JPH01153527A - 酸化銅微粉末の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、磁性材料、超電導材料等に使用される酸化銅
微粉末の製造方法に関する。

〔従来の技術〕

酸化銅の製造方法としては、金属銅又は亜酸化銅を酸化
焙焼する方法、あるいは、硫酸鋼等の酸性第二銅溶液に
アルカリを添加して水酸化銅とし、これを加熱して酸化
銅とする方法が知られている。

又、酸化銅微粉末を得る方法としては、上記方法によっ
て得られた酸化銅を多段粉砕する方法、金属銅を酸素雰
囲気でプラズマアークにより溶解する方法等が知られて
いる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

酸化焙焼により酸化銅を製造するときは、付随して発生
する反応熱により塊が多く発生し、微粉末を得るために
は多段粉砕が必要とされ、あるいは、金属鋼の表面で反
応が終了し、内部まで酸化されない等の問題があった。

酸性第二銅溶液にアルカリを添加する方法によるときは
、回収される水酸化銅又は酸化銅はゲル状のものであり
、沈降性、濾過性が悪く、このため洗浄工程での収率低
下や乾燥工程での塊の生成等の問題があった。

更に、プラズマアークによるときは、設備費、運転費が
高価であり、所定の粒形、粒度の酸化銅微粉末を得よう
とすれば、歩留りが悪く、コストが高くなる問題があっ
た。

従って、従来の方法によるときは、均一な酸化銅の微粒
子が得に＜＜、高純度の酸化銅微粉末を製造することは
困難であった。

本発明者たちは、上記問題点を解決するため研究を重ね
た結果、アンモニア性第二銅塩溶液と強アルカリ溶液が
反応して生成される酸化銅微粒子の粒形と粒度分布を制
御しろる方策を解明した。

従って、本発明の目的は、液濃度、液温、反応時間など
を調整することにより、粒形が針状で溶解性が高く、容
易に固液分離が可能であり、１０μ以下の範囲で制御さ
れた粒度分布を持つ高純度の酸化銅微粉末を、低コスト
で製造する方法を提供することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明を第１図に示すフローシートに基づいて説明する
。

まず、電気銅を硝酸、硫酸等に溶解した後、アンモニア
水を加えて銅濃度２０〜１２０　ｇ／ｌ、２のアンモニ
ア性第二銅塩溶液とし、これを原料溶液とする。この原
料溶液を５０〜８５℃に加熱し、苛性ソーダ等の強アル
カリと反応させ、加熱、撹拌しながら２０〜６０分間熟
成させる。熟成後は、生成物を沈殿させ、澱物を洗浄し
、通常の固液分離手段により製品を回収のうえ乾燥する
。

銅プリント基板のエツチング工程から排出されるアンモ
ニアエッチャント液は、銅濃度が６０〜１１０　ｇ／ｌ
で、第一銅イオンを１０数％含んでいるが、強アルカリ
との反応過程においてこの第一銅イオンが酸化されて第
二銅イオンとなることから、このアンモニアエッチャン
ト液を原料溶液とすることもできる。又、塩化銅系のエ
ツチング廃液も、アンモニアを加えることにより、原料
溶液として使用することができる。

原料溶液と強アルカリとの反応は、両者を同時に反応槽
へ入れることが理想的であるが、銅濃度、液温及び反応
速度を充分に制御すれば、原料溶液に強アルカリを添加
しても、あるいはその逆でも差支えない。

この反応において、原料溶液の銅濃度、液温及び反応速
度が製品の粒状に影響を与える。製品の平均粒径を１μ
ｍ前後とするときは、原料溶液の銅濃度を２０〜６０ｇ
／Ｉ！とじ、２〜３μｍのものを得ようとするときは８
０〜１２０ｇ／／とするのが適当である。液温を高温度
に保った場合には、製品の粒径が細かくなる傾向がある
。又、反応速度が早いときは、多数の粒子核を生成せし
め、銅イオンの結晶析出時間が短いことから粒の成長が
抑制されるので、微細な、粒度分布のシャープな製品が
得られ、反応時間を長くすると、少ない粒子核の生成と
長い析出時間により、粒の成長が見られる。

反応時に発生するアンモニアは、回収のうえ、アンモニ
ア水に添加することにより、再利用することができる。

なお、反応過程において水酸化銅が生成することがある
ので、これを脱水するために、熟成に際して一時煮沸す
ることも有益である。

〔作　用〕

銅がアンモニアと錯イオンを作ることから、アンモニア
性銅塩溶液に強アルカリを添加して錯イオンを分解する
ことにより、結晶性の酸化銅微粒子を生成させる。

この反応は、塩酸性アンモニア第二銅塩溶液とアルカリ
に苛性ソーダを使用したとき、ＣＬＩ（ＮＨ３）　４Ｃ
１２＋２ＮａＯＨ−ＣｕＯ＋４ＮＨ３Ｔ　＋２ＮａＣ１
＋Ｈ２０となる。アルカリの添加しはじめには、しばし
ば（：ｕ　（ＮＨ３）　４Ｃｊ！　２　＋２ＮａＯ）Ｉ
　−＋ＣＵ　（ＤＨ）　２　＋　４ＮＨ３↑＋２ＮａＣ
ｌとなって水酸化銅が生成するが、ｐＨが１２に近づく
と、煮沸すれば容易に次の脱水反応が生じて酸化銅とす
ることができる。

Ｃｕ　（０）１）　２　→ＣｕＯ＋　Ｈ２０〔実施例１
〕 電気銅６０．０　ｇを２４％硝酸５００ｍｆに溶解し、
これに２８％アンモニア水２５０ｍ１を加え、更に水を
加えて全容量を１βとする。このＣｕ６０ｇ／ｌの硝酸
性アンモニア第二銅塩溶液３１を８０℃に加熱し、撹拌
しながら３０％苛性ソーダ液８４０ｍ１を３分間で添加
した後、液温を８０℃に保ちながら３０分間熟成させた
。反応後、澱物を洗浄し、固液分離により製品を回収し
、乾燥して２１９ｇの酸化銅微粉末を得た。酸化銅の実
収率は９７％であった。

得られた酸化銅微粉末の形状は第１図に示す通りであり
、粒度分布は第１表に示す通りで、平均粒径は０．９μ
ｍであった。

第１表 〔実施例２〕 電気銅７２．０　ｇを２４％硝酸６００ｍ１に溶解し、
これに２８％アンモニア水３２０−を加え、更に水を加
えて全容量を１１とする。このＣｕ７２ｇ／ｌの硝酸性
アンモニア第二銅塩溶液３１を６０℃に加熱し、撹拌し
ながら３０％苛性ソーダ液１１５０−を３分間で添加し
た後、液温を６０℃に保ちながら４０分間熟成させた。

反応後、搬物を洗浄し、固液分離により製品を回収し、
乾燥して２６５ｇの酸化銅微粉末を得た。酸化銅の実収
率は９８％であった。

得られた酸化銅微粉末の粒度分布は第２表に示す通りで
、平均粒径は１．１μｍであった。

第２表 〔実施例３〕 Ｃｕ６０．Ｏｇ／ｊｉ！、ＮＨｓ　　６９．７　ｇ／　
１、Ｃ１５１，２ｇ／βの組成を有するアンモニア性情
エッチャント溶液３１を８０℃に加熱し、撹拌しながら
３０％苛性ソーダ液８４０ｍ１を３分間で添加した後、
液温を８０℃に保ちながら３０分間熟成させた。反応後
、澱物を洗浄し、固液分離により製品を回収し、乾燥し
て２２３ｇの酸化銅微粉末を得た。酸化銅の実収率は９
９％であった。

得られた酸化銅微粉末の粒度分布は第４表に示す通りで
、平均゛粒径は０．９μｍであった。

第３表 〔実施例４〕 Ｃｕ　　１０２．４ｇ／ｊ！５ＮＨ３１１９，Ｏｇ／ｊ
ｉ！、Ｃｌ８１．４ｇ／ｌの組成を有するアンモニア性
情エッチャント溶液３１を６０℃に加熱し、撹拌しなが
ら３０％苛性ソーダ液１４００−を３分間で添加した後
、液温を６０℃に保ちながら４０分間熟成させた。反応
後、澱物を洗浄し、固液分離により製品を回収し、乾燥
して３６２ｇの酸化銅微粉末を得た。酸化銅の実収率は
９４％であった。

得られた酸化銅微粉末の形状は第３図に示す通りであり
、粒度分布は第４表に示す通りで、平均粒径は２．３μ
ｍであった。

第４表 〔効　果〕 将来の需要増大が見込まれている超電導材料用としては
、粒子が細かく、粒度、粒形の制御された溶解性の高い
酸化銅微粉末が望まれている。

本発明によって製造された酸化銅微粉末は、針状のもの
で、濾過性が良く、粒径に対する比表面積が大きいこと
から、溶解性に富んだものであった。又、粒径は充分に
細かいので改めて粉砕する必要がなく、実収率も９０％
以上となっており、特別高価な装置も必要としないので
、大幅に製造コストを低減することができた。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明による酸化Ｍ微粉末の製造方法のフロ
ーシートである。 第２図及び第３図は、本発明による酸化銅微粉末製品の
粒子構造の顕微鏡写真である。 第１図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）アンモニア性第二銅塩溶液と強アルカリ溶液を反
   応させ、加熱熟成後固液分離して酸化銅微粉末を製造す
   る方法であって、目的粒度構成に応じ、アンモニア性第
   二銅塩溶液中の銅濃度を２０〜１２０ｇ／ｌ、反応液温
   を５０〜８５℃、熟成時間を２０〜６０分間の範囲で制
   御することにより、１０μ以下の所定粒度分布を有する
   高溶解性酸化銅微粉末を得ることを特徴とする酸化銅微
   粉末の製造方法。
2. （２）アンモニア性第二銅塩溶液として銅エッチング工
   程から排出されるアンモニアエッチャント液又は塩化銅
   廃液にアンモニアを加えた溶液を使用することを特徴と
   する特許請求の範囲第１項記載の酸化銅微粉末の製造方
   法。