KR19980702701A

KR19980702701A - 구리 매트의 전해 채취 방법

Info

Publication number: KR19980702701A
Application number: KR1019970706108A
Authority: KR
Inventors: 쉐런케이.영; 데이비드비.드레이싱어; 진싱지
Original assignee: 윌리엄 엔. 팜; 더유니버시티오브브리티시콜럼비아
Priority date: 1996-01-04
Filing date: 1997-01-03
Publication date: 1998-08-05
Also published as: MX9706678A; EP0815289A1; US5622615A; CA2214532A1; WO1997025453A1; ID19558A; AU1527597A; EP0815289A4; AR005344A1; AU723864B2; JPH11506808A; TW373028B; ZA9752B

Abstract

구리 매트로부터 고순도 금속 구리를 정제하기 위한 이산화 황을 발생시키지 않는 방법으로서, 하나 이상의 침출 반응기를 포함하며, 제2철을 함유하는 산성의 구리 황화물 전해액 침출 어셈블리(2)에서, 구리가 풍부한 전해액(13)을 산출하도록 산화 조건하의 구리 매트(11)가 침출되며, 그리고 침출 어셈블리(2)로부터 물리적으로 분리된, 하나 이상의 전해 채취 셀을 포함하는 전해 채취 어셈블리(4)에서, 음극동(41,42,43)이 정제된다. 본 방법은 대기압하의 비등점 아래의 온도에서 처리된다.

Description

구리 매트의 전해 채취 방법

현재, 상업적 구리 제조는 주로 용련(熔鍊), 전로 제련(轉爐製鍊), 및 전해 정련(精鍊)을 포함하는 건식 야금 방식을 근간으로 하며, 적게는 침출, 용매 추출, 및 전해 채취를 포함하는 습식 야금 방식에 의존한다.

구리를 함유한 황화물 광물을 처리하는 건식 야금 공정에서의 심각한 문제점 중의 하나는 아황산 가스를 포함하는 다량의 발산 가스(fugitive gas)가 생성되는 것이다. 특히, 전로 제련 및 건식 정련 공정은 이러한 가스를 다량 배출하게 된다. 대기중으로 배출된 아황산 가스의 양은 중앙 및 지방 정부 모두에 의해서 엄격하게 규제되어 왔다. 아황산 배출 규제는 더욱 엄격해지고 있으며, 산업체는 규정을 준수하며 관련 비용을 감수하거나, 무겁고 값비싼 벌금을 감수하거나, 또는 공장이 강제로 폐쇄될 가능성에 직면하던가 하여야 한다.

아황산 가스의 배출을 방지하거나 최소화하기 위하여 황화물 형태의 황을 황산염 또는 순수 황(elemental sulfur)으로 전환시키는 목적의 대체 공정이 이전부터 연구되어 왔다. 황산염으로 전환시키기 위한 과정은 고가이며 기술적으로 어려울 수 있다. 좀더 바람직한 대안은 황화물을 순수 황으로 변화시키는 것인데, 그것은 순수 황의 높은 경제성에 기인하기 때문이다. 지난 20년 동안 많은 연구자들이 황화물을 순수 황으로 전환시키는데 초점을 맞춰 이 SO₂문제에 매달려 왔다. 다양한 노력의 결과로, 황화물 형태의 황을 순수한 형태의 황으로 회수하려는 시도에서 일렉트로슬러리(ELECTROSLURRY), 인테크(Intec), 덱스테크(Dextec), 및 클리어(CLEAR) 공정 등의 다수의 습식 야금 방법이 개발되었다.

미국 특허 출원 제 4,096,053 호 및 제 4,066,520 호에 개시된 인바이로테크(Envirotech)(사)의 일렉트로슬러리(ELECTROSLURRY) 공정은 황산염에 기초한 습식 야금 공정으로서, 황산염이 침출 잔류물로 배출되는 황동광 정광(精鑛), 휘동광 정광, 제련소 굴뚝 먼지(smelter flue dust), 및 시멘트 구리(cement copper)로부터 구리를 회수할 수 있다. 인바이로테크 공정에서 침출 및 전해 채취는 슬러리 전해액에서 자발적으로 수행되며 음극액과 양극액은 어떠한 종류의 격막으로도 분리되지 않는다. 이 공정은 간단한 셀 구조, 산소의 방출이 없는 높은 전류 밀도의 전해 채취, 그리고 대기압하의 비등점 아래의 온도에서의 모든 단위 작업을 제공한다. 하지만, 이 공정에서 공급 재료는 산에 용해되는 모든 불순물을 제거하고 재료를 후속의 전해 채취용 공급물로 사용될 수 있게 하는 전처리를 필요로 한다. 이 공정의 근본적인 취약점은 황화물과 순수 황의 채취(entrapment)에 기인하여 구리 음극액내의 황 함량이 놀랄 만큼 높은 것이다.

인테크(Intec) 구리 제련 공정은 구리가 제1동 이온으로서 용액에 녹아 들어가도록 대기압하의 100℃ 아래 온도에서 제2동 이온과 공기에 의해 구리 황화물이 침출되는 강(strong) 염화 나트륨 중간물을 사용하는 전적으로 습식 야금 공정이다. 동시에, 황화물과 철은 각각 순수 황과 침철석(geothite)으로서 침출 잔류물에 배출된다. 침출은 음극액 기판으로서 물결 모양의 구리 판과 구리 미립(微粒)을 생성하기 위한 음극으로서 Ru₂O/IrO₂가 코팅된 티타늄 메쉬(mesh)를 사용하는 막 셀에서 용액 정화와 높은 전류 밀도의 전해 채취가 수반된다. 구리 미립은 상업 거래에 수용 가능한 형태(예를 들면, 음극(cathode), 로드, 와이어)로 추가 처리되는 것이 필요할 수도 있다. 이 공정에 요구되는 가장 바람직스럽지 않은 필요 조건들 중 하나는 고가의 이온 교환막을 전해 채취 셀용 격막으로 사용해야 하는 것이다. 염화물 전해액내의 음극에서 수지상정(樹枝相晶)의 빠른 성장 잠재성과 이온 교환막의 높은 가격과 취성(脆性)에 기인하여, 이 공정용 전해 채취 셀은 매우 복잡하게 될 수 있다. 또한, 침출액은 공기에 매우 민감하여, 공기중의 산소가 제1동 이온을 산화시킬 것이다. 이 결과로 전해 채취 셀 구조 및 작동에 있어 비용과 복잡성이 증가될 수 있다.

미국 특허 제 4,061,552 호에 개시된 덱스테크(Dextec) 구리 제련 공정은 몇 가지 점에서 인테크(Intec) 공정과 유사하다. 양쪽 공정 모두는 염화물에 기초하며, 대기압하의 100℃ 아래 온도에서 작용하며, 그리고 구리를 미립이나 분말로 회수하기 위해 높은 전기 밀도의 전해 채취를 제공한다. 하지만, 덱스테크 구리 공정에서, 침출 및 전해 채취 모두가 격막 셀에서 동시에 발생하며, 침출 이후에 전해액 정화가 수행된다. 휘동광 입자들은 슬러리 양극액에서 부유되고 화학적 및/또는 전기 화학적으로 침출되어, 제1동 이온, 순수 황 및 제1철(ferrous ion)을 형성하며, 제1철은 산소에 의하여 추가로 산화되어 Fe₂O₃로서 침전된다. 제1동을 안정화시키는데는 높은 염화물 농도가 바람직하며, 고상 입자를 부유하게 하며, Fe₂O₃의 침전을 돕기 위하여 기포(氣泡)의 유출이 필요하다. 슬러리 양극액은 폴리프로필렌 여과포에 의해 음극액과 분리되며, 제1동이 풍부한 순수 양극액은 그 여과포를 통과해서 음극액으로 이동한다. 구리는 구리 분말로서 음극에 회수되며, 구리 분말은 매 15분마다 5초 빈도로 진동하는 음극의 기계적 진동에 의해 제거된다. 덱스테크 구리 공정은 복잡한 전해 채취 셀 구조 및 은의 심한 손실이 문제점이다. 은 손실은 은이 염화물 중간물에 쉽게 용해되어, 구리 음극에서 구리와 함께 상호 침전하는 점에 기인한다. 또한, 덱스테크 공정은 전류 효율이 상당히 감소되는 것을 피하기 위해 양극 격실로부터 음극 격실로 전해액이 연속해서 흐르는 것을 필요로 한다. 작업 조건은 제어하기가 어려우며, 음극액에서의 구리의 감손과 양극에서의 구리의 농축 사이의 양적 균형을 유지하기가 어렵다. 이 공정의 구리 제품의 치명적인 문제점은 구리가 적절한 순도로 되어 있지 않으며 허용할 수 없는 정도의 은, 안티몬 및 비스무트를 포함할 수 있는 것이다. 구리 제품은 상업 거래용으로 허용 가능한 형태와 순도를 갖도록 추가의 공정을 필요로 할 것이다.

듀발(Duval)(사)의 클리어 공정은 보다 최근의 인테크 공정과 많은 공통점을 갖고 있는데, 양쪽 공정은 염화물 중간물에 기초하며, 제1동으로 전로 제련되는 황동광의 다단계 침출을 포함하며, 격막으로 분리된 전해 채취 셀을 구비하며, 그리고 최종 제품으로서 구리 미립을 생성한다. 클리어 공정은 은 성분이 구리 미립내에 높은 수준으로 함유된 불순한 구리 미립을 생성하는 단점도 갖는다. 클리어 공정의 또다른 단점은 대략 3.5 기압 정도까지의 압력으로 150℃ 까지의 온도에서 제 2 단계의 침출을 위하여 오토클래브(autoclave)를 사용하는 것이다.

본 발명은 습식 야금 및 전해 야금 분야의 구리 제련 방법에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 대기압하의 비등점 아래 온도에서 침출(leaching; 浸出) 및 전해 채취(electrowinning; 電解採取) 방식을 통해 황산염 중간물내의 구리 매트(matte)로부터 고순도의 구리 금속을 연속적으로 정제하기 위한 방법으로, 이산화 황을 발생시키지 않는 방법에 관한 것이다.

도1은 본 발명에 따른 전체 공정을 개략적으로 도시하는 도면.

도2는 본 발명의 바람직한 실시예에서 다단계 침출 공정을 개략적으로 도시하는 도면.

도3은 본 발명의 바람직한 실시예에서 다수 개의 셀의 전해 채취 공정을 개략적으로 도시하는 도면.

본 발명의 목적은, 보통 구리 매트를 전로 제련하고 나서 구리를 전해 정련하는 기존의 공정에 관련된 방법으로서 구리를 함유한 염화물 광석으로부터 구리를 정제하는 건식 야금 방법을 단순하면서도 환경 친화적이고 경제적인 습식 야금 방법으로 대체하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 구리를 함유한 황화물 광석의 용련과 결합되어 사용되는 습식 야금 방법을 제공하는 것으로, 이때 순수 황은 소정의 부산물로서 회수됨에 따라, 메트의 전로 제련 및 건식 정련에 연관된 아황산 가스의 생성 및 발산성 가스의 방출은 제거된다.

요컨데, 본 발명은 구리-매트로부터 고순도의 구리 금속을 정제하는 방법으로서, 하나 이상의 침출조를 포함하는 침출 어셈블리에서 침출 귀액(貴液)을 얻기 위해 산화 조건하에서 구리-매트를 침출하는 단계와 침출 어셈블리로부터 물리적으로 분리된 하나 이상의 전해 채취 셀에서 침출 귀액으로부터 구리를 전해 채취하는 단계로 구성된, 고순도의 구리 금속 정제를 위한 방법을 제공한다.

다른 목적과 장점들은 하기의 상세한 설명을 통해 분명해질 것이다.

본 발명은 통상적으로 구리를 함유한 황화물 광석의 용련에 후속하는 구리-매트 전로 제련 및 후속의 구리 전해 정련 공정의 대안으로서 습식 야금 공정을 제공한다. 본 발명은 구리-매트 전로 제련 및 건식 정련과 관련된 비용 및 환경 훼손 문제를 방지한다. 본 발명은 또한 더 단순화된 화학 공정, 보다 단순화된 전체 작업 공정도(flowsheet), 그리고 기존 기술로 시도된 습식 야금의 경우에서 보다 높은 순도의 생성물을 제공한다.

전체 공정은 8 단계로 나누어질 수 있다: 1) 파쇄 및 연마; 2) 침출; 3) 고체-액체 분리; 4) 전해 채취; 5) 전해액의 유출 정화; 6) 순수 황 분리; 7) 불완전 처리된 메트의 재순환; 그리고 8) 백금족 금속(PGM) 및 귀금속 회수. 본 공정은 몇 가지 면, 특히 침출 및 전해 채취 단계에 특징이 있다.

본 공정을 위한 공급 재료는 용련 공정의 최종 생성물인 구리-매트(Cu·Fe·S의 일정 형태)이다. 예를 들면, 본 공정에서 처리되는 고품위의 구리-매트 샘플은, 비록 다른 조성의 매트가 본 발명에서 사용되었더라도, 95% 이상의 휘동광(Cu₂S), 대략 3.3%의 마그네타이트(Fe₃O₄), 소량의 철, 납, 니켈, 비스무스, 비소 및 안티몬 등의 황화물 성분, 그리고 미량의 귀금속을 함유할 수 있다. 보통, 매트는 이후의 전로 제련 과정을 거쳐 황 및 철의 분리가 이루어진다. 하지만, 본 발명은 보통의 전로 제련 작업없이 이러한 요소들을 분리시킨다.

도1에 도시된 전체 작업 공정도를 참조하면, 구리-매트는 선(11)을 따라 파쇄기 밀(crusher and mill)(1)로 이동되어, 그 곳에서 바람직하게는 200 메쉬에서 80% 수율을 갖고, 보다 바람직하게는 325 메쉬에서 80% 수율을 갖는 입자 크기로 파쇄 및 연마된다. 입자 크기가 작으면, 후속하는 침출 단계에서 빠른 반응 및 높은 구리 회수가 촉진된다.

이러한 구리-매트의 건식 연마는 오버헤드 사이클론(cyclone)과 접속된 볼 또는 로드 밀(ball or rod mill)로 달성될 수 있다. 하지만, 건식 연마중에 일어날 수 있는 구리 염화물의 산화 및 발열을 방지하는 습식 연마와 같은 다른 방식이 사용될 수도 있다.

연마 공정 후에, 구리-매트는 선(12)을 따라 바로 침출조 어셈블리(2)로 이동되며, 그 곳에서 Cu₂S + 4Fe³⁺= 2Cu²⁺+ 4Fe²⁺+ S⁰반응으로 표현되는 바와 같이 Cu₂S가 Fe³⁺와 반응하여 Cu²⁺와 S⁰를 형성한다. 마그네타이트(Fe₃O₄)와, 금, 은을 포함하는 PGM 금속은 침출조 어셈블리(2)에서 용해되지 않기 때문에, 따라서 침출 잔류물 속에 잔존한다.

틱크너(thickener:침전 농축 장치의 일종) 또는 기존 기술에서 공지된 여하의 다른 방식을 사용한 고체-액체 분리 후에, 순수 침출 귀액은 선(13)을 따라 여과기(3)로 이동되며, 여과기(3)는 선(14)을 따라 전해 채취 셀 어셈블리(4)로 순수 전해액이 확실히 이동하도록 하기 위하여, 불완전 처리된 매트와 순수 황 미세 입자가 전혀 통과하지 못하게 한다. 여과기(3)로부터 여과 찌꺼기는 선(20)을 따라 침출조(2)로 재회수된다.

전해 채취 셀 어셈블리(4)내에서, 제2동 이온은 선(41,42,43)을 따라 수급되는 음극 위에 농후한 구리 금속으로 석출되며, 동시에 제1철 이온은 셀 어셈블리(4)내의 양극에서 제2철 이온으로 산화되며, 이때 상기 음극 혹은 양극에서는 수소 혹은 산소의 방출이 전혀 일어나지 않는다. 재생된 제2철 이온은 선(15)을 따라 침출조 어셈블리(2)로 이동되어 구리-매트내의 Cu₂S로부터 더 많은 구리를 용해시킨다.

비록 본 발명에 반드시 필요한 것은 아니지만, 예를 들어 As, Bi, Sb 등의 불순물 군의 형성을 제어하도록 선(16)을 따라 전해액을 일정 정도 유출시키는 것은 선택적으로 제거될 수 있다. 전해액 유출 스트림이 정화 수단(5)에서 이온 교환 또는 용매 추출과 같은 기법을 이용하여 불순물이 제거된 후에, 정화된 전해액 유출 스트림은 선(17,14)을 따라 전해 채취 어셈블리(4)로 복귀된다. 제거된 불순물은 선(51)을 따라 처리된다. 본 공정의 다른 관점에서 전해액 유출 스트림은 본 발명의 범위를 벗어나지 않으면서 제거될 수 있다. 정화된 전해액 유출 스트림은 선택적으로 공정에 재사용될 수 있다.

침출조 어셈블리(2)에서 생성된 침출 잔류물은 순수 황의 분리를 위해 선(26)을 따라 유니트(6) 안으로 방출된다. 순수황은 고온 용융과 여과 또는 NH₃-H₂S 침출 등과 같은 공정을 이용하여 회수될 수 있다. 상업적 제품으로서 판매되거나 SO₂또는 황산으로 전환될 수 있는 상기 회수된 순수 황은 선(61)을 따라 이동한다.

나머지 잔류물은 불완전 처리된 구리-매트의 회수를 위해 다시 선(27)을 통해 유니트(7)로 이송된다. 이 불완전 처리된 구리-매트는 부분 분해가 일어난 상태이며, 대개는 선(72)을 따라 침출조 어셈블리(2)로 재순환될 수 있는 코블라이트(CuS) 형태이다.

유니트(7)로부터의 잔류물은 모두 기존의 PGM 금속, 금, 은, 마그네타이트(Fe₃O₄) 및 맥석을 함유한다. 이 잔류물은 귀금속의 회수를 위하여 선(28)을 따라 유니트(8)에 공급된다. 회수된 귀금속은 필요한 경우의 추가 분리를 위해, 또는 불순한 혼합물로서 판매를 위하여, 선(81)을 따라서 방출된다. 귀금속이 회수되고 나면, 선(82) 상의 잔류물(82)은 대개 불필요한 물질로 이루어져 있어서 처분이 가능하다.

본 발명의 침출조 어셈블리(2)는 침출이 하나 또는 다수의 공정 단계로 이루어지도록 구성될 수 있다. 어떠한 경우든, 침출은 대기압하의 비등점 아래의 온도에서 발생한다. 침출시, Cu²⁺이온은 Cu₂S + 4Fe³⁺= 2Cu²⁺+ S⁰+ 4Fe²⁺반응으로 표현되듯이 Fe³⁺의 화학 작용에 의하여 Cu₂S로부터 유리된다. 하지만, 구리-매트의 실제 침출 기구(mechanism)는 단계적이다. 산화 조건 및 특히 제2철의 이온 농도 또는 침출 슬러리의 산화 환원 반응 포텐셜에 의존하여, 구리-매트의 침출은 완결되거나, 중간 생성물의 형성과 함께 조기에 중단될 수 있다. 예를 들면, 만약 구동력이 충분히 크지 않다면 침출로 인해 디제나이트(Cu_1.8S)와 코벨라이트(CuS)가 생성될 것이다. 구리-매트의 분해는 다음의 3 단계를 따라 달성되는 것으로 여겨진다: (1) 5Cu₂S + 2Fe³⁺→ 5Cu_1.8S + Cu²⁺+ 2Fe²⁺; (2) 5Cu_1.8S + 8Fe³⁺→ 5CuS + 4Cu²⁺+ 8Fe²⁺; (3) 5CuS + 10Fe³⁺→ 5Cu²⁺+ 5S⁰+ 10Fe²⁺. Cu₂S → Cu_1.8S의 제 1 분해 단계는 최소의 저항을 가지며 0.3g/l 미만의 제2철 농도에서도 매우 쉽게 반응이 진행될 수 있다. Cu_1.8S → CuS의 제 2 분해 단계 또한 작은 저항을 가지며 0.3g/l 정도의 제2철 농도에서 쉽게 반응이 진행될 수 있다. 제 3 분해 단계의 CuS → Cu²⁺반응은 가장 일어나기 힘든 반응이며 제2철 농도가 3g/l보다 크지 않으면 허용 가능한 비율로 반응이 일어나지 않는다.

본 발명의 침출 단계에서, 구리만이 용액에 Cu²⁺형태로 용해되는 것이 바람직하며, 순수 황, 금과 은 등의 PGM 금속은 침출 잔류물 속에 남겨진다. 침출 슬러리는 강산성이며 단지 약간만 산화되기 때문에 순수 황이 황산염으로 추가로 산화하는 것은 이 시스템에서는 무시할 수 있다. 제2철의 약한 산화력과 여하의 복합 작용제(complexing agent)의 결여에 기인하여, PGM 금속, 금 및 은(silver)은 구리 침출 동안에 전혀 용해되지 않는다.

구리-매트 분해 기구의 특성에 기인하여, 침출은 다단계의 상대 유동되는 방식으로 이루어지는 것이 바람직하다. 침출을 통한 구리 추출을 높게 향상시키는데는 다단계 침출, 바람직하게는 3-단계 침출이 적합하다. 본 발명의 바람직한 실시예는 도2에 도시된 3-단계 침출 어셈블리를 채용하는 연속적인 공정으로서 수행된다. 이 바람직한 실시예에서, 미세하게 연마된 구리-매트는 대기압하의 비등점 아래의 온도에서 3-단계 침출된다. 구리4-매트는 3개의 침출조(21L,22L,23L)에서 상대 유동되는 방식에 의해 침출된다. 3-단계 침출의 경우에, 상기의 (1),(2) 반응은 제 1 단계 침출조(21L) 속에서 일어나며, (2),(3) 반응은 제 2 단계 침출조(22L) 속에서 일어나며, 그리고 단지 (3) 반응만이 제 3 단계 침출조(23L) 속에서 일어난다. 제2철 농도는 제 3 단계 침출조(23L) 속에서 가장 높으며 제 1 단계 침출조(21L) 속에서 가장 낮다.

도2를 참조하면, 전체의 3-단계 침출 어셈블리는 다음의 조성, 투입량 및 산출량을 포함한다. 미세하게 연마된 새로운 구리-매트를 침출 어셈블리에 첨가하여 선(12)을 따라 향하도록 한다. 전체 공정에서 불완전 처리된 구리-매트를 침출 어셈블리에 첨가하여 선(72)을 따라 제 2 단계 침출조(22L)로 향하도록 한다. 전해 채취 셀로부터의 재생성 제2철 이온을 침출 어셈블리로 투입하여 선(15)을 따라 제 3 단계 침출조(23L)를 향하도록 한다. 틱크너(21S,22S,23S)와 같은 고체-액체 분리 수단은 침출 어셀블리에서 각 침출조로부터의 오버플로우(overflow)와 언더플로우(underflow)를 분리한다. 선(13)은 침출 어셈블리로부터 전해 채취 셀로 산출되는 순수 침출 귀액을 나타낸다.

이론적으로는, 전체 침출 반응(Cu₂S + 4Fe³⁺= 2Cu²⁺+ 4Fe²⁺+ S⁰)에 따라, 1 몰의 제2철은 단지 1과 1/2의 제2동을 생성한다. 그러므로, 침출만의 관점에서 보면, 제 3 단계 침출조(23L)를 향하는 투입 스트림(15)내의 제2철 농도가 높은 것이 바람직한데, 그것은 높은 제2철 농도는 구리-매트의 침출률을 증가시키며, 침출 회로 자체내에서 처리되는 순수 용액과 슬러리의 양과, 선(15)을 따라 제 3 단계 침출조(23L)로 투입되는 투입 스트림과 선(13)을 따라 제 1 단계 틱크너(21S)로부터 산출되는 산출 스트림의 양을 감소시키기 때문이다. 하지만, 전해 채취 수행능이 전해액 속의 제2철 농도에 반비례하기 때문에 선(15)을 따라 투입되는 투입 스트림내의 제2철 농도는 전해 채취 수행능에 의해 전적으로 결정된다. 상당 정도 높은 전류 효율을 달성하는데에는 전해액내의 제2철 농도가 10g/l 미만인 것이 바람직하다.

위의 침출 반응을 촉진하기 위하여, 구리-매트 입자는 바람직하게는 200 메쉬이고, 보다 바람직하게는 325 메쉬이며, 아마도, 기계적 교반, 재순환 또는 불활성 가스의 살포 등을 통해 침출액 안에서 잘 부유되어야 한다. 도2를 참조하면, 제 1 단계 침출조(21L)에서, 선(12)을 따라 새로이 공급되는 미세 연마된 구리-매트와, 선(20)을 따라 첨가되는 구리-매트로서 불완전 처리된 구리-매트를 함유하는 소량의 여과 찌꺼기는 제1 단계 틱크너(21S)로부터 선(21c,21d)을 거친 언더플로우 스트림과 제 2 단계 틱크너(22S)로부터 선(22b)을 경유한 오버플로우 스트림의 일부와 혼합된다. 선(12)을 거쳐 새로이 공급되는 구리-매트 이송률은 전해 채취 셀에서 음극에 대한 구리 도금률과 침출중의 전체 구리 추출비에 따라 계산된다. 구리 도금률은 전체 구리 침출률과 일치하여야 한다. 제2철을 함유한 용액을 침출조 너머로 매번 통과시킬 때 마다 단지 소량의 구리만이 구리-매트로부터 침출되므로, 언더플로우 스트림 일부를 선(21c,21d)을 통해 제 1 단계 틱크너(21S)로부터 다시 제 1 단계 침출조(21L)로 복귀시키는 것이 바람직하다. 매번 통과할 때 마다 용액내의 Cu²⁺농도는 1 ~ 5g/l 정도로 약간 증가되는데, Cu²⁺농도는 선(15)을 따라 투입되는 용액내의 제2철 농도에 의존한다. 고상의 유지 시간은 구리 도금율, 펄프 밀도, 원료 구리-매트내의 구리 함량, 요구되는 구리 회수량, 각 단계별 침출 반응기의 크기 및 침출 단계의 수에 의존한다.

액상의 유지 시간은 구리 도금율, 전해 채취 셀내의 전해액의 산화 환원 반응 포텐셜, 제 1 단계 침출 반응기내에서 슬러리의 산화 환원 반응 포텐셜, 각 단계별 침출 반응기의 크기 및 침출 단계의 수에 의존한다.

제 1 단계 침출조(21L)로부터 제 1 단계 틱크너(21S)로 선(21a)를 따라 방출되는 슬러리는 주로 CuS, Cu_1.8S(소량), FeSO₄, Fe₂(SO₄)₃(≤0.3g/l의 Fe³⁺), CuSO₄, H₂SO₄및 소량의 첨가물과 불순물을 함유한다. 최소량의 순수 황은 제 1 단계 침출조(21L)에서 형성된다. 펄프 밀도는 5 ~ 70% 범위일 수 있다. 펄프 밀도는 각 단계 마다 약 40% 정도인 것이 바람직하다. 본 발명의 재생 공정을 통해, 침출은 침출조의 필요 크기를 최소화하는 한편 높은 펄프 밀도로 확실히 수행되도록 한다. 선(13)을 경유한 제 1 단계 틱크너(21S)로부터의 오버플로우 스트림은 CuSO₄(20 ~ 50g/l의 Cu²⁺), H₂SO₄(20 ~ 200g/l), FeSO₄(20 ~ 50g/l의 Fe²⁺), Fe₂(SO₄)₃(≤0.3g/l의 Fe³⁺), 소량의 첨가물 및 미량의 불순물을 함유한다. 이 귀액(貴液)을 전해 채취 셀에 공급하기 전에, 어떠한 미세 고체 입자, 특히 순수 황이 유입되는 것을 방지하기 위해 별도의 여과를 거치는 것이 바람직할 수 있다. 여과후에, 이 귀액은 전해 채취 셀로 유입될 것이다.

제 1 단계 틱크너(21S)로부터 선(21c)을 통한 언더플로우 스트림은 가능한 적은 용액을 포함하여야 한다. 그렇지 않다면, 언더플로우에 포함된 Fe³⁺결핍 침출액은 바람직하지 않게 다음 단계의 침출로 이동되어서, 침출률을 저하시키며 구리-매트 분해의 완결에 영향을 준다. 언더플로우 스트림은 선(21d,32e)을 따라 추가로 두 개의 분기 스트림(sub-stream)으로 나누어 진다. 선(21e)을 경유한 분기 스트림은 제 1 단계 틱크너(21S)로부터 선(21c)을 통한 언더플로우 스트림의 단지 일부 비율을 차지할 뿐이다. 다량의 언더플로우 스트림은 선(21d)을 따라 침출조(21L)로 귀환하여 내부 순환된다.

제 2 단계 침출은 제 1 단계 침출과 매우 유사하다. 제 2 단계 침출조(22L) 속의 온도와 외견상의 펄프 밀도는 제 1 단계 침출조(21L) 속의 온도 및 펄프 밀도와 유사하다. 하지만, 제 2 단계 침출조(22L)에서, 제2철 함량은 대략 3 ~ 4g/l 인데, 이것은 제 1 침출조(21L) 속의 제2철 함량보다 10배 높은 것이다. 구리-매트 속의 Cu₂S는 Cu²⁺, 코벨라이트(CuS) 및/또는 약간의 순수 황으로 변화된다. 고상의 순수 황 함량은 제 2 단계 침출조에서 30 ~ 60% 까지 도달할 것이다. 또한, 제 1 단계 침출조보다는 제 2 단계 침출조가 불완전 처리된 회수 구리-매트를 선(72)을 따라 받아들이는 것이 바람직하며, 구리-매트는 주로 코블라이트(CuS)의 형태이다. 제2철 농도는 제 1 단계 침출조와 비교하면 제 2 단계 침출조 속에서 더 높기 때문에, 코블라이트의 Cu²⁺로의 분해는 제 2 단계 침출조에서 허용 가능한 비율로 발생한다.

제 2 단계 침출조(22L) 속의 슬러리는 선(22a)를 따라 제 2 단계 틱크너(22S)로 방출된다. 제 1 단계 틱크너(21S)와 마찬가지로, 제 2 단계 틱크너(22S)로부터 선(22c)을 거친 언더플로우 스트림은 가능한 적은 용액을 포함하여야 한다. 선(22c)을 거친 언더플로우 스트림은 선(22d,22e)을 따라 분리된다. 선(22e)을 통한 분기 스트림은 선(22c)으로부터의 언더플로우 스트림의 일부를 차지하며 선(21e)을 통한 분기 스트림에 상응하여야 한다. 이 용액 속의 제2철 농도는 너무 높아서 전해 채취 셀로 귀환되지 못하기 때문에 제 2 단계 틱크너(22S)로부터의 오버플로우 스트림은 제 1 단계 침출조(21L)로 진행한다.

제 3 단계 침출은 몇 가지 면에서 제 1 단계 및 제 2 단계 침출과 유사하다. 하지만, 사용된 전해액은 전해 채취 셀로부터 선(15)을 따라 제 3 단계 침출조(23L)에 첨가된다. 선(23a)을 따라 제 3 단계 침출조(23L)로부터 방출된 슬러리는 75 중량 % 이상의 고체 순수 황을 포함하며, 전체 구리 추출은 95%를 초과한다. 제 3 단계 침출조(23L) 속의 온도는 제 1 단계와 제 2 단계 침출조(21L,22L) 속의 온도와 유사하다; 하지만, 침출조(23L) 속의 제2철 함량은 침출조(21L,22L,23L) 중에서 가장 높으며, 4 ~ 10g/l 범위이다.

제 3 단계 틱크너(23S)로부터 선(23c)을 경유한 언더플로우 스트림은 선(23d,23e)을 따라 두 개의 분기 스트림으로 분리된다. 선(23e)을 경유하는 분기 스트림은 언더플로우에 포함된 과도한 용액을 제거하기 위하여 여과기(24)에 추가로 공급된다. 여과기(24) 속에 회수된 용액은 선(24a,23f)을 따라 제 3 단계 침출조(23L)로 복귀된다. 여과기(24) 안에 획득된 여과 찌꺼기는 선(24b)을 따라 세척 수단(25)에 보내진다. 두 번 또는 세 번의 배수 세척은 여과 찌꺼기 안쪽에 포획된 용액을 배출하는데 적합하다. 실제로, 여과기(24)와 세척 수단(25)은 단일 공정 유니트로 합쳐질 수 있다. 수산화 제2철의 침전을 방지하기 위하여, 선(29)을 따라 첨가된 세척수는 약산성인 것이 바람직하다. 세척 수단(25)으로부터의 세척액의 일부는 선(25a,23f)을 따라 제 3 단계 침출조(23L)에 첨가될 수 있다. 대안으로, 선(25a)으로부터의 세척액은 제 1, 제 2 및 제 3 단계 침출조(21L,22L,23L)에 균등하게 첨가될 수 있다. 산은 전해 채취 셀, 침출조 및 틱크너가 외부 공기에 노출되었을 때 발생하는 산의 손실을 보충하기 위하여 유입된다. 일정량의 산이 제1철 또는 구리-매트와의 반응에 수반된 산소 흡수에 기인하여 손실될 것이다. 하지만, 전체 공정 중 산의 균형이 상당 정도로 깨지지 않도록 소량의 산만이 선(29)을 따라 첨가되는 것이 바람직하다. 증발을 통하여 물 손실이 발생할 수 있기 때문에, 만약 전해 채취 셀, 침출조 및 틱크너가 밀봉되지 않았다면, 선(29)을 통하여 유입된 물은 마찬가지로 전체 시스템의 물 균형을 깨뜨리지 않도록 첨가되어야 한다. 세척 수단(25)에서 세척되고 탈수된 후에 획득된 여과 찌꺼기는 황 제거 수단(6)(도1)으로 이동된다.

틱크너(21S,22S,23S) 속의 고체-액체 분리는 틱크너, 사이클론 등과 같은 상용 장비를 사용함으로써 실현될 수 있다. 상대 유동되는 방식의 침출에서 고체와 액체의 분리는 효율적이어야만 하며, 그렇지 않다면 고체는 제 3 단계 틱크너(23S)로부터 제 2 단계 침출조(22L)로 선(23b)을 따라 그리고 제 2 단계 틱크너(22S)로부터 제 1 단계 침줄조(21L)로 선(22b)을 따라 운반될 것이다. 고상의 이러한 이동은 바람직하지 않은데, 그 이유는 극단적인 경우에, 모든 고체는 제 1 단계 침출 회로에서 종료할 것이기 때문이다. 선택적으로, 여과기 또는 원심분리기가 고상을 올바른 방향으로 확실히 유동시키도록 각각의 침출 단계 사이에 설치될 수도 있다. 틱크너(21S,22S,23S) 속에서 고상의 침전을 용이하게 하기 위하여, 소량의 섬유성 물질이 틱크너에 추가될 수도 있다.

침전조 속의 슬러리의 펄프 밀도는 5 ~ 70%(w/v) 범위로 변화하며, 40%(w/v)가 바람직하다. 펄프 밀도는 일부는 침출률 그리고 일부는 고체-액체 분리 수단의 효율에 의해 결정된다. 침출률은 선(15)으로부터의 투입 스트림내의 제2철 함량이 선(13)을 빠져나가는 산출 스트림내에서 줄곧 거의 0으로 감소될 만큼 충분히 빠른 것이 바람직하다.

요구되는 침출률은 60℃ 내지 비등점 범위 내에서 달성되며, 80℃가 바람직하다. 침출 슬러리 속의 소량의 염화물의 존재는 또한 침출률에 매우 유익하다. 염화물 첨가량은 0 ~ 200ppm 범위 내에 있으며, 바람직하게는 75ppm인데, 첨가량은 전해 채취 수행능에 의해 다시 제한될 것이다. 하지만, 본 공정은 훨씬 더 높은 염화물 농도에서도 효과가 있을 것이다.

본 발명에서, 전해 채취는 하나 이상의 전해 채취 셀에서 수행될 수 있다. 다수의 셀이 병렬 또는 직렬로 사용될 수 있다. 용액이 재순환되는 경우, 다수 셀의 전해 채취는 더 높은 전체 전류 효율을 조장하는데, 이때 전체 전류 효율은 전류 효율 및 각각의 전해 채취 셀 내의 음극동의 질량을 근거로 하여 계산된 평균 전류 효율로서 정의된다.

도3은 본 발명에 사용될 수 있는 3-셀 직렬 전해 채취를 나타낸다. 여하의 고상 입자를 포함하지 않으며 제2철 이온의 무시할 만큼의 양만을 포함하는 광택 처리 또는 정화된 침출 귀액이 제 1 단계 전해 채취 셀(4a)을 위한 공급물로서 선(14)을 따라 공급된다. 제 1 단계 전해 채취 셀(4a)로부터의 오버플로우 전해액은 제 2 단계 전해 채취 셀(4b)을 위한 공급물로서 사용된다, 즉, 이러한 오버플로우 전해액은 선(44)을 따라 전달되며 제 2 단계 전해 채취 셀(4b)에 첨가된다. 유사하게, 제 2 단계 전해 채취 셀(4b)로부터의 오버플로우 전해액은 선(45)을 통한 제 3 단계 전해 채취 셀(4c)의 공급물로서 사용된다.

다수의 전해 채취 셀(4a,4b,4c)의 구조는 정확하게 동일할 수 있다; 하지만, 셀(4a,4b,4c)들은 다른 조건에서 작동되며, 전류 밀도와 전해액 재순환율의 선택이 대부분 다르다.

도1, 도2 및 도3을 참조하면, 제 3 단계 전해 채취 셀(4c)로부터의 오버플로우 전해액은 제2철 이온 농도가 3 ~ 10g/l의 범위로 비교적 높으며, 선(15)을 따라 3 단계의 침출 회로의 제 3 단계 침출조(23L)로 귀환된다.

음극동(copper cathode)은 전해 채취 셀(4a,4b,4c)로부터 각각 선(41,42,43)을 따라 채취된다. 비록 전해 채취 셀(4a,4b,4c)에서 생성된 음극동의 외관이 다소 다르더라도, 음극동들의 화학 조성은 일관되게 서로 동일한 범위 내에 있다. 이 공정에서 생성된 음극동의 순도는 ASTM 등급 1 항목을 충족시킨다.

각 전해 채취 셀에서, 다수개의 음극 및 양극은 음극과 그 인접 양극의 중심간 거리를 대략 0.5 ~ 2, 바람직하게는 2로 하여 사용되는 것이 바람직하다. 적합한 음극 기재는 티타늄이나 316 스테인레스 강이며, 적합한 양극 재료는 엘테크(사)의 활성 납 전극(ALE;Activated Lead Electrode) 양극이나, 치수가 안정된 양극(DSA;Dimensionally Stable Anode)으로도 알려진 바의 산화 귀금속(예, RhO₂/IrO₂) 코팅 티타늄 양극이다. Pb-Cu-Sn-Ca, Pb-Ag 및 Pb-Sb-As와 같은 통상적인 구리 전해 채취에 사용된 납 및 납 합금 양극 또한 사용될 것이다; 하지만, 이러한 납 음극은 제1철 산화에 대해 보다 높은 오버 포텐셜을 부여한다.

바람직한 음극 반응은 제2동이 구리 금속(Cu²⁺+ 2e = Cu)으로 환원하는 것이다. 수소 가스는 본 발명에서 음극에서 방출하지 않는다; 하지만, 제2철의 제1철로의 환원은 열역학적으로 유리함에 따라 그 환원 반응은 제2동 이온의 환원과 함께 음극에서 항상 발생한다. 음극에서 일어나는 상기 Fe³⁺→ Fe²⁺의 부분 반응은 상당 정도 높은 전류 효율을 얻기 위해서 구리 전해 채취가 높은 전류 밀도에서 수행되도록 한다. 이것은 제2철의 환원에 의해 소비된 전류의 비율은 높은 전류 밀도에서 저하되기 때문이며, 음극에서 제2철의 환원은 Fe³⁺의 음극 표면으로의 대량 이동에 의하여 제어된다. 이것은, 생산성이 높으면 작업 및 자본 비용이 감소하기 때문에 바람직하다.

음극 반응에 관해서는, 바람직한 침전물은 거칠거나 수지상 모양의 음극 또는 미립 보다는 매끄러운 응집성의 음극동이어야만 한다. 응집성의 음극동을 이루려면 첨가물(예, 아교, 티오 요소(thiourea), 염화물)이 유익하다는 것이 실험적으로 공지되어 있다. 또한, 음극 전류 밀도는 음극에서 제2동 환원의 임계 전류 밀도보다 낮아야 한다.

본 발명에서는, 전해액 속의 제2철 이온에 의해 음극에 침전된 구리의 화학적 에칭(etching)을 수반한다. 제2철에 의한 이러한 화학적 에칭이 미미하면, 한편으로 음극 표면의 여하의 수지상 결정이나 돌기의 형성을 제거하여 매끄럽게하는 효과가 있지만, 다른 한편으로, 만약 에칭이 너무 강하면 과다한 양의 침전된 구리가 전해액 속으로 용해되어서 전류 효율의 상당한 손실을 야기한다. 산화 환원 포텐셜은 제2철 농도에 직접 관련되어 있기 때문에, 전해액 속의 제2철 농도는 전해액의 산화 환원 포텐셜을 제어함으로써 온-라인으로 제어될 수 있다. 타당한 제2철 농도는 최소의 에칭으로 매끄러운 응집성의 음극을 생성시키면서 구리-매트로부터 구리의 침출을 극대화하도록 선택되어야만 한다.

바람직한 양극 반응은 제1철의 제2철로의 산화이다(Fe²⁺= Fe³⁺+ e). 양극이 양전하를 띠고 있음에 따라, Fe²⁺이온은 양전하간의 배척 특성에 기인하여 양극 표면으로부터 반발된다. 그에 따라, Fe²⁺이온의 이온 이동은 양극 표면으로의 Fe²⁺전체의 대량 이동에 부정적인 영향을 준다. 그러한 환경에서, Fe²⁺이온의 대량 이동은 확산과 대류 양쪽에 의존한다. Fe²⁺이온은 동시 발생적인 양극 반응, 즉 산소 방출을 방지하기 위하여 양극 표면에서 유용함에 틀림없다. 제1철이 제2철로 산화되기 위한 양극 오버 포텐셜은 최소화 되어야 한다.

본 발명을 통해, 양극에서의 산소 방출은 최소화 되거나 방지되는 것이 바람직한데, 그것은 전해 채취 셀에서의 여하의 가스 방출은 산성 안개의 형성을 초래하여서, 탱크실(tankhouse)의 환경을 저하시키기 때문이다. 추가로, 산소 가스가 방출할 때, 그 산소 방출(2H₂O = O₂+ 4H⁺+ 4e)에 기인하여 산이 생성되어 있는 전해액 내에서 발생기 산소 가스와 제1철의 점진적 반응(4Fe²⁺+ O₂+ 4H⁺= 4Fe³⁺+ 2H₂O)에 따라, 산소는 충분히 소비되지 않으며 Fe³⁺이온은 양극 표면으로부터 외부로 향하는 산소 가스 통로에서, 음극에 도금된 구리의 양에 상응하는 정도로 재생되지 않는다. 그러므로, 이러한 것이 발생할 때, 양극에서 방출된 산소의 대부분은 공기중으로 쉽게 발산한다. 따라서, Cu²⁺이온은 고갈될 것이며 산성은 전해액 속에서 증가할 것이다.

양극에서 산소 방출을 방지하고 높은 전류 효율에서 전해 채취된 응집성의 음극 침전물을 제공하기 위하여 높은 재순환율을 유지하는 것이 바람직하다. 재순환율의 상한치는, 일부는 Fe³⁺의 환원과 구리 음극의 Fe³⁺의 에칭에 기인한 전류 효율의 과다한 손실에 의하여, 그리고 일부는 관련된 높은 펌핑(pumping) 비용에 의하여 결정된다. 도3에 도시된 본 발명의 바람직한 일실시예에서, 전해액은 높은 부피 유동률과 낮은 헤드를 갖는 펌프(47,48,49)에 의해 재순환된다. 펌핑 비용을 감소시키기 위하여 전해 채취 셀은, 만일 전해액이 수직 방향으로 이동하여야 한다면 보다 높은 구조를 갖을 수도 있으며, 혹은 전해액이 수평 방향으로 이동하여야 한다면 보다 긴 구조를 갖을 수도 있다.

도3에 도시된 3-셀 전해 채취를 위한 바람직한 작업 조건은 500 ~ 1,500 A/m²의 전류 밀도, (비록 비등점 까지는 또한 허용 가능하지만) 60 ~ 90℃의 온도, 1 ~ 10g/l의 Fe³⁺농도, 20 ~ 50g/l의 Fe²⁺농도, 20 ~ 50g/l의 Cu²⁺농도, 0 ~ 200g/l의 H₂SO₄농도, 20 ~ 200ppm의 염화물 농도, 그리고 아교 및 티오 요소와 같은 특정한 첨가제가 첨가된 2 ~ 30cm/sec의 전극을 통과하는 전해액의 재순환 선형 속도 등이다. 1,000 A/m²의 전류 밀도에서, 약 1/4 두께의 음극동이 2 일의 기간에 걸쳐 생성될 수 있다.

시스템을 통하여, 전해액은 수산화 제2철의 여하의 침전을 방지하기 위하여 충분히 산성이어야 한다. 강산은 또한 전해 채취 셀의 전해액에서의 전압 강하를 감소시킨다. 상한치는 전해액의 포화에 의해서 결정되는 것으로 현재 판단되고 있다. 전해액 속의 소량의 염화물은 침전 중에 음극동, 전해 효율 및 구리 추출물의 질을 향상시킨다. 만일 316 스테인레스 강이 음극 기재로서 사용된다면, 높은 염화물 농도에서 피팅(pitting)이 발생할 수도 있다. 아교, 티오 요소, 구아(guar) 또는 다른 첨가제가 음극동을 확실히 매끄럽게하기 위하여 적당량 첨가될 수도 있다.

도3에서 도시된 3-셀 전해 채취에서, 산화 환원 포텐셜, 즉 제2철 농도는 제 1 단계 전해 채취 셀(4a)에서 가장 낮으며 제 3 단계 전해 채취 셀(4c)에서 가장 높다. 구리의 전류 효율은 그에 반해 제 1 단계 전해 채취 셀(4a)에서 가장 높으며 제 3 단계 전해 채취 셀(4c)에서 가장 낮음을 나타낸다. 만일 전해액이, 예를 들면 도3의 선(14,44,45,15)을 따라 제2철 농도가 역으로 변화하는 일련의 전해 채취 셀(4a,4b,4c)을 통하여 지나가며, 전해액의 유출 스트림이 셀 사이에 형성되지 않는다면, 단지 한 전해 채취 셀만의 전해액의 산화 환원 포텐셜이 선(14)을 따라 투입되는 투입 스트림을 변경함으로써 효과적으로 제어될 수 있다. 바람직하게도, 제 3 단계 전해 채취 셀(4c) 속의 산화 환원 포텐셜, 즉 제2철 농도는 제어될 필요가 있다. 전해 채취만의 관점에서 보면, 낮은 산화 환원 포텐셜, 즉 낮은 제2철 농도가 바람직하다. 하지만, 제 3 단계 전해 채취 셀(4c)로부터 침출 회로로 귀환되는 오버플로우 스트림처럼, 제2철 농도는 구리-매트를 Cu²⁺이온과 순수 황으로 충분히 침출시킬 만큼 높아야 한다. 제2철 농도의 이러한 대립되는 성질에 기인해서, 유지되는 제2철 농도는 절충되어 선택되어야 한다.

본 발명을 통해서, 1-단계 전해 채취 작업도 가능하다. 1-단계 전해 채취 작업에서, 셀의 길이 방향을 따라 평행으로 연장된 다중 전극을 구비한 단일의 긴 수평의 전해 채취 셀을 구비하는 것은 바람직하다. Fe³⁺는 셀의 길이 방향을 따라 대략 0.3g/l에서 대략 9g/l 정도로 증가한다. 그에 따라, Fe³⁺농도는 전류 효율이 그러하듯이 셀의 길이 방향에 걸쳐 연속적으로 변화한다.

본 발명의 다양한 면들은 다음의 실험예를 통해서 설명될 수 있다:

실험예 1: 염화물과 티오 요소의 효과

방식: 일괄적인 1-단계 침출 및 1-단계 전해 채취

전해액: Cu²⁺35g/L, Fe_(total)35g/L, H₂SO₄110g/L, Cl^-, 아교 및/또는 티오 요소

조건: 80℃; SCE에 대한 0.425 볼트의 산화 환원 포텐셜 ; 6 시간 지속; 각 시험 당 100 그램의 고품위(325 메쉬)의 구리-매트; 16ppm으로 시작하여 5.5 lb/tonne 압력으로 아교 도포; 양극 및 음극에 대한 7 GPM(7.9cm/sec) 970 A/m²의 전류 밀도로 EW 전해액 순환; 전극 거리: 2 X 4; 1/8 두께의 음극 티타늄 음극 기재(1/16 만입); 3/16 두께의 Pb-Sn-Ca-Cu 양극; 양극과 음극 사이의 중심간 거리는 1.

테스트ID	Cl^-(ppm)	티오 요소최초 ppm/tonne 당 lb	평균 V_cell(volt)	CE(%)	EC(kwh/kg- Cu)	음극
#89	125	0	1.95	80.6	2.0	매끄러움
#90	125	1.6/0.37	2.00	82.0	2.1	매끄러움
#73	100	0	1.88	79.5	2.0	미끄러움
#76	100	1.6/0.37	1.95	79.7	2.1	매끄러움
#79	75	0	1.91	77.9	2.1	매끄러움
#80	75	1.6/0.37	1.98	79.9	2.1	매끄러움
#81	50	0	1.91	66.7	2.4	매우 거칠음
#82	50	1.6/0.37	1.99	79.7	2.1	매끄러움
#83	25	0	1.94	57.2	2.9	매우 거칠음
#84	25	1.6/0.37	2.00	72.3	2.3	중앙은 매끄러움, 연부 근방에 미세한 돌기
#85	0	0	1.85	75.8	2.1	매끄러움
#86	0	1.6/0.37	1.90	62.2	2.6	극히 거칠음

결과:

(1) 아교와 함께 티오 요소의 합동 첨가로, 셀 전압은 대략 50 ~ 80mV 만큼 증가한다.

(2) Cl^-농도가 75ppm 이상일 때는, 티오 요소가 아교와 함께 첨가되었는가의 여부는 전류 효율 및 음극동의 품질에 영향을 끼지지 않는다.

(3) 하지만, Cl^-농도가 25 ~ 50ppm 범위내일 때는, 티오 요소를 아교와 함께 합동으로 첨가하는 것은 유익하다.

(4) 전해액에서 Cl^-농도가 0이면, 티오 요소를 아교와 함께 합동으로 첨가하는 것은 바람직하지 않다.

실험예 2: 전류 밀도의 영향

방식: 일괄적인 1-단계 침출 및 1-단계 전해 채취

전해액: Cu²⁺35g/L, Fe_(total)35g/L, H₂SO₄110g/L, Cl^-75ppm, 아교 및/또는 티오 요소

조건: 80℃; SCE에 대한 0.425 볼트의 산화 환원 포텐셜; 6 시간 지속; 고품위(325 메쉬)의 구리-매트; 각 테스트 당 1,000 A/m²에 대한 100 그램 및 1,500 A/m²에 대한 150 그램; 16ppm으로 시작하여 5.5 lb/tonne 압력으로 아교 도포; 1.6ppm으로 시작하여 0.37 lb/tonne 압력으로 티오 요소 도포; 7 GPM(7.9 cm/sec)에서 EW 전해액 순환; 전극 치수: 2 X 4; 1/8 두께의 티타늄 음극 기재(1/16 만입); 3/16 두께의 Pb-Sn-Ca-Cu 양극; 양극과 음극 사이의 중심간 거리는 1.

테스트ID	C.D.(A/m²)	평균 V_cell(volt)	CE(%)	EC(kwh/kg-Cu)	음극
#102	1,000	1.93	80.9	2.0	매끄러움
#97	1,500	2.34	86.6	2.3	매끄러움, 연부 근방에 약간의 미세한 돌기

결과:

(1) 셀 전압 및 전류 효율 모두 밀도 증가에 따라 증가한다.

실험예 3: 전해 채취 전해액의 산화 환원 포텐셜의 영향

방식: 일괄적인 1-단계 침출 및 1-단계 전해 채취

전해액: Cu²⁺35g/L, Fe_(total)35g/L, H₂SO₄110g/L, Cl^-100ppm, 아교 및/또는 티오 요소

조건: 80℃; SCE에 대한 0.425 볼트의 산화 환원 포텐셜; 고품위(325 메쉬)의 구리-매트; 1.6ppm으로 시작하여 0.37 lb/tonne 압력으로 티오 요소 도포; 7 GPM(7.9 cm/sec)에서 EW 전해액 순환; 음극에 대한 970 A/m²의 전류 밀도 및 양극에 대한 1,720 A/m²; 전극 치수: 2 X 4; 1/8 두께의 티타늄 음극 기재(1/16 만입); 3/16 두께의 Pb-Sn-Ca-Cu 양극; 양극과 음극 사이의 중심간 거리는 1.

테스트ID	SCE에 대한 산화 환원 반응 포텐셜(volt)	아교(최초 ppm/tonne 당 lb)	EW 시간(hr.)	평균 V_cell(volt)	CE(%)	EC(kwh/kg-Cu)
#62	0.395	16/11.1	12	2.12	89.9	2.1
#63	0.405	16/22.2	12	2.20	88.0	2.1
#65	0.415	16/22.2	6	2.26	84.7	2.2
#66	0.425	16/22.2	6	2.21	80.7	2.3

결과:

(1) 전류 효율은 보다 많은 제2철 이온이 음극에서 환원되는 것에 기인하여 전해 채취 전해액의 산화 환원 포텐셜이 증가함에 따라 감소한다.

실험예 4: 온도의 영향

방식: 일괄적인 1-단계 침출 및 1-단계 전해 채취

전해액: Cu²⁺35g/L, Fe_(total)35g/L, Fe³⁺5.5g/L, H₂SO₄110g/L, Cl^-75ppm, 아교 및/또는 티오 요소

조건: 6 시간 지속; 각 테스트 당 100 그램의 고품위(325 메쉬)의 구리-매트; 16ppm으로 시작하여 5.5 lb/tonne 압력으로 아교 도포; 1.6ppm으로 시작하여 0.37lb/tonne 압력으로 도포된 티오 요소; 7 GPM(7.9cm/sec)에서 EW 전해액 순환; 음극 및 양극에 대한 970 A/m²의 전류 밀도; 전극 치수: 2 X 4; 2 X 4; 1/8 두께의 티타늄 음극 기재(1/16 만입); 3/16 두께의 Pb-Sn-Ca-Cu 양극; 양극과 음극 사이의 중심간 거리는 1.

테스트ID	온도(℃)	SCE에 대한 산화 환원(volt)	평균 V_cell(volt)	CE(%)	EC(kwh/kg-Cu)	음극
#102	80	0.425	1.93	80.9	2.0	매끄러움
#100	70	0.421	2.04	82.5	2.1	매끄러움, 연부 근방에 단지 약간의 돌기
#101	60	0.413	2.28	77.8	2.5	매끄러움, 연부 근방에 많은 돌기

결과:

(1) 60 ~ 80℃ 사이에서, 온도는 전류 효율에 약간의 효과를 준다. 반면에, 그것은 음극의 표면에는 큰 영향을 준다.

(2) 셀 전압과 에너지 소비는 항상 온도가 감소함에 따라 증가한다.

실험예 5: 불순물의 영향

방식: 일괄적인 1-단계 침출 및 1-단계 전해 채취

조건: 80℃; SCE에 대한 0.425 볼트의 산화 환원 포텐셜; 6 시간 지속; 각 테스트 당 120 그램의 고품위(325 메쉬)의 구리-매트; 17ppm으로 시작하여 5.5 lb/tonne 압력으로 아교 도포; 1.7ppm으로 시작하여 0.37 lb/tonne 압력으로 티오 요소 도포; 6 GPM(7.1cm/sec)에서 EW 전해액 순환; 음극 및 양극에 대한 970 A/m²의 전류 밀도; 전극 치수: 2 X 4; 1/8 두께의 316 유형의 스테인레스 강(1/16 만입); 1/4 두께의 엘테크 ALE 양극; 양극과 음극 사이의 중심간 거리는 1.

테스트ID	전해액 속의 불순물	평균 V_cell(volt)	CE(%)	EC(kwh/kg-Cu)	음극
#142	Bi³⁺50ppm	1.09	83.4	1.1	매끄러움
#143	Bi³⁺100ppm	1.05	82.7	1.1	매끄러움
#144	Bi³⁺150ppm	1.07	83.3	1.1	매끄러움
#149	Sb³⁺50ppm	1.09	81.6	1.1	매끄러움
#150	Sb³⁺100ppm	1.10	84.1	1.1	매끄러움
#151	Sb³⁺150ppm	1.06	84.5	1.1	매끄러움
#146	As³⁺500ppm	1.08	83.4	1.1	매끄러움
#147	As³⁺1,000ppm	1.07	82.9	1.1	매끄러움
#148	As³⁺1,500ppm	1.07	81.9	1.1	매끄러움
#152	Bi³⁺100ppm,Sb³⁺100ppm,As³⁺1,083ppm	1.16	82.8	1.2	매끄러움

음극동의 발산 분광 도표 분석

TestID	불순물 함량 (ppm)
TestID	Se	Bi	Sb	As	Pb	S	Sn	Ni	Fe	Ag	합계
#142	0.2	0.2	1	1	0.3	10	1	1	1	1	12
#143	0.2	0.4	1	1	0.1	9	1	1	1	1	12
#144	0.2	0.5	1	1	0.3	9	1	1	1	1	11
#149	0.4	0.1	1	1	0.9	8	1	1	1	1	10
#150	0.2	0.1	1	1	0.3	9	1	1	1	1	10
#151	0.2	0.1	1	1	0.3	9	1	1	1	1	11
#146	0.3	0.1	1	1	0.9	10	1	1	1	1	13
#147	0.2	0.1	1	1	0.4	10	1	1	1	1	12
#148	0.2	0.2	1	1	0.1	9	1	1	1	1	11
#152	0.2	0.7	1	1	0.1	10	1	1	1	1	12
한계	2.0	1.0	4	5	5	15	5	10	10	25	/

결과:

(1) 이러한 세가지 불순물, 즉 Sb, As 및 Bi는 셀 전압 전류 효율과 음극 표면 형태에 어떠한 특별한 효과를 주지 않는다.

실험예 6: 전해 채취 셀 속의 전해액 순환의 효과

방식: 일괄적인 1-단계 침출 및 1-단계 전해 채취

조건: 80℃; SCE에 대한 0.425 볼트의 산화 환원 포텐셜; 6 시간 지속; 120 그램의 고품위(325 메쉬)의 구리-매트; 각 테스트 당 17ppm으로 시작하여 5.5 lb/tonne 압력으로 아교 도포; 1.7ppm으로 시작하여 0.37 lb/tonne 압력으로 티오 요소 도포; 음극 및 양극에 대한 970 A/m²의 전류 밀도; 전극 치수: 2 X 4; 1/8 두께의 316 유형의 스테인레스 강(1/16 만입); 1/4 두께의 엘테크(사)의 ALE 양극; 양극과 음극 사이의 중심간 거리는 1.

테스트ID	유동율	평균 V_cell(volt)	CE(%)	EC(kwh/kg-Cu)	음극
테스트ID	GPM	평균 V_cell(volt)	CE(%)	EC(kwh/kg-Cu)	음극	cm/sec
#131	7	8.3	1.06	79.7	1.1	매끄러움
#132	6	7.1	1.10	84.1	1.1	매끄러움
#133	5	5.9	1.09	85.3	1.1	매끄러움
#134	4	4.7	1.09	88.5	1.1	매끄러움
#135	3	3.6	1.21	89.7	1.1	매끄러움
#136	2	2.4	1.68	92.6	1.5	거친 음극,양극에서 산소 방출

결과:

(1) 전류 효율은 전해 채취 셀 속의 전해액 순환이 감소함에 따라 항상 증가한다.

(2) 우선적인 수지상정 성장이 없이 양호한 응집성의 비교적 매끄러운 음극을 여전히 확보할 수 있는 가장 느린 유동율은 대략 3.6cm/sec이다.

실험예 7: 두꺼운 음극동(48 시간 테스트)

방식: 연속적인 3-단계 침출 및 1-단계 전해 채취

전해액: Cu²⁺35g/L, Fe_(total)35g/L, H₂SO₄110g/L, Cl^-75ppm, 아교 및/또는 티오 요소 및/또는 구아(guar)

조건: 80℃; SCE에 대한 0.425 볼트의 산화 환원 포텐셜; 48 시간 지속; 각 1.6-L 침출 반응기: L1, L2 및 L3 속의 250 그램의 고품위(325 메쉬)의 구리-매트; 음극 및 양극에 대한 970 A/m²의 전류 밀도; 전극 치수: 2 X 4; 1/8 두께의 316 유형의 스테인레스 강(만입: 좌우 5/16, 상하 1/4); 1/4 두께의 엘테크 ALE 양극; 양극과 음극 사이의 중심간 거리는 1.

테스트ID	SCE에 대한 산화 환원(V)	유동율(cm/sec)	첨가제(ppm/toone 당 lb)	평균V_cell(V)	CE(%)	EC(kwh/kg-Cu)
테스트ID	SCE에 대한 산화 환원(V)	유동율(cm/sec)	아교	평균V_cell(V)	CE(%)	EC(kwh/kg-Cu)	티오 요소	구아
#158	0.425	8.31	17/5.5	0	0	1.03	73.3	1.18
#159	0.425	5	17/5.5	1.7/0.37	0	1.09	83.3	1.10
#160	0.425	4	17/5.5	1.7/0.37	0	1.20	87.8	1.15
#161	0.441	4.5	17/5.5	1.7/0.37	0	1.24	77.2	1.36
#162	0.425	5	0	0	1.6/1.2	1.07	79.4	1.13
#163	0.425	5	17/5.5	0.6/0.12	1/0.8	1.22	82.1	1.25

구리-매트 침출 잔류물의 분석

테스트ID	샘플 ID	구리 회수량 계산치	Cu(%)	Fe(%)	S_elemental(%)	S_total(%)
#120	#120-L1	97	9.74	0.05	80.4	86.8
	#102-Acc.	95	13.8	0.06	75.2	83.3
	#120-L2	61	55.9	0.04	16.8	42.3
	#120-L3	30	69.2	0.04	0.01	29.4
#161	#161-L1	96	12.1	0.08	80.2	86.1
	#161-Acc.	96	11.5	0.07	81.1	86.7
	#161-L2	90	23.7	0.09	64.8	76.0
	#161-L3	33	68.3	0.08	0.70	31.5

결과:

(1) 95%를 초과하는 구리 회수가 쉽게 달성될 수 있다.

주:

(1) Acc.는 48 시간의 기간 동안 축적된(또는 혼합된) 침전 잔류물을 나타낸다.

실험예 8: 엘테크 ALE 양극(48 시간 테스트)

방식: 연속적인 3-단계 침출 및 1-단계 전해 채취

조건: 80℃; SCE에 대한 0.425 볼트의 산화 환원 포텐셜; 48 시간 지속; 각 1.6-L 침출 반응기: L1, L2 및 L3 속의 250 그램의 고품위(325 메쉬)의 구리-매트; 음극 및 양극에 대한 970 A/m²의 전류 밀도; 전극 치수: 2 X 4; 17ppm으로 시작하여 5.5 lb/tonne 압력으로 아교 도포; 1.7ppm으로 시작하여 0.37 lb/tonne 압력으로 티오 요소 도포; 7 GPM(8.3 cm/sec)에서 EW 전해액 순환; 양극과 음극 사이의 중심간 거리는 1.

테스트ID	음극 기재	양극	평균 V_cell(Volt)	CE(%)	EC(kwh/lb-Cu)
#120	1/8 두께의 티타늄	3/16 두께의 Pb-Ca-Sn-Cu 양극	1.94	74.3	2.20
#156	1/8 두께의316 스테인레스 강	1/4 두께의 엘테크 ALE 양극	1.11	74.6	1.26

결과:

(1) 엘테크(사)의 ALE 양극은 산업체에서 사용되는 Pb-Ca-Sn-Cu 양극과 비교하여 약 42%의 에너지를 절약시킨다.

요약하면, 구리의 적출을 위한 SO₂가 발생하지 않는 공정이 본 발명에 따라 제공된다. 이러한 공정은 산성의 황산염 중간물 속의 구리-매트로부터 침출과 전해 채취 방식을 통해서, 일괄적 또는 연속적인 시스템에서 구리를 정제한다. 침전하기 전에, 구리-매트는 325 메쉬보다 작은 크기의 입자로 연마된다. 그 후에, 구리-매트는 대기압하의 비등점 아래의 온도에서 제2동 및 제1철 황산염을 포함하는 산성 용액 속의 제2철 황산염에 의해서 침출된다. 구리-매트에 원래 존재하는 구리의 95%를 초과하는 양이 침출 중에 용액 속으로 용해된다. 침출 잔류물은 불충분하게 반응된 구리-매트(5% 미만), 순수 황, PGM 금속, 금은 및 다른 불용성 불순물을 포함한다. 침출 잔류물 속의 불충분하게 반응된 구리-매트, 순수 황, PGM 금속 및 금은 등은 충분히 회수될 수 있다. 침출 후의 고체-액체 분리에 후속하여, 귀액이 무격막의 강화된 유동 전해 채취 셀로 주입되는데, 전해 채취 셀에서 고품질의 구리가 종래의 구리 전해 채취에서 사용된 것의 3 ~ 4 배의 전류 밀도에서 생산되며, 동시에 제2철이 양극에서 제1철의 산화가 발생함에 따라 재생된다. 종래의 구리 전해 채취에서의 것보다 3 ~ 7 배인 전해 채취 전류 밀도에도 불구하고, 음극동 침전물은 응집성이며 등급-1의 음극동에 대한 상업적 ASTM 사양을 충족시킨다. 양극에서 산소 방출이 없으며, 전해 채취 에너지 소비는, 예를 들면 대략 1.2kwh/kg인 종래의 구리 전해 채취에서의 에너지 소비 이하이다. 전해 채취로부터 사용된 전해액은 침출 회로로 귀환된다.

전술한 설명에서, 본 발명은 특수한 실시예에 관해서 설명되었다. 이러한 것들은 그 범위를 제한하기 보다는 본 발명을 개시하는 예로써 취급된다. 본 발명의 원리와 범위에서 벗어나지 않는 변형예들이 달성될 수 있다.

Claims

구리-매트로부터 고순도 구리 금속을 정제하기 위한 방법으로,

하나 이상의 침출 반응기를 포함하며, 제2철을 함유하는 산성의 구리 황산염 전해액 침출 어셈블리에서, 구리를 침출액 속으로 용해시켜서 구리가 풍부한 침출액과 순수 황 함유 잔류물을 형성도록 산화 조건하의 구리-매트를 침출하는 단계와;

하나 이상의 전해 채취 셀을 포함하는 전해 채취 셀 어셈블리에서, 상기의 구리가 풍부한 침출액으로부터 구리를 전해 채취하고 제2철을 재생하는 단계를 포함하며,

상기 전해 채취 셀 어셈블리는 상기 침출 어셈블리로부터 물리적으로 분리된 것을 특징으로 하는 구리-매트로부터의 고순도 구리 금속 정제 방법.
제1항에 있어서, 상기 단계는 대기압하에서 수행되는 것을 특징으로 하는 구리-매트로부터의 고순도 구리 금속 정제 방법.
제1항에 있어서, 상기 단계는 40℃ 내지 비등점 범위 내의 온도에서 수행되는 것을 특징으로 하는 구리-매트로부터의 고순도 구리 금속 정제 방법.
제1항에 있어서, 상기 침출은 제2철의 화학 작용에 의해 달성되는 것을 특징으로 하는 구리-매트로부터의 고순도 구리 금속 정제 방법.
제1항에 있어서, 구리-매트 침출의 상기 단계는 상기 구리 매트와 상기 침출액의 상대 유동되는 방식으로 수행되는 것을 특징으로 하는 구리-매트로부터의 고순도 구리 금속 정제 방법.
제1항에 있어서, 상기 전해 채취는 격막을 포함하지 않는 하나 이상의 전해 채취 셀 속에서 발생하는 것을 특징으로 하는 구리-매트로부터 고순도 구리 금속을 정제하기 위한 공정.
제1항에 있어서, 상기 전해 채취 셀 어셈블리의 전류 밀도는 500 ~ 2,000 A/m²의 범위 내에 있는 것을 특징으로 하는 구리-매트로부터의 고순도 구리 금속 정제 방법.
제1항에 있어서, 상기 전해액의 재순환 선형 속도는 2 ~ 30cm/sec의 범위 내에 있는 것을 특징으로 하는 구리-매트로부터의 고순도 구리 금속 정제 방법.
제1항에 있어서, 아교, 티오 요소, 구아(guar) 및 염화물 중 하나 이상이 상기 전해 채취 어셈블리에 첨가되는 것을 특징으로 하는 구리-매트로부터의 고순도 구리 금속 정제 방법.
제1항에 있어서, 염화물이 상기 침출조 어셈블리에 첨가되는 것을 특징으로 하는 구리-매트로부터의 고순도 구리 금속 정제 방법.
제1항에 있어서, 하나 이상의 상기의 전해 채취 셀은 ALE 양극을 포함하는 것을 특징으로 하는 구리-매트로부터의 고순도 구리 금속 정제 방법.
제1항의 상기 공정에 의하여 생성되는 것을 특징으로 하는 고순도 음극동 생성물.
ASTM 등급 1에 대한 사양을 충족시키는 것을 특징으로 하는 제7항의 고순도 음극동 생성물.
구리-매트로부터 고순도 구리 금속을 연속적으로 정제하기 위한 방법으로,

미세하게 분리된 구리-매트를 준비하는 단계;

하나 이상의 침출 반응기를 포함하며, 제2철을 포함하는 산성의 구리 황산염 전해액 침출 어셈블리에서, 구리를 침출액 속에 용해시켜 구리가 풍부한 침출액 및 순수 황 함유 침전물을 형성하는 산화 조건하에 상기의 구리-매트를 침출하는 단계;

구리가 풍부한 침출액을 침전물로부터 분리하는 단계;

하나 이상의 전해 채취 셀을 포함하는 전해 채취 어셈블리에서 구리가 풍부한 침출액으로부터 구리를 전해 채취하고 제2철 이온을 재생시키는 단계;

상기 전해 채취 어셈블리로부터 제2철 이온이 풍부한 전해액을 회수하는 단계;

침출 잔류물로부터 순수 황을 회수하는 단계; 그리고

침출 잔류물로부터 귀금속을 회수하는 단계를 포함하며,

전해 채취 셀 어셈블리가 물리적으로 침출조 어셈블리로부터 분리된 것을 특징으로 하는 구리-매트로부터의 고순도 구리 금속의 연속적인 정제 방법.
제14항에 있어서, 상기의 침출 및 전해 채취 단계는 대기압하에서 수행되는 것을 특징으로 하는 구리-매트로부터의 고순도 구리 금속의 연속적인 정제 방법.
제14항에 있어서, 상기 침출 및 전해 채취 단계는 40℃ 내지 비등점 범위 내의 온도에서 수행되는 것을 특징으로 하는 구리-매트로부터의 고순도 구리 금속의 연속적인 정제 방법.
제14항에 있어서, 상기 침출은 제2철의 화학 작용에 의해 달성되는 것을 특징으로 하는 구리-매트로부터의 고순도 구리 금속의 연속적인 정제 방법.
제14항에 있어서, 상기 구리 매트 및 상기 침출액의 상대 유동되는 방식으로 수행되는 것을 특징으로 하는 구리-매트로부터의 고순도 구리 금속의 연속적인 정제 방법.
제14항에 있어서, 구리-매트 침출의 단계는 구리 매트와 침출액의 상대 유동되는 방식으로 수행되는 것을 특징으로 하는 구리-매트로부터의 고순도 구리 금속의 연속적인 정제 방법.
제14항에 있어서, 제2철 이온이 풍부한 상기 전해액으로부터의 스트림을 제거하는 단계와, 정화된 전해액을 생성하기 위해 상기 스트림으로부터 불순물을 제거하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 구리-매트로부터의 고순도 구리 금속의 연속적인 정제 방법.
제20항에 있어서, 상기의 정화된 전해액을 상기의 전해 채취 셀 어셈블리로 복귀하도록 이동시키는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 구리-매트로부터의 고순도 구리 금속의 연속적인 정제 방법.
제20항에 있어서, 상기의 불순물은 용매 추출 공정을 통하여 제거되는 것을 특징으로 하는 구리-매트로부터의 고순도 구리 금속의 연속적인 정제 방법.
제20항에 있어서, 상기의 불순물은 이온-교환 공정을 통해서 제거되는 것을 특징으로 하는 구리-매트로부터의 고순도 구리 금속의 연속적인 정제 방법.
제20항에 있어서, 상기의 제거된 불순물은 As, Bi 및 Sb 중 하나 이상인 것을 특징으로 하는 구리-매트로부터의 고순도 구리 금속의 연속적인 정제 방법.
제14항에 있어서, 상기의 전해 침출은 격막을 포함하지 않는 하나 이상의 전해 채취 셀 속에서 발생하는 것을 특징으로 하는 구리-매트로부터의 고순도 구리 금속의 연속적인 정제 방법.
제14항에 있어서, 상기의 전해 채취 셀 어셈블리 내의 전류 밀도는 500 ~ 2,000 A/m²의 범위 내에 있는 것을 특징으로 하는 구리-매트로부터의 고순도 구리 금속의 연속적인 정제 방법.
제14항에 있어서, 상기의 전해액의 재순환 선형 속도는 2 ~ 30cm/sec의 범위 내에 있는 것을 특징으로 하는 구리-매트로부터의 고순도 구리 금속의 연속적인 정제 방법.
제14항에 있어서, 아교, 티오 요소 및 염화물 중 하나 이상이 상기의 전해 채취 어셈블리에 첨가되는 것을 특징으로 하는 구리-매트로부터의 고순도 구리 금속의 연속적인 정제 방법.
제14항에 있어서, 염화물이 상기의 침출조 어셈블리에 첨가되는 것을 특징으로 하는 구리-매트로부터의 고순도 구리 금속의 연속적인 정제 방법.
제14항의 상기 공정에 의해서 정제되는 것을 특징으로 하는 고순도 음극동.
ASTM 등급-1에 대한 사양을 충족시키는 것을 특징으로 하는 고순도 음극동 생성물.