KR0122510B1

KR0122510B1 - 폐염화동 용액으로부터 산화동을 회수하는 방법

Info

Publication number: KR0122510B1
Application number: KR1019940012506A
Authority: KR
Inventors: 주창한; 김시원
Original assignee: 손상욱; 조양화학공업주식회사
Priority date: 1994-06-03
Filing date: 1994-06-03
Publication date: 1997-11-11
Also published as: KR960000775A

Abstract

본 발명은 폐염화동 용액에서 산화동을 회수하는 방법에 관한 것으로서, 이 방법은 폐염화동 용액에 공기 또는 산소를 주입시켜 존재하는 미량의 구리Cu¹⁺이온을 구리Cu²⁺이온으로 산화시키고, 암모니아수 폐염화동 용액에 가성 소다를 폐염화동 용액의 부피기준으로 약 0.2배 내지 0.7배의 양으로 첨가하여 약 60 내지 90℃에서 약 2 내지 4시간 동안 반응시켜 산화동 입자를 생성시키고, 이를 통상의 방법으로 여과, 세척, 탈수 및 건조하여 포장하는 것으로 이루어진다. 이 방법에 따르면, 입도가 큰 산화동 입자가 생성되기 때문에 제조 작업이 용이하고, 또한 고순도의 산화동을 얻을 수 있다.

Description

폐염화동 용액으로부터 산화동을 회수하는 방버

본 발명은 폐염화동 용액에서 산화동을 회수하는 방법에 관한 것이다.

더욱 상세하게 말하자면, 본 발명은 각종 전기 및 전자 제품에 사용되는 인쇄 회로 기관(PCB)을 제조할 때 부식 공정에서 사용하고 남은 폐염화동 용액에 공기 또는 산소를 주입한 다음, 적정량의 암모니아수 또는 암모니아 가스와, 이어서 가성소다를 첨가하여 반응시킴으로써 입도가 큰 산화동을 고순도로 회수할 수 있는, 폐염화동 용액으로부터 산화동을 회수하는 개선된 방법에 관한 것이다.

일반적으로, 각종 전기 및 제품의 콘트롤부에 소자를 전기적으로 접지 연결하기 위하여 사용되는 인쇄 회로 기판(PCB)을 제조할 때 염산 용액을 사용하여 회로 기판을 부식시키고 나면 폐염화동 용액이 남게 된다. 이 폐염화동 용액에는 구리가 약 11 내지 13% 함유되어 있으므로, 포함되어 있는 구리를 산화동, 염화동, 또는 구리 분말 등의 형태로 회수하고 나머지 용액만을 폐기하게 된다.

폐염화동 용액에서 산화동을 회수하는 종래의 방법은 폐염화동 용액에 일정량의 가성소다를 첨가하여 약 60 내지 90℃에서 반응시킨 다음, 후속 공정으로서 여과, 세척, 탈수, 건조 및 포장 공정을 거쳐 산화동을 회수하여 왔다.

그러나, 종래의 방법으로 회수한 산화동은 입자가 미세하여(5㎛ 이하) 후속되는 세척, 여과 및 건조 공정에서 어려움이 많아 제조 공정에 많은 시간이 소요되는 문제점이 있었다. 또한, 제조된 산화동의 순도도 92 내지 93% 정도에 지나지 않아 낮으며, 염소 및 소금이 불순물로 존재하므로, 후속 공정에서 장치에 부식을 발생시키는 문제점이 있었다.

본 발명자들은 이와 같은 종래의 방법에서 발생하는 문제점을 해결하기 위해 예의 연구를 거듭한 결과, 먼저 폐염화동 용액에 공기 또는 산소를 주입하고, 이어서 적정량의 암모니아 가스를 첨가하여 폐염화동 용액을 염기성으로 만든 후, 여기에 가성소다를 첨가하여 반응시키면 종래의 방법에 비해 생성되는 산화동 입자의 입도가 커질 수 있어서, 후속되는 여과, 세척, 탈수 및 건조 공정 등에서의 작업성을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라, 순도도 높은 고품질의 산화동을 얻을 수 있다는 것을 발견하였다.

따라서, 본 발명의 목적은 폐염화동 용액으로부터 산화동을 회수하는 종래의 방법에 비해 여과, 세척, 탈수 및 건조 공정 등의 후속 공정에서의 작업성이 향상되고, 아산화동 염소 및 소금 등의 불순물의 혼입이 적어 순도가 높은 고품질의 산화동을 회수할 수 있는 방법을 제공하는 데 있다.

본 발명의 다른 목적 및 장점은 이하의 설명에 의하여 더욱 분명하게 드러나게 될 것이다.

본 발명의 방법에 따르면, 먼저 인쇄 회로 기판의 부식 공정에서 사용하고 남은 폐염화동 용액에 공기 또는 산소를 주입시킨다. 이와 같이 폐염화동 용액에 공기 또는 산소를 주입시키면, 폐염화동 용액 중에 미량으로 존재하는 구리Cu¹⁺이온이 구리Cu²⁺이온으로 산화되므로 산화동을 제조할 때 아산화동(Cu₂O)이 불순물로 혼입되는 것을 방지시켜 준다. 공기 또는 산소 주입은 폐염화동 용액의 색상이 불투명한 검은 녹색에서 투명한 맑은 녹색으로 바뀔 때까지 계속한다.

이어서, 상기한 폐염화동 용액에 적정량의 암모니아수 또는 순수 암모니아 가스를 첨가하여 폐염화동 용액을 염기성으로, 바람직하기로는 pH 7.5 내지 11.0으로 변화시킨다. 이 때 , 산과 염기의 중화 반응으로 인하여 상당량의 열이 발생하며, 녹색의 미분말이 생성되면서 상기 폐염화동 용액은 투명한 녹색에서 점차 암청색의 균일한 구리 착염 용액이 된다.

염기성으로 조정된 상기 폐염화동 용액에 이어서 가성 소다를 첨가하여 반응시킨다. 별법으로 가성 소다에 상기 폐염화동 용액을 반응시킨 수도 있다. 가성 소다는 통상 약 50%농도의 수용액을 폐염화동 용액의 부피 기준으로 약 0.2배 내지 0.7배의 양으로 첨가한다. 가성 소다를 첨가한 후 약 60내지 90℃에서 약 2내지 4시간 동안 반응시킨다. 이 때, 폐염화동 용액의 색상은 점차 없어지면서 검은 색상의 산화동이 형성되기 시작하고 반응 용액의 색상은 점차 투명해진다.

이와 같이 하여 폐염화동 용액으로부터 산화동 입자가 침전되면, 통상의 방법에 따라 여과하여 산화동 입자를 회수하고, 이를 세척, 탈수, 건조 및 포장 공정을 거침으로써 산화동을 회수하게 된다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 방법으로 회수한 산화동은 종래의 방법에 비해 상대적으로 회수되는 산화동 입자의 평균 입도(모델명이 JSM-5400(일본전자(주) 제품)인 주사 전자 현미경으로 측정함)가 약 10 내지 60㎛로 커지게 되므로, 여과, 세척, 탈수 및 건조 공정 등의 후속 공정에서 작업이 수월해지게 되어, 결국 작업성이 향상될 수 있고, 아산화동, 염소 및 소금 등의 불순물의 혼입이 줄어들어 순도가 97 내지 98%로 높은 고품질의 산화동을 얻을 수 있다. 또한, 장치의 부식도 줄어 수명을 연장할 수 있고, 세척 시 폐수의 발생량을 줄일 수 있는 효과까지도 얻을 수 있다.

이하, 본 발명을 실시예로서 더욱 상세히 설명한다. 그러나, 본 발명이 이들 실시예에 의하여 한정되는 것은 아니다.

[비교예 1]

종래의 산화동 제조방법에 따라 폐염화동 용액 1ℓ에 가성 소다 용액 0.4ℓ를 첨가하여 약 70℃에서 약 3시간 동안 반응시켰다. 생성된 산화동 입자를 여과하고 세척한 후 탈수 및 건조하여 산화동을 얻었다. 얻어진 산화동의 분석치는 다음과 같았다.

순도 : 92.3%,

불순물 함량 : 아산화동 : 0.7% ; 염소 : 1.6% ; 물 가용분 : 2.5%,

평균 입도 : 5㎛ 이하.

[비교예 2]

폐염화동 용액 1ℓ에 공기 또는 산소 1kgf/㎠ 압력으로 10시간 이상 동안 주입시켰다. 이 때, 용액의 색은 불투명한 갈색에서 투명한 녹색으로 바뀌었다.

이 용액에 50% 가성 소다 용액 약 0.4ℓ를 첨가하여 70℃에서 3시간 동안 반응시켰다. 이어서, 비교예1과 마찬가지로 후속공정을 수행하여 산화동을 얻었다. 얻어진 산화동의 분석치는 다음과 같았다.

순도 : 93.1%,

불순물 함량 : 아산화동 : 0.03% ; 염소 : 1.4% ; 물 가용분 : 2.4%,

평균 입도 : 5㎛ 이하.

[비교예 3]

공기 또는 산소를 주입하지 않은 폐염화동 용액 1ℓ에 암모니아수 또는 암모니아 가스를 pH 8.0이 될 때까지 첨가시킨 다음, 이어서 50%의 가성소다 용액 약 0.7ℓ를 첨가하여 약 90℃에서 약 3시간 동안 반응시켰다. 이어서, 비교예1과 마찬가지로 후속 공정을 수행하여 산화동을 얻었다. 얻어진 산화동의 분석치는 다음과 같았다.

순도 : 96.9%,

불순물 함량 : 아산화동 : 0.8% ; 염소 : 0.03% ; 물 가용분 : 0.2%,

평균 입도 : 10 내지 30㎛.

[실시예 1]

비교예2의 방법으로 공기 또는 산소를 주입시킨 폐염화동 용액 1ℓ에 25% 암모니아수 1ℓ(또는 암모니아 가스)를 서서히 첨가하였다. 이 때 열이 발생하면서 녹색의 미분말이 생성되었다. 계속해서 암모니아수를 첨가함에 따라 pH 약 7.6에서 암청색의 균일한 용액이 생성되었다. 이 용액에 50%의 가성 소다 용액 0.4ℓ를 첨가하여 70℃에서 약 3시간 동안 반응시켰다. 이어서, 비교예1과 마찬가지로 후속 공정을 수행하여 산화동을 얻었다. 얻어진 산화동의 분석치는 다음과 같았다.

순도 : 97.8%,

불순물 함량 : 아산화동 : 0.02% ; 염소 : 0.02% ; 물 가용분 : 0.1%,

평균 입도 : 10 내지 30㎛.

[실시예 2]

비교예 2의 방법으로 공기 또는 산소를 주입시킨 폐염화동 용액 1ℓ에 25% 암모니아수 1ℓ(또는 암모니아 가스)를 서서히 첨가하여 pH 약 10.5에서 암청색의 균일한 용액을 생성시켰다. 별도의 반응조에서 50% 가성소다 0.3ℓ를 90℃로 가열한 후, 여기에 상기 염기성의 폐염화동 용액을 서서히 첨가하여 3시간 동안 반응시켰다. 이어서, 비교예 1과 마찬가지로 후속 공정을 수행하여 산화동을 얻었다. 얻어진 산화동의 분석치는 다음과 같았다.

순도 : 98.2%,

불순물 함량 : 아산화동 : 0.02% ; 염소 : 0.02% ; 물 가용분 : 0.08%,

평균 입도 : 30 내지 60㎛.

[실시예 3]

비교예 2의 방법으로 공기 또는 산소를 주입시킨 폐염화동 용액 1ℓ에 25% 암모니아수 1ℓ(또는 암모니아 가스)를 서서히 첨가하여 pH 약 9.3에서 암청색의 균일한 용액을 생성시켰다. 별도의 반응조에 상기 염기성의 폐염화동 용액과 50% 가성 소다를 동시에 주입하면서 가온하여 80℃를 유지하면서 약 3시간 동안 반응시켰다. 이어서, 비교예1과 마찬가지로 후속 공정을 수행하여 산화동을 얻었다. 얻어진 산화동의 분석치는 다음과 같았다.

순도 : 97.5%,

불순물 함량 : 아산화동 : 0.02% ; 염소 : 0.04% ; 물 가용분 : 0.12%,

평균 입도 : 20 내지 50㎛.

Claims

폐염화동 용액에 공기 또는 산소를 주입하여 폐염화동 용액 중에 존재하는 미량의 1가 구리 이온율 2가 구리 이온으로 산화시키는 공정 ; 상기 폐염화동 용액에 용액의 pH가 7.5 내지 11.0이 될 때까지 암모니아수 또는 암모니아 가스를 첨가하여 구리 착염 용액으로 만드는 공정 ; 상기 구리 착염 용액에 가성 소다를 첨가하고 60 내지 90℃에서 반응시켜 산화동 입자를 생성시키는 공정 및 생성된 산화동을 여과하여 산화동 입자를 회수하고, 이를 세척, 탈수, 건조 및 포장하는 공정으로 이루어짐을 특징으로 하는, 폐염화동 용액으로부터 산화동의 입자를 회수하는 개선된 방법.
제1항에 있어서, 상기 산화동 입자가 순도 97% 이상, 평균 입도 10 내지 60㎛인 것인 방법.