RS65502B1 - Poboljšan proces proizvodnјe bakra - Google Patents

Description

Opis

OBLAST PRONALASKA

[0001] Predmetni pronalazak se odnosi na pirometaluršku proizvodnju obojenih metala, 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 metalnih kompozicija ili legura koje sadrže značajne količine kalaja (Sn), uglavnom ali ne nužno zajedno sa olovom (Pb).

STANЈE 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 roka trajanja. Dobijanje obojenih metala iz sekundarnih sirovina je tokom godina postalo aktivnost od najveće važnosti. Recikliranje obojenih metala nakon upotrebe postalo je ključni doprinos 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 značajnog industrijskog značaja. Pored toga, smanjenje dostupnosti visokokvalitetnih ruda svežih metala takođe je dovelo do povećanja značaja dobijanja obojenih metala iz sirovine metala nižeg kvaliteta. Metalne sirovine 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 da sadrže 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 glavnim komercijalnim proizvodima od obojenih metala ili mogu biti dozvoljeni samo do veoma ograničenog nivoa.

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

[0004] Ovi različiti metali moraju da budu odvojeni od bakra u procesu proizvodnje. Sirovine mogu dodatno da uključuju male udele niza drugih elemenata uključujući gvožđe, bizmut, antimon, arsen, aluminijum, mangan, sumpor, fosfor i silicijum, od kojih većina ima ograničenu prihvatljivost u glavnom komercijalnom metalnom proizvodu velike količine.

[0005] Sekundarne sirovine koje sadrže bakar mogu, takođe, da budu elektronski i/ili električni delovi na kraju svog roka upotrebe. Ove sirovine obično sadrže pored bakra, komponente lema, 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, boja, guma, lepak, drvo, papir, karton, itd.... Ove sirovine obično nisu čiste i stoga obično sadrže dodatne nečistoće kao što su prljavština, mast, voskovi, zemlja i/ili pesak. Mnogi metali u takvim sirovinama često su i delimično oksidovani.

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

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

[0008] EP 0185004 A1 opisuje proces kojim se proizvodi rafinisani bakarni proizvod, nazvan „blister bakar”, i sugeriše da se mogu dobiti i nusproizvodi cinka, kalaja, olova i nikla, bilo kao metal ili kao oksid. Dokument ne sugeriše nusproizvod sirovog lema. Dokument, takođe, ne govori o tome kako se njegovi nusproizvodi mogu dobiti.

[0009] WO 2015/188799 A1 opisuje proces za dobijanje metala, kao što su plemeniti metali i bakar, iz sekundarnih sirovina i drugih materijala sa organskim komponentama. Dokument se bavi povećanjem sirovine koja se može preraditi, posebno sirovine sa delovima organskog materijala. WO 2015/188799 A1 opisuje proces u dva koraka. Prvi korak obuhvata topljenje sirovine kako bi se formirao crni bakar i istrošena šljaka koja se uklanja, a zatim dalju predradu crnog bakra kako bi se formirao blister bakar koji sadrži više od 94% bakra, i šljaka koja sadrži nivoe kalaja i olova odgovarajuće za sirovi „Mischzinn”. Drugi korak je predložen za dobijanje ovog sirovog „Mischzinn”-a koji sadrži kalaj i olovo hemijskom redukcijom, poželjno u više faza kao što je opisano u DE 102012005401 A1. U DE 102012005401 A1 „Mischzinn” se proizvodi u fazi 2 i uklanja se iz peći. U završnoj fazi 3, ova šljaka reaguje sa redukcionim sredstvom da bi se dobila čista istrošena šljaka koja se uklanja iz peći i granulira.

[0010] US 4515631 opisuje proces za proizvodnju blister bakra od koncentrata bakar-gvožđe sulfida. U dokumentu se predlaže da se sirovina podvrgne autogenom topljenju u rotacionom konvertoru sa gornjim uduvavanjem, u prisustvu pretvarača šljake. Kada je šarža napravljena i otopljena, dodat je koks kao redukciono sredstvo, da bi se zatim dobila fajalitna šljaka sa niskim sadržajem magnetita, koja je uklonjena iz procesa. Preostali sadržaj peći bio je crni bakar. Crni bakar se rafiniše oksidacijom, odnosno dodavanjem kiseonika i silicijum dioksida, da bi se formirao blister bakar sa 98,5% Cu i šljaka koja ima 25% Cu. Ova šljaka je u primeru iz US 4515631 vraćena u fazu redukcije operacije topljenja.

[0011] US 3,682,623, kao i njegovi odgovarajući dokumenti AU 505015 B2 i AU 469773 B2, opisuje proces prerade 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, pogodne za livenje u anode za elektrolitičku rafinaciju. Prerada crnog bakra u US 3,682,623 dovela je do formiranja većeg broja uzastopnih šljaka iz rafinacije bakra: rane šljake bogate cinkom, srednje šljake bogate olovom i kalajem, i krajnje šljake bogate bakrom. Različite šljake iz rafinacije su akumulirane i sakupljene zajedno, i prebačene u peć za ponovnu preradu šljake za dobijanje bakra, olova i kalaja koji se nalaze u tim šljakama. U prvom koraku ponovne obrade šljake, akumulirana šljaka iz rafinacije bakra je delimično redukovana, dodavanjem otpada bakra/gvožđa, legure bakra/aluminijuma i spaljenog kreča, tako da se metalni tok mogao odvojiti (Tabela XIV), čime se dobilo oko 90 % bakra i oko 85% nikla u peći. Ovaj metalni tok je u US 3,682,623 označen kao „crni bakar” i recikliran je u peć za preradu, gde je pomešan sa prethodno rafinisanim crnim bakrom koji dolazi iz topioničarske peći i sa hladnjacima (Tabela VI). Nakon ispuštanja ovog crnog bakra, ekstrahovana šljaka je ostala u peći, koja je u narednom koraku dodatno redukovana dovođenjem u peć količine od 98% otpada gvožđa. Ovaj drugi korak redukcije dao je olovo/kalaj metal (tj. neku vrstu „sirovog lema”) koji je izvučen radi dalje obrade, zajedno sa istrošenom šljakom (Tabela XV), koja je verovatno odbačena. Lemni metalni proizvod je sadržao 3,00 tež.% gvožđa, 13,54 tež.% bakra i 1,57 tež.% nikla, odnosno 18,11 tež.% ukupno. Istrošena šljaka je sadržala po 0,50 tež.% kalaja i olova i 0,05 tež.% bakra. Pošto je ukupna količina istrošene šljake bila veoma visoka, ove niske koncentracije predstavljaju ekonomski visoke količine.

[0012] Proces iz US 3,682,623 obezbeđuje, za crni bakar koji se dobija kao primarni proizvod iz prethodnog koraka topljenja, jednu ulaznu tačku u peć za rafinaciju, tj. na početku sekvence procesa rafinacije bakra (Tabela VI). Uzvodni korak topljenja prihvata nizak kvalitet i složene sirovine, kao što su šljaka, otpad i pepeo. Crni bakar dobijen u koraku topljenja je stoga zasnovan na materijalima koji nemaju ili imaju malo drugog ispusta, pa su stoga dostupni pod veoma povoljnim ekonomskim uslovima. Stoga bi bilo od interesa da se može preraditi što je više moguće crnog bakra iz ushodnog koraka topljenja.

[0013] Za dati zapreminski kapacitet peći za rafinaciju bakra u US 3,682,623, dovođenje veće količine crnog bakra u prvi korak u sekvenci procesa rafinacije bakra bi međutim zahtevalo smanjenje unosa drugih sirovina u taj prvi korak, tj. „hladnjaka”, kao i svežeg dovoda u dalje korake u sekvenci procesa rafinacije bakra. Tok metala recikliran kao „crni bakar” iz peći za nishodnu ponovnu preradu šljake (Tabela XV) nema drugog ispusta, i stoga zaista mora ostati kao deo dovoda do prvog koraka sekvence procesa rafinacije bakra (Tabela VI). Dodavanje veće količine crnog bakra u sekvencu rafinacije bakra u US 3,682,623 bi tako bilo na štetu ostalih svežih sirovina, kako za prve tako i za naredne korake rafinacije bakra.

[0014] Stoga ostaje potreba za pirometalurškim procesom proizvodnje bakra koji je sposoban da preradi veće količine crnog bakra koji potiče iz uzvodnog topioničarskog koraka, bez potrebe za smanjenjem zapremine drugih svežih sirovina koje se mogu ubaciti u prvi i/ili naredne korake u sekvenci procesa rafinacije bakra.

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

KRATAK OPIS PRONALASKA

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

[0017] U jednom tehničkom rešenju, predmetni pronalazak obezbeđuje proces za proizvodnju sirovog lemnog proizvoda i proizvoda od bakra koji obuhvata korak

a) obezbeđivanje kompozicije crnog bakra koji sadrži najmanje 50 tež.% bakra zajedno sa najmanje 1,0 tež.% kalaja i/ili najmanje 1,0 tež.% olova,

proces dalje obuhvata korake

(i) rafinisanje prvog dela kompozicije crnog bakra dobijenog iz koraka a) da bi se dobio rafinisani bakarni proizvod zajedno sa najmanje jednom šljakom iz rafinacije bakra, (ii) dobijanje prve kompozicije sirovih lemnih metala, kao prvog sirovog lemnog proizvoda, iz najmanje jedne šljake iz rafinacije bakra, čime se formira druga šljaka iz rafinacije lema u ravnoteži sa prvom kompozicijom sirovih lemnih metala, naznačen time što proces dalje obuhvata korak

f) dovođenja u kontakt drugog dela kompozicije crnog bakra iz koraka a), različitog od prvog dela, sa drugom šljakom iz rafinacije lema, čime se formira druga istrošena šljaka i druga metalna kompozicija na bazi olovo - kalaj, nakon čega sledi separacija druge istrošene šljake od druge metalne kompozicije na bazi olovo - kalaj.

[0018] Podnosioci prijave tvrde da je proces prema preambuli patentnog zahteva 1 poznat iz US 3,682,623, AU 469773 B2 i AU 505015 B2. Primer 1 u svakom od ovih dokumenata opisuje kako njegov korak topljenja plus završni korak redukcije mogu da obezbede kompoziciju crnog bakra kao što je navedeno u koraku a) (Tabela VIII). Nekoliko daljih koraka oksidacije, sa detaljima u Tabeli IX, X, XI i XII, opisuju rafinaciju crnog bakra, kao što je navedeno u koraku (i), do proizvoda rafinisanog bakra iz Tabele XII, zajedno sa određenim brojem šljaka koje se izlivaju i unose u peć za ponovnu preradu šljake na početku Primera 2. Primer 2 opisuje dobijanje kompozicije sirovog lemnog metala (Metal u tabeli XV) iz ovih šljaka, čime se takođe formira šljaka iz rafinacije lema (šljake u Tabeli XV). Poznato stanje tehnike stoga podučava najmanje jedan postupak za dobijanje sastojaka koji su suštinski za omogućavanje koraka f).

[0019] Druga šljaka iz rafinacije lema koja ulazi u korak f) sadrži vredne metale za lema, tj. Sn i/ili Pb, od kojih su neki u obliku njihovih oksida, a takođe su neki uvučeni u svoj elementarni metalni oblik. Crni bakar koji se uvodi u korak f), moguće zajedno sa drugim svežim elementima sirovine koji se mogu dodati u ovoj fazi, sadrži najmanje nivo bakra propisan kao deo koraka a). U crnom bakru je, takođe, prisutno nešto kalaja i olova, obično zajedno sa drugim metalima koji pod uslovima procesa imaju veći afinitet prema kiseoniku od bakra, kalaja i/ili olova.

[0020] Podnosioci prijave su ustanovili da kontakt crnog bakra sa drugom šljakom iz rafinacije lema u koraku f) izaziva ekstrakciju bakra Sn i/ili Pb iz faze šljake u fazu rastopljenog metala i reakciju oksida Sn i/ ili Pb sa metalima u crnom bakru koji imaju veći afinitet prema kiseoniku od bakra, kalaja i/ili olova, kao što je npr. Fe ili Zn. Podnosioci prijave su ustanovili da se ovi mehanizmi mogu javiti bez izazivanja neprihvatljivog gubitka bakra u istrošenoj šljaci proizvedenoj u koraku f).

[0021] Postupak prema predmetnom pronalasku iznenađujuće donosi prednost u tome što je proces u stanju da preradi mnogo veću količinu sirovine crnog bakra od onoga što je redosled uzastopnih koraka rafinacije bakra za proizvodnju rafinisanog proizvoda od bakra, obogaćenog sadržajem bakra i potencijalno do kvaliteta anode, u stanju da obezbedi. Podnosioci prijave su ustanovili da ovo može da omogući značajno povećanje sposobnosti prerade crnog bakra u celokupnom procesu, u poređenju sa tim šta je redosled uzastopnih koraka rafinacije bakra za proizvodnju rafinisanog bakarnog proizvoda, potencijalno i poželjno čak i do kvaliteta anode, u stanju da prihvati u svom prvom koraku.

[0022] Da bi koncentrovani tok bakra ili proizvod imao ili bio kvaliteta anode, podnosioci prijave više vole da proizvod sadrži najmanje 98,0 tež.% bakra, poželjno najmanje 98,5 tež.%, poželjnije najmanje 99,0 tež.%, čak poželjnije najmanje 99,5 tež.%, a još poželjnije najmanje 99,8 tež.% bakra.

[0023] Pored prednosti mogućnosti obrade mnogo veće količine crnog bakra iz prethodnog procesnog koraka, podnosioci prijave su iznenađujuće ustanovili da je proces prema predmetnom pronalasku u stanju da prihvati crni bakar koji ima niži nivo bakra i viši nivo drugih vrednih metala, posebno lemnih metala kalaja i/ili olova, poželjno kalaja i opciono, takođe, olova.

[0024] Ovo donosi prednost u tome što je postupak prema predmetnom pronalasku mnogo tolerantniji na elemente različite od bakra, od kojih su većina elementi koji pod uslovima procesa imaju veći afinitet prema kiseoniku od bakra, a moguće čak i veći od kalaja i olova. Ova prednost otvara mogućnost proizvodnje veće količine kalaja za istu količinu proizvodnje bakra, što donosi značajnu ekonomsku prednost operateru procesa.

[0025] Podnosioci prijave ističu da proces prema predmetnom pronalasku stvara u koraku f) istrošenu šljaku, tj. šljaku koja se uklanja iz procesa. Svrha koraka f) je da se dobije veći deo kalaja i olova koji su prisutni u peći u metalnoj kompoziciji na bazi olova i kalaja, tok koji je najpogodniji za reciklažu u procesni korak uzvodno od koraka f). Ovaj režim rada koraka f) donosi prednost da i većina bakra i nikla prisutnih u peći, jer bakar i nikl u uslovima procesa imaju čak niži afinitet prema kiseoniku od kalaja i olova, takođe završava u metalnoj kompoziciji na bazi olovo-kalaj, i stoga se lako recikliraju i time su dostupni za dobijanje kao deo osnovnog proizvoda iz celokupnog procesa. Ovaj način rada koraka f) dalje donosi prednost što većina metala i drugih elemenata koji, pod uslovima procesa, imaju veći afinitet prema kiseoniku od kalaja i/ili olova, reaguju sa oksidima metala koji imaju manji afinitet, kao što su kalaj i/ili olovo, i tako završavaju kao deo istrošene šljake. Ovo se može primeniti na elemente odabrane sa liste cinka, gvožđa, aluminijuma, mangana, sumpora, fosfora i silicijuma. Većina ovih „manje plemenitih” metala ima mnogo nižu komercijalnu vrednost od bakra, kalaja i olova. Proces prema predmetnom pronalasku lako uklanja većinu ovih „manje plemenitih” metala, kada se uvedu kao deo crnog bakra koji se dovodi u korak f), odmah iz procesa, kao deo istrošene šljake dobijene u koraku f).

[0026] Podnosioci prijave su ustanovili da se korak f) poželjno izvodi kao dodatni korak redukcije f). Rad u koraku f) za tretman druge šljake iz rafinacije lema omogućava dobijanje većine lemnih metala iz tog toka i značajno smanjuje količine lemnih metala koje se gube sa drugom istrošenom šljakom proizvedenom u koraku f). Podnosioci prijave su ustanovili da ovo dodatno izdvajanje vrednih metala iz druge šljake iz rafinacije lema omogućava dobijanje u prethodnom koraku prve kompozicije sirovih lemnih metala koja je bogatija željenim lemnim metalima kalajem i/ili olovom, a samim tim i sa manje metala koji su nepoželjni kao deo lemnog proizvoda i koje stoga treba ukloniti. Uklanjanje ovih drugih metala iz kompozicije sirovih lemnih metala zahteva hemikalije, posebno kada proces rafinacije obuhvata tretman metalnim silicijumom, kao što je objašnjeno u DE 102012005401 A1 za tretiranje sirovog proizvoda kalaja. Dobijanje kompozicije sirovih lemnih metala koja sadrži manje nepoželjnih drugih metala na taj način donosi značajne ekonomske koristi za dalje prečišćavanje te kompozicije sirovih lemnih metala.

[0027] Podnosioci prijave su dalje utvrdili, u vezi sa proizvodnjom sirovih lemnih proizvoda u uzvodnoj pirometalurškoj fazi, i pod uslovom da se druga šljaka iz rafinacije lema drži u istoj peći, da postaje dostupno više zapremine peći za dodavanje više crnog bakra za punjenje peći iz koraka f). Predmetni pronalazak stoga donosi prednost da se više crnog bakra može obraditi kao deo koraka f). Više prostora za dodatni crni bakar u koraku f) znači više prostora za dodatni bakar, što omogućava povećanu iskorišćenost kalaja i/ili olova u koraku f) i smanjeno prisustvo kalaja i/ili olova u istrošenoj šljaci iz koraka f).

[0028] Podnosioci prijave su ustanovili da predmetni pronalazak, takođe, značajno ublažava kriterijume prihvatanja za crni bakar koji je uveden u koraku f). Ova prednost značajno smanjuje sve potrebe za prethodnom preradom pre nego što se crni bakar može koristiti kao početni materijal za korake pirometalurške rafinacije bakra, kao što je opisano u US 3,682,623. Ova prednost, takođe, proširuje kriterijume prihvatljivosti za sirovine koje se koriste u uzvodnoj proizvodnji crnog bakra, obično u topioničarskoj fazi. Uzvodni korak je stoga u stanju da primi mnogo više sirovina niskog kvaliteta, koje su obično u većoj količini dostupne pod ekonomski povoljnijim uslovima.

[0029] Podnosioci prijave su ustanovili da dodavanje značajne količine bakra u koraku f), kao što je deo kompozicije crnog bakra koji se uvodi, donosi značajnu prednost jer bakar može delovati kao odlično sredstvo za ekstrakciju bilo kog drugog vrednog metala koji je ostao u drugoj šljaci iz rafinacije lema iz koraka (ii), i da se ova korisna ekstrakcija može izvesti bez gubitka značajnih količina bakra u drugoj istrošenoj šljaci koja se proizvodi u koraku f).

[0030] Podnosioci prijave su dalje ustanovili da deo drugog dela kompozicije crnog bakra koji se može dodati u koraku f) može da sadrži značajne količine drugih vrednih metala, posebno cinka, nikla, kalaja i/ili olova. Podnosioci prijave su utvrdili, posebno kada je dovoljno bakra dostupno u koraku f), da se gubici posebno kalaja i/ili olova u drugu istrošenu šljaku mogu zadržati na veoma niskom nivou i stoga ne ugrožavaju moguću dalju upotrebu ili usmeravanje ove druge istrošene šljake.

[0031] Podnosioci prijave su ustanovili da se u koraku f), značajna količina crnog bakra koji je obezbeđen u koraku a), može dodati u korak f) za ekstrakciju vrednijih metala iz druge šljake iz rafinacije lema dobijene iz koraka (ii) bez preteranog gubitka veoma vrednih metala u drugu istrošenu šljaku iz koraka f). Podnosioci prijave su ustanovili da su količine takvog crnog bakra iz npr. koraka uzvodne topionice koji su prihvatljivi u koraku f) veoma značajne, čak i reda veličine količine crnog bakra koja se može uneti u prvi korak sekvence rafinacije bakra. Podnosioci prijave su ustanovili da uključivanje koraka f) u proces prema predmetnom pronalasku značajno povećava sposobnost prerade crnog bakra topioničarskog tipa, a samim tim i prerade većih količina sirovina nižeg kvaliteta koje donose vredne metale sa malom sirovinskom vrednošću i stoga sa potencijalom za nadogradnju visoke vrednosti. Podnosioci prijave su ustanovili da ovo donosi dalju prednost da značajan deo crnog bakra iz uzvodnog topioničarskog koraka može biti prerađen bez potrebe da sav taj crni bakar prođe kroz prvi korak rafinacije bakra (i). Svi metali u dopremljenom crnom bakru u korak f) koji pod uslovima procesa imaju veći afinitet prema kiseoniku od bakra, kalaja i/ili olova su najverovatnije već uklonjeni pre nego što bakar uveden sa ovim svežim crnim bakrom u korak f) dospe do redosleda procesnih koraka rafinacije bakra (i).

KRATAK OPIS CRTEŽA

[0032] Slika 1 prikazuje dijagram toka poželjnog tehničkog rešenja procesa prema predmetnom pronalasku.

DETALJAN OPIS PRONALASKA

[0033] Predmetni pronalazak će u daljem tekstu biti opisan u određenim tehničkim rešenjima, 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 u ilustrativne svrhe. Dimenzije i relativne dimenzije na crtežima ne odgovaraju nužno stvarnim redukcijama u praksi pronalaska.

[0034] Dodatno, 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 rade u drugim sekvencama (rasporedima) od onih koje su ovde opisane i/ili prikazane.

[0035] Štaviše, izrazi vrh, dno, iznad, ispod i slično u opisu i patentnim zahtevima se koriste u opisne svrhe, a ne nužno za opisivanje odgovarajućih položaja. Tako korišćeni izrazi su zamenljivi pod odgovarajućim okolnostima i ovde opisana tehnička rešenja pronalaska mogu raditi u drugim orijentacijama od onih koje su ovde opisane ili prikazane.

[0036] Izraz „sadrži (obuhvata)”, kako se koristi u patentnim zahtevima, ne treba smatrati ograničenim na elemente koji su navedeni u kontekstu sa njim. To ne isključuje da postoje i drugi elementi ili koraci. Trebalo bi se smatrati da je obezbeđeno prisustvo ovih karakteristika, celina, koraka ili komponenti prema potrebi, ali ne isključuje prisustvo ili dodavanje jedne ili više drugih karakteristika, celina, koraka ili komponenti ili njihovih grupa. Dakle, obim „predmeta koji sadrži sredstva A i B” ne može biti ograničen na predmet 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 „sadrže” ili „ugrađuju” obuhvataju i restriktivnije izraze „sastoje se u suštini od” i „sastoje se od”. Zamenom „sadrži” ili „uključuje” sa „sastoji 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.

[0037] Osim ako nije drugačije naznačeno, sve vrednosti koje su ovde date uključuju do datih krajnjih tačaka i te krajnje tačke, a vrednosti sastojaka ili komponenti kompozicija su izražene u težinskim procentima ili tež.% svakog sastojka u kompoziciji.

[0038] Dodatno, svako jedinjenje koje se ovde koristi može se naizmenično pominjati u pogledu njegove hemijske formule, hemijskog naziva, skraćenica, itd.

[0039] U kontekstu predmetnog pronalaska, izraz „barem delimično” uključuje i njegovu krajnju tačku „u potpunosti”. U vezi sa stepenom do kojeg se izvodi određeni korak oksidacije ili redukcije procesa, poželjno tehničko rešenje je obično delimično izvođenje. U vezi sa dodavanjem ili recikliranjem procesnog toka u određeni korak procesa, poželjno tehničko rešenje je obično „potpuna” radna tačka unutar raspona koji je pokriven izrazima „barem delimično”.

[0040] 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 njegovim ukupnim prisustvom, bez obzira da li je metal prisutan u svom elementarnom obliku (oksidaciono stanje = 0) ili u bilo kom hemijski vezanom obliku, obično u oksidovanom obliku (oksidaciono stanje > 0). 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 metalnog oblika, čak i kada je sastav šljake dat, pri čemu većina takvih metala može zapravo da bude prisutna u oksidovanom obliku. Dakle, sastav šljake u ovom dokumentu navodi sadržaj Fe, Zn, Pb, Cu, Sb, Bi kao elementarne metale. 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 sastavi šljake obično daju sadržaj Si, Ca, Al, Na respektivno izražen kao SiOs, CaO, Al2O3, Na2O.

[0041] Osim ako nije drugačije naznačeno ili za vodene kompozicije, koncentracije su u ovom dokumentu izražene u odnosu na suvu težinu ukupne kompozicije, stoga isključujući bilo kakvu vodu ili vlagu.

[0042] Podnosioci prijave su utvrdili da su rezultati hemijske analize metalne faze znatno pouzdaniji od rezultata analize faze šljake. Tamo gde su u ovom dokumentu brojevi izvedeni iz bilansa materijala tokom jednog ili više procesnih koraka, podnosioci prijave posebno preferiraju da, ako je moguće, takve proračune zasnivaju na što je moguće više analiza metalne faze i da minimiziraju upotrebu analiza šljake. Na primer, podnosioci prijave više vole da izračunaju dobijanje kalaja i/ili olova u prvoj šljaci iz rafinacije bakra iz koraka b) na osnovu količine kalaja i/ili olova u kombinovanoj sirovini za korak b) koja se više ne vraća u prvu obogaćenu metalnu fazu bakra iz koraka b), a ne na osnovu koncentracije kalaja i/ili olova prijavljene za prvu šljaku iz rafinacije bakra.

[0043] Podnosioci prijave su dalje ustanovili da se analiza faze šljake koja se dalje obrađuje često može korigovati pravljenjem masenog bilansa na nizvodnom koraku ili koracima procesa i povratnim proračunom, korišćenjem količina proizvoda dobijenih iz koraka nizvodnog procesa u kombinaciji sa analizom ovih proizvoda, od kojih je najmanje jedan poželjno proizvod od tečnog metala koji nudi mnogo pouzdanije analitičke rezultate. Takav povratni proračun može se izvršiti za nekoliko relevantnih metala pojedinačno i može da omogući uspostavljanje pouzdanih masenih bilanasa u većini pojedinačnih procesnih koraka prema predmetnom pronalasku. Ovakav povratni proračun, takođe, može da bude od 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.

[0044] Podnosioci prijave više vole da koriste rentgensku fluorescentnu analizu (XRF) za analizu metalne faze u kontekstu predmetnog pronalaska. Podnosioci prijave više vole da za ovu analizu uzmu uzorak rastopljenog tečnog metala, a podnosioci više vole da koriste uzorkivač za trenutne analitičke svrhe u rafinaciji bakra kompanije Heraeus Electro Nite, čime se brzo dobija čvrst i ohlađen uzorak za dalju obradu. Površina hladnog uzorka se zatim na odgovarajući način površinski tretira pre nego što se analizira upotrebom XRF sonde. XRF analitička tehnika, međutim, ne analizira nivo kiseonika u uzorku. Ukoliko je potrebno, za utvrđivanje kompletnog sastava metalne faze uključujući sadržaj kiseonika, podnosioci prijave stoga više vole da zasebno mere sadržaj kiseonika u metalu u rastopljenom tečnom metalu prisutnom u peći, poželjno korišćenjem jednokratnog elektrohemijskog senzora za šaržne procese u rafinaciji bakra koje nudi kompanija Heraeus Electro Nite. Analitički rezultat analize metalne faze pomoću XRF-a, 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 prilagođavane da bi se uključio njihov sadržaj kiseonika.

[0045] Predmetni pronalazak se prvenstveno bavi uvođenjem ciljnih metala bakra, nikla, kalaja i/ili olova u tokove proizvoda pogodne za dobijanje prvoklasnih metalnih proizvoda visoke čistoće iz njih. Postupak 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 se pozabave hemijskim reakcijama kojima ovi ciljni metali mogu biti podložni. Korak redukcije stoga obuhvata da se najmanje jedan od ovih ciljnih metala redukuje iz najmanje jednog od njegovih odgovarajućih oksida u njegov elementarni metalni oblik, sa namerom da se taj metal premesti iz faze šljake u metalnu fazu u peći. Takav korak redukcije je poželjno promovisan dodatkom 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 iz metalne faze premesti 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 uduvavati u tečno kupatilo. Kiseonik se, takođe, može obezbediti uvođenjem faze šljake koja je dobijena iz drugog procesnog koraka 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.

[0046] Od ciljnih metala koje predmetni pronalazak dobija, Sn i Pb se smatraju „lemnim metalima”. Ovi metali se razlikuju od drugih ciljnih metala bakra i 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 korišćene već milenijumima za stvaranje trajne veze između dva metalna komada, i to tako što se „lem” prvo otopi, dovede na željeno 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 lemnih metala, dva izraza koja se naizmenično koriste u ovom dokumentu, označavaju metalne kompozicije u kojima kombinacija lemnih metala, dakle nivo Pb plus Sn, predstavlja glavni deo kompozicije, tj. najmanje 50 tež.% i poželjno najmanje 65 tež.% Lemni proizvod može dalje da sadrži manje količine 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 sirovih lemnih metala dobijeni postupkom u koracima e) i/ili n) sadrži merljivu količinu barem bakra, makar samo kao neizbežnu nečistoću.

[0047] Rafinisani proizvod bakra dobijen u koraku (i) se dobija rafinisanjem prvog dela kompozicije crnog bakra. Posledično i inherentno, rafinisani proizvod bakra dobijen u koraku (i) mora nužno imati veći sadržaj bakra od kompozicije crnog bakra iz kojeg je dobijen najmanje jednim korakom rafinacije.

[0048] U jednom tehničkom rešenju procesa prema predmetnom pronalasku, korak f) obuhvata dodavanje trećeg redukcionog sredstva u korak f).

[0049] Podnosioci prijave su ustanovili da treće redukciono sredstvo omogućava da se rezultat koraka redukcije f) usmeri ka željenom odvajanju vrednih metala u drugu metalnu kompoziciju na bazi olova i kalaja i zadržavanju metala koji se mogu odbaciti u drugoj istrošenoj šljaci. Podnosioci prijave su ustanovili da treće redukciono sredstvo može da bude gas kao što je metan ili prirodni gas, ali takođe može da bude čvrsto ili tečno, kao što je ugljenik, ugljovodonik, čak i aluminijum ili gvožđe.

[0050] U jednom tehničkom rešenju procesa prema predmetnom pronalasku, treće redukciono sredstvo sadrži, i poželjno jeste, metal koji pod uslovima procesa ima veći afinitet prema kiseoniku od kalaja i olova, bakra i nikla, poželjno metalno gvožđe, poželjnije otpad gvožđa. Podnosioci prijave više vole da koriste gvožđe, poželjno staro gvožđe kao redukciono sredstvo, zbog njegove visoke dostupnosti pod ekonomski veoma povoljnim uslovima. Podnosioci prijave su ustanovili 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 ustanovili da ova korist može da bude dovoljno velika tako da dodatno zagrevanje sagorevanjem goriva korišćenjem vazduha i/ili kiseonika može da bude ograničeno ili čak jedva potrebno da bi se postigla željena temperatura. Podnosioci prijave su dalje ustanovili da korak f) može da ima dodatne koristi od dodavanja silicijum dioksida, kao što je objašnjeno na drugom mestu u ovom dokumentu.

[0051] 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 oni 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 metalnoj fazi i sprečiti da pređu u fazu šljake, dok gvožđe u ovoj svežoj sirovini koja sadrži bakar lako prelazi u fazu šljake kao gvožđe oksid, dok pospešuje hemijsku redukciju drugih metala koji pod uslovima procesa imaju manji afinitet prema kiseoniku od gvožđa.

[0052] U jednom tehničkom rešenju predmetnog pronalaska, proces dalje obuhvata korake (iii) dobijanja druge kompozicije sirovih lemnih metala, različite od prve kompozicije sirovih lemnih metala, kao drugog sirovog lemnog proizvoda, iz najmanje jedne šljake iz rafinacije bakra, čime se formira peta šljaka iz rafinacije lema u ravnoteži sa drugom kompozicijom sirovih lemnih metala, i

o) dovođenja u kontakt trećeg dela kompozicije crnog bakra dobijenog u koraku a), različitog od prvog dela i od drugog dela, sa petom šljakom iz rafinacije lema, čime se formira treća istrošena šljaka i treća metalna kompozicija na bazi olova i kalaja, nakon čega je usledila separacija treće istrošene šljake od treće metalne kompozicije na bazi olova i kalaja.

[0053] Podnosioci prijave su ustanovili da može da bude korisno da se dobije i drugi sirovi lemni proizvod, različit od prvog sirovog lemnog proizvoda, iz najmanje jedne šljake iz rafinacije bakra dobijene rafinisanjem prvog dela kompozicije crnog bakra dobijenog iz koraka a). Podnosioci prijave su utvrdili da ovo donosi korist jer bi razdvajanje moglo biti bolje između proizvoda rafinisanog bakra s jedne strane, i prvog i drugog sirovog lemnog proizvoda s druge strane. Podnosioci prijave navode da je ova prednost i način na koji se ona dobija detaljnije objašnjena u EP-A-17207370.2.

[0054] Proces prema predmetnom pronalasku koji obuhvata korak (iii) takođe stvara petu šljaku iz rafinacije lema. Podnosioci prijave su ustanovili da je korisno da se ova peta šljaka iz rafinacije lema takođe dovede u kontakt, tj. obuhvati reakciju i ekstrakciju, sa trećim delom crnog bakra dobijenim iz koraka a), pri čemu se treći deo razlikuje od prvog i od drugog dela crnog bakra.

[0055] Proces prema predmetnom pronalasku koji uključuje korak o) iznenađujuće dodatno povećava prednost u tome što je proces u stanju da preradi mnogo veću količinu sirovine crnog bakra od onoga što je sekvenca uzastopnih koraka rafinacije bakra za proizvodnju rafinisanog proizvoda od bakra, obogaćenog sadržajem bakra i potencijalno do kvaliteta anode, može da prihvati. Podnosioci prijave su ustanovili da ovo može da omogući dalje značajno povećanje sposobnosti prerade crnog bakra u celokupnom procesu, u poređenju sa onim što redosled uzastopnih koraka rafinacije bakra za proizvodnju rafinisanog bakarnog proizvoda, potencijalno i poželjno čak i do kvaliteta anode, može da prihvati u svom prvom koraku.

[0056] Pored prednosti mogućnosti obrade mnogo veće količine crnog bakra koji potiče iz prethodnog procesa, podnosioci prijave su iznenađujuće ustanovili da proces prema predmetnom pronalasku može da prihvati crni bakar koji ima niži nivo bakra i viši nivo drugih vrednih metala, posebno lemnih metala kalaja i/ili olova, poželjno kalaja i opciono, takođe, olova.

[0057] Ovo donosi prednost da je postupak prema predmetnom pronalasku još tolerantniji na elemente osim bakra, od kojih su većina elementi koji pod uslovima procesa imaju veći afinitet prema kiseoniku od bakra, a moguće čak i veći od kalaja i olova. Ova prednost dodatno proširuje mogućnost proizvodnje veće količine kalaja za istu količinu proizvodnje bakra, što donosi značajnu ekonomsku prednost operateru procesa.

[0058] Podnosioci prijave ističu da proces prema predmetnom pronalasku stvara u koraku o) treću istrošenu šljaku, tj. šljaku koja se uklanja iz procesa. Svrha koraka o) je da se dobije veći deo kalaja i olova prisutnih u peći kao deo treće metalne kompozicije na bazi olova i kalaja, toka koji je najpogodniji za reciklažu u korak procesa uzvodno od koraka o). Ovaj način rada koraka o) donosi prednost da i većina bakra i nikla prisutnih u peći, jer bakar i nikl u uslovima procesa imaju čak niži afinitet prema kiseoniku od kalaja i olova, završavaju u trećoj metalnoj kompoziciji na bazi olovo-kalaj, i time se lako recikliraju i stoga su dostupni za dobijanje kao deo osnovnog proizvoda iz celokupnog procesa. Ovaj način rada koraka o) dalje donosi prednost što većina metala i drugih elemenata koji u uslovima procesa imaju veći afinitet prema kiseoniku od kalaja i/ili olova, završavaju kao deo treće istrošene šljake. Ovo se može odnositi na elemente kao što su cink, gvožđe, aluminijum, mangan, sumpor, fosfor i silicijum. Većina ovih „manje plemenitih” metala ima mnogo nižu komercijalnu vrednost od bakra, kalaja i olova. Postupak prema predmetnom pronalasku lako uklanja većinu ovih „manje plemenitih” metala, kada se uvedu kao deo crnog bakra koji se dovodi u korak o), odmah iz procesa kao deo treće istrošene šljake dobijene u koraku o).

[0059] Podnosioci prijave su ustanovili da predmetni pronalazak stoga dodatno ublažava kriterijume prihvatljivosti za crni bakar koji je uveden u koraku o). Ova prednost značajno smanjuje sve potrebe za prethodnom preradom pre nego što se crni bakar može koristiti kao početni materijal za korake pirometalurške rafinacije bakra, kao što je opisano u US 3,682,623. Ova prednost, takođe, proširuje kriterijume prihvatljivosti za sirovine koje se koriste u prethodnoj proizvodnji crnog bakra, obično u topioničarskoj fazi. Uzvodni korak je stoga u stanju da primi mnogo više sirovina niskog kvaliteta, koje su obično u većoj količini dostupne pod ekonomski povoljnijim uslovima.

[0060] Podnosioci prijave su ustanovili da dodavanje značajne količine bakra u koraku o), kao što je deo kompozicije crnog bakra koji se uvodi, donosi značajnu prednost jer bakar može delovati kao odlično sredstvo za ekstrakciju svih drugih vrednih metala, koji su ostali u petoj šljaci iz rafinacije lema iz koraka (iii), i da se ova korisna ekstrakcija može izvesti bez gubitka značajnih količina bakra u trećoj istrošenoj šljaci koja se proizvodi u koraku o).

[0061] Podnosioci prijave su dalje ustanovili da deo trećeg dela kompozicije crnog bakra koji 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, posebno kada je dovoljno bakra dostupno u koraku o), 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.

[0062] Podnosioci prijave su ustanovili da se u koraku o), značajna količina crnog bakra koji je obezbeđen u koraku a), može dodati u korak o) za ekstrakciju vrednijih metala iz pete šljake iz rafinacije lema dobijene iz koraka (iii) bez preteranog gubitka posebno vrednih metala u trećoj istrošenoj šljaci proizvedenoj u koraku o). Podnosioci prijave su utvrdili da su količine takvog crnog bakra iz npr. uzvodnog topioničarskog koraka koji su prihvatljivi u koraku o) su veoma značajni, čak i reda veličine količine crnog bakra koja se može uneti u prvi korak sekvence rafinacije bakra. Podnosioci prijave su ustanovili da uključivanje koraka o) u proces prema predmetnom pronalasku značajno dodatno povećava sposobnost prerade crnog bakra topioničarskog tipa, a samim tim i prerade većih količina sirovina nižeg kvaliteta koje donose vredne metale po niskoj ceni sirovine i stoga sa potencijalom za nadogradnju visoke vrednosti. Podnosioci prijave su ustanovili da ovo dodatno proširuje dalju prednost da se opet značajan treći deo crnog bakra iz uzvodnog topioničarskog koraka može preraditi bez potrebe da sav taj crni bakar prođe kroz prvi korak rafinacije bakra (i). Svi metali u dovodu crnog bakra u korak o) koji pod uslovima procesa imaju veći afinitet prema kiseoniku od bakra, kalaja i/ili olova najverovatnije su već uklonjeni pre nego što je bakar uveden sa ovim svežim crnim bakrom u korak o) mogu pronađu svoj put u redosled procesnih koraka rafinacije bakra (i).

[0063] U jednom tehničkom rešenju procesa prema predmetnom pronalasku, korak o) obuhvata dodavanje šestog redukcionog sredstva u korak o), poželjno pre redukcije pete šljake iz rafinacije lema.

[0064] Podnosioci prijave su ustanovili da šesto redukciono sredstvo omogućava da se rezultat stepena redukcije o) usmeri ka željenom odvajanju vrednih metala u treću metalnu kompoziciju na bazi olova i kalaja i zadržavanju metala koji se mogu odbaciti u trećoj istrošenoj šljaci. Podnosioci prijave su ustanovili da šesto redukciono sredstvo može da bude gas kao što je metan ili prirodni gas, ali takođe može da bude čvrsto ili tečno, kao što je ugljenik, ugljovodonik, čak i aluminijum ili gvožđe.

[0065] U jednom tehničkom rešenju procesa prema predmetnom pronalasku, koje uključuje korak o), šesto redukciono sredstvo sadrži, i poželjno prvenstveno jeste, metal koji pod uslovima procesa ima veći afinitet prema kiseoniku od kalaja, olova, bakra i nikla, poželjno metal gvožđa, poželjnije staro gvožđe. Podnosioci prijave više vole da koriste gvožđe, poželjno staro gvožđe kao redukciono sredstvo, zbog njegove visoke dostupnosti pod ekonomski veoma povoljnim uslovima. Podnosioci prijave su ustanovili 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 ustanovili da ova korist može da bude dovoljno velika tako da dodatno zagrevanje sagorevanjem goriva korišćenjem vazduha i/ili kiseonika može da bude prilično ograničeno ili čak da jedva bude potrebno da bi se postigla željena temperatura. Podnosioci prijave su dalje ustanovili da korak f) može da ima dodatne koristi od dodavanja silicijum dioksida, kao što je objašnjeno na drugom mestu u ovom dokumentu.

[0066] Podnosioci prijave više vole da dodaju u korak o) količinu šestog redukcionog sredstva koje je bogato gvožđem i može dalje da sadrži bakar, 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 oni 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 metalnoj fazi i sprečiti da pređu u fazu šljake, dok gvožđe u ovoj svežoj sirovini koja sadrži bakar lako prelazi u fazu šljake kao gvožđe oksid, dok pomaže hemijsku redukciju drugih metala koji pod uslovima procesa imaju manji afinitet prema kiseoniku od gvožđa.

[0067] U jednom tehničkom rešenju procesa prema predmetnom pronalasku, druga i/ili peta šljaka iz rafinacije lema sadrži najviše 2,0 tež.% zajedno bakra i nikla, poželjno najviše 1,5 tež.%, poželjnije najviše 1,0 tež.%, još poželjnije najviše 0.5 tež.%, poželjno najviše 0.45 tež.%, poželjnije najviše 0.40 tež.% zajedno bakra i nikla. Druga šljaka iz rafinacije lema je na kraju koraka e) u ravnoteži sa prvom kompozicijom sirovog lemnog metala, a peta šljaka iz rafinacije lema je na kraju koraka n) u ravnoteži sa drugom sirovom kompozicijom lemnog metala. Manje bakra i nikla u drugoj i/ili petoj šljaci iz rafinacije lema znači da ima i manje bakra i nikla u prvoj i/ili drugoj kompoziciji sirovog lemnog metala, koja je na kraju uzvodnih pirometalurških koraka u ravnoteži sa drugom i/ili petom šljakom iz rafinacije lema. Prednosti posedovanja manje bakra i nikla u drugoj i/ili petoj šljaci iz rafinacije lema stoga uključuju prednosti objašnjene na drugom mestu u ovom dokumentu u pogledu manje bakra i/ili nikla u prvoj i/ili četvrtoj šljaci iz rafinacije lema. Pored toga, ova karakteristika donosi dodatnu korist da manje bakra i nikla može završiti u drugoj i/ili trećoj metalnoj kompoziciji na bazi olova i kalaja, respektivno, dobijenoj u koraku f) i koraku o) i koji bi iz njih trebalo da se dobiju. Još jedna prednost je što više zapremine peći postaje dostupno za korak f) i/ili korak o), omogućavajući uvođenje veće količine crnog bakra kao deo koraka f) i/ili koraka o).

[0068] U jednom tehničkom rešenju procesa prema predmetnom pronalasku, druga i/ili peta šljaka iz rafinacije lema sadrži najviše 8,0 tež.% i opciono najmanje 1,0 tež.% zajedno kalaja i olova, poželjno najviše 7,0 tež.%, poželjnije najviše 6,0 tež.%, još poželjnije najviše 5,0 tež.%, poželjno najviše 4,5 tež.%, poželjnije najviše 4,0 tež.%, još poželjnije najviše 3,5 tež.% zajedno kalaja i olova. Podnosioci prijave su utvrdili da je korisno ograničiti prisustvo kalaja i olova u drugoj i/ili petoj šljaci iz rafinacije lema na kraju odgovarajućeg uzvodnog procesnog koraka, jer većina ovih količina kalaja i olova koje treba da se dobiju u koraku f) i/ili o), završe u drugoj i/ili trećoj metalnoj kompoziciji na bazi olova i kalaja, i treba ih dalje obraditi da bi se dobili vrhunski visokokvalitetni metalni proizvodi. Takođe je važno dobiti kalaj i posebno olovo uzvodno od proizvodnje druge istrošene šljake u koraku f) i treće istrošene šljake u koraku o). Uglavnom, svaki kalaj i/ili olovo koji završi u istrošenoj šljaci predstavlja gubitak vrednih metala iz procesa, i može nametnuti dalji tretman pre nego što se istrošena šljaka može odložiti ili biti pogodna za upotrebu u ekonomski vrednijoj primeni.

[0069] S druge strane, podnosioci prijave takođe više vole da imaju najmanje 1,5 tež.% zajedno kalaja i olova u drugoj i/ili petoj šljaci iz rafinacije lema, poželjno najmanje 2,0 tež.%, poželjnije najmanje 2,5 tež.%, čak i više poželjno najmanje 3,0 tež.%, poželjno najmanje 3,5 tež.% Ovo donosi prednost u tome što ima više kalaja i olova zajedno u prvoj i/ili drugoj kompoziciji sirovih lemnih metala, za koju se očekuje da će na kraju odgovarajućeg procesnog koraka uzvodno biti u ravnoteži sa drugom i/ili petom šljakom iz rafinacije lema, a čije su prednosti objašnjene na drugom mestu u ovom dokumentu.

[0070] U jednom tehničkom rešenju procesa prema predmetnom pronalasku, druga i/ili treća metalna kompozicija na bazi olova i kalaja sadrži najmanje 60 tež.% i opciono najviše 90 tež.% zajedno bakra i nikla, poželjno najmanje 65 tež.% , poželjnije najmanje 68 tež.%, još poželjnije najmanje 70 tež.%, još poželjnije najmanje 72 tež.% zajedno bakra i nikla. Podnosioci prijave su ustanovili da je velika količina bakra i nikla zajedno, posebno velika količina bakra, u drugoj metalnoj kompoziciji na bazi olova i kalaja na kraju koraka f) i/ili u trećoj metalnoj kompoziciji na bazi olova i kalaja na kraju koraka o) povoljna. Bakar i takođe nikl deluju u koracima f) i o) kao ekstrakciona sredstva za druge vredne metale, posebno za kalaj i olovo, a fazna ravnoteža bakra i nikla čini ovo izvodljivim pod ispravnim uslovima, a da istovremeno ne izaziva neprihvatljivo visok gubitak bakra i/ili nikla u drugoj i/ili trećoj istrošenoj šljaci.

[0071] S druge strane, podnosioci prijave više vole da druga i/ili treća metalna kompozicija na bazi olova i kalaja sadrži najviše 85 tež.%, poželjno najviše 82 tež.%, poželjnije najviše 80 tež.%, još poželjnije najviše 77,5 tež.%, poželjno najviše 75 tež.% zajedno bakra i nikla. Ovo ostavlja više prostora za dobijanje kalaja i/ili olova i smanjuje gubitak kalaja i/ili olova u istrošenoj šljaci iz koraka f) i/ili koraka o). Podnosioci prijave su takođe ustanovili da poštovanje ove gornje granice značajno smanjuje gubitak vrednih metala, posebno bakra, u istrošenoj šljaci na kraju koraka f) i/ili o).

[0072] U jednom tehničkom rešenju procesa prema predmetnom pronalasku, druga i/ili treća metalna kompozicija na bazi olova i kalaja sadrži najmanje 12 tež.% zajedno kalaja i olova, poželjno najmanje 15 tež.%, poželjnije najmanje 17 tež.% još poželjnije najmanje 18 tež.%, poželjno najmanje 19 tež.%, poželjnije najmanje 20 tež.%, još poželjnije najmanje 21 tež.%, poželjno najmanje 22 tež.% zajedno kalaja i olova. Podnosioci prijave su ustanovili da minimalno prisustvo metala osim bakra, kao što je minimalno prisustvo zajedno kalaja i olova, u metalnoj fazi na kraju koraka f) i/ili o) donosi prednost u tome što se manje bakra gubi u istrošenu šljaku koja je na kraju koraka f) i/ili o) u ravnoteži sa njom.

[0073] U jednom tehničkom rešenju procesa prema predmetnom pronalasku, druga i/ili treća metalna kompozicija na bazi olova i kalaja sadrži najmanje 60 tež.% i opciono najviše 85 tež.% bakra, poželjno najmanje 65 tež.%, poželjnije najmanje 67 tež.%, još poželjnije najmanje 69 tež.%, poželjno najmanje 70 tež.%, poželjnije najmanje 71 tež.% bakra. Podnosioci prijave su ustanovili da je posebno velika količina bakra u drugoj i/ili trećoj metalnoj kompoziciji na bazi olova i kalaja na kraju koraka f) i/ili o) prednost. Bakar deluje u koracima f) i/ili o) kao sredstvo za ekstrakciju drugih vrednih metala, posebno kalaja i olova, a fazna ravnoteža bakra čini ovo izvodljivim pod tačnim uslovima, a da istovremeno ne izaziva neprihvatljivo visok gubitak bakra u drugoj i/ili trećoj istrošenoj šljaci.

[0074] S druge strane, podnosioci prijave daju prednost tome da druga i/ili treća metalna kompozicija na bazi olova i kalaja sadrži najviše 82,5 tež.% bakra, poželjno najviše 80 tež.%, poželjnije najviše 77,5 tež.%, još poželjnije najviše 75 tež.%, poželjno najviše 72,5 tež.% bakra. Ovo ostavlja više prostora za dobijanje kalaja i/ili olova i smanjuje gubitak kalaja i/ili olova u istrošenoj šljaci iz koraka f) i/ili o). Podnosioci prijave su, takođe, ustanovili da poštovanje ove gornje granice značajno smanjuje gubitak vrednog bakra u istrošenoj šljaci na kraju koraka f) i/ili o).

[0075] U jednom tehničkom rešenju procesa prema predmetnom pronalasku, druga i/ili treća istrošena šljaka sadrži najviše 2,5 tež.% zajedno kalaja i olova, poželjno najviše 2,0 tež.%, poželjnije najviše 1,5 tež.%, još poželjnije najviše 1,00 tež.%, poželjno najviše 0,95 tež.% zajedno kalaja i olova.

[0076] U jednom tehničkom rešenju procesa prema predmetnom pronalasku, druga i/ili treća istrošena šljaka sadrži najviše 2,0 tež.% zajedno bakra i nikla, poželjno najviše 1,5 tež.%, poželjnije najviše 1,0 tež.%, čak i poželjnije najviše 0,75 tež.%, poželjno najviše 0,60 tež.% zajedno bakra i nikla.

[0077] U jednom tehničkom rešenju procesa prema predmetnom pronalasku, druga i/ili treća istrošena šljaka sadrži najviše 2,0 tež.% bakra, poželjno najviše 1,5 tež.%, poželjnije najviše 1,0 tež.%, još poželjnije najviše 0,70 tež.% bakra.

[0078] 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 koje izlaze iz procesa sa drugim i/ili trećim istrošenim šljakama iz koraka f) i/ili o) ograničena. Smanjuje potrebu ili želju da se obezbede dodatni koraci u procesu na drugoj i/ili trećoj istrošenoj šljaci pre nego što se ona može odbaciti, i na taj način nudi prednost da je potrebno manje ili čak nikakvi dalji koraci tretmana pre nego što se druga i/ili treća istrošena šljaka može odložiti ili pre nego što se šljaka smatra prihvatljivom u ekonomski privlačnoj primeni ili krajnjoj upotrebi.

[0079] U đdrugoj i/ili trećoj istrošenoj šljaci postupka prema predmetnom pronalasku dobija 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. Bilo koji od ovih elemenata koji završavaju u drugoj i/ili trećoj istrošenoj šljaci uklanjaju se iz procesa i ne zauzimaju korisnu zapreminu peći u poređenju sa onim kada bi se reciklirali u prethodni korak procesa.

[0080] U jednom tehničkom rešenju procesa prema predmetnom pronalasku, kompozicija crnog bakra ispunjava najmanje jedan, a poželjno je sve od sledećih uslova:

● koji sadrži najmanje 51 tež.% bakra,

● koji sadrži najviše 96,9 tež.% bakra,

● koji sadrži najmanje 0,1 tež.% nikla,

● sadrži najviše 4,0 tež.% nikla,

● koji sadrži najmanje 1,5 tež.% kalaja,

● koji sadrži najviše 15 tež.% kalaja,

● sadrži najmanje 1,5 tež.% olova,

● sadrži najviše 25 tež.% olova,

● koji sadrži najviše 3,5 tež.% gvožđa, i

● koji sadrži najviše 8,0 tež.% cinka.

[0081] Podnosioci prijave više vole da bilo koji crni bakar koji se može koristiti u postupku prema predmetnom pronalasku, tj. takođe bilo koji crni bakar koji se koristi u koraku procesa koji nije korak f), ispunjava najmanje jedan od gore navedenih uslova, a poželjno je i sve.

[0082] U jednom tehničkom rešenju procesa prema predmetnom pronalasku, crni bakar sadrži najviše 96,9 tež.% ili bolje najviše 96,5 tež.% bakra, poželjno najviše 96,0 tež.%, poželjnije najviše 95,0 tež.%, još poželjnije najviše 90.0 tež.%, još poželjnije najviše 85,0 tež.%, poželjno najviše 83,0 tež.%, poželjnije najviše 81,0 tež.%, još poželjnije najviše 80,0 tež.%, još poželjnije manje od 80,0 tež.% i poželjno najviše 79,0 tež.% 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 da se prihvati 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 lemnoh koproizvoda, proizvoda koji ima relativno visoku ekonomsku vrednost.

[0083] U jednom tehničkom rešenju procesa prema predmetnom pronalasku, crni bakar sadrži najmanje 51 tež.% bakra, poželjno najmanje 52 tež.%, poželjnije najmanje 53 tež.%, još poželjnije najmanje 54 tež.%, još poželjnije najmanje 55 tež.%, poželjno najmanje 57 tež.%, poželjnije najmanje 59 tež.%, još poželjnije najmanje 60 tež.%, još poželjnije najmanje 62 tež.%, poželjno najmanje 64 tež.%, poželjnije na najmanje 66 tež.%, još poželjnije najmanje 68 tež.%, još poželjnije najmanje 70 tež.%, poželjno najmanje 71 tež.%, poželjnije najmanje 72 tež.%, još poželjnije najmanje 73 tež.%, još poželjnije najmanje 74 tež.%, poželjno najmanje 75 tež.%, poželjnije najmanje 77,5 tež.%, još poželjnije najmanje 80 tež.%, još poželjnije najmanje 85 tež.% bakra.

[0084] Ovo donosi prednost u tome što se korak prethodne prerade, kao što je predviđen u US 3,682,623 za nadogradnju crnog bakra koji sadrži 75-80 tež.% bakra na oko 85 tež.% bakra ili više (85,12 tež.% bakra u Primeru, Tabela VI), može izostaviti.

[0085] 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 unutar propisane donje granice. 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 interesantnije kada se uključi i kalaj. Ovi metali troše hemikalije tokom bilo kog koraka oksidacije i/ili redukcije, ali na kraju njihov veliki deo završava u toku primarnog proizvoda. Ako, međutim i naprotiv, metali ili elementi niže vrednosti koji neizbežno završe u jednoj od istrošenih procesnih šljaka čine ravnotežu, onda je niža koncentracija bakra prilično štetna jer ovi metali i/ili elementi troše hemikalije u koracima oksidacije kao deo koraka rafinacije bakra, i/ili mogu da troše druge hemikalije u jednom od nizvodnih koraka redukcije. 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 raspoložive veličine opreme, prisustvo ovih metala ili elemenata pooštrava ograničenja za uvođenje u bilo koji od procesnih koraka 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. topioničarskom koraku. Topioničarski korak dovodi do rastopljenog metalnog proizvoda, takozvanog „crnog bakra”, i tečne šljake prvenstveno metalnih oksida, obično u prisustvu značajnih količina silicijum dioksida. Podnosioci prijave daju prednost tome da u topioničarskom koraku dobiju proizvod crnog bakra koji ima najmanje minimalnu količinu bakra kako 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 topioničke šljake, u kojoj ovi metali obično imaju malu ili nikakva vrednost i čak mogu predstavljati teret.

[0086] U jednom tehničkom rešenju procesa prema predmetnom pronalasku, crni bakar sadrži najmanje 1,5 tež.% kalaja, poželjnije najmanje 2,0 tež.%, još poželjnije najmanje 2,5 tež.%, a još poželjnije najmanje 3,0 tež.%, poželjno najmanje 3,5 tež.%, poželjnije najmanje 3,75 tež.%, još poželjnije najmanje 4,0 tež.%, još poželjnije najmanje 4,5 tež.%, poželjno najmanje 5,0 tež.%, poželjnije najmanje 5,5 tež.%, još poželjnije najmanje 6,0 tež.%, još poželjnije najmanje 6,5 tež.%, poželjno najmanje 7,0 tež.%, poželjnije najmanje 7,5 tež.%, još poželjnije najmanje 8,0 tež.%, još poželjnije najmanje 8,5 tež.%, poželjno najmanje 9,0 tež.%, poželjnije najmanje 9,5 tež.%, još poželjnije najmanje 10,0 tež.%, još poželjnije najmanje 11,0 tež.% 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 lim 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 topioničarskom koraku. Kalaj u tim sirovinama niske vrednosti stoga uglavnom završava kao deo kompozicije crnog bakra. Podnosioci prijave više vole da prerade što je moguće više kalaja od sirovina tako 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.

[0087] U jednom tehničkom rešenju procesa prema predmetnom pronalasku, crni bakar sadrži najmanje 1,5 tež.% olova, poželjnije najmanje 2,0 tež.%, još poželjnije najmanje 2,5 tež.%, a još poželjnije najmanje 3,0 tež.%, poželjno najmanje 3,5 tež.%, poželjnije najmanje 3,75 tež.%, još poželjnije najmanje 4,0 tež.%, još poželjnije najmanje 4,5 tež.%, poželjno najmanje 5,0 tež.%, poželjnije najmanje 5,5 tež.%, još poželjnije najmanje 6,0 tež.%, još poželjnije najmanje 7,0 tež.%, poželjno najmanje 8,0 tež.%, poželjnije najmanje 9,0 tež.%, još poželjnije najmanje 10,0 tež.%, još poželjnije najmanje 11,0 tež.%, poželjno najmanje 11,0 tež.% najmanje 12,0 tež.%, poželjnije najmanje 13,0 tež.%, još poželjnije najmanje 14,0 tež.%, još poželjnije najmanje 15,0 tež.% olova.

[0088] Olovo je, takođe, vredan metal. Pored toga, prisustvo olova olakšava dobijanje još vrednijeg metala kalaja, jer se ponaša slično kao i 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 tečna zgura ili čvrstih tokova kao što je troska (čvrsta šljaka). 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 topioničarskom koraku. 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 tako 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.

[0089] Veće prisustvo kalaja i/ili olova u crnom bakru donosi prednost da se sirovine koje sadrže ovaj kalaj i/ili olovo mogu prerađivati u topioničarskom koraku, koraku koji je visoko tolerantan na druge nečistoće, mnogo veći nego kod onih koraka koji se izvode kao deo procesa rafinacije bakra, uključujući sve korake povezane sa koproizvodnjom 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 unete kao deo mnogo koncentrisanije sirovine koja može da bude prihvatljiva direktno u jednom od koraka u procesu rafinacije bakra, uključujući pomoćne komponente.

[0090] 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 koja će se proizvoditi zbog ograničenja opreme, više ovih metala izvlači iz sirovine niske vrednosti, pa se stoga više ovih metala može dobiti uz visoku ekonomsku nadogradnju od njihove niže vrednosti u sirovini i njihove visoke ekonomske vrednosti u finalnom proizvodu.

[0091] U jednom tehničkom rešenju procesa prema predmetnom pronalasku, crni bakar sadrži najviše 15,0 tež.% kalaja, poželjno najviše 14,0 tež.%, poželjnije najviše 13,0 tež.%, još poželjnije najviše 12,0 tež.%, još više poželjno najviše 11,0 tež.%, poželjno najviše 10,0 tež.%, poželjnije najviše 9,0 tež.%, još poželjnije najviše 8,0 tež.%, još poželjnije najviše 7,0 tež.%, poželjno najviše 6,0 tež.% 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 topioničarskom koraku, kao i prisustvo olova. Podnosioci prijave stoga više vole da zadrže koncentraciju kalaja unutar navedene gornje granice.

[0092] U jednom tehničkom rešenju procesa prema predmetnom pronalasku, crni bakar sadrži najviše 25,0 tež.% olova, poželjno najviše 24,0 tež.%, poželjnije najviše 23,0 tež.%, još poželjnije najviše 22,0 tež.%, još više poželjno najviše 21,0 tež.%, poželjno najviše 20,0 tež.%, poželjnije najviše 19,0 tež.%, još poželjnije najviše 18,0 tež.%, još poželjnije najviše 17,0 tež.%, poželjno najviše 16,0 tež.%, poželjnije na najviše 15,0 tež.%, još poželjnije najviše 14,0 tež.%, još poželjnije najviše 13,0 tež.%, još poželjnije najviše 12,0 tež.%, poželjno najviše 11,0 tež.%, poželjnije najviše 10,0 tež.%, još poželjnije najviše 9,0 tež.%, još poželjnije najviše 8,0 tež.%, poželjno najviše 7,0 tež.% 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 topioničarskom koraku, a takođe je veoma poželjno prisustvo značajnih količina kalaja. Podnosioci prijave, stoga, radije drže koncentraciju olova u okviru navedene gornje granice.

[0093] Podnosioci prijave su utvrdili 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 je tok bakra barem delimično recikliran, 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.

[0094] U jednom tehničkom rešenju procesa prema predmetnom pronalasku, crni bakar sadrži najmanje 0,1 tež.% i opciono najviše 4,0 tež.% nikla (Ni). Poželjno, sirovina crnog bakra za korak b), koja je uvedena dalje u nastavku u ovom dokumentu, sadrži najmanje 0,2 tež.% nikla, poželjnije najmanje 0,3 tež.%, još poželjnije najmanje 0,4 tež.%, a još poželjnije najmanje 0,5 tež.%, poželjno najmanje 0,75 tež.%, poželjnije najmanje 1,00 tež.% nikla.

[0095] 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, 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 od rafinisanog bakra (tabela XII, 300 kg), koji je izliven u anode (kol. 19, linije 61-62). Manja količina nikla pronalazi put u metalni proizvod olova i kalaja (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 ustanovili 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 prekorače svoju granicu rastvorljivosti. Ali čak i na nižim nivoima, nikl već može dovesti do pasivizacije anode zbog mogućeg nagomilavanja gradijenta koncentracije nikla na površini anode. Proces US 3,682,623 je stoga ograničen u svojim mogućnostima rukovanja niklom. Korak topljenja iz US 3,682,623 stoga može prihvatiti samo prilično ograničenu količinu sirovina koje sadrže značajne količine nikla.

[0096] Podnosioci prijave su sada ustanovili da postupak prema predmetnom pronalasku može da prihvati mnogo veće količine nikla, npr. kao deo crnog bakra iz uzvodnog topioničarskog koraka. Ova veća tolerancija za nikl donosi procesu prema predmetnom pronalasku, i svim koracima procesa koji se izvode uzvodno, širi prozor prihvatanja u odnosu na sirovine. Proces prema predmetnom pronalasku, kao i bilo koji od njegovih koraka u prethodnom procesu, može na taj način prihvatiti sirovine koje alternativni postupci poznati u tehnici možda neće prihvatiti, ili prihvataju samo u veoma ograničenim količinama, i koji stoga mogu biti lakše dostupni po ekonomski povoljnijim uslovima.

[0097] Uprkos višoj toleranciji za nikl, podnosioci prijave su takođe ustanovili da proces prema predmetnom pronalasku može da bude 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.

[0098] U jednom tehničkom rešenju procesa prema predmetnom pronalasku, crni bakar sadrži najviše 3,5 tež.% gvožđa, poželjno najviše 3,0 tež.%, poželjnije najviše 2,5 tež.%, još poželjnije najviše 2,0 tež.%, još više poželjno najviše 1,80 tež.%, poželjno najviše 1,60 tež.% gvožđa.

[0099] Opciono, crni bakar sadrži najmanje 0,1 tež.% gvožđa, poželjno najmanje 0,2 tež.%, poželjnije najmanje 0,5 tež.% gvožđa. Podnosioci prijave su ustanovili da ovo gvožđe podstiče reakcije u koraku f) i/ili o) jer lako reaguje u koraku f) i/ili koraku o) da formira oksid gvožđa uklanjanjem najmanje jednog atoma kiseonika iz oksida metala koji ima manji afinitet prema kiseoniku od gvožđa u uslovima procesnog koraka, kao što je kalaj i/ili olovo.

[0100] U jednom tehničkom rešenju procesa prema predmetnom pronalasku, crni bakar sadrži najviše 8,0 tež.% cinka, poželjno najviše 7,5 tež.%, poželjnije najviše 7,0 tež.%, još poželjnije najviše 6,5 tež.%, još više poželjno najviše 6,0 tež.%, poželjno najviše 5,5 tež.%, poželjnije najviše 5,0 tež.%, još poželjnije najviše 4,7 tež.% cinka.

[0101] Opciono, crni bakar sadrži najmanje 0,1 tež.% cinka, poželjno najmanje 0,2 tež.%, poželjnije najmanje 0,5 tež.% cinka. Podnosioci prijave su ustanovili da ovaj cink podstiče reakcije u koraku f) i/ili o) jer lako reaguje u koraku f) i/ili koraku o) da bi formirao cink oksid uklanjanjem najmanje jednog atoma kiseonika iz oksida metala koji ima niži afinitet prema kiseoniku od cinka u uslovima procesnog koraka, kao što je kalaj i/ili olovo.

[0102] 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 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.

[0103] U jednom tehničkom rešenju procesa prema predmetnom pronalasku, prva i/ili druga kompozicija sirovih lemnih metala sadrži najmanje 65 tež.% zajedno kalaja i olova, poželjno najmanje 67 tež.%, poželjnije najmanje 69 tež.%, čak i poželjnije najmanje 70 tež.%, poželjno najmanje 72 tež.%, poželjnije najmanje 74 tež.%, poželjno najmanje 75 tež.%, poželjnije najmanje 76 tež.%, još poželjnije najmanje 77 tež.% zajedno kalaja i olova. Podnosioci prijave su ustanovili da veća količina kalaja i olova koja je prisutna u prvoj i/ili drugoj kompoziciji sirovih lemnih metala omogućava veću zapreminu kalaja visoke čistoće i olova visoke čistoće koji se iz njega mogu dobiti, proizvodi koji su visoke ekonomska vrednost.

[0104] U jednom tehničkom rešenju procesa prema predmetnom pronalasku, prva i/ili druga kompozicija sirovih lemnih metala sadrži najmanje 5,0 tež.% kalaja, poželjno najmanje 7,5 tež.%, poželjnije najmanje 10,0 tež.%, još poželjnije na najmanje 15,0 tež.%, poželjno najmanje 17 tež.%, poželjnije najmanje 19 tež.%, još poželjnije najmanje 20 tež.%, poželjno najmanje 21 tež.%, poželjnije najmanje 22 tež.% kalaja. Podnosioci prijave su ustanovili da što je više kalaja prisutno u prvoj i/ili drugoj kompoziciji sirovih lemnih metala, to je veća zapremina kalaja visoke čistoće koja se može dobiti iz nje.

[0105] U jednom tehničkom rešenju procesa prema predmetnom pronalasku, prva i/ili druga kompozicija sirovih lemnih metala sadrži najmanje 45 tež.% olova, poželjno najmanje 47,5 tež.%, poželjnije najmanje 50 tež.%, još poželjnije na najmanje 52 tež.%, poželjno najmanje 53 tež.%, poželjnije najmanje 54 tež.%, još poželjnije najmanje 55 tež.% olova. Podnosioci prijave su ustanovili da što je više olova prisutno u prvoj i/ili drugoj kompoziciji sirovih lemnih metala, to je veća zapremina olova visoke čistoće koje se može dobiti iz njega, tj. komercijalnih proizvoda koji uživaju značajne ekonomske premije. Olovo dalje donosi prednost, u bilo kom odvajanju faza koje se dešava nizvodno tokom dalje obrade prve i/ili druge kompozicije sirovih lemnih metala, da tokovi tečnog metala koji sadrže olovo imaju veću gustinu i stoga se lakše odvajaju gravitacijom od bilo koje faze supernatantne šljake ili troske. Dalja prednost je u tome što je dozvoljeno da sirovine celokupnog procesa sadrže više olova, tako da širi spektar sirovina postaje prihvatljiv, što donosi korist od šireg izbora mogućih sirovina, čime je moguće uključiti sirovine koje su u većoj količini dostupne i pod povoljnijim uslovima.

[0106] U jednom tehničkom rešenju procesa prema predmetnom pronalasku, prva i/ili druga kompozicija sirovih lemnih metala sadrži najviše 26,5 tež.% zajedno bakra i nikla, poželjno najviše 25,0 tež.%, poželjnije najviše 22,5 tež.%, još poželjnije najviše 20,0 tež.%, poželjno najviše 17,5 tež.%, poželjnije najviše 16,0 tež.%, još poželjnije najviše 15,5 tež.% zajedno bakra i nikla, i opciono najmanje 1 tež.% zajedno bakra i nikla, poželjno najmanje 2 tež.%, poželjnije najmanje 3, 4 ili 5 tež.% zajedno bakra i nikla. Podnosioci prijave su ustanovili da je manje bakra i nikla u prvoj i/ili drugoj kompoziciji sirovih lemnih metala prednost. Prva i/ili druga kompozicija sirovih lemnih metala obično treba da se podvrgne daljim koracima prečišćavanja da bi se smanjilo prisustvo drugih metala osim kalaja, olova i antimona u sirovoj kompoziciji lemnih metala, npr. pre nego što ova sirova kompozicija lemnih 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 metalnim silicijumom kao što je opisano u DE 102012005401 A1. Metalni silicijum je prilično skupa procesna hemikalija, a tretman dovodi do silicijumskih jedinjenja zagađujućih metala kao nusproizvoda koji treba da se preradi ili odloži. Bakar i nikl koji su uvučeni u prvi i/ili drugi sirovi lemni metal tako izazivaju povećanje potrošnje metalnog silicijuma u takvom koraku prečišćavanja. Stoga je korisno ograničiti bakar i nikl u prvoj i/ili drugoj kompoziciji sirovih lemnih metala u skladu sa propisanom gornjom granicom.

[0107] U jednom tehničkom rešenju procesa prema predmetnom pronalasku, prva i/ili druga kompozicija sirovih lemnih metala sadrži najviše 17,5 tež.% bakra, poželjno najviše 15 tež.%, poželjnije najviše 14 tež.%, još poželjnije najviše 13 tež.%, poželjno najviše 12 tež.%, poželjnije najviše 11 tež.% bakra, i opciono najmanje 1 tež.% bakra, poželjno najmanje 2 tež.%, poželjnije najmanje 3, 4 ili 5 tež.% od bakra. Iz gore objašnjenih razloga za bakar i nikl zajedno, podnosioci prijave više vole da ograniče bakar u prvoj i/ili drugoj kompoziciji sirovog lemnog metala u skladu sa propisanom gornjom granicom.

[0108] U jednom tehničkom rešenju procesa prema predmetnom pronalasku, prva i/ili druga kompozicija sirovih lemnih metala sadrži najviše 9,0 tež.% nikla, poželjno najviše 7,0 tež.%, poželjnije najviše 5,0 tež.%, još poželjnije najviše 4,0 tež.%, poželjno najviše 3,0 tež.%, poželjnije najviše 2,0 tež.% nikla, i opciono najmanje 1 tež.% nikla, poželjno najmanje 2 tež.%, poželjnije najmanje 3, 4 ili 5 tež.% od nikla. Iz gore objašnjenih razloga za bakar i nikl zajedno, podnosioci prijave više vole da ograniče nikl u prvoj i/ili drugoj kompoziciji sirovog lemnog metala u skladu sa propisanom gornjom granicom.

[0109] U jednom tehničkom rešenju procesa prema predmetnom pronalasku, prva i/ili druga kompozicija sirovih lemnih metala sadrži najviše 8 tež.% gvožđa, poželjno najviše 8,0 tež.%, poželjnije najviše 7,5 tež.%, još poželjnije najviše 7,0 tež.%, poželjno najviše 6,5 tež.%, poželjnije najviše 6,0 tež.%, još poželjnije najviše 5,5 tež.%, poželjno najviše 5,0 tež.%, poželjnije najviše 4,5 tež.%, još poželjnije najviše 4,0 tež.%, poželjno najviše 3,5 tež.% gvožđa, i opciono najmanje 0,2 tež.% gvožđa, poželjno najmanje 0,4 tež.%, poželjnije najmanje 0,5, 0,6 ili 0,7 tež.% gvožđa. Podnosioci prijave su ustanovili da je manje gvožđa u prvoj i/ili drugoj kompoziciji sirovih lemnih metala prednost. Prva i/ili druga kompozicija sirovih lemnih metala obično treba da se podvrgne najmanje jednom daljem koraku prečišćavanja da bi se smanjilo prisustvo drugih metala osim kalaja, olova i antimona u kompoziciji sirovih lemnih metala, npr. pre nego što kompozicija sirovih lemnih metala postane pogodna za dobijanje proizvoda od kalaja i/ili olova visoke čistoće. Ovo uključuje uklanjanje gvožđa. Takav tretman može npr. biti sa metalnim silicijumom kao što je opisano u DE 102012005401 A1. Metalni 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 i/ili drugi sirovi lemni metal stoga izaziva povećanje potrošnje metalnog silicijuma u takvom koraku prečišćavanja. Stoga je korisno ograničiti gvožđe u prvoj i/ili drugoj kompoziciji sirovih lemnih metala u skladu sa propisanom gornjom granicom.

[0110] U jednom tehničkom rešenju procesa prema predmetnom pronalasku, korak (i) obuhvata korak

b) delimične oksidacije prvog dela kompozicije crnog bakra, čime se formira prva obogaćena metalna faza bakra i prva šljaka iz rafinacije bakra, nakon čega sledi separacija prve šljake iz rafinacije bakra od prve obogaćene metalne faze bakra.

[0111] Podnosioci prijave su ustanovili da je delimična oksidacija sirovine crnog bakra veoma efikasna za proizvodnju šljake, odnosno prve šljake iz rafinacije lema, koja je šljaka posebno pogodna za dobijanje toka sirovog lema, kao što je prva i / ili druga kompozicija sirovih lemnih metala, čiji tok sirovog lema može da posluži kao međuproizvod za dobijanje kalaja i/ili olova visoke čistoće.

[0112] U jednom tehničkom rešenju procesa prema predmetnom pronalasku, dobijanje kalaja u koraku b) kao dela prve šljake iz rafinacije bakra, u odnosu na ukupnu količinu kalaja prisutnog u koraku b), iznosi najmanje 20%, poželjno na 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 težina, % dobijanja ostaje isti.

[0113] U jednom tehničkom rešenju procesa prema predmetnom pronalasku, dobijanje olova u koraku b) kao dela prve šljake iz rafinacije bakra, u odnosu na ukupnu količinu olova prisutnog u koraku b), iznosi najmanje 20%, poželjno na najmanje 30,00%, poželjnije najmanje 40%, još poželjnije najmanje 45%, još poželjnije najmanje 50%, poželjno najmanje 55%, još poželjnije najmanje 60%.

[0114] Navedena donja granica dobijanja kalaja i/ili olova u koraku b) kao dela prve šljake iz rafinacije bakra donosi prednost da 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 što se manje nečistoća dovodi u korake koji se izvode nizvodno na prvoj obogaćenoj metalnoj fazi bakra. To znači da nizvodni procesni koraci na prvoj obogaćenoj metalnoj fazi bakra moraju da se nose sa manjom količinom nečistoća, a takođe i sa manjom zapreminom prve obogaćene metalne faze bakra. To obično znači da se u narednim koracima obrade koji se izvode na prvoj obogaćenoj metalnoj fazi bakra oslobađa dragocenija zapremina 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 istih ograničenja 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 dobijanja 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.

[0115] Podnosioci prijave su ustanovili da se željeno dobijanje u koraku b) može postići kontrolisanjem prisustva kiseonika i/ili donora kiseonika u koraku b) u odgovarajućim granicama, ako je potrebno u kombinaciji sa kontrolisanim dodavanjem sredstava za hvatanje kiseonika, i dodatkom fluksnog materijala.

[0116] U jednom tehničkom rešenju procesa prema predmetnom pronalasku, dodatne sirovine se dodaju kao sveže punjenje 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 da sadrže 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 ograničen gornjom granicom iznad koje isparljivost vrednih metala, posebno kalaja i/ili olova, postaje prekomerna, a dobijanje ovih metala kao dela prašine iz peći postaje preterano problematično, složeno i skupo.

[0117] U jednom tehničkom rešenju procesa prema predmetnom pronalasku, korak (i) dalje obuhvata korak

c) delimičnog redukovanja prve šljake iz rafinacije bakra čime se formira prva metalna kompozicija na bazi olova i kalaja i prva istrošena šljaka, nakon čega sledi separacija prve istrošene šljake od prve metalne kompozicije na bazi olova i kalaja, pri čemu ova poslednja čini osnovu za prvu tečno kupatilo.

[0118] Podnosioci prijave su ustanovili da šljaka dobijena rafinacijom bakra predstavlja veoma pogodnu sirovinu za dobijanje delimičnom redukcijom, kao što je u koraku c) metalne kompozicije koja sadrži bakar zajedno sa najmanje jednim lemnim metalom izabranim iz kalaja i olova, a ta metalna kompozicija je veoma pogodna za formiranje osnove za prvo tečno kupatilo kao sirovina za parcijalnu oksidaciju d), što je dalje predstavljeno u ovom dokumentu. Razlog za to je što šljaka dobijena metalurškom rafinacijom bakra sadrži bakar zajedno sa najmanje jednim od lemnih metala kalaj i olovo, obično i sa kalajem i olovom. Podnosioci prijave su ustanovili da će većina bakra, koji dolazi sa prvom šljakom iz rafinacije bakra, u koraku c) završiti kao deo prve metalne kompozicije na bazi olova i kalaja koja se formira u koraku c). Bakar koji završava u prvoj metalnoj kompoziciji 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 metalnoj fazi iz koraka c), tj. prvoj metalnoj kompoziciji na bazi olova i kalaja, i smanjuje količine kalaja i/ili olova koje mogu da pronađu put u prvu istrošenu šljaku iz koraka c) i na taj način se izgube iz procesa.

[0119] Podnosioci prijave su dalje ustanovili da uključivanje koraka c) u proces prema predmetnom pronalasku donosi nekoliko dodatnih prednosti. Korak c) postupka prema predmetnom pronalasku je korak redukcije. Njegova svrha je da selektivno redukuje one metale u peći koji pod uslovima procesa imaju niži afinitet prema kiseoniku, u odgovarajuće metale. Ovi redukovani metali se zatim mogu odvojiti kao faza tečnog metala, pri čemu se razdvajanjem ostavlja tečna faza šljake koja sa manjom koncentracijom tih metala, ali i dalje sadrži metale i elemente koji imaju veći afinitet prema kiseoniku. U kontekstu predmetnog pronalaska, svrha koraka c) je poželjno da se selektivno dobije veći deo bakra iz prve šljake iz rafinacije bakra kao metal 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. Veoma poželjno je da su količine bakra, kalaja i/ili olova u ovoj šljaci dovoljno niske da više ne bi predstavljale 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 da bude prihvatljiva za odlaganje nakon samo ograničenog dodatnog tretmana.

[0120] 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.

[0121] Podnosioci prijave su ustanovili da proces prema predmetnom pronalasku koji uključuje korak c) poželjno proizvodi prvu metalnu kompoziciju na bazi olova i kalaja koja je veoma pogodna za dalju obradu, posebno za proizvodnju prve i/ili druge kompozicije sirovih lemnih metala koja može da ima komercijalnu vrednost sama po sebi i/ili da bude pogodna za dobijanje proizvoda od kalaja i/ili olova veće i komercijalno prihvatljive čistoće.

[0122] Podnosioci prijave su iznenađujuće ustanovili da je moguće u koraku c) postupka prema predmetnom pronalasku da se dobije prilično jasno razdvajanje između vrednih metala bakra, nikla, kalaja i olova u metalnoj fazi i metala niže vrednosti kao što je gvožđe i aluminijum, i drugi elementi kao što je silicijum u fazi šljake. Ovo omogućava veoma visoko dobijanje vrednih metala dok se stvara faza šljake koja ima veoma malo ovih metala i stoga se može odbaciti, bilo direktno ili uz relativno manji dodatni tretman. Podnosioci prijave veruju da je ovo jasno razdvajanje moguće jer je prisustvo bakra u koraku c) kao dela ukupnog sadržaja peći unutar određenog koncentracijskog okvira. S jedne strane, bakar deluje kao sredstvo za ekstrakciju kalaja i olova iz faze šljake. Sa druge strane, prisustvo bakra je dovoljno malo da je gubitak bakra u fazi šljake veoma ograničen.

[0123] Još jedna velika prednost je u tome što je proces prema predmetnom pronalasku koji 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), tj. pored crnog bakra. Pored toga, ovo takođe značajno popušta kriterijume prihvatljivosti samog crnog bakra. Ova karakteristika stoga značajno proširuje kriterijume prihvatljivosti za sirovine koje se koriste u proizvodnji crnog bakra, obično u topioničarskoj fazi. Topioničarski korak stoga sme da prihvati mnogo više sirovina niskog kvaliteta, koje su u većoj količini dostupne pod ekonomski povoljnijim uslovima.

[0124] Još jedna prednost je uzrokovana time što je u koraku b) 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 metalne faze bakra dobijene iz koraka b), koja se obično izvodi u istoj peći, stvara dodatni prostor za uvođenje još dodatnih sirovina.

[0125] Podnosioci prijave su ustanovili da se dalja prerada prve metalne kompozicije na bazi olova i kalaja iz koraka c) može obaviti mnogo delotvornije 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 ustanovili da ova karakteristika procesa donosi značajne prednosti nizvodno od koraka b), u preradi prve metalne kompozicije na bazi olova i kalaja.

[0126] Jedna od glavnih prednosti je u tome što je zapremina materijala koji se obrađuje nizvodno značajno smanjena uklanjanjem u koraku c) značajne količine materijala u vidu prve istrošene šljake, tj. pre dobijanja lemnih metala (Sn i/ili Pb). U daljim nizvodnim koracima, ovaj materijal bi bio težak i doneo bi pre svega nedostatke nego koristi. U procesu prema predmetnom pronalasku, koji uključuje korak c), dalja obrada prve metalne kompozicije 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.

[0127] Podnosioci prijave su dalje iznenađujuće ustanovili da su, uklanjanjem prve istrošene šljake iz procesa prema predmetnom pronalasku, koji uključuje korak c), separacije u koracima pirometalurškog procesa nizvodno, tj. za preradu prve metalne kompozicije na bazi olova i kalaja, takođe mnogo poboljšane. Imajući jasnija razdvajanja između odgovarajućih metalnih faza i njihovih odgovarajućih faza šljake, dobijanje vrednih metala nizvodno se može obavljati delotvornije i efikasnije, tj. na primer. zbog manjih količina reciklažnog toka.

[0128] Dalja prednost procesa prema predmetnom pronalasku, koji uključuje korak c), je u tome što se u daljoj preradi prve metalne kompozicije na bazi olova i kalaja mogu uvesti dodatni materijali zahvaljujući dodatnom prostoru u peći koji je stavljen na raspolaganje uklanjanjem velike zapremina prve istrošene šljake iz procesa prema predmetnom pronalasku. Takvi dodatni materijali mogu npr. biti bogati kalajem i/ili olovom. Takvi dodatni materijali mogu npr. biti procesna šljaka i/ili troska koja nastaje kao nusproizvod iz nizvodnih koraka rafinacije kao deo daljeg prečišćavanja tokova kalaja i/ili olova u komercijalno vredne prve proizvode.

[0129] 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 ustanovili 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.

[0130] Podnosioci prijave su takođe ustanovili da je povoljno da korak c) uzima samo prvu šljaku iz rafinacije bakra, i da se svaka sledeća šljaka rafinacije bakra bolje obrađuje odvojeno i poželjno svaki na drugačiji način. Podnosioci prijave su ustanovili da je prva šljaka iz rafinacije bakra, šljaka iz 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 veći i od kalaja i olova. Podnosioci prijave su stoga iznenađujuće ustanovili da je najefikasnije izvesti korak c) na prvoj šljaci iz rafinacije bakra, tj. pre mešanja u bilo koju drugu šljaku iz rafinacije bakra koja se proizvodi u procesnim koracima nizvodno od koraka b). Podnosioci prijave su ustanovili da šljake kasnije rafinacije bakra obično sadrže veće koncentracije bakra, i stoga podnosioci prijave više vole da ove šljake iz rafinacije bakra dalje obrađuju drugačije od prve šljake iz rafinacije bakra.

[0131] U jednom tehničkom rešenju procesa prema predmetnom pronalasku koji uključuje korak c), ukupna sirovina za korak c) sadrži najmanje 29,0 tež.% bakra, poželjno najmanje 30,0 tež.%, poželjnije najmanje 31,0 tež.%, još poželjnije najmanje 32,0 tež.%, još poželjnije najmanje 33,0 tež.%, poželjno najmanje 34,0 tež.%, poželjnije najmanje 35,0 tež.%, još poželjnije najmanje 36,0 tež.%, poželjno najmanje 37,0 tež.%, poželjnije najmanje 38,0 tež.% bakra.

[0132] U jednom tehničkom rešenju procesa prema predmetnom pronalasku koji uključuje korak c), ukupno punjenje za korak c) sadrži količinu bakra koja je najmanje 1,5 puta veća od ukupne količine prisutnih lemnih metala, tj. 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 veće od ukupne količine prisutnih lemnih metala.

[0133] 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 metalnu kompoziciju na bazi olova i kalaja, i samim tim poboljšava dobijanje vrednog kalaja i/ili olovo iz šljake u koraku c).

[0134] Podnosioci prijave su ustanovili da donja granica koja je određena za prisustvo bakra, u odnosu na prisustvo zbira prisutnih Sn plus Pb, u ukupnoj sirovini za korak c) donosi prednost u tome što se dobija bolja ekstrakcija Sn i Pb iz faze šljake, i to bez unošenja značajnih količina bakra u fazu šljake. Podnosioci prijave su ustanovili da visoko prisustvo bakra u sirovini za korak c) utiče na ravnotežu za kalaj i olovo između šljake i metalne faze na kraju koraka c), favorizujući prelazak ovih lemnih metala iz faze šljake u metalnu fazu. Podnosioci prijave su ustanovili da se ovaj efekat može postići bez povećanja koncentracije bakra u istrošenoj šljaci dobijenoj u koraku c) do ekonomski značajnih i eventualno neprihvatljivih nivoa. Podnosioci prijave su ustanovili 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 dodatnog tretmana, ako se uopšte i koristi, za odgovorno odlaganje ili za njenu upotrebu u odgovarajućoj nizvodnoj primeni.

[0135] U jednom tehničkom rešenju procesa prema predmetnom pronalasku koji uključuje korak c), korak c) obuhvata dodavanje prvog redukcionog sredstva u korak c) poželjno dodavanjem sredstva u prvu šljaku iz rafinacije bakra pre redukcije prve šljake iz rafinacije bakra. Podnosioci prijave su ustanovili da dodavanje redukcionog sredstva pomaže u postizanju željene hemijske redukcije. Podnosioci prijave su ustanovili da prvi redukciono sredstvo može da bude gas, kao što je metan ili prirodni gas, ali takođe može da bude čvrsta ili tečna materija, kao što je ugljenik, ugljovodonik, čak i aluminijum ili gvožđe.

[0136] U jednom tehničkom rešenju procesa prema predmetnom pronalasku, koji uključuje korak c), prvo redukciono sredstvo sadrži, i poželjno jeste, metal koji pod uslovima procesa ima veći afinitet prema kiseoniku od kalaja, olova, bakra i nikla, poželjno metalno gvožđe, poželjnije staro gvožđe. Podnosioci prijave više vole da koriste gvožđe, poželjno staro gvožđe kao redukciono sredstvo, zbog njegove visoke dostupnosti pod ekonomski veoma povoljnim uslovima. Podnosioci prijave su ustanovili 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 ustanovili da ova korist može da bude dovoljno velika da dodatno zagrevanje sagorevanjem goriva korišćenjem vazduha i/ili kiseonika možda i neće biti potrebno da bi se postigla željena temperatura. Podnosioci prijave su dalje ustanovili da korak c) može da ima dodatne koristi od dodavanja silicijum dioksida, kao što je objašnjeno na drugom mestu u ovom dokumentu.

[0137] U jednom tehničkom rešenju predmetnog pronalaska, proces dalje obuhvata korak g) recikliranja najmanje dela druge metalne kompozicije na bazi olova i kalaja u korak c), poželjno dodavanje većine, ako ne i cele druge metalne kompozicije na bazi olova i kalaja u korak c), i poželjno pre redukcije prve šljake iz rafinacije bakra i/ili recikliranja najmanje dela druge metalne kompozicije na bazi olova i kalaja u korak b) i/ili recikliranja najmanje dela druge metalne kompozicije na bazi olova i kalaja u korak d) koji je uveden dalje u nastavku u ovom dokumentu.

[0138] Podnosioci prijave su ustanovili da se vredni metali u drugoj metalnoj kompoziciji 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 metalnoj kompoziciji na bazi olova i kalaja koji imaju veći afinitet prema kiseoniku u uslovima procesa, lako oksiduju 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 iz rafinacije bakra. Kao rezultat toga, vredniji metali, kao što su Cu, Ni, Sn, Pb, Sb, As, prelaze u metalnu fazu iz koraka c), a metali koji se mogu odbaciti, kao što su Fe, Si i Al, prelaze u prvu istrošenu šljaku proizvedenu u koraku c). Dodavanje ove druge metalne kompozicije na bazi olova i kalaja u korak c) stoga poboljšava željenu separaciju ostalih sirovina u koraku c) u kombinaciji sa dobijanjem željene separacije metala koji su dobijeni iz koraka f).

[0139] U jednom tehničkom rešenju procesa prema predmetnom pronalasku, korak (i) dalje obuhvata korak

d) delimične oksidacije prvog tečnog kupatila, čime se formira prva razblažena metalna kompozicija bakra i prva šljaka iz rafinacije lema, nakon čega sledi separacija prve šljake iz rafinacije lema od prve razblažene metalne kompozicije bakra.

[0140] Podnosioci prijave su ustanovili da je korak d) veoma pogodan za koncentrisanje velike količine lemnih metala, tj. kalaja i/ili olova, prisutnih u prvom tečnom kupatilu, u prvu šljaku iz rafinacije lema bez potrebe da se uvuče značajan deo bakra, a moguće i nikla, prisutnog u prvom tečnom kupatilu, i to uz istovremeno dobijanje toka metala koji sadrži većinu bakra i nikla prisutnog u prvom tečnom kupatilu bez potrebe da se unese značajna količina metala koji imaju veći afinitet prema kiseoniku nego kalaj i/ili olovo pod uslovima iz koraka d). Konkretno, korak d) uklanja većinu bakra i nikla, ako su prisutni, kao deo prve razblažene metalne kompozicije bakra, i na taj način proizvodi fazu šljake koja sadrži samo male količine bakra i/ili nikla, ali relativno velike količine kalaja i/ili olova, zajedno sa većinom metala koji pod uslovima procesa imaju čak i veći afinitet prema kiseoniku nego olovo i/ili kalaj. Sa druge strane, korak d) proizvodi tok metala koji je veoma pogodan za dobijanje njegovog sadržaja metala jer je bogat vrednim metalima sa vrlo malim razblaženjem metalima male ili nikakve vrednosti.

[0141] Podnosioci prijave su ustanovili da stvaranje prve razblažene metalne kompozicije bakra u koraku d) nudi veliku prednost u dobijanju relativno jasnog razdvajanja između bakra, s jedne strane, u tok bakra visoke čistoće, potencijalno čak i do kvaliteta anode, i na sa druge strane, tok sirovog lema kao što je prva kompozicija sirovog lemnog metala dobijena u koraku e) koja je uvedena dalje u nastavku u ovom dokumentu. 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. Uvlačenje u koracima b) i/ili h), korak h) je uveden dalje u nastavku u ovom dokumentu, nešto bakra u odgovarajuće faze šljake pomaže u uklanjanju više kalaja i/ili olova iz glavnog procesnog toka bakra koji prolazi kao tok metala kroz procesne korake rafinacije bakra b) i/ili h), na svom putu da postane tok primarnog proizvoda bakra dovoljno bogat za dalju preradu u proizvod bakra visoke čistoće. Bakar takođe pomaže kao rastvarač za kalaj i/ili olovo u koraku c). Bakar u koraku c) tako pomaže da se kalaj i/ili olovo zadrži u metalnoj fazi iz koraka c), tj. prvoj metalnoj kompoziciji na bazi olova i kalaja, i smanjuje količine kalaja i/ili olova koje mogu da nađu svoj put u prvu istrošenu šljaku iz koraka c).

[0142] Podnosioci prijave su dalje ustanovili da je korak oksidacije d), zahvaljujući proizvodnji prve razblažene metalne kompozicije bakra kao metalne faze, u stanju da proizvede prvu šljaku iz rafinacije lema koja je bogatija kalajem i/ili olovom, posebno u kalaju. i olovo zajedno, u odnosu na količinu bakra koja je uvučena sa tom prvom šljakom iz rafinacije lema. Pošto je prva šljaka iz rafinacije lema obogaćena kalajem i/ili olovom, to olakšava naknadno dobijanje lemnih metala (tj. kalaja i/ili olova) iz ove prve šljake iz rafinacije lema.

[0143] Podnosioci prijave su, takođe, ustanovili da stvaranje prve razblažene metalne kompozicije bakra u koraku d) nudi dalju prednost da se više kalaja i/ili olova može uneti sa sirovinama. Ovo značajno proširuje kriterijume prihvatljivosti za sve sirovine koje se mogu dodatno ubaciti u korak b), tj. pored crnog bakra, ali i u koracima nizvodno od njega, kao što su koraci h), c) i d), i u koraku j) koji je predstavljen dalje u ovom dokumentu. Pored toga, ovo takođe značajno popušta kriterijume prihvatanja samog crnog bakra. Ova karakteristika stoga značajno proširuje kriterijume prihvatljivosti za sirovine koje se koriste u proizvodnji crnog bakra, koji se obično dobija kao glavni proizvod iz topioničarskog koraka. Topioničarski korak stoga sme da prihvati mnogo više sirovina niskog kvaliteta, koje su u većoj količini dostupne pod ekonomski povoljnijim uslovima.

[0144] Podnosioci prijave su dalje ustanovili da stvaranje prve razblažene metalne kompozicije bakra donosi dalju prednost što se u koraku d) može postići bolje razdvajanje između bakra i nikla koji su namenjeni da uđu u prvu razblaženu metalnu kompoziciju bakra, i kalaja i olova namenjenog za odlazak u prvu šljaku iz rafinacije lema.

[0145] Podnosioci prijave su ustanovili da učinak koraka c) uzvodno od ili pre koraka d) omogućava postizanje u koraku d) povoljno visokog dobijanja bakra i/ili nikla u koraku d) u metalnom proizvodu, i da ima samo relativno mala količina bakra i/ili nikla, ako je prisutna, u prvoj šljaci iz rafinacije lema.

[0146] Količine bakra i/ili nikla koje završavaju kao zagađivači u sirovom lemu, zajedno sa prisutnim gvožđem, predstavljaju opterećenje za proces rafinacije sirovog lema, posebno kada se to radi korišćenjem metalnog silicijuma, i stoga su nepoželjne. Podnosioci prijave su ustanovili da se nizvodno od koraka d) može proizvesti sirovi lemni metal koji sadrži znatno manje od 18,11 tež.% bakra, nikla i gvožđa zajedno u US 3,682,623.

[0147] Podnosioci prijave su dalje ustanovili da prva razblažena metalna faza bakra koja se dobija iz peći za ponovnu obradu šljake može da sadrži mnogo manje metala koji nisu vredni. In US 3,682,623, crni bakar za reciklažu (Tabela XIV) sadrži samo 97,52 tež.% ukupnog Cu, Sn, Pb i Ni, ostavljajući 2,48 tež.% kao ravnotežu. Ova razlika donosi prednost u tome što prva faza razblaženog metala bakra postaje mnogo lakša za dalju obradu, posebno za dobijanje vrednih metala koje tok sadrži.

[0148] Podnosioci prijave su dalje ustanovili da prva razblažena metalna faza bakra koja se dobija iz koraka d) može da sadrži relativno značajne količine kalaja i/ili olova. Ovo donosi prednost u tome što je odgovarajuća faza šljake dobijena iz koraka d), odnosno prva šljaka iz rafinacije lema koja ako se dozvoli dovoljno vremena i mešanja treba da bude u ravnoteži sa prvom razblaženom metalnom fazom bakra, takođe bogatija kalajem i/ili olovom. Kao rezultat toga, više kalaja i/ili olova postaje dostupno za dobijanje nizvodno daljom obradom prve šljake iz rafinacije lema za dobijanje iz nje lemnih metala, tj. kalaja i/ili olova. Ukupni rezultat je da se može proizvesti više sirovog lema u odnosu na količinu bakra koja se proizvodi postupkom prema predmetnom pronalasku. Ova prednost donosi dodatnu dodatu prednost da se može proizvesti znatno veća količina proizvoda od kalaja visoke čistoće u odnosu na stopu proizvodnje bakra u procesu prema predmetnom pronalasku. Pošto koproizvodnja kalaja generiše dodatni prihod iznad prihoda od proizvodnje bakra, ova prednost može da bude od značajne ekonomske koristi za operatera procesa.

[0149] Podnosioci prijave su dalje ustanovili da značajnije prisustvo kalaja i/ili olova u prvoj razblaženoj metalnoj fazi bakra koja se dobija iz koraka d) čini tehnički lakšim, ali i ekonomski interesantnijim, da se iz ovog toka dobije kalaj i/ili olovo preradom ovog toka odvojeno, umesto jednostavnog recikliranja ovog toka kao takvog do prvog koraka rafinacije bakra b), kao što je urađeno u US 3,682,623. Podnosioci prijave su ustanovili da je prva razblažena metalna faza bakra razblaženog metala bakra koja se može dobiti iz koraka d) sada veoma pogodna za dalje odvajanje u toku sa većom koncentracijom kalaja i/ili olova, s jedne strane, i toku sa većom koncentracijom bakra i/ili nikla s druge strane. Generisanje drugog toka sa većom koncentracijom kalaja i/ili olova dovodi do mogućnosti da se generiše nusproizvod kalaja još veće čistoće u odnosu na proizvodnju bakra, što doprinosi prednostima koje su ovde gore diskutovane na tu temu. Čak i ako bi se, nakon te dodatne separacije, barem deo toka koji je sa većom koncentracijom bakra i/ili nikla bio recikliran u prvi korak rafinacije bakra b), slično onome što se dogodilo u US 3,682,623, tada bi bilo manje kalaja i/ili olova u tom recikliranju u odnosu na sadržaj bakra, i stoga bi veća zapremina peći postala dostupna za preradu dodatnih svežih sirovina u koracima kroz koje bi ovo recikliranje prolazilo.

[0150] Podnosioci prijave su, takođe, ustanovili da je proces koji uključuje korak d) veoma efikasan za proizvodnju šljake, odnosno prve šljake iz rafinacije lema, koja je šljaka posebno pogodna za proizvodnju derivata toka sirovog lema, koji može poslužiti kao međuproizvod za dobijanje proizvoda od kalaja i/ili olova visoke čistoće. Podnosioci prijave su ustanovili da je ova efikasnost posebno posledica dobijanja, u koraku d), prve razblažene metalne kompozicije bakra, ali i zbog redosleda koraka oksidacije i redukcije kako je navedeno u postupku prema predmetnom pronalasku.

[0151] U jednom tehničkom rešenju, proces prema predmetnom pronalasku obuhvata dodavanje sveže sirovine u punjenje peći iz koraka d). Podnosioci prijave su ustanovili 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 obliku oksida mogu se lako dobiti kao elementarni metal u metalnim fazama formiranim u koraku d), e) ili f) pod uslovima procesa. Korak e) je uveden dalje u nastavku u ovom dokumentu. Podnosioci prijave su ustanovili da je korak d) stoga pogodan za reciklažu, npr. zapremine krajnje šljake koja sadrži određene metale iznad poželjnih nivoa, te stoga ekonomski ili ekološki manje pogodne za odlaganje, ili zapremine slojeva šljake koji su se sakupili kao kora koja može rasti na unutrašnjosti kontejnera koji se koriste za transport rastopljene šljake iz jednog procesa ka drugom. Podnosioci prijave su ustanovili da dodavanje takvih materijala kao što je sveža dopuna u koraku d) omogućava bolje dobijanje vrednih metala u njima.

[0152] U jednom tehničkom rešenju procesa prema predmetnom pronalasku, 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, još više poželjno najmanje 1140°C, poželjno najmanje 1150°C. Podnosioci prijave su utvrdili da je razdvajanje između metalne faze i faze šljake bolje kada je temperatura šljake u skladu sa propisanom granicom, a najbolje iznad propisane granice. 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 metalne faze i mogu da se kombinuju sa njom. Viša temperatura, takođe, donosi prednost brže kinetike reakcije, tako da se željena ravnoteža može postići brže.

[0153] Podnosioci prijave, međutim, takođe veruju da na ravnotežu između metalne faze i faze šljake utiče temperatura. Obično viša temperatura ima tendenciju da smanji razlike između različitih metala u smislu njihovog afiniteta prema kiseoniku u uslovima procesa. Podnosioci prijave stoga više vole 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 postupku prema predmetnom pronalasku u kojima se vrši razdvajanje faza između najmanje dve tečne faze, obično supernatantne šljake i osnovne metalne faze.

[0154] Na visokim temperaturama u koraku topljenja ili rafinacije obojenih metala, i metali i metalni oksidi se javljaju u tečnom rastopljenom stanju. Metalni oksidi obično imaju manju gustinu od metala i formiraju posebnu takozvanu fazu „zgure/šljake” koja pluta kao supernatantna tečna faza na vrhu rastopljene metalne faze. Metalni oksidi se stoga mogu odvojiti gravitacijom kao odvojena tečna faza šljake od faze rastopljenog metala. Silicijum dioksid, obično u obliku normalnog peska, može se dodati kao takozvani „materijal za fluks”, odnosno kao razblaživač šljake i/ili za poboljšanje fluidnosti šljake tako da se lakše odvaja od metalne faze i da je lakša za rukovanje. Silicijum je, takođe, sposoban da veže određene elemente, i time utiče i na težnju tog elementa da postane deo faze šljake, a ne metalne faze. Podnosioci prijave su ustanovili 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 metalna faza jedna od druge, jer silicijum dioksid u mnogim okolnostima pomaže u promeni ravnoteže između metalne faze i faze šljake u korist razdvajanja koje je poželjno u odnosu na željene metale u metalnoj fazi i metale za koje je poželjno da ostanu u fazi šljake. Podnosioci prijave su dalje ustanovili da 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 samim tim stvaranje gasa vodonika, što predstavlja opasnost od eksplozije. Silicijum, takođe, povećava aktivnost bilo kog kalaja u šljaci, primoravajući neke SnOs da se redukuju u metal Sn, a taj Sn će preći u metalnu fazu. Ovaj poslednji mehanizam smanjuje količinu Sn koja ostaje u šljaci za istu donju metalnu kompoziciju.

[0155] U radnim uslovima pirometalurgije, nekoliko hemijskih reakcija se odvija između različitih metala i oksida u peći. Metali koji imaju veći afinitet prema kiseoniku se lakše oksiduju 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 i vraćaju se u svoje metalno stanje i ovi metali imaju tendenciju da pređu u fazu tečnog metala. Ako je dozvoljeno dovoljno kontaktne površine i vremena, uspostavlja se ravnoteža između metalne faze, u kojoj se skupljaju metali koji imaju manji afinitet prema kiseoniku u uslovima procesa, i faze šljake, u kojoj se metali imaju veći afinitet prema kiseoniku pod uslovima procesa sakupljaju u obliku svojih oksida.

[0156] 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 metalnoj fazi. 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 relativno odsustvo.

[0157] Metali od interesa za predmetni pronalazak imaju, pod uobičajenim uslovima peći za rafinaciju obojenih metala, afinitete prema kiseoniku, i težiće da se distribuiraju između metalne faze i faze šljake. Od nižeg ka višem afinitetu prema kiseoniku, a samim tim i od relativno visokog afiniteta do nižeg afiniteta za metalnu fazu, rangiranje ovih metala može da bude 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 do manje plemenitih, ali ova kvalifikacija mora biti povezana sa posebnim uslovima i okolnostima pirometalurških procesa obojenih metala i može propasti kada se primeni u drugim oblastima. 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.

[0158] Na uravnoteženu distribuciju metala između metalne faze i faze šljake takođe se može uticati dodavanjem kiseonika i/ili materijala za uklanjanje kiseonika (ili redukcionih sredstava) u tečno kupatilo u peći.

[0159] Dodavanje kiseonika će pretvoriti neke od metala u metalnoj fazi u njihov oksidovani oblik, a taj oksid će zatim preći u fazu šljake. Metali u metalnoj fazi koji imaju visok afinitet prema kiseoniku biće skloniji ovoj konverziji i pomeranju. Njihova uravnotežena distribucija između metalne faze i faze šljake može da bude podložnija promenama.

[0160] Suprotno se može dobiti dodavanjem materijala za uklanjanje 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 oksidovati („sagoreti”) i pretvoriti se u H2O i/ili CO/CO2, komponente koje lako napuštaju tečno kupatilo i iznose njegov sadržaj kiseonika iz kupatila. Ali su i metali kao što su Si, Fe, Al, Zn i/ili Ca pogodna redukciona sredstva. Od posebnog interesa su gvožđe (Fe) i/ili aluminijum (Al), zbog njihove 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 metalnu fazu. Sada su metali u fazi šljake oni koji imaju manji afinitet prema kiseoniku i koji će biti skloniji ovoj reakciji redukcije i pokretanju u suprotnom smeru.

[0161] U topioničarskom koraku, jedna od svrha je redukovanje oksida vrednih obojenih metala koji ulaze sa sirovinom u njihove odgovarajuće redukovane metale. Smer i brzina reakcija koje se dešavaju u topioničarskom koraku mogu se dodatno upravljati kontrolom prirode atmosfere u peći. Alternativno ili kao dodatak, u topionicu se može dodati materijal za doniranje kiseonika ili materijal za uklanjanje kiseonika.

[0162] Veoma pogodan materijal za uklanjanje kiseonika za takve operacije je metalno gvožđe, obično je poželjno staro gvožđe. Pod uobičajenim radnim uslovima, gvožđe će reagovati sa vrelim oksidima, silikatima i drugim jedinjenjima metala koji imaju manji 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

[0163] Temperatura kupatila ostaje visoka zbog egzotermne toplote reakcije i toplote sagorevanja. Temperatura se može lako održavati u granicama u kojima šljaka ostaje tečna, a isparavanje olova i/ili kalaja ostaje ograničeno.

[0164] Svaka od reakcija redukcije koja se odvija u topioničarskoj peći formira ravnotežu. Dakle, konverzija ostvarena kroz svaku reakciju je ograničena ravnotežama definisanim u odnosima kao što su sledeći:

[0165] Parametri u ovim formulama predstavljaju aktivnosti pomenutih hemijskih komponenti u radnim uslovima, često su proizvod koncentracije komponente puta koeficijent aktivnosti komponente u radnim uslovima, pri čemu ovaj drugi nije uvek jednak 1,0 ili isti za različite komponente. Podnosioci prijave su ustanovili da na koeficijente aktivnosti može uticati prisustvo drugih hemijskih jedinjenja, kao što su takozvana fluksna jedinjenja, koja se ponekad nazivaju i stvaraocima šljake, posebno dodavanje silicijum dioksida.

[0166] 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 metalnoj fazi ekstrahuje metalno 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.

[0167] Pritisak pare cinka je relativno visok na običnoj temperaturi reakcije i veliki deo cinka, za razliku od olova i kalaja, može lako da se ispari iz peći. Pare cinka koje izlaze iz peći oksiduju se vazduhom što može npr. aspirirati između otvora peći i poklopca i/ili izduvne cevi. Nastala prašina cink oksida se kondenzuje i sakuplja pomoću konvencionalnih sistema za sakupljanje prašine.

[0168] Poželjno, sadržaj bakra, kalaja i olova u šljaci u topioničarskoj peći je svaki smanjen na 0,5 tež.% ili manje. U tu svrhu, metalna faza treba da sadrži dovoljno bakra da deluje kao rastvarač za ekstrakciju prisutnog olova i kalaja iz šljake. Takođe, iz ovog razloga, podnosioci prijave više vole da koncentracija bakra u crnom bakru koji se dovodi u proces prema predmetnom pronalasku bude iznad donje granice specificirane na drugom mestu u ovom dokumentu.

[0169] U jednom tehničkom rešenju, korak (ii) procesa prema predmetnom pronalasku dalje obuhvata sledeći korak:

e) delimično redukovanje prve šljake iz rafinacije lema, čime se formira prva kompozicija sirovih lemnih metala i druga šljaka iz rafinacije lema, nakon čega sledi separacija druge šljake iz rafinacije lema od prve kompozicije sirovog lemnog metala.

[0170] Ovaj korak e) proizvodi tok sirovog lema bogat kalajem i/ili olovom, koji takođe sadrži većinu relativno malih količina bakra i/ili nikla koji su bili uvučeni u prvu šljaku iz rafinacije lema. Prvi tok sirovog lema je pogodan za dalju obradu radi daljeg obogaćivanja u kalaj i/ili olovo, npr. tretmanom metalnim 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 dalje 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.

[0171] Podnosioci prijave su ustanovili da u koraku e) dobijanje/izvlačenje lemnih metala u prvu kompoziciju sirovih lemnih metala može da bude povoljno visoko, a bilo kakvo uvlačenje kalaja i/ili olova, ali i bilo kakvog bakra i/ili nikla, u drugu šljaku iz rafinacije lema može se održavati na niskom nivou.

[0172] U jednom tehničkom rešenju procesa prema predmetnom pronalasku, korak e) obuhvata dodavanje drugog redukcionog sredstva u korak e) poželjno u prvu šljaku iz rafinacije lema pre redukcije prve šljake iz rafinacije lema. Podnosioci prijave su dalje ustanovili da za izvođenje redukcije u koraku e), pored toka metala koji se može dodati u koraku e) ili kao alternativa, može se dodati redukciono sredstvo koraku e). Podnosioci prijave su ustanovili da dodavanje redukcionog sredstva pomaže u postizanju željene hemijske redukcije. Podnosioci prijave su ustanovili da drugo redukciono sredstvo može da bude gas kao što je metan ili prirodni gas, ali takođe može da bude čvrsto ili tečno, kao što je ugljenik, ugljovodonik, čak i aluminijum ili gvožđe.

[0173] Podnosioci prijave su ustanovili da se redukcija u koraku e) može barem delimično izvesti dodavanjem odgovarajućeg toka metala (drugog redukcionog sredstva), odnosno dodavanjem metalne kompozicije 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 sirovih lemnih metala iz koraka e) i može se lako dobiti nizvodno kao deo prečišćenog osnovnog metalnog proizvoda. Dodatni tok metala poželjno sadrži samo male količine nikla i/ili bakra, odnosno metala koji će verovatno završiti kao deo prvog sirovog sastava lemnih metala iz koraka e), ali koji mogu doneti dodatna opterećenja procesa i operativne troškove, kao što je dodatna potrošnja silicijuma kada je korak tretmana silicijumom obezbeđen nizvodno u rafinaciji prve sirove kompozicije lemnih metala. Takođe je poželjno da je gvožđe prisutno u samo ograničenim količinama, jer ne može sve dodato gvožđe završiti u fazi šljake, već će napustiti korak e) sa prvim sirovim sastavom lemnih metala i povećati opterećenje procesa nizvodno.

[0174] U jednom tehničkom rešenju procesa prema predmetnom pronalasku, drugo redukciono sredstvo sadrži, i poželjno jeste, metal koji pod uslovima procesa ima veći afinitet prema kiseoniku od kalaja, olova, bakra i nikla, a poželjno drugo redukciono sredstvo sadrži metal gvožđa, poželjnije staro gvožđe. Podnosioci prijave više vole da koriste gvožđe, poželjno staro gvožđe kao redukciono sredstvo, zbog njegove visoke dostupnosti pod ekonomski veoma povoljnim uslovima. Podnosioci prijave su ustanovili 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 ustanovili da ova korist može da bude dovoljno velika da dodatno zagrevanje sagorevanjem goriva korišćenjem vazduha i/ili kiseonika može da bude ograničeno ili da čak i nije potrebno da bi se postigla željena temperatura. Podnosioci prijave su dalje ustanovili da korak e) može da ima dodatne koristi od dodavanja silicijum dioksida, kao što je objašnjeno na drugom mestu u ovom dokumentu.

[0175] U jednom tehničkom rešenju procesa prema predmetnom pronalasku, prva sveža sirovina koja sadrži Pb i/ili Sn se dodaje u korak e), poželjno prva sveža sirovina koja sadrži Pb i/ili Sn i poželjno jeste troska dobijena nizvodnom preradom koncentrovanih tokova Pb i/ili Sn.

[0176] Podnosioci prijave su ustanovili 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 sirovih lemnih metala i povlače se iz procesa, dok takozvani „manje plemeniti” metali imaju kratki i direktni procesni put u drugu istrošenu šljaku proizvedenu u nizvodnom koraku f).

[0177] Podnosioci prijave su ustanovili 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 sa relativno malo bakra i/ili nikla. Podnosioci prijave su ustanovili 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 uvedeni kao deo procesnih hemikalija koje se koriste u nizvodnim koracima za rafinaciju toka bogatog kalajem i/ili olovom, kao što je prva kompozicija sirovih lemnih metala ili nizvodni derivat. Podnosioci prijave su ustanovili da je korak e) veoma pogodan za dobijanje vrednih metala iz nusproizvoda troske 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 troske obično unose ekonomski značajne količine kalaja i/ili olova, ali takođe sadrže druge metale koji su možda uvedeni kao deo procesnih hemikalija.

[0178] U jednom tehničkom rešenju procesa prema predmetnom pronalasku, korak (i) dalje obuhvata korak

h) delimične oksidacije prve obogaćene metalne faze bakra, čime se formira druga obogaćena metalna faza bakra i druga šljaka iz rafinacije bakra, nakon čega sledi separacija druge šljake iz rafinacije bakra od druge obogaćene metalne faze bakra.

[0179] Podnosioci prijave su ustanovili da prva obogaćena metalna faza bakra formirana u koraku b) može da bude dalje obogaćena bakrom podvrgavanjem toka sledećem koraku oksidacije. Sledeći korak oksidacije dovodi do formiranja druge šljake iz rafinacije bakra koja može da sadrži ekonomski značajne količine vrednih metala osim bakra, ali u koju je uvučena i ekonomski značajna količina bakra.

[0180] U jednom tehničkom rešenju procesa prema predmetnom pronalasku koji uključuje korak h), najmanje 37,0 tež.% ukupne količine kalaja i olova koja se obrađuje kroz procesne korake b) i/ili h) se dobija u prvoj šljaci iz rafinacije bakra i drugoj šljaci iz rafinacije bakra zajedno.

[0181] U jednom tehničkom rešenju procesa prema predmetnom pronalasku koji uključuje korak h), najmanje 37,5 tež.%, a bolje najmanje 38 tež.% ukupne količine kalaja i olova koji se obrađuje kroz procesne korake b) i/ili h) se dobija u prvoj šljaci iz rafinacije bakra i u drugoj šljaci iz rafinacije bakra zajedno, poželjno najmanje 40 tež.%, poželjnije najmanje 45 tež.%, još poželjnije najmanje 50 tež.%, poželjno najmanje 60 tež.%, poželjnije na najmanje 70 tež.%, još poželjnije najmanje 80 tež.%, još poželjnije najmanje 85 tež.%, poželjno najmanje 90 tež.%, poželjnije najmanje 92 tež.%, još poželjnije najmanje 94 tež.%, još poželjnije najmanje 95 tež.% ukupne količine kalaja i olova koja se obrađuje kroz procesne korake b) i/ili h). Podnosioci prijave su ustanovili da je visoko dobijanje kalaja i/ili olova u rane šljake redosleda koraka rafinacije bakra prednost za postizanje bolje separacije između bakra s jedne strane i lemnih metala kalaja i/ili olova s druge strane.

[0182] U jednom tehničkom rešenju procesa prema predmetnom pronalasku, najmanje 8,5 tež.% ukupne količine kalaja i olova koja se obrađuje kroz procesni korak b) se dobija u prvoj šljaci iz rafinacije bakra, poželjno najmanje 10 tež.%, poželjnije najmanje 15 tež.%, još poželjnije najmanje 20 tež.%, poželjno najmanje 30 tež.%, poželjnije najmanje 40 tež.%, još poželjnije najmanje 45 tež.%, još poželjnije najmanje 50 tež.%, poželjno najmanje 55 tež.%, poželjnije najmanje 60 tež.%, još poželjnije najmanje 64 tež.%, a još poželjnije najmanje 68 tež.% od ukupne količine kalaja i olova koja se obrađuje kroz procesni korak b). Podnosioci prijave su ustanovili da što je ranije u sekvenci koraka rafinacije bakra b) i h) više kalaja i/ili olova oksidovano i prebačeno u fazu šljake iz rafinacije bakra, to se jasnije može napraviti ukupno razdvajanje između bakra sa jedne strane i lemnih metala s druge strane.

[0183] U jednom tehničkom rešenju procesa prema predmetnom pronalasku koji uključuje korak h), najmanje 41,0 tež.% ukupne količine kalaja koja se obrađuje kroz procesne korake b) i/ili h) se izvlači u prvu šljaku rafinacije bakra i drugu šljaku iz rafinacije bakra zajedno, poželjno najmanje 45 tež.%, poželjnije najmanje 50 tež.%, još poželjnije najmanje 55 tež.%, poželjno najmanje 60 tež.%, poželjnije najmanje 65 tež.%, još poželjnije na najmanje 70 tež.%, poželjno najmanje 75 tež.%, poželjnije najmanje 80 tež.%, još poželjnije najmanje 85 tež.%, poželjno najmanje 90 tež.%, poželjnije najmanje 92 tež.% ukupne količine kalaja koji se obrađuje kroz procesne korake b) i/ili h).

[0184] U jednom tehničkom rešenju procesa prema predmetnom pronalasku koji uključuje korak h), najmanje 34,5 tež.% ukupne količine olova koja je obrađena kroz procesne korake b) i/ili h) se izvlači u prvoj šljaci rafinacije bakra i drugu šljaku iz rafinacije bakra zajedno, poželjno najmanje 35 tež.%, poželjnije najmanje 40 tež.%, još poželjnije najmanje 45 tež.%, još poželjnije najmanje 50 tež.%, poželjnije najmanje 55 tež.%, poželjno na najmanje 60 tež.%, još poželjnije najmanje 65 tež.%, poželjnije najmanje 70 tež.%, poželjnije najmanje 75 tež.%, još poželjnije najmanje 80 tež.%, još poželjnije najmanje 85 tež.%, poželjno na najmanje 90 tež.%, poželjnije najmanje 91 tež.% ukupne količine olova koja se obrađuje kroz procesne korake b) i/ili h)

[0185] U jednom tehničkom rešenju, postupak prema predmetnom pronalasku dalje obuhvata korak

i) dodavanja najmanje dela druge šljake iz rafinacije bakra u prvo tečno kupatilo i/ili dodavanje najmanje dela druge šljake iz rafinacije bakra u korak d).

[0186] Podnosioci prijave su ustanovili da je sastav druge šljake iz rafinacije bakra veoma pogodan za dodavanje u prvo tečno kupatilo. Podnosioci prijave stoga više vole da dodaju svu drugu šljaku iz rafinacije bakra u prvo tečno kupatilo. Tok je pogodan pre svega zato što je druga šljaka iz 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 iz 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, metale koji će morati da budu uklonjeni iz procesa kao deo istrošene šljake. Pošto je druga šljaka iz rafinacije bakra relativno siromašna takvim metalima, dodavanje ove šljake u prvo tečno kupatilo ne troši veliku beskorisnu zapreminu peći ni u jednom od koraka nizvodno u sekvenci 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.

[0187] Podnosioci prijave su ustanovili da je postupak prema predmetnom pronalasku, koji uključuje korake b), h), c), i) i d) veoma efikasan za proizvodnju šljake, tj. prve šljake iz rafinacije lema, šljake koja je posebno pogodna za proizvodnju derivatnog toka lema, tj. prve sirove kompozicije lemnih metala, koja može da posluži kao međuproizvod za dobijanje proizvoda od kalaja i/ili olova visoke čistoće. Podnosioci prijave su ustanovili da je ova efikasnost posebno posledica dobijanja, u koraku d), prve razblažene metalne kompozicije bakra, ali i zbog redosleda koraka oksidacije i redukcije kako je navedeno.

[0188] Podnosioci prijave su dalje ustanovili da je proces prema predmetnom pronalasku koji uključuje korake i) i d) takođe visoko energetski efikasan. U koraku d), druga šljaka iz rafinacije bakra koja se može dodati u koraku i) deluje kao oksidans za nečistoće u prvom tečnom kupatilu. Oksidi bakra u drugoj šljaci iz rafinacije bakra lako se redukuju u elementarni bakar u tom kupatilu, čime se oslobađa kiseonik i čini taj kiseonik dostupnim za pretvaranje onih metala koji pod uslovima procesa imaju veći afinitet prema kiseoniku od bakra, iz svog elementarnog metala u okside. Elementarni bakar formiran u koraku d) stoga prelazi u metalnu fazu i napušta korak d) sa prvom razblaženom metalnom kompozicijom bakra. Metali koji se pretvaraju u svoje okside u koraku d) će preći u fazu šljake i biti povučeni u prvoj šljaci iz rafinacije lema. Podnosioci prijave su ustanovili da se u koraku d) značajna količina Sn i/ili Pb može pomeriti iz metalne faze koja se unosi u peć prema prvoj šljaci iz rafinacije lema koja je prisutna na kraju koraka d). Podnosioci prijave su, takođe, ustanovili 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 reduktanata, a samim tim i sa relativno ograničenom potrošnjom energije ili unosom procesnih hemikalija.

[0189] U jednom tehničkom rešenju, proces prema predmetnom pronalasku dalje obuhvata korake j) delimične oksidacije druge obogaćene metalne faze bakra, čime se formira treća obogaćena metalna faza bakra i treća šljaka iz rafinacije bakra, nakon čega sledi separacija treće šljake iz rafinacije bakra od treće obogaćene metalne faze bakra, treća obogaćena metalna faza bakra poželjno formira rafinisani bakarni proizvod dobijen u koraku (i), k) dodavanja najmanje dela treće šljake iz rafinacije bakra u prvu razblaženu metalnu kompoziciju bakra, čime se formira drugo tečno kupatilo i/ili dodavanje najmanje dela treće šljake iz rafinacije bakra u korak I),

l) delimične oksidacije drugog tečnog kupatila, čime se formira prva metalna kompozicija sa visokim sadržajem bakra i treća šljaka iz rafinacije lema, nakon čega sledi separacija treće šljake iz rafinacije lema od prve metalne kompozicije sa visokim sadržajem bakra.

[0190] Podnosioci prijave su ustanovili da druga obogaćena metalna faza bakra formirana u koraku h) može da bude dalje obogaćena bakrom podvrgavanjem toka sledećem koraku oksidacije j). Sledeći korak oksidacije dovodi do formiranja treće šljake iz 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 metali koji nisu bakar mogu dobiti iz treće šljake iz rafinacije bakra na mnogo jednostavniji način u poređenju sa količinama metala koji nisu bakar koji ostaju u trećoj obogaćenoj metalnoj fazi 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.

[0191] Podnosioci prijave su dalje ustanovili da su tri uzastopna oksidaciona koraka kao deo serije b), h) i j) u stanju da proizvedu od polazne sirovine crnog bakra koja može da bude prilično razređena u bakru, ali bogata kalajem i/ili olovom, treću obogaćenu metalnu fazu bakra koja ima koncentraciju bakra koja je veoma pogodna za dalje prečišćavanje elektrorafiniranjem, pa se stoga može nazvati „anodnom klasom”. Podnosioci prijave su ustanovili da redosled oksidacionih koraka kako je navedeno može, od crnog bakra sa jedva više od 75 tež.% bakra, da proizvede treću obogaćenu metalnu fazu bakra koja sadrži čak 99,0 tež.% bakra. Podnosioci prijave su dalje ustanovili da, zajedno sa preradom crnog bakra koji se uvodi u korak b), dodatne sirovine koje sadrže bakar mogu biti prerađene kroz navedeni redosled koraka oksidacije.

[0192] Podnosioci prijave su ustanovili da je sastav treće šljake iz rafinacije bakra veoma pogodan za dodavanje u drugo tečno kupatilo. Podnosioci prijave stoga više vole da dodaju svu treću šljaku iz rafinacije bakra u drugo tečno kupatilo.

[0193] Tok je najpre pogodan jer treća šljaka iz rafinacije bakra i dalje 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.

[0194] Kao drugo, treća šljaka iz rafinacije bakra sadrži vrlo male količine metala koji pod uslovima procesa imaju veći afinitet prema kiseoniku od kalaja i/ili olova, tačnije metala koji su manje poželjni u finalnim prečišćenim metalnim proizvodima bakra, kalaja i/ili olova, metala koji se poželjno uklanjaju iz procesa prema predmetnom pronalasku kao deo istrošene šljake. Pošto je treća šljaka iz rafinacije bakra veoma siromašna takvim metalima, dodavanje ove šljake u drugo tečno kupatilo u dovodi do toga da se veoma malo beskorisne zapremine peći nepotrebno troši u bilo kom od nizvodnih koraka u procesu, koji uključuje korak l), ali i u bilo kom od nizvodnih koraka na procesnom putu koji takvi „manje plemeniti” metali moraju da prate pre nego što na kraju završe u istrošenoj šljaci.

[0195] Podnosioci prijave su dalje ustanovili da svako dalje dobijanje vrednih metala iz drugog tečnog kupatila, kao što je u koraku l), može da bude visoko energetski efikasno zbog dodavanja najmanje dela treće šljake iz rafinacije bakra u koraku k). U koraku k), treća šljaka iz 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 iz rafinacije bakra lako se redukuju u elementarni bakar u koraku I), čime se oslobađa kiseonik za pretvaranje metala koji pod uslovima procesa imaju veći afinitet prema kiseoniku od bakra iz njihovog elementarnog metalnog oblika u okside. Elementarni bakar formiran u preradi drugog tečnog kupatila u koraku I) stoga prelazi u metalnu fazu, koja u koraku I) predstavlja prvu metalnu kompoziciju sa visokim sadržajem bakra. Metali koji se pretvaraju u svoje okside u koraku I) prelaze u fazu šljake, tj. treću šljaku iz rafinacije lema. Podnosioci prijave su ustanovili da se u koraku l) značajna količina Sn i/ili Pb može pomeriti iz metalne faze koja se doprema, u fazu šljake. Podnosioci prijave su, takođe, ustanovili da se ove hemijske konverzije u koraku l), oksida bakra u elementarni bakar i kalaja, olova i/ili drugih metala u njihove okside, mogu postići uz relativno ograničen dodatni unos energije, spoljnih oksidanasa i/ili reduktanata, a samim tim i sa relativno ograničenom potrošnjom energije ili unosom procesnih hemikalija.

[0196] Podnosioci prijave su ustanovili da se u koraku l) većina bakra i nikla prisutnog u prvoj razblaženoj metalnoj kompoziciji bakra, kao i u trećoj šljaci iz rafinacije bakra, može dobiti u prvoj metalnoj kompoziciji 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 iz rafinacije lema. Podnosioci prijave su ustanovili da treća šljaka iz rafinacije lema može postati bogata kalajem i/ili olovom i takođe relativno siromašna bakrom, tako da se ova šljaka može relativno lako dalje tretirati za dobijanje većine svojih lemnih metala u tok koji podseća na tok sirovog lema i pogodan je za preradu kao tok sirovog lema.

[0197] U jednom tehničkom rešenju procesa prema predmetnom pronalasku, koji uključuje korake b), h), c), d), j) i l), prva metalna kompozicija sa visokim sadržajem bakra se barem delimično reciklira na pogodnu lokaciju uzvodno u proces. Poželjno je da je ova lokacija korak b), ali deo recikliranog toka može da bude recikliran u korak h) i/ili korak j) i/ili korak c) i/ili korak d).

[0198] Podnosioci prijave su ustanovili da je, s jedne strane, korak l) takođe veoma pogodan za obezbeđivanje puta za uklanjanje najmanje dela nikla iz celokupnog livnog procesa, jer će svaki nikl uvodi na bilo kojoj uzvodnoj lokaciji u proces verovatno će završiti kao deo prve metalne kompozicije sa visokim sadržajem bakra. Podnosioci prijave su, s druge strane, ustanovili da, ako se ne unese nikakva ili samo mala količina nikla sa sirovinama u celokupni proces, prva metalna kompozicija sa visokim sadržajem bakra ima sastav koji je veoma uporediv sa obezbeđenim sirovim materijalom crnog bakra u koraku a), da se stoga ovaj prvi tok metalne kompozicije 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 svog bakra kao deo treće obogaćene metalne faze bakra. Proces opisan u US 3,682,623 uključuje takvo recikliranje toka bogatog bakrom do prvog koraka oksidacije koji se izvodi na crnom bakru. Međutim, svako recikliranje prve metalne kompozicije sa visokim sadržajem bakra u korak b), ili u jedan od narednih koraka h) ili j) ima koristi u poređenju sa prethodnim stanjem tehnike od uklanjanja nečistoća uzvodno u jednu od istrošenih šljaka, kao što je kao prva istrošena šljaka proizvedena u koraku c) i/ili druga istrošena šljaka proizvedena u koraku f).

[0199] Podnosioci prijave su ustanovili da, ako je nikl prisutan u sirovinama za proces, delimično recikliranje prve metalne kompozicije sa visokim sadržajem bakra na lokaciju uzvodno u procesu, kao što je korak b), h) ili j), donosi prednost u tome što se nikl koncentriše do višeg nivoa u prvoj metalnoj kompoziciji sa visokim sadržajem bakra, u poređenju sa procesom bez takvog delimičnog recikliranja. Ovaj efekat koncentracije donosi prednost što je za povlačenje određene količine nikla iz procesa, npr. da bi se nivoi nikla u pojedinim fazama procesa zadržali ispod određenih nivoa, potrebno povlačenjem manje količine bakra zajedno sa količinom nikla. Ovo donosi prednosti da je uklanjanje nikla iz procesa efikasnije, da dalja prerada povučene smeše bakar/nikl može da se radi efikasnije i u manjoj opremi, a može da se radi i efikasnije, odnosno sa manjom potrošnjom energije i/ili procesnih hemikalija.

[0200] Podnosioci prijave su ustanovili da se prva metalna kompozicija sa visokim sadržajem bakra koja je povučena iz procesa može dalje obraditi 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 EP-A-18172598.7 istog podnosioca, podnetoj 16. maja 2018. i koja nosi naziv „Unapređenje u elektrorafinaciji bakra” (Improvement in Copper Electrorefining).

[0201] U jednom tehničkom rešenju procesa prema predmetnom pronalasku koji uključuje korak l), na kraju koraka l) prva metalna kompozicija sa visokim sadržajem bakra se samo delimično uklanja iz peći, a deo ove metalne kompozicije se zadržava u peći zajedno sa trećom šljakom iz rafinacije lema. Ovaj deo može predstavljati najmanje 3 tež.%, 4 tež.% ili 5 tež.% od ukupne prve metalne kompozicije sa visokim sadržajem bakra prisutne u peći na kraju koraka I), poželjno najmanje 10 tež.%, poželjnije najmanje 20 tež.%, još poželjnije najmanje 30 tež.%, a još poželjnije najmanje 40 tež.% ukupne prve metalne kompozicije sa visokim sadržajem bakra prisutne u peći. Podnosioci prijave su ustanovili da ova količina metala poboljšava rad peći tokom trenutnog i najmanje jednog od narednih procesnih koraka.

[0202] U jednom tehničkom rešenju, postupak prema predmetnom pronalasku dalje obuhvata korak

m) delimične redukcije treće šljake iz rafinacije lema, čime se formira druga razređena metalna kompozicija bakra i četvrta šljaka iz rafinacije lema, nakon čega sledi separacija četvrte šljake iz rafinacije lema od druge razblažene metalne kompozicije bakra.

[0203] Podnosioci prijave su ustanovili da treća šljaka iz rafinacije lema može da sadrži količine bakra i/ili nikla koje su još uvek prilično visoke za dobijanje toka tipa sirovog lema iz ove šljake. Podnosioci prijave stoga više vole da uključe dodatni korak delimične redukcije m) kao deo procesa prema predmetnom pronalasku. Podnosioci prijave su ustanovili da se značajna količina bakra i/ili nikla prisutnih u trećoj šljaci iz rafinacije lema može lako ukloniti kao deo druge razblažene metalne kompozicije bakra formirane u koraku m), dok većina kalaja i/ili olova može se zadržati kao deo četvrte šljake iz rafinacije lema, pre nego što se četvrta šljaka iz rafinacije lema podvrgne daljoj preradi. Poželjno je da se korak m) izvodi tako da se najmanje 50 tež.% bakra prisutnog u koraku m) uklanja kao deo druge razblažene metalne kompozicije bakra, poželjnije najmanje 70 tež.%, još poželjnije najmanje 80 tež.%, još poželjnije najmanje 90 tež.%. Alternativno ili dodatno, korak m) se poželjno izvodi tako da se najmanje 50 tež.% kalaja prisutnog u koraku m) izvuče u četvrtu šljaku iz rafinacije lema, poželjnije najmanje 70 tež.%, još poželjnije najmanje 80 tež.%, još poželjnije najmanje 90 tež.%.

[0204] U jednom tehničkom rešenju procesa prema predmetnom pronalasku, koji uključuje korak m), na kraju koraka m) druga razblažena metalna kompozicija bakra se samo delimično uklanja iz peći, a deo ove metalne kompozicije se zadržava zajedno u peći sa četvrtom šljakom iz rafinacije lema. Ovaj deo može predstavljati najmanje 1 tež.%, 2 tež.%, 3 tež.%, 4 tež.% ili 5 tež.% ukupne druge razblažene metalne kompozicije bakra prisutne u peći na kraju koraka m), poželjno najmanje 10 tež.%, poželjnije najmanje 20 tež.%, još poželjnije najmanje 30 tež.%, još poželjnije najmanje 40 tež.% ukupne druge razblažene metalne kompozicije bakra prisutne u peći. Podnosioci prijave su ustanovili da ova količina metala poboljšava rad peći tokom najmanje jednog od narednih procesnih koraka.

[0205] U jednom tehničkom rešenju procesa prema predmetnom pronalasku, korak (iii) dalje obuhvata korak

n) delimičnog redukovanja četvrte šljake iz rafinacije lema, čime se formira druga kompozicija sirovih lemnih metala i peta šljaka iz rafinacije lema, nakon čega sledi separacija druge kompozicije sirovih lemnih metala od pete šljake iz rafinacije lema.

[0206] Podnosioci prijave su ustanovili da je četvrta šljaka iz rafinacije lema veoma pogodna sirovina za dobijanje materijala tipa sirovog lema, veoma prihvatljiva za dalju preradu u primarne proizvode kalaja i/ili olova veće čistoće. Podnosioci prijave su ustanovili da u koraku delimične redukcije n), veliki deo kalaja i/ili olova prisutnog u peći može da se dobije u drugoj kompoziciji sirovih lemnih 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, može da se zadrži kao deo pete šljake iz rafinacije lema. Podnosioci prijave su ustanovili da je druga kompozicija sirovih lemnih metala pogodna za dalju preradu, kao što je podvrgavanje toka tretmanu metalnim 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 dalje 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.

[0207] U jednom tehničkom rešenju procesa prema predmetnom pronalasku, prva šljaka iz rafinacije lema i/ili četvrta šljaka iz rafinacije lema sadrži najviše 10,0 tež.% bakra, poželjno najviše 9,0 tež.%, poželjnije najviše 8,0 tež.%, još poželjnije najviše 7,0 tež.%, još poželjnije najviše 6,0 tež.% bakra, poželjno najviše 5,5 tež.%, poželjnije najviše 5,0 tež.%, još poželjnije najviše 4,5 tež.%, poželjno najviše 4,0 tež.%, poželjnije najviše 3,5 tež.%, još poželjnije najviše 3,0 tež.%, poželjno najviše 2,5 tež.%, poželjnije najviše 2,0 tež.%, još poželjnije najviše 1,5 tež.% bakra i opciono najmanje 0,1 tež.%, poželjno najmanje 0,5 tež.%, poželjnije najmanje 1,0 tež.% bakra. Podnosioci prijave su ustanovili da usklađenost sa gornjom granicom donosi prednost ekonomičnije i možda čak i jednostavnije dalje rafinacije toka sirovog lema koji se može dobiti nizvodno od prve šljake iz rafinacije lema i/ili četvrte šljake iz rafinacije lema.

[0208] Podnosioci prijave su ustanovili da manje bakra u prvoj šljaci iz rafinacije lema i/ili četvrtoj šljaci iz rafinacije lema, takođe, smanjuje sadržaj bakra u prvoj i/ili drugoj kompoziciji sirovih lemnih metala dobijenoj u koraku e) i/ili koraku n), jer se bakar obično takođe redukuje u koraku e) i/ili koraku n) i većina bakra završava kao deo dobijene prve i/ili druge kompozicije sirovih lemnih metala. Prva i/ili druga kompozicija sirovih lemnih metala obično treba da se podvrgne daljim koracima prečišćavanja da bi se smanjilo prisustvo drugih metala osim kalaja, olova i antimona u kompoziciji sirovi lemnih metala, npr. pre nego što ova kompozicija sirovih lemnih metala postane pogodna za dobijanje proizvoda od kalaja i/ili olova visoke čistoće. Ovo uključuje uklanjanje bakra. Takav tretman može npr. biti sa metalnim silicijumom kao što je opisano u DE 102012005401 A1. Metalni silicijum je prilično skupa procesna hemikalija, a tretman rezultira stvaranjem silicijumskog jedinjenja zagađujućeg metala kao nusproizvoda koji treba da se preradi ili odloži. Bakar zarobljen u prvom i/ili drugom sirovom lemnom metalu tako izaziva povećanje potrošnje metalnog silicijuma u takvom koraku prečišćavanja. Stoga je korisno ograničiti bakar u prvoj šljaci iz rafinacije lema i/ili četvrtoj šljaci iz rafinacije lema.

[0209] Poželjno, prva šljaka iz rafinacije lema i/ili četvrta šljaka iz rafinacije lema sadrži najmanje 1,0 tež.% bakra, poželjnije najmanje 1,5 tež.%, još poželjnije najmanje 2,0 tež.%, poželjno najmanje 2,5 tež.%, poželjnije na najmanje 3,0 tež.%, još poželjnije najmanje 3,5 tež.% bakra.

[0210] Podnosioci prijave su, takođe, ustanovili da je korisno tolerisati malo bakra u prvoj šljaci iz rafinacije lema i/ili četvrtoj šljaci iz rafinacije lema i da se ostane iznad donje granice kako je navedeno. Podnosioci prijave su utvrdili da je to u korist procesnih koraka 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 da bude veoma korisno. Obe tehničke prednosti predstavljaju prednosti koje balansiraju opterećenje koje donosi prisustvo bakra u prvoj šljaci iz rafinacije lema i/ili četvrtoj šljaci iz rafinacije lema, i kao rezultat toga, prisustvo bakra u prvoj i/ili drugoj kompoziciji sirovih lemnih metala.

[0211] U jednom tehničkom rešenju procesa prema predmetnom pronalasku, prva šljaka iz rafinacije lema i/ili četvrta šljaka iz rafinacije lema sadrži najmanje 2,0 tež.% kalaja i opciono najviše 20 tež.% kalaja. Poželjno, prva šljaka iz rafinacije lema i/ili četvrta šljaka iz rafinacije lema sadrži najmanje 3,0 tež.% kalaja, poželjnije najmanje 3,5 tež.%, još poželjnije najmanje 4,0 tež.%, poželjno najmanje 4,5 tež.%, poželjnije na najmanje 5,0 tež.%, još poželjnije najmanje 5,5 tež.%, poželjno najmanje 6,0 tež.%, poželjnije najmanje 6,5 tež.%, još poželjnije najmanje 7,0 tež.%, poželjno najmanje 7,5 tež.%, poželjnije najmanje 8,0 tež.%, još poželjnije najmanje 8,5 tež.%, poželjno najmanje 9,0 tež.%, poželjnije najmanje 9,5 tež.%, još poželjnije najmanje 10,0 tež.%, poželjno najmanje 10,5 tež.%, poželjnije najmanje 11,0 tež.% kalaja. Podnosioci prijave su ustanovili da što je više kalaja prisutno u prvoj šljaci iz rafinacije lema i/ili u četvrtoj šljaci iz rafinacije lema, to više kalaja može završiti u prvoj i/ili drugoj kompoziciji sirovih lemnih metala dobijenoj nizvodno. Pošto je kalaj visoke čistoće komercijalni proizvod koji uživa značajnu ekonomsku premiju, veća količina kalaja u prvoj i/ili drugoj kompoziciji sirovih lemnih metala omogućava veću zapreminu kalaja visoke čistoće koji se iz njega može dobiti.

[0212] Poželjno, prva šljaka iz rafinacije lema i/ili četvrta šljaka iz rafinacije lema u postupku prema predmetnom pronalasku sadrži najviše 19 tež.% kalaja, poželjnije najviše 18 tež.%, još poželjnije najviše 17 tež.%, poželjno pri najviše 16 tež.%, poželjnije najviše 15 tež.%, još poželjnije najviše 14 tež.%, poželjno najviše 13 tež.%, poželjnije najviše 12 tež.%, još poželjnije najviše 11 tež.% 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 iz rafinacije lema i/ili četvrtoj šljaci iz rafinacije lema, čiji veći deo završava u prvoj i/ili drugoj kompoziciji sirovih lemnih metala, donosi prednost u tome što kompozicija sirovih lemnih metala ima veću gustinu, što je veoma korisno u odvajanju lema gravitacijom od drugih faza kao što je faza šljake ili troske, npr. tokom daljeg nizvodnog prečišćavanja kompozicije sirovih lemnih metala.

[0213] U jednom tehničkom rešenju procesa prema predmetnom pronalasku, prva šljaka iz rafinacije lema i/ili četvrta šljaka iz rafinacije lema sadrži najmanje 9 tež.% olova i opciono najviše 30 tež.% olova. Poželjno, prva šljaka iz rafinacije lema i/ili četvrta šljaka iz rafinacije lema sadrži najmanje 10 tež.% olova, poželjnije najmanje 11 tež.%, još poželjnije najmanje 12 tež.%, poželjno najmanje 13 tež.%, poželjnije na najmanje 14 tež.%, još poželjnije najmanje 15 tež.%, poželjno najmanje 16 tež.%, poželjnije najmanje 17 tež.%, još poželjnije najmanje 18 tež.% olova. Podnosioci prijave su ustanovili da više olova u prvoj šljaci iz rafinacije lema i/ili četvrtoj šljaci iz rafinacije lema donosi više olova u prvoj i/ili drugoj kompoziciji sirovih lemnih metala. Više olova u ovom prvom i/ili drugom proizvodu od sirovih lemnih metala donosi prednosti u procesu nizvodno, kada se prvi i/ili drugi sirovi lemni metalni proizvod podvrgne koracima rafinacije, kao što je potrebno kada je prvi i/ili drugi sirovi lemni metalni proizvod sirovina za dobijanje proizvoda od kalaja i/ili olova veće čistoće, npr. vakuumskom destilacijom. Podnosioci prijave su, takođe, ustanovili da veće prisustvo olova može doneti prednosti prerade, kao što je bolja separacija faza, u različitim koracima koji se mogu izvoditi kao deo konverzije prvog i/ili drugog proizvoda od sirovog lemnog metala u primarni proizvodi kalaja i/ili olova veće čistoće.

[0214] Poželjno, prva šljaka iz rafinacije lema i/ili četvrta šljaka iz rafinacije lema u postupku prema predmetnom pronalasku sadrži najviše 28 tež.% olova, poželjnije najviše 26 tež.%, još poželjnije najviše 24 tež.%, poželjno pri najviše 23 tež.%, poželjnije najviše 22 tež.%, još poželjnije najviše 21 tež.%, poželjno najviše 20 tež.%, poželjnije najviše 19 tež.%, još poželjnije najviše 18 tež.%, poželjno najviše 17 tež.%, poželjnije najviše 16 tež.% i još poželjnije najviše 15 tež.% olova. Podnosioci prijave su utvrdili da je korisno ograničiti prisustvo olova u prvoj šljaci iz rafinacije lema i/ili četvrtoj šljaci iz rafinacije lema u postupku prema predmetnom pronalasku ispod propisanih granica, jer to omogućava prostor za prisustvo kalaja. Posedovanje više kalaja donosi prednost da više kalaja može da nađe svoj put u prvu i/ili drugu kompoziciju sirovih lemnih metala i stoga se od toga može dobiti konačni proizvod visokog čistoće. Pošto kalaj visoke čistoće ima visoku komercijalnu vrednost, ova tehnička prednost predstavlja i visoku ekonomsku korist.

[0215] U jednom tehničkom rešenju procesa prema predmetnom pronalasku, prva šljaka iz rafinacije lema i/ili četvrta šljaka iz rafinacije lema sadrži najmanje 12 tež.% zajedno kalaja i olova i opciono najviše 50 tež.% zajedno kalaja i olova. Poželjno, prva šljaka iz rafinacije lema i/ili četvrta šljaka iz rafinacije lema zajedno sadrže najmanje 13 tež.% kalaja i olova, poželjnije najmanje 14 tež.%, još poželjnije najmanje 15 tež.%, poželjno najmanje 16 tež.%, poželjnije najmanje 17 tež.%, još poželjnije najmanje 18 tež.%, poželjno najmanje 19 tež.%, poželjnije najmanje 20 tež.%, još poželjnije najmanje 21 tež.%, poželjno najmanje 22 tež.%, poželjnije najmanje 23 tež.%, još poželjnije najmanje 24 tež.%, poželjno najmanje 25 tež.%, poželjnije najmanje 26 tež.%, još poželjnije najmanje 27 tež.%, poželjno najmanje 28 tež.%, poželjnije najmanje 29 tež.%, još poželjnije najmanje 30 tež.% zajedno kalaja i olova. Podnosioci prijave su ustanovili da što je više kalaja i olova prisutno u prvoj šljaci iz rafinacije lema i/ili u četvrtoj šljaci iz rafinacije lema, to više kalaja i olova može završiti u prvoj i/ili drugoj kompoziciji sirovih lemnih metala. Pošto su kalaj i olovo visoke čistoće komercijalni proizvodi koji uživaju značajne ekonomske premije, veća količina kalaja i olova zajedno u prvoj i/ili drugoj kompoziciji sirovih lemnih metala omogućava veću zapreminu kalaja visoke čistoće i olova visoke čistoće koje se mogu dobiti odatle. 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, tj. 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.

[0216] Poželjno, prva šljaka iz rafinacije lema i/ili četvrta šljaka iz rafinacije lema u postupku prema predmetnom pronalasku sadrži najviše 45 tež.% zajedno kalaja i olova, poželjnije najviše 40 tež.%, još poželjnije najviše 39 tež.% , poželjno najviše 38 tež.%, poželjnije najviše 36 tež.%, još poželjnije najviše 34 tež.%, poželjno najviše 33 tež.%, poželjnije najviše 32 tež.%, još poželjnije najviše 31 tež.%, poželjno najviše 30 tež.%, poželjnije najviše 29 tež.%, još poželjnije najviše 28 tež.%, poželjno najviše 27 tež.%, poželjnije najviše 26 tež.%, još poželjnije najviše 24 tež.% zajedno kalaja i olova. Podnosioci prijave su utvrdili da je korisno ograničiti prisustvo kalaja i olova zajedno u prvoj šljaci iz rafinacije lema i/ili četvrtoj šljaci iz rafinacije lema u postupku prema predmetnom pronalasku ispod propisanih granica, jer to ostavlja prostor za prisustvo kiseonika i drugih metala koji u uslovima procesa imaju veći afinitet prema kiseoniku od bakra, nikla, kalaja i 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. Ovi elementi koji imaju veći afinitet prema kiseoniku obično završavaju kao deo druge i/ili treće istrošene šljake dobijene iz koraka f) i/ili koraka o), što znači da se uklanjaju iz procesa sa odbačenim tokom. Kao rezultat toga, 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 sirovina niskog kvaliteta, koje su u većoj količini dostupne pod ekonomski povoljnijim uslovima.

[0217] U jednom tehničkom rešenju procesa prema predmetnom pronalasku, prva šljaka iz rafinacije lema i/ili četvrta šljaka iz rafinacije lema sadrži najviše 4,0 tež.% i opciono najmanje 0,2 tež.% nikla, poželjno najviše 3,5 tež.%, poželjnije najviše 3,0 tež.%, još poželjnije najviše 2,5 tež.%, poželjno najviše 2,0 tež.%, poželjnije najviše 1,5 tež.%, još poželjnije najviše 1,0 tež.% nikla. Podnosioci prijave su ustanovili da se nikl ponaša veoma slično bakru u koraku e) i/ili koraku n). Prednosti održavanja sadržaja nikla u prvoj šljaci iz rafinacije lema i/ili četvrtoj šljaci iz 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 iz rafinacije lema i/ili četvrta šljaka iz rafinacije lema sadrži najmanje 0,20 tež.% nikla, poželjnije najmanje 0,25 tež.%, još poželjnije najmanje 0,30 tež.%, poželjno najmanje 0,35 tež.%, poželjnije na najmanje 0,40 tež.%, još poželjnije najmanje 0,45 tež.% nikla. Ovo donosi prednost u tome što gornji procesni koraci iz kojih se dobija prva šljaka iz rafinacije lema i/ili četvrta šljaka iz 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 povoljnijim uslovima.

[0218] U jednom tehničkom rešenju procesa prema predmetnom pronalasku, prva šljaka iz rafinacije lema i/ili četvrta šljaka iz rafinacije lema sadrži najviše 10,0 tež.% zajedno bakra i nikla, poželjno najviše 9,0 tež.%, poželjnije najviše 8,0 tež.%, još poželjnije najviše 7,0 tež.%, još poželjnije najviše 6,0 tež.%, poželjno najviše 5,5 tež.%, poželjnije najviše 5,0 tež.%, još poželjnije najviše 4,5 tež.%, poželjno najviše 4,0 tež.% , poželjnije najviše 3,5 tež.%, još poželjnije najviše 3,0 tež.% zajedno bakra i nikla. Podnosioci prijave su ustanovili da manje količine bakra i/ili nikla u prvoj šljaci iz rafinacije lema i/ili četvrtoj šljaci iz rafinacije lema ostavljaju više prostora za lakše oksidujuće metale, kao što je gvožđe, koji imaju tendenciju da smanje viskozitet faza šljake, što je korisno za kvalitetnu i brzu separaciju metalne faze i faze šljake u peći, posebno kao deo koraka e) i/ili koraka n).

[0219] U jednom tehničkom rešenju procesa prema predmetnom pronalasku, prva šljaka iz rafinacije lema i/ili četvrta šljaka iz rafinacije lema sadrži najmanje 10 tež.% i opciono najviše 30 tež.% gvožđa. Poželjno, prva šljaka iz rafinacije lema i/ili četvrta šljaka iz rafinacije lema sadrži najmanje 11 tež.% gvožđa, poželjnije najmanje 12 tež.%, još poželjnije najmanje 13 tež.%, poželjno najmanje 14 tež.%, poželjnije najmanje 15 tež.%, još poželjnije najmanje 16 tež.%, poželjno najmanje 17 tež.%, poželjnije najmanje 18 tež.%, još poželjnije najmanje 19 tež.%, poželjno najmanje 20 tež.%, poželjnije najmanje 21 tež.%, još poželjnije najmanje 22 tež.% gvožđa. Poželjno, prva šljaka iz rafinacije lema i/ili četvrta šljaka iz rafinacije lema sadrži najviše 29 tež.% gvožđa, poželjnije najviše 28 tež.%, još poželjnije najviše 27 tež.%, poželjno najviše 26 tež.%, poželjnije najviše 25 tež.%, još poželjnije najviše 24 tež.%, poželjno najviše 23 tež.%, poželjnije najviše 22 tež.%, još poželjnije najviše 21 tež.%, poželjno najviše 20 tež.% gvožđa. Podnosioci prijave su ustanovili da je gvožđe povoljno redukciono 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 više vole prisustvo gvožđa u prvoj šljaci iz rafinacije lema i/ili četvrtoj šljaci iz rafinacije lema u skladu sa specificiranim granicama jer to omogućava da se u prethodnom koraku procesa koriste značajne količine gvožđa kao redukcionog sredstva, što npr. donosi prednost da mnoge procesne korake uzvodno čini energetski efikasnijim. Još jedna prednost je što su i kriterijumi dozvoljenosti za sirovine ovih procesnih koraka uzvodno popušteni, što na taj način omogućava prihvatanje sirovina koje mogu biti u većoj količini i pod ekonomski povoljnijim uslovima.

[0220] U jednom tehničkom rešenju procesa prema predmetnom pronalasku, prva šljaka iz rafinacije lema i/ili četvrta šljaka iz rafinacije lema sadrži najmanje 0,003 tež.% antimona, poželjno najmanje 0,004 tež.%, poželjnije najmanje 0,005 tež.%, još poželjnije najmanje 0,010 tež.%, poželjno najmanje 0,015 tež.%, poželjnije najmanje 0,020 tež.%, još poželjnije najmanje 0,025 tež.%, poželjno najmanje 0,030 tež.%, i opciono najviše 0,200 tež.%, poželjno najviše 0,180 tež.%, poželjnije najviše 0,150 tež.%, još poželjnije najviše 0,100 tež.% antimona, poželjno najviše 0,090 tež.%, poželjnije najviše 0,080 tež.%, još poželjnije najviše 0,070 tež.%, poželjno najviše 0,060 tež.%, poželjnije najviše 0,050 tež.%, još poželjnije najviše 0,040 tež.%, još poželjnije najviše 0,030 tež.% antimona. Podnosioci prijave su ustanovili da se, takođe, većina antimona kao dela prve šljake iz rafinacije lema i/ili četvrte šljake iz rafinacije lema obično redukuje kao deo koraka e) i/ili koraka n) i većina toga završi kao deo prve i/ili druge kompozicije sirovog lemnog metala. Podnosioci prijave su dalje ustanovili da količina antimona može da bude prihvatljiva u koracima procesa koji se izvode na prvoj i/ili drugoj kompoziciji sirovih lemnih metala, čak i kada oni imaju za cilj dobijanje kalajnih i/ili olovnih primarnih proizvoda visoke čistoće. Podnosioci prijave su ustanovili da količina antimona može da bude prihvatljiva, pa čak može da bude i poželjna, u nekim od ovih metalnih primarnih proizvoda više čistoće. Podnosioci prijave su, međutim, ustanovili da je sposobnost prihvatanja antimona u ovim nizvodnim procesima ograničena u odnosu na količinu olova koja je prisutna. Podnosioci prijave stoga, takođe, više vole da se pridržavaju gornjih granica određenih za antimon kao dela prve šljake iz rafinacije lema i/ili četvrte šljake iz rafinacije lema.

[0221] U jednom tehničkom rešenju procesa prema predmetnom pronalasku koji uključuje korak n), korak n) dalje obuhvata dodavanje petog redukcionog sredstva u korak n), poželjno pre redukcije četvrte šljake iz rafinacije lema.

[0222] Podnosioci prijave su ustanovili da peto redukciono sredstvo omogućava da se rezultat koraka redukcije n) usmeri ka željenoj separaciji vrednih metala u drugu kompoziciju sirovih lemnih metala i zadržavanju metala koji se mogu odbaciti u petoj šljaci iz rafinacije lema. Podnosioci prijave su ustanovili da šesto redukciono sredstvo može da bude gas kao što je metan ili prirodni gas, ali takođe može da bude čvrsto ili tečno, kao što je ugljenik, ugljovodonik, čak i aluminijum ili gvožđe.

[0223] U jednom tehničkom rešenju procesa prema predmetnom pronalasku, peto redukciono sredstvo sadrži, i poželjno jeste, metal koji pod uslovima procesa ima veći afinitet prema kiseoniku od kalaja, olova, bakra i nikla, poželjno peto redukciono sredstvo sadrži metal gvožđa, poželjnije staro gvožđe. Podnosioci prijave više vole da koriste gvožđe, poželjno staro gvožđe kao redukciono sredstvo, zbog njegove visoke dostupnosti pod ekonomski veoma povoljnim uslovima. Podnosioci prijave su ustanovili 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 ustanovili da ova korist može da bude dovoljno velika da dodatno zagrevanje sagorevanjem goriva korišćenjem vazduha i/ili kiseonika može da bude ograničeno ili jedva da bude potrebno da bi se postigla željena temperatura. Podnosioci prijave su dalje ustanovili da korak n) može imati dodatne koristi od dodavanja silicijum dioksida, kao što je gore objašnjeno.

[0224] Poželjno, peti redukciono sredstvo sadrži malo bakra i/ili nikla, poželjnije manje od 1 tež.% bakra i nikla zajedno. Ovo donosi prednost što se malo ili nimalo dodatnog bakra i/ili nikla pojavljuje u drugoj kompoziciji sirovih lemnih metala, tako da se potrošnja procesnih hemikalija u nizvodnom koraku za rafinisanje ove kompozicije sirovog lema ne povećava značajno.

[0225] U jednom tehničkom rešenju procesa prema predmetnom pronalasku, druge sveže sirovine koje sadrže Pb i/ili Sn se dodaju u korak n), poželjno pre redukcije četvrte šljake iz rafinacije lema, poželjno, druge sveže sirovine koje sadrže Pb i/ili Sn koja je u i poželjno prvenstveno jeste troska dobijena nizvodnom preradom koncentrisanih tokova Pb i/ili Sn.

[0226] Podnosioci prijave su utvrdili 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 da sadrže metale koji u uslovima procesa imaju veći afinitet prema kiseoniku nego kalaj i olovo. Njihovo dodavanje koraku n) donosi prednost u tome što se kalaj i/ili olovo lako dobijaju kao deo druge sirove kompozicije lemnih metala i povlače se iz procesa, dok takozvani „manje plemeniti” metali imaju kratki i direktni procesni put u treću istrošenu šljaku proizvedenu u nizvodnom koraku o).

[0227] Podnosioci prijave su ustanovili 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 ustanovili da druga sveža sirovina koja sadrži Pb i/ili Sn može dalje da sadrži metale koji pod uslovima procesa imaju veći afinitet prema kiseoniku nego kalaj i/ili olovo, 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 sirovih lemnih metala ili nizvodni derivat. Podnosioci prijave su ustanovili da je korak n) veoma pogodan za dobijanje vrednih metala iz nusproizvoda troske 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 troske obično zarobljavaju ekonomski značajne količine kalaja i/ili olova, ali takođe sadrže druge metale koji su možda uvedeni kao deo procesnih hemikalija.

[0228] U jednom tehničkom rešenju, postupak prema predmetnom pronalasku dalje obuhvata korak

p) delimične oksidacije treće metalne kompozicije na bazi olova i kalaja, čime se formira četvrta metalna kompozicija na bazi olova i kalaja i šesta šljaka iz rafinacije lema, nakon čega sledi separacija šeste šljake iz rafinacije lema od četvrte metalne kompozicije na bazi olova i kalaja.

[0229] Podnosioci prijave su ustanovili da korak p) donosi prednost u tome što se treća metalna kompozicija na bazi olova i kalaja dobijena iz koraka o) deli na, s jedne strane, metalni tok 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 ustanovili 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 sastave.

[0230] U jednom tehničkom rešenju, postupak prema predmetnom pronalasku dalje obuhvata korak

q) recikliranja najmanje dela šeste šljake iz rafinacije lema u korak d), poželjno pre oksidacije prvog tečnog kupatila, i/ili dodavanja najmanje dela šeste šljake iz rafinacije lema u prvo tečno kupatilo, i/ili reciklaže najmanje dela šeste šljake iz rafinacije lema do koraka e), poželjno pre redukcije prve šljake iz rafinacije lema.

[0231] Podnosioci prijave više vole da recikliraju šestu šljaku iz 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 sirovih lemnih metala iz koraka e) ili drugu kompoziciju sirovih lemnih metala iz koraka n), dok gvožđe prisutno u šestoj šljaci iz 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 procesa prema predmetnom pronalasku.

[0232] U jednom tehničkom rešenju, postupak prema predmetnom pronalasku dalje obuhvata korak

r) recikliranja najmanje dela četvrte metalne kompozicije na bazi olova i kalaja u korak l) i/ili dodavanja najmanje dela četvrte metalne kompozicije na bazi olova i kalaja u drugo tečno kupatilo, poželjno pre oksidacije drugog tečnog kupatila kao dela koraka l).

[0233] Podnosioci prijave više vole da recikliraju četvrtu metalnu kompoziciju na bazi olova i kalaja u korak I) jer je ovaj metalni tok veoma pogodan za kontakt, zajedno sa prvom smešom razblaženog metala bakra iz koraka d), sa trećom šljakom iz rafinacije bakra iz koraka j) koja se dodaje u drugo tečno kupatilo, pri čemu se treća šljaka iz rafinacije bakra delimično redukuje, a dve dodate metalne kompozicije 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 metalne kompozicije 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 iz rafinacije lema proizvedene korakom l).

[0234] U jednom tehničkom rešenju, postupak prema predmetnom pronalasku dalje obuhvata korak

s) recikliranja najmanje dela druge razblažene metalne kompozicije bakra formirane u koraku m) do koraka c), poželjno pre redukcije prve šljake iz rafinacije bakra, i/ili recikliranja najmanje dela druge razblažene metalne kompozicije bakra do koraka d), poželjno pre oksidacije prve metalne kompozicije olova i kalaja, i/ili recikliranja najmanje dela druge razblažene metalne kompozicije bakra u prvo tečno kupatilo.

[0235] Podnosioci prijave su ustanovili, bez obzira koja je opcija recikliranja izabrana za reciklažu druge razblažene metalne kompozicije bakra, da se bakar dobijen u drugoj razblaženoj metalnoj kompoziciji bakra, pored bilo kakvog nikla koji može da bude prisutan, lako dobija u prvoj razblaženoj metalnoj kompoziciji bakra koja se formira u koraku d), i dalje nizvodno lako pronalazi svoj put u prvu metalnu kompoziciju 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 metalnoj kompoziciji bakra mogu lako da pronađu svoj put u prvu šljaku iz rafinacije lema koja se formira u koraku d), a zatim mogu da se dobiju dalje nizvodno kao deo prve kompozicije sirovih lemnih metala formirane u koraku e), čime se mogu povući iz procesa.

[0236] U jednom tehničkom rešenju procesa prema predmetnom pronalasku, korak m) dalje obuhvata dodavanje četvrtog redukcionog sredstva u korak m), poželjno pre redukcije treće šljake iz rafinacije lema.

[0237] Podnosioci prijave su ustanovili da četvrto redukciono sredstvo omogućava da se rezultat koraka redukcije m) usmeri ka željenoj separaciji vrednih metala u drugu razblaženu metalnu kompoziciju bakra i zadržavanju metala koji se mogu odbaciti u četvrtoj šljaci iz rafinacije lema. Podnosioci prijave su ustanovili da četvrto redukciono sredstvo može da bude gas kao što je metan ili prirodni gas, ali takođe može da bude čvrsto ili tečno, kao što je ugljenik, ugljovodonik, čak i aluminijum ili gvožđe.

[0238] U jednom tehničkom rešenju procesa prema predmetnom pronalasku, četvrto redukciono sredstvo sadrži, i poželjno jeste, metal koji pod uslovima procesa ima veći afinitet prema kiseoniku od kalaja, olova, bakra i nikla, poželjno metalno gvožđe, poželjnije staro gvožđe.

[0239] Podnosioci prijave više vole da koriste gvožđe, poželjno staro gvožđe kao redukciono sredstvo, zbog njegove visoke dostupnosti pod ekonomski veoma povoljnim uslovima. Podnosioci prijave su ustanovili 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 ustanovili da ova korist može da bude dovoljno velika tako da dodatno zagrevanje sagorevanjem goriva korišćenjem vazduha i/ili kiseonika može da bude ograničeno ili čak nepotrebno da bi se postigla željena temperatura. Podnosioci prijave su dalje ustanovili da korak m) može dodatno imati koristi od dodavanja silicijum dioksida, kao što je gore objašnjeno.

[0240] 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 oni nakon upotrebe, zbog visokog sadržaja gvožđa za jezgra i bakra za namotaje. Podnosioci prijave su ustanovili da se bakar može lako zadržati u metalnoj fazi i sprečiti da pređe u fazu šljake, dok bilo koji kalaj, olovo i gvožđe u ovoj svežoj sirovini koja sadrži bakar lako prelazi u fazu šljake kao njihovi odgovarajući oksidi, dok pomaže hemijsku redukciju drugih metala koji pod uslovima procesa imaju manji afinitet prema kiseoniku od kalaja, olova i gvožđa.

[0241] U jednom tehničkom rešenju procesa prema predmetnom pronalasku, najmanje u jednom od procesnih koraka koji uključuje separaciju metalne faze od faze šljake dodaje se količina silicijum dioksida, poželjno u obliku peska.

[0242] Podnosioci prijave su ustanovili da silicijum podstiče formiranje faze šljake, poboljšava fluidnost šljake i poboljšava gravitaciono odvajanje metalne faze od faze šljake. Ne želeći da budu vezani ovom teorijom, 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 mogu da se kombinuju sa donjom kontinuiranom metalnom fazom. Dodatak silicijum dioksida dalje povoljno utiče na ravnotežu određenih metala između metalne faze i faze šljake, posebno kod olova. Silicijum, 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 stvara gas vodonika, koji predstavlja opasnost od eksplozije. Silicijum, takođe, povećava aktivnost bilo kog kalaja u šljaci, primoravajući neke SnOs da se redukuju u metal Sn, a taj Sn će preći u metalnu fazu. Ovaj poslednji mehanizam smanjuje količinu Sn koja ostaje u šljaci za istu donju metalnu kompoziciju.

[0243] U jednom tehničkom rešenju procesa prema predmetnom pronalasku crni bakar se proizvodi u topioničarskom koraku.

[0244] Podnosioci prijave su ustanovili da je Topioničarski korak veoma pogodan, pa čak i poželjan, za proizvodnju bilo koje, a poželjno svih kompozicija crnog bakra koje se koriste kao moguće sirovine i sveže sirovine za procesne korake prema predmetnom pronalasku, posebno za korake b), h), f) i/ili o). Topioničarski korak nudi prednost jednostavnosti u radu i opremi, a samim tim je i ekonomski isplativ. Topioničarski korak donosi dalju prednost tolerantnosti u pogledu kvaliteta sirovina. Topioničarski korak može da prihvati sirovine koje su jako razblažene i/ili kontaminirane širokim spektrom komponenti, kao što je opisano gore u ovom dokumentu. Pošto ove mešane i/ili kontaminirane sirovine nemaju nikakvu drugu krajnju upotrebu, mogu se isporučivati pod ekonomski veoma povoljnim uslovima. Sposobnost prerade ovih sirovina i poboljšanja kvaliteta vrednih metala sadržanih u njima je stoga od interesa za operatera procesa prema predmetnom pronalasku.

[0245] U topioničarskoj peći se tope metali, 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 supernatantnoj fazi šljake manje gustine. Metali koji imaju manji afinitet prema kiseoniku ostaju kao elementarni metal i ostaju u fazi tečnog metala veće gustine na dnu topionice. U koraku proizvodnje bakra, korak topljenja može da se odvija tako da većina gvožđa završi u šljaci, dok bakar, kalaj i olovo završe u metalnom proizvodu, toku koji se obično naziva „crni bakar”. Takođe, većina nikla, antimona, arsena i bizmuta završava kao deo proizvoda crnog bakra.

[0246] Podnosioci prijave su ustanovili da se metalni proizvod iz topioničarskog koraka 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 lokacija, i naknadno uvođenje u proces pre ili posle ponovnog topljenja.

[0247] U jednom tehničkom rešenju procesa prema predmetnom pronalasku, najmanje jedna od prve kompozicije sirovih lemnih metala i druge kompozicije sirovih lemnih metala je prethodno rafinisana korišćenjem metalnog silicijuma da bi se dobila prethodno rafinisana kompozicija lemnih metala. Pogodan tretman prethodnog rafinisanja za takvu sirovu kompoziciju lemnih metala je opisan u DE 102012005401 A1.

[0248] U jednom tehničkom rešenju, proces prema predmetnom pronalasku dalje obuhvata korak hlađenja prve kompozicije sirovih lemnih metala i/ili druge kompozicije sirovih lemnih metala i/ili prethodno rafinisane kompozicije lemnog metala do temperature od najviše 825 °C da bi se proizvelo kupatilo koje sadrži prvu supernatantnu trosku koja gravitacijom pluta na prvoj tečnoj rastopljenoj podešenoj fazi lema. Podnosioci prijave su ustanovili da je ovaj dalji nizvodni korak procesa u stanju da ukloni značajnu količinu bakra i drugih nepoželjnih metala iz sirovog lema. Dodatne detalje za ovaj korak možete pronaći u WO 2018/060202 A1. Podnosioci prijave su dalje ustanovili da ovaj korak hlađenja, u kombinaciji sa nekim od narednih nizvodnih procesnih koraka koji se izvode na ovom toku olova i kalaja, može ponuditi alternativu, barem delimično, prethodnom tretmanu metalnim silicijumom koji je pomenut na drugom mestu u ovom dokumentu. Ovo je korisno jer je metalni silicijum prilično retka procesna hemikalija i od koristi je ako se njegova upotreba može smanjiti i/ili eliminisati.

[0249] 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 sirovih lemnih metala i/ili drugoj kompoziciji sirovih lemnih metala i/ili prethodno rafinisanoj kompoziciji lemnih metala i/ili prvoj tečnoj rastopljenoj podešenoj fazi lema da bi se formiralo kupatilo koje sadrži drugu supernatantnu trosku koja gravitacijom pluta na vrhu druge tečne rastopljene podešene faza lema.

[0250] U jednom tehničkom rešenju, proces prema predmetnom pronalasku dalje obuhvata korak uklanjanja druge supernatante troske iz druge tečne rastopljene podešene faze lema, čime se formira drugi podešeni lem.

[0251] U jednom tehničkom rešenju, proces prema predmetnom pronalasku dalje obuhvata korak uklanjanja prve supernatantne troske iz prve tečne rastopljene podešene faze lema, čime se formira prvi podešeni lem.

[0252] 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 vršni proizvod destilacije i proizvod s dna destilacije, poželjno vakuumskom destilacijom.

[0253] U jednom tehničkom rešenju procesa prema predmetnom pronalasku koji uključuje korak destilacije najmanje jednog od tokova lema radi uklanjanja olova (Pb) iz lema uparavanjem i gde se dobijaju vršni proizvod destilacije i proizvod s dna destilacije, proizvod s dna destilacije sadrži najmanje 0,6 tež.% olova. Njegove prednosti su objašnjene u WO 2018/060202 A1.

[0254] U jednom tehničkom rešenju procesa prema predmetnom pronalasku, najmanje deo procesa se elektronski nadgleda i/ili kontroliše, poželjno računarskim programom. Podnosioci prijave su ustanovili da kontrola koraka iz procesa prema predmetnom pronalasku elektronski, poželjno računarskim programom, donosi prednost mnogo bolje obrade, 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 analitičkim rezultatima dobijenim on-line, kontrolni program može kontrolisati opremu koja se odnosi na snabdevanje ili odvođenje električne energije, snabdevanje toplotom ili rashladnim sredstvom, kontrolu protoka i/ili pritiska. Podnosioci prijave su ustanovili da je takvo praćenje ili kontrola posebno povoljno kod koraka koji rade u kontinualnom režimu, ali da takođe može da bude korisno za korake koji se sprovode u serijama ili poluserijama. Pored toga i poželjno, rezultati praćenja dobijeni tokom ili nakon izvođenja koraka u procesu prema predmetnom pronalasku su, takođe, korisni 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 deo 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.

[0255] Podnosioci prijave više vole 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.

[0256] Podnosioci prijave više vole da sprovode određene procesne korake prema predmetnom pronalasku u rotacionom konvertoru sa gornjim uduvavanjem (TBRC), opciono u peći kako je stavljeno na uvid javnosti u US 3,682,623, slike 3-5 i njihov pridruženi opis, ili peć 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 je poželjna ravnoteža između faze rastopljene šljake i faze rastopljenog metala ispod.

[0257] Podnosioci prijave su ustanovili 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 procesnih koraka i/ili velike komade čvrstih materijala, odnosno sirovine koje je mnogo teže uvesti u druge tipove projekta peći.

[0258] Prednost ovakvih peći je 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.

[0259] Poželjno je da je brzina rotacije peći promenljiva, tako da se brzina rotacije peći može prilagoditi koraku procesa koji se izvodi u peći. Procesni koraci koji zahtevaju reakciju i pomeranje sadržaja peći ka ravnoteži preferiraju veliku brzinu rotacije, dok drugi procesni koraci, kao što je kada treba rastopiti čvrstu svežu sirovinu, mogu preferirati nisku brzinu rotacije ili možda čak i bez rotacije.

[0260] 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 sa čvrstim punjenjima, poželjno pri niskom nagibu, sve dok se ne formira dovoljno tečnosti koja je dovoljno vruća, a samim tim i više tečne tečnosti da zadrži preostale čvrste materije na površini.

[0261] Podnosioci prijave više vole 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 dejstvo 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 tečna, npr. jer je još prilično hladna.

[0262] Podnosioci prijave više vole da TBRC ima vatrostalnu oblogu, a poželjnije da obloga ima dva sloja. Poželjno je da unutrašnji sloj obloge, odnosno sloj u kontaktu sa sadržajem peći, bude napravljen od materijala koji vizuelno svetli na visokim temperaturama sadržaja peći tokom punog rada, dok materijal ispod tog sloja ostaje taman kada je izložen unutrašnjim temperaturama posude. Ovo podešavanje omogućava brzo uočavanje defekata u oblozi jednostavnim vizuelnim pregledom tokom rada peći.

[0263] Spoljni sloj obloge tako deluje kao neka vrsta sigurnosnog sloja. Podnosioci prijave više vole da ova sigurnosna obloga ima nižu toplotnu provodljivost od unutrašnjeg sloja obloge.

[0264] Prilikom ugradnje obloge TBRC-a, pri čemu je poželjno da se obloga konstruiše slaganjem pojedinačnih i konusno oblikovanih vatrostalnih cigli, podnosioci prijave više vole da obezbede 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 prve kampanje, da se žrtveni sloj spaljuje i nestaje, i stvara prostor za termičko širenje cigli.

[0265] Nekoliko koraka u procesu prema predmetnom pronalasku daje prednost tome da se donja 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 ispuštanje u vatrostalnoj oblozi peći. Podnosioci prijave radije zapuše ovu rupu pomoću žrtvovane metalne šipke tokom pomeranja peći tokom operacije. Da bi se pripremilo ispuštanje metala, podnosioci prijave više vole da ova šipka izgori dok se drži iznad nivoa tečnosti u peći, a da izgoreli otvor za slavinu privremeno zapuše zapaljivim čepom, npr. napravljen od kartona, nakon čega se peć okreće u položaj za točenje 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 ispuštanje prođe fazu šljake.

[0266] Za zagrevanje peći sa spoljnim dovodom toplote, podnosioci prijave radije koriste gorionik koji sagoreva mešavinu goriva i izvora kiseonika, umesto da se gorivo i izvor kiseonika ubacuju odvojeno u peć. Podnosioci prijave su ustanovili da takav gorionik za mešanje može da bude teži za rad, ali da donosi prednost u tome što se plamen može preciznije usmeriti na željeno mesto unutar peći.

[0267] Podnosioci prijave su ustanovili da se odnos goriva u odnosu na izvor kiseonika može lako koristiti za kontrolu oksidativnog/redukcionog režima peći unutar peći, a samim tim i pomoći u podešavanju i/ili kontroli pravca hemijskih reakcija koje bi trebalo da se odvijaju unutar peći.

[0268] Podnosioci prijave su ustanovili da oni koraci kao deo procesa prema predmetnom pronalasku u koje 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 tretman izduvnih gasova, dok je za ostale peći prikupljanje i/ili filtriranje prašine dovoljno za ispunjavanje zakonski propisanih standarda emisije.

[0269] 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 građevinski materijali livnog lonca za prenos, podnosioci prijave više vole da lonce obezbede unutrašnjim slojem obloge od čvrste šljake.

PRIMER

[0270] Sledeći primer pokazuje poželjno tehničko rešenje varijantu predmetnog pronalaska. Primer je dalje prikazan slikom 1, koja prikazuje dijagram toka osnovnog dela procesa prema predmetnom pronalasku. U ovom procesu se dobijaju delovi, iz raznih različitih sirovina i počev od kompozicije crnog bakra 1, rafinisanog anodnog bakra 9, nusproizvoda 22 metalne kompozicije sa visokim sadržajem bakra, dva proizvoda 18 i 26 kompozicije sirovih lemnih metala, i tri istrošene šljake 12, 20 i 28.

[0271] Na slici 1, brojevi predstavljaju sledeće karakteristike zahteva:

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

2. Sveža sirovina za korak b) (100)

3. Prva šljaka iz rafinacije bakra

4. Prva obogaćena metalna faza bakra

Sveža sirovina za korak h) (200)

Druga šljaka iz rafinacije bakra

Druga obogaćena metalna faza bakra

Treća šljaka iz rafinacije bakra

Treća obogaćena metalna faza bakra - anodna klasa

Druga metalna kompozicija na bazi olova i kalaja

Druga razblažena metalna kompozicija bakra

Prva istrošena šljaka

Prva metalna kompozicija na bazi olova i kalaja

Šesta šljaka iz rafinacije lema za prvo tečno kupatilo (450) pre koraka d) (500) Prva razblažena metalna kompozicija bakra

Prva šljaka iz rafinacije lema

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

Prva kompozicija sirovih lemnih metala

Druga šljaka iz rafinacije lema

Druga istrošena šljaka

Četvrta metalna kompozicija na bazi olova i kalaja

Prva metalna kompozicija sa visokim sadržajem bakra - deo uklonjen iz procesa Treća šljaka iz rafinacije lema

Četvrta šljaka iz rafinacije lema

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

Druga kompozicija sirovih lemnih metala

Šljaka iz rafinacije petog lema

Treća istrošena šljaka

Treća metalna kompozicija na bazi olova i kalaja

Prva metalna kompozicija sa visokim sadržajem bakra - deo recikliran u korak b) i/ili korak d)

Sveža sirovina za korak j) (300)

Prva sveža sirovina koja sadrži bakar za korak f) (700)

Sveža sirovina za koraka p) (1200)

Sveža sirovina za drugo tečno kupatilo (550) pre koraka l) (800)

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

55. Druga sveža sirovina koja 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 l) do procesnog koraka 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 Korak procesa o)

1200 Procesni korak p)

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

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

[0272] Korak b) (100): Rotacioni konvertor sa gornjim uduvanjem (TBRC), koji se ovde koristi kao peć za rafinaciju za korak b) (100), napunjen je sa 21.345 kg crnog bakra 1 iz gornje topioničarske peći, 30.524 kg prve metalne kompozicije 30 sa visokim sadržajem bakra reciklirane iz koraka I) (800) nizvodnog procesa 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. Kompozicije i količine svih sirovina za punjenje peći iz koraka b) (100) su prikazane u Tabeli I. Tako napunjenoj sirovini dodata je količina fluksa silicijum dioksida u obliku peščanog fluksa dovoljna da se dobiju željeni efekti spearacije faza i/ili tečnost šljake. Sirovina je topljena i/ili zagrevana u uslovima oksidacije i delimično uz uduvavanje kiseonika dok je peć rotirana.

Tabela I

[0273] Značajna količina cinka prisutnog u sirovini je uparena iz peći. Na kraju prvog koraka oksidacije b) (100), prva šljaka iz rafinacije bakra 3 je izlivena i prebačena u peć za ponovnu obradu šljake da bi bila podvrgnuta koraku procesa c) (400). Ova prva šljaka 3 iz rafinacije bakra bila je bogata olovom, kalajem, cinkom i gvožđem. Detaljan sastav ove šljake 3, kao i prve obogaćene metalne faze 4 bakra i prašine proizvedene tokom koraka b) (100), zajedno sa njihovim količinama, prikazani su u Tabeli II. Prva obogaćena metalna faza 4 bakra je prebačena u drugi TBRC da bi bila podvrgnuta koraku procesa h) (200).

Tabela II

[0274] Korak h) (200): Prvoj obogaćenoj metalnoj fazi bakra 4, dodato je 27.091 kg svežeg materijala 5 bogatog bakrom, kao i količina peščanog fluksa dovoljna da se dobiju željeni efekti separacije 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 dovoda za punjenje peći iz koraka h) (200) su navedeni u Tabeli III.

Tabela III

[0275] Oksidacija sadržaja peći je vršena uduvavanjem kiseonika u sadržaj peći. Na kraju drugog koraka oksidacije, druga šljaka 6 iz rafinacije bakra je izlivena i prebačena u drugu peć za ponovnu preradu šljake da bi bila podvrgnuta koraku d) (500). Preostala druga obogaćena metalna faza 7 bakra je prebačena u drugi TBRC da bi se podvrgnula koraku j) (300). Sastav i količine druge šljake 6 iz rafinacije bakra i druge obogaćene metalne faze 7 bakra prikazani su u Tabeli IV. Kao što se može videti u Tabeli IV, metalna faza 7 je bila značajno obogaćena sadržajem bakra, u poređenju sa tokovima punjenja peći 4 i 5 u Tabeli III.

Tabela IV

[0276] Korak j) (300): U drugu obogaćenu metalnu fazu 7 bakra, dodato je još 22.096 kg svežeg materijala 31 bogatog bakrom. Sastav i količine dovoda za punjenje peći iz koraka j) (300) prikazani su u Tabeli V.

Tabela V

[0277] Izvršeno je uduvavanje kiseonika na sadržaj peći, a na kraju perioda duvanja dodata je količina peščanog fluksa dovoljna da se dobiju željeni efekti separacije faza i/ili fluidnosti šljake, pre izlivanja treće šljake 8 iz rafinacije bakra. Preostala metalna faza 9 bakra anodne klase je uklonjena iz peći radi dalje obrade, npr. prečišćavanje elektrorafinacijom. Sastav i količine treće šljake 8 iz rafinacije bakra i bakra 9 anodne klase dati su u Tabeli VI. Kao što se može videti u Tabeli VI, metalna faza 9 je dodatno obogaćena sadržajem bakra, u poređenju sa tokovima punjenja peći 7 i/ili 31 u Tabeli V.

Tabela VI

[0278] Korak c) (400): 26.710 kg prve šljake 3 iz rafinacije bakra (sa sastavom datim u Tabeli VII), uneto je u drugi TBRC koja se koristi kao peć za ponovnu preradu šljake, zajedno sa 6.099 kg sveže sirovine 56 i 11.229 kg druge razblažene metalne faze 11 bakra dobijene iz procesnog koraka m) (900) iz prethodnog ciklusa procesa i zajedno sa 23.000 kg druge metalne faze na bazi olova i kalaja ili kompozicije 10 dobijene iz procesnog koraka f) (700) iz prethodnog ciklusa procesa. 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, separacije faza i/ili fluidnosti šljake. Kada je punjenje završeno, peć je rotirana brzinom u rasponu od 18-20 rpm. Sastav i količine sirovina za punjenje peći iz koraka c) (400) prikazani su u Tabeli VII.

Tabela VII

[0279] Kada je redukcija bakra, kalaja i olova dovoljno napredovala, proizvedena je prva metalna kompozicija 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 metalna kompozicija 13 na bazi olova i kalaja prebačena je u drugi TBRC da bi postala deo prvog tečnog kupatila 450.

Tabela VIII

[0280] Korak d) (500): Za formiranje prvog tečnog kupatila 450, na 46.718 kg prve metalne kompozicije 13 na bazi olova i kalaja dodato je 17.164 kg druge šljake 6 iz rafinacije bakra (sa sastavom datim u Tabeli IV) zajedno sa 9.541 kg sveže sirovine 57 i 474 kg šeste šljake 14 iz rafinacije lema (reciklirano iz daljeg procesa p) (1200) kao deo prethodnog ciklusa procesa). Dodatno je dodata količina peščanog fluksa dovoljna da se dobiju željeni efekti separacije faza i/ili fluidnosti šljake. Sastav i količine komponenti prvog tečnog kupatila 450, koje su formirale punjenje peći za korak d) (500), prikazane su u Tabeli IX.

Tabela IX

[0281] Smeša šljake i metalne faze je reagovala sve dok se u fazi šljake koncentracije bakra i/ili nikla nisu dovoljno smanjile. Reakcija je gurala više kalaja i olova u fazu šljake. U tom trenutku peć je ispuštena odozdo, čime je iz peći uklonjen prva razblažena metalna kompozicija 15 bakra. Prva šljaka 16 iz rafinacije lema zajedno sa približno 1 metričkom tonom koja je preostala od prve razblažene metalne faze 15 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 metalne faze koja je ostala sa fazom šljake, navedeni su u tabeli X.

Tabela X

[0282] Prva razblažena metalna faza 15 Cu iz koraka d) je sadržala oko 0,08 tež.% srebra (Ag) i 0,03 tež.% sumpora.

[0283] Korak e) (600): 14.987 kg prve sveže sirovine 17 koja sadrži olovo i kalaj dodato je u prvu šljaku 16 iz 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. Dodatno je dodato u peć kao deo koraka e) (600) 8.650 kg šeste šljake 53 iz rafinacije lema, dobijene iz daljeg procesnog koraka p) (1200) kao deo prethodnog ciklusa procesa, pored količine peščanog fluksa dovoljnog za postizanje željenih efekata separacije faza i/ili fluidnosti šljake. Sastav i količine sirovina koje formiraju punjenje peći za korak e) (600) prikazane su u Tabeli XI.

Tabela XI

[0284] 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 ispuštena na dnu da bi se uklonila prva metalna kompozicija 18 sirovih lemnih metala iz procesa. Prva kompozicija 18 sirovih lemnih metala dalje je prerađena u primarne proizvode olova i kalaja. Druga šljaka 19 iz rafinacije lema je prosleđena drugom TBRC za dalji tretman kao deo koraka f) (700). Sastav i količine prve kompozicije 18 sirovih lemnih metala, druge šljake 19 iz rafinacije lema, kao i prašine dobijene iz koraka e) (600) prikazani su u Tabeli XII.

Tabela XII

[0285] Korak f) (700): Dalji korak redukcije je izveden na drugoj šljaci 19 iz rafinacije lema dodavanjem 1.207 kg starog gvožđa kao redukcionog sredstva. Dodatno je dodato kao deo koraka f) (700) 22.234 kg prvog bakra koji je sadržao svežu sirovinu 50 i količinu peščanog fluksa dovoljnu za postizanje željenih efekata bezbednosti, separacije faza i/ili fluidnosti šljake. Ova sveža sirovina 50 sastojala se od dodatnog crnog bakra iz uzvodne topionice pored nekih materijala šljake sakupljenih ostataka iz drugih procesnih koraka. Sastav i količine sirovina za punjenje peći iz koraka f) (700) date su u Tabeli XIII.

Tabela XIII

[0286] Kada su Cu, Sn i Pb u šljaci svedeni na najviše 0,50% svaki, nastala je druga metalna faza 10 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 metalna kompozicija 10 na bazi olova i kalaja je prosleđena dalje za korak c) (400) sledećeg ciklusa procesa pre redukcije prve šljake (3) iz rafinacije bakra.

Tabela XIV

[0287] Korak I) (800): 17.024 kg treće šljake 8 iz rafinacije bakra (sa sastavom prikazanim u tabeli VI) je stavljeno u TBRC koja se koristi kao peć za ponovnu preradu šljake zajedno sa 14.920 kg sveže sirovine 52 bogate bakrom i 49.792 kg prve razblažene metalne faze 15 bakra dobijene iz koraka d) (500). Dodatno je dodata količina peščanog fluksa dovoljna da se dobiju željeni efekti separacije faza i/ili fluidnosti šljake. Ovi materijali su istopljeni zajedno sa četvrtom metalnom fazom 21 na bazi olova i kalaja (20.665 kg) dobijenom iz daljeg procesnog koraka p) (1200) kao deo prethodnog ciklusa procesa. Ovi izvori zajedno su činili drugo tečno kupatilo 550. Kada je punjenje i topljenje završeno, peć je rotirana brzinom od 20 opm. Sastav i količine sirovina za punjenje peći za ponovnu preradu šljake za korak I) (800) su prikazane u Tabeli XV.

Tabela XV

[0288] Smeša je reagovana, 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 metalne kompozicije sa visokim sadržajem bakra (tokovi 22 i 30 zajedno) iz treće šljake 23 iz rafinacije lema. Treća šljaka iz 23 rafinacije lema, zajedno sa približno 6 metričkih tona prve metalne faze sa visokim sadržajem bakra koja je zadržana sa šljakom, prebačena je na drugi TBRC za dalji tretman 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 metalne faze koja je ostala sa fazom šljake na putu do sledećeg koraka tretmana.

Tabela XVI

[0289] Od prve metalne kompozicije 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. Još 33.976 kg je uklonjeno iz procesa kao tok 22, za dalju preradu.

[0290] Korak m) (900): Nakon uklanjanja (30.524 kg 33.976 kg =) 64.500 kg prve metalne faze visokog bakra (22+30) iz peći, sadržaj peći je prosleđen na drugi TBRC za dalju preradu kao deo koraka m) (900). Smeša od 39.276 kg treće šljake 23 iz rafinacije lema i 6 tona metala koji ima sastav prve metalne kompozicije sa visokim sadržajem bakra delimično je redukovana kao deo koraka m) (900). Staro gvožđe je uvedeno kao redukciono sredstvo. Dodatno u koraku m) dodata je količina peščanog fluksa dovoljna da se dobiju željeni efekti separacije faza i/ili fluidnosti šljake, i manja količina (37 kg) sveže sirovine 58. Sastav i količine sirovina koje formiraju punjenje za peć za korak m) (900) date su u tabeli XVII.

Tabela XVII

[0291] 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 metalne kompozicije 11 bakra za dalji tretman u koraku c) (400) sledećeg ciklusa procesa. Četvrta šljaka 24 iz rafinacije lema zajedno sa oko 1.400 kg metala koji ima sastav druge razblažene metalne faze 11 bakra je puštena u drugi TBRC da bi se podvrgnula koraku n) (1000). Sastav i ukupne količine druge razblažene metalne faze ili kompozicije 11 bakra i četvrte šljake 24 iz rafinacije lema prikazani su u tabeli XVIII, pri čemu je 1.400 kg metalne faze koja je preostala u fazi šljake uključeno u ukupnu količinu prijavljenu za drugu razblaženu metalnu fazu 11 bakra.

Tabela XVIII

[0292] Druga razblažena metalna faza 11 Cu iz koraka m) je sadržala oko 0,11 tež.% srebra (Ag) i 0,01 tež.% sumpora.

[0293] Korak n) (1000): Nakon što je 11.229 kg druge razblažene metalne faze 11 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 redukovan. Redukcija je izvršena dodavanjem 9.692 kg starog gvožđa kao redukcionog sredstva, zajedno sa količinom peščanog fluksa dovoljnom da se dobiju željeni efekti separacije faza i/ili fluidnosti šljake. Sastav i količine različitih sirovina u peći za korak n) (1000) su prikazane u Tabeli XIX.

Tabela XIX

[0294] Korak delimične redukcije je zaustavljen kada je koncentracija kalaja u fazi šljake dostigla ciljni nivo. U tom trenutku, peć je ponovo ispuštena na dnu da bi se uklonila druga kompozicija 26 sirovih lemnih metala iz peći, ostavljajući samo petu šljaku 27 iz rafinacije lema u peći. Druga kompozicija 26 sirovih lemnih metala je dalje prerađena u primarne proizvode od olova i kalaja. Peta šljaka 27 iz rafinacije lema je prosleđena na drugi TBRC za izvođenje koraka o) (1100). Sastav i količine druge kompozicije 26 sirovih lemnih metala i pete šljake 27 iz rafinacije lema date su u tabeli XX.

Tabela XX

[0295] Korak o) (1100): Dalji korak redukcije je izveden na petoj šljaci 27 iz rafinacije lema dodavanjem 922 kg starog gvožđa kao redukcionog sredstva zajedno sa 23.735 kg sveže sirovine 55 bogate bakrom i količine peščanog fluksa dovoljne za dobijanje željenih efekata sigurnosti, separacije faza i/ili fluidnosti šljake. Druga sveža sirovina 55 bogata bakrom sastojala se prvenstveno od dodatnog crnog bakra iz uzvodne topionice. Sastav i količine sirovine za korak o) (1100) su dati u Tabeli XXI.

Tabela XXI

[0296] Redukcija je nastavljena sve dok se ne dobije prihvatljiv kvalitet istrošene šljake. Kada je ovaj cilj postignut, proizvedena je treća metalna faza 29 na bazi olova i kalaja i treća istrošena šljaka 28, čiji su sastavi i količine dati u Tabeli XXII. Treća istrošena šljaka 28 je izlivena i uklonjena iz procesa. Treća metalna kompozicija 29 na bazi olova i kalaja prebačena je u TBRC koja je bila namenjena za izvođenje koraka p) (1200).

Tabela XXII

[0297] Korak p) (1200): Trećoj metalnoj kompoziciji 29 na bazi olova i kalaja dodato je 5.204 kg sveže sirovine 51 zajedno sa količinom peščanog fluksa dovoljnom da se dobiju željeni efekti separacije faza i/ili fluidnosti šljake. Nakon toga, delimičnom oksidacijom, većina gvožđa i cinka je oksidovana iz metalne faze u fazu šljake. Sastav i količine proizvoda iz ovog koraka oksidacije p) (1200) prikazani su u Tabeli XXIII.

Tabela XXIII

[0298] Kada je oksidacija gvožđa i cinka dovoljno napredovala, proizvedene su četvrta metalna kompozicija 21 na bazi olova i kalaja i šesta šljaka 14 iz rafinacije lema, čiji su sastavi i količine dati u Tabeli XXIV. Šesta šljaka 14 iz 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 ciklusa procesa. Četvrta metalna kompozicija 21 na bazi olova i kalaja je prebačena u drugi TBRC da bi postala deo drugog tečnog kupatila 550 i za izvođenje koraka I) (800) kao dela sledećeg ciklusa procesa.

Tabela XXIV

[0299] 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.

[0300] Podnosioci prijave su ustanovili da se izvođenje procesa opisanog u ovom primeru može izvesti u ograničenom broju TBRC-a. Podnosioci prijave su bili u mogućnosti da izvedu ovaj proces u samo 8 peći, od kojih je nekoliko poželjno TBRC tipa. Podnosioci prijave više vole da ovaj proces izvode u samo 6 peći, poželjnije u samo 5 peći, još poželjnije u samo 4 peći, a još poželjnije u samo 3 peći.

[0301] Pošto je sada u potpunosti opisan predmetni pronalazak, stručnjaci će podrazumevati da se pronalazak može izvesti u širokom rasponu parametara u okviru onoga za šta se zaštita traži, bez odstupanja od obima pronalaska, kako je definisano patentnim zahtevima.

Claims (18)

Patentni zahtevi

1. Proces za proizvodnju sirovih lemnih proizvoda i proizvoda od bakra koji obuhvata korak a) obezbeđivanja kompozicije crnog bakra koja sadrži najmanje 50 tež.% bakra zajedno sa najmanje 1,0 tež.% kalaja i/ili najmanje 1,0 tež.% olova,

pri čemu proces dalje obuhvata korake

(i) prerade prvog dela (1) kompozicije crnog bakra dobijene iz koraka a) da bi se dobio rafinisani bakarni proizvod (9) zajedno sa najmanje jednom šljakom (3, 6, 8) iz rafinacije bakra,

(ii) dobijanja prve kompozicije (18, 26) sirovih lemnih metala, kao prvog sirovog lemnog proizvoda, iz najmanje jedne šljake (3, 6, 8) iz rafinacije bakra, čime se formira druga šljaka (19, 27) iz rafinacije lema u ravnoteži sa prvom kompozicijom (18, 26) sirovih lemnih metala,

naznačen time što proces dalje obuhvata korak

f) dovođenja u kontakt (700) drugog dela (50) kompozicije crnog bakra iz koraka a), različitog od prvog dela (1), sa drugom šljakom (19) iz rafinacije lema čime se formira druga istrošena šljaka (20) i druga metalna kompozicija (10) na bazi olovo-kalaj, nakon čega sledi separacija druge istrošene šljake od druge metalne kompozicije na bazi olovo-kalaj.

2. Proces prema patentnom zahtevu 1, koji dalje obuhvata korake

(iii) dobijanja druge kompozicije (26) sirovi lemnih metala, različite od prve kompozicije (18) sirovih lemnih metala, kao drugih sirovog lemnog proizvoda, iz najmanje jedne šljake (3, 6, 8) iz rafinacije bakra, čime se formira peta šljaka (27) iz rafinacije lema u ravnoteži sa drugom kompozicijom (26) sirovih lemnih metala, i

o) dovođenja u kontakt (1100) trećeg dela (55) kompozicije crnog bakra dobijene iz koraka a), različitog od prvog dela (1) i od drugog dela (50), sa petom šljakom (27) iz rafinacije lema, čime se formira treća istrošena šljaka (28) i treća metalna kompozicija (29) na bazi olovo-kalaj, nakon čega se odvaja treća istrošena šljaka (28) od treće metalne kompozicije (29) na bazi olovo-kalaj.

3. Proces prema bilo kom od prethodnih patentnih zahteva, pri čemu korak (i) obuhvata korak b) delimične oksidacije (100) prvog dela (1) kompozicije crnog bakra, čime se formira prva obogaćena metalna faza (4) bakra i prva šljaka (3) iz rafinacije bakra, nakon čega sledi separacija prve šljake (3) iz rafinacije bakra od prve obogaćene metalne faze (4) bakra.

4. Proces prema patentnom zahtevu 3, pri čemu korak (i) dalje obuhvata korak

c) delimičnog redukovanja (400) prve šljake (3) iz rafinacije bakra čime se formira prva metalna kompozicija (13) na bazi olovo-kalaj i prva istrošena šljaka (12), nakon čega sledi separacija prve istrošene šljake (12) od prve metalne kompozicije (13) na bazi olovo-kalaj, pri čemu ova poslednja čini osnovu za prvo tečno kupatilo (450).

5. Proces prema patentnom zahtevu 4, pri čemu korak (i) dalje obuhvata korak

d) delimične oksidacije (500) prvog tečnog kupatila (450), čime se formira prva razblažena metalna kompozicija (15) bakra i prva šljaka (16) iz rafinacije lema, nakon čega sledi separacija prve šljake (16) iz rafinacije lema od prve razblažene metalne kompozicije (15) bakra.

6. Proces prema patentnom zahtevu 5, pri čemu korak (ii) dalje obuhvata korak

e) delimičnog redukovanja (600) prve šljake (16) iz rafinacije lema, čime se formira prva kompozicija (18) sirovih lemnih metala i druga šljaka (19) iz rafinacije lema, nakon čega sledi separacija druge šljake (19) iz rafinacije lema od prve kompozicije (18) sirovih lemnih metala.

7. Proces prema bilo kom od patentnih zahteva 3-6, pri čemu korak (i) dalje obuhvata korak h) delimične oksidacije (200) prve obogaćene metalne faze (4) bakra, čime se formira druga obogaćena metalna faza (7) bakra i druga šljaka (6) iz rafinacije bakra, nakon čega sledi separacija druge šljake (6) iz rafinacije bakra od druge obogaćene metalne faze (7) bakra.

8. Proces prema patentnom zahtevu 7, koji dalje obuhvata sledeći korak:

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

9. Proces prema patentnom zahtevu 7 ili 8, koji dalje obuhvata sledeće korake:

j) delimičnu oksidaciju (300) druge obogaćene metalne faze (7) bakra, čime se formira treća obogaćena metalna faza (9) bakra i treća šljaka (8) iz rafinacije bakra, nakon čega sledi separacija treće šljake (8) iz rafinacije bakra od treće obogaćene metalne faze (9) bakra,

k) dodavanje najmanje dela treće šljake (8) iz rafinacije bakra u prvu razblaženu metalnu kompoziciju (15) bakra, čime se formira drugo tečno kupatilo (550) i/ili dodavanje najmanje dela treće šljake (8) iz rafinacije bakra u korak I) (800);

l) delimičnu oksidaciju (800) drugog tečnog kupatila (550), čime se formira prva metalna kompozicija (22) sa visokim sadržajem bakra i treća šljaka (23) iz rafinacije lema, nakon čega sledi separacija treće šljake (23) iz rafinacije lema od prve metalne kompozicije (22) sa visokim sadržajem bakra.

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

m) delimično redukovanje (900) treće šljake (23) iz rafinacije lema, čime se formira druga razblažena metalna kompozicija (11) bakra i četvrta šljaka (24) iz rafinacije lema, nakon čega sledi separacija četvrte šljake (24) iz rafinacije lema od druge razblažene metalne kompozicije (11) bakra.

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

n) delimično redukovanje (1000) četvrte šljake (24) iz rafinacije lema, čime se formira druga kompozicija (26) sirovih lemnih metala i peta šljaka (27) iz rafinacije lema, nakon čega sledi separacija druge kompozicije (26) sirovih lemnih metala od pete šljake (27) iz rafinacije lema.

12. Proces prema bilo kom od prethodnih patentnih zahteva u kome se crni bakar proizvodi u topioničarskom koraku.

13. Proces prema bilo kom od prethodnih patentnih zahteva u kome se najmanje jedna od prve kompozicije (18) sirovih lemnih metala i druge kompozicije (26) sirovih lemnih metala prethodno rafiniše korišćenjem metalnog silicijuma da se dobije prethodno rafinisana kompozicija lemnih metala.

14. Proces prema bilo kom od prethodnih patentnih zahteva koji dalje obuhvata korak hlađenja prve kompozicije (18) sirovih lemnih metala i/ili druge kompozicije (26) sirovih lemnih metala i/ili prethodno rafinisane kompozicije lemnih metala do temperature od najviše 825°C da bi se proizvelo kupatilo koje sadrži prvu supernatantnu trosku koja gravitacijom postaje plutajuća na prvoj tečnoj rastopljenoj podešenoj fazi lema.

15. Proces 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) sirovih lemnih metala i/ili drugu kompoziciju (26) sirovih lemnih metala i/ili u prethodno rafinisanu kompoziciju lemnih metala i/ili u prvu tečnu rastopljenu podešenu fazu lema da bi se formiralo kupatilo koje sadrži drugu supernatantnu trosku koja gravitacijom pluta na vrhu druge tečne rastopljene podešene faze lema.

16. Proces prema prethodnom patentnom zahtevu, koji dalje obuhvata korak uklanjanja druge supernatantne troske iz druge tečne rastopljene podešene faze lema, čime se formira drugi podešeni lem.

17. Proces prema bilo kom od patentnih zahteva 14 do 16, koji dalje obuhvata korak uklanjanja prve supernatantne troske iz prve tečne rastopljene podešene faze lema, čime se formira prvi podešeni lem.

18. Proces 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, i dobijeni su vršni proizvod destilacije i proizvod s dna destilacije, poželjno vakuumskom destilacijom.