BRPI0702908A2 - processo de tratamento de materiais plumbìferos - Google Patents

Abstract

PROCESSO DE TRATAMENTO DE MATERIAIS PLUMBIFEROS A invenção refere-se á metalurgia de metais não-ferrosos, particularmente aos processos de tratamento de materiais plumbíferos. O objetivo da invenção é o aumento da extração de chumbo em metal bruto e o aumento do desempenho relativo do processo com simultânea redução do consumo de recursos energéticos. O processo consiste na preparação e secagem de uma mistura de materiais, calcinação-fundição da carga no estado de suspensão em atmosfera de oxigênio com obtenção de massa fundida óxida e uma mistura de pós com os gases da calcinação-fundição, redução da massa fundida pela filtragem através da camada de partículas aquecidas de redutos carbónico com obtenção de chumbo metálico puro, massa fundida áxida contendo zinco e gases. A carga é triturada e classificada, e para o estágio de calcinação-fundição é suprida a fração de material seco, cuja massa contenha no mínimo 90% de partículas com tamanho de 0,01-0,10 mm. Nisso o teor de umidade livre na carga no estágio de sua preparação é de 8-16%, e como redutor carbónico moido é utilizado carvão com teor de carbono em massa seca de cerca de 49 até cerca de 80% e de voláteis de cerca de 11 até cerca de 27%.

Description

PROCESSO DE TRATAMENTO DE MATERIAIS PLUMBÍFEROS

Área técnica

A invenção refere-se à área metalúrgica de metais não-ferrosos ou,mais especificamente, aos processos de tratamentos de materiais de diversasprocedências e que contêm chumbo.

Existe um grande grupo de materiais plumbíferos tais como resíduosde processos metalúrgicos, pós de reversão de mattes de cobre, pastas da neutra-lização e processos de purificação de soluções que não são processados ou sãoprocessados em volume insuficiente por processos conhecidos, que assim são a-cumulados em depósitos de resíduos. Além do chumbo, esses materiais contêmquantidades consideráveis de zinco e de cobre que reduz a complexidade da recu-peração de metais não ferrosos do material mineral cru natural nos processos dasindústrias metalúrgicas. Simultaneamente, o armazenamento de materiais plumbí-feros causa problemas ecológicos complicados. Assim, a amplitude da expansãode materiais plumbíferos processados representa uma tarefa real para a proteçãotecnológica e ambiental.

Arte anterior

É conhecido o processo de tratamento de materiais plumbíferoscom elevada fração de sulfatos e óxidos do tipo tortas, pós, pastas deacumuladores, e outros misturados com concentrados de granulagem fina dechumbo, pós reversíveis, fundentes, pós de carvão, processo QSL1 baseado noprincípio de fundição por borbotão (Mager K., Schulte A. «Aspectos industriais etecnológicos das primeiros quatro usinas industriais de QSL». Materiais doSimpósio Internacional sobre tratamento do chumbo primário e secundário.Halifax, Nova Escócia, Canadá, 20-24 de agosto de 1989, editora PergamonPress, Nova Iorque, pg.. 15-26). O processo consiste no seguinte: a cargasupracitada é granulada e os grânulos úmidos obtidos são despejados sobreuma superfície de massa fundida óxida que contêm de 35 até 60% de chumboem forma de óxidos. Através dessa massa fundida óxida e a camada de chumbometálico existente embaixo dessa massa é soprado um gás oxigenado. Atravésda interação, - com temperatura de 850-950°C, - dos sulfetos da matéria-primacom os óxidos de chumbo forma-se um chumbo bruto que passa parcialmentepara a massa fundida óxida como resultado de sua oxidação pelo gásoxigenado. Através do controle do carregamento dos grânulos e do consumo degás oxigenado consegue-se uma alta concentração permanente de óxidos dechumbo na escória e uma predominância da velocidade de formação do chumbobruto sobre a velocidade de sua oxidação pelo gás oxigenado. A massa fundidaóxida que se forma com temperatura de até 950°C entra de forma contínua nazona de redução na qual, - na medida do deslocamento da escória para oorifício de saída, - a temperatura da massa fundida é elevada gradativamenteaté 1150-1250°C por conta do aquecimento com gás. Simultaneamente comisso, realiza-se a redução dos óxidos de chumbo até o chumbo bruto através daventilação da massa fundida com uma mistura de ar e material carbônico em póou gaseificado (carvão, gás natural, e outros).

Os inconvenientes deste processo conhecido é a baixa extração dechumbo como metal bruto, baixo desempenho relativo do processo e altoconsumo relativo de recursos energéticos (gás contendo oxigênio, materiaiscarbônicos). Isso se deve ao fato de que: a redução da concentração dechumbo na massa fundida óxida leva à necessidade de aumento da temperaturadesta massa fundida nos estágios de oxidação e de redução do processo e,respectivamente, - ao aumento da saída de chumbo no pó da fundição (até 50%ou mais de sua massa na carga). Durante um tratamento de materiaisplumbíferos com concentração de chumbo inferior a 30% e grau de oxidação deferro acima de 50-60%, o processo de fundição fica praticamente interrompidodevido à formação de uma massa fundida óxida viscosa, que não serve para aventilação gasosa.

Também é conhecido o processo de tratamento de materiaisplumbíferos contendo alta fração na carga de sulfatos e óxidos do tipo tortas,pós, pastas de acumuladores, e outros, misturados com concentrados sulfídicosde chumbo, pós reversíveis, fundentes, pós de carvão - processo Ausmelt,baseado no princípio de fundição por borbotão (Mounsey E.N., Piret N.L.«Resumo da tecnologia da fundição de chumbo Ausmelt». Materiais doSimpósio de 2000 sobre chumbo e zinco. Pittsburgh, EUA, 22-25 de outubro de2000, pg. 149-169). O processo consiste no fato de que a mistura em grãosfinos ou na forma granulada é carregada sobre a superfície de massa fundidaoxidada com concentração de 25 até 60% de chumbo. De cima no volume damassa fundida oxidada é soprado um gás oxigenado e, no caso de déficit dobalanço calórico do processo, sopra-se também um combustível carbônico emforma de pó, líquido ou gasoso. Como resultado da interação, - sob temperaturade 1000-1100°C dos sulfetos da matéria-prima com os óxidos de chumboforma-se o chumbo bruto, o qual passa parcialmente para a massa fundidaoxida resultante de sua oxidação com gás oxigenado. Através do controle dacarga da mistura e do consumo de gás oxigenado atinge-se uma altaconcentração permanente de óxidos de chumbo na escória e umapredominância da velocidade de formação de chumbo bruto sobre a velocidadede sua oxidação com oxigênio. A massa fundida óxida formada comtemperatura não superior a 1100°C é passada para o estágio de redução doprocesso em regime contínuo ou periódico, ou ainda é descarregada egranulada para um subseqüente tratamento da escória sólida de chumbo noestágio redutor resultando na obtenção de chumbo bruto. A redução dos óxidosde chumbo até o chumbo bruto, - a partir de uma rica escória de chumboproveniente do estágio oxidante do processo, - é realizada através de ventilaçãoda massa fundida com uma mistura de ar e material carbônico em pó, líquido ougasoso (carvão, óleo cru, gás natural, e outros) O significativo aumento deconsumo dos recursos energéticos com o respectivo aumento da temperaturada massa fundida óxida permite transformar este processo de um regime defundição de chumbo bruto para um regime de sublimação de chumbo (eparcialmente de zinco) no pó da fundição, os quais depois podem ser tratadosindividualmente pelo mesmo processo para a obtenção de chumbo bruto.

Os inconvenientes deste processo conhecido são a baixa extraçãode chumbo como metal bruto, baixo desempenho relativo do processo junto comum alto consumo dos recursos energéticos (gás contendo oxigênio, materiaiscarbônicos).

O processo que mais se aproxima, pelo conteúdo técnico, doprocesso proposto é o de tratamento de materiais plumbíferos, tais como tortasde chumbo e zinco, pós de reversão, lamas de purificação hidrolítica desoluções tecnológicas que contém principalmente sulfatos simples oucompostos e óxidos de metais, inclusive sulfatos termoestáveis (de chumbo ecálcio) e óxidos superiores de ferro (patente RK N° 9, C 22 B 13/02, 1997).Conforme este processo realiza-se a preparação de uma cargaúmida de materiais primários plumbíferos e fundentes introduzindo nesta cargano papel de redutor um material sulfídico em pó até obter a correlação emmassa da soma de enxofre sulfídico, elementar e de pirita ao teor de enxofretotal na carga da ordem de 0,08 até 0,87 e/ou introduzindo na carga materialcarbônico em pó no cálculo de 4 até 12 kg de carbono puro para 100 kg de ferrotrivalente e de 20 até 140 kg de carbono puro para 100 kg de sulfato de enxofre.

Nisso introduz-se também material carbônico em pó com energia de ativação dareação de gaseificação de carbono nos moldes de 56-209 kJ/mol. Comomaterial sulfídico em pó são utilizados concentrados de sulfetos de chumbo ouminério de chumbo (polimetálico). A carga úmida obtida com umidaderecomendada de 2 até 16% deve ser secada até um teor residual de umidadeinferior a 1%. A carga seca é passada para o estágio de calcinação-fundição noestado de suspensão em atmosfera de gás oxigenado resultando na obtençãode uma massa fundida óxida dispersa e mistura de pós com gases decalcinação-fundição. A massa fundida óxida dispersa, obtida no estágio decalcinação-fundição é reduzida por meio de sua filtração através de umacamada de partículas aquecidas de material carbônico moído (coque ou carvãoem pedra) com grânulos de 2-50 mm, obtendo assim chumbo bruto e umaescória contendo zinco e gases empobrecida de chumbo e que são misturadoscom os gases da calcificação-fundição. Os pós são separados da mistura degases da reação e retornados para o estágio de calcificação-fundição.

No estágio de preparação da carga úmida, realizada com umacriteriosa mistura de materiais que contêm compostos naturais de coesão (saissolúveis, hidróxidos e hidratos de metais, gesso), e na presença de umidadelivre na carga de no mínimo 2% ocorre uma estruturação da mesma comformação de micro-conglomerados "complexos" de partículas heterogêneas queincluem tanto componentes ácidos (sulfatos e óxidos de metais) quantoreagentes redutores (sulfetos de metais e carbono). No estágio de preparaçãoda carga úmida as ligações entre as partículas heterogêneas formando micro-conglomerados são reforçadas no estágio de secagem da carga. Isso garante aestabilidade térmica das partículas dos micro-conglomerados nas condições deaquecimento rápido da carga seca em pó no estágio de calcinação-fundição. Apresença de um estreito contato entre sulfatos e óxidos com sulfetos e carbonodentro dos micro-conglomerados garante uma significativa aceleração doprocesso de dessulfurização da carga e a decomposição dos óxidos de ferrossuperiores no estágio de calcificação-fundição da carga pulverizada e emsuspensão sob temperatura de 1250-1350oC. A aceleração do processo dedecomposição dos sulfatos e óxidos superiores de ferro superiores comtemperaturas de 300-500oC abaixo das temperaturas de sua decomposiçãotérmica se explica pelo fluxo intensivo nos micro-conglomerados de partículasheterogêneas de interações químicas do tipo:

Me1S04 + Me2S —»· MeIO(MeI) +Me20(Me2) + S02; (1)

MeIO + Me2S -> MeIO(MeI) +Me20(Me2) + S02; (2)

Fe203 + MeS Fe304 + MeO + S02; (3)

Fe304 + MeS FeO + MeO + S02; (4)

MeS04 + C^ MeO(Me, MeS) + C02 + S02; (5)

MeO + C Me + CO; (6)

Fe203 + C -> Fe304 + CO; (7)

Fe304 + C-* FeO + CO. (8)

Os inconvenientes deste processo já conhecido é a baixa extraçãode chumbo na forma de metal bruto, baixo desempenho relativo e alto consumorelativo dos recursos energéticos (gás contendo oxigênio, materiais carbônicos eenergia elétrica).

Os inconvenientes supracitados são determinados pelo fato desteprocesso já conhecido não suprir teor suficientemente alto e as dimensõesideais dos micro-conglomerados "complexos" termoestáveis na carga seca quepassa para o estágio de calcificação-fundição em suspensão. Estes dois fatoresestão condicionados pelo incontrolável processo de aglutinação oudesintegração das partículas de micro-conglomerados no estágio de secagemda carga úmida.

A carga que passa para o estágio de secagem com umidade de 2-7%, independentemente do seu teor de componentes coesivos, não possuisuficiente umidade livre para a formação de ligações entre as partículas quesejam suficientes para uma estabilidade mecânica e térmica dos micro-conglomerados formados. Isso provoca a desintegração mecânica edecrepitação dos micro-conglomerados termicamente instáveis nos estágios desecagem e calcificação-fundição da carga. Como resultado disso reduz-se o teorde partículas de micro-conglomerados "complexos" e aumenta a fração demassa de partículas dispersas individuais na carga no estágio de calcificação-fundição. No caso de grande umidade da carga passada para o estágio desecagem, este volume de umidade livre é suficiente para formação designificativa quantidade de ligações estáveis entre as partículas. Entretanto, aincontrolável aglutinação das partículas no processo de secagem do materialleva à formação de uma estrutura de grãos grandes da carga seca com possívelformação de pedaços excessivamente grandes de partículas aglomeradas, cujacalcificação-fundição em suspensão seria impossível sem uma prévia moagemcomplementar.

Tanto o baixo teor de micro-conglomerados "complexos" termo-estáveis na carga seca passada para o estágio de calcificação-fundição, quantoseu tamanho excessivamente grande reduzem significativamente a eficiência dotratamento pelo processo já conhecido dos materiais plumbíferos e elevadafração de sulfatos, óxidos de ferro superiores e óxidos de zinco. Um teor baixode micro-conglomerados "complexos" na carga seca reduz o grau de contatodas heterogêneas partículas reagentes, enquanto um tamanho grande dosmicro-conglomerados reduz a velocidade de seu aquecimento no estágio decalcificação-fundição da carga. Ambas as coisas levam à redução daintensidade das interações de baixa temperatura dos componentes da cargaconforme reações (1)-(8) e impõem a necessidade de aumento da temperaturade calcificação-fundição até 1400-1450oC para obter uma desintegração maiscompleta dos sulfatos termo-estáveis e aumento da fluidez das massas fundidasóxidas com elevado teor de óxidos superiores de ferro.

A elevação da temperatura de calcificação-fundição resulta noconsumo relativamente alto de combustível carbônico e de oxigênio para suaoxidação, como também resulta no significativo aumento da saída de pósreversivos, sem permitir reduzir o teor de óxidos superiores de ferro na dispersamassa fundida óxida.

A viscosidade das massas fundidas óxidas saturadas com óxidossuperiores de ferro aumenta na medida da redução do óxido de chumbo nacamada do material carbônico moído. Como conseqüência, aumenta o efeito derefreamento do processo de filtração e redução da massa fundida óxida,agravado por significativo consumo de calor para a redução dos óxidossuperiores de ferro. A manutenção da alta fluidez e aumento do grau de reduçãoda massa fundida óxida nessas condições exige o aumento do fornecimento decalor e redução da carga de massa fundida óxida no estágio redutivo doprocesso.

Assim, o processo já conhecido não garante uma realização eficazdas interações de baixa temperatura dos componentes da carga no estágio decalcificação-fundição e uma subseqüente redução das massas fundidas óxidasna camada do redutor carbônico moído.

Nisso, um dos importantes fatores de baixa eficiência do processojá conhecido é o reduzido limite inferior da recomendada faixa de teores daumidade livre na carga úmida passada para o estágio de secagem.

Outro fator complementar da baixa eficiência do processo jáconhecido pode ser a utilização dos recomendados materiais carbônicos para aformação da camada de redutor carbônico moído.

A utilização de coque, que possui a menor capacidade de reaçãoentre os materiais carbônicos, condiciona a relativamente baixa velocidade deredução da massa fundida óxida durante sua filtração através da camada doredutor moído, limitando com isso a produtividade relativa do processo. Para oaumento da velocidade de redução é necessário o aumento da temperatura damassa fundida óxida. Entretanto, o aumento de sua temperatura no estágio decalcificação-fundição da carga leva ao aumento do consumo relativo de recursosenergéticos (combustível em pó e oxigênio para sua queima) e também àredução da extração de chumbo como metal bruto, devido ao aumento do graude passagem do chumbo para os pós de calcificação-fundição. Assim, oaumento da fração dos pós de reversão na carga pode reduzir a eficiênciarelativa do processo em grau maior do que permitiria aumentá-la o aumento detemperatura da massa fundida óxida no estágio de calcificação-fundição dacarga.

A capacidade reativa do carvão é maior que a do coque. Todavia,diferentemente do coque, nem todos os carvões possuem estabilidade térmicanas condições de aquecimento rápido e, ao cair na superfície da banheira deescória, podem decrepitar. Nisso, a permeabilidade da camada do redutorcarbônico moído para a massa fundida oxida dispersa reduz-se visivelmente ouinterrompe-se inteiramente. Respectivamente, reduz-se a superfície e avelocidade de fluxo das reações redutoras. Isso provoca a correspondenteredução da extração de chumbo em metal bruto e a eficiência relativa doprocesso (inclusive até sua completa interrupção). Além disso, a necessidade deaumento da fluidez e, respectivamente, da temperatura da massa fundida óxidacom redução da permeabilidade da camada do redutor moído condiciona aaumento do consumo relativo dos recursos energéticos inevitável neste caso.

Como base da invenção foi estabelecido o objetivo de alterar oprocesso já conhecido de tratamento de materiais plumbíferos com altaconcentração de sulfatos termo-estáveis e óxidos de ferro superiores de forma aaumentar a extração de chumbo em metal bruto e a eficiência do processo comuma concomitante redução do consumo relativo de recursos energéticos.

Resumo da invenção

O objetivo proposto foi atingido pelo fato de que no processo detratamento de materiais plumbíferos e que inclui a preparação da carga atravésde uma criteriosa mistura de materiais plumbíferos sulfídicos e aciduladosúmidos com o fundente e o material carbônico em pó, durante a qual a relaçãode massa do enxofre sulfídico, elementar e pirítico para o conteúdo de enxofretotal é de 0,08-0,87, enquanto o material carbônico em pó com energia deativação da reação de gaseificação do carbono nos limites de 56-209 kJ/mol éintroduzido como redutor a partir do cálculo de 4-12 kg de carbono puro para100 kg de ferro trívalente e 20-140 kg de carbono puro para 100 kg de sulfato deenxofre na carga; secagem da carga úmida obtida até uma umidade residualinferior a 1%; calcificação-fundição da carga seca em suspensão na atmosferade oxigênio com obtenção de massa fundida óxida dispersada e uma mistura depós com os gases da calcificação-fundição; redução da massa fundida óxidadispersada durante sua filtração através da camada de partículas aquecidas deredutor carbônico moído em partículas de tamanho 2-50 mm, com obtenção dechumbo metálico, massa fundida óxida contendo zinco e gases misturados compós e gases da calcificação-fundição; separação da mistura de pós e gases dereação obtidos, com retorno dos pós para o estágio de calcificação-fundição, acarga seca é submetida à trituração e classificação, e para o estágio decalcificação-fundição é enviada a fração separada de carga seca cuja massa écomposta em mais de 90% de partículas com tamanho de 0,01-0,10 mm.

É desejável que o teor de umidade livre na carga no estágio de suapreparação seja de 8-16%.

Também seria mais adequado que no papel de redutor carbônicomoído no estágio de redução da massa fundida oxida dispersada seja utilizadocarvão com teor em massa seca de carbono total de cerca de 49 até cerca de80% e voláteis de cerca de 11 até cerca de 27%.

Durante a realização das soluções apresentadas, os seguintesfatores permitem atingir o objetivo proposto:

- formação da micro-estrutura da carga com alta fração de micro-conglomerados de partículas heterogêneas mecânica e termicamente estáveis,e que incluem componentes sulfatados, oxidados, sulfídicos e carbônicos;

- estabilização da composição das frações e da micro-estruturaideais da carga seca enviada para o estágio de calcificação-fundição emsuspensão;

- intensificação das interações sob baixa temperatura decomponentes sulfatos e óxidos com os sulfitos e o carbono no estágio decalcificação-fundição da carga em estado de suspensão;

- intensificação da redução da massa fundida oxida comconservação estável dá estrutura porosa e da permeabilidade da camada deredutor carbônico moído.

As pesquisas morfológicas da carga demonstraram que o tamanhomínimo dos micro-conglomerados "complexos" de partículas heterogêneas é decerca de 0,01 mm. As frações de carga ainda mais dispersas são de partículasnão-associadas individuais, ou micro-conglomerados de partículas altadispersão e de materiais plumbíferos de mesmo tipo e que possuem elevadaspropriedades aglutinantes (tais como pós, tortas e lamas).

A análise das fusões de teste demonstrou que o aumento do teorda frações de fina dispersão com tamanho das partículas inferior a 0,01 mm, etambém a elevação do teor das frações de grão grosso com tamanho daspartículas individuais ou associadas maior que 0,1 mm na carga seca resulta naredução da velocidade e do grau de transformação de seus componentes noestágio de calcificação-fundição em suspensão e não permite alcançar oobjetivo proposto.

A influência negativa do alto teor de frações de fina dispersão e degrão grosso no material da carga seca nos indicadores do processo pode sereliminada com êxito com a introdução de operações subseqüentes de trituraçãoe classificação da carga seca antes de sua entrada no estágio de calcificação-fundição.

A operação conjunta de trituração e classificação proporciona aobtenção de uma fração separada de carga seca com mais de 90% da massade partículas com tamanhos dentro da faixa de 0,01-0,10 mm, o que permite:

- conservar na carga seca, após sua trituração, micro-conglomerados de partículas heterogêneas que incluem os componentes:sulfatos, óxidos, sulfitos e carbono;

- limitar no estágio de calcificação-fundição a entrada de partículasexcessivamente pequenas (inferiores a 0,01 mm) e partículas individuais emicro-conglomerados excessivamente grandes (superiores a 0,10 mm) queimpedem o aumento do grau de dessulfurização da carga e da desintegraçãodos óxidos de ferro superiores no estágio de calcificação-fundição nos regimesde baixas temperaturas do processo.

Com isso, a estabilização da composição das frações da cargaseca na faixa predominante de tamanhos de partículas da ordem de 0,01-0,10mm permite resolver com eficiência o objetivo proposto.

Neste caso, o aumento da extração direta do chumbo em metalbruto e o aumento da eficiência relativa do processo com a concomitanteredução do consumo de energia, são alcançados por conta do seguinte:

- eliminação da formação de matte pobre;

- redução da emissão de pó e da fração de pós reversíveis dafusão da carga;

- aumento do grau de redução do chumbo contido na massafundida oxida fluida na camada do redutor carbônico moído;

- redução do consumo de combustível carbônico em pó, dooxigênio para sua queima e da energia elétrica usada para compensação dasperdas de calor devido às reações de redução dos óxidos de ferro superiores nacamada do redutor carbônico.

A redução do limite inferior do tamanho das partículas de cargaseca para menos de 0,01 mm reduz o grau de desempenho das interações debaixa temperatura de seus componentes no estágio de calcificação-fundiçãoconforme as reações (1)-(8) devido à redução da fração de micro-conglomerados "complexos" na carga. Isto implica na necessidade de aumentara temperatura do processo. Além disso, cresce a saída mecânica de partículasfinas no pó da calcificação-fundição. No geral, isso resulta na redução daextração de chumbo para metal bruto, redução da eficiência relativa do processoe no aumento do consumo de recursos energéticos.

O aumento do limite superior do tamanho das partículas da cargaseca acima de 0,10 mm reduz o grau de desempenho das interações de baixatemperatura de seus componentes no estágio de calcificação-fundição devido áredução da velocidade de aquecimento das partículas grossas e redução dasuperfície de reação somada dos componentes, o que também implica nanecessidade de aumento da temperatura do processo e impede que se atinja doobjetivo proposto.

A redução da fração de massa das partículas com tamanhos de0,01 até 0,10 mm na carga seca para um valor abaixo de 90%, tanto como nocaso de alteração dos próprios limites da faixa ideal de tamanho das partículas,provoca a redução do grau de desempenho das interações de baixatemperatura de seus componentes no estágio de calcificação-fundição. Issopode ocorrer tanto devido à redução da fração de micro-conglomerados"complexos" como devido ao aumento na carga da fração de partículas e micro-conglomerados individuais excessivamente grandes. Ambas implicam nanecessidade de aumento da temperatura do processo. Como resultado dissoreduz-se a extração de chumbo em metal bruto, o desempenho relativo doprocesso e aumenta o consumo relativo de recursos energéticos.

De acordo com o processo patenteado, é preferível realizar acuidadosa mistura dos materiais no estágio de preparação da carga úmida comteor de umidade livre da carga da ordem de 8-16%. Baseando-se em dadosexperimentais, isso permite:

1) formar uma micro-estrutura uniforme da carga com grandefração de micro-conglomerados "complexos" de partículas heterogêneas e queincluem os componentes de sulfatos, óxidos, sulfitos e carbono;

2) formar uma quantidade suficiente de fortes ligações entre aspartículas heterogêneas que proporcionam a estabilidade térmica dos micro-conglomerados "complexos" no estágio de calcificação-fundição da carga seca.

A faixa indicada de teores de umidade livre é a ideal poisproporciona um aumento mais substancial da fração de micro-conglomerados"complexos" na carga no estágio de sua preparação e o reforço destes micro-conglomerados no estágio de secagem da carga úmida. .

Nos casos de umidade livre abaixo de 8% reduz-se a fração demicro-conglomerados "complexos" na carga úmida que entra no estágio desecagem e também a estabilidade mecânica e térmica destes micro-conglomerados nesta carga úmida. Isso reduz o grau de desempenho dasinterações dos componentes da carga no estágio da calcificação-fundição eprovoca a piora dos indicadores do processo nos moldes da solução do objetivoproposto.

No caso de umidade livre de 8% ou maior, aumenta visivelmente afração de micro-conglomerados "complexos" na carga úmida que entra noestágio de secagem. Também aumenta a estabilidade mecânica e térmicadestes micro-conglomerados na carga seca. Apesar de, neste caso e tambémno protótipo, ocorrer uma incontrolável aglutinação das partículas no estágio desecagem, a utilização no processo patenteado de operações consecutivas detrituração e classificação da carga seca exclui a passagem de fraçõesexcessivamente grossas para o estágio de calcificação-fundição. Com issoestabelece-se a possibilidade de realização do processo com a máxima eficácia.

O aumento do teor de umidade livre na carga para acima de 16% éimpróprio, pois não resulta num visível aumento da fração de micro-conglomerados "complexos" na carga seca no estágio de calcificação-fundiçãoe, com isso, não melhora os indicadores do processo nos moldes da solução doobjetivo proposto. Concomitantemente, a evaporação do excesso de umidadeexigirá o aumento do consumo de combustível para a secagem da carga, ouseja, eleva a soma do consumo relativo de recursos energéticos.

No protótipo propõe-se o coque ou carvão em pedra usado comoredutor carbônico moído da massa fundida oxida dispersada proveniente doestágio de calcificação-fundição da carga. Graças à presença dehidrocarbonetos (voláteis) ativos e uma energia mais baixa de ativação dareação de gaseificação do carbono sólido, o carvão, como regra geral, possuimaior capacidade redutora do que o coque. Entretanto, diferentemente docoque, nem todos os carvões possuem estabilidade térmica e, durante umaquecimento rápido na superfície do banho de escória, podem decrepitar, fatoque não está considerado no protótipo. Concomitantemente, a decrepitação docarvão pode reduzir drasticamente o grau de redução da massa fundida óxidana camada do redutor carbônico moído e interromper completamente arealização do processo de redução. A estabilidade térmica do carvão está ligadadiretamente à sua aglutinabilidade durante a calcinação. Quanto maior for aaglutinabilidade do carvão maior será sua estabilidade térmica. Partindo destainteração e da análise dos dados de testes, foi estabelecida uma faixa ideal daqualidade de carvões possuidores de uma estabilidade térmica suficientementeelevada. De acordo com o processo patenteado deve-se utilizar como redutorcarbônico moído um carvão com teor de carbono em massa seca entre cerca de49% até cerca de 80% e voláteis de cerca de 11% até cerca de 27%.

A utilização de carbono, com os teores de carbono geral e voláteisdentro da faixa indicada como o redutor carbônico moído reforça a eficiência doestágio redutor do processo por conta da elevação da atividade do redutor comconservação da desenvolvida superfície de reação e alta permeabilidade dacamada de redutor moído para a dispersada massa fundida óxida. Isso tambémpermite aumentar a extração de chumbo em metal bruto e o desempenhorelativo do processo sem aumentar a temperatura da massa fundida óxidaproporcionando assim maior economia do consumo relativo de recursosenergéticos.

Por um lado, o carbono total na massa seca do carvão consiste decarbono sólido e voláteis, enquanto por outro lado o carbono sólido e voláteiscompõem a base da massa seca do carvão. Com isso, os limites recomendadosdos teores de carbono total e voláteis na massa seca do carvão estãoestreitamente ligados e devem ser estudados em conjunto.

Com a redução do teor de carbono total na massa seca do carvãoabaixo de cerca de 52% e o proporcional aumento nessa massa do teor devoláteis acima de cerca de 27%, durante a calcinação reduzem-se visivelmentea aglutinabilidade do carvão e sua estabilidade térmica nas condições deaquecimento rápido. O aumento do grau de decrepitação dos pedaços decarvão moído na superfície do banho de escória reduz a permeabilidade dacamada do redutor carbônico. Como resultado disso reduzem-se de formainterligada a velocidade de redução da massa fundida oxida, o grau de extraçãode chumbo em metal bruto e o desempenho relativo do processo. Além disso, adiminuição da intensidade do estágio redutor leva ao aumento do consumorelativo de recursos energéticos devido à necessidade de incremento da fluideze, respectivamente, da temperatura da massa fundida óxida, e também dacompensação das perdas de calor crescentes para sua recuperação e manutenção.

Com o aumento do teor de carbono sólido na massa seca docarvão acima de cerca de 80% e a proporcional redução nessa massa do teorde voláteis abaixo de cerca de 10%, a aglutinabilidade do carvão durante acalcinação e sua estabilidade térmica nas condições de aquecimento rápidotambém reduzem-se visivelmente. Isso se deve ao fato do caráter ideal deaglutinabilidade dos carvões estar condicionado à presença em sua composiçãode substâncias betuminosas - produtos de transformação de ceras, resinas esubstâncias gordurosas, contidas nas plantas carboníferas. O teor de taissubstâncias reduz-se tanto nos carvões com baixo grau de metamorfismo -lignitas, quanto em carvões com alto grau de metamorfismo - antracitas. Adependência do teor de aglutinabilidade dos carvões em sua massa seca decarbono total e voláteis, expressa em unidades condicionais, está apresentadanas Figuras 1 e 2. Os dados apresentados demonstram que os carvõesrecomendados no processo patenteado e com teores em massa seca decarbono total de cerca de 49% até cerca de 80% e voláteis de cerca de 11 % atécerca de 27%, possuem a mais alta aglutinabilidade. A diminuição daaglutinabilidade e da estabilidade térmica do carvão, conforme descrito acima,resulta na piora dos indicadores do processo nos moldes da solução do objetivoproposto.

O processo proposto é executado numa estrutura cujo esquemaprincipal está apresentado na Figura 3. O dispositivo consiste de uma numacuba vertical de reação 1 de seção retangular, no teto da qual está instalado odispositivo de queimadores 2 para a entrada de carga, oxigênio, pós dereversão e do redutor carbônico moído; um tabique vertical 3 com elementos decobre para refrigeração à água e que separa a cuba de reação 1 da cuba desaída de gases 4 com manutenção do vão sobre o banho de escória para asaída de gases de reação; forno elétrico 5 ligado à câmara de fusão e separadodesta por um tabique vertical 6 mergulhado no banho de escória e comelementos de cobre de refrigeração à água; uma soleira geral 7 para a cuba dereação 1, o forno elétrico 5 e a cuba de saída de gases; uma cinta derevestimento 8 e dispositivos para a saída dos produtos da fusão 9.

O processo é executado conforme descrito a seguir.

Utilizando os dados da análise química dos materiais plumbíferos,que podem ser concentrados de chumbo, pós, tortas e lamas das indústriashidrometalúrgicas, as pastas de acumuladores, os retornos do refino de chumbobruto, e outros materiais, - são calculadas as proporções e estes materiais sãomisturados numa correlação na qual a relação de massa da soma do enxofresulfídico, elementar e de pirita para o teor integral de enxofre na carga seja de0,08-0,87. À carga formada de materiais plumbíferos úmidos são adicionadosfundentes (calcário, areia de quartzo, e assemelhados) e o redutor carbônico empó. Como redutor carbônico podem ser utilizados diversos tipos de carvões(lignitas, e carvão de pedra ou de madeira), concentrados de carvãoprovenientes de escória do processo de Waelz, resíduos de indústrias de coque,e outros. Para atingir a compatibilização ideal das zonas de emissão eabsorção de calor pelas reações de transformação dos componentes da cargano estágio de calcificação-fundição é mais prático introduzir nesta os materiaiscarbônicos em pó com energia de ativação da reação de gaseificação docarbono nos limites de 56-209 kJ/mol. A adição do redutor carbônico em pódeve ser realizada pelo cálculo de 4-12 kg de carbono puro para 100 kg de ferrotrivalente e 20-140 kg de carbono puro para 100 kg de sulfato de enxofre nacarga.A carga obtida contendo 8-16% de umidade livre deve serhomogeneizada através de uma criteriosa mistura dos materiais. Isso permiteformar uma microestrutura homogênea da carga com uma grande fração demicro-conglomerados "complexos" de partículas heterogêneas que incluemcomponentes sulfatos, óxidos, sulfitos e carbônicos. Em caso da carga possuiruma umidade livre inferior a 8% deve-se primeiro umidificar a carga até estenível mínimo de umidade e somente depois realizar a sua homogeneização. Napresença na carga de umidade livre acima de 16% é mais prático realizarprimeiro a sua homogeneização e, depois eliminar o excesso de umidade livre(por exemplo, através da filtração do material) evitando assim um desperdício decombustível para a secagem da carga.

A carga úmida e homogeneizada entra no estágio de secagem,onde é secada até um teor de umidade residual inferior a 1%.

A carga seca obtida, contendo grandes frações de partículasaglutinadas deve ser triturada e o material triturado deve ser classificado. Afração grossa da carga seca em pó tendo a maioria das partículas tamanhosacima de 0,10 mm retorna à trituração, a fração dispersa com a maioria daspartículas de tamanho inferior a 0,01 mm retorna ao estágio de preparação dacarga úmida, enquanto a fração com no mínimo 90% de sua massa compostade partículas de tamanhos de 0,01-0,10 mm segue para o estágio decalcificação-fundição. Isso permite que a carga seca em pó que entra no estágiode calcificação-fundição conserve uma significativa fração demicroconglomerados "complexos" termo-estáveis formados nos estágios depreparação e secagem da carga úmida.

No caso de insuficiente capacidade calórica da carga seca, nestadeve ser introduzida a quantidade necessária de combustível carbônico em pó.Como combustível pode ser utilizado o mesmo material carbônico em pó que éadicionado à carga úmida como redutor de sulfatos e óxidos superiores de ferrono estágio de sua preparação ou algum outro material carbônico em pó quepossua um alto calor de combustão.

Antes de entrar no estágio de calcificação-fundição deve-seadicionar à carga os pós de reversão do processo e o redutor carbônico moídoaté o tamanho de 2-50 mm, e preferencialmente até 5-20 mm. Como redutorcarbônico em pó podem ser utilizados diversos materiais carbônicos - carvãoem pedra ou coque de petróleo, escória do processo de Waelz, carvão demadeira, e outros. Entretanto, conforme o processo patenteado, como redutorcarbônico em pó deve ser preferencialmente utilizado um carvão cuja massaseca contêm de cerca de 49 até cerca de 80% de carbono total e de cerca de11 até cerca de 27% de voláteis. Os carvões deste tipo possuem umaestabilidade térmica e uma aglomerabilidade suficientemente altas, quepermitem formar uma estável e porosa estrutura da camada de redutorcarbônico em pó com uma superfície de reação desenvolvida e uma altapermeabilidade para a massa fundida óxida em redução. Graças à presença docomponente hidrocarbônico ativo e baixa energia de ativação da reação degaseificação do carbono, este tipo de carvão revela-se um redutor carbônicomais ativo do que outros materiais carbônicos que já passaram por umtratamento térmico (coques).

A carga seca pulverizada junto com o combustível carbônico em pó(quando necessário), pós de reversão e o redutor carbônico moído passaatravés do dispositivo vertical de queima 2 para a cuba de reação 1 para adevida calcificação-fundição em suspensão na atmosfera de gás oxigenado.

A quantidade de entrada de oxigênio deve ser calculada pelo grautotal de dessulfurização e oxidação de sulfetos de chumbo, zinco e ferro atéóxidos e do combustível carbônico até o dióxido de carbono e vapores de água,subtraindo-se o consumo de sulfatos de metais e óxidos superiores de ferro nareação de interação com o enxofre sulfídico, elementar e de pirita e o carbonodo redutor carbônico em pó, conforme a estequiometria das seguintes reaçõestotais:

3Me1 S04 + Me2S 3Me10 +Me20 + 4S02; (9)

3Fe203 + MeS -» 6FeO + MeO + S02; (10)

2MeS04 + C-+ 2MeO + C02 + 2S02; (11)

2Fe203 + C —► 4FeO + C02. (12)

Em outras palavras, o consumo de oxigênio é reduzido para o valordeterminado pela quantidade de oxigênio "ligado" nos sulfatos e óxidossuperiores de ferro. Além disso, não é introduzido oxigênio para a oxidação docarbono puro do redutor carbônico.Na cuba de reação, sob a ação das altas temperaturas, a cargapulverizada inflama-se e aquece-se rapidamente até as temperaturas de 1250-1350oC por conta da oxidação com oxigênio da fase gasosa da parte desulfetos e material carbônico em pó. Nisso, nos volumes das partículas demicroconglomerados "complexos" na faixa das temperaturas de 350-700°Cocorrem intensivas interações de sulfatos e óxidos de metais (inclusive deóxidos superiores de ferro) com os sulfetos e o carbono. Como resultado forma-se uma massa fundida oxida dispersa com reduzido teor de óxidos superioresde ferro possuindo alta fluidez e também forma-se uma mistura de pós comgases sulfurosos de reação.

O redutor carbônico moído adicionado junto com a carga, graçasao grande tamanho de seus pedaços (predominantemente de 5-20 mm), etambém graças à rápida queda da concentração de oxigênio na fase gasosapela altura da cuba de reação 1 (sobre o espelho do banho de escória aconcentração de oxigênio é de cerca de 1-2%), não tem tempo de queimar nacuba de reação 1 e forma na superfície da escória fundida, debaixo dodispositivo de queima 2, uma camada redutora porosa e continuamentecompletada de pedaços muito quentes de material carbônico. A massa fundidaóxida dispersa obtida da calcificação-fundição da carga é filtrada através dessacamada de redutor carbônico moído. Com isso, os óxidos de chumbo reduzem-se até o metal, os óxidos superiores de ferro - até vustite, enquanto os óxidosde zinco não tem tempo de reduzir-se num grau visível e, junto com a vustite ecomponentes dos fundentes, formam uma escória de zinco pobre em chumbo.

Os óxidos de cobre da mesma forma que os óxidos de chumbo reduzem-se nacamada do redutor carbônico até o metal e passam para o chumbo bruto,enquanto que os sulfetos de metais não-ferrosos existentes na massa fundidadispersa da calcificação-fundição, distribuem-se entre as fases metálica e deescória (durante o grau de dessulfurização da carga acima de 90-94%) ouformam uma fase dispersa de matte. Os produtos gasosos das reações deredução (CO, C02 e vapores de zinco) saem da camada de redutor carbônicomoído e misturam-se com os gases e pós da calcificação-fundição.

A escória de zinco pobre em chumbo junto com a suspensão dechumbo metálico (e matte, quando houver formação deste) fluem da cuba dereação 1 para o forno elétrico 5 por debaixo do tabique 6 formado de elementosde còbre refrigerados a água e mergulhado no banho de escória. No fornoelétrico 5 a dispersa suspensão de metal (e matte) se sedimenta com formaçãode fases de produtos de fusão: chumbo bruto, escória de zinco empobrecida dechumbo e matte polimetálico, se houver formação do mesmo. Como regra geral,a fase de matte forma-se quando os materiais plumbíferos tratados contêm altoteor de cobre. Isso permite realizar uma grossa extração de cobre do chumbobruto com separação do excesso de cobre dos materiais plumbíferos tratadosem matte polimetálico diretamente na instalação. Após a sedimentação daescória de zinco, o chumbo bruto (e matte) é retirado do forno elétrico através dodispositivo de saída dos produtos de fusão 9 e enviado para o tratamentoseguinte por processos conhecido para a obtenção de produto comercial (quenão aparecem na Figura 3). O chumbo bruto é refinado, a escória de zinco ésubmetida a "fuming" (processo de evaporação de metais) ou o processo deWaelz com extração de zinco em sublimados oxidados de zinco, e mattepolimetálico convertido em cobre bruto.

A mistura formada dos gases de reação com os pós dacalcificação-fundição passa por debaixo do tabique 3 para a cuba de separaçãode gases 4 anexa a cuba de reação 1. Na cuba de separação de gases 4 osgases de reação são queimados até a total oxidação do monóxido de carbono edos vapores de zinco e, em seguida, resfriados pela troca de calor com assuperfícies dos elementos de resfriamento à água embutidos na cuba. A misturados gases de reação e dos pós esfriada até 800-1 OOOoC passa para a caldeirade recuperação onde é esfriada até 400-500oC e, em seguida, passa noeletrofiltro (não aparece na Figura 3), onde os pós são separados dos gasessulfurosos de reação e retornam para a calcificação-fundição junto com a carga.Os gases sulfurosos são enviados para recuperação do enxofre com obtençãode produto comercial (ácido sulfúrico, enxofre elementar, anidrido sulfúrico ousais).

Para melhor compreensão da presente invenção apresentamosalguns exemplos para ilustrar o processo proposto.

Exemplo 1 (conforme protótipo). Numa instalação semi-industrial, acarga foi tratada conforme processo conhecido e preparada de concentradossulfídicos de chumbo, pós de chumbo, tortas plumbíferas de indústrias de zinco,pastas de acumuladores e fundentes de quatzo e de calcáreo cuja relação demassa do total de enxofre sulfídico, elementar e de pirita em relação ao teor deenxofre total era de 0,6. No papel de redutor de sulfatos e óxidos superiores deferro foi adicionado à carga um carvão Iignita em pó com energia de ativação dareação de gaseificação de carbono de 135,2 kJ/mol, numa proporção de 10 kgde carbono puro para 100 kg de ferro trivalente e 80 kg de carbono puro para100 kg de enxofre de sulfato. A carga preparada continha a seguintecomposição, em %: 28,27 de chumbo; 8,29 de zinco; 0,97 de cobre; 13,02 deferro total (inclusive 10,03 de ferro trivalente); 8,01 de enxofre total (inclusive3,09 de enxofre de sulfatos); 12,01 de dióxido de silício; 6,01 de óxido de cálcio.

A carga com umidade livre da ordem de 10,7% foi secada até a umidaderesidual de 0,8% e carregada através do dispositivo de queima para acalcificação-fundição em suspensão na atmosfera de oxigênio técnico (96%).

Para a compensação da baixa capacidade calórica à carga foi adicionada comocombustível uma quantidade necessária de carvão em pó utilizado napreparação da carga úmida e com a seguinte composição: 43,76% de carbonosólido, 38,46% de voláteis e 17,78% de cinzas, que contêm em %: 6,4 de ferro,52,1 de dióxido de silício, 5,2 de óxido de cálcio. Através do dispositivo dequeima foram adicionados junto com a carga pós de reversão da calcificação-fundição e um redutor carbônico moído foi usado coque miúdo com tamanho de5-20 mm de composição seguinte em %: 86,64 de carbono sólido, 4,31 devoláteis e 9,05% de cinzas contendo em %: 12,6 de ferro, 57,1 de dióxido desilício, 10,3 de óxido de cálcio.

Na chama de carga e oxigênio do dispositivo de queima osmateriais plumbíferos e os fundentes transformavam-se em massa fundida óxidadispersa, enquanto o coque miúdo, sem conseguir queimar completamente, -caía na superfície do banho de escória formando sobre esta uma camada deredutor carbônico. A massa fundida óxida dispersa da calcificação-fundição emsuspensão da carga, reduzia-se passando através desta camada. Nisso, osóxidos de chumbo reduziam-se até o metal, os óxidos superiores de ferro - até avustite, enquanto o zinco permanecia na massa fundida óxida (na escória).

Como resultado foi obtido chumbo bruto, escória de zinco e gases empoeiradosda cuba de reação, que era esfriada e limpa do pó que retornava de formacontínua para a fusão junto com a carga.

O regime de fusão era controlado pelo grau de dessulfurização dacarga e temperatura da massa fundida oxida no ponto inferior da chama. Comeste objetivo realizoU-se tomadas de amostras da massa fundida de chamasobre a camada do redutor carbônico e fazia-se a análise do teor de enxofre.Simultaneamente, neste mesmo ponto mediu-se a temperatura que eracontrolada através da alteração do consumo de carga, do carvão em pó e deoxigênio.

Neste teste foram tratados no total 28 toneladas de carga seca. Osvalores médios obtidos dos indicadores da eficiência do processo nos moldes doobjetivo proposto do processo patenteado estão apresentados na Tabela 1,teste 1.

Exemplo 2. Conforme o processo proposto, o teste foi realizadocomo no Exemplo 1, com a diferença que a carga, após sua secagem até aumidade residual de 0,8%, - foi submetida à trituração em diversos regimes edepois à classificação na qual separavam três frações. A fração maior da cargaera enviada para uma segunda trituração, a fração menor - para a preparaçãoda carga úmida e a fração média - para a calcinação-fundição. Dependendo dascondições de trituração e classificação ocorrem alterações dos limites superior einferior da faixa de tamanhos das partículas, cuja fração de massa compõe 90%da carga seca fornecida para o estágio de calcinação-fundição. Os resultadosda fundição estão apresentados na Tabela 1, testes 2-6.

Exemplo 3. O processo foi realizado como no Exemplo 1 com adiferença que no estágio de calcinação-fundição era fornecida uma fraçãoseparada de carga seca com predominância de partículas na faixa de tamanhode 0,01 até 0,1 mm, enquanto a fração de massa dessa fração na carga variadependendo das condições de sua trituração e classificação. Os resultadosobtidos estão apresentados na Tabela 1, testes 7-8.

Conforme pode ser visto na tabela (testes 1-8) os objetivos doprocesso patenteado, ou seja: aumento da extração de chumbo em metal bruto(coluna 7), aumento do desempenho relativo do processo (coluna 8) e reduçãodos gastos relativos com recursos energéticos (colunas 9-12), são atingidos coma introdução simultânea das operações de trituração e classificação da cargaseca, em função da qual entra na calcinação-fundição uma fração separada decarga seca com 90% de sua massa formada de partículas de tamanho 0,01-0,10mm. Com a composição ideal das frações da carga seca observa-se (comparartestes 1, 3-5 e 7) aumento em 2,5-2,7% da extração de chumbo para metalbruto; aumento em 5,3-6,1% do desempenho relativo pela carga; redução em13,4-14,8% do consumo relativo dos recursos energéticos para a fundição.

Exemplo 4. O processo se realiza conforme o Exemplo 2, nacondição de trituração e classificação da carga seca na qual 90% da massafornecida para calcinação-fundição da massa é formada por partículas comtamanho de 0,01-0,10 mm (teste 3), mas se diferencia pelo teor da umidade livreda carga no estágio de sua preparação (2, 8, 16 e 20%), enquanto que a suasecagem é efetuada até a mesma umidade residual de 0,8%. Os resultadosobtidos apresentados na Tabela 2, testes 9-12, demonstram que os indicadoresideais do processo são atingidos no caso de existência de 8-16% de umidadelivre na carga no estágio de sua preparação graças à separação da composiçãode fração ideal da carga seca. O efeito complementar, condicionado pelaformação de uma microestrutura mais estável da carga com o aumentorecomendado do teor mínimo admitido de umidade livre de 2 até 8%, resulta noseguinte (comparar os testes 9 e 10) aumento de 2,0% da extração de chumboem metal bruto; aumento em 0,3% do desempenho relativo por carga; reduçãoem 1,6% do consumo relativo de recursos energéticos para a fusão.

Exemplo 5. O processo foi realizado conforme Exemplo 2, teste 3,com a diferença que no lugar do coque miúdo com pedaços no tamanho de 5-20mm foi utilizado como redutor carbônico moído um carvão de diferente qualidademas com pedaços de mesmo tamanho. Os resultados obtidos estãoapresentados na Tabela 3, testes 13-17. Conforme os dados obtidos, autilização de carvões como redutor carbônico moído permite aumentar odesempenho do processo (comparar com teste 3), enquanto que o máximoefeito complementar foi observado na faixa recomendada de teores na massaseca de carvão de cerca de 49 até cerca de 80% de carbono total e de cerca de11 até cerca de 27% de voláteis. O máximo efeito complementar da utilização decarvão como redutor carbônico moído foi observado no teste 15 e elecompreende aumento em 2,3% da extração de chumbo em metal bruto;aumento de 0,3% do desempenho relativo do processo por carga; redução em5.5% do consumo relativo de recursos energéticos para a fusão.

A massa de carga seca tratada em cada um dos testes foi de 22até 24 toneladas.

Assim, através dos exemplos apresentados ficou demonstrado queo processo patenteado permite solucionar o objetivo proposto.<table>table see original document page 25</column></row><table><table>table see original document page 26</column></row><table><table>table see original document page 27</column></row><table>

Claims (3)

1. PROCESSO DE TRATAMENTO DE MATERIAISPLUMBÍFEROS que inclui a preparação da carga através de cuidadosa misturade materiais plumbíferos úmidos sulfídicos e oxidados com agentes de fusão ematerial carbônico em pó, e nesta mistura a relação em massa da soma deenxofre sulfídico, elementar e de pirita para o teor de enxofre total na carga éde 0,08-0,87, enquanto o material carbônico em pó com energia de ativação dareação de gaseificação do carbono nos limites de 56-209 kJ/mol é introduzidocomo redutor a partir do cálculo de 4-12 kg de carbono puro para 100 kg deferro trivalente e 20-140 kg de carbono puro para 100 kg de sulfato de enxofrena carga; a secagem da carga úmida obtida até a umidade residual inferior a-1%; calcinação-fundição da carga seca no estado de suspensão em atmosferade oxigênio com obtenção de massa fundida oxida dispersa e mistura de póscom gases de calcinação-fundição; redução da massa fundida óxida dispersadurante sua filtração através da camada de partículas de tamanho 2-50 mmaquecidas do redutor carbônico moído disperso, com obtenção de chumbometálico, massa fundida óxida contendo zinco e gases misturados com pós egases da calcinação-fundição da carga seca; separação da mistura resultantede pós e gases de reação com retorno dos pós para a calcinação-fundição dacarga seca, cujo processo se caracteriza pelo fato da carga seca ser submetidaà trituração e classificação e, para o estágio de calcinação-fundição serfornecida uma fração separada de carga seca cuja massa é composta de 90%no mínimo de partículas com tamanho de 0,01-0,10 mm.

2. PROCESSO DE TRATAMENTO DE MATERIAISPLUMBÍFEROS de acordo com a reivindicação 1, caracteriza pelo fato do teorde umidade livre na carga no estágio de sua preparação ser de 8-16%.

3. PROCESSO DE TRATAMENTO DE MATERIAISPLUMBÍFEROS de acordo com a reivindicação 1, caracteriza pelo fato de queno papel de redutor carbônico moído ser utilizado um carvão com teor emmassa seca de carbono total de cerca de 49 até cerca de 80% e voláteis decerca de 11 até cerca de 27%.