MXPA97004526A - Procedimiento para producir polvo de metal de cobre, oxidos de cobre y lamina de cobre - Google Patents
Procedimiento para producir polvo de metal de cobre, oxidos de cobre y lamina de cobreInfo
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- MXPA97004526A MXPA97004526A MXPA/A/1997/004526A MX9704526A MXPA97004526A MX PA97004526 A MXPA97004526 A MX PA97004526A MX 9704526 A MX9704526 A MX 9704526A MX PA97004526 A MXPA97004526 A MX PA97004526A
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Abstract
Esta invención se refiere a un procedimiento para producir polvo de metal de cobre a partir de un material cuprífero, que incluye:(A) poner en contacto dicho material cuprífero con una cantidad efectiva de al menos una solución acuosa de lixiviación para disolver iones cobre en dicha solución de lixiviación y formar una solución acuosa de lixiviación rica en cobre;(B) poner en contacto dicha solución acuosa de lixiviación rica en cobre con una cantidad efectiva de al menos un extractor insoluble en agua para transferir iones sobre de dicha solución acuosa de lixiviación rica en cobre a dicho extractor para formar un extractor rico en cobre y una solución acuosa de lixiviación con cobre agotado;(C) separar dicho extractor rico en cobre de dicha solución acuosa de lixiviación con cobre agotado;(D) poner en contacto dicho extractor rico en cobre con una cantidad efectiva de al menos una solución acuosa de lavado para transferir iones sobre de dicho extractor a dicha solución de lavado para formar una solución de lavado rica en cobre yun extractor con cobre agotado;(E) separar dicha solución de lavado rica en cobre de dicho extractor con cobre agotado para formar una primera solución de electrólito;(F) pasar dicha primera solución de electrólito a una pila electrolítica equipada con al menos un primeránodo y al menos un primer cátodo, y aplicar una cantidad efectiva de voltaje a través de dicha primeránodo y dicho primer cátodo para depositar polvo de metal de cobre en dicho primer cátodo;y (G) separar dicho polvo de metal de cobre de dicho primer cátodo. En una realización, la primera solución de electrólito utilizada en el paso (F) se caracteriza por una concentración de iones cloruro de hasta aproximadamente 5 ppm. En una realización, la primera solución de electrólito utilizada en el paso (F) contiene al menos un triazol. En una realización, el polvo de metal de cobre se convierte en lámina de cobre. En una realización, el polvo de metal de cobre se convierte enóxido cuproso,óxido cúprico o su mezcla;estosóxidos de cobre se pueden disolver fácilmente enácido sulfúrico y utilizar para producir lámina de cobre.
Description
PROCEDIMIENTO PARA PRODUCIR POLVO DE METAL DE COBRE, ÓXIDOS DE COBRE Y LAMINA DE COBRE.
Esta solicitud es continuación parcial de la Solicitud de Estados Unidos número de serie 08/454.537, presentada el 30 de mayo de 1995, que era continuación de la Solicitud de Estados Unidos número de serie 08/287.703, presentada el 9 de agosto de 1994, que era continuación de la Solicitud de Estados Unidos número de serie 08/049.160, presentada el 19 de abril de 1993 (abandonada) . Las descripciones de estas solicitudes anteriores se incorporan a la presente en su totalidad por referencia. Campo técnico Esta invención se refiere a un procedimiento para producir polvo de metal de cobre, óxidos de cobre o lámina de cobre. Más en concreto, esta invención se refiere a un procedimiento que utiliza un extractor para extraer cobre de materiales cupríferos y producir polvo de metal de cobre, óxidos de cobre o lámina de cobre. Antecedentes de la invención El procedimiento para la recuperación de la riqueza de metal de cobre a partir de menas y líquidos de procesado por extracción por disolventes-extracción electrolítica (en adelante "SX-EW") es conocido. En resumen, el procedimiento se lleva a cabo utilizando una solución acuosa cuprífera que se obtiene disolviendo (en general a partir de mineral) el cobre en un licor acuoso de lixiviación, o utilizando una solución cuprífera, tal como efluente de proceso. La solución resultante de riqueza de cobre se mezcla con un disolvente orgánico no iscible en agua (por ejemplo, queroseno) conteniendo una composición de intercambio iónico insoluble en agua con afinidad selectiva para la riqueza de cobre. La composición de intercambio iónico extrae preferentemente la
riqueza de cobre de la solución acuosa. Las fases acuosa y orgánica se separan. La solución acuosa, ahora sin cobre, se suele denominar "refinado". El refinado se puede reciclar como licor de lixiviación (en un proceso de lixiviación) o desechar (en un procedimiento como la recuperación de cobre del efluente de proceso) . La fase orgánica (que contiene composición de intercambio iónico y la riqueza de cobre extraída) se suele denominar "orgánico cargado". La riqueza de cobre deseada se extrae del orgánico cargado mediante mezcla con una solución acuosa de lavado que contiene ácido fuerte tal como ácido sulfúrico, fosfórico o perclórico y tiene un pH inferior al de la solución acuosa cuprífera anterior. La solución acuosa de lavado extrae la riqueza deseada de cobre del orgánico cargado. Después de la separación de las fases orgánica y acuosa, la riqueza de cobre deseada está presente en la solución acuosa de lavado. La solución acuosa de lavado rica en cobre resultante se suele denominar "electrólito" o "electrólito rico". La fase orgánica con cobre agotado se suele denominar "orgánico estéril". El orgánico estéril se puede reciclar. El cobre se recupera en forma purificada del electrólito mediante una técnica conocida como "extracción electrolítica"
(que en adelante se denomina a veces "EW"). El procedimiento de extracción electrolítica implica normalmente depositar el cobre en láminas iniciales de cobre o placas madre de cátodo de acero inoxidable. El ciclo de deposición suele tardar unos siete dias en obtener un cátodo de 45,3 kg (100 libras) de cada lado de la placa madre. Los cátodos se separan mecánicamente de cada lado de la placa madre y después están disponibles para procesado adicional, que puede incluir estirado, laminado, etc. Estos cátodos son transportados con frecuencia a una planta de redondos, donde se someten a
fundición continua. Después de la recuperación del cobre deseado, el electrólito de cobre agotado, que se denomina a veces "electrólito pobre", se puede reciclar como solución acuosa de lavado para la carga fresca con riqueza de cobre.
La producción de cobre en polvo mediante electrodepo-sición implica la utilización de una cuba electrolítica conteniendo un ánodo, un cátodo, una solución de electrólito conteniendo iones cobre y iones sulfato, y una fuente de corriente. Mediante la aplicación de voltaje entre el ánodo y el cátodo se efectúa la deposición de polvo de cobre sobre la superficie del cátodo. El polvo se extrae a intervalos periódicos o de forma continua. El procedimiento comienza con el material de alimentación de cobre que se disuelve en ácido sulfúrico formando la solución de electrólito. Se precisan electrólitos relativamente puros para que el polvo de cobre tenga pureza suficiente para los usos comerciales normales, como materiales de rozamiento, cojinetes, aditivos de aleación, metalurgia de polvo, etc. El cobre extraído del electrólito mediante la producción electrolítica de cobre en polvo se rellena normalmente de forma continua con el fin de mantener la concentración de iones cobre en solución. La pureza del electrólito y la sustitución del cobre extraído del electrólito se mantienen mediante la utilización de ánodos solubles de cobre relativamente puro. El cobre utilizado para los ánodos ha sido purificado previamente por medios electrolíticos para eliminar los contaminantes indeseados. El cobre purificado electrolíticamente se vuelve a fundir normalmente a un ánodo de forma adecuada para la producción de polvo. Un método alternativo "implica la utilización de varillas de cobre purificado electrolíticamente, aproximadamente de 1,27 cm (media pulgada) de diámetro,
cortadas en trozos de 2,54 cm (1 pulgada) de longitud, y denominadas granalla de cobre, que después se colocan en una cesta ánodo de malla de cobre insoluble. La producción de lámina de cobre mediante electrodepo-sición también implica la utilización de una pila electro-formadora conteniendo un ánodo, un cátodo, una solución electrolítica conteniendo iones cobre y iones sulfato, y una fuente de corriente. Mediante la aplicación de voltaje entre el ánodo y el cátodo, la deposición de cobre se efectúa en la superficie del cátodo. El material de alimentación de cobre, que se disuelve en ácido sulfúrico para formar la solución electrolítica, es una forma de cobre electrolíticamente purificada, tal como granalla de cobre, hilo de cobre, óxido de cobre o cobre reciclado. La solución de sulfato de cobre resultante se purifica después con el fin de garantizar la generación de sulfato de cobre de alta pureza necesario para la producción de lámina. Se pueden añadir a la solución electrolítica varias tipos de agentes para controlar las propiedades de la lámina, tales como cola animal y tiourea. La solución electrolítica se bombea a la pila electroformadora, y la electrodeposición de cobre tiene lugar con la aplicación de voltaje entre el ánodo y el cátodo. El procedimiento implica típicamente utilizar cátodos cilindricos que pueden tener diámetros y anchuras variables . Los ánodos se conforman a la curvatura de los cátodos, de manera que mantengan una separación o intervalo constante entre ellos. Los materiales de alimentación de cobre electrolíticamente purificado utilizados en procedimientos de electrodeposición de la técnica anterior para producir cobre en polvo y lámina de cobre se producen con frecuencia utilizando técnicas de SX-EW del tipo explicado anteriormente. También se hacen empleando técnicas de fusión y refinado tradicionales. Los
procedimientos de electrodeposición de la técnica anterior, que implican inicialmente disolver el material de alimentación de cobre en un digestor para formar iones cobre, son lentos, difíciles de controlar, y requieren grandes cantidades de cobre puro caro almacenado en el digestor. Seria ventajoso poder producir cobre en polvo directamente a partir de fuentes de cobre relativamente impuras, como mineral de cobre o residuos conteniendo cobre, sin los pasos adicionales de recuperar primeramente cobre utilizando electrólisis y disolver después el metal de cobre puro para obtener iones cobre para la solución de electrólito. También seria ventajoso poder producir lámina de cobre a partir de una fuente de cobre que sea relativamente pura y fácilmente digestible en ácido sulfúrico. La presente invención proporciona tales ventajas. En virtud del procedimiento de la invención, se produce cobre en polvo de manera simplificada y menos costosa en comparación con la técnica anterior. El procedimiento de la invención utiliza una fuente de cobre que no precisa en su producción los pasos adicionales de electrodeposición, estirado, etc, que se utilizan al producir los materiales de alimentación de cobre electrolíticamente purificado (por ejemplo, granalla de cobre, hilo de cobre, óxido de cobre, cobre reciclado, etc) utilizados en la técnica anterior. Las impurezas transportadas de los pasos de extracción utilizados en el procedimiento de la invención a la solución electrolítica utilizada para producir el cobre en polvo, no degradan las características de rendimiento del cobre en polvo. El cobre en polvo hecho con el procedimiento de la invención se puede disolver en ácido sulfúrico para formar soluciones electrolíticas. Estas soluciones electrolíticas se pueden utilizar para producir lámina de cobre, y asi el procedimiento de fabricación de lámina previsto en la presente
invención se controla más fácilmente y es más eficiente que los métodos de la técnica anterior para producir tal lámina. El cobre en polvo también se puede calcinar para formar óxido cuproso, óxido cúprico o una mezcla de los mismos. Estos óxidos de cobre se pueden disolver fácilmente en ácido sulfúrico y utilizarse para producir lámina de cobre. El articulo de I. D. Enchev y colaboradores, "Production of Copper Powder by the Method of Electrolytic Extraction Using a Reversing Current", Poroshkovaya Metallurgiya, N° 9 (141), Septiembre 1974, págs . 95-98, describe los resultados de una investigación sobre la producción de cobre a partir de electrólitos preparados a partir de soluciones de mineral pobres mediante intercambio iónico o extracción electrolítica inversa. Se utilizaron soluciones electrolíticas preparadas lixiviando residuos de minerales y la posterior extracción con ABF disuelto en queroseno. El artículo indica que el procedimiento descrito produce polvo de alta pureza (99,98% cobre) a un contenido de oxigeno de 0,2-0,4%. Compendio de la invención Esta invención se refiere a un procedimiento para producir metal cobre en polvo a partir de un material cuprífero, que incluye: (A) poner en contacto dicho material cuprífero con una cantidad efectiva de al menos una solución acuosa de lixiviación para disolver iones cobre en dicha solución de lixiviación y formar una solución acuosa de lixiviación rica en cobre; (B) poner en contacto dicha solución acuosa de lixiviación rica en cobre con una cantidad efectiva de al menos un extractor insoluble en agua para transferir iones cobre de dicha solución acuosa de lixiviación rica en cobre a dicho extractor para formar un extractor rico en cobre y una solución acuosa de lixiviación con cobre agotado; (C) separar dicho extractor rico en cobre de dicha
solución acuosa de lixiviación con cobre agotado; (D) poner en contacto dicho extractor rico en cobre con una cantidad efectiva de al menos una solución acuosa de lavado para transferir iones cobre de dicho extractor a dicha solución de lavado para formar una solución de lavado rica en cobre y un extractor con cobre agotado; (E) separar dicha solución de lavado rica en cobre de dicho extractor con cobre agotado para formar una primera solución electrolítica; (F) pasar dicha primera solución electrolítica a una pila electrolítica equipada con al menos un primer ánodo y al menos un primer cátodo, y aplicar una cantidad efectiva de voltaje a través de dicho primer ánodo y dicho primer cátodo para depositar metal cobre en polvo en dicho primer cátodo; y (G) extraer metal cobre en polvo de dicho primer cátodo. En" una realización, la primera solución electrolítica utilizada en el paso (F) se caracteriza por una concentración de iones cloruro de hasta aproximadamente 5 ppm. En una realización, la primera solución electrolítica utilizada en el paso (F) contiene al menos un triazol. En una realización, el metal cobre en polvo se convierte en lámina de cobre. En una realización, el metal cobre en polvo se convierte en óxido cuproso, óxido cúprico o una mezcla de los mismos; estos óxidos de cobre se pueden disolver fácilmente en ácido sulfúrico y utilizarse para producir lámina de cobre. Breve descripción de los dibujos En los dibujos anexos, las partes y características análogas se designan con números de referencia análogos. La figura 1 es una diagrama de flujo que ilustra una realización del procedimiento de la invención. La figura 2 es un diagrama de flujo que ilustra otra realización del procedimiento de la invención. Descripción de las realizaciones preferidas
El material cuprífero puede ser cualquier fuente de cobre de la que se pueda extraer cobre. Estas fuentes incluyen mineral de cobre, polvo de humos de horno de fusión, cemento de cobre, sulfato de cobre, y residuo conteniendo cobre. El término "residuo conteniendo cobre" se refiere a cualquier material residual sólido o liquido (por ejemplo, basura, fango, corrientes de efluente) que contenga cobre. Estos materiales residuales incluyen residuos peligrosos. Ejemplos específicos de residuos que se pueden utilizar son óxidos de cobre obtenidos del tratamiento de reactivos de cloruro cúprico gastados. Además, se pueden utilizar fuentes de cobre utilizadas en la técnica anterior, tales como granalla de cobre, hilo de cobre, cobre reciclado, etc, pero las ventajas económicas de la utilización del procedimiento de la invención se reducen cuando se utilizan tales fuentes de la técnica anterior. En una realización se utiliza mineral de cobre procedente de una mina a cielo abierto como el material cuprífero. El mineral es transportado a una escombrera de lixiviación en pila que se construye normalmente en una zona dotada de un recubrimiento inferior, tal como un recubrimiento grueso de polietileno de alta densidad, para evitar la pérdida de fluidos de lixiviación a la cuenca hidrográfica circundante. Una escombrera de lixiviación en pila típica tiene un área superficial de, por ejemplo, aproximadamente 11.612,5 m2
(125.000 pies cuadrados) y contiene aproximadamente 110.000 toneladas de mineral. A medida que avanza la lixiviación y se crean nuevas escombreras encima de las antiguas, son cada vez más altas y eventualmente alcanzan alturas de, por ejemplo, aproximadamente 76,2 m (250 pies) o más. Se tiende una red de tubos y aspersores oscilantes sobre la superficie de la escombrera recién terminada, y se rocía continuamente una
solución débil de ácido sulfúrico a una tasa de, por ejemplo, aproximadamente 3,024 litros (0,8 galón) por minuto por 9,29 m2 (100 pies cuadrados) de área superficial. La solución de lixiviación se filtra a través de ia escombrera, disuelve el cobre del mineral, sale de la base de la escombrera como solución acuosa de lixiviación rica en cobre, se drena a un estanque de alimentación, y se bombea a un estanque de alimentación para el tratamiento posterior utilizando el procedimiento de invención. En algunas operaciones de minería, se utiliza lixiviación in situ para extraer la riqueza de cobre del mineral de cobre. La solución de lixiviación rica en cobre obtenida por este procedimiento se puede utilizar en el procedimiento de la invención como material cuprífero. La lixiviación in situ es útil cuando hay reservas de mineral de óxido ácido soluble debajo de un zona a cielo abierto y encima de la porción agotada de una mina subterránea. Se perforan pozos de inyección en esta zona a una profundidad de, por ejemplo, aproximadamente 304,8 m (1000 pies). Los pozos se entuban con tubo de cloruro de polivinilo, cuya porción inferior está ranurada para que la solución pueda llegar al mineral. Se inyecta una solución de lixiviación de ácido sulfúrico débil a cada pozo a una tasa dependiente de la permeabilidad de la zona en la que se perfora. La solución se filtra por la zona de mineral, disuelve los minerales de cobre, y se drena a una zona de recogida preparada. La zona de recogida pueden ser, por ejemplo, las galerías de arrastre de la mina subterránea. La solución acuosa de lixiviación cuprífera que se produce, se bombea a la superficie por medio de un sistema de bombeo resistente a la corrosión, donde está disponible para ser utilizada como el material cuprífero para el procedimiento de la invención.
En operaciones de minería en las que se emplean escombreras de lixiviación y lixiviación in situ, la solución lixiviación cuprífera (denominada a veces solución de lixiviación madre) de cada una se puede combinar y utilizar como el material cuprífero en el procedimiento de la invención. La solución acuosa de lixiviación utilizada en el paso (A) del procedimiento de la invención es preferiblemente una solución de ácido sulfúrico o una solución de amoniaco. La solución de ácido sulfúrico tiene preferiblemente una concentración de ácido sulfúrico del orden de aproximadamente 5 a aproximadamente 50 gramos por litro, más preferiblemente de aproximadamente 5 a aproximadamente 40 gramos por litro, más preferiblemente de aproximadamente 10 a aproximadamente 30 gramos por litro. La solución de amoniaco tiene en general una concentración de amoniaco del orden de aproximadamente 20 a aproximadamente 140 gramos por litro, más preferiblemente de aproximadamente 30 a aproximadamente 90 gramos por litro. El pH de esta solución es en general del orden de aproximadamente
7 a aproximadamente 11, más preferiblemente de aproximadamente
8 a aproximadamente 9. La solución acuosa de lixiviación rica en cobre o la solución de lixiviación madre formada durante el paso (A) tiene preferiblemente una concentración de iones cobre del orden de aproximadamente 0,8 a aproximadamente 5 gramos por litro, más preferiblemente de aproximadamente 1 a aproximadamente 3 gramos por litro. Cuando la solución de lixiviación utilizada en el peso (A) es una solución de ácido sulfúrico, la concentración de ácido sulfúrico libre de la solución acuosa de lixiviación rica en cobre es preferiblemente de desde aproximadamente 5 a aproximadamente 30 gramos
por litro, más preferiblemente de aproximadamente 10 a aproximadamente 20 gramos por litro. Cuando la solución de lixiviación utilizada en el paso (A) es una solución de amoniaco, la concentración de amoniaco libre de la solución acuosa de lixiviación rica en cobre es preferiblemente de desde aproximadamente 10 a aproximadamente 130 gramos por litro, más preferiblemente de aproximadamente 30 a aproximadamente 90 gramos por litro. El extractor insoluble en agua utilizado en el paso (B) del procedimiento de la invención puede ser cualquier extractor insoluble en agua capaz de extraer iones cobre de un medio acuoso. En una realización, el extractor se disuelve en un disolvente orgánico no miscible en agua. (Los términos "no miscible en agua" e "insoluble en agua" se refieren a composiciones que no son solubles en agua por encima de un nivel de aproximadamente 1 gramo por litro a 25°C) . El disolvente puede ser cualquier disolvente no miscible en agua para el extractor, siendo útiles queroseno, benceno, tolueno, xileno, naftaleno, fuel oil, diesel y análogos, y prefiriéndose queroseno. Ejemplos de querosenos útiles son SX-7 y SX-12 que se pueden obtener de Phillips Petroleum. En una realización, el extractor es un compuesto orgánico conteniendo al menos dos grupos funcionales unidos a diferentes átomos de carbono de un enlace hidrocarburo, siendo uno de los grupos funcionales -OH y siendo el otro de dichos grupos funcionales =NOH. Estos compuestos se pueden denominar oximas . En una realización, el extractor es una oxima representada por la fórmula
OH R¿ NOH RJ
R1 - C - C - C - C - R4
R' R* R3 donde R1, R2, R3, R4, R5, R6 y R7 son independientemente grupos hidrógeno o hidrocarbilo. En una realización, R1 y R4 son cada uno butilo; R2, R3 y R6 son cada uno hidrógeno; y R5 y R7 son cada uno etilo. Compuestos de la estructura de esta realización preferida se pueden obtener de Henkel Corporation bajo la denominación comercial LIX 63. En una realización, el extractor es una oxima representada por la fórmula
donde R1 y R2 son independientemente grupos hidrógeno o hidrocarbilo. Realizaciones útiles incluyen aquellas en las que R1 es un grupo alquilo de aproximadamente 6 a aproximadamente 20 átomos de carbono, preferiblemente de aproximadamente 9 a aproximadamente 12 átomos de carbono; y R2 es hidrógeno, un grupo alquilo de 1 a aproximadamente 4 átomos de carbono, preferiblemente de 1 o 2 átomos de carbono, o R2 es fenilo. El grupo fenilo puede ser sustituido o no sustituido, prefiriéndose éste último. Los compuestos siguientes, que se basan en la fórmula antes indicada, se pueden obtener de Henkel Corporation bajo las denominaciones comerciales
indicadas y son útiles en el procedimiento de la invención: Denominación comercial R^ R2 LIX 65 Nonilo Fenilo LIX 84 Nonilo Metilo LIX 860 Dodecilo Hidrógeno Otros materiales útiles obtenibles comercialmente de Henkel Corporation incluyen: LIX 64N (identificado como mezcla de LIX 65 y LIX 63); y LIX 864 y LIX 984 (identificados como mezclas de LIX 860 y LIX 84) . En una realización, el extractor es una betadicetona. Estos compuestos se pueden representar con la fórmula: O O
donde R1 y R2 son independientemente grupos alquilo o grupos arilo. Los grupos alquilo contienen preferiblemente de 1 a aproximadamente 10 átomos de carbono. Los grupos arilo son preferiblemente fenilo. Un ejemplo de un extractor comercial que se puede obtener de Henkel Corporation correspondiente a la fórmula anterior es LIX 54. Dichas betadicetonas son especialmente útiles cuando la solución de lixiviación utilizada en el paso (A) del procedimiento de la invención es una solución de amoniaco. La concentración del extractor en la solución orgánica es preferiblemente del orden de aproximadamente 2% a aproximadamente 40% en peso. En una realización, la solución orgánica contiene desde aproximadamente 5% a aproximadamente 10%, preferiblemente de aproximadamente 6% a aproximadamente 8%, más preferiblemente de aproximadamente 7% en peso de LIX 984, siendo el resto SX-7. En una realización, el extractor es una resina de
intercambio iónico. Estas resinas son típicamente materiales granulares pequeños o en forma de perla que constan de dos partes principales: una matriz resinosa que sirve de porción estructural, y un grupo ion-activo que sirve como la porción funcional. El grupo funcional se selecciona preferiblemente a partir de dichos grupos funcionales que reaccionan con iones cobre. Ejemplos de tales crupos funcionales incluyen -S03", -C00",
CH2NCH2CHOHCH3
Las matrices de resina preferidas incluyen los copolimeros de estireno y divinilbenceno. Ejemplos de resinas comercialmente disponibles utilizables incluyen IRC-718 (producto de Rohm & Haas, identificado como copolímero de estireno y divinilbenceno sustituido con amina terciaria) , IR-200 (producto de Rohm & Haas, identificado como copolimero sulfonado de estireno y divinilbenceno) , IR-120 (producto de Rohm & Haas, identificado como copolímero sulfonado de estireno y divinilbenceno) , XFS 4196 (producto de Dow, identificado como copolímero poliestireno/divinilbenceno macroporoso al que se ha unido N- (2-hidroxietil) -picolilamina) , y XFS 43084 (producto de Dow, identificado como copolímero poliestireno/divinilbenceno macroporoso al que se ha unido N- (2-hidroxipropil) -picolilamina) . Estas resinas se utilizan preferiblemente en el
procedimiento de la invención como lechos fijos o móviles. Durante el paso (B) del procedimiento de la invención, la resina se pone en contacto con la solución acuosa de lixiviación rica en cobre del paso (A) , siendo el contacto suficiente para transferir iones cobre de la solución de lixiviación a la resina. La resina rica en cobre se lava después durante el paso (D) para obtener una resina con cobre lavado o con pobre agotado que se puede utilizar durante el paso (B) . El extractor rico en cobre que se separa durante el paso
(C) del procedimiento de la invención tiene preferiblemente una concentración de cobre del orden de aproximadamente 1 a aproximadamente 6 gramos por litro de extractor, más preferiblemente de aproximadamente 2 a aproximadamente 4 gramos por litro de extractor. La solución acuosa de lixiviación con cobre agotado que se separa durante el paso (C) tiene preferiblemente una concentración de iones cobre del orden de aproximadamente 0,01 a aproximadamente 0,8 gramos por litro, más preferiblemente de aproximadamente de 0,04 a aproximadamente 0,2 gramos por litro. Cuando la solución de lixiviación utilizada en el paso (A) es una solución de ácido sulfúrico, la concentración de ácido sulfúrico libre en la solución acuosa de lixiviación con cobre agotado separada durante el paso (C) es preferiblemente desde aproximadamente 5 a aproximadamente 50 gramos por litro, más preferiblemente de aproximadamente 5 a aproximadamente 40 gramos por litro, más preferiblemente de aproximadamente 10 a aproximadamente 30 gramos por litro. Cuando la solución de lixiviación utilizada en el paso (A) es una solución de amoniaco, la concentración de amoniaco libre en la solución acuosa de lixiviación con cobre agotado separada durante el paso (C) es preferiblemente de aproximadamente 10 a aproximadamente 130 gramos por litro,
más preferiblemente de aproximadamente 30 a aproximadamente 90 gramos por litro. En una realización, los pasos de contacto y separación (B) y (C) del procedimiento de la invención se realizan en dos etapas. En esta realización, los pasos (B-l) y (B-2) son pasos de contacto, y los pasos (C-1) y (C-2) son pasos de separación. Así, en esta realización, el procedimiento de la invención implica los pasos secuenciales siguientes (A) , (B-1), (C-1), (B-2), (C-2), (D) , (E), (F) y (G) , recirculándose corrientes de procedimiento de varios de dichos pasos a otros pasos del procedimiento.. El paso (B-l) consiste en poner en contacto la solución acuosa de lixiviación rica en cobre formada durante el paso (A) con una cantidad efectiva de al menos un extractor cuprífero, insoluble en agua, del paso (C-2) para transferir iones cobre de dicha solución acuosa de lixiviación rica en cobre a dicho extractor cuprífero para formar un extractor rico en cobre y una primera solución acuosa de lixiviación con cobre agotado. El paso (C-1) implica separar el extractor rico en cobre formado durante el paso (B-1) de la primera solución acuosa de lixiviación con cobre agotado formada durante el paso (B-l) . El extractor rico en cobre que se separa durante el paso (C-1) tiene preferiblemente una concentración de cobre del orden de aproximadamente 1 a aproximadamente 6 gramos por litro de extractor, más preferiblemente de aproximadamente 2 a aproximadamente 4 gramos por litro de extractor. La primera solución acuosa de lixiviación con cobre agotado que se separa durante el paso (C-1) tiene preferiblemente una concentración de iones cobre del orden de aproximadamente 0,4 a aproximada-mente 4 gramos por litro, más preferiblemente de aproximadamente 0,5 a aproximadamente 2,4 gramos por litro. Cuando la solución de lixiviación utilizada en el paso (A) es una
solución de ácido sulfúrico, la concentración de ácido sulfúrico libre en la primera solución acuosa de lixiviación con cobre agotado separada durante el paso (C-1) es preferiblemente de aproximadamente 5 a aproximadamente 50 gramos por litro, más preferiblemente de aproximadamente 5 a aproximadamente 30 gramos por litro, más preferiblemente de aproximadamente 10 a aproximadamente 30 gramos por litro. Cuando la solución de lixiviación utilizada en el paso (A) es una solución de amoniaco, la concentración de amoniaco libre en la primera solución acuosa de lixiviación con cobre agotado separada durante el paso (C-1) es preferiblemente de aproximadamente 10 a aproximadamente 130 gramos por litro, más preferiblemente de aproximadamente 30 a aproximadamente 90 gramos por litro. El paso (B-2) implica poner en contacto la primera solución acuosa de lixiviación con cobre agotado separada durante el paso (C-1) con una cantidad efectiva de al menos un extractor con cobre agotado del paso (E) para transferir iones cobre de dicha primera solución acuosa de lixiviación con cobre agotado a dicho extractor con cobre agotado para formar un extractor cuprífero y una segunda solución acuosa de lixiviación con cobre agotado. El paso (C-2) implica separar el extractor cuprífero formado durante el paso (B-2) de la segunda solución acuosa de lixiviación con cobre agotado formada durante el paso (B-2) . El extractor cuprífero que se separa durante el paso (C-2) tiene preferiblemente una concentración de cobre del orden de aproximadamente 0,4 a aproximadamente 4 gramos por litro de extractor, más preferiblemente de aproximadamente 1 a aproximadamente 2,4 gramos por litro de extractor. La segunda solución acuosa de lixiviación con cobre agotado que se separa durante el paso (C-2) tiene preferiblemente una concentración de iones cobre del orden de
aproximadamente 0,01 a aproximadamente 0,8 gramos por litro, más preferiblemente de aproximadamente 0,04 a aproximadamente 0,2 gramos por litro. Cuando la solución de lixiviación utilizada en el paso (A) es una solución de ácido sulfúrico, la concentración de ácido sulfúrico libre en la segunda solución acuosa de lixiviación con cobre agotado separada durante el paso (C-2) es preferiblemente de aproximadamente 5 a aproximadamente 50 gramos por litro, más preferiblemente de aproximadamente 5 a aproximadamente 40 gramos por litro, más preferiblemente de aproximadamente 10 a aproximadamente 30 gramos por litro. Cuando la solución de lixiviación utilizada en el paso (A) es una solución de amoniaco, la concentración de amoniaco libre en la segunda solución acuosa de lixiviación con cobre agotado separada durante el paso (C-2) es preferiblemente de aproximadamente 10 a aproximadamente 130 gramos por litro, más preferiblemente de aproximadamente 30 a aproximadamente 90 gramos por litro. La solución de lavado utilizada en el paso (D) del procedimiento de la invención es preferiblemente una solución de ácido sulfúrico que tiene una concentración de ácido sulfúrico libre del orden de aproximadamente 80 a aproximadamente 300 gramos por litro, más preferiblemente de aproximadamente 150 a aproximadamente 250 gramos por litro. La solución de lavado rica en cobre que se forma durante el paso (D) tiene preferiblemente una concentración de iones cobre en general del orden de aproximadamente 2 a aproximadamente 60 gramos por litro, más preferiblemente de aproximadamente 5 a aproximadamente 15 gramos por litro; y una concentración de ácido sulfúrico libre del orden de aproximadamente 70 a aproximadamente 290 gramos por litro, más preferiblemente de aproximadamente 140 a aproximadamente 240 gramos por litro. Las pasos de electrodeposición (F) y (G) del procedi-
miento de la invención consisten en pasar la solución de lavado rica en cobre del paso (E) a una pila electrolítica y electrodepositar metal de cobre en polvo sobre el cátodo de tal pila. La solución de lavado rica en cobre tratada en la pila electrolítica se puede denominar solución de lavado rica en cobre o solución de electrólito. En una realización, dicha solución de electrólito se somete a un procedimiento de purificación o filtración antes de entrar en la pila. La corriente eléctrica utilizada en la pila es preferiblemente corriente continua o corriente alterna con polarización de corriente continua. El metal cobre en polvo electrodepositado se extrae del cátodo utilizando técnicas convencionales. El flujo de la solución de electrólito a través de la cuba electrolítica es suficiente para mantener constante la diferencia deseada de concentración de iones cobre entre la solución de electrólito que entra en la cuba y la solución de electrólito que sale de la cuba. Preferiblemente, dicha diferencia de la concentración de iones cobre es de aproximadamente 1 a aproximadamente 10 gramos por litro, más preferiblemente de aproximadamente 1 a aproximadamente 3 gramos por litro, teniendo la solución que entra en la cuba electrolítica mayor concentración de iones cobre que la solución que sale de la cuba. Ventajosamente, el flujo entre el ánodo y el cátodo se efectúa mediante convección natural. La solución de elec:rólito tiene preferiblemente una concentración de ácido sulfúrico libre del orden de aproximadamente 70 a aproximadamente 300 gramos por litro, más preferiblemente de aproximadamente 140 a aproximadamente 250 gramos por litro. La temperatura de la solución de electrólito en la pila electrolítica es preferiblemente del orden de aproximadamente 20°C a aproximadamente 65°C, más preferiblemente de aproximadamente 30°C a aproximadamente 45°C. La
concentración de iones cobre (contenidos en CuS04) es preferiblemente del orden de aproximadamente 1 a aproximadamente 60 gramos por litro, más preferiblemente de aproximadamente 4 a aproximadamente 15 gramos por litro. La concentración de iones cloruro libre es preferiblemente de hasta aproximadamente 100 ppm, más preferiblemente hasta aproximadamente 50 ppm. En una realización, la concentración de iones cloruro libre es hasta aproximadamente 20 ppm, más preferiblemente hasta aproximadamente 15 ppm. El nivel de impurezas no es preferiblemente superior a aproximadamente 20 gramos por litro, y preferiblemente es del orden de aproximadamente 0,5 a aproximadamente 10 gramos por litro. La densidad de corriente es preferiblemente del orden de aproximadamente 2,14 a aproximadamente 32,1 amperios/cm2 (20 a 300 amperios por pie cuadrado), más preferiblemente de aproximadamente 3,21 a aproximadamente 21,4 amperios/cm2 (30 a 200 amperios por pie cuadrado) . En una realización, la concentración de iones cloruro libre en la solución electrolítica está a un nivel de hasta aproximadamente 5 ppm, y en una realización hasta aproximadamente 2 ppm, y en una realización hasta aproximadamente 1,5 ppm, y en una realización hasta aproximadamente 1 ppm. Estos niveles bajos de cloruro son ventajosos para producir partículas de cobre en polvo con densidades más altas y mayores velocidades de flujo en comparación con las obtenidas mediante técnicas convencionales. Durante la electrodeposición, se pueden añadir uno o varios agentes de adición a la solución de electrólito para alterar las características del metal cobre en polvo. Estos incluyen gelatinas derivadas de colágeno, cuyo ejemplo es cola animal. Se pueden añadir otros aditivos al electrólito para controlar el tamaño de partícula del polvo. Los ejemplos de
tales aditivos distintos incluyen materiales conteniendo azufre activo, tales como tiourea, que se explican con más detalle más adelante en conexión con la electrodeposición de lámina de cobre. En uncí realización, se pueden añadir iones cloruro para incrementar el carácter dendrítico de las partículas de polvo y aamentar el rendimiento de polvo fino. Se puede añadir sulfato de sodio para reducir la densidad de corriente del cátodo. Las cantidades incrementadas de sulfato de sodio tienden a reducir el tamaño de partícula del polvo. Se pueden añadir sulfonatos al electrólito para obtener un tamaño de partícula más basto. Los ejemplos de sulfonatos incluyen Orzan-A (producto de Tembind, identificado como lignosulfonato de amonio) . Estos agentes de adición se añaden típicamente a las soluciones de electrólito a niveles de concentración de hasta aproximadamente 20 gramos por litro, más preferiblemente hasta aproximadamente 10 gramos por litro.
En una realización, la solución de electrólito contiene al menos un triazol. La adición de tales triazoles reduce la naturaleza dendrítica del cobre en polvo que se produce, dando lugar a la formación de partículas de polvo más redondeadas y compactas. Estas partículas se caracterizan por mayores densidades (por ejemplo, superiores a aproximadamente 2 gms/cc) y mayores velocidades de flujo en comparación con las partículas de cobre en polvo hechas mediante técnicas convencionales. Los triazoles útiles incluyen benzotriazol y benzotriazoles sustituidos. Los ejemplos de compuestos adecuados son benzotriazol, benzotriazol alquil sustituido
(por ejemplo, toliltriazol, etilbenzotriazol, hexilbenzotriazol, octilbenzotriazoles, etc) , benzotriazol aril sustituido (por ejemplo, fenilbenzotriazoles, etc), y benzotriazol alcaril o arilalc sustituido, y benzotriazoles sustituidos, donde los sustituyentes pueden ser, por ejemplo,
hidroxi, mercapto, alcox:., halo (por ejemplo, cloro) , nitro, carboxi o carbalkoxi. Los alquilbenzotriazoles incluyen aquellos en los que el grupo alquilo contiene de 1 a aproximadamente 20 átomos de carbono, y en una realización de l a aproximadamente 8 átomos de carbono. Son útiles benzotriazol, toliltriazol y benzotriazol carboxi sustituido, siendo especialmente útil el benzotriazol. La concentración de dichos triazoles en la solución de electrólito es, en una realización, hasta aproximadamente 500 ppm, y en una realización desde aproximadamente 1 a aproximadamente 250 ppm, y en una realización desde aproximadamente 10 a aproximadamente 150 ppm, y en una realización desde aproximadamente 25 a aproximadamente 100 ppm. Durante el paso de electrodeposición (F), se prefiere mantener la relación de densidad de corriente aplicada (I) a densidad de corriente limitada por difusión (I,) a un nivel de aproximadamente 0,8 o mas, más preferiblemente de aproximadamente 0,9 o más. Es decir, I/IL es preferiblemente aproximadamente 0, 8 o más, más preferiblemente aproximadamente 0,9 o más. La densidad de corriente aplicada (I) es el número de amperios aplicados por unidad de área de la superficie del electrodo. La densidad de corriente limitada por difusión (IL) es la tasa máxima a la que se puede depositar cobre. La tasa de deposición máxima la limita la rapidez con que se pueden difundir iones cobre a la superficie del cátodo para sustituir a los agotados por deposición anterior. Se puede calcular con la ecuación nFDC -X r ' L d d-t)
Los términos utilizados en la ecuación anterior y sus unidades se definen a continuación:
Símbolo Descripción Unidades I Densidad de corriente Amperios/cm2 II Densidad de corriente limitada por difusión Amperios/cm2 n Carga equivalente Equivalentes/mol F Constante de Faraday 96487 (Amp) (segundo)/ equivalente C° Concentración de iones cúpricos en masa Mol/cm3 D Coeficiente de difusión cm2/segundo d Espesor de la capa limite de concertración cm t Número de trarsferencia de cobre sin dimensión El espesor de la capa limite d es función de la viscosidad, coeficiente de difusión y velocidad de flujo entre el ánodo y el cátodo. La velocidad de flujo es realizada por la velocidad de flujo general de la solución de electrólito que entra y sale de la pila electrolítica y por la agitación que se efectúa dentro de la pila. En una realización, los valores de parámetro siguientes son útiles al electrodepositar cobre en polvo: Parámetro Valor I (A/cm2) 0, 060 n /eq/mol) 2 D (cm2/s) 1 , 6 x 10" C° (mol/cm3 , Cu+2 como CuS04 ) ) 1 , 57 x 10~4 Temperatura (°C) 38 Ácido sulfúrico libre (g/1) 175 Viscosidad cinemática (cm2/s) 0 , 0126 Velocidad de flujo (cm/s¡ Convección natural
El polvo de metal de cobre se puede separar del cátodo mediante cepillado, raspado, vibración u otras técnicas mecánicas y/o eléctricas conocidas en la materia. El polvo se puede separar invirtiendo la corriente en el cátodo. El tamaño de partícula se puede controlar controlando la longitud del intervalo entre la extracción de polvo, siendo más grueso el polvo a medida que se incrementa el intervalo. Además, la densidad aparente aumenta a medida que se incrementa la longitud del intervalo. En una realización, se utiliza una serie de cátodos rotativos en forma de disco que se sumergen parcialmente en la solución de electrólito. Se describen cátodos de este tipo, por ejemplo, en la Patente de Estados Unidos 3.616.277, que se incorpora a la presente por referencia. El polvo de cobre se deposita en los cátodos en forma de disco cuando giran atravesando la solución de electrólito. Los cátodos, que se pueden fabricar, por ejemplo, de titanio, y los ánodos insolu-bles (por ejemplo, titanio platinizado) se colocan en la pila de electroformación en disposición intercalada con los cátodos. El polvo se deposita continuamente en los cátodos y se separa continuamente con cuchillas raspadoras, que pueden fabricarse de plástico o acero inoxidable y se montan junto a los cátodos por encima del nivel de electrólito de la pila. En una realización, el ánodo es un ánodo insoluble dimensionalmente estable. Un ejemplo de tal ánodo es un ánodo de titanio recubierto con un metal de la familia del platino u óxido metálico. Los metales de la familia del platino y los óxidos metálicos que se pueden utilizar incluyen Pt, Ir, Ru, Rh, Pd y Os, prefiriéndose Pt y especialmente Ir. Estos ánodos no contaminan la solución de electrólito y, en una realización, su uso es esencial para obtener polvos de cobre de alta pureza.
En una realización, el polvo de metal de cobre que se extrae durante el paso (G) del procedimiento de la invención se lava suficientemente para eliminar el electrólito que pueda hacer que el polvo se oxide.. Se pueden emplear varios métodos para lavar el polvo. Un método consiste en la centrifugación del polvo para eliminar el electrólito, lavar el polvo y después deshidratar el polvo. En una realización, el polvo de metal de cobre se transfiere a un depósito grande y se añade agua para obtener una pasta que se bombea a un filtro. En el filtro, el polvo se deshidrata, se lava varias veces y se vuelve a deshidratar. Durante este procedimiento se pueden añadir estabilizantes para reducir la oxidación. Los ejemplos de tales estabilizadores incluyen soluciones acuosas de gelatina. La adición de antioxidantes durante el lavado o el tratamiento posterior del polvo protege también al polvo contra lá oxidación. Los ejemplos de dichos antioxidantes incluyen benzotriazol. Después del lavado y la deshidratación, el polvo húmedo se puede someter a tratamiento térmico que tiende a alterar algunas propiedades del polvo de metal de cobre, en concreto el tamaño de partícula y la forma, la densidad aparente y la resistencia en crudo. En una realización, el polvo recibe tratamiento térmico en un horno eléctrico de cinta de tela metálica. Para evitar que el polvo caiga por la cinta, se suministra a la cinta una lámina continua de papel de alta resistencia en húmedo, y después se transfiere el polvo al papel. Un rodillo comprime el polvo para mejorar la transferencia de calor. Cuando entra en el horno, el agua se evapora y el papel se quema, pero no antes de que el polvo haya sinterizado lo suficiente para que no caiga por la cinta. La atmósfera del horno se produce en unidades de gas
exotérmicas en las que se mezclan gas natural y aire para obtener una atmósfera que contiene, por ejemplo, aproximadamente 17% hidrógeno, aproximadamente 12% CO, aproximadamente 4% C02, siendo el resto nitrógeno. El gas se pasa al horno a través de un refrigerador. En el refrigerador, el gas se enfria preferiblemente para bajar el punto de condensación a la banda de aproximadamente -22°C a aproximadamente -40°C. El gas entra en el horno por el extremo de descarga y, como está frió, contribuye al enfriamiento de la torta de polvo. El horno seca el polvo, altera la forma de partícula, reduce los óxidos y sinteriza los finos. La temperatura de descarga es suficientemente baja para evitar la reoxidación de la torta de polvo. Variando la temperatura del horno entre aproximadamente 250°C y aproximadamente 900°C, más preferiblemente entre aproximadamente 370°C y aproximadamente
650°C, y alterando el tiempo de exposición, se puede cambiar el contenido de finos, la densidad aparente y las características dimensionales. Una vez finalizado el tratamiento térmico, la torta de polvo resultante se rompe y está lista para la molienda. La molienda se puede llevar a cabo, por ejemplo, en un molino de martillos a alta velocidad, refrigerado por agua, en el que se pueden variar la tasa de alimentación, la velocidad del molino y los agujeros de los tamices situados debajo del molino para obtener las características deseadas del polvo. El polvo que sale del molino se puede alimentar a tamices, donde se separa en fracciones según el tamaño de partícula. El polvo de -100 mallas se puede clasificar en un clasificador de aire, y los finos se pueden mezclar con el producto de polvo final. El material de tamaño excesivo se puede hacer volver al molino para su molienda adicional. Alternativamente, las partículas
de tamaño menor o mayor que el corriente, o ambas, se pueden combinar con la primera solución de electrólito separada durante el paso (E) . Los polvos de metal de cobre producidos durante las operaciones de molienda y clasificación se pueden almacenar en tambores a los que se puede añadir un agente de secado, tal como gel de silice o alcanfor, para evitar o reducir la oxidación. En una realización, el polvo húmedo, después del lavado y la deshidratación, se somete a tratamiento térmico en una atmósfera reductora a una temperatura inferior a aproximadamente 375°C, y en una realización a menos de aproximadamente 325°C, y en una realización del orden de aproximadamente 150°C a aproximadamente 375°C, y en una realización del orden de aproximadamente 175°C a aproxima-damente 325°C. La atmósfera reductora puede ser hidrógeno, una mezcla de hidrógeno y nitrógeno, amoniaco desasociado, monóxido de carbono, gas de reformación exotérmica, gas de reformación endotérmica, y análogos. El gas de reformación exotérmica y el gas de reformación endotérmica son espe-cialmente útiles. Operando en estas condiciones, la formación de torta de sinterización se elimina, y se eliminan también los pasos siguientes de sinterización y trituración que suelen ser necesarios. En una realización, el cobre en polvo resultante es adecuado para aplicaciones de metalurgia del polvo de calidad de estampación, tales como mezclas de hierro y mezclas de bronce. Las propiedades del polvo de metal de cobre producido con el procedimiento de la invención dependen de varias características del funcionamiento y, por tanto, se pueden contro-lar con frecuencia alterando algunas variables del procedimiento. La pureza del polvo preparado mediante el
procedimiento de la invención puede ser alta, con contenidos de cobre que pueden exceder, por ejemplo, de aproximadamente 99,5% en peso. La medición del contenido de oxígeno se puede obtener exponiendo una muestra de polvo a hidrógeno a temperatura elevada, como se especifica en la norma ASTM E 159 de la American Society for Testing and Materials o en la norma MP1F 02 de la Metal Powder Industries Federation. En general, la pérdida de hidrógeno puede oscilar, por ejemplo, desde aproximadamente 0,1 a aproximadamente 0,5%, dependiendo de la densidad aparente y la distribución del tamaño de partícula del polvo. Los insolubles de ácido nítrico también se determinan por procedimientos de las normas ASTM y MP1F y pueden ser inferiores, por ejemplo, a aproximadamente 0,05% en peso. La distribución del tamaño de partícula del polvo de cobre se puede seleccionar de manera que se cumplan los requisitos de la aplicación y se pueda variar en una banda amplia. Por ejemplo, la fracción de -325 mallas se puede variar de aproximadamente 5% a aproximadamente 90% en peso. Las densidades aparentes del polvo pueden ser del orden de, por ejemplo, aproximadamente 1 a aproximadamente 4 g/cm3. Se pueden producir densidades algo menores o mayores, dependiendo de las condiciones del proceso. En general, los polvos con densidades aparentes de menos de aproximadamente 1,3 g/cm3 no fluyen, los polvos con densidades aparentes de aproximadamente 1,3 a aproximadamente 2,3 g/cm3 tienen pobres velocidades de flujo, y los polvos con densidades aparentes altas fluyen libremente. A aproximadamente 2,2 g/cm3, que es la banda de transición, el flujo depende del contenido de partículas finas del polvo, porque los polvos relativamente finos tienen una fluidez pobre y los polvos relativamente más gruesos fluyen libremente. Las tasas de flujo típicas son del
orden de aproximadamente 10 a aproximadamente 50 segundos para una muestra de 50 gramos. La densidad en crudo está en función de la presión de compactación. Por ejemplo, la densidad en crudo puede subir de 7 a aproximadamente 8 g/cm3 cuando la presión de compactación se incrementa de aproximadamente 28 a aproximadamente 56 kg/mm2 (20 a 40 toneladas por pulgada cuadrada (tpc) ) . La resistencia en crudo aumenta con la presión de compactación. Por ejemplo, la resistencia en crudo puede subir de menos de aproximadamente 154660 g/cm2 (2200 libras por pulgada cuadrada) a aproximadamente 246050 g/cpT (3500 libras por pulgada cuadrada) cuando la presión de compactación se incrementa de aproximadamente 28 a aproximadamente 56 kg/mm2
(20 a 40 toneladas por pulgada cuadrada) . La forma de partícula del polvo de metal de cobre es generalmente dendrítica cuando se deposita en el cátodo. Sin embargo, las dendritas tienden a redondearse durante las operaciones siguientes. Se puede conseguir conductividad eléctrica alta cuando se utiliza polvo de metal de cobre de alta pureza producido por el procedimiento de 1 a invención. La conductividad alta se puede conseguir con compactos de alta densidad. La conductividad eléctrica se puede incrementar mediante acuñación y resinterización. En una realización, el polvo de metal de cobre extraído durante el paso (G) del procedimiento de la invención se calcina para formar óxido cuproso, óxido cúprico o una mezcla de los mismos. Se produce preferiblemente óxido cúprico calcinando el polvo de netal de cobre a una temperatura del orden de aproximadamente 400°C a aproximadamente 850°C, preferiblemente de aproximadamente 450°C a aproximadamente 500°C, a un exceso estequiométrico de oxigeno de al menos
aproximadamente 15%, preferiblemente del orden de aproximadamente 15% a aproximadamente 25%, durante un minuto al menos, preferiblemente al menos tres minutos. Se produce preferiblemente óxido cuproso calcinando el polvo de metal de cobre a una temperatura del orden de aproximadamente 200°C a aproximadamente 300°C o de aproximadamente 1025°C a aproximadamente 1065°C, a un exceso estequiométrico de oxigeno inferior a aproximadamente 15%, durante un minuto al menos, preferiblemente al menos tres minutos. En una realización, el polvo de metal de cobre extraído durante el paso (G) del procedimiento de la invención o el polvo de metal de cobre calcinado (es decir, óxido cuproso, óxido cúprico o sus mezclas) se disuelve en ácido sulfúrico para formar una segunda solución de electrólito, y esta segunda solución de electrólito se somete a electrodeposición para producir lámina de cobre. Esta segunda solución de electrólito tiene preferiblemente una concentración de ácido sulfúrico libre del orden de aproximadamente 70 a aproximadamente 170 gramos por litro, más preferiblemente de aproximadamente 80 a aproximadamente 120 gramos por litro. La concentración de iones cobre (contenidos en CuS04) es preferiblemente del orden de aproximadamente 40 a aproximadamente 150 gramos por litro, más preferiblemente desde aproximadamente 90 a aproximadamente 110 gramos por litro. La concentración de iones cloruro libre es preferiblemente hasta aproximadamente 300 ppm, más preferiblemente hasta aproximadamente 150 ppm, más preferiblemente hasta aproximadamente 100 ppm. En una realización, la concentración de iones cloruro libre es desde aproximadamente 40 a aproximadamente 100 ppm, o de aproximadamente 50 a aproximadamente 100 ppm. El nivel de impurezas es preferiblemente un nivel no superior a aproximadamente 20 gramos por litro, y es
típicamente del orden de aproximadamente 0,5 a aproximadamente 10 gramos por litro. En una realización, el polvo de metal de cobre se disuelve en el ácido sulfúrico para formar la segunda solución de electrólito añadiendo el polvo a un digestor en forma por lotes o continua. El polvo se mezcla con ácido sulfúrico en el digestor. Para mejorar la eficiencia del digestor y el control de la concentración de iones cobre, la concentración del polvo de cobre se mantiene en suspensión a modo de pasta en el digestor. Esto se puede llevar a cabo mediante agitación mecánica o la utilización de una columna de elevación por aire. Con la columna de elevación por aire se introduce aire a presión en el fondo del digestor. El aire sube a través de un tubo cilindrico de aspiración que tiene menor diámetro que el digestor y cuyo eje es concéntrico con el eje del digestor. Las burbujas de aire que suben por el tubo de aspiración producen en el digestor una acción de mezcla que mantiene el polvo de cobre suspendido en una pasta bien mezclada y promueve la disolución más rápida del polvo de cobre. La disolución del polvo de cobre se lleva a cabo mediante la adición de oxígeno u oxígeno en forma de aire que se introduce a presión en el fondo del digestor. El oxigeno disuelto en el electrólito o contenido en las burbujas que suben por el electrólito, contacta la superficie del cobre y, en una reacción con el ácido en el electrólito, disuelve el cobre. El electrólito circula en bucle a través de la cuba del digestor a un separador de liquido/sólido. El separador extrae el polvo de cobre no disuelto que se hace volver después al digestor. En una realización, el polvo de metal de cobre calcinado (es decir, óxido cuproso, óxido cúprico o su mezcla) se disuelve en el ácido sulfúrico para formar la segunda solución de electrólito añadiendo el polvo a un digestor en forma por
lotes o continua. El polvo calcinado se disuelve fácilmente en el ácido sulfúrico. El electrólito circula en un bucle a través de la cuba del digestor a un separador de líquido/sólido. El separador extrae el polvo calcinado no disuelto que después se puede hacer volver al digestor. La segunda solución de electrólito se pasa a una pila electroformadora equipada con un ánodo y un cátodo rotativo. Esta solución de electrólito se puede someter a un procedimiento de purificación o filtración antes de entrar en la pila electroformadora para garantizar que la lámina electrodepositada no contenga disrupciones y/o discontinuidades. Cuando se aplica voltaje entre el ánodo y el cátodo, se produce electrodeposición de lámina de cobre en el cátodo. La corriente eléctrica es preferiblemente corriente continua o corriente alterna con polarización de corriente continua. La lámina electrodepositada se separa del cátodo en forma de lámina fina continua cuando el cátodo gira. Se puede recoger en forma de rollo. El cátodo rotativo tiene preferiblemente forma de mandril cilindrico. Sin embargo, alternativamente, el cátodo puede tener formar de cinta móvil. Estos dos diseños son conocidos en la técnica. El ánodo tiene una forma curvada que se adapta a la forma curvada del cátodo para prever un intervalo uniforme entre el ánodo y el cátodo. Dicho intervalo tiene preferiblemente una anchura de aproximadamente 0,3 a aproximadamente 2 centímetros. La velocidad del flujo de la solución de electrólito a través del intervalo entre el ánodo y el cátodo en la pila electroformadora es preferiblemente del orden de aproximadamente 0,2 a aproximadamente 5 metros por segundo, más preferiblemente aproximadamente 1 a aproximadamente 3 metros por segundo. La temperatura de la solución de electrólito en la pila electroformadora es preferiblemente del
orden de aproximadamente 25°C a aproximadamente 100°C, más preferiblemente de aproximadamente 40°C a aproximadamente
70°C. La densidad de corriente es preferiblemente del orden de aproximadamente 10,76 amp/cm2 a aproximadamente 322,8 amp/cm2 (100 a 3000 amperios por pie cuadrado), más preferiblemente de aproximadamente 43,04 a aproximadamente 193,68 amp/cm2 (400 a 1800 amperios por pie cuadrado) . Durante la electrodeposición de la lámina, la segunda solución de electrólito puede contener opcionalmente uno o varios materiales que contiene azufre activo. El término "material que contiene azufre activo" se refiere a materiales caracterizados en general por contener un átomo de azufre bivalente cuyos dos enlaces están unidos directamente a un átomo de carbono junto con uno o varios átomos de nitrógeno también unidos directamente al átomo de carbono. En este grupo de compuestos, el doble enlace puede existir o alternar en algunos casos entre el átomo de azufre o nitrógeno y el átomo de carbono. La tiourea es un material útil que contiene azufre activo. Son útiles las tioureas que tienen el núcleo NH- / s=c \ NH-y los iso-tiocianatos que tienen la agrupación S=C=N-, También son útiles la tiosinamina (aliltiourea) y la tiosemicarbazida. El material conteniendo azufre activo deberá ser soluble en la segunda solución de electrólito y compatible con los otros constituyentes. La concentración de material conteniendo azufre activo en la solución de electrólito durante la electrodeposición es preferiblemente de hasta aproximadamente 20 ppm, más preferiblemente del orden de aproximadamente 0,1 a
aproximadamente 15 ppm. La segunda solución de electrólito utilizada en la producción de lámina también puede contener opcionalmente una o varias gelatinas. Las gelatinas que son útiles en la presente invención son mezclas heterogéneas de proteínas solubles en agua derivacas de colágeno. La cola animal es una gelatina preferida porque es relativamente económica, comercialmente disponible y de manipulación conveniente. La concentración de gelatina en la solución de electrólito es preferiblemente de hasta aproximadamente 20 ppm, más preferiblemente hasta aproximadamente 10 ppm, y preferiblemente del orden de aproximadamente 0,2 a aproximadamente 10 ppm. La segunda solución de electrólito utilizada en la producción de lámina también puede contener opcionalmente otros aditivos conocidos en la materia para controlar las propiedades de la lámina electrodepositada. Los ejemplos incluyen molasas, goma guar, los polialquilen glicoles (por ejemplo, polietilen glicol, polipropilen glicol, poliiso-propilen glicol, etc), ditiotreitol, aminoácidos (por ejemplo, prolina, hidroxiprolipa, cisteína, etc) , acrilamida, sulfopropil disulfuro, tetraetiltiuram disulfuro, cloruro de bencilo, epiclorhidrína, clorohidroxipropil sulfonato, óxidos de alquileno (por ejemplo, óxido de etileno, óxido de propileno, etc), los sulfonio alcano sulfonatos, tiocarbamoildisulfuro, ácido selénico, o una mezcla de dos o más de ellos. Estos aditivos se utilizan en concentraciones de hasta aproximadamente 20 ppm, más preferiblemente de aproximadamente 1 a aproximadamente 10 ppm. Durante la electrodeposición de lámina de cobre, se prefiere mantener la relación de densidad de corriente aplicada (I) a la densidad de corriente limitada por difusión (II) a un nivel de hasta aproximadamente 0,4 o menos, más
preferiblemente aproximadamente 0,3 o menos. Es decir, I/IL es preferiblemente aproximadamente 0,4 o menos, más preferiblemente aproximadamente 0,3 o menos. En una realización, los valores de parámetro siguientes son útiles al electrodepositar lámina: Parámetro Valor I (A/cm2) 1,0 n /eq/mol ) 2 D (cm2/s ) 3,5 x 10"5 CC°° ((mmooll//ccmm3J ,, . CCuu++2" (como CuS04)) 1,49 x 10"3 Temperatura (°C) 60 Ácido sulfúrico libre (g/1) 90 Viscosidad cinemática (cm2/s) 0,0159 Velocidad de flujo (cm/s) 200 El término "no tratado" se utiliza en la presente memoria para hacer referencia a lámina en bruto o base que no ha experimentado tratamiento posterior con el objeto de refinar o mejorar las propiedades de la lámina. El término "tratado" se utiliza en la presente memoria para referirse a lámina en bruto o base que ha experimentado dicho tratamiento. Este tratamiento es totalmente convencional e implica típicamente la utilización de varias soluciones de tratamiento y enjuague. Por ejemplo, en una realización, al menos un lado de la lámina se trata con al menos una capa áspera de cobre u óxido de cobre. En otra realización, al menos un lado de la lámina se trata cor. al menos una capa metálica, seleccionándose el metal de dicha capa metálica a partir del grupo que consta de indio, zinc, estaño, níquel, cobalto, aleación de cobre-zinc y aleación de cobre-estaño. En otra realización, se trata al menos un lado de la lámina con al menos una capa metálica, seleccionándose el metal de dicha capa metálica a partir del grupo que consta de estaño, cromo y
aleación de cromo-zinc. En otra realización, se trata al menos un lado de la lámina con al menos una capa áspera de cobre u óxido de cobre, después se aplica al menos una capa metálica a la capa áspera, seleccionándose el metal de la capa metálica a partir del grupo que consta de indio, zinc, estaño, níquel, cobalto, aleación de cobre-zinc y aleación de cobre-estaño. En otra realización, se trata al menos un lado de la lámina con al menos una capa áspera de cobre u óxido de cobre, después se aplica al menos una capa metálica a la capa áspera, selec-clonándose el metal de dicha capa metálica a partir del grupo que consta de estaño, cromo y aleación de cromo-zinc. En otra realización, se trata al menos un lado de la lámina con al menos una capa áspera de cobre u óxido de cobre, después se aplica al menos una primera capa metálica a la capa áspera, seleccionándose el metal de dicha primera capa metálica a partir del grupo que consta de indio, zinc, estaño, níquel, cobalto, aleación de cobre-zinc y aleación de cobre-estaño; después se aplica al menos una segunda capa metálica a la primera capa metálica, seleccionándose el metal de la segunda capa metálica a partir del grupo que consta de estaño, cromo y aleación de cromo-zinc. Estas técnicas de tratamiento son conocidas en la materia. Las láminas de cobre producidas por el procedimiento de la invención tienen un lado liso o brillante (tambor) y un lado áspero o mate (frente del crecimiento del depósito de cobre) . Estas láminas se puede unir a sustratos dieléctricos para darles estabilidad dimensional y estructural, y a este respecto, se prefiere unir el lado mate de la lámina electrodepositada al sustrato de manera que el lado brillante de la lámina mire hacia fuera del laminado. Se pueden preparar sustratos dieléctricos útiles impregnando materiales de refuerzo de vidrio tejidos con resinas parcialmente curadas,
por lo general resinas epoxi. Estos sustratos dieléctricos se denominan a veces prepeg5. Al preparar los aminados, es útil prever tanto el material de prepeg como la lámina de cobre electrodepositada en forma de láminas largas de material enrollado en rollos. Los materiales enrollados se sacan de los rollos y cortan en hojas rectangulares. Las hojas rectangulares se colocan o montan después en pilas de montaje. Cada montaje puede incluir una hoja de prepeg con una hoja de lámina a ambos lados, y en cada caso, el lado mate de la hoja de lámina de cobre se coloca junto al prepeg de manera que los lados brillantes de las hojas de lámina miren hacia fuera en cada lado del montaje. El montaje se puede someter a temperaturas y presiones de laminado convencionales entre las chapas de prensas de laminar para preparar Laminados que incluyen intercalaciones de una hoja de prepeg en~re hojas de lámina de cobre. Los prepegs pueden constar de una tela tejida de refuerzo de vidrio impregnada con una resina bietápica parcialmente curada. Mediante la aplicación de calor y presión, el lado mate de la lámina de cobre se presiona fuertemente contra el prepeg, y la temperatura a la que se somete el montaje, activa la resina produciendo el curado, es decir, el entrecruzamiento de la resina, y, por tanto, la unión apretada de la lámina al sustrato dieléctrico del prepeg. En términos generales, la operación de laminación implicará presiones del orden de desde aproximadamente 175.775 a aproximadamente 527.325 kg/m2 (250 a 750 libras por pulgada cuadrada) , temperaturas del orden de desde aproximadamente 175°C a 235°C y un ciclo de laminado de desde aproximadamente 40 minutos a unas 2 horas. El laminado acabado se puede utilizar después para preparar placas de circuito impreso
(PCB) . Se dispone de varios métodos de fabricación para preparar PCBs a partir de laminados. Además, hay innumerables aplicaciones de uso final posibles, incluso radios, televisiones, ordenadores, etc, para las PCBs. Estos métodos y las aplicaciones finales son conocidos en la materia. Con referencia ahora a la figura 1 que es un diagrama de flujo que ilustra una realización del procedimiento de la invención, se trata una escombrera de lixiviación de cobre 10 según el procedimiento de la invención para producir un polvo de metal de cobre que se recoge en tolvas de almacenamiento 40, 42 y 44. El procedimiento implica el uso de sedimentadores 14, 15 y 16, depósito de recogida 17, mezcladoras 18, 20 y 22, pila electrolítica 24 que incluye cátodos 26 y ánodos 28 intercalados, cintas sinfín 30 y 46, filtro 32, unidad de enjuague y deshidratación 34, tolvas de almacenamiento 36,38, 40, 42 y 44 rebosadero de dispersión de polvo 45, horno 48, cámara de enfriamiento 50, desmenuzadora de torta de sinterización 52, molino 54, tamiz 58 y canaletas 60, 62, 64, 66, 68 y 70. En esta realización, el paso (A) del procedimiento de la invención se lleva a cabo en la escombrera de lixiviación 10. Los pasos (B) y (C) se realizan en dos etapas utilizando mezcladoras 18 y 20 y sedimentadores 14 y 15. Los pasos (D) y (E) se llevan a cabo utilizando la mezcladora 22 y el sedimentador 16. Los pasos (F) y (G) se llevan a cabo utilizando la pila electrolítica 24. Se rocía una solución acuosa de lixiviación procedente de la linea 70 sobre la superficie de la escombrera de lixiviación 10. La solución de lixiviación es una solución de ácido sulfúrico que tiene una concentración de ácido sulfúrico del orden de aproximadamente 5 a aproximadamente 50, más preferiblemente de aproximadamente 5 a aproximadamente 40
gramos por litro, más preferiblemente de aproximadamente 10 a aproximadamente 30 gramos por litro. La solución de lixiviación se filtra por la escombrera, disuelve el cobre del mineral, atraviesa el espacio de escombrera 72 en forma de solución acuosa de lixiviación rica en cobre (llamada a veces solución madre de lixiviación) , fluye por la linea 74 al depósito de recogida 17 y desde allí es bombeada por la linea 76 a la mezcladora 20. La solución acuosa de lixiviación rica en cobre bombeada a la mezcladora 20 tiene preferiblemente una concentración de iones cobre en general del orden de aproximadamente 0,8 a aproximadamente 5, más preferiblemente de aproximadamente 1 a aproximadamente 3 gramos por litro; y una concentración de ácido sulfúrico libre del orden de aproximadamente 5 a aproximadamente 30, más preferiblemente de aproximadamente 10 a aproximadamente 20 gramos por litro. En la mezcladora 20, la solución acuosa de lixiviación rica en cobre se mezcla con una solución cuprífera orgánica que se bombea a la mezcladora 20 a través de las lineas 80, 82 y 84 desde el rebosadero 78 del sedimentador 15. La concentración de cobre en la solución cuprífera orgánica que se añade a la mezcladora 20 es preferiblemente de desde aproximadamente 0,5 a aproximadamente 4 gramos por litro de extractor en la solución orgánica, más preferiblemente de aproximadamente 1 a aproximadamente 2,4 gramos por litro de extractor en la solución orgánica. Durante la mezcla en la mezcladora 20, se forman y entremezclan una fase orgánica y una fase acuosa. Se transfieren iones cobre de la fase acuosa a la fase orgánica. La mezcla se bombea de la mezcladora 20 al sedimentador 14 a través de la línea 86. En el sedimentador 14, la fase acuosa y la fase orgánica se separan, formando la fase orgánica la capa superior y formando la fase acuosa la capa inferior. La fase orgánica se recoge en el rebosadero 88 y es bombeada por las
lineas 90, 92 y 94 a la mezcladora 22. Esta fase orgánica es una solución orgánica rica en cobre (que se puede denominar orgánico cargado) . Dicha solución orgánica rica en cobre tiene preferiblemente una concentración de cobre del orden de aproximadamente 1 a aproximadamente 6 gramos por litro de extractor en la solución orgánica, más preferiblemente de aproximadamente 2 a aproximadamente 4 gramos por litro de extractor en la solución orgánica. La solución orgánica rica en cobre se mezcla en la mezcladora 22 con una solución de lavado con cobre agotado. La solución de lavado con cobre agotado (que se puede denominar electrólito pobre) se produce en la pila electroformadora 24 y es bombeada por las lineas 96, 98, 100, 102, 104 y 106 a la mezcladora 22. Dicha solución de lavado con cobre agotado tiene preferiblemente ?na concentración de ácido sulfúrico libre del orden de aproximadamente 80 a aproximadamente 300, más preferiblemente de aproximadamente 150 a aproximadamente 250 gramos por litro; y una concentración de iones cobre del orden de preferiblemente aproximadamente 1 a aproximadamente 50, más preferiblemente de aproximadamente 4 a aproximadamente 12 gramos por litro. Se puede añadir solución de lavado fresca de relleno a la linea 106 por la linea 108. La solución orgánica rica en cobre y la solución de lavado con cobre agotado se mezclan en la mezcladora 22, siendo el resultado la formación de una fase orgánica entremezclada con una fase acuosa. Se transfieren iones cobre de la fase orgánica a la fase acuosa. La mezcla se bombea de la mezcladora 22 al sedimentador 16 a través de la línea 110. En el sedimentador 16, la fase orgánica se separa de la fase acuosa, recogiéndose la fase orgánica en el rebosadero 112. Dicha fase orgánica es una solución orgánica con cobre agotado (que a veces se denomina orgánico de barrera) . Dicha solución orgánica con
cobre agotado tiene preferiblemente una concentración de cobre del orden de aproximadamente 0,5 a aproximadamente 2 gramos por litro de extractor en la solución orgánica, más preferiblemente de aproximadamente 0,9 a aproximadamente 1,5 gramos por litro de extractor en la solución orgánica. La solución orgánica con cobre agotado se bombea desde el sedimentador 16 a través de las líneas 114, 116, 118 y 120 a la mezcladora 18. Se puede añadir solución orgánica fresca de relleno a la linea 118 por la linea 122. Se bombea solución acuosa de lixiviación conteniendo cobre desde el sedimentador 14 a la mezcladora 18 a través de las líneas 124, 126, 128 y 130. Dicha solución acuosa de lixiviación conteniendo cobre tiene preferiblemente una concentración de iones cobre del orden de aproximadamente 0,4 a aproximadamente 4, más preferiblemente de aproximadamente 0,5 a aproximadamente 2,4 gramos por litro; y una concentración de ácido sulfúrico libre del orden de aproximadamente 5 a aproximadamente 50, más preferiblemente de aproximadamente 5 a aproximadamente 30 gramos por litro, más preferiblemente de aproximadamente 10 a aproximadamente 20 gramos por litro. En la mezcladora 18, se forman una fase orgánica y una fase acuosa, se entremezclan, y se transfieren iones cobre de la fase acuosa a la fase orgánica. La mezcla se bombea a través de la línea 132 al sedimentador 15. En el sedimentador 15, la fase orgánica se separa de la fase acuosa, recogiéndose la fase orgánica en el rebosadero 78. Dicha fase orgánica, que es una solución orgánica conteniendo cobre, se bombea desde el sedimentador 15 a trav s de las lineas 80, 82 y 84 a la mezcladora 20. Dicha solución orgánica conteniendo cobre tiene preferiblemente una concentración de cobre del orden de aproximadamente 0,5 a aproximadamente 4 gramos por litro de extractor en la solución orgánica, más preferiblemente de
aproximadamente 1 a aproximadamente 2,4 gramos por litro de extractor en la solución orgánica. La fase acuosa en el sedimentador 15 es una solución acuosa de lixiviación con cobre agotado que se bombea por las lineas 134, 136 y 138 a la linea 70, donde se rocía sobre la escombrera de lixiviación 10. Se puede añadir solución de lixiviación fresca de relleno a la linea 138 por la línea 140. La fase acuosa que se separa en el sedimentador 16 es una solución de lavado rica en cobre. Se bombea desde el sedimentador 16 por las líneas 142 y 144 al filtro 32, y desde el filtro 32 por las líneas 146 y 148 a la pila electrolítica 24. Dicha solución de lavado rica en cobre tiene preferiblemente una concentración de iones cobre en general del orden de aproximadamente 2 a aproximadamente 60, más preferiblemente de aproximadamente 5 a aproximadamente 15 gramos por litro; y una concentración de ácido sulfúrico libre del orden de aproximadamente 70 a aproximadamente 290, más preferiblemente de aproximadamente 140 a aproximadamente 240 gramos por litro. La solución de lavado rica en cobre que entra en la pila electrolítica 24 también se puede denominar solución de electrólito. La solución de electrólito 150 en la pila electrolítica 24 tiene preferiblemente una concentración de iones cobre del orden de aproximadamente 1 a aproximadamente 60 gramos por litro, más preferiblemente de aproximadamente 4 a aproximadamente 15 gramos por litro; y una concentración de ácido sulfúrico libre del orden de aproximadamente 70 a aproximadamente 300, más preferiblemente de aproximadamente 140 a aproximadamente 250 gramos por litro. La solución de electrólito 150 fluye por convección natural entre los cátodos 26 y los ánodos 28 intercalados. Cuando se aplica voltaje entre los ánodos 28 y los cátodos 26, se produce
electrodeposición de polvo de metal cobre en los cátodos. El polvo de cobre electrodepositado 152 se separa de los cátodos 26 utilizando una raspadora mecánica (no representada en el dibujo) y es transportado a lo largo de la cinta transpor-tadora sinfín 30 a la unidad de enjuague y deshidratación 34. La solución de electrólito 150 se convierte en una solución de electrólito con cobre agotado en la pila electrolítica 24 y se saca de la pila 24 por la linea 96. La solución de electrólito con cobre agotado de la linea 96 tiene preferiblemente una concentración de iones cobre del orden de aproximadamente 1 a aproximadamente 50 gramos litro, más preferiblemente de aproximadamente 4 -a aproximadamente 12 gramos por litro; y una concentración de ácido sulfúrico libre del orden de aproximadamente 80 a aproximadamente 300, más preferiblemente de aproximadamente 150 a aproximadamente 250 gramos por litro. Dicho electrólito con cobre agotado: (1) se recircula por las líneas 96, 154, 156 y 148 de nuevo a la pila 24; o (2) se bombea por las líneas 96, 98, 100, 102, 104 y 106 a la mezcladora 22 como la solución de lavado con cobre agotado. El polvo de metal de cobre 152 es transportado desde la pila electrolítica 24 a la unidad de enjuague y deshidratación 34 a lo largo de la cinta sinfín 30. El polvo 152 se enjuaga y deshidrata en la unidad 34. La unidad de enjuague y deshidratación 34 puede ser, por ejemplo, un filtro de cinta al vacio equipado con toberas de pulverización superiores para rociar agua al polvo. El polvo 152 es transportado desde la unidad 34 a lo largo de la cinta sinfín 30 a la canaleta 60 y a la tolva de almacenamiento 36. El polvo 152 es transportado desde la tolva de almacenamiento 36 a través del rebosadero de difusión de polvo 45 a la cinta sinfín 46. El polvo se esparce sobre la cinta sinfín 46 y se pasa al horno 48 y la cámara de
enfriamiento 50, donde se seca y sinteriza formando una torta de sinterización. Durante dicha fase de secado y sinteriza-ción, los óxidos recogidos en la unidad de enjuague y deshidratación 34 se reducen o eliminan. La torta de sinterización se transporta de la cámara de enfriamiento 50 a lo largo de la cinta sinfín 46 al desmenuzador de torta de sinterización 52 y después se deposita en la tolva de almacenamiento 38. La torta de sinterización desmenuzada se pasa de la tolva de almacenamiento 38 a través de la canaleta 62 al molino 54. En el molino 54, la torta de sinterización desmenuzada se desmenuza más con medios trituradores, tales como una trituradora de dientes de sierra. Las partículas desmenuzadas se pueden moler más, por ejemplo, en un molino de martillos o un molino de chapas (no representado en el dibujo) . Las partículas molidas se pasan del molino 54 a través de la canaleta 64 al tamiz 58, donde se separan en tres tamaños. Las partículas de tamaño superior al normal se pasan por la canaleta 66 a la tolva de almacenamiento 40. Las partículas de tamaño inferior al normal se pasan por la canaleta 68 a la tolva de almacenamiento 42. Las partículas de tamaño medio pasan por la canaleta 70 a la tolva de almacenamiento 44. Las partículas de tamaño superior al normal se pueden hacer volver al molino 54 para molerlas más o se pueden disolver en electrólito 150. Las partículas de tamaño inferior al normal situadas en la tolva de almacenamiento 42 se pueden disolver en electrólito 150 o mezclarse con las partículas de tamaño medio recogidas en la tolva de almacenamiento 44. Aunque el tamiz 58 ilustrado separa el producto de metal de cobre en fracciones de tres tamaños, los expertos en la materia reconocerán que se pueden separar fracciones adicionales (por ejemplo, cuatro, cinco, seis, etc.) sin apartarse de la esencia de la presente invención.
La realización ilustrada en la figura 2 es idéntica a la realización ilustrada en la figura 1, a excepción de que el polvo de metal de cobre 152 transportado desde la unidad de enjuague y deshidratación 34 a lo largo de la cinta sinfín 30 se pasa al digestor 200 en lugar de a la tolva de almacenamiento 36. El rebosadero de dispersión de polvo 45, la cinta sinfín 46, el horno 48, la cámara de enfriamiento 50, la desmenuzadora de torta de sinterización 52, las tolvas de almacenamiento 36, 38, 40, 42 y 44, el molino 54, el tamiz 58 y las canaletas 62, 64, 66, 68 y 70 ilustrados en la figura 1 han sido sustituidos en la figura 2 por la pila electroformadora 202 que incluye el cátodo cilindrico rotativo 204 y el ánodo 206, y el filtro 208. En lugar de producir polvo de cobre que se recoge en las tolvas de almacenamiento 40, 42 y 44 de la figura 1, la realización ilustrada en la figura 2 implica la fabricación de lámina de cobre 210 que se recoge en forma de rollo de lámina 210a. Con referencia a la figura 2, la descripción ofrecida anteriormente con respecto a la figura 1 también es aplicable a la figura 2 hasta el punto donde el polvo de cobre 152 es transportado a lo largo de la cinta sinfin 30 desde la unidad de enjuague y deshidratación 34 a la canaleta 60. En la figura 2, el polvo 152 pasa a través de la canaleta 60 al digestor 200. En el digestor 200, el polvo de metal de cobre 152 se disuelve en ácido sulfúrico que se añade al digestor 200 a través de la linea 212. Opcionalmente, el electrólito gastado procedente de la pila electrolítica 24 o la pila electroformadora 202 se puede añadir al digestor 200 además o en lugar del ácido sulfúrico que entra por la linea 212. En el digestor 200 se forma una solución de electrólito 214, y esta solución de electrólito es bombeada desde el digestor 200 por las lineas 216, 218, 220 y 222 a la pila electroformadora 202.
La solución de electrólito 214 tiene preferiblemente una concentración de ácido sulfúrico libre del orden de aproximadamente 70 a aproximadamente 170 gramos por litro, más preferiblemente de aproximadamente 80 a aproximadamente 170 gramos por litro; y una concentración de iones cobre preferiblemente del orden de aproximadamente 40 a aproximadamente 150 gramos por litro, más preferiblemente desde aproximadamente 90 a aproximadamente 110 gramos por litro. La solución de electrólito 214 fluye en el intervalo 224 entre el cátodo rotativo 204 y el ánodo 206. Cuando se aplica voltaje entre el ánodo 206 y el cátodo 204, se produce electrodeposición de cobre en la superficie 204a del cátodo. El cobre electrodepositado se separa del cátodo 204 en forma de hoja de lámina fina continua 210 a medida que el cátodo gira. La lámina de cobre se enrolla en forma de rollo de lámina 210a. La solución de electrólito 214 se convierte en solución de electrólito con cobre agotado en la pila electroformadora 202 y se extrae de la pila 202 a través de la línea 226. La solución de electrólito con cobre agotado de la línea 226 tiene preferiblemente una concentración de iones cobre del orden de aproximadamente 40 a aproximadamente 120, más preferiblemente de aproximadamente 80 a aproximadamente 100 gramos por litro, más preferiblemente aproximadamente 90 a aproximadamente 95 gramos por litro; y una concentración de ácido sulfúrico libre del orden de aproximadamente 80 a aproximadamente 170, más preferiblemente de aproximadamente 90 a aproximadamente 120 gramos por litro. Este electrólito con cobre agotado se recircula a través de las lineas 226, 228 y 230 al filtro 208 y a través del filtro 208 a las líneas 234, 238 y 222 y vuelve a la pila 202. Opcionalmente, se añaden gelatina y/u otros aditivos deseables del tipo antes explicado
a la solución de recirculación en la linea 230 por la linea 242. Se puede añadir material conteniendo azufre activo a la solución de recirculación en la línea 222 por la linea 244. En la pila electroformadora 202, se han previsto medios eléctricos conocidos en la materia para aplicar una corriente eléctrica entre el ánodc 206 y el cátodo 204. La corriente es preferiblemente corriente continua o corriente alterna con polarización de corriente continua. Los iones cobre de la solución de electrólito 214 ganan electrones en la superficie periférica 204a del cátodo 204, por lo que el cobre metálico se deposita en forma de capa de lámina. El cátodo 204 gira continuamente alrededor de su eje 204b y la capa de lámina se separa continuamente de la superficie 204a del cátodo en forma de lámina continua 210 que se recoge en forma de rollo 210a. El proceso de electrodeposición en la pila electroformadora 202 agota los iones cobre y, si se utilizan, la gelatina y el material conteniendo azufre activo en la solución de electrólito 214. Estos ingredientes se rellenan, rellenándose los iones cobre por la linea 222, rellenándose la gelatina por la línea 242, y rellenándose el material conteniendo azufre activo por la línea 93. Aunque las realizaciones ilustradas en las figuras 1 y 2 emplean fases de extracción por disolventes en dos etapas utilizando las mezcladoras 18 y 20 y los sedimentadores 14 y 15, se ha de entender que se pueden añadir etapas de extracción adicionales al procedimiento sin apartarse de la esencia de la invención. Así, por ejemplo, aunque las figuras 1 y 2 describen específicamente fases de extracción en dos etapas, y la explicación anterior se refiere a extracciones de una etapa y de dos etapas, el procedimiento de la invención se puede llevar a cabo utilizando una fase de extracción de tres etapas, cuatro etapas, cinco etapas, seis etapas, etc.
Igualmente, aunque las realizaciones ilustradas en las figuras 1 y 2 emplean fases de lavado de una sola etapa utilizando la mezcladora 22 y el sedimentador 16, se ha de entender que se pueden añadir etapas de lavado adicionales al procedimiento sin apartarse de la esencia de la invención. Así, por ejemplo, el procedimiento de la. invención se puede llevar a cabo utilizando una fase de lavado de dos etapas, tres etapas, cuatro etapas, cinco etapas, seis etapas, etc. Los ejemplos siguientes se ofrecen con el fin de ilustrar la invención. A no ser que se indique lo contrario, en los ejemplos siguientes, así como en toda la memoria descriptiva y las reivindicaciones, todas las partes y los porcentajes son en peso, todas las temperaturas son en grados Celsius, y todas las presiones son atmosféricas. Ejemplos 1-12 Se prepara metal de cobre en polvo utilizando el procedimiento ilustrado en la figura 1, a excepción de que no se utilizan la pila electrolítica 24, la cinta sinfín 30, la unidad de enjuague y deshidratación 34, las tolvas de almacenamiento 36, 38, 40, 42 y 44, las canaletas 60, 62, 64, 66, 68 y 70, el rebosadero de difusión de polvo 45, el horno 48, la cámara de enfriamiento 50, la desmenuzadora de torta de sinterización 52, el molino 54 y el tamiz 58. La pila electrolítica que se utiliza es un depósito de polipropileno de 137,79 x 121,92 x 35,56 cm (54,25 x 48 x 14 pulgadas) conteniendo tres ánodos y dos cátodos. Los ánodos son ánodos de aleación de plomo-calcio-estaño. Los cátodos son de acero inoxidable. Se utiliza un depósito superior para contener la solución de electrólito. La solución de electrólito se alimenta por gravedad a la pila electrolítica. La solución acuosa de lixiviación rociada sobre la escombrera de lixiviación 10 procedente de la línea 70 es una
solución acuosa de ácido sulfúrico que tiene una concentración de ácido sulfúrico libre de 20 gramos por litro. La solución acuosa de lixiviación rica en cobre que se bombea a la mezcladora 20 por la linea 76 tiene una concentración de iones cobre de 1,8 gramos por litro y una concentración de ácido sulfúrico libre de 12 gramos por litro. La solución orgánica es una solución al 7% en peso de LIX 984 en SX-7. La concentración de cobre en la solución orgánica cuprífera que se añade a la mezcladora 20 procedente del sedimentador 15 tiene una concentración de cobre de 1,95 gramos por litro de LIX 984 en la solución orgánica. La solución orgánica rica en cobre que se bombea a la mezcladora 22 desde el sedimentador 14 tiene una concentración de cobre de 3 gramos por litro de LIX 984 en la solución orgánica. La solución de lavado con cobre agotado añadida a la mezcladora 22 desde la línea 106 tiene una concentración de ácido sulfúrico libre de 170 gramos por litro y una concentración de iones cobre de 40 gramos por litro. (Esta solución de lavado con cobre agotado se bombea por la línea 106 a la mezcladora 22 desde una instalación de EW que no es parte del procedimiento de la invención) . La solución orgánica con cobre agotado que se bombea desde el sedimentador 16 a la mezcladora 18 tiene una concentración de cobre de 1,25 gramos por litro de LIX 984 en la solución orgánica. La solución acuosa de lixiviación conteniendo cobre bombeada desde el sedimentador 14 a la mezcladora 18 tiene una concentración de iones cobre de 0,8 gramos por litro y una concentración de ácido sulfúrico libre de 12 gramos por litro. La solución acuosa con cobre agotado bombeada desde el sedimentador 15 a través de la linea 134 tiene una concentración de cobre de 0, 15 gramos por litro y una concentración de ácido sulfúrico libre de 12 gramos por litro. La solución de lavado rica en cobre tomada del sedimentador 16
para ser utilizada en la pila electrolítica se diluye con agua y ácido sulfúrico para obtener una concentración de iones cobre de 5-15 gramos por litro y concentraciones de ácido sulfúrico libre de 150-200 gramos por litro, como se indica en la Tabla (I) siguiente. La solución de lavado rica en cobre para el Ejemplo 9 no se diluyó. Se deja que la pila electrolítica alcance el equilibrio haciendo funcionar la pila en las condiciones de prueba y dejando que la pila se equilibre, 20 minutos para densidades de corriente de 9,684 a 15,602 amp/cm2 (90 a 145 amperios por pie cuadrado (ASF) , 40 minutos para densidades de corriente de 6,456 amp/cm2 (60 ASF) y 60 minutos para una densidad de corriente de 3,22 amp/cm2 (30 ASF). Por cada ejemplo se ejecutan tres ciclos de 45 minutos. Al final de cada ciclo, el cátodo se raspa con un raspadora de acero al carbono. El polvo de metal de cobre se recoge en un recipiente de acero inoxidable. El polvo se enjuaga con agua corriente en un cubo de plástico, y el agua se decanta. Este procedimiento de enjuague se repite cuatro veces más. El polvo se trata con una solución de benzotriazol al 1% en peso durante una hora y se seca. El polvo se analiza, obteniéndose los resultados indicados en la Tabla I siguiente. El porcentaje de cobre de la muestra se determina pesando un gramo de polvo y disolviendo la muestra en HN03, y analizando el contenido de cobre. La eficiencia se calcula a partir del peso en seco. La eficiencia general se calcula como el producto general de la pureza, porcentaje de peso y eficiencia de peso en seco.
Ejemplos 13-15 El procedimiento utilizado en los Ejemplos 13-15 es idéntico al utilizado en los Ejemplos 1-12, a excepción de
que: (1) se utiliza agua desionizada en lugar de agua corriente para enjuagar las muestras; (2) dos de los tres ciclos de cada ejemplo se ejecutan utilizando un ánodo dimensionalmente estable, y el otro se realiza utilizando un ánodo de plomo, en vez de realizar los tres ciclos utilizando ánodos de plomo; y (3) se utilizan raspadoras de acero inoxidable o plástico en lugar de raspadoras de acero al carbono. Los resultados se indican también en la Tabla I.
TABLA 1
1 Concentración de iones cobre del electrólito en gramos por litro. 2 Concentración de ácido sulfúrico libre del electrólito en gramos por litro. 3 Temperatura del electrólito en °C (°F)
Ejemplos 16-20 Una pila de electrólito opera en las condiciones indicadas en la Tabla II para obtener polvo de cobre con la densidad aparente y las características de flujo (es decir, tiempo de flujo en embudo Hall) indicadas en la tabla. La cuba de electrólito tiene forma cúbica, con sección transversal de 121,92 x 137,16 cm (48 x 54 pulgadas), una profundidad de 132,08 cm (52 pulgadas) y fondo cónico. Los ánodos y los cátodos tienen forma rectangular y se alzan verticalmente en la pila. La pila es de fibra de vidrio de éster vinílico. El ánodo es un ánodo insoluble dimensionalmente estable con base de titanio y recubrimiento de óxido de iridio o capa que recubre la base de titanio. El cátodo es de titanio de Grado 9 o acero inoxidable, como se indica en la tabla. El tiempo de deposición de cada ejemplo es 30 minutos. La concentración de benzotriazol (BTA) en la solución de electrólito se indica en la tabla. La concentración de iones cloruro libre se indica también en la tabla. La separación entre los ánodos y los cátodos es 5,08 cm (2 pulgadas). La temperatura del electrólito es 37,8°C (100°F) . La solución de electrólito fluye a través de la pila desde el fondo y rebosa por encima de las paredes laterales. El tiempo de residencia medio de la solución de electrólito en la pila es 15 minutos aproximadamente. El, polvo de cobre se raspa de los cátodos utilizando una raspadora de acero inoxidable, se lava y seca al aire a
80°C.
TABLA II
Ejemplos 21-36 Los Ejemplos 21-36 se realizan de la misma forma que los Ejemplos 16-20, y los resultados se indican en la Tabla III. El cátodo utilizado con cada uno de estos ejemplos es de 316 SS. Todos los demás procedimientos y condiciones son idénticos, a excepción de lo indicado en la Tabla III.
TABLA III
Aunque la invención se ha explicado con relación a sus realizaciones preferidas, se ha de entender que sus diversas modificaciones serán evidentes a los expertos en la materia después de leer la memoria descriptiva. Por tanto, se ha de entender que la invención descrita en la presente memoria pretende cubrir las modificaciones que caigan dentro del alcance de las reivindicaciones anexas.
Claims (28)
- REIVINDICACIONES 1. Un procedimiento para producir polvo de metal de cobre a partir de un material cuprífero, que incluye: (A) poner en contacto dicho material cuprífero con una cantidad efectiva de al menos una solución acuosa de lixiviación para disolver iones cobre en dicha solución de lixiviación y formar una solución acuosa de lixiviación rica en cobre; (B) poner en contacto dicha solución acuosa de lixi-viación rica en cobre con una cantidad efectiva de al menos un extractor insoluble en agua para transferir iones cobre de dicha solución acuosa de lixiviación rica en cobre a dicho extractor para formar un extractor rico en cobre y una solución acuosa de lixiviación con cobre agotado; (C) separar dicho extractor rico en cobre de dicha solución acuosa de lixiviación con cobre agotado; (D) poner en contacto dicho extractor rico en cobre con una cantidad efectiva de al menos una solución acuosa de lavado para transferir iones cobre de dicho extractor a dicha solución de lavado para formar una solución de lavado rica en cobre y un extractor con cobre agotado; (E) separar dicha solución de lavado rica en cobre de dicho extractor con cobre agotado para formar una primera solución de electrólito; (F) pasar dicha primera solución de electrólito a una pila electrolítica equipada con al menos un primer ánodo y al menos un primer cátodo, caracterizándose dicha solución de electrólito por una concentración de cloruro libre de hasta aproximadamente 5 ppm, y aplicar una cantidad efectiva de voltaje a través de dicho primer ánodo y dicho primer cátodo para depositar polvo de metal de cobre sobre dicho primer cátodo; y
- (G) separar polvo de metal de cobre de dicho primer cátodo . 2. El procedimiento de la reivindicación 1, con los pasos de: (H) disolver dicho polvo de cobre del paso (G) en una solución acuosa de ácido sulfúrico para formar una segunda solución de electrólito; (I) hacer fluir dicha segunda solución de electrólito en una pila electroformadora entre un segundo ánodo y un segundo cátodo, siendo dicho segundo cátodo un cátodo rotativo, y aplicar una cantidad efectiva de voltaje a través de dicho segundo ánodo y dicho segundo cátodo para depositar lámina de cobre en dicho segundo cátodo; y (J) separar dicha lámina de cobre de dicho segundo cátodo.
- 3. El procedimiento de la reivindicación 1, con el paso de: (H1) calcinar dicho polvo de metal de cobre del paso (G) para formar óxido cúprico, óxido cuproso o una mezcla de los mismos.
- 4. El procedimiento de la reivindicación 3, con los pasos de: (H) disolver dicho óxido cúprico, óxido cuproso o su mezcla en una solución acuosa de ácido sulfúrico para formar una segunda solución de electrólito; (I) fluir dicha segunda solución de electrólito en una pila electroformadora entre un segundo ánodo y un segundo cátodo, siendo dicho segundo cátodo un cátodo rotativo, y aplicar una cantidad efectiva de voltaje a través de dicho segundo ánodo y dicho segundo cátodo para depositar lámina de cobre sobre dicho segundo cátodo; y (J) separar lámina de cobre de dicho segundo cátodo.
- 5. El procedimiento de la reivindicación 1, con el paso de: (H") termotratar dicho polvo de metal de cobre del paso (G) en una atmósfera reductora a una temperatura inferior a aproximadamente 375°C.
- 6. El procedimiento de la reivindicación 1, donde dicho extractor del paso (B) incluye (i) al menos una oxima caracterizada por un enlace hidrocarburo con al menos un grupo -OH y al menos un grupo =NOH unidos a diferentes átomos de carbono en dicho enlace hidrocarburo, (ii) al menos una betadicetona, o (iii) al menos una resina de intercambio iónico.
- 7. El procedimiento de la reivindicación 1, donde dicha primera solución de electrólito del paso (F) se caracteriza por la presencia de al menos un triazol.
- 8. El procedimiento de la reivindicación 1, donde dicha primera solución de electrólito del paso (F) se caracteriza por la presencia de benzotriazol.
- 9. El procedimiento de la reivindicación 1, donde dicho primer ánodo del paso (F) es un ánodo insoluble dimensional-mente estable.
- 10. El procedimiento de la reivindicación 1, donde dicho primer ánodo del paso (F) es un ánodo de titanio que está recubierto con un metal de la familia del platino u óxido metálico.
- 11. El procedimiento de la reivindicación 1, donde la concentración de iones cloruro libre en dicha primera solución de electrólito en el paso (F) es de hasta aproximadamente 2 ppm.
- 12. El procedimiento de la reivindicación 1, donde dicha primera solución de electrólito formada en el paso (E) tiene una concentración de iones cobre del orden de aproximadamente 2 a aproximadamente 60 gramos por litro y una concentración de ácido sulfúrico libre del orden de aproximadamente 70 a aproximadamente 290 gramos por litro.
- 13. El procedimiento de la reivindicación 2, donde dicha segunda solución de electrólito tiene una concentración de iones cobre del orden de aproximadamente 40 a aproximadamente 150 gramos por litro y una concentración de ácido sulfúrico libre del orden de aproximadamente 70 a aproximadamente 170 gramos por litro.
- 14. El procedimiento de la reivindicación 2, con el paso de aplicar a al menos un lado de dicha lámina procedente del paso (J) al menos una capa áspera de cobre u óxido de cobre.
- 15. El procedimiento de la reivindicación 2, con el paso de aplicar a al menos un lado de dicha lámina procedente del paso (J) al menos una capa metálica, seleccionándose el metal de dicha capa metálica a partir del grupo que consta de indio, zinc, estaño, níquel, cobalto, aleación de cobre-zinc y aleación de cobre-estaño .
- 16. El procedimiento de la reivindicación 2, con el paso de aplicar a al menos un lado de dicha lámina procedente del paso (J) al menos una capa metálica, seleccionándose el metal de dicha capa metálica a partir del grupo que consta de estaño, cromo, y aleación de cromo-zinc.
- 17. El procedimiento de la reivindicación 2, con los pasos de aplicar a al menos un lado de dicha lámina procedente del paso (J) al menos una capa áspera de cobre u óxido de cobre, aplicar después a dicha capa áspera al menos una primera capa metálica, seleccionándose el metal de dicha primera capa metálica a partir del grupo que consta de indio, zinc, estaño, níquel, cobalto, aleación de cobre-zinc y aleación de cobre-estaño, aplicar después a dicha primera capa metálica al menos una segunda capa metálica, seleccionándose el metal de dicha segunda capa metálica a partir del grupo que consta de estaño, cromo y aleación de cromo-zinc.
- 18. El procedimiento de la reivindicación 4, donde dicha segunda solución de electrólito tiene una concentración de iones cobre del orden de aproximadamente 40 a aproximadamente 150 gramos por litro y una concentración de ácido sulfúrico libre del orden de aproximadamente 70 a aproximadamente 170 gramos por litro.
- 19. El procedimiento de la reivindicación 4, con el paso de aplicar a al menos un lado de dicha lámina procedente del paso (J) al menos una capa áspera de cobre u óxido de cobre.
- 20. El procedimiento de la reivindicación 4, con el paso de aplicar a al menos un lado de dicha lámina procedente del paso (J) al menos una capa metálica, seleccionándose el metal de dicha capa metálica a partir del grupo que consta de indio, zinc, estaño, níquel, cobalto, aleación de cobre-zinc y aleación de cobre-estaño.
- 21. El procedimiento de la reivindicación 4, con el paso de aplicar a al menos un lado de dicha lámina procedente del paso (J) al menos una capa metálica, seleccionándose el metal de dicha capa metálica a partir del grupo que consta de estaño, cromo y aleación de cromo-zinc.
- 22. El procedimiento de la reivindicación 4, con los pasos de aplicar a al menos un lado de dicha lámina procedente del paso (J) al menos una capa áspera de cobre u óxido de cobre, aplicar después a dicha capa áspera al menos una primera capa metálica, seleccionándose el metal de dicha primera capa metálica a partir del grupo que consta de indio, zinc, estaño, níquel, cobalto, aleación de cobre-zinc y aleación de cobre-estaño, aplicar después a dicha primera capa metálica al menos una segunda capa metálica, seleccionándose el metal de dicha segunda capa metálica a partir del grupo que consta de estaño, cromo y aleación de cromo-zinc.
- 23. Un procedimiento para producir polvo de metal de cobre a partir de un material cuprífero, incluyendo dicho procedimiento los pasos secuenciales (A), (B-l), (C-1), (B-2), (C-2), (E) , (F) y (G) , incluyendo dicho procedimiento: (A) poner en contacto dicho material cuprífero con una cantidad efectiva de al menos una solución acuosa de lixiviación para disolver iones cobre en dicha solución de lixiviación y formar una solución acuosa de lixiviación rica en cobre; (B-l) poner en contacto dicha solución acuosa de lixiviación rica en cobre con una cantidad efectiva de al menos un extractor cuprífero insoluble en agua del paso (C-2) para transferir iones cobre de dicha solución acuosa de lixiviación rica en cobre a dicho extractor cuprífero para formar un extractor rico en cobre y una primera solución acuosa de lixiviación con cobre agotado; (C-1) separar dicho extractor rico en cobre de dicha primera solución acuosa de lixiviación con cobre agotado, avanzando dicho extractor rico en cobre al paso (D) ; (B-2) poner en contacto dicha primera solución acuosa de lixiviación con cobre agotado del paso (C-1) con una cantidad efectiva de al menos un extractor de cobre agotado del paso (E) para transferir iones cobre de dicha primera solución acuosa de lixiviación con cobre agotado a dicho extractor con cobre agotado para formar un extractor cuprífero y una segunda solución acuosa de lixiviación con cobre agotado; (C-2) separar dicho extractor cuprífero de dicha segunda solución acuosa de lixiviación con cobre agotado, recirculando dicho extractor cuprífero al paso (B-l); (D) poner en contacto dicho extractor rico en cobre del paso (C-1) con una cantidad efectiva de al menos una solución acuosa de lavado para transferir iones cobre de dicho extrac- tor rico en cobre a dicha solución de lavado para formar una primera solución de electrólito y un extractor con cobre agotado; (E) separar dicha primera solución de electrólito de dicho extractor con cobre agotado, recirculando dicho extractor con cobre agotado al paso (B-2) ; (F) avanzar dicha primera s'olución de electrólito a una pila electrolítica equipada con al menos un primer ánodo y al menos un primer cátodo, caracterizándose dicha primera solución de electrólito por una concentración de cloruro libre de hasta aproximadamente 5 ppm, y aplicar una cantidad efectiva de voltaje a través de dicho primer ánodo y dicho primer cátodo para depositar polvo de cobre en dicho primer cátodo; y (G) separar polvo de metal de cobre de dicho primer cátodo.
- 24. Un procedimiento para producir lámina de cobre a partir de un material cuprífero, incluyendo dicho procedimiento los pasos secuenciales (A), (B-l), (C-1), (B-2), (C-2), (D), (E), (F), (G), (H), (I) y ( J) , incluyendo dicho procedimiento : (A) poner en contacto dicho material cuprífero con una cantidad efectiva de al menos una solución acuosa de lixiviación para disolver iones cobre en dicha solución de lixivia-ción y formar una solución acuosa de lixiviación rica en cobre; (B-l) poner en contacto dicha solución acuosa de lixiviación rica en cobre del paso (A) con una cantidad efectiva de al menos un extractor cuprífero insoluble en agua del paso (C-2) para transferir iones cobre de dicha solución acuosa de lixiviación rica en cobre a dicho extractor cuprífero para formar un extractor rico en cobre y una primera solución acuosa de lixiviación con cobre agotado; (C-1) separar dicho extractor rico en cobre de dicha primera solución acuosa de lixiviación con cobre agotado, avanzando dicho extractor rico en cobre al paso (D) ; (B-2) poner en contacto dicha primera solución acuosa de lixiviación con cobre agotado del paso (C-1) con una cantidad efectiva de al menos un extractor de cobre agotado del paso (E) para transferir iones cobre de dicha primera solución acuosa de lixiviación con cobre agotado a dicho extractor con cobre agotado para formar un extractor cuprífero y una segunda solución acuosa de lixiviación con cobre agotado; (C-2) separar dicho extractor cuprífero de dicha segunda solución acuosa de lixiviación con cobre agotado, recirculando dicho extractor cuprífero al paso (B-l) ; (D) poner en contacto dicho extractor rico en cobre del paso (C-1) con una cantidad efectiva de al menos una solución acuosa de lavado para transferir iones cobre de dicho extractor rico en cobre a dicha solución de lavado para formar una primera solución de electrólito y un extractor con cobre agotado; (E) separar dicha primera solución de electrólito de dicho extractor con cobre agotado, recirculando dicho extractor con cobre agotado al paso (B-2); (F) hacer avanzar dicha primera solución de electrólito del paso (E) a una pila electrolítica equipada con al menos un primer ánodo y al menos un primer cátodo, caracterizándose dicha primera solución de electrólito por una concentración de cloruro libre de hasta aproximadamente 5 ppm, y aplicar una cantidad efectiva de voltaje a través de dicho primer ánodo y dicho primer cátodo para depositar polvo de cobre en dicho primer cátodo; (G) separar polvo de cobre de dicho primer cátodo; (H) disolver dicho polvo de cobre del paso (G) en una solución de ácido sulfúrico para formar una segunda solución de electrólito y poner dicha segunda solución de electrólito en una pila electroformadora equipada con un segundo ánodo y un segundo cátodo, siendo dicho segundo cátodo un cátodo rotativo; (I) hacer fluir dicha segunda solución de electrólito entre dicho segundo ánodo y dicho segundo cátodo, y aplicar una cantidad efectiva de voltaje a través de dicho segundo ánodo y el segundo cátodo para depositar lámina de cobre sobre dicho segundo cátodo; y (J) separar dicha lámina de cobre de dicho segundo cátodo.
- 25. Un procedimiento para producir óxido cuproso, óxido cúprico o una mezcla de los mismos a partir de un material cuprífero, incluyendo dicho procedimiento los pasos secuen-ciales (A), (B-l), (C-1), (B-2) , (C-2), (D) , (E) , (F) , (G) y (H'), incluyendo dicho procedimiento: (A) poner en contacto dicho material cuprífero con una cantidad efectiva de al menos una solución acuosa de lixiviación para disolver iones cobre en dicha solución de lixiviación y formar una solución acuosa de lixiviación rica en cobre; (B-l) poner en contacto dicha solución acuosa de lixi-viación rica en cobre procedente del paso (A) con una cantidad efectiva de al menos un extractor cuprífero insoluble en agua del paso (C-2) para transferir iones cobre de dicha solución acuosa de lixiviación rica en cobre a dicho extractor cuprífero para formar un extractor rico en cobre y una primera solución acuosa de lixiviación con cobre agotado; (C-1) separar dicho extractor rico en cobre de dicha primera solución acuosa de lixiviación con cobre agotado, haciendo avanzar dicho extractor rico en cobre al paso (D) ; (B-2) poner en contacto dicha primera solución acuosa de lixiviación con cobre agotado del paso (C-1) con una cantidad efectiva de al menos un extractor de cobre agotado del paso (E) para transferir iones cobre de dicha primera solución acuosa de lixiviación con cobre agotado a dicho extractor con cobre agotado para formar un extractor cuprífero y una segunda solución acuosa de lixiviación con cobre agotado; (C-2) separar dicho extractor cuprífero de dicha segunda solución acuosa de lixiviación con cobre agotado, recirculando dicho extractor cuprífero al paso (B-l) ; (D) poner en contacto dicho extractor rico en cobre del paso (C-1) con una cantidad efectiva de al menos una solución acuosa de lavado para transferir iones cobre de dicho extrac-tor rico en cobre a dicha solución de lavado para formar una primera solución de electrólito y un extractor con cobre agotado; (E) separar dicha primera solución de 'electrólito de dicho extractor con cobre agotado, recirculando dicho extrac-tor con cobre agotado al paso (B-2) ; (F) hacer avanzar dicha primera solución de electrólito del paso (E) a una pila electrolítica equipada con al menos un primer ánodo y al menos un primer cátodo, caracterizándose dicha primera solución de electrólito por una concentración de cloruro libre de hasta aproximadamente 5 ppm, y aplicar una cantidad efectiva de voltaje a través de dicho primer ánodo y dicho primer cátodo para depositar polvo de metal de cobre en dicho primer cátodo; (G) separar polvo de metal de cobre de dicho primer cátodo; y (H') calcinar dicho polvo de metal de cobre a una temperatura suficiente y durante un período de tiempo efectivo para formar óxido cuproso, óxido cúprico o una mezcla de los mismos.
- 26. Un procedimiento para producir lámina de cobre a partir de un material cuprífero, incluyendo dicho procedi-miento los pasos secuenciales (A), (B-l), (C-1), (B-2), (C-2), (D), (E), (F), (G) , (H'), (H), (I) y (J) , incluyendo dicho procedimiento : (A) poner en contacto dicho material cuprífero con una cantidad efectiva de al menos una solución acuosa de lixivíación para disolver iones cobre en dicha solución de lixiviación y formar una solución acuosa de lixiviación rica en cobre; (B-l) poner en contacto dicha solución acuosa de lixiviación rica en cobre del paso (A) con una cantidad efectiva de al menos un extractor cuprífero insoluble en agua del paso (C-2) para transferir icnes cobre de dicha solución acuosa de lixiviación rica en cobre a dicho extractor cuprífero para formar un extractor rico en cobre y una primera solución acuosa de lixiviación con cobre agotado; (C-1) separar dicho extractor rico en cobre de dicha primera solución acuosa de lixiviación con cobre agotado, haciendo avanzar dicho extractor rico en cobre al paso (D) ; (B-2) poner en contacto dicha primera solución acuosa de lixiviación con cobre agotado del paso (C-1) con una cantidad efectiva de al menos un extractor de cobre agotado del paso (E) para transferir iones cobre de dicha primera solución acuosa de lixiviación con cobre agotado a dicho extractor con cobre agotado para formar un extractor cuprífero y una segunda solución acuosa de lixiviación con cobre agotado; (C-2) separar dicho extractor cuprífero de dicha segunda solución acuosa de lixiviación con cobre agotado, recirculando dicho extractor cuprífero al paso (B-l); (D) poner en contacto dicho extractor rico en cobre del paso (C-1) con una cantidad efectiva de al menos una solución acuosa de lavado para transferir iones cobre de dicho extractor rico en cobre a dicha solución de lavado para formar una primera solución de electrólito y un extractor con cobre agotado; (E) separar dicha primera solución de electrólito de dicho extractor con cobre agotado, hacer recircular dicho extractor con cobre agotado al paso (B-2) ; (F) hacer avanzar dicha primera solución de electrólito del paso (E) a una pila electrolítica equipada con al menos un primer ánodo y al menos un primer cátodo, caracterizándose dicha primera solución de electrólito por una concentración de cloruro libre de hasta aproximadamente 5 ppm, y aplicar una cantidad efectiva de voltaje a través de dicho primer ánodo y dicho primer cátodo para depositar polvo de metal de cobre en dicho primer cátodo; (G) separar polvo de metal de cobre de dicho primer cátodo; (H') calcinar dicho polvo de metal de cobre para formar óxido cuproso, óxido cúprico o una mezcla de los mismos; y (H) disolver dicho óxido cuproso, óxido cúprico o su mezcla procedente del paso (H1) en una solución de ácido sulfúrico para formar una segunda solución de electrólito y poner dicha segunda solución de electrólito en una pila electroformadora equipada con un segundo ánodo y un segundo cátodo, siendo dicho segundo cátodo un cátodo rotativo; (I) hacer fluir dicha segunda solución de electrólito entre dicho segundo ánodo y el segundo cátodo, y aplicar una cantidad efectiva de voltaje a través de dicho segundo ánodo y el segundo cátodo para depositar lámina de cobre sobre dicho segundo cátodo; y (J) separar dicha lámina de cobre de dicho segundo cátodo.
- 27. Un procedimiento para producir polvo de metal de cobre a partir de un material cuprífero, incluyendo dicho procedimiento los pasos secuenciales (A), (B-l), (C-1), (B-2), (C-2), (E) , (F) y (G) , incluyendo dicho procedimiento: (A) poner en contacto dicho material cuprífero con una cantidad efectiva de al menos una solución acuosa de lixiviación para disolver iones cobre en dicha solución de lixivíación y formar una solución acuosa de lixiviación rica en cobre; (B-l) poner en contacto dicha solución acuosa de lixiviación rica en cobre con una cantidad efectiva de al menos un extractor cuprífero insoluble en agua del paso (C-2) para transferir iones cobre de dicha solución acuosa de lixiviación rica en cobre a dicho extractor cuprífero para formar un extractor rico en cobre y una primera solución acuosa de lixiviación con cobre agotado; (C-1) separar dicho extractor rico en cobre de dicha primera solución acuosa de lixiviación con cobre agotado, avanzando dicho extractor rico en cobre al paso (D) ; (B-2) poner en contacto dicha primera solución acuosa de lixiviación con cobre agotado del paso (C-1) con una cantidad efectiva de al menos un extractor de cobre agotado del paso (E) para transferir iones cobre de dicha primera solución acuosa de lixiviación con cobre agotado a dicho extractor con cobre agotado para formar un extractor cuprífero y una segunda solución acuosa de lixiviación con cobre agotado; (C-2) separar dichc extractor cuprífero de dicha segunda solución acuosa de lixiviación con cobre agotado, recirculando dicho extractor cuprífero al paso (B-l) ; (D) poner en contacto dicho extractor rico en cobre del paso (C-1) con una cantidad efectiva de al menos una solución acuosa de lavado para transferir iones cobre de dicho extractor rico en cobre a dicha solución de lavado para formar una primera solución de electrólito y un extractor con cobre agotado; (E) separar dicha primera solución de electrólito de dicho extractor con cobre agotado, recirculando dicho extractor con cobre agotado al paso (B-2); (F) hacer avanzar dicha primera solución de electrólito a una pila electrolítica equipada con al menos un primer ánodo insoluble dimensionalmente estable y al menos un primer cátodo, caracterizándose dicha primera solución de electrólito por la presencia de al menos un triazol y por una concentración de cloruro libre de hasta aproximadamente 5 ppm, y aplicar una cantidad efectiva de voltaje a través de dicho primer ánodo y dicho primer cátodo para depositar polvo de cobre en dicho primer cátodo; y (G) separar polvo de metal de cobre de dicho primer cátodo .
- 28. Un procedimiento para producir polvo de metal de cobre a partir de un material cuprífero, incluyendo: (A) poner en contacto dicho material cuprífero con una cantidad efectiva de al menos una solución acuosa de lixiviación para disolver iones cobre en dicha solución de lixivia-ción y formar una solución acuosa de lixiviación rica en cobre; (B) poner en contacto dicha solución acuosa de lixiviación rica en cobre con una cantidad efectiva de al menos un extractor insoluble en agua para transferir iones cobre de dicha solución acuosa de lixiviación rica en cobre a dicho extractor para formar un extractor rico en cobre y una solución acuosa de lixiviación con cobre agotado; (C) separar dicho extractor rico en cobre de dicha solución acuosa de lixiviación con cobre agotado; (D) poner en contacto dicho extractor rico en cobre con una cantidad efectiva de al menos una solución acuosa de lavado para transferir iones cobre de dicho extractor a dicha solución de lavado para formar una solución de lavado rica en cobre y un extractor con cobre agotado; (E) separar dicha solución de lavado rica en cobre de dicho extractor con cobre agotado para formar una primera solución de electrólito; (F) hacer avanzar dicha primera solución de electrólito a una pila electrolítica equipada con al menos un primer ánodo y al menos un primer cátodo, caracterizándose dicha solución de electrólito por la presencia de al menos un triazol, y aplicar una cantidad efectiva de voltaje a través de dicho primer ánodo y dicho primer cátodo para depositar polvo de metal de cobre en dicho primer cátodo; y (G) separar polvo de metal de cobre de dicho primer cátodo. Resumen de la descripción Esta invención se refiere a un procedimiento para producir polvo de metal de cobre a partir de un material cuprífero, que incluye: (A) poner en contacto dicho material cuprífero con una cantidad efectiva de al menos una solución acuosa de lixiviación para disolver iones cobre en dicha solución de lixiviación y formar una solución acuosa de lixiviación rica en cobre; (B) poner en contacto dicha solución acuosa de lixiviación rica en cobre con una cantidad efectiva de al menos un extractor insoluble en agua para transferir iones cobre de dicha solución acuosa de lixiviación rica en cobre a dicho extractor para formar un extractor rico en cobre y una solución acuosa de lixiviación con cobre agotado; (C) separar dicho extractor rico en cobre de dicha solución acuosa de lixiviación con cobre agotado; (D) poner en contacto dicho extractor rico en cobre con una cantidad efectiva de al menos una solución acuosa de lavado para transferir iones cobre de dicho extractor a dicha solución de lavado para formar una solución de lavado rica en cobre y un extractor con cobre agotado; (E) separar dicha solución de lavado rica en cobre de dicho extractor con cobre agotado para formar una primera solución de electrólito; (F) pasar dicha primera solución de electrólito a una pila electrolítica equipada con al menos un primer ánodo y al menos un primer cátodo, y aplicar una cantidad efectiva de voltaje a través de dicho primer ánodo y dicho primer cátodo para depositar polvo de metal de cobre en dicno primer cátodo; y (G) separar dicho polvo de metal de cobre de dicho primer cátodo. En una realización, la primera solución de electrólito utilizada en el paso (F) se caracteriza por una concentración de iones cloruro de hasta aproximadamente 5 ppm. En una realización, la primera solución de electrólito utilizada en el paso (F) contiene al menos un triazol. En una realización, el polvo de metal de cobre se convierte en lámina de cobre. En una realización, el polvo de metal de cobre se convierte en óxido cuproso, óxido cúprico o su mezcla; estos óxidos de cobre se pueden disolver fácilmente en ácido sulfúrico y utilizar para producir lámina de cobre .
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Publications (2)
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