KR102503709B1 - 가압 침출법을 이용한 구리의 침출 방법 - Google Patents
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Abstract
본 개시는 일 실시예에 있어서, 구리를 포함하는 원료를 준비하는 원료준비공정; 및 상기 원료를 가압 장치 내의 침출액에 투입하고 산소를 주입하면서 구리를 가압 침출하는 단계를 포함하는 가압침출공정;을 포함하는, 가압 침출법을 이용한 구리의 침출 방법을 제공한다.
Description
본 개시는 가압 침출법을 이용하여 원료에 함유된 유가 금속 특히 구리의 침출 방법에 관한 것이다. 더욱 상세하게, 본 개시는 가압 침출법을 이용하여 구리의 원료인 구리 매트, 구리 정광, 구리 시멘트, 및 구리 분진으로부터 구리를 회수하며, 철 성분의 침전을 통한 분리에 관한 것이다.
일반적인 유가 금속의 침출 공정으로 대중화되어 있는 것은 상압 침출법이다. 상압 침출법은 다른 공정에 비해 설비 투자비가 적게 들며, 조업에 대한 위험성 부담도 적으므로, 일반 습식 공정에서 대중적으로 사용 중이다. 하지만, 상압 침출법은 구리인 경우, 침출 효율을 증가시키기 위해 반응 시간을 16 내지 24시간 지속해야 하며, 반응 시간 장기화에 따라 사용되는 가스 연료 및 스팀 사용량 증가로 인해 비용이 증가하고, 원료 처리 능력의 저하로 인해 생산성의 효율이 떨어진다.
또한, 상압 침출법은 선택적 추출법이 아니므로 구리 성분 이외의 불순물 성분이 대부분 침출된다. 따라서, 후단 공정으로 구리 성분 이외의 불순물을 제거하는 공정이 추가로 필요하며, 추가되는 공정들로 인해 처리 비용이 발생한다는 문제점이 있었다.
본 개시는 침출 조건에서 압력을 가해주는 방식인 가압 침출법을 이용하여 반응 온도를 낮추어서 구리 침출율은 증가하고, 반응 시간은 감소되게 하여 조업의 효율을 향상하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 개시는 반응 시간 감소와 침출 효율 향상으로 인해 처리할 수 있는 원료량이 증가하여 생산성을 증가시키는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 개시는 침출시 산소 압력, 반응 온도, 및 최종 침출액 중의 산도에 따라 철(Fe) 성분을 침전시켜, 철 제거에 필요한 정제 공정 비용 감소로 인해 조업의 생산성 향상을 목적으로 한다.
본 개시는 일 실시예에 있어서, 구리를 포함하는 원료를 준비하는 원료준비공정; 및 상기 원료를 가압 장치 내의 침출액에 투입하고 산소를 주입하면서 구리를 가압 침출하는 단계를 포함하는 가압침출공정;을 포함하는, 가압 침출법을 이용한 구리의 침출 방법을 제공한다.
본 개시는 일 실시예에 있어서, 상기 원료는 구리 정광, 구리 매트, 구리 시멘트, 및 구리 분진 중 적어도 하나로부터 준비되는, 가압 침출법을 이용한 구리의 침출 방법을 제공한다.
본 개시는 일 실시예에 있어서, 상기 가압침출공정은 상기 원료의 철 성분을 침전시키는 단계를 더 포함하는, 가압 침출법을 이용한 구리의 침출 방법을 제공한다.
본 개시는 일 실시예에 있어서, 상기 원료의 상기 철 성분은 자로사이트 및 적철석 중 적어도 하나의 형태로 침전되는, 가압 침출법을 이용한 구리의 침출 방법을 제공한다.
본 개시는 일 실시예에 있어서, 상기 가압 장치는 오토 클레이브 설비인, 가압 침출법을 이용한 구리의 침출 방법을 제공한다.
본 개시는 일 실시예에 있어서, 상기 가압침출공정은 140℃ 내지 150℃의 범위에서 행해지는, 가압 침출법을 이용한 구리의 침출 방법을 제공한다.
본 개시는 일 실시예에 있어서, 상기 가압침출공정의 반응후 침출액의 산도는 60g/L 내지 90g/L의 범위인, 가압 침출법을 이용한 구리의 침출 방법을 제공한다.
본 개시는 일 실시예에 있어서, 상기 가압침출공정에 투입되는 침출액의 부피에 대한 상기 원료의 질량인 고체 밀도는 150g/L 내지 200g/L의 범위인, 가압 침출법을 이용한 구리의 침출 방법을 제공한다.
본 개시는 일 실시예에 있어서, 상기 가압침출공정의 가압 침출하는 반응 시간은 3시간 내지 5시간의 범위인, 가압 침출법을 이용한 구리의 침출 방법을 제공한다.
본 개시는 일 실시예에 있어서, 구리 및 철 성분을 포함하는 원료를 준비하는 원료준비공정; 및 상기 원료를 가압 용기 내의 침출액에 투입하고 산소를 주입하면서 구리를 가압 침출하는 단계를 포함하는 가압침출공정;을 포함하고, 상기 가압침출공정은, 오토 클레이브 설비 내에서 진행되며, 상기 원료의 구리를 가압 침출하는 단계와 상기 원료의 철 성분을 침전시키는 단계를 포함하는, 가압 침출법을 이용한 구리의 침출 방법을 제공한다.
본 개시에 따른 실시예에 의하면 가압 침출법을 이용하여 반응 온도를 낮추어서 구리 침출율이 증가되고, 반응 시간이 감소된다.
또한, 반응 시간 감소와 침출 효율 향상으로 인해 처리할 수 있는 원료의 량이 증가하여 생산성이 증가된다.
또한, 침출시 철 성분이 침전되므로, 철 성분 제거에 필요한 정제 공정 비용 감소될 수 있고, 이로 인해 조업의 생산성 향상된다.
도 1은 본 개시의 일 실시예에 따른 가압 침출법을 이용한 구리의 침출 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 2는 본 개시의 일 실시예에 따른 오토 클레이브 설비를 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 2는 본 개시의 일 실시예에 따른 오토 클레이브 설비를 개략적으로 나타낸 단면도이다.
본 개시의 실시예들은 본 개시의 기술적 사상을 설명하기 위한 목적으로 예시된 것이다. 본 개시에 따른 권리범위가 이하에 제시되는 실시예들이나 이들 실시예들에 대한 구체적 설명으로 한정되는 것은 아니다.
본 개시와는 다르게, 일반적으로 대중화되어 있는 침출법은 상압 침출법이다. 그러나, 상압 침출법은 구리(Cu) 침출율을 높이기 위해 반응 시간을 16시간 내지 24시간 지속하는데, 이 때문에 연료, 스팀 사용량 증가에 따른 비용이 추가 발생될 수 있다. 또한, 처리하는 원료량이 적으므로 생산성이 낮다. 또한, 상압에서 침출하는 과정에서 원료에 포함된 철(Fe) 성분도 같이 침출되어 후단 정제 공정이 추가로 필요하다.
본 개시에 따른 침출 방법은 가압 침출 방식으로, 철(Fe) 성분이 침전되므로, 후단 공정이 생략될 수 있고, 반응 온도 및 반응 시간이 감소되므로 구리(Cu) 침출율은 증가하여 생산성이 향상될 수 있다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명을 설명한다.
도 1은 본 개시의 일 실시예에 따른 가압 침출법을 이용한 구리의 침출 방법을 나타낸 흐름도이다. 도 2는 본 개시의 일 실시예에 따른 오토 클레이브 설비(100)를 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 1을 참조하면, 본 개시의 일 실시예에 따른 가압 침출법을 이용한 구리의 침출 방법은 유가 금속(예를 들어, 구리)을 포함하는 원료를 준비하는 원료준비공정(S100), 상기 원료를 가압 장치 내의 침출액에 투입하고 산소를 주입하면서 구리를 가압 침출하는 침출 단계와, 원료의 철 성분을 침전시키는 침전 단계를 포함하는 가압침출공정(S200)을 포함할 수 있다.
원료준비공정(S100)
먼저, 구리 등 유가 금속을 포함하는 원료가 준비된다. 원료는 구리 정광, 구리 매트, 구리 시멘트, 및 구리 분진 중 적어도 하나일 수 있다. 원료는 철 성분도 포함하고 있다.
가압침출공정(S200)
상기 원료를 침출액을 미리 배치한 가압 장치에 투입하고, 가압 장치에 산소를 투입하면서, 침출액에 상기 유가 금속을 가압 침출한다. 일 실시예에서, 가압 장치에 투입할 침출액은 구리(Cu) 성분이 30 내지 40 g/L, 황산 농도 160 내지 170 g/L 함유된 구리 전해 미액일 수 있다. 상기 침출액에 산소를 투입하면서 가압 침출한다. 가압 용기의 반응 압력은 상압보다 높은 약 0.3 MPa 내지 1.5 MPa일 수 있다. 바람직하게 가압 용기의 반응 압력은 약 0.5 MPa 내지 1.5 MPa일 수 있다.
가압침출공정(S200)의 압력은 0.5 미만인 경우, 온도가 떨어질 경우에 포화 증기압이 떨어져 구리의 용해율이 낮아질 수 있다. 또한 온도가 떨어질 경우 용매 중 철 성분이 자로사이트(Fe3(SO4)2(OH)6)로 침전되어 여과성이 현저히 떨어질 수 있으며, 공정 중 문제가 발생할 수 있다. 가압침출공정(S200)의 압력이 1.5 MPa를 초과할 경우, 구리의 용해율은 증가할 수 있지만 불필요한 온도 및 압력일 수 있다. 즉, 불필요하게 높은 압력일 수 있다.
가압침출공정(S200)에서 원료의 철 성분이 침전된다. 원료의 철 성분은 자로사이트 및 적철석 중 적어도 하나의 형태로 침전될 수 있다.
일 실시예에서, 상기 가압 장치는 오토 클레이브 설비를 이용할 수 있다. 즉, 가압 장치는 오토 클레이브 설비일 수 있다.
도 2를 참조하면, 오토 클레이브 설비(100)는 내부 압력 및 내부 온도를 조절할 수 있다. 일 실시예에서, 오토 클레이브 설비(100)는 주입부(110), 배출부(120), 산소주입부(130), 교반기(140), 및 쉘(150)을 포함할 수 있다. 원료는 주입부(110)를 통해 오토 클레이브 설비(100)의 내부로 주입될 수 있다. 최종적인 반응 후의 반응후 침출액은 배출부(120)를 통해 오토 클레이브 설비(100)의 외부로 배출할 수 있다. 산소는 산소주입부(130)를 통해 오토 클레이브 설비(100)의 내부로 주입될 수 있다. 교반기(140)는 침출액(L)을 혼합할 수 있다. 쉘(150)은 오토 클레이브 설비(100)의 형상을 결정할 수 있다.
오토 클레이브 설비(100) 내로, 산소가 주입되고, 유가 금속이 침출액에 가압 침출될 수 있다. 예를 들어, 구리 성분을 포함하는 원료는 산성 분위기에서 침출이 진행될 수 있다. 산성 분위기에서 산소는 산화제로 사용될 수 있다. 원료 내에 유가 금속이 침출되는 반응식은 아래 반응식 1로 표시할 수 있다.
[반응식 1]
2H++MeS+1/2O2 → Me2++S+H2O
여기서, Me는 구리 등 유가 금속이다.
산소가 투입되는 경우, 산성 분위기에서 구리 등 유가 금속은 대부분 침출될 수 있다. 일 실시예에서, 원료는 철(Fe) 성분을 더 포함한다. 철 성분은 낮은 침전율을 가질 수 있으며, 원료의 철 성분은 침전된다. 예를 들어, 다음 반응식 2에 따라서 침출된 Fe2+은 다시 산화제에 의해서 Fe3+로 산화될 수 있다.
[반응식 2]
2Fe2++2H++1/2O2 → 2Fe3++H2O
그리고 반응식 3 및 반응식 4에 따라, 원료의 철 성분은 자로사이트 및 적철석 중 적어도 하나의 형태로 침전될 수 있다.
[반응식 3]
Me2SO4+3Fe2(SO4)3+12H2O → 2MeFe4(SO4)2(OH)6+6H2SO4
[반응식 4]
2Fe3++3H2O → Fe2O3+6H+
일 실시예에서, 침출액에 상기 구리 등 유가 금속을 가압 침출하는 단계 및 원료의 철 성분을 침전시키는 단계에서, 오토 클레이브 설비(100)의 내부 온도는 140℃ 내지 150℃일 수 있다. 오토 클레이브 설비(100) 내부의 온도가 140℃ 미만이고, pH가 0인 경우, 원료의 철 성분의 침전물이 형성되지 않으므로, 철 침전 공정으로 적합하지 않을 수 있다. 그리고, 150℃를 초과하는 경우, 오토 클레이브 설비(100)에서 스팀 및 가스 연료 사용량이 증가하여 조업 비용이 증가할 수 있다. 바람직하게, 오토 클레이브 설비(100)의 내부 온도는 140℃ 내지 150℃일 수 있다. 더욱 바람직하게, 오토 클레이브 설비(100)의 내부 온도는 145℃ 내지 150℃일 수 있다.
일 실시예에서, 가압 설비 내에 투입되는 원료의 고체 밀도는 150g/L 내지 200g/L의 범위를 가질 수 있다. 이 때 고체 밀도는 가압 설비에 미리 투입된 침출액의 부피에 대하여 가압 설비에 투입되는 원료의 질량의 비율로 정의한다. 이를 다시 말하면, 고체 밀도는 단위 용매당 투입되는 원료의 질량의 비율일 수 있으며, 용매 1L당 원료의 질량일 수 있다. 고체 밀도가 낮을수록 침출 효율이 높을 수 있으나, 고체 밀도가 낮을수록 원료 처리량이 감소하므로 생산성 저하 문제가 발생될 수 있다. 또한, 고체 밀도가 낮을수록 침출된 구리 성분의 농도가 낮을 수 있다. 또한, 고체 밀도가 150g/L 내지 200g/L인 경우에, 3시간 반응 시 구리 침출율 차이가 크지 않을 수 있다. 바람직하게, 생산성 증대의 목적으로 원료의 고체 밀도는 180g/L 내지 200g/L일 수 있다.
일 실시예에서, 침출액(L)에 상기 유가 금속이 가압 침출된 후, 반응후 침출액의 산도는 60g/L 내지 90g/L의 범위를 가질 수 있다. 반응후 침출액의 산도가 60g/L 미만으로 조절할 시에 구리 침출율이 90% 이하로 감소할 수 있고, 반응후 침출액의 산도가 90g/L를 초과하는 경우 원료의 철 성분이 침전되지 않고, 침출될 수 있으므로, 철 성분 분리 공정에는 적합하지 않을 수 있다. 따라서, 바람직하게, 구리 침출율 및 원료의 철 성분 침전을 통한 정제 공정을 고려하면 반응 후 침출액의 산도는 80g/L 내지 90g/L로 조절할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 유가 금속을 가압 침출하는 반응 시간은 3시간 내지 5시간의 범위를 가질 수 있다. 반응 시간이 증가할수록 철 성분 침전율 및 구리 침출율은 높아질 수 있다. 그러나, 구리 침출율의 효율은 반응 시간이 증가되더라도 크지 않을 수 있다. 따라서, 바람직하게 상기 유가 금속을 가압 침출하는 반응 시간은 3시간 내지 4 시간일 수 있다.
즉, 침출액에 상기 유가 금속을 침출하는 단계 및 원료의 철 성분을 침전시키는 단계는, 내부 온도와 내부 압력을 조절하는 오토 클레이브 설비(100) 내에서 진행될 수 있다. 따라서, 본 개시에 따라 원료에서의 유가 금속은 침출하면서 철 성분의 침전에 따른 불순물 정제 공정이 감소될 수 있다. 이러한 경우, 구리 제련 공정의 설비가 축소될 수 있고, 조업 운영이 용이할 수 있으며, 운영비가 감소될 수 있다.
실시예
원료는 구리(Cu) 중량 31 내지 33 중량%, 철(Fe) 1.4 내지 3 중량%, 납(Pb) 38 내지 40 중량%, 및 아연(Zn) 0.6 내지 2 중량%가 함유된 구리 매트를 사용하였다. 침출액에 상기 유가 금속을 침출하는 단계에서, 오토 클레이브 설비를 사용하였고, 오토 클레이브 설비의 내부 온도는 150℃로 설정하였다. 침출액은 구리(Cu) 성분이 30 내지 40 g/L, 황산 농도 160 내지 170 g/L 함유된 구리 전해 미액을 사용하였다.
실시예 1 내지 3
투입된 원료를 조절하여 침출액 중의 고체 밀도(가압 설비에 미리 투입된 침출액의 부피에 대하여 가압 설비에 투입되는 원료의 질량의 비율)는 150g/L로 3시간 동안 반응을 실시하였다.
실시예 1 내지 3에서는 반응 후 침출액 중의 황산 농도를 조절하여 철 성분의 침전율 및 구리 회수율을 비교하였다. 실시예 1은 반응후 침출액 중 황산 농도를 60 g/L로 조절하였다. 실시예 2는 반응후 침출액 중 황산 농도를 90 g/L로 조절하였다. 실시예 3은 반응후 침출액 중 황산 농도를 130 g/L로 조절하였다.
실시예 4 내지 6
투입된 원료를 조절하여 고체 밀도를 185 g/L 또는 200g/L로 투입 조건을 설정하였다. 또한, 반응 시간을 3시간 및 5시간으로 조절하였다. 즉, 실시예 4는 고체 밀도를 185 g/L로, 반응후 침출액 중 황산 농도를 90 g/L로, 반응 시간을 3시간으로 조절하였다. 실시예 5는 고체 밀도를 200 g/L로, 반응후 침출액 중 황산 농도를 90 g/L로, 반응 시간을 3시간으로 조절하였다. 실시예 6은 고체 밀도를 200 g/L로, 반응후 침출액 중 황산 농도를 90 g/L로, 반응 시간을 5시간으로 조절하였다.
그 밖의 실험 조건은 실시예 기본 조건과 동일하다.
비교예 1 내지 3
상압 조건에서 침출을 실시하였고, 반응 온도는 90℃ 내지 95℃로 설정하였다. 실시예 1과 동일한 구리 매트 및 침출액을 사용하였으며, 비교예 1 내지 3은 반응후 침출액 황산 농도를 각각 140 g/L, 160 g/L, 및 180 g/L로 조절하였다. 고체 밀도는 150 g/L로 원료를 투입하였으며, 반응시간을 24시간 동안 지속시켰다.
이상과 같이 실시한 결과를 하기 표 1에 나타냈다.
| 고체 밀도(g/L) | 반응후 침출액 중 황산 농도(g/L) | 반응 시간(hr) | 반응후 침출액 중 철 성분 침전율(%) | 구리 회수율(%) | |
| 실시예 1 | 150 | 60 | 3.0 | 3.5 | 91.2 |
| 실시예 2 | 150 | 90 | 3.0 | 1.9 | 98.6 |
| 실시예 3 | 150 | 130 | 3.0 | -4.0 | 97.3 |
| 실시예 4 | 185 | 90 | 3.0 | 3.0 | 97.5 |
| 실시예 5 | 200 | 90 | 3.0 | 1.0 | 96.9 |
| 실시예 6 | 200 | 90 | 5.0 | 14.2 | 97.4 |
| 비교예 1 | 150 | 140 | 24.0 | -28.6 | 97.5 |
| 비교예 2 | 150 | 160 | 24.0 | -35.9 | 98.2 |
| 비교예 3 | 150 | 180 | 24.0 | -41.2 | 98.9 |
실시예 1 내지 3을 비교 시에는 반응후 침출액 중의 황산 농도를 60g/L로 조절할 경우에 구리 회수율이 낮았다.
실시예 4 내지 6에서 투입 원료량을 조절하여 고체 밀도를 185 g/L 또는 200 g/L로 조절하였을 경우, 철 성분의 침전율 및 구리 회수율이 고체 밀도가 낮은 조건으로 실험했던 실험예 1 내지 3과 비교해도 큰 차이가 없다. 따라서, 원료 투입량이 많은 조건인 200 g/L로 원료 처리량을 증가시켜 조업의 생산성을 증대시킬 수 있다.
또한, 반응시간이 5.0시간으로 증가할 시에는 철 성분의 침전율과 구리 회수율이 개선되지만, 조업의 생산성 증대가 목표이므로 고체 밀도 200 g/L, 반응 후의 침출액 중의 황산 농도는 90 g/L, 반응 시간은 3.0시간으로 조절하여 조업 시에 생산성을 높일 수 있다.
비교예 1 내지 3에서, 실시예 1 내지 6과 같은 구리 회수율에 도달하기 위해서는 반응 시간을 24시간 이상 지속해야 한다. 또한, 침출액 중의 철 성분이 침전되는 것이 아닌, 원료 중의 철이 침출되기 시작하므로, 불순물 분리 공정에는 적합하지 못하다. 따라서, 상압 침출 대비 가압 침출 방식이 철 성분의 분리 및 반응 시간 저감으로 인해 비용이 감소하므로 적합할 수 있다. 또한, 조업의 생산성 증대가 목표인 만큼, 실시예 5의 조건으로 조업 시에 생산성이 높아질 수 있다.
이상 일부 실시예들과 첨부된 도면에 도시된 예에 의해 본 개시의 기술적 사상이 설명되었지만, 본 개시가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 이해할 수 있는 본 개시의 기술적 사상 및 범위를 벗어나지 않는 범위에서 다양한 치환, 변형 및 변경이 이루어질 수 있다는 점을 알아야 할 것이다. 또한, 그러한 치환, 변형 및 변경은 첨부된 청구범위 내에 속하는 것으로 생각되어야 한다.
100: 오토 클레이브 설비
110: 주입부
120: 배출부
130: 산소주입부
140: 교반기
150: 쉘
110: 주입부
120: 배출부
130: 산소주입부
140: 교반기
150: 쉘
Claims (10)
- 구리를 포함하는 원료를 준비하는 원료준비공정; 및
상기 원료를 가압 장치 내의 침출액에 투입하고 산소를 주입하면서 구리를 가압 침출하는 단계를 포함하는 가압침출공정;
을 포함하고,
상기 침출액은 구리 성분이 30 내지 40 g/L, 황산 농도 160 내지 170 g/L 함유된 구리 전해 미액이고,
상기 가압침출공정의 반응 압력은 0.5 MPa 내지 1.5 MPa이고,
상기 가압침출공정은 140℃ 내지 150℃의 범위에서 행해지고,
상기 가압침출공정의 반응후 침출액의 산도는 60g/L 내지 90g/L의 범위인, 가압 침출법을 이용한 구리의 침출 방법. - 제1항에 있어서,
상기 원료는 구리 정광, 구리 매트, 구리 시멘트, 및 구리 분진 중 적어도 하나로부터 준비되는, 가압 침출법을 이용한 구리의 침출 방법. - 제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 가압침출공정은 상기 원료의 철 성분을 침전시키는 단계를 더 포함하는, 가압 침출법을 이용한 구리의 침출 방법. - 제3항에 있어서,
상기 원료의 상기 철 성분은 자로사이트 및 적철석 중 적어도 하나의 형태로 침전되는, 가압 침출법을 이용한 구리의 침출 방법. - 제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 가압 장치는 오토 클레이브 설비인, 가압 침출법을 이용한 구리의 침출 방법. - 삭제
- 삭제
- 제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 가압침출공정에 투입되는 침출액의 부피에 대한 상기 원료의 질량인 고체 밀도는 150g/L 내지 200g/L의 범위인, 가압 침출법을 이용한 구리의 침출 방법. - 제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 가압침출공정의 가압 침출하는 반응 시간은 3시간 내지 5시간의 범위인, 가압 침출법을 이용한 구리의 침출 방법. - 구리 및 철 성분을 포함하는 원료를 준비하는 원료준비공정; 및
상기 원료를 가압 장치 내의 침출액에 투입하고 산소를 주입하면서 구리를 가압 침출하는 단계를 포함하는 가압침출공정;을 포함하고,
상기 가압침출공정은,
오토 클레이브 설비 내에서 진행되며,
상기 원료의 구리를 가압 침출하는 단계와
상기 원료의 철 성분을 침전시키는 단계
를 포함하고,
상기 침출액은 구리 성분이 30 내지 40 g/L, 황산 농도 160 내지 170 g/L 함유된 구리 전해 미액이고,
상기 가압침출공정의 반응 압력은 0.5 MPa 내지 1.5 MPa이고,
상기 가압침출공정은 140℃ 내지 150℃의 범위에서 행해지고,
상기 가압침출공정의 반응후 침출액의 산도는 60g/L 내지 90g/L의 범위인, 가압 침출법을 이용한 구리의 침출 방법.
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Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011084757A (ja) * | 2009-10-13 | 2011-04-28 | Sumitomo Metal Mining Co Ltd | 含銅硫化物からの銅の浸出方法 |
| JP2013095962A (ja) * | 2011-10-31 | 2013-05-20 | Sumitomo Metal Mining Co Ltd | 銅及び鉄を含有する硫化鉱物から銅を回収する方法 |
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|---|---|---|---|---|
| JP3948342B2 (ja) * | 2002-05-10 | 2007-07-25 | 住友金属鉱山株式会社 | 銅鉱石からの銅回収方法 |
| US20040200730A1 (en) * | 2003-04-14 | 2004-10-14 | Kyo Jibiki | Hydrometallurgical copper recovery process |
| AR105261A1 (es) * | 2015-07-06 | 2017-09-20 | Sherritt Int Corp | Recuperación de cobre de una alimentación de proceso que contiene arsénico |
| KR102503709B1 (ko) * | 2022-10-07 | 2023-02-27 | 고려아연 주식회사 | 가압 침출법을 이용한 구리의 침출 방법 |
-
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Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011084757A (ja) * | 2009-10-13 | 2011-04-28 | Sumitomo Metal Mining Co Ltd | 含銅硫化物からの銅の浸出方法 |
| JP2013095962A (ja) * | 2011-10-31 | 2013-05-20 | Sumitomo Metal Mining Co Ltd | 銅及び鉄を含有する硫化鉱物から銅を回収する方法 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2023243878A1 (ko) * | 2022-10-07 | 2023-12-21 | 고려아연 주식회사 | 가압 침출법을 이용한 구리의 침출 방법 |
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