ES2991604T3 - Método mejorado para reciclar zinc (zn) - Google Patents
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Abstract
Un método para reciclar zinc (Zn), en donde el método comprende los siguientes pasos: proporcionar una composición de alimentación; agregar la composición de alimentación a un horno rotatorio; calentar la composición de alimentación agregada para producir una primera fase de metal líquido fundido y una primera escoria sobrenadante; agregar aluminio (Al) a la primera fase de metal líquido fundido, en donde se forman una segunda escoria sobrenadante y una segunda fase de metal líquido fundido; agregar al menos un fundente a la segunda fase de metal líquido fundido, seguido de al menos un paso de segregación en el que la segunda fase de metal líquido fundido se retira del horno rotatorio; fundir la segunda fase de metal líquido fundido, o agregar la segunda fase de metal líquido fundido removida a un horno de fundición; fundir la segunda fase de metal líquido fundido desde el horno de fundición; en donde el método comprende además los pasos de: retirar la segunda escoria sobrenadante del horno rotatorio; someter la segunda escoria sobrenadante eliminada a al menos un paso de trituración y al menos un paso de clasificación para separar al menos una fracción de zinc y al menos una fracción de óxido de zinc de la segunda escoria sobrenadante; y utilizar la al menos una fracción de zinc para contribuir a proporcionar la composición de alimentación. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)
Description
DESCRIPCIÓN
Método mejorado para reciclar zinc (zn)
SECTOR DE LA INVENCIÓN
La presente invención se refiere a un método para reciclar (Zn) a partir de materias primas secundarias, también conocidas como materiales reciclables, opcionalmente combinadas con fuentes primarias, es decir, zinc especial de alto grado (zinc SHG, por sus siglas en inglés), mediante pirometalurgia. Los materiales reciclables pueden ser, por ejemplo, subproductos, materiales de desecho y materiales al final de su vida útil.
ESTADO DE LA TÉCNICA ANTERIOR
El desarrollo económico y humano siempre ha estado estrechamente vinculado al control y la producción de materias primas. Al mismo tiempo, debido al continuo crecimiento de la economía global y de la población mundial, aumenta la demanda de recursos naturales, tales como combustibles fósiles, metales y minerales. Esto no sólo plantea la cuestión del agotamiento de los recursos naturales, sino también la de las consecuencias para el medio ambiente y el clima. El pensamiento circular es un enfoque que puede ayudar a entender cómo los materiales como el zinc (Zn) encuentran su camino a través de la minería, la producción, la vida útil del producto y el reciclaje, pero el pensamiento circular también conduce a medidas efectivas para la optimización y el cambio en un enfoque integral, como por ejemplo, formas más eficientes en el uso de recursos para producir, utilizar y luego reciclar zinc. De hecho, el reciclaje de zinc juega un papel clave a la hora de garantizar recursos para el mantenimiento y la expansión de tecnologías e infraestructuras en el futuro.
La producción mundial anual de zinc (Zn) supera los 13 millones de toneladas. Más del 50 % de esta cantidad se utiliza en galvanización, tal como la galvanización de acero por inmersión en caliente, mientras que el resto se utiliza principalmente para la producción de latón, aleaciones de zinc, productos semiacabados y compuestos de zinc tales como óxido de zinc y sulfato de zinc.
El zinc pasa por un ciclo de vida complejo desde su extracción como mineral, pasando por su refinado y uso en la sociedad, hasta la eventual recolección y reciclaje de productos al final de su vida útil. En vista de las tendencias actuales en las que los intereses económicos, por un lado, y los intereses ecológicos y de sostenibilidad, por otro, parecen ir cada vez más de la mano, se pone mayor énfasis en las tecnologías para un uso más eficiente y un reciclaje de alta calidad del zinc. Los procesos de reciclaje de metales, en particular los procesos de reciclaje de metales de naturaleza pirometalúrgica, tienen como objetivo, entre otros, recuperar zinc (Zn) de materiales reciclables. Estos procesos de reciclaje de metal de zinc, y también los procesos de producción de metal de zinc en general, suelen comprender al menos uno, y usualmente una pluralidad de etapas del proceso pirometalúrgico en las cuales el zinc (Zn) y los óxidos de zinc se encuentran ambos en una fase de metal de zinc fundido líquido, y en la que se forma una o más fases de escoria sobrenadante. Estas fases de escoria sobrenadantes comprenden varias cenizas, óxidos metálicos (tal como óxido de zinc (ZnO)) y compuestos intermetálicos (tales como por ejemplo compuestos intermetálicos de Fe-Al) y, debido a la gravedad, flotan como fases separadas y típicamente más ligeras sobre una fase de metal de zinc fundido. Estas una o más fases de escoria sobrenadante generalmente se eliminan del proceso como una corriente separada, para obtener una fase de metal de zinc fundido de alto grado con una pureza deseada. Sin embargo, al eliminarlas, estas fases de escoria sobrenadante, que son subproductos de la producción de zinc metálico, aún contienen cantidades significativas atrapadas de zinc (Zn) deseado para reciclar. Por razones económicas, es aún deseable extraer el zinc (Zn) lo más eficientemente posible de las fases de escoria sobrenadante eliminadas antes de desechar el residuo para utilizarlo en otras aplicaciones, a menudo de menor valor.
Se conocen técnicas para eliminar, es decir, recuperar, zinc (Zn) de fases de escoria sobrenadante, tal como por ejemplo y en particular se describen en los documentos de Patente CN 102423803 A y WO 2013/056348 A1.
De lo anterior se desprende claramente que existe la necesidad de un método mejorado para reciclar zinc (Zn), que permita lograr un mayor rendimiento final de zinc (Zn), combinado con una mayor eficiencia (energética), mayores volúmenes de procesamiento, sin residuos en vertederos, mayor respeto por el medio ambiente y una menor huella de carbono.
CARACTERÍSTICAS DE LA INVENCIÓN
Los inventores han descubierto ahora sorprendentemente que es posible obtener un método para reciclar zinc (Zn) que satisface las necesidades mencionadas anteriormente.
Por lo tanto, se da a conocer un método para reciclar zinc (Zn), en el que el método comprende las siguientes etapas:
a) proporcionar una composición de alimentación, en la que la composición de alimentación comprende zinc (Zn) y además comprende hierro (Fe);
b) añadir la composición de alimentación a un horno rotatorio;
c) calentar la composición de alimentación añadida al horno rotatorio, mientras gira, a una temperatura de al menos 420 °C para producir una primera fase de metal fundido líquido y una primera escoria sobrenadante que, bajo la influencia de la gravedad, flota en la parte superior de la primera fase de metal fundido líquido;
d) añadir aluminio (Al) a la primera fase de metal líquido fundido en presencia de la primera escoria sobrenadante, en donde el hierro (Fe) presente reacciona al menos parcialmente con el aluminio (Al) añadido para formar al menos un compuesto intermetálico, y en donde se forma una segunda escoria sobrenadante que, bajo la influencia de la gravedad, queda flotando sobre una segunda fase de metal líquido fundido;
e) añadir al menos un fundente a la segunda fase de metal fundido líquido en presencia de la segunda escoria sobrenadante, seguido de al menos una etapa de separación en el que la segunda fase de metal fundido líquido se elimina al menos parcialmente del horno rotatorio;
f) añadir la segunda fase de metal líquido fundido eliminada en al menos un molde para fundir la segunda fase de metal líquido fundido, o añadir la segunda fase de metal líquido fundido eliminada a un horno de fundición, en la que la segunda fase de metal líquido fundido se mantiene a una temperatura de al menos 400 °C en el horno de fundición;
g) colar la segunda fase de metal líquido fundido del el horno de colada en al menos un molde;
en el que el método comprende además las etapas de:
h) eliminar la segunda escoria sobrenadante del horno rotatorio;
i) someter la segunda escoria sobrenadante eliminada a al menos una etapa de trituración y al menos una etapa de clasificación para separar al menos una fracción de zinc y al menos una fracción de óxido de zinc de la segunda escoria sobrenadante; y
j) añadir dicha al menos una fracción de zinc obtenida en la etapa i) en la etapa a) de manera que contribuya a la obtención de la composición de alimentación en la etapa a).
DESCRIPCIÓN DETALLADA
El término "que comprende", tal como se utiliza en las reivindicaciones, no debe interpretarse como limitado a los medios mencionados a continuación; dicho término no excluye otros elementos o etapas. El término debe entenderse como una especificación de la presencia de las características, números enteros, etapas o componentes indicados, sin excluir, sin embargo, la presencia o adición de una o más características, números enteros, etapas o componentes adicionales, o grupos de ellos. Por lo tanto, el alcance de la expresión "un método que comprende las etapas A y B" no debe limitarse al método que consiste únicamente en las etapas A y B. Esto significa que, con respecto a la presente invención, las únicas etapas relevantes del método son A y B. En consecuencia, los términos "que comprende" e "incluye" abarcan los términos más limitantes "que consiste esencialmente en" y "que consiste en".
Dentro del alcance de la presente invención, el término "opcionalmente" significa que un evento o circunstancia tal como se describe puede o no ocurrir, y que la descripción comprende casos en los que ese evento o circunstancia ocurre y casos en los que no.
En este documento y a menos que se especifique lo contrario, las cantidades de metales y óxidos se expresan de acuerdo con la práctica habitual en pirometalurgia. La presencia de cada metal se expresa típicamente en su presencia total, independientemente de si el metal está presente en su forma elemental (estado de oxidación = 0) o en cualquier forma químicamente ligada, típicamente en una forma oxidada (estado de oxidación > 0). Para los metales que pueden reducirse con relativa facilidad a sus formas elementales y que pueden presentarse como metal fundido en el proceso pirometalúrgico, es bastante común expresar su presencia en términos de su forma metálica elemental, incluso cuando se da la composición de una escoria, en la que la mayoría de dichos metales pueden estar presentes en realidad en forma oxidada. Por esta razón, la composición de una escoria como la escoria obtenida en el procedimiento según la presente invención especifica el contenido de Fe, Zn, Pb, Cu, Sb, Bi, Ni, Cr como metales elementales. Los metales menos nobles son más difíciles de reducir en condiciones pirometalúrgicas no ferrosas y se presentan principalmente en forma oxidada. Estos metales se expresan normalmente en términos de su forma de óxido más común. Por lo tanto, en composiciones de escoria o desechos, el contenido de Si, Ca, Al, Na se expresa típicamente como SiO<2>, CaO, AbO<3>, Na<2>O, respectivamente.
Tal como se mencionó anteriormente, de acuerdo con la etapa a) del método según la presente invención, se proporciona una composición de alimentación, en donde la composición de alimentación comprende zinc (Zn) y comprende además hierro (Fe).
En el contexto de la presente invención, se entiende por tanto que la composición de alimentación, tal como se detalla anteriormente, se proporciona de tal manera que dicha composición de alimentación comprende zinc (Zn) y comprende además hierro (Fe). El zinc (Zn) puede estar contenido en la composición del alimento en forma de una aleación de metal de zinc. El hierro (Fe) puede estar contenido en la composición del alimento en forma de una aleación de hierro y metal.
Dentro del alcance de la presente invención, una composición de alimentación tal como se detalla anteriormente, puede proporcionarse, es decir, estar compuesta, a partir de una o más materias primas secundarias, también conocidas como materiales reciclables, opcionalmente combinadas con una o más fuentes primarias, es decir, zinc especial de alto grado (zinc SHG) que tiene, por ejemplo, un contenido de zinc de 99,995 %, de acuerdo con una receta dada con respecto a la presencia de zinc (Zn) combinado con uno o más componentes metálicos no zinc, tales como hierro (Fe) y aluminio (Al), y sus respectivas cantidades presentes en la composición de alimentación dada. Estas materias primas secundarias, también conocidas como materiales reciclables, pueden provenir de una amplia variedad de fuentes y, por lo tanto, comprender una amplia variedad de compuestos. Los materiales reciclables pueden ser, por ejemplo, subproductos, materiales de desecho y materiales al final de su vida útil.
Además, se sabe que las materias primas secundarias tienen una huella de carbono (significativamente) menor en comparación con las materias primas primarias. La recuperación de zinc (Zn) a partir de materias primas secundarias se ha convertido en una actividad de suma importancia a lo largo de los años. El reciclaje de zinc (Zn) después de su uso se ha convertido en un contribuyente importante en la industria debido a la continua demanda de dicho zinc (Zn) y la disponibilidad decreciente de minerales metálicos de zinc frescos de alta calidad.
Los ejemplos no limitantes de materias primas secundarias también comprenden fases de escoria sobrenadante que comprenden zinc (Zn) y óxido de zinc (ZnO), fases de escoria sobrenadante que pueden provenir de plantas de zinc externas, plantas de fabricación de aleación de zinc, plantas de reciclaje de zinc y plantas de reciclaje de aleación de zinc. En el marco de la presente invención, dichas fases de escoria sobrenadante externa se someten preferentemente en primer lugar a al menos una etapa de trituración y al menos una etapa de clasificación, o alternativamente a al menos una etapa de clasificación en el caso de una fase de escoria sobrenadante externa que ya consiste en un material particulado con partículas pequeñas que pueden eliminar la necesidad de al menos una etapa de trituración, para separar al menos una fracción de zinc externa y al menos una fracción de óxido de zinc externa de estas fases de escoria sobrenadante externa. Se debe evitar preferentemente agregar una fracción demasiado grande de óxido de zinc (ZnO) a la composición de alimentación para su uso en el método de acuerdo con la presente invención, ya que la presencia de óxido de zinc (ZnO) en la composición de alimentación conducirá directamente a una eficiencia (energética) reducida y rendimientos más bajos para todo el método de reciclaje de zinc (Zn) de acuerdo con la presente invención.
En una realización de la presente invención, la al menos una fase de escoria sobrenadante externa se somete a al menos una etapa de trituración y al menos una etapa de clasificación añadiendo la al menos una fase de escoria sobrenadante externa a un tambor perforado giratorio tal como el descrito en el documento de Patente US 8,245,962 B2. En un tambor perforado giratorio de este tipo, la al menos una fase de escoria sobrenadante externa se somete primero a al menos una etapa de trituración, en el que la al menos una fase de escoria sobrenadante externa entrante se rompe sistemáticamente utilizando medios de trituración, particularmente en donde los medios de trituración se seleccionan entre dientes, cuchillas, espinas o cualquier combinación de los mismos, en un material particulado de un tamaño de partícula diferente. El material particulado así formado se somete, durante o después de al menos una etapa de trituración, a al menos una etapa de clasificación mediante separación por tamiz en presencia de una contracorriente aeráulica en el tambor perforado giratorio, es decir, siendo una separación densimétrica basada en un contraflujo de aire, para separar al menos una fracción externa de óxido de cinc y al menos una fracción externa de cinc, en donde dicha fracción externa de óxido de cinc se caracteriza en general por una densidad menor que dicha fracción externa de cinc, y en donde dicha fracción externa más ligera de óxido de cinc se separa y se elimina así densimétricamente de dicha fracción externa más pesada de cinc. Preferentemente, dicho tambor perforado giratorio está equipado además con al menos una cinta transportadora magnética para eliminar al menos parcialmente el hierro metálico (Fe) de la al menos una fase de escoria sobrenadante externa.
En otra realización de la presente invención, la al menos una fase de escoria sobrenadante externa se somete a al menos una etapa de clasificación, particularmente en caso de que la al menos una fase de escoria sobrenadante externa ya consista en un material particulado con partículas pequeñas, añadiendo la al menos una fase de escoria sobrenadante externa a un dispositivo como el descrito en el documento de Patente WO 2021/074528 A1. En un dispositivo de este tipo, la al menos una fase de escoria sobrenadante externa se somete a al menos una etapa de clasificación mediante separación aeráulica, es decir, una separación densimétrica, para separar al menos una fracción de óxido de cinc externa y al menos una fracción de cinc externa, en donde dicha fracción de óxido de cinc externa se caracteriza en general por una densidad menor que dicha fracción de cinc externa, y en donde dicha fracción de óxido de cinc externa más ligera se separa de este modo densimétricamente y se elimina de dicha fracción de cinc externa más pesada. Preferentemente, dicho dispositivo está equipado además con al menos un tambor magnético para eliminar al menos parcialmente el hierro metálico (Fe) de estas fases de escoria sobrenadante externa.
En una realización de la presente invención, el método, tal como se detalla anteriormente, comprende una primera etapa, es decir, una etapa realizada antes de la etapa a) de dicho método, en donde las materias primas secundarias entrantes se clasifican en función de su origen, su composición química con respecto a la presencia de zinc (Zn) combinado con uno o más componentes metálicos no zinc, tales como hierro (Fe) y aluminio (Al), y la aleación objetivo final para la que se utilizarán estas materias primas secundarias. Tal como se detalla anteriormente, las materias primas secundarias entrantes, particularmente cuando dichas materias primas secundarias entrantes son fases de escoria sobrenadante externa que comprenden zinc (Zn) y óxido de zinc (ZnO), pueden opcionalmente ser sometidas a al menos una etapa de trituración y al menos una etapa de clasificación, o alternativamente a al menos una etapa de clasificación en el caso de una fase de escoria sobrenadante externa que ya consiste en un material particulado con partículas pequeñas que pueden eliminar la necesidad de la al menos una etapa de trituración, para separar al menos una fracción de zinc externa y al menos una fracción de óxido de zinc externa de estas fases de escoria sobrenadante externa, y opcionalmente también otros metales tales como hierro metálico (Fe).
En general, un experto en la materia está familiarizado con las técnicas de análisis disponibles para determinar la composición química de materias primas secundarias en relación con la presencia de zinc (Zn) y otros componentes metálicos distintos del zinc. Ejemplos no limitativos de dichas técnicas de análisis son las técnicas organolépticas y la espectroscopia de emisión óptica (OES, por sus siglas en inglés).
En cuanto a la cantidad de zinc (Zn) presente en la composición de alimentación, en relación con el peso total de dicha composición de alimentación, el zinc (Zn) puede estar presente en cualquier cantidad que oscile entre 0,10 y 99,99 % en peso.
Preferentemente, el zinc (Zn) está presente, en relación con el peso total de la composición de alimentación, en una cantidad mayor o igual a 0,10 % en peso, preferentemente mayor o igual a 1,00 % en peso, preferentemente mayor o igual a 5,00 % en peso, preferentemente mayor o igual a 10,00 % en peso, preferentemente mayor o igual a 20,00 % en peso, preferentemente mayor o igual a 30,00 % en peso, preferentemente mayor o igual a 40,00 % en peso, preferentemente mayor o igual a 50,00 % en peso, preferentemente mayor o igual a 60,00 % en peso, preferentemente mayor o igual a 70,00 % en peso, preferentemente mayor o igual a 80,00 % en peso, preferentemente mayor o igual a 90,00 % en peso, preferentemente mayor o igual a 93,00 % en peso, preferentemente mayor o igual a 95,00 % en peso, preferentemente mayor o igual a 97,50 % en peso, preferentemente mayor o igual a 98,00 % en peso.
En cuanto a la cantidad de hierro (Fe) comprendida en la composición de alimentación, esta cantidad de hierro (Fe) no está limitada en principio, ya que el experto en la materia puede elegir la cantidad de hierro (Fe) comprendida en la composición de alimentación de tal manera que se garantice un correcto funcionamiento del método según la presente invención. En general, el hierro (Fe) está presente, en relación con el peso total de la composición de alimentación, en una cantidad que varía de 0,001 a 7,000 % en peso, preferentemente que varía de 0,001 a 5,000 % en peso, preferentemente que varía de 0,001 a 3,000 % en peso, preferentemente que varía de 0,001 a 2,000 % en peso, preferentemente que varía de 0,001 a 1,000 % en peso.
En una realización del método según la presente invención, la composición de alimentación consiste esencialmente en zinc (Zn) en una cantidad que varía entre 93,00 y 99,99 % en peso y hierro (Fe) en una cantidad que varía entre 0,001 y 7,000 % en peso, con respecto al peso total de la composición de alimentación.
Dentro del alcance de la presente invención, la composición de la alimentación, además de zinc (Zn) y hierro (Fe), puede comprender cantidades más pequeñas de otros metales. Ejemplos no limitativos de dichos otros metales son aluminio (Al), silicio (Si), níquel (Ni), plomo (Pb), magnesio (Mg), manganeso (Mn), cerio (Ce), estaño (Sn), cobre (Cu), lantano (La), antimonio (Sb), arsénico (As), bismuto (Bi), germanio (Ge), telurio (Te), cobalto (Co), selenio (Se), talio (Tl), galio (Ga), plata (Ag), oro (Au), platino (Pt), paladio (Pd), rutenio (Ru), rodio (Rh), osmio (Os) e iridio (Ir). La composición del alimento también puede comprender elementos que no se consideran un metal, como azufre (S), carbono (C) y oxígeno (O).
Tal como se ha mencionado anteriormente, de acuerdo con la etapa b) del método de acuerdo con la presente invención, la composición de alimentación, tal como se detalló anteriormente, se añade a un horno rotatorio.
En el contexto de la presente invención, se entiende por tanto que la composición de alimentación, tal y como se ha detallado anteriormente, puede añadirse al horno rotatorio en su conjunto, o, alternativamente, que los diferentes componentes que forman la composición de alimentación pueden añadirse por separado al horno rotatorio de forma que se forme dicha composición de alimentación en el horno rotatorio.
En general, se pueden utilizar hornos rotatorios conocidos, tales como los utilizados en el dominio pirometalúrgico y conocidos por el experto en la materia. Ejemplos no limitativos de hornos rotatorios se describen, por ejemplo, en los documentos de Patente CA 1336135 C y WO 2013/056348 A1.
En el contexto de la presente invención, se entiende por horno rotatorio un horno que tiene una cámara, tal como una cámara cilíndrica, en el que la cámara está recubierta con un material refractario adecuado, tal como hormigón refractario, y se calienta desde el interior. La cámara se puede colocar con su eje generalmente horizontal y se proporciona un mecanismo para inclinar el horno sobre un eje transversal. El horno rotatorio dispone de función giratoria e inclinable y también se puede cerrar. El calentamiento puede realizarse quemando combustible o gas natural (con oxígeno) con una llama directa, de doble etapa o de doble etapa en el horno, antorchas de plasma o arcos eléctricos. Preferentemente, el calentamiento se realiza quemando gas natural (con oxígeno) con una llama directa, de doble o doble etapa en el horno. Además, el horno rotatorio está provisto de un conducto de humos o chimenea, al menos un quemador de oxígeno, un tope de puerta, una entrada al horno y una puerta con bisagras. La capacidad teórica del horno rotatorio generalmente varía entre 30 y 50 toneladas.
Tal como se mencionó anteriormente, de acuerdo con la etapa c) del método de acuerdo con la presente invención, la composición de alimentación agregada, tal como se detalló anteriormente, se calienta en el horno rotatorio, mientras gira, a una temperatura de al menos 420 °C para producir una primera fase de metal fundido líquido y una primera escoria sobrenadante que bajo la influencia de la gravedad viene flotando en la parte superior de la primera fase de metal fundido líquido.
Preferentemente, la composición de alimento agregada, tal como se detalla anteriormente, se calienta en el horno rotatorio, mientras gira, a una temperatura de al menos 450 °C, preferentemente a una temperatura de al menos 500 °C, preferentemente a una temperatura de al menos 550 °C, preferentemente a una temperatura de al menos 600 °C.
Además, debe entenderse que el límite superior de la temperatura para calentar en el horno rotatorio mientras gira la composición de alimento agregada, tal como se detalla anteriormente, es igual o inferior a 900 °C, o igual o inferior a 880 °C, o igual o inferior a 860 °C, o igual o inferior a 850 °C.
En una realización preferente de la etapa c) del método según la presente invención, la composición de alimentación añadida, tal como se detalló anteriormente, se calienta en el horno rotatorio, mientras gira, a una temperatura que varía de 420 - 900 °C, o que varía de 450 - 900 °C, o que varía de 500 - 880 °C, o que varía de 550 - 860 °C, o que varía de 600 - 850 °C.
En el contexto de la presente invención, por "primera escoria sobrenadante" se pretende designar una sustancia pastosa, a menudo más ligera, que se forma como resultado de una etapa de funcionamiento, y que se separa de una primera fase de metal fundido líquido más densa, habitualmente bajo la influencia de la gravedad, y habitualmente queda flotando sobre dicha primera fase de metal fundido líquido. Por lo tanto, la primera escoria sobrenadante generalmente se puede raspar o eliminar mecánicamente de la primera fase de metal fundido líquido subyacente. La primera escoria sobrenadante suele ser rica en varios componentes no deseados, como cenizas y óxidos metálicos (como óxido de zinc (ZnO)), combinados con una cantidad significativa de la primera fase de metal fundido líquido que comprende el zinc (Zn) que se va a reciclar todavía atrapado en ella.
En el contexto de la presente invención, "una primera fase de metal líquido fundido" pretende designar una fase de metal de zinc líquido fundido más densa que se forma como resultado de una etapa de funcionamiento, y que se separa de la primera escoria sobrenadante, tal como se detalla anteriormente, generalmente bajo la influencia de la gravedad, y en donde esta primera fase de metal líquido fundido comprende principalmente zinc (Zn) y menos componentes no deseados tales como cenizas y óxidos metálicos (tales como óxido de zinc (ZnO)), ya que estos componentes no deseados están ahora al menos parcialmente comprendidos en la primera escoria sobrenadante.
Dentro del alcance de la presente invención, el experto en la materia, según la práctica habitual, puede proporcionar al horno rotatorio una velocidad de rotación adecuada mientras se calienta la composición de alimentación añadida al mismo, tal como se detalla anteriormente, para producir la primera fase de metal fundido líquido, tal como se detalla anteriormente, y la primera escoria sobrenadante, tal como se detalla anteriormente, que bajo la influencia de la gravedad queda flotando sobre la parte superior de la primera fase de metal fundido líquido.
Dentro del alcance de la presente invención, el experto en la materia puede ajustar la dirección de rotación, la velocidad de rotación, la inclinación al menos parcial, la intensidad de calentamiento del horno rotatorio mientras se calienta la composición de alimentación añadida, tal como se detalla anteriormente, de manera que se consiga una separación óptima de la primera fase de metal fundido líquido, tal como se detalla anteriormente, y la primera escoria sobrenadante, tal como se detalla anteriormente, en dicho horno rotatorio.
Como se dijo, de acuerdo con la etapa d) del método de acuerdo con la presente invención, se añade aluminio (Al) a la primera fase de metal líquido fundido en presencia de la primera escoria sobrenadante, en donde el hierro (Fe) presente reacciona al menos parcialmente con el aluminio (Al) añadido para formar al menos un compuesto intermetálico, y en donde se forma una segunda escoria sobrenadante que bajo la influencia de la gravedad queda flotando en la parte superior de una segunda fase de metal líquido fundido.
En el contexto de la etapa d) del procedimiento según la presente invención, se entiende por tanto que el aluminio (Al) añadido a la primera fase metálica líquida fundida, tal y como se ha detallado anteriormente, puede estar presente en forma de una aleación metálica de aluminio.
Para producir un producto de zinc comercializable, el hierro (Fe) presente debe eliminarse al menos parcialmente (de acuerdo con el estándar utilizado para la aleación de metal de zinc presente y deseada que se desea obtener), preferentemente eliminarse por completo. El hierro (Fe) es un metal que puede formar compuestos intermetálicos con el aluminio (Al). De este modo, el hierro (Fe) presente en la primera fase de metal líquido fundido, tal como se detalla anteriormente, puede reaccionar al menos parcialmente, preferentemente totalmente, con el aluminio añadido (Al) para formar al menos un compuesto intermetálico, tal como por ejemplo Fe<2>Al<5>, en donde se forma una segunda escoria sobrenadante que bajo la influencia de la gravedad flota sobre la parte superior de una segunda fase de metal líquido fundido, y en donde la segunda escoria sobrenadante formada comprende al menos un compuesto intermetálico.
En el contexto de la presente invención, por "escoria sobrenadante secundaria" se pretende designar una sustancia pastosa, a menudo más ligera, que se forma como resultado de una etapa operativa, y que se separa de una segunda fase de metal fundido líquido más densa, normalmente bajo la influencia de la gravedad, y normalmente queda flotando sobre dicha segunda fase de metal fundido líquido. Por lo tanto, la segunda escoria sobrenadante generalmente se puede raspar o eliminar mecánicamente de la segunda fase de metal fundido líquido subyacente. La segunda escoria sobrenadante suele ser rica en varios componentes no deseados, como cenizas y óxidos metálicos (tal como óxido de zinc (ZnO)), similar a la primera escoria sobrenadante, tal como se detalla anteriormente, y además al menos un compuesto intermetálico (tal como por ejemplo compuestos intermetálicos Fe-Al) que se forma mediante una reacción al menos parcial del hierro (Fe) presente en la primera fase de metal fundido líquido añadiéndole aluminio (Al). Además, la segunda escoria sobrenadante comprende una cantidad significativa de la segunda fase de metal líquido fundido que comprende el zinc (Zn) que se va a reciclar todavía atrapado en ella.
En el contexto de la presente invención, "una segunda fase de metal líquido fundido" pretende designar una fase de metal de zinc líquido fundido más densa que se forma como resultado de una etapa operativo, y que se separa de la segunda escoria sobrenadante, tal como se detalla anteriormente, generalmente bajo la influencia de la gravedad, y en donde esta segunda fase de metal líquido fundido comprende principalmente zinc (Zn), opcionalmente en presencia de otros componentes metálicos distintos del zinc, y menos componentes no deseados tales como cenizas y óxidos metálicos (tales como óxido de zinc (ZnO)), y hierro (Fe), ya que estos componentes no deseados están ahora al menos parcialmente comprendidos en la segunda escoria sobrenadante.
En una realización de la etapa d) del método según la presente invención, se añade aluminio (Al), opcionalmente comprendido en una aleación de metal de aluminio, a la primera fase de metal fundido líquido en al menos la cantidad estequiométrica necesaria para reaccionar con la cantidad de hierro (Fe) presente en la composición de alimentación, tal como se detalla anteriormente, o preferentemente al menos un 2 % por encima de la estequiometría, más preferentemente al menos un 5 % por encima de la estequiometría, incluso más preferentemente al menos un 10 % por encima de la estequiometría, tal como un 20 %.
En una realización de la etapa d) del método según la presente invención, se añade aluminio (Al), opcionalmente comprendido en una aleación de metal de aluminio, a la primera fase de metal fundido líquido en un contenido de como máximo el 200 % de la cantidad estequiométrica necesaria para reaccionar con la cantidad de hierro (Fe) presente, preferentemente como máximo el 150 % de la estequiometría, más preferentemente como máximo el 125 % de la estequiometría, incluso más preferentemente como máximo el 120 % de la estequiometría, todavía más preferentemente como máximo el 115 % de la estequiometría.
Los inventores han descubierto que las cantidades mencionadas anteriormente de aluminio (Al), opcionalmente comprendidas en una aleación de metal de aluminio, son suficientes para obtener una eliminación aceptable de hierro (Fe) presente en la primera fase de metal líquido fundido y para obtener las concentraciones objetivo deseadas de hierro (Fe) en la segunda fase de metal líquido fundido, tales como por ejemplo concentraciones objetivo iguales o inferiores a 0,02 % en peso (200 ppm).
Tal como se mencionó anteriormente, de acuerdo con la etapa e) del método de acuerdo con la presente invención, se añade al menos un fundente a la segunda fase de metal fundido líquido en presencia de la segunda escoria sobrenadante, seguido de al menos una etapa de separación en el que la segunda fase de metal fundido líquido se elimina al menos parcialmente del horno rotatorio.
Ejemplos no limitativos de un fundente adecuado para su uso en la etapa e) del método según la presente invención son ZnS, ZnCl<2>, NH<4>C (NH<4>)<2>ZnCl<4>, un hidrato o una mezcla de los mismos.
En una realización preferente de la etapa e) del método según la presente invención, el al menos un fundente se selecciona del grupo formado por ZnS, ZnCl<2>, NH<4>Cl, (NH<4>)<2>ZnCl<4>, hidratos y mezclas de los mismos.
En el contexto de la presente invención, la adición del al menos un fundente, tal como se detalla anteriormente, cumple una o más funciones, tales como, en particular, purificar (adicionalmente) la segunda fase de metal fundido líquido, tal como se detalla anteriormente, de componentes no deseados e impurezas químicas tal como están comprendidas en la misma, licuar adicionalmente la segunda escoria sobrenadante, tal como se detalla anteriormente, de tal manera que parte de la cantidad de la segunda fase de metal fundido líquido que comprende el zinc (Zn) a reciclar atrapado en la segunda escoria sobrenadante ahora se puede devolver a la segunda fase de metal fundido líquido subyacente, y reducir la cantidad de óxido de zinc (ZnO).
Los inventores han descubierto que añadir al menos un fundente a la segunda fase de metal fundido líquido en presencia de la segunda escoria sobrenadante, particularmente con el al menos un fundente seleccionado del grupo que consiste en ZnS, ZnCl<2>, NH<4>Cl, (NH<4>)<2>ZnCl<4>, hidratos y mezclas de los mismos, permite ahora que parte de la cantidad de la segunda fase de metal fundido líquido que comprende el zinc (Zn) que se va a reciclar atrapado en la segunda escoria sobrenadante se devuelva con éxito a la segunda fase de metal fundido líquido subyacente, sin contaminar más esta segunda fase de metal fundido líquido con, por ejemplo, óxidos metálicos y/o compuestos intermetálicos como los comprendidos en la segunda escoria sobrenadante.
Después de añadir el al menos un fundente, tal como se detalla anteriormente, a la segunda fase de metal fundido líquido, el fundente añadido se pone en contacto durante un tiempo determinado, como por ejemplo durante un tiempo de 15 a 30 minutos, con la segunda fase de metal fundido líquido y la segunda escoria sobrenadante en el horno rotatorio mientras gira, particularmente mientras gira en una posición inclinada del horno rotatorio. Para obtener buenos resultados, el eje del horno rotatorio puede, por ejemplo, formar un ángulo de 15 a 20 grados con respecto a la horizontal.
La adición del al menos un fundente, tal como se detalla anteriormente, a la segunda fase de metal fundido líquido en presencia de la segunda escoria sobrenadante, tal como se detalla anteriormente, y el contacto del fundente añadido con la segunda fase de metal fundido líquido y la segunda escoria sobrenadante durante un tiempo determinado en el horno rotatorio mientras gira, es seguido por al menos una etapa de separación en el que la segunda fase de metal fundido líquido se elimina al menos parcialmente del horno rotatorio. La segunda fase de metal líquido fundido acumulada debajo de la segunda escoria sobrenadante puede, en uno o más ciclos, segregarse, particularmente verterse, desde el horno rotatorio, en donde la segunda escoria sobrenadante, debido a su forma más sólida en comparación con la segunda fase de metal líquido fundido, permanece en el horno rotatorio al verter la segunda fase de metal líquido fundido. La separación de la segunda fase de metal fundido líquido del horno rotatorio durante al menos una etapa de separación puede llevarse a cabo a través de la entrada del horno rotatorio.
Después de la eliminación al menos parcial de la segunda fase de metal fundido líquido del horno rotatorio mediante al menos una etapa de separación, la puerta del horno rotatorio permanece cerrada (mientras el horno rotatorio gira) y el horno rotatorio está provisto de una atmósfera de gas inerte para reducir o prevenir reacciones exotérmicas en el horno rotatorio con formación de óxido de zinc no deseado a partir del zinc (Zn) deseado que se va a reciclar. Ejemplos no limitativos de gases inertes utilizables para lograr dicha atmósfera de gas inerte son el gas nitrógeno y el gas argón.
Después de que la segunda fase de metal fundido líquido, tal como se detalla anteriormente, se ha eliminado al menos parcialmente del horno rotatorio durante una etapa de separación, se considera ventajoso que el horno rotatorio gire nuevamente durante un tiempo determinado, ya que la segunda escoria sobrenadante, tal como se detalla anteriormente, tiene un alto grado de humidificación con una cantidad significativa de la segunda fase de metal fundido líquido que comprende el zinc (Zn) que se va a reciclar todavía atrapada en la misma.
En una realización preferente la etapa e) del método según la presente invención, la segunda fase de metal fundido líquido, como se detalló anteriormente, se elimina del horno rotatorio durante más de una etapa de separación, tal como dos etapas de separación o tres etapas de separación.
Los inventores han descubierto que la etapa e) del método según la presente invención, es decir, la etapa que comprende añadir al menos un fundente, tal como se detalla anteriormente, seguido de al menos una etapa de separación, preferentemente seguida de más de una etapa de separación, permite eliminar del horno rotatorio una cantidad máxima de la segunda fase de metal líquido fundido, tal como se detalla anteriormente, combinado con una relación favorable de rendimiento de zinc (Zn) frente a energía consumida, relación que conduce a una mayor sostenibilidad del método según la presente invención.
Como se ha dicho, de acuerdo con una realización de la etapa f) del método de acuerdo con la presente invención, la segunda fase de metal líquido fundido extraída del horno rotatorio, tal y como se ha detallado anteriormente, se añade a al menos un molde para colar dicha segunda fase de metal líquido fundido.
Ejemplos no limitativos de moldes adecuados son los moldes de lingotes y los moldes de bloques.
La segunda fase de metal líquido fundido así eliminada, tal como se detalla anteriormente, después de ser fundida en el al menos un molde, se enfría luego para volverse sólida.
Según una realización alternativa de la etapa f) del método según la presente invención, la segunda fase metálica líquida fundida extraída del horno rotatorio, tal y como se detalló anteriormente, se añade a un horno de fundición, en donde la segunda fase metálica líquida fundida se mantiene a una temperatura de al menos 400 °C en el horno de fundición.
Preferentemente, la segunda fase de metal fundido líquido agregada, tal como se detalla anteriormente, se mantiene en el horno de fundición a una temperatura de al menos 405 °C, preferentemente a una temperatura de al menos 410 °C, preferentemente a una temperatura de al menos 415 °C.
Además, debe entenderse que el límite superior de la temperatura para la segunda fase de metal líquido fundido agregada que se mantendrá en el horno de fundición, tal como se detalla anteriormente, es igual o inferior a 900 °C, preferentemente igual o inferior a 550 °C, preferentemente igual o inferior a 500 °C, preferentemente igual o inferior a 450 °C, preferentemente igual o inferior a 430 °C.
En una realización preferente de la etapa f) del método según la presente invención, la segunda fase de metal líquido fundido añadida, tal como se detalló anteriormente, se mantiene en el horno de fundición a una temperatura que oscila entre 415 - 430 °C.
En general, se pueden utilizar hornos de fundición conocidos como los utilizados en el campo pirometalúrgico y son conocidos por el experto en la materia.
Debido a que la segunda fase de metal líquido fundido, tal como se detalla anteriormente, se añade al horno de fundición en un estado líquido fundido, y por tanto antes del enfriamiento y solidificación de dicha fase metálica, se evita de esta manera cualquier pérdida de energía térmica, cualquier reacción de oxidación del metal del zinc (Zn) tal como está comprendido en la segunda fase de metal líquido fundido, y cualquier enfriamiento del horno de fundición en caso de que este ya contuviera una fracción de la segunda fase de metal líquido fundido.
En una realización de la etapa f) del método de acuerdo con la presente invención, se pueden añadir otros componentes metálicos distintos de zinc a la segunda fase metálica fundida líquida añadida, tal como se detalla anteriormente, en el horno de fundición para producir en el horno de fundición una aleación metálica de zinc final que comprende el zinc (Zn) reciclado que tiene una composición química deseada, y en donde esta aleación metálica de zinc final que comprende el zinc (Zn) reciclado se puede luego fundir desde el horno de fundición en al menos un molde y enfriar para volverse sólida.
En general, una persona experta en la materia está familiarizada con las técnicas de análisis disponibles para determinar la composición química de fases metálicas y/o materias primas de aleaciones metálicas con respecto a la presencia de zinc (Zn) y otros componentes metálicos distintos del zinc. Un ejemplo no limitativo de dicha técnica de análisis es la espectroscopia de emisión óptica (OES, por sus siglas en inglés).
Como ejemplo no limitativo, se puede añadir, por ejemplo, cobre (Cu) a la segunda fase de metal líquido fundido añadida, tal como se detalla anteriormente, en el horno de fundición para producir en el horno de fundición una aleación de metal de zinc final que comprende el zinc (Zn) reciclado que tiene una cantidad de cobre (Cu) que varía de 0,001 a 5 % en peso, en relación con el peso total de la aleación de metal de zinc final que comprende el zinc (Zn) reciclado, y en donde dicha aleación de metal de zinc final puede luego fundirse desde el horno de fundición en al menos un molde y enfriarse para volverse sólida.
Como otro ejemplo no limitativo, la segunda fase de metal fundido líquido añadida, tal como se detalla anteriormente, en el horno de fundición puede comprender ya una cantidad de aluminio (Al) fundido, particularmente cuando en una realización de la etapa d) del método según la presente invención, tal como se detalla anteriormente, se añadió aluminio (Al), opcionalmente comprendido en una aleación de metal de aluminio, a la primera fase de metal fundido líquido en presencia de la primera escoria sobrenadante, tal como se detalla anteriormente, en una cantidad mayor que la cantidad estequiométrica necesaria para reaccionar con la cantidad de hierro (Fe) presente en la primera fase de metal fundido líquido. Así, por ejemplo, se puede producir una aleación de metal de zinc final que comprende el zinc (Zn) reciclado que tiene una cantidad de cobre (Cu) que va del 0,50 al 3 % en peso y que tiene una cantidad de aluminio (Al) que va del 2 al 8 % en peso, en relación con el peso total de la aleación de metal de zinc final que comprende el (Zn) reciclado, y en donde dicha aleación de metal de zinc final se puede luego fundir desde el horno de fundición en al menos un molde y enfriar para volverse sólida.
Tal como se ha mencionado anteriormente, de acuerdo con la etapa g) del método de acuerdo con la presente invención, la segunda fase metálica líquida fundida, tal y como se ha detallado anteriormente, se añade desde el horno de colada a al menos un molde para colar dicha fase metálica en dicho al menos un molde.
Ejemplos no limitativos de moldes adecuados son los moldes de lingotes y los moldes de bloques.
Tal como se detalló anteriormente, después de ser eliminada del horno de fundición y después de ser fundida en el al menos un molde, luego se enfría para volverse sólida.
Tal como se ha mencionado anteriormente, de acuerdo con la etapa h) del método según la presente invención, la segunda escoria sobrenadante, como se detalló anteriormente, se elimina del horno rotatorio.
La eliminación de la segunda escoria sobrenadante, tal como se detalla anteriormente, del horno rotatorio se puede llevar a cabo a través de la entrada del horno rotatorio, entrada del horno rotatorio que también se utilizó en la etapa e) del método de acuerdo con la presente invención para eliminar al menos parcialmente la segunda fase de metal fundido líquido, tal como se detalla anteriormente, del horno rotatorio durante al menos una etapa de separación.
La segunda escoria sobrenadante así eliminada, tal como se describió detalladamente, se enfría luego para volverse sólida.
Tal como se ha mencionado anteriormente, de acuerdo con la etapa i) del método de acuerdo con la presente invención, la segunda escoria sobrenadante eliminada, como se detalló anteriormente, se somete a al menos una etapa de trituración y al menos una etapa de clasificación para separar al menos una fracción de zinc y al menos una fracción de óxido de zinc de la segunda escoria sobrenadante.
En el contexto de la etapa i) del método según la presente invención, la al menos una fracción de zinc puede estar en forma de una aleación de metal de zinc.
En una realización de la etapa i) del método según la presente invención, dicha al menos una etapa de trituración puede llevarse a cabo por medio de medios de trituración seleccionados entre dientes, cuchillas, espinas o cualquier combinación de los mismos, en donde la segunda escoria sobrenadante entrante, como se detalló anteriormente, se rompe sistemáticamente en un material particulado de un tamaño de partícula diferente.
En una realización de la etapa i) del método según la presente invención, dicha al menos una etapa de clasificación puede llevarse a cabo mediante separación por tamiz en presencia de una contracorriente aeráulica, es decir, siendo una separación densimétrica basada en un contraflujo de aire.
En una realización de la presente invención, el al menos una etapa de trituración, tal como se detalla anteriormente, y el al menos una etapa de clasificación, tal como se detalla anteriormente, como se menciona en la etapa i) del método según la presente invención, se pueden llevar a cabo añadiendo la segunda escoria sobrenadante, tal como se detalla anteriormente, en un tambor perforado giratorio como el descrito en el documento de Patente US 8,245,962 B2. En un tambor perforado giratorio de este tipo, la segunda escoria sobrenadante eliminada, tal como se detalla anteriormente, se somete primero a al menos una etapa de trituración, en el que la segunda escoria sobrenadante entrante se rompe sistemáticamente utilizando medios de trituración, particularmente en donde los medios de trituración se seleccionan entre dientes, cuchillas, espinas o cualquier combinación de los mismos, en un material particulado de un tamaño de partícula diferente. El material particulado así formado se somete, durante o después de al menos una etapa de trituración, a al menos una etapa de clasificación mediante separación por tamiz en presencia de una contracorriente aeráulica en el tambor perforado giratorio, es decir, siendo una separación densimétrica basada en un contraflujo de aire, para separar al menos una fracción de óxido de zinc y al menos una fracción de zinc, en donde dicha fracción de óxido de zinc se caracteriza en general por una densidad menor que dicha fracción de zinc, y en donde dicha fracción más ligera de óxido de zinc se separa y se elimina de esta manera densimétricamente de dicha fracción más pesada de zinc.
En una realización preferente, el tambor perforado giratorio, tal como se detalla anteriormente, está equipado además con uno o más medios magnéticos para eliminar, es decir, extraer, hierro metálico (Fe) si está presente en la segunda escoria sobrenadante.
Tal como se ha mencionado anteriormente, de acuerdo con la etapa j) del método de acuerdo con la presente invención, la al menos una fracción de zinc obtenida en la etapa i), como se detalló anteriormente, se agrega a la etapa a) de manera que contribuya a proporcionar la composición de alimentación, como se detalló anteriormente, en la etapa a).
Los inventores han descubierto que el método según la presente invención permite así lograr una extracción y reciclado máximos de zinc (Zn) en forma de al menos una fracción de zinc, tal como se detalla anteriormente, sometiendo además la segunda escoria sobrenadante, tal como se detalla anteriormente, después de eliminar la segunda escoria sobrenadante del horno rotatorio, a al menos una etapa de trituración y al menos una etapa de clasificación, tal como se detalla anteriormente, para separar la al menos una fracción de zinc y la al menos una fracción de óxido de zinc de la segunda escoria sobrenadante. El zinc (Zn) así recuperado sirve entonces para contribuir a proporcionar la composición de alimentación en la etapa a), permitiendo directamente lograr un mayor rendimiento final de zinc (Zn), combinado con una mayor eficiencia (energética), mayores volúmenes de procesamiento, ningún residuo en vertederos y una menor huella de carbono.
Los inventores han descubierto además que el método de la presente invención que comprende las etapas a) - j) en su conjunto permite así conseguir un mayor rendimiento final de zinc (Zn), combinado con una mayor eficiencia (energética), mayores volúmenes de procesamiento, ausencia de residuos en vertederos, mayor respeto al medio ambiente y una menor huella de carbono.
La al menos una fracción de óxido de zinc, tal como se detalla anteriormente, y como se obtiene en la etapa i) del método según la presente invención, se puede aplicar además en otras aplicaciones, a menudo de menor valor, tales como por ejemplo como activador para la vulcanización de caucho o como aditivo o relleno para plásticos, cerámicas, vidrio y cemento.
Claims (17)
1. Método para reciclar zinc (Zn), en el que el método comprende las siguientes etapas:
a) proporcionar una composición de alimentación, en la que la composición de alimentación comprende zinc (Zn) y además comprende hierro (Fe);
b) añadir la composición de alimentación a un horno rotatorio;
c) calentar la composición de alimentación añadida al horno rotatorio, mientras gira, a una temperatura de al menos 420 °C para producir una primera fase de metal fundido líquido y una primera escoria sobrenadante que, bajo la influencia de la gravedad, flota en la parte superior de la primera fase de metal fundido líquido;
d) añadir aluminio (Al) a la primera fase de metal líquido fundido en presencia de la primera escoria sobrenadante, en donde el hierro (Fe) presente reacciona al menos parcialmente con el aluminio (Al) añadido para formar al menos un compuesto intermetálico, y en donde se forma una segunda escoria sobrenadante que, bajo la influencia de la gravedad, queda flotando sobre una segunda fase de metal líquido fundido;
e) añadir al menos un fundente a la segunda fase de metal fundido líquido en presencia de una segunda escoria sobrenadante, seguida de al menos una etapa de separación en el que la segunda fase de metal fundido líquido se elimina al menos parcialmente del horno rotatorio;
f) añadir la segunda fase de metal líquido fundido eliminada en al menos un molde para fundir la segunda fase de metal líquido fundido, o añadir la segunda fase de metal líquido fundido a un horno de fundición, en la que la segunda fase de metal líquido fundido se mantiene a una temperatura de al menos 400 °C en el horno de fundición;
g) colar la segunda fase de metal líquido fundido del horno de colada en al menos un molde;
en el que el método comprende además las etapas de:
h) eliminar la segunda escoria sobrenadante del horno rotatorio;
i) someter la segunda espuma sobrenadante eliminada a al menos una etapa de trituración y al menos una etapa de clasificación para separar al menos una fracción de zinc y al menos una fracción de óxido de zinc de la segunda escoria sobrenadante; y
j) añadir dicha al menos una fracción de zinc obtenida en la etapa i) en la etapa a) de manera que contribuya a la obtención de la composición de alimentación en la etapa a).
2. Método, según la reivindicación 1, en el que la composición de alimentación es proporcionada por una o más materias primas secundarias.
3. Método, según la reivindicación 2, en el que una o más materias primas secundarias se someten primero a al menos una etapa de trituración y al menos una etapa de clasificación, o al menos una etapa de clasificación, para separar al menos una fracción externa de zinc y al menos una fracción externa de óxido de zinc.
4. Método, según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en el que la composición de alimentación, basada en el peso total de la composición de alimentación, comprende una cantidad de zinc (Zn) mayor o igual a 0,10 % en peso, preferentemente mayor o igual a 1,00 % en peso, preferentemente mayor o igual a 5,00 % en peso, preferentemente mayor o igual a 10,00 % en peso, preferentemente me o igual a 20,00 % en peso, preferentemente mayor o igual a 30,00 % en peso, preferentemente mayor o igual a 40,00 % en peso, preferentemente mayor o igual a 50,00 % en peso, preferentemente mayor o igual a 60,00 % en peso, preferentemente mayor o igual a 70,00 % en peso, preferentemente mayor o igual a 80,00 % en peso, preferentemente mayor o igual a 90,00 % en peso, preferentemente mayor o igual a 93,00 % en peso, preferentemente mayor o igual a 95,00 % en peso, preferentemente mayor o igual a 97,50 % en peso, preferentemente mayor o igual a 98,00 % en peso.
5. Método, según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en el que la composición de alimentación, basada en el peso total de la composición de alimentación, comprende una cantidad de hierro (Fe) comprendida entre 0,001 y 7,000 % en peso, preferentemente entre 0,001 y 5,000 % en peso, preferentemente entre 0,001 y 3,000 % en peso, preferentemente entre 0,001 y 2,000 % en peso, preferentemente entre 0,001 y 1,000 % en peso.
6. Método, según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en el que en la etapa c) la composición de alimentación añadida se calienta en el horno rotatorio, mientras gira, a una temperatura de entre 420 y 900 °C, o entre 450 y 900 °C, o entre 500 y 880 °C, o entre 550 y 860 °C, o entre 600 y 850 °C.
7. Método, según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, en el que en la etapa d) se añade aluminio (Al) a la primera fase de metal fundido líquido, al menos en la cantidad estequiométrica necesaria para reaccionar con la cantidad de hierro (Fe) presente en la composición de alimentación.
8. Método, según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, en el que en la etapa d) se añade aluminio (Al) a la primera fase metálica líquida fundida en una proporción de como máximo el 200 % de la cantidad estequiométrica necesaria para reaccionar con la cantidad de hierro (Fe) presente, preferentemente como máximo el 150 % de la estequiometría, más preferentemente como máximo el 125 % de la estequiometría, aún más preferentemente como máximo el 120 % de la estequiometría, y aún más preferentemente como máximo el 115 % de la estequiometría.
9. Método, según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, en el que en la etapa e) el al menos un fundente se selecciona del grupo que consiste en ZnS, ZnCl<2>, NH<4>Cl, (NH<4>)<2>ZnCl<4>, hidratos y mezclas de los mismos.
10. Método, según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, en el que en la etapa e) la segunda fase de metal fundido líquido del horno rotatorio se elimina durante dos etapas de separación o tres etapas de separación.
11. Método, según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10, en el que en la etapa f) la segunda fase de metal fundido líquido añadida se mantiene a una temperatura de al menos 405 °C en el horno de fundición, preferentemente a una temperatura de al menos 410 °C, preferentemente a una temperatura de al menos 415 °C.
12. Método, según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11, en el que en la etapa f) la segunda fase metálica líquida fundida añadida se mantiene a una temperatura igual o inferior a 900 °C en el horno de fundición, preferentemente igual o inferior a 550 °C, preferentemente igual o inferior a 500 °C, preferentemente igual o inferior a 450 °C, preferentemente igual o inferior a 430 °C.
13. Método, según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 12, en el que en la etapa f) se añaden otros componentes metálicos distintos del zinc a la segunda fase de metal fundido líquido añadida al horno de fundición.
14. Método, según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 13, en el que en la etapa i) dicha al menos una etapa de trituración se realiza utilizando medios de trituración seleccionados entre dientes, cuchillas, espinas o cualquier combinación de los mismos.
15. Método, según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 14, en el que, en la etapa i), dicha al menos una etapa de clasificación se lleva a cabo mediante separación en un tamiz en presencia de una contracorriente aeráulica.
16. Método, según cualquiera de las reivindicaciones 14 o 15, en el que la etapa i) se realiza en un tambor perforado giratorio.
17. Método, según la reivindicación 16, en el que el tambor perforado giratorio está equipado además con uno o más medios magnéticos para eliminar hierro metálico (Fe).
REFERENCIAS CITADAS EN LA DESCRIPCIÓN
Esta lista de referencias citada por el solicitante es únicamente para mayor comodidad del lector. No forman parte del documento de la Patente Europea. Incluso teniendo en cuenta que la compilación de las referencias se ha efectuado con gran cuidado, los errores u omisiones no pueden descartarse; la EPO se exime de toda responsabilidad al respecto.
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