KR100713662B1

KR100713662B1 - 은 스크랩으로부터 구상 은분말 제조방법

Info

Publication number: KR100713662B1
Application number: KR1020050098977A
Authority: KR
Inventors: 김치권; 손정수; 이재천; 정진기
Original assignee: 한국지질자원연구원
Priority date: 2005-10-20
Filing date: 2005-10-20
Publication date: 2007-05-02
Also published as: KR20070043109A

Abstract

본 발명은 은 스크랩으로부터 구상 은분말 제조방법에 관한 것으로, 그 목적은 은의 함량이 65wt%∼99wt%인 은 스크랩을 순도가 99.99% 이상인 고순도 은으로 정제함과 동시에 입자 크기가 1㎛이하이며 입형이 구상인 은분말을 제조하는 방법을 제공하는데 있다. 본 발명의 구성은 철, 동, 아연이 함유되어 있는 은(銀)의 함량이 65∼95wt%인 은 스크랩에 진한질산을 가하여 질산은 용액을 제조하고 이 용액에 염화나트륨(NaCl) 수용액을 첨가하여 염화은(AgCl)을 생성시키고, 이를 1차 정제한 후, 여기에 암모니아수를 가하여 염화은을 완전히 용해하여 은 착화합물 용액을 제조한 후 순수(H₂O)를 첨가하여 은의 농도를 조절한 후 이은 용액에 질소가스를 주입하여 용존산소를 완전히 제거하고, 이어서 폴리비닐피로리돈을 에칠알콜에 용해하여 첨가한 후, 여기에 아스콜빈산을 증류수에 용해한 수용액을 첨가하여 교반하면서 은(銀)이온을 선택적으로 환원, 석출시킨 후 이를 여과, 세척 및 건조하여 은(銀)을 고순도로 정제함과 동시에 입자 크기가 1㎛이하이며 입형(粒形)이 구상(球狀)인 은분말을 제조하는 것을 특징으로 한다.

은, 은정제, 고순도, 스크랩, 질산, 구상은분말

Description

은 스크랩으로부터 구상 은분말 제조방법{Manufacturing Process of Sphere Shape Silver Powder from Silver Scrap}

도 1은 본 발명에 따라 은 스크랩으로부터 고순도 은을 정제하는 한 실시예를 보인 공정도,

도 2는 본 발명 실시예 1에서 제조한 은 분말의 주사전자현미경사진,

도 3은 본 발명 실시예 2에서 제조한 은분말의 주사전자현미경사진,

도 4는 비교예 1에서 제조한 은분말의 주사전자현미경사진,

도 5는 비교예 2에서 제조한 은분말의 주사전자현미경사진이다.

본 발명은 은 스크랩으로부터 구상 은분말 제조방법에 관한 것으로, 자세하게는 철, 동, 아연이 함유되어 있는 은의 함량이 65∼95wt%인 은 스크랩에 질산을 가한 후 용해하여 농도를 조절한 다음 폴리비닐피로리돈(Polyvinylpyrrolidone)을 에칠알콜에 용해하여 첨가한 후 이어서 아스콜빈산 수용액으로 환원시켜 은의 순도를 99.99% 이상인 고순도로 정제함과 동시에 입형(粒形)이 구상(球狀)인 은 분말을 제조하는 방법에 관한 것이다.

일반적으로 은(銀)은 많은 양이 산업용으로 이용되는데 화폐, 주방기기, 필름제조, 화학공업에서의 은도금 및 약품, 도료, 전지, 전기접점, 땜납, 바이메탈, 진공증착, 베어링, 치과용 등 그 활용범위가 매우 넓고 다양하다.

또한 예로부터 금 다음으로 많은 사람들이 애호하여 세공의 재료로도 이용되었는데 은선, 은박, 은 분말로 만들어 쓰기도 하며, 장신구 및 각종 장식품 등을 만드는데 주요 재료로 사용하고 있으며 특히 근래에 이르러 급속도로 성장을 더해가고 있는 전자산업 및 통신산업에서 필수적으로 사용되고 있는 소재이다.

본 발명의 기술분야처럼 입형(粒形)이 구상(球狀)인 은분말은 전자산업의 후막집적회로(厚膜集積回路), 프린트 배선회로, 열경화성 도전 페이스트 등 신뢰성을 중요시하는 전자부품에 사용되는 은 페이스트(Silver Paste) 제조에 도전성 충전제(Conductive Filler)로 반드시 필요한 소재이다. 이러한 용도로 사용되는 은분말의 특징으로는 원료로 사용되는 순도가 99.99% 이상이어야 하며 입자형태가 구상(球狀)으로 균일하여야 하고 평균입도가 1㎛ 이하이어야 한다.

이렇게 다용도로 사용되는 은(銀)의 순도는 99.99%을 유지하여야 하고 귀금속으로 가격이 고가이므로 은제품을 만든 후 발생한 은 함량이 낮은 은 스크랩을 정제함과 동시에 은분말 제조방법을 적용하여 순도가 99.99%이며 입형이 구상인 은분말을 제조하는 것이 는 것이 경제적인 면에서 매우 중요하다.

종래에 은분말을 제조하는 방법으로는 순도가 99.99%인 은괴를 질산에 용해한 후 암모니아수를 가하여 pH를 10∼11로 조절하고 포름알데히드, 하이드로퀴논, 히드라진 등 유기 환원제를 첨가하여 환원, 석출시켜 제조하거나 순도가 99.99%인 은괴를 질산에 용해한 후 오토클레이브(Autoclave)에 장입하여 수소가스를 주입하여 제조하는 방법이 있다.

그러나 상기의 은분말 제조법 중 포름알데히드, 하이드로퀴논, 히드라진을 첨가하여 제조하는 방법은 용액 중에 함유되어 있는 은 이온(Silver Ion)을 환원, 석출시킬 때 환원력이 강하여 환원반응이 급속도로 빨리 진행되기 때문에 은분말의 입경 및 입자형태의 조절이 어렵고 환원, 석출된 은 입자의 입경이 조대해지고 응집현상이 발생되며 또한 이러한 환원제는 인체에 대한 독성이 강하여 인체에 해로울 뿐만 아니라 발생된 폐수의 처리비용이 높은 단점이 있다.

또한, 오토클레이브를 사용하여 은분말을 제조하는 경우에는 설비비, 장치비가 많이 소요되며 이 역시 환원반응이 빠른 속도로 진행되기 때문에 입경 및 입자형태의 조절이 불가능하였으며 입자의 응집현상이 매우 심하다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 은의 함량이 65wt%∼99wt%인 은 스크랩(silver scrap)을 순도가 99.99% 이상인 고순도 은으로 정제함과 동시에 입자 크기가 1㎛이하이며 입형이 구상인 은분말의 제조방법을 제공하는데 있다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하고 종래의 결점을 제거하기 위한 과제를 수행하는 본 발명은 철, 동, 아연이 함유되어 있는 은 분말제조방법에 있어서, 철, 동, 아연이 함유되어 있는 은(銀)의 함량이 65∼95wt%인 은 스크랩(silver scrap)에 진한질산을 가하여 80∼90℃ 가열, 분해하여 질산은 용액을 제조하고 이 용액에 염화나트륨(NaCl) 수용액을 첨가하여 용액의 온도를 40∼50℃로 유지하여 교반시켜 염화은(AgCl)을 생성시키고, 이를 여과 및 세척하여 불순물을 1차 제거하여 정제한 후, 여기에 암모니아수를 가하여 염화은을 완전히 용해하여 은 착화합물(silver complex compounds) 용액을 제조한 후 순수(H₂O)를 첨가하여 은의 농도를 조절한 후, 이 은 용액에 질소가스를 주입하여 용액 중에 남아 있는 용존산소를 완전히 제거하고, 이어서 폴리비닐피로리돈(Polyvinylpyrrolidone)을 에칠알콜에 용해하여 첨가한 후, 여기에 아스콜빈산(Ascorbic Acid)을 증류수에 용해한 수용액 300㎖을 분당 30㎖씩 일정한 속도로 첨가하여 반응온도 50～60℃로 유지하여 교반하면서 은(銀)이온을 선택적으로 환원, 석출시킨 후 이를 여과, 세척 및 건조하여 은(銀)을 고순도로 정제함과 동시에 입자 크기가 1㎛이하이며 입형(粒形)이 구상(球狀)인 은분말을 제조하는 것을 특징으로 한다.

상기 진한질산의 투입량은 은 스크랩 10g당 40ml 이상을 투입한다. 이와 같 은 이유는 그 이하에서는 완전한 용해가 않되며 40ml를 첨가하면 완전히 용해되기 때문이다. 따라서 40ml 이상이면 충분하다.

상기 진한 질산을 첨가하고 가열시 온도를 80∼90℃를 한정하는 이유는 80℃이하에서는 스크랩의 용해시간이 장시간 소요되고 90℃이상에서는 진한질산의 증발량이 많아 손실량이 크기 때문이다.

상기 질산은용액 제조 후 이 용액의 온도를 40∼50℃로 유지하는 이유는 질산은 용액에 염화나트륨 수용액을 첨가하여 염화은을 형성시킬 때 용액의 온도가 40℃이하에서는 질산은이 염화은으로 매우 느리게 전환되고 50℃보다 크면 너무 빠르게 전환되기 때문이다.

상기 질산은 용액에 투입하는 염화나트륨수용액은 은 스크랩 10g당 진한 질산(12 노르말농도(N)) 40㎖를 첨가하고 가열하여 온도를 90℃를 유지, 은 스크랩을 완전히 분해하여 질산은 용액을 제조후 이 용액의 온도를 50℃로 유지하여 교반시키면서 농도가 200g/ℓ인 염화나트륨 수용액 80㎖을 첨가한다.

상기 질산은용액에 염화나트륨수용액을 투입하여 염화은을 형성시켜 여과, 세척하여 은 스크랩에 함유한 철, 동, 아연을 제거한 염화은에 암모니아수를 120㎖ 가하여 은 착화합물 만드는 이유는 암모니아수의 양이 120㎖ 이하에서는 염화은의 완전한 용해가 이루어지지 않기 때문이다.

상기 착화합물(silver complex compounds) 용액을 제조한 후 은 스크랩 10g당 순수(H₂O) 500㎖을 첨가하여 은의 농도를 20g/ℓ이하로 조절하고 농도를 조절한 은 용액에 질소가스를 주입하여 용액 중에 남아 있는 용존산소를 완전히 제거한다. 여기에서 은의 농도가 20g/ℓ이상인 경우에는 환원, 석출하여 제조된 은분말은 표면이 거칠고 응집된 은분말이 된다. 그러므로 이를 방지하기 위하여 순수를 첨가하여 은의 농도를 조절하고 폴리비닐피로리돈을 첨가하여 도 1, 2에 표시된 바와 같은 입자크기가 일정하고 입자의 표면이 매끈하고 입형이 구상인 은분말을 제조할 수 있다.

이어서 폴리비닐피로리돈(Polyvinylpyrrolidone)을 에칠알콜에 용해하여 첨가하는데, 투입량은 상기 은 스크랩 10g에 폴리비닐피로리돈 0.5g을 에칠알콜 10㎖에 용해하여 첨가한다. 여기서 폴리비닐피로리돈을 첨가하므로서 아스콜빈산으로 환원,석출시켜 은분말을 제조할 때 입자를 분산, 안정화시키고 표면을 개질화 시키므로 입자크기와 입형이 구상인 은분말을 제조할 수 있게 된다.

상기 은 착화합물을 만든 후 용액을 가열하여 용액의 온도를 분당 10℃ 속도로 승온하여 60℃에 도달하면 온도를 유지하여 교반하는 이유는 용액의 온도가 낮으면 아스콜빈산을 첨가하였을 때 은의 환원,석출 반응이 진행되지 않기 때문이다.

상기 은 착화합물에 농도가 100g/ℓ인 아스콜빈산 수용액 300㎖을 분당 30㎖씩 일정한 속도로 첨가하는 이유는 100g/ℓ인 아스콜빈산 수용액 300㎖ 보다 적은 양을 첨가하면 은 착화합물이 은으로 완전히 환원,석출되지 않으며 아스콜빈산 300㎖ 보다 많이 첨가하면 은이 완전히 환원, 석출되기 때문이다.

이하 본 발명의 실시 예인 구성과 그 작용을 첨부도면에 연계시켜 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명에 따라 은 스크랩으로부터 고순도 은을 정제하는 한 실시예를 보인 공정도를 도시하고 있는데, 이를 설명하면 다음과 같다.

본 발명은 은 함량이 65%～95%인 은 스크랩에 진한질산(12 노르말농도(N))을 첨가하여 가열, 분해하여 질산은 용액을 제조한 후 질산은 용액을(40～50℃)로 유지하여 염화나트륨(NaCl) 수용액을 첨가하여 염화은(AgCl)을 생성시켜 이를 세척, 여과하여 1차로 불순물을 제거한 후 여기에 암모니아수를 가하여 완전히 용해하여 은 착화합물(silver complex compounds)를 제조한 후 순수(H₂O)를 첨가하여 은의 농도를 조절한 후 질소가스를 주입하여 용액 중에 남아 있는 용존산소를 완전히 제거하고, 이어서 폴리비닐피로리돈(Polyvinylpyrrolidone)을 에칠알콜에 용해하여 첨가한 후 용액의 온도를 50～60℃로 유지하여 교반시키고 이 용액에 아스콜빈산(Ascorbic Acid)을 증류수에 용해한 수용액을 서서히 첨가하여 은(銀)이온을 선택적으로 환원, 석출 환원석출 시킨다. 이어서 환원, 석출된 은을 여과, 세척 및 건조하여 순도가 99.99% 이상이며 입자 크기가 1㎛이하이며 입형이 구상인 은분말을 제조하는 단계를 거쳐 제조하게 된다.

일반적으로 은 스크랩을 질산에 가열, 분해하여 제조한 질산은 용액에는 주 원소인 은과 불순물로 철, 동 및 아연이 함유되어 있는데, 종래에 사용하던 하이드로 퀴논, 포름알데히드, 히드라진을 사용하여 은을 환원, 석출시킬 때 환원력이 강하여 환원반응이 급속도로 빨리 진행되기 때문에 완전히 불순물의 제거가 어렵다는 단점과, 은괴를 질산에 가열, 분해하여 제조한 질산은 용액을 하이드로 퀴논, 포름알데히드, 히드라진과 같은 인체에 독성이 강한 화공약품인 환원제를 사용하므로 폐수처리 비용이 높은 단점이 있는데 비해, 상기와 같은 본 발명에서는 염화은을 형성시켜 1차로 불순물을 제거하고 또한 은 착화합물 용액을 환원, 석출하여 정제할 때 종래에 사용하던 독성이 강한 화공약품을 사용하지 않고 순수(H₂O)를 첨가하여 은의 농도를 조절하고 이어서 폴리비닐피로리돈(Polyvinylpyrrolidone)을 에칠알콜에 용해하여 첨가한 후 인체에 대한 독성이 전혀 없는 아스콜빈산 수용액을 첨가하여 은 이온을 선택적으로 환원, 석출시켜 2차 정제하므로 종래의 방법으로 은분말을 제조하는 것보다 순도가 높으며 응집현상이 없는 입자형태가 구상인 균일한 미립의 은분말을 제조할 수 있다는 장점을 가지게 된다.

이하 본 발명의 바람직한 실시예와 이와 대비되는 비교예를 통하여 본 발명을 상세히 설명한다.

실시예 1

화학조성이 Ag 65.2%, Fe 15.3%, Cu 11.4%, Zn 8.1%인 은 스크랩 10g을 내부가 테프론으로 코팅된 용기에 넣고 진한 질산(12 노르말농도(N)) 50㎖를 첨가하고 가열하여 온도를 90℃를 유지, 은괴를 완전히 분해하여 질산은 용액을 제조한다. 이 용액의 온도를 50℃로 유지하여 교반시키면서 농도가 200g/ℓ인 염화나트륨 수용액 80㎖를 서서히 첨가하여 염화은을 형성시킨 후 이를 여과, 세척하여 은 스크랩에 함유한 철, 동, 아연을 제거한 염화은에 암모니아수를 120㎖ 가하여 완전히 용해하여 은 착화합물을 만든 후 순수 500㎖을 가하여 은의 농도를 조절하고 은 용액에 질소가스를 분당 200㎖ 씩 60분간 주입하여 용액 중에 남아 있는 용존산소를 완전히 제거 한 후 이어서 폴리비닐피로리돈(Polyvinylpyrrolidone) 0.5g을 에칠알콜 10㎖에 용해하여 첨가하고 가열하여 용액의 온도를 분당 10℃ 속도로 승온하여 60℃에 도달하면 온도를 유지여 교반하고 여기에 농도가 100g/ℓ인 아스콜빈산 수용액 300㎖을 분당 30㎖씩 첨가하여 50분간 반응시켜 용액 중에 함유되어 있는 은이온을 선택적으로 환원, 석출하였다. 환원, 석출된 은을 여과, 세척하여 70℃로 건조하여 무게를 측정한 결과 5.8g이었으며 원자흡광 분석법(AA)으로 분석한 결과 불순물로 Fe 51ppm, Cu 15ppm, Zn 13ppm이 함유되어 있었으며 주사전자현미경(SEM)과 입도분석기로 입자형태와 평균입도를 조사한 결과 입자형태는 분산상태가 뚜렷한 구상(球狀)의 은분말(도 2참조)로 평균입도는 0.7㎛이었다.

실시예 2

화학조성이 Ag 72.5%, Fe 12.8%, Cu 8.1%, Zn 6.6%인 은 스크랩 10g을 실시예 1에 표기한 동일한 방법으로 은분말을 제조한 후 무게를 측정한 결과 6.9g이었으며 원자흡광 분석법(AA)으로 분석한 결과 불순물로 Fe 48ppm, Cu 13ppm, Zn 11ppm이 함유되어 있었으며 주사전자현미경(SEM)과 입도분석기로 입자형태와 평균입도를 조사한 결과 입자형태는 분산상태가 뚜렷한 구상(球狀)의 은분말(도 3참조)로 평균입도는 0.6㎛이었다.

실시예 3

화학조성이 Ag 77.4%, Fe 10.5%, Cu 7.4%, Zn 4.7%인 은 스크랩 10g을 실시예 1에 표기한 동일한 방법으로 은분말을 제조한 후 무게를 측정한 결과 7.5g이었으며 원자흡광 분석법(AA)으로 분석한 결과 불순물로 Fe 45ppm, Cu 11ppm, Zn 10ppm이 함유되어 있었으며 주사전자현미경(SEM)과 입도분석기로 입자형태와 평균입도를 조사한 결과 입자형태는 분산상태가 뚜렷한 구상(球狀)의 은분말로 평균입도는 0.6㎛이었다

실시예 4

화학조성이 Ag 83.6%, Fe 9.6%, Cu 5.2%, Zn 2.6%인 은 스크랩 10g을 실시예 1에 표기한 동일한 방법으로 은분말을 제조한 후 무게를 측정한 결과 7.8g이었으며 원자흡광 분석법(AA)으로 분석한 결과 불순물로 Fe 43ppm, Cu 9ppm, Zn 8ppm이 함유되어 있었으며 주사전자현미경(SEM)과 입도분석기로 입자형태와 평균입도를 조사한 결과 입자형태는 분산상태가 뚜렷한 구상(球狀)의 은분말로 평균입도는 0.7㎛이었다.

실시예 5

화학조성이 Ag 87.8%, Fe 7.8%, Cu 2.4%, Zn 2.0%인 은 스크랩 10g을 실시예 1에 표기한 동일한 방법으로 은분말을 제조한 후 무게를 측정한 결과 7.9g이었으며 원자흡광 분석법(AA)으로 분석한 결과 불순물로 Fe 41ppm, Cu 8ppm, Zn 7ppm이 함유되어 있었으며 주사전자현미경(SEM)과 입도분석기로 입자형태와 평균입도를 조사한 결과 입자형태는 분산상태가 뚜렷한 구상(球狀)의 은분말로 평균입도는 0.7㎛이었다.

실시예 6

화학조성이 Ag 94.6%, Fe 2.8%, Cu 1.4%, Zn 1.2%인 은 스크랩 10g을 실시예 1에 표기한 동일한 은분말을 제조한 후 무게를 측정한 결과 8.8g이었으며 원자흡광 분석법(AA)으로 분석한 결과 불순물로 Fe 37ppm, Cu 6ppm, Zn 5ppm이 함유되어 있었으며 주사전자현미경(SEM)과 입도분석기로 입자형태와 평균입도를 조사한 결과 입자형태는 분산상태가 뚜렷한 구상(球狀)의 은분말로 평균입도는 0.6㎛이었다.

비교예 1

화학조성이 Ag 75.2%, Fe 12.3%, Cu 7.4%, Zn 5.1%인 은 스크랩 10g을 내부가 테프론으로 코팅된 용기에 넣고 진한 질산 50㎖를 첨가하고 가열하여 온도를 90℃를 유지, 은 스크랩을 완전히 분해하여 제조한 질산은 용액을 제조한다. 이 용액에 암모니아수를 가하여 pH를 11로 보정한 후 용액을 가열하여 용액의 온도를 분당 10℃ 속도로 승온하여 60℃에 도달하면 온도를 유지하여 교반하고 여기에 농도가 100g/ℓ인 하이드로퀴논 수용액 400㎖을 서서히 첨가하여 30분간 반응시켜 용액 중에 함유되어 있는 은을 환원, 석출하였다. 환원, 석출된 은을 여과, 세척하여 70℃로 건조하여 무게를 측정한 결과 6.9g이었으며 원자흡광 분석법(AA)으로 분석한 결과 불순물로 Fe 0.5%, Cu 0.3%, Zn 0.2%가 함유되어 있었으며 주사전자현미경(SEM)과 입도분석기로 입자형태와 평균입도를 조사한 결과 입자형태는 심하게 응집한 구상(球狀)(도 4참조)이었으며 평균입도는 4.6㎛이었다.

비교예 2

화학조성이 Ag 75.2%, Fe 12.3%, Cu 7.4%, Zn 5.1%인 은 스크랩 10g을 내부가 테프론으로 코팅된 파이렉스제 용기에 넣고 진한 질산 50㎖를 첨가하고 가열하여 온도를 90℃를 유지, 은괴를 완전히 분해하여 제조한 질산은 용액을 제조한다. 이 용액에 암모니아수를 가하여 pH를 11로 보정한 후 용액가열하여 용액의 온도를 분당 10℃ 속도로 승온하여 60℃에 도달하면 온도를 유지여 교반하고 여기에 농도가 100g/ℓ인 포름알데히드 수용액 400㎖을 서서히 첨가하여 30분간 반응시켜 용액 중에 함유되어 있는 은을 환원, 석출하였다. 환원, 석출된 은을 여과, 세척하여 70℃로 건조하여 무게를 측정한 결과 6.9g이었으며 원자흡광 분석법(AA)으로 분석한 결과 불순물로 Fe 0.5%, Cu 0.3%, Zn 0.2%가 함유되어 있었으며 주사전자현미경(SEM)과 입도분석기로 입자형태와 평균입도를 조사한 결과 입자형태는 심하게 응집한 구상(球狀)(도 5참조)으로 평균입도는 5.4㎛이었다.

비교예 3

화학조성이 Ag 75.2%, Fe 12.3%, Cu 7.4%, Zn 5.1%인 은괴(銀塊) 10g을 내부가 테프론으로 코팅된 파이렉스제 용기에 넣고 진한 질산 50㎖를 첨가하고 가열하여 온도를 90℃를 유지, 은괴를 완전히 분해하여 제조한 질산은 용액을 제조한다. 이 용액에 암모니아수를 가하여 pH를 11로 보정한 후 용액가열하여 용액의 온도를 분당 10℃ 속도로 승온하여 60℃에 도달하면 온도를 유지여 교반하고 여기에 농도가 100g/ℓ인 히드라진 수용액 400㎖을 서서히 첨가하여 30분간 반응시켜 용액 중에 함유되어 있는 은을 환원, 석출하였다. 환원, 석출된 은을 여과, 세척하여 70℃로 건조하여 무게를 측정한 결과 6.9g이었으며 원자흡광 분석법(AA)으로 분석한 결과 불순물로 Fe 0.5%, Cu 0.3%, Zn 0.2%가 함유되어 있었으며 주사전자현미경(SEM)과 입도분석기로 입자형태와 평균입도를 조사한 결과 입자형태는 심하게 응집한 구상(球狀)으로 평균입도는 6.1㎛이었다.

상기와 같이 실시예와 비교예에 표시한 바와 같이 본 발명에 의하여 제조한 은분말은 순도가 99.99% 이상이며 입자형태가 분산이 뚜렷한 구상으로 평균입도가 1㎛로 이었으며 종래에 하이드로퀴논, 포름알데히드, 히드라진을 사용하여 환원, 석출하여 제조한 은분말의 순도는 최대 99%을 나타냄을 알 수 있으며 입자형태는 응집현상이 심한 구상 또는 불규칙상 이었으며 평균입도는 4.6∼6.1㎛로 평균입도가 조대하였음을 알 수 있다.

본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.

상기와 같은 본 발명은 염화은을 형성시켜 1차로 불순물을 제거하고 또한 은 착화합물 용액을 환원, 석출하여 정제할 때 종래에 사용하던 독성이 강한 화공약품을 사용하지 않고 순수(H₂O)를 첨가하여 은의 농도를 조절하고 이어서 폴리비닐피로리돈(Polyvinylpyrrolidone)을 에칠알콜에 용해하여 첨가한 후 인체에 대한 독성이 전혀 없는 아스콜빈산 수용액을 첨가하여 은 이온을 선택적으로 환원, 석출시켜 2차 정제하므로 종래의 방법으로 은분말을 제조하는 것보다 순도가 높으며 응집현상이 없는 입자형태가 구상인 균일한 미립의 은분말을 제조할 수 있다는 장점을 가진 유용한 발명으로 산업상 그 이용이 크게 기대되는 발명인 것이다.

Claims

철, 동, 아연이 함유되어 있는 은 분말제조방법에 있어서,

철, 동, 아연이 함유되어 있는 은(銀)의 함량이 65∼95wt%인 은 스크랩(silver scrap) 10g당 진한질산(12 노르말농도(N))을 40㎖ 이상 투입하여 80∼90℃ 가열, 분해하여 질산은 용액을 제조하고, 이 용액에 염화나트륨(NaCl) 수용액을 첨가하여 용액의 온도를 40～50℃로 유지하여 교반시켜 염화은(AgCl)을 생성시키고, 이를 여과 및 세척하여 불순물을 1차 제거하여 정제한 후, 여기에 암모니아수를 가하여 염화은을 완전히 용해하여 은 착화합물(silver complex compounds) 용액을 제조한 후 순수(H₂O)를 첨가하여 은의 농도를 조절한 후, 이 은 용액에 질소가스를 주입하여 용액 중에 남아 있는 용존산소를 완전히 제거하고, 이어서 폴리비닐피로리돈(Polyvinylpyrrolidone)을 에칠알콜에 용해하여 첨가한 후, 여기에 아스콜빈산(Ascorbic Acid)을 증류수에 용해한 수용액을 서서히 첨가하여 반응온도 50∼60℃로 유지하여 교반하면서 은(銀)이온을 선택적으로 환원, 석출시킨 후, 이를 여과, 세척 및 건조하여 은(銀)을 고순도로 정제함과 동시에 입자 크기가 1㎛이하이며 입형(粒形)이 구상(球狀)인 은 분말을 제조하는 방법을 특징으로 하는 은 스크랩으로부터 구상 은분말 제조방법.
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제 1항에 있어서,

상기 질산은 용액에 투입하는 염화나트륨수용액은 은 스크랩 10g당 진한 질산 40㎖를 첨가시, 농도가 200g/ℓ인 염화나트륨 수용액 80㎖을 첨가하는 것을 특징으로 하는 은 스크랩으로부터 구상 은분말 제조방법.
제 3항에 있어서,

상기 질산은용액에 염화나트륨수용액을 투입하여 염화은을 형성시킨 후 이를 기준으로 암모니아를 120㎖ 가하는 것을 특징으로 하는 은 스크랩으로부터 구상 은분말 제조방법.
제 4항에 있어서,

상기 은 착화합물(silver complex compounds) 용액을 제조한 후 은 스크랩 10g당 순수(H₂O) 500㎖을 첨가하여 은의 농도를 20g/ℓ이하로 조절하고, 이후 농도 를 조절한 은 용액에 질소가스를 분당 200㎖ 씩 60분간 주입하여 용액 중에 남아 있는 용존산소를 완전히 제거 한 다음, 폴리비닐피로리돈(Polyvinylpyrrolidone)을 은 스크랩 10g당 폴리비닐피로리돈 0.5g을 에칠알콜 10㎖에 용해하여 첨가하는 것을 특징으로 하는 은 스크랩으로부터 구상 은분말 제조방법.
제 5항에 있어서,

상기 은 착화합물 기준으로 농도가 100g/ℓ인 아스콜빈산 수용액 300㎖을 분당 30㎖씩 일정한 속도로 첨가하는 것을 특징으로 하는 은 스크랩으로부터 구상 은분말 제조방법.