešenog lema i/ili drugog podešenog lema, pri čemu se olovo (Pb) uklanja iz lema uparavanjem, a dobijeni su gornji proizvod destilacije i donji proizvod destilacije, poželjno vakuumskom destilacijom.