KR100224150B1 - 구리선 제조 방법 - Google Patents

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KR100224150B1 KR1019960703445A KR19960703445A KR100224150B1 KR 100224150 B1 KR100224150 B1 KR 100224150B1 KR 1019960703445 A KR1019960703445 A KR 1019960703445A KR 19960703445 A KR19960703445 A KR 19960703445A KR 100224150 B1 KR100224150 B1 KR 100224150B1
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케이. 영 샤론
에이. 밀즈 브레드포드
지. 배이 아담
에이. 이몬 마이클
엔. 라이트 로저
제이. 코후트 스티븐
펙헴 피터
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크룸 마크 에이.
일렉트로카퍼 프로덕스 리미티드
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Abstract

본 발명은 하기로 구성된 구리선(12)를 제조하는 방법에 관한 것이다 : (A) 구리-함유 물질을 하나 이상의 침출 수용액의 유효량과 접촉시켜 구리가 풍부한 침출 수용액을 생성하고 ; (B) 구리가 풍부한 침출 수용액을 하나 이상의 수용성 추출액의 유효량과 접촉시켜 구리가 풍부한 추출액 및 구리가 소모된 침출 수용액을 생성하고 ; (C) 구리가 소모된 침출 수용액으로부터 상기 구리가 풍부한 추출제를 분리 시키고 ; (D) 구리가 풍부한 추출액을 하나 이상의 회수 수용액의 유효량과 접촉시켜 구리가 풍부한 회수 용액 및 구리가 소모된 추출액을 생성하고 ; (E) 구리가 소모된 추출액으로부터 구리가 풍부한 회수용액을 분리 시키고 ; (F) 양극 및 음극 사이에 구리가 풍부한 회수 용액을 흐르게 하여, 상기 양극 및 음극을 가로질러 일정량의 전압을 걸어서 음극 상에 구리를 부착 시키고 ; (G) 음극으로부터 구리를 제거하고 ; 및 (H) (G)로부터 제거된 구리를 용융점 이하의 온도에서 구리선으로 전환 시킨다.

Description

[발명의 명칭]
구리선 제조방법
[도면의 간단한 설명]
첨부된 도면에서, 부분과 특징은 참고 숫자로 표기된다 :
제1도는 구리를 구리 광석으로부터 추출하고 전착시켜 구리 호일을 생성하여, 호일을 자르고 다듬어서 구리선을 생성하는 발명의 한 구현예를 나타내는 흐름도이고 ; 제2도는 구리를 구리 광석으로부터 추출하고 전착시켜 구리 분말을 생성하여, 구리 분말을 압출한 다음 연신하여 구리선을 생성하는 발명의 한 구현예를 나타내는 흐름도이고 ; 및 제3도는 실린더형 음극 상에 전착된 구리를 세로로 홈을 내어 파내어서, 얇은 구리 가닥을 생성하는 발명의 한 구현예를 나타내는 도식도이다.
[발명의 상세한 설명]
본 출원은 1993. 4. 19일에 출원된 미합중국 출원 일련번호 제08/049,176호의 C.I.P. 출원이다. 또한 상기 출원은 1993. 4. 19일에 출원된 미합중국 출원 일련번호 제08/049,166호의 연속적인, 1994. 8. 9일에 출원된 미합중국 출원 일련번호 제08/287,703호의 C.I.P. 출원이다.
상기 선 출원들은 그 전체가 여기에 참고로 도입된다.
[기술분야]
본 발명은 구리선 제조 방법에 관한 것이다. 더욱 특별히, 본 발명은 구리 광석 또는 구리를 함유한 폐기물과 같은 불순물이 섞인 구리원으로부터 직접 구리선을 제조하는 방법에 관한 것이다.
[배경설명]
용매 추출-전해채취(이하 SX-EW)에 의해 광석 및 처리액으로부터 구리 금속을 회수하는 방법은 공지이다. 요약하면, 본 발명은 침출 수용액내의 구리(통상적으로 광석)를 용해시키거나, 또는 처리 용리액과 같은 구리-함유 용액을 사용하여 수득된 구리-함유 수용액을 사용하여 수행한다. 구리 생성 용액을 구리에 대해 선택적 친화성이 있는 수불용성 이온 교환 조성물을 함유한, 물과 혼화되지 않는 유기용매(예를들어, 등유)와 혼합한다. 이온 교환 조성물은 수용액으로부터 구리를 우선적으로 추출한다. 수성 및 유기상들을 분리시킨다.
구리가 빠진 수용액은 통상적으로 라피네이트라 불리운다. 라피네이트는(침출 방법에서) 침출액으로서 재순환 되거나 또는 (처리 용리액으로부터 구리 회수와 같은 방법에서) 폐기될 수 있다. (이온 교환 조성물 및 추출된 구리를 함유하는) 유기상은 통상적으로 충전된 유기성 이라 불리운다. 원하는 구리를 황, 인산, 또는 과염화 산과 같은 강산을 함유하고, 상기 구리-함유 수용액이하의 pH를 가진 회수 수용액과 혼합하여 충전된 유기성으로부터 제거한다. 회수 수용액을 충전된 유기성으로부터 원하는 구리를 추출한다. 유기 및 수성상을 분리하고 나면, 원하는 구리가 회수 수용액내에 존재한다. 생성한 구리가 풍부한 회수 수용액은 통상적으로 전해물 또는 풍부한 (rich) 전해물이라 불리운다. 구리가 소모된 유기상은 통상적으로 고갈된 유기상이라 불리운다. 불모 유기상은 재회수할 수 있다.
구리는 공지된 전해채취(이하 EW) 기술에 의해 전해물로부터 정제된 형태로 회수한다. 통상적으로 전해채취 방법은 구리 출발 종자판 또는 스테인레스 스틸 음극 마더 블랭크(mother blank) 상에 구리도금을 하는 것을 포함한다. 통상적으로 도금 싸이클을 7일간 발생시켜 마더 블랭크의 각 면으로부터 100 파운드 음극을 수득한다. 상기 음극들을 마더 블랭크의 각 면으로부터 기계적으로 회수한다.
구리선을 제조하는 것은 별도의 설비에서 상기 음극들을 용융, 주조 및 열간 압연하여 통상적으로 직경이 5/16 인치(7.94 mm)인 구리 막대를 제조하는 것을 포함한다. 상기 구리 막대를 구리선, (예를들어, 전선)으로 전환 시킨다. 상기 방법의 제1단계는 막대가 약 AWG # 14. (1.628 mm)에서 냉각 연신되는 막대 절연이다. 막대 절연 후의 중간체 선은 최종 생성크기에서 더욱 냉각 연신된다. 냉각하는 동안, 선을 주기적으로 달굴 수 있다.
통상적인 구리선 제조 방법은 많은 에너지를 소비하고 많은 노동력 및 자본 비용을 필요로 한다. 용융, 주조 및 열간 압연 조작을 수행하여 생성물을 산화 시키고, 내화 물질 및 통상적으로 선의 형태로선 연신기에서, 실질적으로 문제를 일으킬 수 있는 압연 물질과 같은 외부 물질로부터 잠재적인 불순물을 연신하는 동안 제거한다.
본 발명의 방법에 의해, 선 기술과 비교할 때, 구리선을 간단하고 비용이 덜드는 방법으로 제조한다. 본 발명의 방법은 구리 막대 피드스톡(feed stock)을 제조하는 데 있어서 제1단계로 구리 음극을 만들고, 이어서, 용융, 주조 및 열간 압연을 하는 선 기술을 사용하는 것을 필요로 하지 않는다. 한 구현예에서는, 심지어 구리 막대 피드스톡의 제조가 필요치 않다.
[발명의 요약]
본 발명은 하기로 이루어지는 것을 포함하는 구리-함유 물질로부터 직접 구리선을 제조하는 방법에 관한 것이다 : (A) 구리-함유 물질을 하나 이상의 침출 수용액의 유효량과 접촉시켜 구리 이온을 상기 침출 용액에 용해 시켜서 구리가 풍부한 침출 수용액을 생성하고 ; (B) 상기 구리가 풍부한 침출 수용액을 하나 이상의 수불용성 추출제의 유효량과 접촉시켜 상기 구리가 풍부한 침출 수용액으로부터 상기 추출제에로 구리 이온을 전달시켜 구리가 풍부한 추출제 및 구리가 소모된 침출 수용액을 생성하고 ; (C) 상기 구리가 소모된 침출 수용액으로부터 상기 구리가 풍부한 추출제를 분리 시키고 ; (D) 상기 구리가 풍부한 추출제를 하나 이상의 회수 용액의 유효량과 접촉시켜 상기 추출제로부터 상기 회수 용액에로 구리 이온을 전달 시켜서 구리가 풍부한 회수 용액 및 구리가 소모된 추출 용매를 생성하고 ; (E) 상기 구리가 소모된 추출제로부터 상기 구리가 풍부한 회수용액을 분리 시키고 ; (F) 구리가 풍부한 회수 용액을 양극 및 음극 사이에 흐르게 하여, 상기 양극 및 음극을 가로질러 유효량의 전압을 걸어서 상기 음극 상에 구리를 부착 시키고 ; (G) 상기 음극으로부터 상기 구리를 제거하고 ; 및 (H) (G)로부터 제거된 구리를 그의 용융점 미만의 온도에서 구리선으로 전환시킨다. 한 구현예에서, (F)를 수행하는 동안에 음극에 부착된 구리는 구리 호일 형태이고, 상기 방법은 (H-1) 구리 호일을 여러 가닥의 구리선으로 자르고, (H-2) 구리선 가닥 형태를 만들어서 원하는 횡단면을 가진 상기 구리선 가닥을 수득하는 것을 포함한다. 한 구현예에서, (F)를 수행하는 동안에 음극에 부착된 구리는 구리 분말 형태이고, 상기 방법은 (H-1) 구리 분말을 압출하고, (H-2) 구리 막대 또는 구리선을 연신하여 원하는 횡단면을 가진 구리선을 생성하는 것을 포함한다.
한 구현예에서, (G)를 수행하는 동안에 상기 음극 상에 구리를 세로로 홈을 내어 파내어서 음극으로부터 제거된 얇은 구리 가닥을 생성하고, 단계 (H) 동안에 상기 얇은 구리 가닥을 원하는 횡단면을 가진 구리가닥을 생성한다. 의외로, 본 방법에서 전착 구리에 사용된 전해액에서 본 방법에 사용된 추출 단계로부터 운반된 불순물은 생성된 구리의 구리선의 기능 특성을 약화시키지 않는다. 본 발명의 방법의 중요한 장점은 용융점 미만의 온도에서 구리를 구리선으로 전환시키는 것이다. 즉, 본 발명의 방법에 의해, 구리선을 비싸고, 선 기술에서 요구되는 용융, 주조 및 열간 압연의 에너지 소비 단계없이 제조한다.
[바람직한 구현예의 설명]
본 발명은 3개의 별도의 기술을 조합하여 구리 광석 또는 구리-함유 폐기물과 같은 상대적으로 불순물이 섞인 구리원으로부터 직접 구리선을 제조하는 것을 포함한다. 상기 기술의 제1은 용매 추출, 제2는 전착, 및 제3은 금속-가공을 포함한다.
[용매추출]
구리-함유 물질은 구리를 추출할 수 있는 어떠한 구리원도 가능하다. 상기 원들은 구리광석, 용해로 송관 먼지, 구리 시멘트, 구리 농축물, 구리 용해로 생성물, 황산 구리, 및 구리-함유 폐기물을 포함한다. 구리-함유 폐기물이라는 용어는 구리를 함유하는 어떤 고체 또는 액체 폐기물질(예를들어, 찌꺼기, 슬러지, 유출 스트림(stream), 등)을 말한다.
상기 폐기물질은 위험한 폐기물을 포함한다. 사용할 수 있는 폐기물의 특정 예는 소모된 제이구리 염화 부식액을 처리할 때 수득되는 산화 구리이다. 또한, 구리 산탄, 구리선, 재순환된 구리등과 같이 선기술에서 사용된 구리원을 사용할 수 있지만, 상기 선기술원의 원을 사용하면, 본 발명의 방법을 사용한 경제적인 장점이 감소된다.
한 구현예에서, 노천 채광으로부터 구리 광석을 구리-함유 물질로서 사용할 수 있다. 광석을 통상적으로 고밀도 폴리에틸렌 라이너와 같이, 라이너로 표시된 지역위에 세워진 침출물-더미로 이송하여, 침출 유체가 주위의 물에 스며들어 손실되는 것을 방지한다. 통상적인 침출물-더미는 예를들어, 약 125,000 피트 제곱의 표면적을 가지고 있으며, 대략 110,000톤의 광석을 함유한다. 침출이 진행되어 새로운 더미가 구 더미 위에 쌓여감에 따라, 더미들이 더욱 높아지고 결국 예를들어, 약 250 피트이상의 높이에 도달한다. 파이프 및 회전 살수 장치의 망을 새로이 쌓인 더미의 표면위에 설치하고, 묽은 황산 용액을 계속적으로, 예를 들어, 표면적 100 제곱 피트, 1분당 약 0.8 갤런의 양으로 분무한다. 침출 용액이 더미를 통해 아래로 스며들어, 광석내의 구리를 용해시키고, 구리가 풍부한 침출 수용액으로서 더미 바닥으로부터 흘러 수집 못에 배수시켜, 본 발명의 방법을 사용하는 연속적인 처리를 위해 피드 못으로 퍼올린다.
일련의 광산 작업과 함께, 본래의 장소에 침출물을 구리 광석으로부터 구리를 추출하는 데에 사용한다. 상기 방법에 의해 수득된 구리가 풍부한 침출 용액을 구리-함유 물질로서 본 발명의 방법에 사용할 수 있다. 본래의 장소에 침출물은 산-수용성 산화물 광석의 예비분이 노천 채광 아래 및 광산 아래의 고갈된 부분위에 있거나 또는 침전물이 너무 깊이 매장되어 있어서 노천 채광에 의해서는 경제적으로 개발될 수 없을 때 유용할 수 있다. 주입정을 상기 지역에 예를들어, 약 1000 피트의 깊이로 구멍을 뚫는다. 정을 바닥 부분에 구멍을 뚫어 폴리비닐클로라이드 파이프로써, 용액이 광석으로 흐르도록 주조한다. 묽은 황산 용액의 침출 용액을 뚫린 지역의 투과성에 따른 비율로 각 정에 주입한다. 용액은 광석 지역을 통해 아래로 스며들어, 구리 광물을 용해 시키고, 준비된 수집 못에 배수시킨다. 수집 지역은 예를들어, 광산 아래의 견인 수평갱도이다. 제조된 구리-함유 침출 수용액을 본 발명의 방법에 대해 구리-함유 물질로서 사용하기에 유용한 곳에 내부식성 펌핑 시스템에 의해 표면으로 펌핑한다.
침출-더미 및 본래 장소에 침출물 모두 사용된 광산 작업에서, 각각으로부터 구리-함유 침출 용액(때때로 함침 침출 용액이라 불린다)을 배합할 수 있고, 본 발명의 방법에서 구리-함유 물질로서 사용된다.
본 발명의 방법(A)에서 사용된 침출 수용액은 바람직하게는 황산용액, 할로겐화물 산 용액(HCL, HF, HBr, 등) 또는 암모니아 용액이다. 통상적으로 황 또는 할로겐화물 산 용액은 1리터당 약 5 내지 약 50그램 범위, 및 한 구현예에서는 1리터당 약 5 내지 약 40그램 범위, 및 한 구현예에서는 1리터당 약 10 내지 약 30그램 범위의 농도를 가진다.
통상적으로 암모니아 용액은 1리터당 약 20 내지 약 140그램 범위, 및 한 구현예에서는 1리터당 약 30 내지 약 90그램 범위의 농도를 가진다. 통상적으로 상기 용액의 pH는 약 7 내지 약 11, 및 한 구현예에서 약 8 내지 약 9의 농도를 가진다.
통상적으로, (A) 동안 생성된 구리가 풍부한 침출 수용액 또는 함침 침출 용액은 1리터당 약 0.8 내지 약 5그램 범위, 및 한 구현예에서는 1리터당 약 1 내지 약 3그램 범위의 구리이온 농도를 가진다. (A)에 사용된 침출 용액이 황산 용액일 때, 구리가 풍부한 침출 수용액내에 유리황산의 농도는 통상적으로, 1리터당 약 5 내지 약 30그램, 및 한 구현예에서는 1리터당 약 10 내지 약 20그램 범위의 농도를 가진다. (A)에 사용된 침출 용액이 암모니아 용액일 때, 구리가 풍부한 침출 수용액내에 유리 암모니아의 농도는 통상적으로, 1리터당 약 10 내지 약 130 그램, 및 한 구현예에서는 1리터당 약 30 내지 약 90그램 범위이다.
본 발명의 방법의 (B)에서 사용된 수불용성 추출제는 수성 매질로 부터 구리이온을 추출할 수 있는 어떠한 수불용성 추출제도 좋다. 한 구현예에서, 추출제를 물과 혼화할 수 없는 유기용매에 용해 시킨다. (물과 혼화할 수 없는 및 수불용성이라는 용어는 25℃에서 1리터당 약 1그램의 레벨 이상이 물에 용해될 수 없는 조성물을 언급하는 것이다.) 상기 용매는 등유, 벤젠, 톨루엔, 크실렌, 나프탈렌, 원료 오일, 디이젤 원료 및 기타 유용한 물질, 및 바람직하게는 등유를 가진 추출제로서 어떠한 물과 혼화할 수 없는 용매도 좋다. 유용한 등유의 예는 필립스 석유사로부터 구입할 수 있는 SX-7 및 SX-12 이다.
한 구현예에서, 추출제는 탄화수소 결합된 상이한 탄소 원자에 부착된 2개 이상의 관능기, -OH인 관능기중 하나 및 다른 하나는 =NOH인 상기 관능기를 함유하는 유기 화합물이다.
한 구현예에서, 추출제는 하기식으로 나타나는 옥심이다 :
(식중, R1,R2,R3,R4,R5,R6및 R7은 독립적으로 수소 또는 하이드로카르빌기이다.) 한 구현예에서, R1및 R4는 각각 부틸이고 ; R2, R3및 R4는 각각 수소이고 ; 및 R5및 R7은 각각 에틸이다. 상기 구조를 가진 화합물은 LIX 63 등록 상표인 헨켈사로부터 구입할 수 있다.
한 구현예에서, 추출제는 하기식으로 나타나는 옥심이다 :
(식중, R1및 R2는 수소 또는 하이드로카르빌기이다.) 유용한 구현예에는 R1은 약 6 내지 약 20개의 탄소원자 및 한 구현예에서, 약 9 내지 약 12개의 탄소원자의 알킬기인 것을 포함하고 ; 및 R2는 수소, 1 내지 약 4개의 탄소원자 및 한 구현예에서, 약 1 내지 약 2개의 탄소원자의 알킬기이거나, 또는 R2는 페닐이다. 페닐기는 후반에 바람직한 것으로써 치환 또는 미치환될 수 있다. 상기에 나타난 식을 기재로 한 하기의 화합물을 하기에 나타난 상표하에 헨켈사로부터 구입할 수 있고, 본 발명에 유용하다 :
상표 표시 R1R2
LIX 65 노닐 페닐
LIX 84 노닐 메틸
LIX 860 도데실 수
헨켈사로부터 구입할 수 있는 다른 상업적으로 유용한 물질은 : (LIX 65 및 LIX 63의 혼합물로서 인식된) LIX 64N ; 및 (LIX 860 및 LIX 84의 혼합물로서 인식된) LIX 984를 포함한다.
한 구현예에서, 추출제는 베타케톤이다. 상기 화합물은 하기의 식에 의해 나타난다:
(식중, R1및 R2는 독립적으로 알킬기 또는 아릴기이다). 통상적으로, 알킬기는 1 내지 10개의 탄소원자를 함유한다. 통상적으로, 아릴기는 페닐이다. 상기 식에 대응하는, 헨켈사로부터 구입할 수 있는 시판용 추출제의 예는 LIX 54이다. 상기 베타디케톤은 본 발명의 방법인 (A)에서 사용된 침출 용액이 암모니아 용액일 때, 유용하다.
유기 용액에서 추출제의 농도는 통상적으로 약 2중량% 내지 약 40중량%의 범위이다. 한 구현예에서, 유기 용액은 나머지인 SX-7과 함께, 약 5중량% 내지 약 10중량%, 또는 약 6중량% 내지 약 8중량%, 또는 약 7중량%의 LIX 984를 함유한다.
한 구현예에서, 추출제를 이온교환 수지이다. 상기 수지들은 통상적으로 작은 과립상이거나 또는 하기 2개의 주요부로 구성된 구상 물질이다 : 구조 부로서 사용되는 수지 매트릭스, 및 관능 부로서 사용되는 이온-활성기. 관능기는 통상적으로 구리이온과 반응하는 상기 관능기로 부터 선택된다. 상기 관능기의 예들은-SO3 -, -COO-,
를 포함한다. 유용한 수지 매트릭스는 스티렌 및 디비닐벤젠의 공중합체를 포함한다. 사용할 수 있는 시판용 수지의 예들은 IRC-718(스티렌 및 디비닐벤젠의 치환된 t-아민 공중합체로서 인식된 론 하스사의 제품), IR-200(스티렌 및 디비닐벤젠의 술포화된 공중합체로서 인식된 론 하스사의 제품), IR-120(스티렌 및 디비닐벤젠의 술포화된 공중합체로서 인식된 론 하스사의 제품), XFS 1496 N-(2-히드록시에틸)-피콜일아민이 부착된 거대 공극성 폴리스티렌/디비닐벤젠 공중합체로서 다우사 제품), 및 XFS 43084 N-(2-히드록시프로필)-피콜일아민이 부착된 거대 공극성 폴리스티렌/디비닐벤젠 공중합체로서 다우사 제품)을 포함한다.
상기 수지는 통상적으로 고정층 또는 유동층으로서 본 발명의 방법에 사용된다. 본 발명의 방법의 (B)기간동안, 수지를 (A)로부터 구리가 풍부한 침출 수용액과 접촉시키는 데, 침출 용액으로부터 수지로 구리이온을 전달시켜 충분히 접촉시킨다. 구리가 풍부한 수지를 (D)기간 동안 회수하여 (B)기간 동안 사용될 수 있는 구리-회수 또는 구리가 소모된 수지를 제공한다.
본 방법의 (C) 기간 동안에 분리된 구리가 풍부한 추출제는 통상적으로 추출제 1리터당 약 1내지 약 6그램, 및 한 구현예에서, 추출제 1리터당 약 2내지 약 4그램 범위에 있는 농도를 가진다. 본 방법의 (C)기간 동안에 분리된 구리가 소모된 침출 수용액은 통상적으로 1리터당 0.01 내지 약 0.8그램, 및 한 구현예에서, 추출제 1리터당 약 0.04 내지 약 0.2그램 범위에 있는 농도를 가진다. (A)에 사용된 침출용액이 황산 용액일 때, (C) 기간 동안에 분리된 구리가 소모된 침출 수용액내에서 유리 황산 용액의 농도는 통상적으로 1리터당 약 5내지 약 50그램, 및 한 구현예에서, 추출제 1리터당 약 5 내지 약 40그램, 및 한 구현예에서, 추출제 1리터당 약 10 내지 30그램 범위에 있는 농도를 가진다. (A)에 사용된 침출 용액이 암모니아 용액일 때, (C)기간동안 분리된 구리가 소모된 침출 수용액내에 유리 암모니아의 농도는 통상적으로, 1리터당 약 10 내지 약 130그램, 및 한 구현예에서는 1리터당 약 30 내지 약 90그램 범위이다.
한 구현예에서, 본 방법의 접촉 및 분리 단계인 (B) 및 (C)는 2단계로 유도된다. 한 구현예에서, (B-1) 및 (B-2)는 접촉 단계이고, (C-1) 및 (C-2)는 분리 단계이다. 따라서, 상기 구현예에서, 본 방법은 상기 몇몇 단계에서 다른 단계까지 공정 스트림을 가진 하기의 순서 (A), (B-1), (C-1),(B-2), (C-2), (D), (E), (F) 및 (G)를 포함한다. (B-1)은 (A)동안 생성된 구리가 풍부한 침출 수용액을 (C-2)로 부터 하나 이상의 구리-함유 수불용성 추출제의 유효량과 접촉시켜 상기 구리가 풍부한 침출 수용액에서 상기 구리-함유 추출제로 구리 이온을 전달시켜 구리가 풍부한 추출제 및 제1구리가 소모된 침출 수용액을 생성하는 것을 포함한다. (C-1)는 (B-1) 동안에 생성된 제1구리가 소모된 침출 수용액으로부터 (B-1) 동안에 생성된 구리가 풍부한 추출제를 분리하는 것을 포함한다. (C-1) 동안 분리된 구리가 풍부한 추출제는 통상적으로 추출제 1리터당 약 1 내지 약 6그램, 및 한 구현예에서, 추출제 1리터당 약 2 내지 약 4그램 범위에 있는 농도를 가진다. (C-1)동안 분리된 제1구리가 소모된 침출 수용액은 통상적으로 1리터 당 약 0.4 내지 약 4그램 및, 한 구현예에서, 1리터당 약 0.5 내지 약 2.4그램 범위에 있는 농도를 가진다. (A)에 사용된 침출 용액이 황산 용액일 때, (C-1)동안에 분리된 제1구리가 소모된 침출 수용액내에 유리 황산의 농도는 통상적으로, 1리터당 약 5 내지 약 50그램, 및 한 구현예에서는 1리터당 약 5 내지 약 30그램, 및 한 구현예에서는 1리터당 약 10 내지 약 20그램 범위의 농도를 가진다. (A)에 사용된 침출 용액이 암모니아 용액일 때, (C-1) 동안에 분리된 제1구리가 소모된 침출 수용액내에 유리 암모니아의 농도는 통상적으로, 1리터당 약 10 내지 약 130그램, 및 한 구현예에서는 1리터당 약 30 내지 약 90그램 범위이다.
(B-2)는 (C-1) 동안 분리된 제1구리가 소모된 침출 수용액을 (E)로부터 하나 이상의 구리가 소모된 추출제의 유효량과 접촉시켜 상기 제1구리가 소모된 침출 수용액내에서 상기 구리가 소모된 추출제로 구리 이온을 전달시켜 구리-함유 추출제 및 제2구리가 소모된 침출 수용액을 생성하는 것을 포함한다. (C-2)는 (B-2) 동안 생성된 제2구리가 소모된 침출 수용액으로부터 (B-2)동안 생성된 구리-함유 추출제를 분리시키는 것을 포함한다. (C-2)동안 분리된 구리-함유 추출제를 통상적으로 추출제 1리터당 약 0.4 내지 약 4그램, 및 한 구현예에서, 추출제 1리터당 약 1내지 약 2.4그램 범위에 있는 농도를 가진다. (C-2)동안 분리된 제2구리가 소모된 침출 수용액은 1리터당 약 0.01 내지 약 0.8그램, 및 한 구현예에서, 1리터당 약 0.04 내지 약 0.2그램 범위에 있는 구리 이온 농도를 가진다. (A)에 사용된 침출 용액이 황산 용액일 때, (C-2)동안에 분리된 제2구리가 소모된 침출 수용액내에 유리황산의 농도는 통상적으로, 1리터당 약 5 내지 약 50그램, 및 한 구현예에서는 1리터당 약 5 내지 약 40그램, 및 한 구현예에서는 1리터당 약 10 내지 약 20그램 범위의 농도를 가진다. (A)에 사용된 침출 용액이 암모니아 용액일 때, (C-2) 동안에 분리된 제2구리가 소모된 침출 수용액 내에 유리 암모니아의 농도는 통상적으로, 1리터당 약 10 내지 약 130그램, 및 한 구현예에서는 1리터당 약 30 내지 약 90그램 범위이다.
본 발명 방법의 (D)에 사용된 회수 용액은 1리터당 약 80 내지 약 300그램 범위의 유리 황산 농도를 가진 황산 용액이다. 한 구현예에서, (G)동안에 제거되는 구리는 구리 분말인 형태이고, (D)에 사용된 회수용액의 유리 황산 농도는 1리터당 약 150 내지 약 250그램이다. 한 구현예에서, (G)동안에 제거되는 구리는 구리 호일 또는 구리선인 형태이고, (D)에 사용된 회수 용액의 유리 황산 농도는 1리터당 약 80 내지 약 170그램, 및 한 구현예에서, 1리터당 90 내지 약 120그램이다.
한 구현예에서, (G)동안에 제거되는 구리는 구리 분말인 형태이고, (D)동안에 생성된 구리가 풍부한 회수 용액은 1리터당 약 1 내지 약 60그램, 및 한 구현예에서, 1리터당 약 5 내지 약 15그램이고 ; 및 1리터당 약 70 내지 약 290그램, 및 한 구현예에서, 1리터당 약 140 내지 약 240그램의 구리이온 농도를 가진다.
한 구현예에서, (G)동안에 제거되는 구리는 구리 호일 또는 구리선인 형태이고 (D)동안에 생성된 구리가 풍부한 회수 용액은 1리터당 약 50 내지 약 150그램, 및 한 구현예에서, 1리터당 약 80 내지 약 110 그램의 구리 이온 농도를 가지고 ; 및 1리터당 약 70 내지 약 140그램, 및 한 구현예에서, 1리터당 약 80 내지 약 110그램의 유리 황산 농도를 가진다.
[전착]
본 발명 방법의 전착 단계 (F) 및 (G)는 (E)로부터 구리가 풍부한 회수 용액을 전해하거나 또는 셀을 전기주조하고 셀의 음극 상에 구리를 전착시키는 것을 포함한다. 전해시에 처리된 구리가 풍부한 회수 용액 또는 셀을 전기주조한 것은 구리가 풍부한 회수 용액 또는 전해 용액 모두를 가리킨다. 한 구현예에서, 상기 전해 용액을 셀을 삽입하기에 앞서 정제 또는 여과 과정을 수행할 수 있다. 셀에 사용된 전기전류는 직류이거나 또는 직류 바이어스를 가진 교류일 수 있다. 음극 상에 전착된 구리는 구리 호일 또는 구리분말의 형태이다.
(1) 구리 호일 제조를 위한 전착
구리 호일을 제조할 때, 셀의 전착시에 전착 단계 (F) 및 (G)를 수행한다. 음극은 순환 음극이다. 바람직하게는 순환 음극은 실린더형 축의 형태이다. 그러나, 대안적으로, 구리 호일을 제조할 때, 음극은 이동 벨트의 형태일 수 있다. 상기 설계들은 모두 공지의 기술이다. 양극은 음극의 만곡 형태와 같아지는 만곡된 형태를 가져서 양극 및 음극 사이에 균일한 틈을 제공한다. 양극은 통상적으로 수불용성이고 납, 합금 납, 또는 플라티늄류 금속(예를들어, 납, 백금, 이리듐, 류비듐)를 가진 코팅된 티타늄 또는 그의 산화물로 구성된다. 상기 틈은 통상적으로 약 0.3 내지 약 2센티미터로 측정된다. 한 구현예에서, 전착된 구리 호일은 음극 상에서 형성되어 음극이 회전함에 따라 얇은 그물처럼 벗겨진다. 한 구현예에서, 음극은 실린더형이고 구리는 음극 상에 전착되어 음극주위에 얇은 실린더형의 구리 덮개를 형성하고 ; 상기 실린더형 구리 덮개를 세로로 잘라 얇은 구리 가닥을 만들고, 상기 얇은 가닥은 음극이 회전함에 따라 벗겨진다.
음극이 실린더형 축의 형태일 때, 전착된 구리를 수용하는 부드러운 표면을 가지고, 상기 표면은 바람직하게는 스테인레스 스틸, 크롬이 도금된 스테인레스 스틸 또는 티타늄으로 만들어진다.
양극 및 음극 사이의 틈을 통하는 전해 용액의 흐름 속도는 통상적으로 초당 약 0.2 내지 약 5미터이고, 한 구현예에서, 초당 약 1 내지 약 3미터의 범위에 있다. 전해 용액은 1리터당 약 70 내지 약 170그램, 및 한 구현예에서, 1리터당 약 80 내지 약 120그램의 유리 황산 농도를 가진다. 셀을 전기 주조할 때, 전해 용액의 온도는 통상적으로 25℃ 내지 약 100℃, 및 한 구현예에서, 40℃ 내지 약 70℃의 범위에 있다.
구리 이온 농도는 통상적으로 1리터당 약 40 내지 약 150그램, 및 한 구현예에서, 1리터당 약 70 내지 약 130그램 및 한 구현예에서, 1리터당 약 90 내지 약 110그램 범위이다. 유리 염화물 이온 농도는 통상적으로 300ppm이하, 및 한 구현예에서, 150ppm이하, 및 한 구현예에서, 100ppm 이하이다. 불순물이 섞인 레벨은 통상적으로 1리터당 약 20그램이하, 통상적으로 1리터당 약 0.5 내지 약 10그램의 레벨이다. 전류 밀도는 통상적으로 1제곱 피트당 약 100 내지 약 3000 엠프이고, 및 한 구현예에서, 1제곱 피트당 약 400 내지 약 1800 엠프이다.
전착하는 동안, 전해 용액은 임의로 하나 이상의 활성 황-함유 물질을 함유한다. 활성 황-함유 물질이라는 용어는 통상적으로 탄소원자에 직접 결합된 하나 이상의 질소원자를 가지고, 탄소원자에 직접 결합된 이가 황원자를 함유하는 특징을 가진 물질을 가리킨다. 상기 화합물의 군에서, 이중 결합이 몇 경우에 존재할 수 있거나 또는 황 또는 질소원자 사이 또는 탄소원자에 있을 수 있다. 티오우레아는 유용한 활성 황-함유 물질이다.
를 가지는 우레아 및 S=C=N기를 가지는 티오시아네이트산염이 유용하다. 활성 황-함유 물질은 전해 용액에 수용성이어야 하고 다른 성분과 혼화할 수 있어야 한다. 전착동안에 전해 용액내에서 활성 황-함유 물질의 농도는 바람직하게는 20ppm이하, 더욱 바람직하게는 0.1 내지 약 5ppm의 범위이다.
전해 용액은 또한 임의로 하나 이상의 젤라틴을 함유할 수 있다.
여기에 유용한 젤라틴은 콜라겐으로부터 유래된 수용성 단백질의 불균일 혼합물이다. 동물 아교는 상대적으로 저렴하고, 구입이 용이하며 조작이 편리하여 바람직한 젤라틴이다. 전해 용액내에 젤라틴의 농도는 통상적으로 약 20ppm이하, 및 한 구현예에서, 약 10ppm이하, 및 한 구현예에서, 약 0.2 내지 약 10ppm이하이다.
전해 용액은 또한 전착된 호일의 특성을 조절하기 위한 공지의 기술인 다른 첨가제를 함유할 수 있다. 그 예는 당밀, 구아 수지, 폴리알킬렌 글리콜(예를들어, 폴리에틸렌 글리콜, 폴리프로필렌 글리콜, 폴리 이소프로필렌 글리콜 등), 디티오트레이톨, 아미노 산(예를들어, 프롤린, 히록시프롤린, 시스테인 등), 아크릴아미드, 술포프로필, 디술피드, 테트라에틸티우람 디술피드, 염화 벤질, 에피클로로히드린, 클로로히드록실프로필 술포네이트, 알킬렌 옥시드(예를들어, 에틸렌 옥시드, 프로필렌 옥시드 등), 술포늄 알칸 술포네이트, 티오카르바모일디술피드, 셀렌산, 또는 2개 이상의 그의 혼합물을 포함한다. 상기 첨가제들은 바람직하게는 20ppm이하, 더욱 바람직하게는 1 내지 약 10ppm이하의 농도로 사용된다.
전착 단계 (F) 동안에, 사용된 전류 밀도(I)대 확산 한계 전류 밀도(IL)의 비를 0.4이하, 한 구현예에서, 0.3이하로 유지시키는 것이 바람직하다. 즉, I/IL은 0.4이하, 한 구현예에서, 0.3이하인 것이 바람직하다. 사용된 전류 밀도(I)는 단위 전극 표면적 당 사용된 암페어의 수이다. 확산 한계 전류 밀도(IL)은 구리가 전착될 수 있는 최대량이다. 최대 전착 최대량은 구리 이온이 이전의 전착에 의해 고갈된 구리이온을 대체하여 얼마나 빨리 음극 표면에 확산될 수 있느냐로 결정된다. 상기는 하기식에 의해 계산될 수 있다 :
상기 식에 사용된 용어 및 단위는 하기에 정의된다 :
기호 설명 단위
I 전류 밀도 암페어/㎠
IL확산 한계 전류 밀도 암페어/㎠
n 등가 전하 등가/몰
F 페르데이 상수 96487(엠프)(초)/등가
C° 벌크 제이 구리 이온 밀도 몰/㎤
D 확산 계수 ㎠/초
δ 농도 경계층 두께 ㎝
t 구리 전달 수 무차원
농도 경계층 두께 δ는 속도, 확산 계수, 및 흐름 속도의 함수이다. 한 구현예에서, 이하의 매개변수치는 구리 호일을 전착하는 데 유용하다 :
매개변수 수치
I (암페어/㎠) 1.0
n (등가/몰) 2
D (㎠/초) 3.5×10-5
C°(몰/㎤, Cu+2(황산 구리) 1.49×10-3
온도(℃) 60
유리 황산(g/l) 90
활성 점도(㎠/s) 0.0159
유량(㎝/s) 200
(2) 구리 분말 제조를 위한 전착
하나 이상의 양극 및 하나 이상의 음극으로써 전해 셀내에서 전착 단계 (F) 및 (G)를 수행한다. 음극은 티타늄 또는 스테인레스 스틸로 만들 수 있다. 양극은 수불용성이고 플라티늄류 금속(예를들어, 납, 백금, 이리듐, 류비듐)으로 코팅된 티타늄 또는 그의 산화물로 구성된다. 전착 셀로 통하는 전해 용액의 흐름은 셀에 삽입되는 전해 용액 및 셀로부터 이탈하는 전해 용액 사이에서 구리 이온내에서 원하는 농도의 차를 유지 시키기에 충분하다. 통상적으로 구리 이온내에 농도의 차이는 1리터당 약 1 내지 약 10그램, 및 한 구현예에서, 1리터당 약 1 내지 약 3그램이고, 전해 셀로 삽입되는 용액이 전해 셀로부터 이탈되는 용액보다 높은 구리 이온 농도를 가진다. 유리하게도, 양극과 음극 사이에서 흐름은 자연대류의 영향을 받는다. 통상적으로, 전해 용액은 1리터당 약 70 내지 약 300그램, 및 한 구현예에서, 1리터당 약 140 내지 약 250그램의 유리 황산 농도를 가진다. 전해 셀내에 전해 용액의 온도는 통상적으로 20℃ 내지 약 65℃, 및 한 구현예에서, 30℃ 내지 약 45℃의 범위에 있다. 구리 이온 농도는 통상적으로 1리터당 약 1 내지 약 60그램, 및 한 구현예에서, 1리터당 약 4 내지 약 15그램이다. 유리 염화물 이온 농도는 통상적으로, 약 100ppm이하, 및 한 구현예에서, 약 50ppm이하이다. 불순물이 섞인 레벨은 통상적으로 1리터당 약 20그램이하, 한 구현예에서, 1리터당 약 0.5 내지 약 10그램의 레벨이다. 전류 밀도는 통상적으로 1제곱 피트당 약 20 내지 약 3000엠프이고, 및 한 구현예에서, 1제곱 피트당 약 30 내지 약 200 엠프이다.
전착하는 동안, 하나 이상의 첨가제를 전해 용액에 첨가하여 구리 금속 분말 특성을 바꿀 수 있다. 상기는 예를들어 동물 아교인, 콜라겐으로부터 유래된 젤라틴을 포함한다. 다른 첨가제를 전해액에 첨가하여 분말의 입자 크기를 조절한다. 상기 다른 첨가제의 예에는 벤조트리아졸 및 티오우레아가 있다. 염화물 이온을 첨가하여 분말입자의 수목성 특성을 증가 시키고 미세 분말의 수율을 증가 시킨다. 황산 나트륨을 첨가하여 음극 전류 밀도를 감소 시킨다. 술폰산염을 전해액에 첨가하여 둘 모두 리그노술폰산 암모늄으로 확인된 오르잔-A 및 템빈드를 포함한다. 상기 첨가제를 통상적으로 1리터당 약 20 내지 약 그램이하, 및 한 구현예에서, 1리터당 약 10그램이하의 농도 레벨에서 전해 용액에 첨가한다.
전착 단계(F) 동안에, 사용된 전류 밀도(I) 대 확산 한계 전류 밀도(IL)의 비를 약 0.8이상, 한 구현예에서, 0.9이상으로 유지 시키는 것이 바람직하다. 즉, I/IL은 0.8이상, 한 구현예에서, 0.9이상인 것이 바람직하다. 한 구현예에서, 이하의 매개변수치는 구리 분말을 전착하는 데 유용하다 :
매개변수 수치
I (암폐어/㎠) 0.060
n (등가/몰) 2
D (㎠/초) 1.6×10-5
C°(몰/㎤, Cu+2(황산 구리) 1.57×10-4
온도(℃) 38
유리 황산(g/l) 175
활성 점도(㎠/s) 0.0126
유량(㎝/s) 자연 대류
구리 금속 분말을 방전, 스크레이핑, 진동 또는 다른 기계적 및/또는 전기적 공지 기술에 의해 음극으로부터 제거할 수 있다. 입자 크기를 간격이 증가함에 따라, 거친 분말을 가진 분말을 제거하는 간격의 길이를 조절함으로써 조절할 수 있다.
한 구현예에서, 일련의 원반형 회전 음극들을 전해 용액에 부분적으로 침하시켜서 사용한다. 상기 형의 음극은 예를들어, 미합중국 특허 제3,616,277호에 개시되어 하기에 참조로 되어 있다. 구리 분말을 원반형 음극이 회전할 때, 전해 용액을 통해 원반형 음극 상에 부착시킨다.
예를들어, 티타늄 및 수불용성 양극(예를들어, 백금 도금된 티타늄)으로 만들어 질 수 있는 음극을 전해 셀내에 음극을 삽입하여 끼워진 배열에 위치한다. 분말을 계속적으로 음극 상에 전착 시키고 계속적으로 플라스틱 또는 스테인레스 스틸로 만들 수 있는 훑개로 제거하여 셀의 전해 레벨 이상으로 음극 근처에 고정한다.
한 구현예에서, 본 발명 방법의 (G)동안 제거되는 구리 금속 분말을 충분히 세척하여 분말을 산화 시킬 수 있는 전해액을 제거한다. 분말을 세척하는 데는 다양한 방법을 사용할 수 있다. 하나의 방법은 전해액을 제거하기 위해 분말을 회전 시키고, 분말을 세척한 다음, 분말을 탈수 시키는 것을 포함한다.
한 구현예에서, 구리 금속 분말을 큰 탱크에 이송 시키고 물을 첨가하여 여과기에 펌프될 슬러리를 만든다. 여과기에서, 분말을 탈수하고, 수번을 세척하고, 다시 탈수 시킨다. 상기 방법동안, 안정제를 넣어 산화를 감소 시킨다. 상기 안정제의 예는 젤라틴 수용액을 포함한다. 세척 또는 연속적인 분말 처리 동안 황 산화제를 첨가하여 산화로부터 분말을 보호한다. 상기 항 산화제의 예는 벤조트리아졸을 포함한다.
세척 및 탈수 후에, 습윤 분말을 구리 금속 분말의 어떠한 특성, 특히, 입자크기 및 형태, 겉보기 밀도, 및 생 강도가 변할 경향이 있는 열 처리를 수행할 수 있다. 한 구현예에서, 분말을 금속 벨트 전기로 상에서 열처리 한다. 벨트로부터 분말이 떨어지는 것을 방지하기 위해, 고 습윤-강도 페이퍼의 연속 시트를 벨트에 공급하여 분말을 페이퍼로 이송시킨다. 압연기로 분말을 눌러서 연전달을 개선 시킨다. 로에 들어가면서, 물을 제거시키고 벨트를 통해 분말이 떨어지는 것을 방지하기 위해 분말을 충분히 소결시킨 후에, 페이퍼를 태운다. 로의 분위기를 천연가스 및 공기를 블랜딩한 발열가스로 하여 예를들어, 수소 약 17%, CO 약 12%, CO2약 4%, 및 질소를 밸런스로 하는 분위기를 수득한다. 상기 가스를 냉각기를 통해 로로 보낸다. 냉각기에서, 가스는 바람직하게는 약 -22℃ 내지 약 -40℃로 냉각되고, 가스로부터 물을 응축시켜, 이슬점을 낮춘다. 상기 가스는 방출 말기로부터 로로 들어가고, 냉각되어, 분말 케이크의 냉각을 돕는다. 로의 조작은 분말을 건조 시키고, 입자 형태를 변경 시키고, 산화를 감소 시키고, 미립자를 소결 시킨다. 방출 온도는 충분히 낮추어 분말 케이크의 재산화를 방지한다. 로의 온도를 약 250℃ 내지 약 900℃, 한 구현예에서, 약 370℃ 내지 약 650℃로 변화시키고, 노출시간을 변경하고, 미립자, 겉보기 밀도, 및 차원 특성을 변화 시킬 수 있다. 열처리 조작을 보충하기 위해, 생성 분말을 쪼개어 분쇄할 준비를 한다.
공급 속도, 분쇄량, 및 분쇄기하에 스크린 개방을 변화 시킬 수 있는 고속, 물-냉각 해머 분쇄기에서 분쇄를 수행하여 원하는 분말 특성을 수득한다. 분쇄기를 이탈하는 분말을 입자크기의 분획으로 분리하여 스크린으로 공급할 수 있다. -100 매쉬 분말을 공기 분류기에서 분류하여 미립자를 미세 분말 생성물과 함께 블랜딩할 수 있다. 초과크기의 물질을 분쇄기에 추가하여 순환시킬 수 있다. 대안적으로, 미달크기 및 초과크기의 입자 모두 (E)동안 제1전해 용액과 배합할 수 있다. 분쇄 및 분류 조작 동안에 생성된 구리 금속 분말을 실리카 겔 또는 캄파와 같은 건조제를 첨가할 수 있는 드럼에 저장하여 산화를 방지 또는 감소할 수 있다.
본 발명 방법에 의해 제조된 구리 금속 분말의 특성은 조작의 다양한 특성에 따라 다르므로, 따라서 종종 어떤 방법을 변경시켜 조절할 수 있다. 본 발명 방법에 의해 제조된 분말은 고도로 정제되어, 예를들어, 약 99.5 중량%로 초과할 수 있는 구리 함량을 가진다. 산소 함량의 측정은 American Society for Testing and Materials standard ASTME 159 또는 Metal Powder Industries Federation standard MPIF 02.의 규격으로서 상승된 온도에서 분말의 표본을 수소에 노출시켜 수득할 수 있다.
통상적으로, 수소 손실은 겉보기 밀도 및 분말의 입자 크기 분포에 따라 예를들어, 약 0.1 내지 약 0.5%의 범위이다. 수불용성 질산은 또한 ASTM 또는 MPIF 스트랜드 절차에 따라 측정할 수 있고, 예를들어, 0.05중량% 이하이다.
구리 분말에 대한 입자크기 분포를 적용시의 조건에 맞도록 선택할 수 있으며, 광범위하게 변할 수 있다. 예를들어, -325 매쉬 분획은 약 5중량% 내지 약 90중량%로 변한다.
분말의 겉보기 밀도는 예를들어, 약 1 내지 약 4g/㎤ 일 수 있다. 다소 더 낮거나 더 높은 밀도는 방법 조건에 따라 제조될 수 있다. 통상적으로, 약 1.3g/㎤이하의 겉보기 밀도를 가진 분말은 흐르지 않고, 약 1.3 내지 약 2.3g/㎤의 겉보기 밀도를 가진 분말은 유속이 빈약하며 높은 겉보기 밀도를 가진 분말은 자유롭게 흐른다. 약 2.2g/㎤에서, 흐름의 전이 범위는 상대적으로 미립자는 흐름성이 빈약하고 상대적으로 거친 분말은 자유롭게 흐르므로, 분말의 미립자 함량에 따른다. 통상적으로, 유속 범위는 표본 50-그램에 대해 약 10 내지 약 50초이다.
생 강도는 밀압의 함수이다. 생 강도는 밀압이 제곱 인치당 약 20 내지 약 40톤(tsi)로 증가함에 따라 7 내지 약 8g/㎤로 상승할 수 있다. 생강도는 밀압과 함께 증가한다. 예를들어, 생 강도는 밀압이 약 20 내지 약 40(tsi)로 증가함에 따라 2200psi이하 내지 약 3500psi이하로 상승할 수 있다. 구리 금속 분말의 입자 형태는 통상적으로 음극 상에 전착시에 수지상이다. 연속 조작 동안에, 수지화하는 경향이 완만해진다.
[금속 작업]
본 발명 방법에 의해 필요로 하는 구리-작업은 구리 호일 또는 구리분말이 전착 동안에 생성되느냐에 따른다. 한 구현예에서, 금속-작업 방법은 구리 호일을 여러 가닥의 구리선으로 자르고, 구리선 가닥을 상기의 원형 또는 횡단면 모양의 구리 가닥의 형태를 제공한다. 한 구현예에서, 구리 분말을 생성하고, 상기 방법은 구리 분말을 압출하여 구리 막대 또는 선을 생성하고, 구리 막대 또는 선을 연신하여 원하는 횡단면을 가진 구리선을 생성한다.
(1) 구리선의 제조를 위해 구리 호일의 세로 절단 및 가닥을 생성
호일을 하나 이상의 세로 절단 단계를 거쳐 세로로 절단하여 직사각형 모양에 가까운 횡단면을 가진 여러개의 구리 가닥 및 리본을 생성한다. 한 구현예에서, 2개의 연속적인 세로 절단 단계를 사용한다.
한 구현예에서, 호일은 약 0.001 내지 약 0.050인치, 또는 약 0.004 내지 약 0.010인치의 범위의 두께를 가진다. 호일을 약 0.25 내지 약 1인치, 또는 약 0.3 내지 약 0.7인치, 또는 약 0.5인치 폭을 가진 가닥으로 세로로 자른다. 다음에 상기 가닥을 호일 두께의 약 2 내지 약 3배의 폭, 및 한 구현예에서, 두께 비를 약 1.5 : 1 내지 약 2 : 1로 나눈다. 한 구현예에서, 4-온스 호일을 약 0.005×0.250인치의 횡단면을 가진 가닥으로 세로로 자른다음, 약 0.005×0.010인치의 횡단면으로 나눈다.
다음에 자르고 나눈 구리 호일 가닥을 압연하여 바람직하게는 사각 또는 실질적으로 사각 횡단면을 가진 구리 가닥을 제공한다. 한 구현예에서, 가닥을 터키 헤드내에 반대편에 딱딱하게-봉기된 2쌍의 생성압연기를 통해 가닥을 밀게끔 되어 있는 터키 헤드를 사용하여 압연한다.
터키 헤드 속도는 분당 약 600피트이다. 한 구현예에서, 가닥을 터키 헤드를 통해 3개를 통과 시킨다. 첫번 째로, 가닥을 0.005×0.010인치의 횡단면에서 0.0088×0.0052인치의 횡단면으로 압연한다. 두번 째로, 가닥을 0.0088×0.0052인치의 횡단면에서 0.0070×0.0054인치의 횡단면으로 압연한다. 세번 째로, 가닥을 0.0070×0.0054인치의 횡단면에서 0.0056×0.0056인치의 횡단면으로 압연한다.
한 구현예에서, 구리를 음극 상에 구리의 두께가 약 0.005 내지 약 0.050인치, 또는 약 0.010 내지 약 0.030인치, 또는 약 0.020인치가 될 때까지 실린더형 수지상의 형태로 회전 음극상에서 전착 시켰다. 전착을 중단한뒤 구리의 표면을 세척하고 건조 시킨다. 세단기를 사용하여 구리를 음극 상에서 벗겨내고난 다음, 얇은 가닥의 구리로 자른다. 세단기는 음극이 회전함에 따라 음극의 길이를 따라 이동한다. 세단기는 구리를 음극 표면의 약 0.001인치 이내로 자르는 것이 바람직하다. 절단되는 구리 가닥의 폭은 한 구현예에서, 한 0.005 내지 약 0.050인치, 또는 0.010 내지 약 0.030인치, 또는 약 0.020인치이다. 약 구현예에서, 구리 가닥은 제곱 또는 실질적으로 직사각형 횡단면이 약 0.005×0.005인치 내지 약 0.050×0.050인치, 또는 약 0.010×0.010인치 내지 약 0.030×0.030인치, 또는 약 0.020×0.020인치를 가진다.
한 구현예에서, 직사각형 횡단면 가닥 또는 터키 헤드에서 제조되거나 또는 세단되고 음극으로부터 벗겨진 선을 틀을 통해 연신하여 한 구현예에서, 원형 횡단면인 원하는 횡단면을 가진 가닥 또는 선을 제공한다.
틀은 들어오는 구리 회수물 또는 선을 평평한 궤도를 따라 연신 콘에서 틀과 접촉 시키고, 평평한 궤도를 따라 틀이 존재하게 되는 직사각형 내지 약 원형으로 통과되는 틀일 수 있다. 한 구현예에서, 포함되는 틀의 각도는 약 8°이하이다. 한 구현예에서, 0.0056×0.0056인치의 직사각형 횡단면을 가진 가닥 또는 선을 한번 통과시키는 틀을 통해 압연하여 원형 횡단면 및 횡단면 직경이 0.0056인치(AWG 35)를 가진 선을 제공한다. 다음에 선을 추가 틀을 통하여 더 연신하여 직경을 감소 시킨다.
(2) 구리 분말을 압출하여 구리 막대 또는 선을 생성하고 구리 막대 또는 선을 연신하여 원하는 횡단면을 가진 구리선을 생성
구리 금속 분말을 기계적 회전 드럼 및 피드 슬롯(slot)을 사용하여 압출시켜 분말로 하여 구리 막대 또는 선을 제조한다. 한 구현예에서, 분획을 드럼내에서 생성시켜 분말을 압축하고 구리 막대 또는 선을 생성한다. 구리 막대 또는 선은 횡단면 직경이 약 0.5 내지 약 12㎜, 및 한 구현예에서, 약 0.5 내지 약 2㎜를 가진다.
구리 막대 또는 선을 틀을 통해 연신하고 한 구현예에서 원형 횡단면인, 원하는 횡단면을 가진 구리선을 제조한다. 한 구현예에서, 틀은 텅스텐 카바이드, 다이아몬드 또는 다결정성 다이아몬드이다. 원형 횡단면을 가지고, 횡단면 직경이 약 0.1 내지 약 2㎜, 및 한 구현예에서, 약 0.2 내지 약 0.5㎜를 가진 구리선을 제조한다. 선을 추가틀을 통해 압연시켜 직경을 감소 시킨다.
선 코팅
한 구현예에서, 구리선을 하나 이상의 하기의 코팅물로써 코팅한다 :
(1) 납, 또는 합금 납(80 Pb-20Sn) ASTM B189
(2) 니켈 ASTM B355
(3) 은 ASTM B298
(4) 주석 ASTM B33
상기 코팅물을 (a) 갈고리 선에 용융하기 위해 결합성을 유지하고, (b) 구리 및 고무와 같은 절연체 사이에 차단물을 구리와 반응 시키고 거기에 부착하거나(따라서 선으로부터 절연체를 회수하여 전기적으로 연결하는 것은 어렵다) 또는 (c) 고온 동안에 구리가 산화하는 것을 방지하는데에 적용한다.
주석-납 합금 코팅물 및 순수한 주석 코팅물이 가장 흔하고 ; 니켈 및 은은 특별하고 고온인 적용에 사용된다.
구리선을 주조된 금속 욕내에 열 침하, 전기도금 또는 피복에 의해 코팅할 수 있다. 한 구현예에서, 연속 공정을 사용하며 ; 상기는 하기에 선-압연 조작후에 온라인 코팅을 한다.
가닥으로된 몇개의 선을 비틀거나 땋아서 유연한 케이블을 제조한다. 제공된 전류-이동 용량에 대한 다른 유연성 등급은 각각의 선을 수, 크기 및 배열을 변화시켜 달성할 수 있다. 고체 선, 밀집된 가닥, 로우프 가닥 및 다발의 가닥은 유연성도를 증가 시키고 ; 마지막 3개의 범위 내에서, 미세 선의 대부분은 더 큰 유연성을 제공한다.
가닥으로된 구리선 및 케이블은 다발 또는 스트랜더로 공지된 기계상에서 제조될 수 있다. 통상적인 다발은 스트랜딩 소직경 선(34AWG 이하 내지 약 10AWG)에 사용된다. 각각의 선을 장치를 따라 위치한 릴에 감고, 감아올리는 릴로써 선을 비트는 플라이어 암스(flyer arms)에 공급된다. 감아 올리는 속도에 관계하여 회전속도는 다발내에 층의 길이를 조절한다. 작고, 운반 가능하며, 유연한 케이블인 각각의 선은 통상적으로 30 내지 약 44AWG이고, 각 케이블내에 30,000선 정도가 있을 수 있다.
장치내에 18선 이하가 감긴 릴이 봉기된 엉킨 다발을 사용할 수 있다. 각 릴을 수평한 평면내에 유지하는 동안, 각 릴에서 풀린 선을 울퉁불퉁한 통을 따라 감기고 통을 회전시켜 다른 선과 함께 꼰다. 거의 감아올렸을 때, 가닥을 근접한 틀을 통하여 통과시켜 최종 다발을 생성한다. 마무리된 가닥을 릴에 건치시켜 기계내에 둔다.
대직경 선에 대한 통상적인 스트랜더에서 공급 릴을 장치내에 회전프레임에 고정시키고 완성된 컨덕터의 축에 대해 회전 시킨다. 기계의 2가지 기본 형을 사용할 수 있다. 하나는, 장치내에 공지된 강-프레임 스트랜더로서, 각 공급 릴은 스트랜더의 회전에 의해 완전히 꼬인 방식으로 솟아있다. 다른 하나는, 공지된 유성형 스트랜더로서, 프레임이 회전할 때, 꼬이지 않는다.
스트랜더의 상기 형들은 5개의 릴을 운반하는 제1배이 및 6개 이상의 릴을 운반하는 연속적인 배이의 다중 배이로 이루어져 있다. 가닥의 중앙에는 핵심선이 외부에 설치되어 있다. 그것은 기계 중심을 통과하고 각 선이 그위에 놓이게 된다. 상기 방법에서, 127개 이하의 선을 가진 가닥을 각 선을 가닥으로 만드는 용량에 따라 기계에 하나 이상을 통과시켜 제조한다.
한 구현예에서, 경-연신 구리선을 유성형 기계상에 가닥으로 만들어 분무할 수 없게되고, 절단될 때 튀어 나가지 않고 오히려 다발 상태로 있는 경향이 있다. 완성된 제품을 강력 외부 릴에 건치하여 가닥으로된 선상에 전술된 장력의 일정량을 유지시킨다.
절연 및 자켓팅
한 구현예에서, 구리선을 코팅하거나 또는 절연 또는 자켓팅으로써 피복한다. 3가지 형태의 절연 또는 자켓팅 물질을 사용한다. 상기는 고분자, 에나멜 및 기름을 먹인 페이퍼이다.
한 구현예에서, 사용되는 고분자들은 폴리비닐 클로라이드(PVC), 폴리에틸렌, 에틸렌 프로필렌 고무(EPR), 실리콘 고무, 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE) 및 플루오르화 에틸렌 프로필렌(FEP)이다. 폴리아미드 코팅물은 수동의 항공기용 배선의 경도와 같은 내화성이 가장 중요한 곳에 쓰인다. 천연고무 역시 사용할 수 있다. 합성 고무는 용접 또는 광산 케이블과 같이 우수한 유연성이 반드시 유지되어야 되는 곳에 사용할 수 있다.
다양한 PVC는 유용하다. 상기는 내화염성이 있는 몇몇을 포함한다. PVC는 우수한 유전체 강도를 가지며, 및 통상적인 절연 및 자켓팅 물질중 가장 저렴한 물질중의 하나이므로 특히 유용하다. 주로 통신선, 조절선, 건축 배선 및 저-전압 전선에 사용된다. PVC절연체는 통상적으로 약 75℃이하의 저온에서 연속 조작이 요구되는 데에서 선택된다.
폴리에틸렌은 낮고 안정한 유전제 상수로 인하여, 전기적 특성이 요구될 때, 더 유용하다. 폴리에틸렌은 내부식성 및 내 용해성이 있다. 주로, 중계선, 통신선 및 고전압 케이블에 사용된다. 가교 폴리에틸렌(XLPE), 은 유기 과산화물을 폴리에틸렌에 첨가하고 혼합물을 가황하여 제조하는 데, 더 나은 내열성, 더 나은 기계적 특성, 더 나은 노화 특성, 및 환경적 스트레스에 대한 비균열을 제공한다. 특별한 화합물은 가교 폴리에틸렌 내화염성을 제공한다. 통상적인 용도는 통신선, 조절선 및 전선 케이블을 포함한다. 통상적인 최대 유지 조작 온도는 약 90℃이다.
PTFE 및 FEP를 젯트 항공선, 전기 장치선 및 특별히 조절선, 즉 내열성, 내용매성 및 고 신뢰성이 필요한 곳에 사용된다. 상기 전기적 케이블은 약 250℃이하에서 조작할 수 있다.
상기 고분자 화합물을 압출을 사용한 구리에 적용할 수 있다. 압출기들은 펠릿 또는 열경화성 고분자들의 분말을 연속적인 커버로 전환 시킨다. 절연 화합물을 길고, 가열된 방이 있는 호퍼에 공급한다.
연속 회전 스크류로써 펠릿을 열지역으로 이동시켜 고분자를 부드럽고 유동성있게 한다. 방의 끝에, 성형된 화합물은 작은 틀을 통하여 밀려나와 구리선으로 이동하여 개방식 틀을 통과한다. 절연된 구리선이 압출기로부터 이탈함에 따라, 물-냉각 시키고 및 릴로 감아 올린다. ERR 및 XLPE로써 자켓된 선은 바람직하게는 가교 공정을 완성시켜 냉각 시키기에 앞서 가황실을 통과 시킨다.
필름이 코팅된 선, 통상적으로 미세 자기선은, 통상적으로 얇고, 유연한 에나멜 필름으로 코팅된 구리선으로 구성된다. 상기 절연된 구리선은 전기 장치내에 전자기 코일에 사용되고, 높은 파괴 전압을 유지할만한 능력이 있어야 한다. 온도 수위는 에나멜 조성에 따라, 약 150℃내지 약 220℃의 범위이다. 유용한 에나멜은 폴리비닐 아세탈, 폴리에스테르 및 에폭시 수지를 기재로 한다.
종종 선을 에나멜로써 코팅하는 장치는 표준 라인을 수득하는 것을 제외하고는 이미 설비화 되어 있다. 기본적으로, 시스템은 다수의 선을 동시에 절연하도록 설계되어 있다. 한 구현예에서, 선에 조절된 두꺼운 액체 에나멜을 부착 시키는 에나멜 도포기에 선을 통과 시킨다. 다음에 선을 일련의 오븐을 통해 통과시켜 코팅을 경화 시키고, 완성된 선을 실패에 저장한다. 에나멜 코팅을 두껍게 하기위해, 시트템을 통해 수차례를 선을 통과시킬 필요가 있다. 분말-코팅 방법 또한 유용하다.
상기는 통상적인 에나멜의 경화 특성인 용매의 회전을 피하고, 따라서 제조자가 OSHA 및 EPA표준으로 제조하는 데 훨씬 쉽다. 정전기 분무기, 유동층 및 기타를 상기의 분말 코팅에 적용할 수 있다.
셀룰로오스를 전기 절연체로서 사용할 수 있다. 오일-함침된 셀룰로오스 지를 임계 전기-분포 응용에 고전압 케이블을 절연하는 데 사용한다. 테이프 형태로 사용될 수 있는 페이퍼를, 6내지 약 12 페이퍼-충전된 패드를 케이블 주위를 회전하는 철골안에 둔 특별한 기계를 사용한 컨덕터 주위에 나선형으로 건치한다. 페이퍼 층을 대안적으로, 반대편 방향으로 비틀림이 없이 테를 두른다. 페이퍼로 테를 두른 케이블은 특별한 함침 탱크안에 두어 오일로써 페이퍼의 구멍을 채우고 테가 둘러진 케이블로부터 나온 모든 공기를 배출한다.
입증된 구현예의 설명
본 발명 방법의 한 구현예를 나타내는 흐름도인 제1도를 참조하여, 구리를 구리 침출 더미 10으로부터 추출하여 본 발명에 따라 처리하여 구리선 12를 제조한다. 상기 방법은 침강기 14,15 및 16, 수집못 17, 혼합기 18, 20 및 22, 회전 실린더 형 음극 26을 포함하는 전기주소 셀 24및 양극 28, 여과기 30 및 32, 세단기 100, 터키 헤드 102, 틀 104 및 코일러 106을 사용하는 것을 포함한다. 한 구현예에서, 본 방법의 단계(A)를 침출 더미 10에서 수행한다. 단계(B) 및 (C)를 혼합기 18 및 20 및 침강기 14 및 15를 사용한 두 단계에서 수행한다. 단계(D) 및 (E)를 혼합기 22 및 침강기 16을 사용하여 수행한다. 단계(F) 및 (G)를 전기주조 셀24를 사용하여 수행한다. 단계(H)를 세단기 100, 터키 헤드 102, 틀 104 및 코일러 106을 사용하여 수행한다.
라인 40으로부터 침출 수용액을 침출 더미 10위의 표면에 분무한다. 침출 용액은 통상적으로 1리터당 약 5 내지 약 50, 및 한 구현예에서, 약 5 내지 약 40, 및 한 구현예에서, 약 10 내지 약 30그램 범위에 있는 유리 황산 농도를 가지는 황산 용액이다. 침출 용액은 더미를 통해 아래로 스며들어, 광석내 구리를 용해하고, 구리가 풍부한 침출 수용액으로서(종종 침출 함침 용액이라고 언급함) 더미 11을 통해 흐르고, 라인 13을 통해 수집못 17로 흐르고 거기로부터 라인 41을 통해 혼합기 20으로 펌프된다. 혼합기 20으로 펌프되는 구리가 풍부한 침출 수용액은 통상적으로 1리터당 약 0.8내지 약 5, 및 한 구현예에서, 약 1내지 약 3그램 범위의 구리 이온 농도를 가지고 ; 1리터당 약 5 내지 약 30, 및 한 구현예에서, 약 10내지 약 20그램 범위에 있는 유리 황산 농도를 가진다. 혼합기 20에서, 구리가 풍부한 침출 수용액을 침강기 15내에 수조 78로부터 라인 79, 80 및 42를 통해 혼합기 20으로 펌프되는 구리-함유 유기 용액과 혼합한다. 구리-함유 유기용액을 혼합기 20에 첨가한 구리의 농도는 통상적으로 유기 용액내 추출제의 1리터당 약 0.4내지 약 4, 및 한 구현예에서, 약 1 내지 약 2.4그램이다. 혼합기 20에서 혼합하는 동안, 유기상 및 수성상이 생성되고 상호 혼합된다. 구리이온이 수성상으로부터 유기상에로 전달된다. 혼합물을 라인 43을 통해 혼합기 20으로부터 침강기 14에로 펌핑한다. 침강기 14에서, 수성상 및 유기상은 상층을 형성하는 유기상과 하층을 형성하는 수성상으로 분리된다. 유기상은 수조 48에 수집되고 라인 49,50 및 51을 통해 혼합기 22로 펌프된다. 상기 유기상은 (공급된 유기물로서 언급될 수 있는)구리가 풍부한 유기 용액이다. 상기 구리가 풍부한 유기 용액은 통상적으로 유기 용액내에 추출제의 1리터당 약 1 내지 약 6, 및 한 구현예에서, 약 2 내지 약 4그램 범위의 구리 농도를 가진다.
구리가 풍부한 유기 용액을 혼합기 22에서 구리가 소모된 회수 용액과 혼합한다. (함량이 부족한 전해물로서 언급될 수 있는) 구리가 소모된 회수 용액을 전기주조 셀 24내에서 제조하고, 라인 52, 54, 56, 58 및 60을 통해 혼합기 22로 펌프한다. 상기 구리가 소모된 회수 용액은 통상적으로 1리터당 약 80 내지 약 170, 및 한 구현예에서, 약 90 내지 약 120그램 범위의 유리 황산 농도를 가지고 ; 및 1 리터당 약 40 내지 약 120, 및 한 구현예에서, 약 80 내지 약 100, 및 한 구현예에서, 90 내지 약 95그램 범위의 구리 이온 농도를 가진다. 순수한 회수 용액을 라인 62를 통해 라인 60에 첨가한다. 구리가 풍부한 유기 용액 및 구리가 소모된 회수 용액을 수성상과 함께 혼합된 유기상의 생성물로써 혼합기 22에서 혼합한다. 구리 이온은 유기상으로부터 수성상에로 전달된다. 혼합물을 라인 63을 통해 혼합기 22로부터 침강기 16에로 펌프한다. 침강기 16에서, 유기상은 유기상을 가진 수성상으로부터 분리되어 수조 64내에 수집된다. 상기 유기상은 (종종 고갈 유기상으로 언급되는) 구리가 소모된 유기 용액이다. 상기 구리가 소모된 용액은 통상적으로 유기 용액내 추출제의 1리터당 약 0.5 내지 약 2, 및 한 구현예에서, 약 0.9 내지 약 1.5그램 범위의 구리 농도를 가진다. 구리가 소모된 유기 용액은 라인 65, 66, 68 및 70을 통해 혼합기 18로 펌프된다. 순수한 유기 용액을 라인 72를 통해 라인 68에 첨가한다.
구리-함유 침출 수용액을 침강기 14로부터 라인 73, 74, 75 및 76을 통해 혼합기 18로 펌프한다. 상기 구리-함유 침출 수용액은 통상적으로 1리터당 약 0.4 내지 약 4, 및 한 구현예에서, 약 0.5 내지 약 2.4그램 범위의 구리 이온 농도를 가지고 ; 및 1리터당 약 5 내지 약 50, 및 한 구현예에서, 약 5 내지 약 30, 및 한 구현예에서, 10 내지 약 20그램 범위의 유리 황산 농도를 가진다. 혼합기 18에서, 유기상 및 수성상이 생성, 상호 혼합되고, 구리이온이 수성상으로부터 유기상에로 전달된다. 혼합물은 라인 77을 통해 침강기 15로 펌핑된다. 침강기 15에서, 유기상은 유기상을 가진 수성상으로부터 분리되어 수조 78에 수집된다. 구리-함유 유기 용액인 상기 유기상은 라인 79, 80 및 42를 통해 혼합기 20으로 펌프된다. 상기 구리-함유 유기 용액은 통상적으로 유기 용액내의 추출제의 1리터당 약 0.5 내지 약 4, 및 한 구현예에서, 약 1 내지 약 2.4그램 범위의 구리 농도를 가진다. 침강기 15에서, 수성상은 침출 더미 10위로 분무될 때 라인 81 및 82를 통해 라인 40으로 펌프된다. 순수한 침출 용액을 라인 83을 통해 라인 81로 첨가할 수 있다.
침강기 16내에서 분리된 수성상은 구리가 풍부한 회수 용액이다. 구리가 풍부한 유기 용액은 라인 85 및 86을 통해 침강기 16으로부터 여과기 30으로 펌프되고 라인 87 및 88을 통해 여과기 30으로부터 전기주조 셀 24로 펌프된다. 상기 구리가 풍부한 회수 용액은 통상적으로 1리터당 약 50 내지 약 150, 및 한 구현예에서, 약 90 내지 약 110그램 범위의 구리 이온 농도를 가지고 ; 및 1리터당 약 70 내지 약 140, 및 한 구현예에서, 약 8 내지 약 110그램 범위의 유리 황산 농도를 가진다. 전기주조 셀 24로 들어가는 구리가 풍부한 유기 용액은 전해 용액 25로서 언급될 수 있다. 전해 용액 25는 회전 음극 26 및 양극 28 사이에서 틈 27로 흐른다. 전압이 양극 28 및 음극 26 사이에 걸릴 때, 구리의 전착은 음극 표면 26a에서 발생한다. 전착된 구리는 구리 호일의 연속의 얇은 그물로서 음극으로부터 제거된다.
전해 용액 25는 전기주조 셀 24내에서 구리가 소모된 전해 용액으로 전환되고, 라인 52를 통해 셀 24로부터 떨어져 간다. 라인 52 내에 구리가 소모된 전해 용액은 통상적으로 1리터당 약 40 내지 약 120, 및 한 구현예에서, 1리터당 약 80 내지 약 100그램, 및 한 구현예에서, 약 90 내지 약 95그램 범위의 구리 이온 농도를 가지고 ; 및 1리터당 약 80 내지 약 170, 및 한 구현예에서, 1리터당 90 내지 약 120그램 범위의 유리 황산농도를 가진다. 상기 구리가 소모된 전해 용액은 : (1) 라인 52, 54 및 89를 통해 여과기 32로 재순환 시키고 ; 여과기 32를 통해 라인 90, 91 및 88을 통해 셀 24로 되돌아 가거나 ; 또는 (2) 구리가 소모된 회수 용액으로서 라인 52, 54, 56,58 및 60을 통해 혼합기 22로 펌프하여 보낸다. 임의로, 활성-황 함유 물질, 젤라틴 및/또는 상기에 논의된 형태의 다른 바람직한 첨가제를 라인 92를 통해 라인 89로 또는 라인 93을 통해 라인 88로 첨가한다.
전기주조 셀 24에서, 전기적이라는 것은 양극 28 및 음극 26 사이에 전기 전류를 적용시키는 당업계의 공지된 의미이다. 전류는 통상적으로 직류이거나 또는 직류 바이어스를 가진 교류일 수 있다. 전해용액 25 내에 구리이온은 금속성 구리를 구리 호일층의 형태로 피복시켜 음극 26의 표면 26a 주위에서 전자를 얻는다. 음극 26은 약 축 26b를 연속적으로 회전하고 호일층은 연속성 그물 96으로서 음극 표면 26a로부터 연속적으로 떨어져 나간다.
전기주조 셀 24 내에 전착 방법은 구리 이온의 전해 용액 25 및 사용된다면, 젤라틴 및 활성-황 함유 물질을 고갈시킨다. 상기 성분은 재충전되는 데, 전해물은 라인 88을 통해 재충전되고, 젤라틴 및 활성-황 함유 물질은 라인 92 또는 93을 통해 재충전된다.
구리 호일 96은 음극 26으로부터 벗겨져서, 압연기 97을 통과하여 구리호일을 직사각형 또는 실질적으로 직사각형 모양의 횡단면을 가진 구리선의 연속적인 가닥 101의 복수개로 세단하는 세단기 100으로 통한다. 상기 직사각형의 가닥은 가닥을 압연하는 터키 헤드 102를 통하여 사각형 횡단면을 가진 가닥 103을 제공한다. 다음에 가닥 103을 틀 104를 통해 연신하여 원형 횡단면을 가진 구리 선 12를 생성한다. 구리선 12는 코일러 106상에 코일되어 있다.
제3도를 참고하면, 스코어 절단기 200을 실린더형 심봉 선반의 형태로 음극 202와 조합하여 사용하여, 연속 얇은 구리 가닥 204를 제조한다.
전해 용액 206은 양극 208 및 음극 202 사이로 흐르고, 전압을 양극 208 및 음극 202에 걸쳐서 걸고, 구리 202를 음극 202의 표면에 부착 시킨다. 음극 202상에 구리를 전착하여 구리의 두께가 원하는 레벨, 즉, 약 0.005 내지 약 0.050인치가 될 때까지 계속하여 전착한다. 다음에 전착을 중지한다. 구리 210을 세척하고 건조 시킨다. 스코어 절단기 200을 가동하여 구리 210을 얇은 연속 가닥 204로 절단한다. 스코어 절단기 200은 음극 202가 회전함에 따라 스크류 212를 따라 움직인다. 회전 날 214는 구리 210을 약 0.001인치 이내의 음극 202 표면으로 절단한다. 한 구현예에서, 사각형이거나, 또는 실질적으로 사각형의 횡단면을 가진 가닥 204를 벗겨내어 실패에 감는다. 가닥 204를 하나 이상의 틀을 통해 연신하여 한 구현예에서, 원형의 횡단면인 원하는 횡단면을 가진 구리선을 제공한다.
제2도를 참고하면, 구리를 침출더미 10으로부터 추출하여 본 발명 방법으로 처리하여 구리선 12를 제조한다. 한 구현예에서, 상기 방법은 침강기 14, 15 및 16, 수집못 17, 혼합기 18, 20 및 22, 삽입된 음극 126 및 수불용성 양극 128을 포함하는 전기주조 셀 124, 무한 벨트 130 및 146, 여과기 132, 린스 및 탈수 장치 134, 저장 호퍼 136, 분말 분무 수조 145, 로 148, 냉각실 150, 소결 케이크 쇄탄기 152, 압출기 154, 틀 156, 및 냉각기 158을 사용하는 것을 포함한다. 한 구현예에서, 본 방법의 단계(A)를 침출더미 10에서 수행한다. 단계(B) 및 (C)는 혼합기 18 및 20 및 침강기 14 및 15를 사용한 두 단계에서 수행된다. 단계(D) 및 (E)는 혼합기 22 및 침강기 16을 사용하여 수행된다. 단계(F) 및 (G)는 전해 셀 124 및 벨트 130을 사용하여 수행된다. 단계(H)는 압출기 154 및 틀 156에서 수행된다.
라인 40으로부터 침출 수용액을 침출 더미 10의 표면에 분무한다.
침출 용액은 통상적으로 1리터당 약 5 내지 약 50, 및 한 구현예에서, 약 5 내지 약 40그램, 및 한 구현예에서, 1리터당 약 10 내지 약 30그램 범위의 황산 농도를 가지는 황산 용액이다. 침출 용액이 더미를 통해 아래로 스며들고, 광석에 구리를 용해시키고, 구리가 풍부한 침출 수용액(조종 함침 침출 용액이라 부름)로서 더미 공간 11을 통해 흐르고, 라인 13을 통해 수집못 17로 흘러서, 라인 41을 통해 혼합기 20으로 펌프된다. 혼합기 20으로 펌프되는 구리가 풍부한 침출 수용액은 1리터 당 약 0.8 내지 약 5, 및 한 구현예에서, 1리터 당 약 1 내지 약 3그램 범위의 구리 이온 농도를 가지고 ; 통상적으로 1리터당 약 5 내지 약 30그램, 및 한 구현예에서, 10 내지 약 20그램 범위의 유리 황산 농도를 가진다. 혼합기 20에서, 구리가 풍부한 침출 수용액을 라인 79, 80 및 42를 통해 침강기 15의 수조 78로부터 혼합기 20에로 펌프되는 구리-함유 유기 용액과 혼합한다. 혼합기 20에 첨가한 구리-함유 유기 용액내에 구리 농도는 통상적으로 유기 용액내 추출제 1리터당 약 0.5 내지 약 4, 및 한 구현예에서, 약 1 내지 약 2.4그램 범위이다. 혼합기 20에서 혼합하는 동안, 유기상 및 수성상을 생성하고 상호 혼합된다. 구리 이온은 수성상으로부터 유기상에로 전달된다. 혼합물을 혼합기 20에서 라인 43을 통해 침강기 14로 펌프된다. 침강기 14에서, 수성상 및 유기상은 상층을 형성하는 유기상 및 하층을 형성하는 수성상으로 분리된다. 수조 48내에 유기상은 라인 49, 50 및 51을 통해 혼합기 22로 펌프된다. 상기 유기상은 (충전 유기로서 언급될 수 있는) 구리가 풍부한 유기 용액이다. 상기 구리가 풍부한 유기 용액은 통상적으로 유기 용액내에 추출제 1리터당 약 1 내지 약 6, 및 한 구현예에서, 약 2 내지 약 4그램 범위내에 구리 농도를 가진다.
구리가 풍부한 유기 용액을 혼합기 22에서 구리가 소모된 회수 용액과 혼합한다. (함량이 부족한 전해질로서 언급할 수 있는) 구리가 소모된 회수 용액을 전해 셀 124 내에서 제조하고 라인 160, 162, 164, 166, 58 및 60을 통해 혼합기 22로 펌프한다. 상기 구리가 소모된 회수 용액은 통상적으로 1리터당 약 80 내지 약 300그램, 및 한 구현예에서, 1리터당 약 150 내지 약 250그램 범위내에 유리 황산 농도를 가지고 ; 및 1리터당 약 1 내지 약 50그램, 및 한 구현예에서, 1리터당 약 4 내지 약 12그램 범위내에 구리 이온 농도를 가진다. 순수 회수 용액을 라인 62를 통해 라인 60에 첨가할 수 있다. 구리가 풍부한 유기 용액 및 구리가 소모된 회수 용액을 혼합기 22 내에서 수성상과 혼합된 유기상의 생성물과 혼합한다.
구리 이온은 수성상으로부터 유기상에로 전달된다. 혼합물을 라인 63을 통해 혼합기 22로부터 침강기 16에로 전달시킨다. 침강기 16에서, 유기상은 유기상을 가진 수성상으로부터 분리되어 수조 64에 수집된다. 상기 유기상은 (종종 함량이 부족한 유기물로서 언급되는) 구리가 소모된 유기 용액이다. 상기 구리가 소모된 유기 용액은 통상적으로 유기 용액내 추출제 1리터당 약 0.5 내지 약 2그램, 및 한 구현예에서, 1리터당 약 0.9 내지 약 1.5그램 범위내에 구리 농도를 가진다. 구리가 소모된 유기 용액은 라인 65, 66, 68 및 70을 통해 침강기 16으로부터 혼합기 18로 펌프된다. 순수한 유기 용액은 라인 72를 통해 라인 70으로 첨가된다.
구리-함유 침출 수용액은 라인 73, 74, 75 및 78을 통해 침강기 14로 부터 혼합기 18로 펌프된다. 상기 구리-함유 침출 수용액은 통상적으로 1리터당 약 0.4 내지 약 4그램, 및 한 구현예에서, 1리터당 약 0.5 내지 약 2.4그램 범위내에 구리 이온 농도를 가지고 ; 및 1리터당 약 5 내지 약 50그램, 및 한 구현예에서, 1리터당 약 4 내지 약 30그램, 및 한 구현예에서, 1리터당 약 10 내지 약 20그램 범위내에 유리 황산 농도를 가진다. 혼합기 18에서, 유기상 및 수성상이 생성되고, 상호 혼합되어 구리 이온은 수성상으로부터 유기상에로 전달된다. 혼합물을 라인 77을 통해 침강기 15로 펌프시킨다. 침강기 15에서, 유기상은 유기상을 가진 수성상으로부터 분리되어 수조 78에 수집된다. 구리-함유 유기 용액인 상기 유기상은 라인 79, 80 및 42를 통해 침강기 15로부터 혼합기 20으로 전달된다. 상기 구리-함유 유기 용액은 통상적으로 유기 용액내 추출제 1리터당 약 0.5 내지 약 4그램, 및 한 구현예에서, 유기 용액내 추출제 1리터당 약 1 내지 약 2.4그램 범위의 구리 농도를 가진다. 침강기 15내에 수성상은 침출 더미 10위로 분무할 때, 라인 81 및 82를 통해 라인 40으로 펌프되는 구리가 소모된 침출 수용액이다. 순수한 침출 수용액은 라인 83을 통해 라인 82로 첨가되어 제조된다.
침강기 16내에서 분리되는 수성상은 구리가 풍부한 회수 용액이다.
구리가 풍부한 회수 용액은 라인 85 및 86을 통해 침강기 16에서 여과기 132로 펌프되고, 라인 87 및 88을 통해 여과기 132에서 전기주조 셀 124로 펌프된다. 상기 구리가 풍부한 회수 용액은 통상적으로 1리터당 약 1 내지 약 60그램, 및 한 구현예에서, 1리터당 약 5 내지 약 15 그램 범위내에 구리 이온 농도를 가지고 ; 및 1리터당 약 70 내지 약 290 그램, 및 한 구현예에서, 1리터당 약 140 내지 약 240그램 범위내에 유리 황산 농도를 가진다. 전해 셀 124로 들어가는 구리가 풍부한 회수 용액은 전해 용액 125으로서 언급될 수 있다.
전해 용액 125는 통상적으로 1리터당 약 1 내지 약 60그램, 및 한 구현예에서, 1리터당 약 4 내지 약 15그램 범위내에 구리 이온 농도를 가지고 ; 및 1리터당 약 70 내지 약 300그램, 및 한 구현예에서, 1리터당 약 140 내지 약 250그램 범위내에 유리 황산 농도를 가진다. 전해용액은 자연 대류에 의해, 삽입된 음극 126 및 양극 128 사이에서 흐른다.
전압이 양극 128 및 음극 126 사이에 걸릴 때, 구리 금속 분말의 전착은 음극에서 발생한다. 전착된 구리 분말 129는 스크레이퍼로 제거하고 무한 벨트 130을 따라 이동하여 세척되고 장치 134에서 탈수된다.
전해 용액 125는 전해 셀 124 내에서 구리가 소모된 전해 용액으로 전환되고 라인 125를 통해 셀 124로부터 떨어져 나간다. 라인 160내에 구리가 소모된 전해 용액은 통상적으로 1리터당 약 1 내지 약 50그램, 및 한 구현예에서, 1리터당 약 4 내지 약 12그램 범위내에 구리 이온 농도를 가지고 ; 및 1리터당 약 50 내지 약 300그램, 및 한 구현예에서, 1리터당 약 150 내지 약 250그램 범위내에 유리 황산 농도를 가진다. 상기 구리가 소모된 전해질은 : (1) 라인 160, 170, 171 및 88을 통해 재순환되어 셀 24로 돌아가거나 ; 또는 (2) 구리가 소모된 회수 용액에로서 라인 160, 162, 166, 58 및 60을 통해 혼합기 22로 갈 수 있다.
구리 금속 분말 129는 전해 셀 124로부터 세척기 및 탈수 장치 134로 운반된다. 분말 129는 세척되고 장치 134에서 탈수된다. 세척기 및 탈수 장치 134는 예를들어, 물로써 분말을 분무하기 위한 오버헤드 분무 노즐을 가진 진공 벨트 여과기일 수 있다. 분말 129는 무한 벨트 139를 따라 장치 134로부터 낙수통 135에로 운반되어 저장 호퍼 136으로 간다. 분말 129는 분말 살포 수조 145를 통해 분말 저장 호퍼 136으로부터 무한 벨트 146에로 운반된다. 분말 129는 무한 벨트 146으로 살포되어 로 148 및 냉각실 150을 통해 나아가서 건조되고 소결되어 소결 케이크를 생성한다. 상기 건조 및 소결 단계동안, 세척 및 탈수장치 134내에서 나온 산화물은 감소되거나 제거된다. 소결 케이크는 무한 벨트 146을 따라 냉각실 150으로부터 소결 케이크 파쇄기 152에로 운반되어 압출기 154까지 간다. 파쇄된 소결 케이크는 압출기 154 내에서 압출되어 구리 막대 또는 선 155를 생성한다. 구리 막대 또는 선 155를 틀 156을 통해 연신하여 한 구현예에서, 구형 횡단면인, 원하는 횡단면을 가진 구리선 12를 생성한다. 구리 선 12는 코일러 158에서 감긴다.
제1도 및 제2도에 나타난 구현예가 혼합기 18 및 20 및 침강기 14 및 15를 사용한 2-단계 용매 추출 단계임에도 불구하고, 추가적인 추출단계가 본 발명의 필요에 따라 본 방법에 첨가될 수 있다. 예를들어, 제1도 및 제2도가 특정적으로 2-단계 추출 단계를 나타내고, 하기의 논의는 단일-단계 및 2-단계 추출을 언급하고, 본 발명 방법은 3-단계, 4-단계, 5-단계, 6-단계, 등 추출 단계를 사용하여 수행할 수 있다. 유사하게, 제1도 및 제2도에 나타난 구현예가 혼합기 22 및 침강기 16을 사용한다고 해도, 추가의 회수 단계를 본 발명의 필요에 따라 분리하지 않고 본 방법에 첨가할 수 있는 것은 주지이다. 따라서, 예를들어, 본 발명 방법은 2-단계, 3-단계, 4-단계, 5-단계, 6-단계, 등 회수 단계를 사용하여 수행할 수 있다.
하기의 예들은 본 발명을 입증하기 위해 제공된다. 명기되어 있지 않지만, 하기 예들에서 명세서 및 청구항에서와 마찬가지로, 모든 부분 및 백분율은 중량이고, 모든 온도는 셀시우스 도이며, 모든 압력은 대기압이다.
실시예 1
구리선을 제1도에 나타난 방법을 사용하여 제조한다. 라인 40으로부터 침출더미 10 위에 분무된 침출 수용액은 1리터당 20그램의 황산 농도를 가진 황산 용액이다. 라인 41을 통해 혼합기 20으로 펌프된 구리가 풍부한 침출 수용액은 1리터당 1.8그램의 구리 이온 농도를 가지고, 1리터당 12그램의 유리 황산 농도를 가진다. 유기 용액은 SX-7 내에서 LIX 984의 7중량% 용액이다. 침강기 15로부터 혼합기 20에 첨가된 구리-함유 유기 용액은 1리터당 1.95그램의 구리 농도를 가진다.
침강기 14로부터 혼합기 22에 펌프되는 구리가 풍부한 유기 용액은 LIX 984 1리터당 3그램의 구리 농도를 가진다. 라인 60으로부터 혼합기 22에 첨가된 구리가 소모된 회수 용액은 1리터당 170그램의 유리 황산 농도를 가지며, 1리터당 40그램의 구리 이온 농도를 가진다. 침강기 16에서 혼합기 18로 펌프된 구리가 소모된 유기 용액은 LIX 984 1리터당 1.25그램의 구리 농도를 가진다. 침강기 14에서 혼합기 18로 펌프된 구리-함유 침출 수용액은 1리터당 0.8그램의 구리 이온 농도를 가지며, 1리터당 12그램의 유리 황산 농도를 가진다. 라인 81을 통해 침강기 15로부터 펌프된 구리가 소모된 수용액은 1리터당 0.15그램의 구리 농도를 가지며, 1리터당 12그램의 유리 황산 농도를 가진다. 침강기 16으로부터 수득된 구리가 풍부한 회수 용액은 1리터당 50그램의 구리 이온 농도를 가지며, 1리터당 160그램의 유리 황산 농도를 가진다. 140갤런의 상기 구리가 풍부한 회수 용액은 분당(gpm) 2갤런의 양으로 혼합기/침강기를 통해 재순환된다. 용액내에 LIX 984의 1리터당 3그램의 구리 농도를 가진 구리가 풍부한 유기 용액의 순수 스트림(stream)을 2gpm의 양으로 혼합기에 첨가하고, 황산을 필요한 만큼 첨가하여 허용 가능한 회수 값을 확보한다. 구리가 풍부한 회수용액의 온도를 37.8℃ 이상을 유지시켜 황산 구리의 결정화를 방지한다.
상기 방법으로부터 제조된 최종 전해 용액은 1리터당 92그램의 구리이온 농도를 가지며 리터당 83그램의 유리 황산 농도를 가진다. 구리 호일을 1제곱 피트(ASF)당 600 앰프의 전류 밀도를 사용하여 1제곱 피트 당 6온스의 공식 질량, 온도 150℃, 및 공간 27 내에 200㎝/sec의 전해 속도를 가진 전기주조 셀 24에서 제조한다. 티오우레아를 농도 0.1ppm에서 셀 24내에 전해질에 첨가하고, 전해질은 5ppm이하의 염화물 이온 농도를 가진다. 호일을 가닥 또는 세단기 100을 사용하여 0.014×0.008인치의 횡단면을 가진 선으로 자른다. 잘린선을 터키 헤드 102 내에 2개의 압연에 통과 시킨다. 제1통과에서, 횡단면을 0.0112×0.0085인치로 압연한다. 제2통과에서, 회수물을 직경이 0.089×0.0089인치를 가진 사각형 횡단면으로 압연한다. 상기 선을 틀 104를 통해 연신하여 원형 횡단면을 가지고 횡단면의 직경이 0.00893인치인 선을 제공한다.
실시예 2
구리선을 제2도에 나타난 방법을 사용하여 제조한다. 라인 40으로부터 침출더미 10위에 분무된 침출 수용액은 1리터당 20그램의 유리 황산 농도를 가진 황산 수용액이다. 라인 41을 통해 혼합기 20으로 펌프된 구리가 풍부한 침출 수용액은 1리터당 1.8그램의 구리 이온 농도를 가지고, 1리터당 12그램의 유리 황산 농도를 가진다. 유기 용액은 SX-7 내에서 LIX 984의 7중량%용액이다. 침강기 15로부터 혼합기 20에 첨가된 구리-함유 유기 용액은 유기 용액내 LIX 984의 1리터당 1.95그램의 구리 농도를 가진다. 침강기 14로부터 혼합기 22에 펌프되는 구리가 풍부한 유기 용액은 LIX 984 1리터당 3그램의 구리 농도를 가진다. 라인 60으로부터 혼합기 22에 첨가된 구리가 소모된 회수용액은 1리터당 170그램의 유리 황산 농도를 가지며, 1리터당 40그램의 구리 이온 농도를 가진다. 침강기 16에서 혼합기 18로 펌프된 구리가 소모된 유기 용액은 LIX 984 1리터당 1.25그램의 구리 농도를 가진다. 침강기 14에서 혼합기 18로 펌프된 구리-함유 침출 수용액은 1리터당 0.8그램의 구리 이온 농도를 가지며, 1리터당 12그램의 유리 황산 농도를 가진다. 라인 81을 통해 침강기 15로부터 펌프된 구리가 소모된 수용액은 1리터당 0.15그램의 구리 농도를 가지며, 1리터당 12그램의 유리 황산 농도를 가진다. 전해 셀내에 사용하기 위해 침강기 16으로부터 수득된 구리가 풍부한 회수 용액을 물 및 황산으로 희석시켜 1리터당 8그램의 구리 이온 농도 및 1리터당 145그램의 유리 황산 농도를 가진다. 전해 셀 내에 전류 밀도는 100ASF이고, 온도는 50℃이다. 수불용성 양극은 티타늄이 도금된 이리듐이고 음극은 스테인레스 스틸이다. 전착을 120분간 1사이클 동안에 전해 셀내에서 수행한다. 사이클의 말기에, 음극을 스테인레스 스틸 스크레이퍼를 사용하여 스크랩한다. 구리 금속 분말을 스테인레스 스틸 컨테이너에서 수집한다. 분말을 탈이온화된 물에서 세척하고, 물을 분리 시킨다. 상기 세척물을 4번 더 반복한다. 분말을 건조시키고, 수소 분위기 하에서 90분간 400℃에서 탈산화 시킨다. 분말을 압출하여 횡단면 직경이 1㎜인 원형 횡단면을 가진 구리 막대를 생성한다. 구리막대를 다결정 다이아몬드 틀을 통해 연신하여 횡단면 직경이 0.4㎜인 원형 횡단면을 가진 구리선을 생성한다.
바람직한 구현예와 관련하여 본 발명을 설명하였지만, 당업계의 숙련자가 명세서를 읽는 동안 다양한 변형을 할 것이라는 것은 주지이다. 따라서, 본원에 기재된 발명은 첨부된 청구항의 범위내에서 상기 변형을 포함하려는 것이다.

Claims (10)

  1. 하기 단계로 이루어진, 구리-함유 물질로부터 직접 구리선을 제조하는 방법 :
    (A) : 상기 구리-함유 물질을 하나 이상의 침출 수용액의 유효량과 접촉시켜 구리 이온을 상기 침출 용액 내로 용해시켜서 구리-풍부한 침출 수용액을 형성시키고 ; (B) : 상기 구리-풍부한 침출 수용액을 하나 이상의 수불용성 추출제의 유효량과 접촉시켜 상기 구리-풍부한 침출 수용액으로부터 상기 추출제로 구리 이온을 전달시켜 구리-풍부한 추출제 및 구리-고갈된 침출 수용액을 형성시키고 ; (C) : 상기 구리-고갈된 침출 수용액으로부터 상기 구리-풍부한 추출제를 분리시키고 ; (D) : 상기 구리-풍부한 추출제를 하나 이상의 회수 용액의 유효량과 접촉시켜 상기 추출제로부터 상기 회수 용액으로 구리 이온을 전달시켜서 구리-풍부한 회수 용액 및 구리-고갈된 추출제를 형성시키고 ; (E) : 상기 구리-고갈된 추출제로부터 상기 구리-풍부한 회수 용액을 분리시키고 ; (F) : 상기 구리-풍부한 회수 용액을 양극 및 음극 사이에 흐르게 하고, 상기 양극 및 음극을 가로질러 유효량의 전압을 걸어서 상기 음극 상에 구리를 침착시키고 ; (G) : 상기 음극으로부터 상기 구리를 제거하고 ; 및 (H) : 상기 (G)에서 나오는 제거된 구리를, 이 구리의 용융점 미만의 온도에서 구리선으로 전환시킴.
  2. 제1항에 있어서, 단계(G) 도중에, 음극으로부터 제거되는 구리는 구리 호일의 형태이고, 단계(H)가 하기로 이루어지는 방법 : (H-1) : 구리 호일을 여러 가닥의 구리선으로 자르고 ; 및 (H-2) : 단계 (H-1)으로부터 구리선의 가닥들을 형상화시켜 원하는 횡단면을 가진 상기 구리선 가닥을 수득함.
  3. 제1항에 있어서, 단계(G) 도중에, 음극으로부터 제거되는 구리는 구리 분말의 형태이고, 단계(H)가 하기로 이루어지는 방법 : (H-1) : 구리 분말을 압출하여 구리봉 또는 구리선을 형성시키고 ; 및 (H-2) : 단계 (H-1)에서 나오는 구리봉 또는 구리선을 연신하여 원하는 횡단면을 가진 구리선을 형성시킴.
  4. 제1항에 있어서, 단계(G) 도중에, 구리는 음극 상에서 스코어 절단되어 얇은 구리 가닥이 형성되고 이를 상기 음극 상에서 제거하고, 단계(H) 도중에, 상기 얇은 구리 가닥을 원하는 횡단면을 가진 구리로 형상화하는 방법.
  5. 제1항에 있어서, 상기 구리-함유 물질이 구리광석, 구리 농축물, 구리 용해로 생성물, 용해로 송관 찌꺼기, 구리 시멘트, 황산 구리, 또는 구리-함유 폐기물이고, 상기 침출 수용액이 황산, 할로겐화 산 또는 암모니아로 이루어지는 방법.
  6. 제1항에 있어서, 단계(B)에서 추출제가 하기식으로 표시되는 하나 이상의 화합물 :
    (식중, R1,R2,R3,R4,R5,R6및 R7은 독립적으로 수소 또는 하이드로카르빌기임) ;
    또는 하기식으로 표시되는 하나 이상의 화합물 :
    (식중, R1및 R2는 독립적으로 수소 또는 하이드로카르빌기임) ; 또는 하기식으로 표시되는 하나 이상의 화합물 :
    (식중, R1및 R2는 독립적으로 알킬기 또는 아릴기임) ; 또는 하나 이상의 이온 교환수지로 이루어지는 방법.
  7. 제1항에 있어서, 단계(G) 도중에, 제거되는 구리는 구리 호일 또는 구리선의 형태이고, 및 단계(F) 도중에, 구리-풍부한 회수용액이 1리터당 40 내지 150그램 범위의 구리 이온 농도 및 1리터당 70 내지 170그램 범위의 유리 황산 농도를 가지는 방법.
  8. 제1항에 있어서, 단계(G) 도중에, 제거되는 구리는 구리 호일 또는 구리선의 형태이고, 및 단계(F) 이전 또는 그 도중에, 하나 이상의 활성-황 함유 물질 ; 하나 이상의 젤라틴 ; 및 당밀, 구아 수지, 폴리에틸렌 글리콜, 폴리프로필렌 글리콜, 폴리이소프로필렌 글리콜, 디티오 트레이톨, 프롤린, 히드록시프롤린, 시스테인, 아크릴아미드, 술포프로필 디술피드, 테트라에틸티우람 디술피드, 염화 벤질, 에피클로로히드린, 클로로히드록실프로필술포네이트, 에틸렌 옥시드, 프로필렌 옥시드, 술포늄 알칸술포네이트, 티오카르바모일디술피드 및 셀렌산으로 구성된 군으로부터 선택된 하나 이상의 첨가제로 이루어지는 군으로부터 선택된 하나 이상의 물질을 상기 구리가 풍부한 회수 용액에 첨가하는 방법.
  9. 제1항에 있어서, 단계(G) 도중에, 제거되는 구리는 구리 분말의 형태이고, 및 단계(F) 도중에, 구리-풍부한 회수 용액이 1리터당 1 내지 60그램 범위의 구리 이온 농도 및 1리터당 70 내지 300그램 범위의 유리 황산 농도를 가지는 방법.
  10. 제1항에 있어서, 단계(G) 도중에, 제거되는 구리는 구리 분말의 형태이고, 및 단계(F) 이전 또는 그 도중에, 젤라틴, 벤조트리아졸, 티오우레아, 염화물 이온, 황산 나트륨, 및 하나 이상의 술폰산염으로 구성된 군으로부터 선택된 하나 이상의 첨가제를 구리가 풍부한 회수 용액에 첨가하는 방법.
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