KR20170091488A - 신규한 구리 석출방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 구리 석출 방법에 있어서 산성용액에 철을 투입하여 반응시킨 후 반응이 종료 되면 산성구리 용액에 투입시켜 반응이 종료되면 구리를 석출하는 방법이다.수소 핵 융합반응을 일으키며, 폭발적인 반응으로 인하여 구리 5.08g 가지고 철 43.2g을 구리 원소로 변성시키는 구리 석출 방법이다.구리 석출을 시간을 단축시키고 순도 높은 구리를 다량으로 석출 하는 방법에 관한 것이다.

Description

신규한 구리 석출방법{omitted}

본 발명은 질산, 염산, 황산 및 산성분을 이용한 구리석출 방법에 관한 것으로써, 더욱 상세하게는 산성분 용액에 철을 투입하여 철을 이온화시킨 후 구리용액을 첨가하여 인공적으로 수소핵융합 반응을 일으키어 철원소를 구리원소로 변성시키는 구리 석출 방법에 관한 것이다

환원법과 전자이동을 살피게 되어 환원제에 의해 금속이 변한다는 사실이 배경기술이라 할 수 있다.

페르미(Emrico·Femi 1901-1954)가 원자핵이 느린 중성자를 포획하여 새로운 원소를 만들 수 있다는 노벨상을 수상하였다.

수소, 헬륨, 산소원소를 제외하고는 원소 중성자를 주입시켜 방사성동위원소를 만들어내며, 중성자는 물속의 수소원자와 충돌하여 속도가 저하된다. 속도가 늘어난 중성자는 원소의 핵에 들어가 동위원소를 만들어낸다는 페르미의 이론이 발명의 배경의 기술이 되었다.

본 발명의 목적은 구리를 석출하는 방법에 있어서 본 발명의 핵심은 철덩어리를 부식시키는 것이다.

상기 철덩어리를 부식시키기 위해서는, 철덩어리를 분쇄하여 철조각, 철가루를 만들어 사용하는 것이 바람직하다

상기 철덩어리를 부식 시키기 위해서는 염산, 황산, 각종 모든 산종류의 1종 이상을 포함하여 사용할 수 있다.

본 발명에서는 철덩어리를 부식하기 위해서, ; 염산 0.001% 내지 90%의 용액과 황산 0.001% 내지 90%의 용액을 1:1로 혼합시킨 용액에 철가루나 철조각을 부식시켜 본 발명에 철성분을 사용할 수 있다.

상기 부식된 철가루가 담긴 반응조에, 구리용액을 투입하였다.

상기 구리용액은 산성분 구리용액 100중량부에 대하여 0.001% ~ 80%의 구리용액을 투입하여 첨가할 수 있다.

상기 반응조에 구리용액을 첨가함으로써 구리 석출시간을 단축시키고, 순도높은 95%의 구리를 다량으로 석출하는 방법을 제공하는 것이다.

상기 과제를 달성하기 위해서 본 발명의 일 실시예에 따른 구리 석출방법은, 철덩어리를 철가루나 철조각으로 분쇄한다.

철조각 일때에는 1mm의 이하의 작은 조각형태가 효과적이다.

철은 반응성이 크기 때문에, 철을 물에 투입하면, 수소가 빠져나오면서 분해가 일어나고 하기와 같은 이온화과정이 일어난다

H₂O + Fe -> FeO + 2H⁺ + 2e

상기 이온화 과정이 철이 물속에서 일어나기 때문에 서서히 부식된다.

상기 철을 부식시키기 위해서 철가루를 산성분 용액 즉 염산+황산용액에 1단계 먼저 철가루를 투입하여 반응시켜 철을 부식시켰다.

상기 철을 부식시킨 산 성분용액이 담긴 반응조에 구리용액을 투입하여 2단계 부식된 철을 화학반응을 인공적으로 시켜 반응이 종료되면 반응액을 제거하고, 3단계 구리용액 1%(구리함량 0.31)를 반응조에 투입하여 1시간 경과후 반응이 종료되면 반응액을 제거하고 석출된 구리를 습득하는 방법이다.

본 발명에서 산성분 용액에 철을 반응시킨 반응물을 제거하지 않고 2단계에서 구리용액을 투입할 수 있다.

상기 철성분을 산성분용액에 철성분을 1분 내지 48시간 침전시킨 후, 불순물과 반응액을 제거한 후에, 구리용액을 투입하여 1분 내지 24시간 반응시킨 후 구리를 석출하는 방법이다.

고철을 사용할 시에는 산화된 부분을 깨끗이 제거후 분쇄하여 사용할 수 있다.

산화철(고철)은 산성분용액이나 산성분 구리용액에서 반응이 일어나지 않는다.

산성분 농도에 따라 철성분(철가루,철조각)부식 반응시간이 달라진다.

산성분 농도는 철성분을 부식시키 때에는 약산성이 바람직하다.

상기 산농도는 0.001% 내지 50% 이내가 바람직하다.

산 성분 용액의 농도는 0.001% ~ 90%의 농도를 사용할 수 있다.

본 발명에서는 산성분 농도를 황산 10%의 농도와 염산 10%의 농도를 혼합하여 사용하였고, 염산 10%농도의 한가지만로 사용하였다.

상기 철성분을 부식시켜 구리를 석출하는 방법에 있어서 황산, 염산 성분은 모든 산성분 1종 이상의 산성분을 혼합하여 사용할 수 있다.

2가지 혼합산성분을 사용하는 것은 철을 부식시키는 시간을 단축시키기 위해서 본 발명에서 사용하였다.

본 발명에서 반응조에 철성분을 산성분용액에 반응시킬때 1분 내지 24시간을 방치시키고 철용량이 대량일 때에는 철 막대기로 1시간 내지 4시간에 걸쳐 철성분과 산성분이 잘 혼합되어, 철이 부식할 수 있도록 저어준다.

상기 반응조에 산소를 투입시키면 산성용액에 철이 빨리 부식이 가속화 될 수 있도록 대량 구리생산 체계에서 산소방을 갖출 수 있다.

반응조에 산소를 투입시킴으로써 철성분이 산성분과 산소의 만남으로 산성분용액에서 철이 이온화가 빨라지므로 부식이 빨라질 수 있다.

질산과 염산, 즉 왕수를 만들어 사용해도 무방하나, 질산은 흡입에 건강에 미치는 영향이 크므로, 본 발명에서는 염산과 황산을 사용하였다.

철성분을 산성용액에서 철성분 그대로다.

금은 왕수에서 녹이면 금성분 그대로 왕수에 녹아있다.

고철은 철이 산화된 것이기 때문에 다르다.

고철은 공정과정을 거쳐 다시 철로 제탄생시켜야 되기 때문이다.

본 발명에서 고철은 공정과정을 거쳐 녹을 제거한 후 구리 제조방법에서 사용할 수 있다.

[실험예 고철]

본 발명에서 고철을 사용해서 실험해 보았다.

고철(100% 산화철), 고물상에서 녹을 제거한 산화철을 40g을 준비하여 염산 10%짜리 100ml용액에 침전시킨 후 24시간 반응을 살펴보았다.

반응이 전혀 일어나지 않았다

황산구리 5수화물 (구리함량 76.2g) 200ml을 투입하여 반응시켰을시, 시험반응결과는 반응이 일어나지 않았다.

산성분에 철조각이나 철조각, 철성분을 투입하여 1분 내지 48시간 수행하여 반응 시킬 수 있다.

본 발명의 구리석출 방법에 따르면, 버려지는 폐수와 고철을 다량으로 이용할수있으며 값이 저렴한 산성분 용액을 이용하여 철을 침전시킨 후 반응시켜, 상기 산성분용액에 산성구리 용액을 투입함으로써 구리석출 시간을 단축시킬 뿐 아니라, 고가인 구리를 저렴한 비용으로 다량으로 얻는 효과가 있다.

[도1]
[대표도1]
1. 컴프터 기계조작실
2. 반응조
3. 철탱크.
4. 산성분용액 탱크
5. 산성구리용액 탱크
6. 산소탱크.
7. 가스배출층.
8. 발명물 구리탱크.
9. 폐수 탱크.
10. 중화조 가성소다 및 세척장
11. 석출, 구리습득물 건조장
12. 발명물
13. 제련소.
14. 완제출시
[도 2] 본 발명의 시료 구리함량
시험시료 확산구리 1%, 구리함량 0.31%
KTR. 한국화학융합 시험 연구원장
TEST REPORT
[도 3] 본 발명의 시료 구리함량
시험시료. 황산구리 5수화물, 구리함량 25.4%
KTR 한국화학융합 시험연구원장 TEST REPORT
[도 4] 본 발명의 구리석출 구리함량 (실시예1)
KTR 한국화학 융합시험 연구원장 [성적서 번호] [TAK006997]
TEST REPORT
[도 5] [실시예 2]의 본 발명의 구리 석출함량
KTR 한국화학융합연구원
시료명 황산구리 5수화물 (22.5g) 사용
[도6] 특허출원 10-2015-0015470 출원할 때 시험결과지 참고용.
[도7] 실험실시할 때 6시간정도 반응할 때 석출한 구리함량. 참고용.

본 발명을 달성하기 위하여, 철원소가 구리원소로 변성하는 것을 밝히기 위해서 별 내부구조를 살펴보았다.

철 56 원자핵은 더 이상 핵융합이 일으키지 않기 때문에 철원자핵이 형성된 중심은 오히려 압력이 계속 증가되다가 결국 고에너지 감마선 광자에 의해 철원자핵이 파괴되는 반응이 일어난다.

이러한 반응은 핵융합과는 반대로 강력한 흡열 반응이므로 별중심핵의 압력이 급격히 감소하면서 중력붕괴가 일어나서 초신성 폭팔의 원인이 된다. (네이버 논문참조)

이 논문에서 눈여겨 볼것은 감마선 광자에 의해 철원자핵이 파괴되는 반응이 일어난다는 사실이다.

구리는 방사성 동위원소이다. 방사성 동위원소는 감마선 광자를 발생한다. 방사성 동위원소는 감마선 광자를 발생한다.

철은 반응성이 크기 때문에 산성분 구리이온용액에 철을 투입시키면 수소핵 융합반응이 일어난다.

수소 4개가 연쇄반응을 거쳐 He(헬륨)한개를 만들어낸다.

여기서 수소핵 융합반응이 일어나 양성자와 중성자가 연쇄반응을 일어나게 하므로, 헬륨에서 나오는 감마선 광자에 의해 철 56 원자핵이 파괴된다.

구리이온은 팽창하여 철질량의 변화없이 철원소로 바뀌는 사건이 발생한다.

매우 강력한 흡열반응이므로 별 중심핵인 Fe(철)이 급격히 감소하여 붕괴가 일어나듯이 산성분구리용액에 산성분 용액에서 철성분이 합쳐질때 철원자핵이 파괴되면서 에너지를 발생시키면서, 동시에 철원자핵이 파괴된 곳에 구리원소가 들어가 팽창하여 철원소가 구리원소로 바뀌는 사건이 발생한다.

원소들로 순환 작용을 한다.

수소 헬륨, 산소원소를 제외하고는 인공적으로 원소에 중성자를 주입시켜 방사성 동위원소를 만들 수 있다

원소들도 순환작용을 하며 철원자핵이 감마선 광자를 만나 충돌하며 폭파되어 물속의 수소원자가 저하된 가운데 이미 구리원소는 파괴된 철원자핵에 쏙들어가 동위원소인 구리원소를 만들어 낸다

중성자는(+) 양전하도 없고 (-)음전하도 없다. 그러므로 전하가 0 이어서 무기력한 존재로 판단할 수 있지만, 사실 중성자는 음과 양의 대칭을 파괴하는 것이다.

상기 중성자는 양성자와 전자가 구성하는 철원자 핵속으로 들어가 철원자핵을 붕괴시키고 새로운 원소 구리원소가 탄생된다.

본 발명은 발명물을 달성하는 방법과 첨부되는 도면 및 KTR (한국화학융합연구원) 시험 결과지와 함께 상세하게 설명되어 있다.

이하에서 본 발명의 구리석출 방법은 상세히 설명한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 구리석출 방법은 (1단계) 산성분용액에 철을 투입하여 반응시키는 방법에 있어서 황산, 염산, 폐수, 등 각종 산성분 종류의 모두를 포함하는 1종이상 일 수 있다.

상기 산성분 용액은 산성분을 가지는 성분이든 어떤 종류어도 상관없다.

철성분은 철이 포함된 물질이라면 어느 것이라도 상관이 없다.

철덩어리는 분쇄하여 철가루, 철조각으로 제조하여 사용함이 바람직하다

상기 산성분 용액은 100중량부에 대하여, 염산 황산, 질산, 폐수, 모든 각종 산성분종류의 선택되는 1종이상을 0.001% ~ 90% 중량부를 포함할 수 있다.

구리이온은 산성분구리용액 100중량부에 대하여 구리 이온 0.001 ~ 80중량부를 포함할 수 있다.

본 발명에서 반응조의 온도는 0℃에서 100℃를 포함할 수 있다.

가장 적정온도는 25℃~26℃가 가장 바람직하다.

[산업상 이용도]

발명된 구리는 산업상 이용도가 다양하다.

산업용폐수, 철, 산성분용액을 이용하여 제조된 구리는 구리를 전적으로 수입에 의존하는 우리나라로서는 국가의 구리 광산을 얻는 것과 마찬가지이다.

발명물 구리는, 산업전반에 걸쳐 광범위하게 이용되고 있다 전선, 제조, 건설 미네랄 영양소, 도금, 전기 각종 산업상 이용도는 본 발명을 통해 얻어지는 산업, 경제적인 전반에 이용가치는 실로 헤아릴 수 없다

이제는 구리를 수입하지 않고 직접 제조해서 사용할 수 있다.

하기 조성에 따라 실시한다

1. 반응조를 준비하였다.

2. 철을 분쇄한 철 조각을 45g 준비하였다.

3. 반응조에 황산 10%(농도)50ml, 염산 10%(농도) 50ml를 혼합하여 합한 용액에 상기 철 조각을 투입하였다.

4. 상기 반응조에 투입된 철조각을 48시간을 반응시켜 반응이 끝나면 반응액과 불순물을 제거하였다

5. 상기 반응조에 황산구리 5수화물 용액(구리함량. 5.08g) 100ml(황산구리 22.5g)을 투입하였다

6. 상기 반응조에서 12시간을 반응을 수행하고, 반응이 종료되면 반응액 및 불순물을 여과하여 제거하고, 여기 다시 황산구리용액 1% (구리함량 0.62g) 200ml를 상기 반응조에 반응을 시킨 후(1시간), 2차 반응액과 불순물을 제거하고 석출된 구리를 가성소다로 중화시킨후, 세척 후 석출된 구리를 43.2g 얻었다

7. 황산구리 5수화물을 본 발명에서 시료를 사용하였다

시료의 구리함량은 한국화학융합시험연구원에서 KS.MISO 6353-2 ; 2002(준용) 결과치 25.4%이다. [도3]에 제시한다.

8. 본 발명에 시료사용. 황산구리용액 1% (구리함량 0.31%) [도2]에 제시한다.

9. 상기 석출된구리는 KTR 한국화학융합시험연구원에서 KSD. 1893 ; 2011 방법에 따라 성분을 확인하였고 구리함량 96.1%의 결과를 [도4]에 제시한다

하기 조성에 따라 실시예 2를 실시한다.

1. 반응조를 준비하였다

2. 상기 반응조에 철을 분쇄한 철가루 45g을 준비하였다

3. 반응조에 염산용액 150ml에 철가루 45g을 투입하여 침전시켜 반응시킨다. (염산농도 10%)

4. 상기 반응조에 반응시간을 24시간 반응시킨 후,

5. 상기 반응조에, 여기에 황산구리 5수화물 20g (구리함량 5.08g) 증류수 100ml로 희석시킨 용액을 투입하여 12시간 반응시킨후 반응이 종료되면, 반응액과 불순물을 제거하였다

6. 상기 반응액이 제거된 반응조에 황산구리 1% (구리함량 0.62g) 200ml 용액을 상기 반응조에 투입시켜 1시간 반응시킨후 반응액을 제거한 후 석출된 구리를 가성소다로 중화시킨후, 세척후 건조한 후 41.2g의 석출된 구리를 얻었다.

7. 상기 석출된 구리는 KTR 한국화학융합시험연구원에 의뢰하였고, 의로서 시험신청서를 도3에 제시한다.

시험결과지는 6월 20일에 나오므로, 제시할것이다. (미첨부된서류)

본 발명은 실시예, 1,2에서 실시한 바와 같이 철 45g이 구리함량 5.7g인 구리이온과 만나 43.2g의 구리 원소로 변성되었다는 사실이다. 상기 사실은 수소 핵융합 반에 의해 철원소가 구리원소로 변성되었다는 사실이다.

변성됐다고 볼수있다

페르미의 이론처럼 새로운 원소가 만들어졌다.

상기 감마선 광자를 발생시키는 것은 헬륨 우라늄, 리듐 구리, 알루미늄, 아연, 니켈 등등. 핵종별 종류가 있다

상기 물질들은 질산, 염산 황산등 각종 모든 산성분과 직접 반응한다.

철 56 원자핵은, 산성구리용액에서 감마선 광자에 의해 철원자핵이 파괴 되는 반응이 일어난다.

방사성동위원소인, 구리, 알루미늄, 아연, 니켈 등도 방사성동위원소이기 때문에, 산성분에 침전시에는 감마선 광자가 발생된다

알루미늄 아연은 시험한 결과 산성구리용액에서 구리가 석출된다

[실시예1] [실시예2]와 같은 방법으로,

아연용액, 알루미늄용액, 니켈용액에 철을 투입하여 침전시 아연, 알루미늄, 니켈이 석출된다

수소 핵 융행반응이 동일하게 일어난다

산 성분 아연용액, 알루미늄 용액, 니켈용액에 철을 투입하여 침전할시 구리용액에 철을 철을 침전시켜 투입시켰을때와 같은 동일한 수소핵융합반응이 일어나 아연, 알루미늄, 니켈이 석출된다

상기 시료, 시험결과를 [도2] ~[도9]에 제시한다

Claims (8)

1. 이하 "청구항"이라 한다.
   [1단계] 철원소를 구리원소로 변성시키는 구리 석출방법에 관하여, 산성분 용액 및 복합산성분 용액에 철을 투입하여 반응시키는 단계 :
   [2단계] 1단계에 있어서,
   산성분용액에 철을 투입한 반응조에 산성분 구리용액 첨가하여 화학 반응시키는 단계 :
   1단계에 있어서,
   산성분용액에 철을 투입하여 반응시킨 반응물을 제거한 반응조에 산성분구리용액 및 복합산성분 구리 용액을 첨가하는 단계를 포함하는 구리석출방법.
2. 이하 "독립항"이라 한다
   제 1항에 있어서
   철을 부식시키는 산성분 용액 100중량부에 대하여
   염산 황산 질산 및 모든 산성분 용액으로 부터 1종 이상을 0.001% 내지 90%를 첨가하여 철을 부식시키는 단계를 포함하는 구리석출 방법
3. 이하 "독립항"이라 한다
   제 1항에 있어서
   산 성분 구리용액은 100중량부에 대하여 구리성분은 0.001% 내지 80%를 첨가하는 단계를 포함하는 구리석출 방법
4. 제 1항에 있어서
   상기 구리용액 100중량에 대하여,
   황산 염산 질산 및 모든 산성분으로 부터 1종이상을 0.001% 내지 100%를 첨가하는 단계를 포함하는 구리제조방법.
5. 제 1항에 있어서
   촉매제로 비소, 시안을 첨가하는 단계를 포함하는 구리 석출 방법
6. 제 1항과 같은 방법으로, 아연, 알루미늄, 니켈을 석출하는 방법
   1단계 산성분용액에 철을 부식시켜 반응시킨 반응조에 아연용액, 알루미늄 용액, 니켈용액을 첨가하여 반응시켜 아연, 알루미늄, 니켈, 석출 단계:
   산 성분 용액에 철을 부식시킨 용액이 담긴 반응조에 구리용액, 아연용액, 알루미늄 용액, 니켈용액 1종 이상의 용액을 혼합하는 단계를 포함하는 합금석출방법.
7. 제 1항과 같은 방법으로, 산성분 구리용액에 아연, 니켈 알루미늄을 침전시키는 단계를 포함하는 구리석출방법.
8. 제 1항에 있어서
   상기 철덩어리를 분쇄하여 철가루 철조각을 제조하여 구리제조에 사용되는 구리 석출방법.

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