WO2017222357A2 - 철 변성에 의한 구리 석출 방법 및 이에 사용되는 구리 석출 제조장치 - Google Patents

철 변성에 의한 구리 석출 방법 및 이에 사용되는 구리 석출 제조장치 Download PDF

Info

Publication number
WO2017222357A2
WO2017222357A2 PCT/KR2017/006733 KR2017006733W WO2017222357A2 WO 2017222357 A2 WO2017222357 A2 WO 2017222357A2 KR 2017006733 W KR2017006733 W KR 2017006733W WO 2017222357 A2 WO2017222357 A2 WO 2017222357A2
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
copper
iron
reaction
gas
solution
Prior art date
Application number
PCT/KR2017/006733
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
WO2017222357A3 (ko
Inventor
한경옥
Original Assignee
한경옥
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from KR1020160079558A external-priority patent/KR20170091488A/ko
Application filed by 한경옥 filed Critical 한경옥
Priority to CN201780051947.7A priority Critical patent/CN109642267A/zh
Priority to US16/312,069 priority patent/US20200377968A1/en
Publication of WO2017222357A2 publication Critical patent/WO2017222357A2/ko
Publication of WO2017222357A3 publication Critical patent/WO2017222357A3/ko

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22BPRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B15/00Obtaining copper
    • C22B15/0063Hydrometallurgy
    • C22B15/0084Treating solutions
    • C22B15/0089Treating solutions by chemical methods
    • C22B15/0093Treating solutions by chemical methods by gases, e.g. hydrogen or hydrogen sulfide
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22BPRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B15/00Obtaining copper
    • C22B15/0063Hydrometallurgy
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01GCOMPOUNDS CONTAINING METALS NOT COVERED BY SUBCLASSES C01D OR C01F
    • C01G3/00Compounds of copper
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01GCOMPOUNDS CONTAINING METALS NOT COVERED BY SUBCLASSES C01D OR C01F
    • C01G3/00Compounds of copper
    • C01G3/003Preparation involving a liquid-liquid extraction, an adsorption or an ion-exchange
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/58Treatment of water, waste water, or sewage by removing specified dissolved compounds
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/58Treatment of water, waste water, or sewage by removing specified dissolved compounds
    • C02F1/62Heavy metal compounds
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22BPRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B15/00Obtaining copper
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22BPRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B15/00Obtaining copper
    • C22B15/0063Hydrometallurgy
    • C22B15/0084Treating solutions
    • C22B15/0089Treating solutions by chemical methods
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22BPRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B3/00Extraction of metal compounds from ores or concentrates by wet processes
    • C22B3/20Treatment or purification of solutions, e.g. obtained by leaching
    • C22B3/44Treatment or purification of solutions, e.g. obtained by leaching by chemical processes
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00Technologies related to metal processing
    • Y02P10/20Recycling

Definitions

  • the present invention relates to a copper precipitation method by iron modification and a copper precipitation production apparatus used therein.
  • iron is widely used as a main raw material for various industrial presses, construction materials, etc., and is present in large quantities on the earth and can be used at low prices.
  • copper is an expensive material compared to iron, and has excellent electrical properties, and thus is usefully used as a material for various conductors, and thus it is possible to double economic value when iron is modified into copper.
  • the present invention relates to a copper precipitation method using a copper precipitation production apparatus in one of the first reactor shown in FIG.
  • a method of depositing copper powder by adding an acid solution and one acid copper solution as described in the specification to one first reaction vessel into which the iron powder is added, and then adding oxygen and hydrogen to the first reaction reactor to rotate the stirrer to rotate the stirrer. to be.
  • the copper powder is added.
  • the 0.3 ⁇ iron piece is added, the 0.3 ⁇ copper piece and the copper powder are precipitated.
  • the present invention can easily produce a copper powder as long as there is always iron powder.
  • the prior art is as shown in the diagram [ Figure 5] In the first semi-aeration tank 30 for dissolving copper, a copper chloride mixed solution, a second half-atom tank 30 for dissolving iron, and a ferric chloride mixed solution half-tone bath are separately provided.
  • the first gas supply passage 80 and the second gas supply passage 90 for distributing the chlorine gas generated in the semi-hung tank to the first semi-hung tank and the second semi-hung tank are separated.
  • the supply of the aqua regia is also supplied to the 1st tongjojo by the 1st tongwangjo and to the 12th tongungjo by the 2nd tomung supply and to the mixed van Ungjo to the third tongwangsu.
  • the first aqua regia supply path 20, the second aqua regia supply path 40, and the third aqua regia supply path 120, are respectively installed and installed, the first supply pipe 21, the second supply pipe 41, and the second supply pipe 41.
  • the third supply pipe (111) and the fourth supply pipe (121) are separated from each other.
  • 1st non-return valve 23 2nd non-return valve 43, 3rd non-return valve 63, 4th non-return valve 73, 5th non-return valve 113, 6th non-return valve It is composed of (123), the seventh backflow check valve, (143), it can be seen that the process is very complicated design.
  • the present invention is a first semi-unggi copper precipitation manufacturing apparatus as shown in FIG. 2 as shown in FIG. 2 as a first reactor, iron is added to an acidic solution from the reaction of oxidation, gas discharge, gas injection, and semi-water discharge. , Denatured reaction where iron is transformed into copper, adding cooling neutralizing agent, adding washing water, discharging washed semi-aerated water, adding hot air fan, drying; The process is performed in one system of the first reactor until all the entire process steps to the result acquisition process step is different from the conventional technology.
  • Patent Document 1 l. KR Patent No. 10-0962214 (June 01, 2010) (Patent Document 2) 2. KR Patent No. 10-1539458 (July 20, 2015),
  • the first problem to be solved by the present invention relates to a method for precipitation of copper by iron modification which can economically mass-produce expensive copper from inexpensive iron using an efficient method.
  • the 2nd subject which this invention intends to solve relates to the copper precipitation manufacturing apparatus used for the copper precipitation method used for a 1st subject.
  • the prior art patent registration No. 101539458 has a disadvantage in that the process process is designed to be very complicated, and the semi-unggi are separately designed, and the supply pipe pipes are separated from each other and are designed to be complicated.
  • the invention was achieved by completing all the runs in the reactor.
  • Step 1 adding the acidic solution of at least one selected from hydrochloric acid, sulfuric acid, nitric acid, acetic acid, boric acid, phosphoric acid, acetic acid, and wastewater; Oxidation promoting reaction by adding an oxygen gas, oxygen water, crowd selected one to the first reaction vessel by rotating a stirrer;
  • Discharging the generated gas generated when reacting with the acid solution of the first reaction device to a gas outlet To further include.
  • Step 2 Copper chloride solution containing copper, copper sulfate solution, copper nitrate solution, copper acetate solution, copper borate solution, copper phosphate solution, copper acetate acetate, copper Waste water, crowd input one or more selected;
  • Modification promotion reaction by adding a hydrogen gas, hydrogen water, a selected one of the group to the first reaction vessel by rotating a stirrer;
  • Step 3 Adding the selected one kind of sodium carbonate, potassium carbonate, surfactant crowd to the first half agitator to increase the rotation by rotating the stirrer;
  • the copper content may be 1% to 40% by weight of 100% iron by weight
  • the reaction temperature may include 10 (c at 0 ° C, and the appropriate temperature may be carried out at 3 ° C ⁇ 25 ° C.
  • the first stage catalyst may be added by selecting one species of oxygen gas, oxygen water crowd.
  • Oxygen gas may be more than 0.001% 02 polyp.
  • Hydrogen gas may be at least 0.001% H2 polyp.
  • Iron can be used to produce iron powder, iron pieces with a particle diameter of 0.001mm ⁇ 10 ⁇ .
  • the present invention the present invention
  • Banung liquid discharge port 160 for discharging the reaction liquid
  • Hot air inlet 140 for supplying cold air warm air to the chamber; And ⁇ hot air outlet 150;
  • the chamber has an agitator 108 and agitator blades that are rotated by an engine motor 102.
  • An elevating member 400 installed between one side of the elevating plate 200 and the base 300 to elevate one side of the elevating plate 200 up and down.
  • a cylinder 600 connected to the power transmission unit 700 used for the stirrer 108; and the elevating member is composed of a cylinder (not shown);
  • the first semi-unggi is inclined toward the lower half of the discharge liquid outlet 160;
  • One side of the base is a control unit 500 for monitoring the operation and unity of the copper precipitation device; wheels provided on the base can be moved and the wheel separation device 920 that can be fixed by separating the copper precipitation production apparatus;
  • the U U-Bunger is made of stainless steel
  • the first reaction device has achieved an invention in which the outer circumferential surface of the inner circumferential surface is composed of a chamber, and the outer circumferential surface or both thereof is coated with a fiber-reinforced plastic FRP (800).
  • FRP fiber-reinforced plastic
  • FIG. 1 is a schematic view showing a manufacturing process according to the present invention.
  • FIG. 2 is a schematic view of a copper precipitation apparatus according to the present invention.
  • FIG 3 is an operational state diagram of the copper precipitation apparatus according to the present invention.
  • Example 4 is Example 1, the test result sheet.
  • Example 5 is a copper precipitated picture of Example 2.
  • Hydrogen is added to the solution into which the acidic solution containing copper ions was added to the first reaction vessel in which the iron oxide was embedded, followed by rotating a stirrer to convert iron into copper.
  • the heat generated in the process step in which the iron is modified to copper is injected into the first reaction vessel by blowing the wind.
  • the neutralized impurities of the first reactor was removed, and then the washing water was added to the first reactor to the stirrer After washing by rotating, after removing the washed impurities of the reaction, a step of drying the stirrer by putting a warm air into the first reaction vessel to dry.
  • an acidic solution was added to the first half-ungung into which iron was added, and oxygen gas was added to the first half-ungung to add oxygen gas to react with the oxide to obtain iron oxide.
  • the harmful gas generated during oxidation reaction is discharged to the gas discharger.
  • iron in the form of small pieces or powder to promote reaction. Therefore, iron can be used in pieces or powder form.
  • iron particles of 0.001mm-10mm are made of iron powder or flakes. Therefore, in the case of using scrap iron, it is pulverized after removing the oxidized part.
  • scrap iron is economical because it can reduce the cost.
  • an acid solution may be used to quickly oxidize iron.
  • acid solution is added together with the iron powder in the semi-ungjok.
  • an acid solution for example, hydrochloric acid, sulfuric acid, nitric acid, acetic acid. Boric acid, phosphoric acid, acetic acid, wastewater, one or more selected from the group, can be used alone or in combination.
  • the combination of two or more acidic solutions can reduce the time for oxidizing iron. 2
  • acidic solutions of species or ratios of 1 to 2 may be used.
  • 103 ⁇ 4> sulfuric acid and 10% hydrochloric acid may be mixed and used as the acid solution at a ratio of 1: 1.
  • Oxygen may be greater than 0.00) / Liter 02, or hydrogen may be greater than 0.001% / Liter er H2.
  • Acid solutions can be used in concentrations of 0.01% to 70%.
  • The% concentration means the number of g of solute per 100 g of solution.
  • the time for oxidizing iron in the process may vary depending on the concentration of the acid solution and / or the amount of iron used.
  • the first reaction device in which the oxidation process is performed can promote oxidation reaction by rotating the blade-type stirrer by the engine motor.
  • reaction liquid or impurities inside can be easily discharged through the discharge port.
  • the temperature of the first reactor in the oxidation process is maintained at room temperature, for example 3 ° C to 25 ° C is preferred.
  • a gaseous oxygen gas or a liquid oxygen water can accelerate the oxidation of iron to improve the efficiency of the oxidation process.
  • Gaseous oxygen can be introduced into the crab 1 reactor through the lake.
  • the acidic solution containing copper ions for example, copper chloride, copper sulfate, copper nitrate, copper acetate, copper borate, copper phosphate, copper acetate, wastewater containing copper, crowded one or more selected in water
  • copper ions for example, copper chloride, copper sulfate, copper nitrate, copper acetate, copper borate, copper phosphate, copper acetate, wastewater containing copper, crowded one or more selected in water
  • the copper content of the acid solution containing copper may be about 1 to 40% by weight of 100 parts by weight of iron used in the above process.
  • the reaction of iron oxide it is also possible to remove the reaction solution and impurities in the reaction vessel, to leave only the oxidized iron, and to add an acidic solution containing copper.
  • the addition process of the acidic solution containing copper ions as described above may be carried out repeatedly. In other words, if the above process is preferably divided into two processes and repeatedly performed, the precipitation effect of copper is increased. For example, when the reaction to oxidize iron is finished in the above process, the reaction solution is added with a copper-containing acid solution, followed by the first reaction, the reaction solution and impurities are removed, and the acid-containing solution containing copper is added again. You can.
  • the gaseous hydrogen gas, the liquid hydrogen water, and a group of one selected from the above process hydrogen promotes the conversion of iron to copper, thereby reducing the copper precipitation time and increasing the copper yield. You can get it.
  • the semi-agitator of the first semi-agitator is removed to obtain a final product, copper.
  • Copper, a product is contaminated with an acidic solution and can be neutralized by administering a solution using sodium carbonate, potassium carbonate, a surfactant, or a group selected.
  • the washing and drying process steps are then followed to obtain copper as the final result.
  • the first reactor may have an inclination of 5 ° -180 ° from the surface. Accordingly, when the reaction is completed, the first reaction vessel may be inclined at an angle of 5 ° to 180 ° , and the raw material may be introduced into the entrance and the copper may be shipped.
  • the present invention uses a separately designed copper precipitation apparatus. This will be described in more detail.
  • Copper precipitation production apparatus used in the present invention is made of stainless steel, the inner circumferential surface and / or outer circumferential surface of the first half unggi can be coated with fiber-reinforced plastic [FRP] (800) to prevent corrosion protection.
  • fiber-reinforced plastic 800 is preferably a heat resistant material to withstand high heat.
  • the copper precipitation manufacturing apparatus has a shape of a spherical body, as shown in FIG. 2, and the first reactor 100 has a chamber formed therein.
  • the chamber is equipped with an agitator 108 for evenly mixing the raw materials.
  • the stirrer 108 has a rotary blade 960 mounted on a rotating shaft, and rotates quickly to promote reaction and quickly mixes the reaction water inside the reaction vessel.
  • This stirrer 108 is shown in FIG. 2 from the outside, the inner cylinder 600 is powered by the power transmission unit 700 may be driven by the engine motor 102.
  • the engine motor 102 is driven by an electric force and thus receives a separate power.
  • the first half-funger (100) has a double structure and can input the raw material into the chamber, the entrance 110 for discharging the invention, for discharging the gas generated when the iron is oxidized by the acid solution Gas outlet 120, washing water inlet 130 for introducing the wash water for washing the obtained water, cold hot air inlet 140 for introducing the hot air for drying the copper and the wind to cool the reaction machine (100) And a cold hot air discharge port 150 and a reaction liquid outlet port 160 for discharging the reaction liquid.
  • the semicoagulant outlet 160 is provided with a strainer 162 to prevent the precipitated copper from being discharged when the semicoagulant is discharged.
  • the gas discharged from the gas outlet 120 removes the noxious gas through the heavy gas treatment device in which activated carbon is embedded, is stored in a gas compression drive, and used as a fuel for incineration or heating. . If gas is not used as fuel, harmful components are removed through the evaporative gas treatment device with activated carbon and discharged. Try to reduce light pollution. And the semicoagulant discharged from the semicoagulant discharge port is neutralized and purified through a wastewater treatment tank and discharged. It may be provided with a boil-off gas control device connected to the gas outlet 120 for such a treatment.
  • the counterunggi 100 is installed on the elevating plate 200
  • the elevating plate 200 is placed on the base 300 is provided with a wheel 310, on one side of the elevating plate 200
  • the lifting member 400 is installed so that one side of the lifting plate 200 is lifted with respect to the base 300. Therefore, the steel plate 200 is inclined with respect to the base 300, and accordingly, the 1st half foot machine 100 leans to one side.
  • the elevating member 400 and the elevating plate may be inclined downward so as to incline the portion where the semi-arachnoid discharge port 160 of the reaction vessel 100 is formed. Coupling position of the 200 is adjusted.
  • the other side opposite to the side connected to the elevating member 400 of the elevating plate 200 is shown as hinged to the base 300, but the elevating plate 200 is connected to the elevating member 400 Since the state laid on the base 300 is maintained, it does not necessarily need to be hinged to the base 300 of the lifting plate 200.
  • the elevating plate 200 is inclined.
  • the reaction liquid is discharged to the reaction solution outlet 160.
  • the reaction liquid outlet 160 has a structure sealed by a lid at the time of reaction, the lid is removed when the reaction liquid discharged.
  • the lid may be replaced with a valve.
  • one side of the base 300 is provided with a control unit 500 for controlling and monitoring the operation of the precipitation apparatus.
  • the wheel 310 is provided on the base 300, and the wheel separating device 920 can be separated.
  • the precipitation device is shown as being configured to be mobile, it is obvious that it can be configured as fixed if necessary.
  • the lifting member 400 is shown as being made of a cylinder (not shown) in the present embodiment, it is obvious that the lifting member 400 may also be replaced with various known configurations.
  • the cylinder consists of two places.
  • one of the cylinders (not shown) is shown in the elevating member 400, the other is the inner cylinder 600 is the power transmission unit 700 used for rotating the stirrer 108 It is connected to).
  • the acid copper which was the result of reaction, was neutralized with an aqueous sodium carbonate solution, washed, and dried at 80 ° C ⁇ i (xrc) by applying warm air.
  • the result is 96. 1%
  • the purity of the modified copper is 96. 1%.
  • the copper chloride solution (copper content of 7.3 g) was added to the first reaction vessel in which the iron oxide was embedded, and then the reaction was carried out. Then, hydrogen water (polyp amount of 0.001% ⁇ 0. 01% / Li ter) after the first reaction was performed by rotating the stirrer for 2 hours to perform a denatured reaction, and when the reaction was completed, the reaction solution and impurities were filtered off through the reaction solution outlet. . Since the copper modification process generates heat and generates heat, a large amount of heat is generated, so no separate heating process is performed.
  • the cold air is added and cooled, and the first reaction reactor is stirred to rotate the invention water, that is, the resulting copper chloride.
  • the impurity neutralized with the aqueous solution of sodium is discharged through the outlet of the semi-ungwoong, the stirrer of the first reactor is rotated, the washing water is added thereto, the washing water is discharged, and the washed product is discharged. dried in rc ⁇ iocrc
  • Example 2 since the oxidation of iron is accelerated by oxygen by adding oxygen water as an accelerator to the acid solution in the process of oxidizing iron, the oxidation reaction of iron is performed quickly, thereby greatly reducing the time.
  • Example 2 since the experiment was carried out in small amounts, oxygen water and hydrogen water were used.
  • oxygen gas and hydrogen gas can be added directly to the first reactor by reaction hose.
  • Example 2 the reaction reaction of iron is accelerated by using hydrogen water.
  • the present invention is a country that imports copper, and copper is used for craft, electricity, construction, and nutrient mineral production throughout the industry. Inexpensive iron is used to manufacture expensive copper, which is a very useful invention because of its high industrial potential.

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Hydrology & Water Resources (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
  • Mixers Of The Rotary Stirring Type (AREA)
  • Manufacture Of Metal Powder And Suspensions Thereof (AREA)

Abstract

본 발명은 산성 용액에 철을 투입하여 철을 이온화시킨 후 구리가 함유된 산성용액을 투입하여 촉진제로 수소를 참가시켜 인공적으로 철 원소를 구리원소로 변성시키는 구리 석출 방법으로서, 철을 이용하여 다량의 구리를 석출시킬 수 있어서 마치 구리광산을 얻는 것과 같은 경제적인 효과를 얻을 수 있는 철 변성에 의한 구리 석출 방법 및 이에 사용되는 구리 석출 제조장치에 관한 것이다.

Description

【명세서】
【발명의 명칭】
철 변성에 의한 구리 석출 방법 및 이에 사용되는 구리 석출 제조장 치
【기술분야】
본 발명은 철 변성에 의한 구리 석출 방법 및 이에 사용되는 구리 석출 제조 장치 어} 관한 것이다.
【배경기술】;
일반적으로 철은 각종 산업 기자제, 건설 자재 등의 주원료로서 널리 사용되 고 있으며, 지구상에 다량으로 존재하여 저렴한 가격으로 이용 할 수 있다.
한편, 구리는 철에 비해 고가의 물질로서 전기적 특성이 우수하여 각종 도선 용 재료로서 유용하게 사용되고 있으므로 철을 구리로 변성하는 경우 경제적인 가 치를 배가시킬 수 있게 된다.
과학자인 페르미 (Emr i co · Femi 1901-1954) 는 원자핵이 느린 중성자를 포획 하여 새로운 원소를 만들 수 있다. 이에 따르면, 수소, 헬륨, 산소원소를 제외하고 는 원소에 중성자를 주입시켜 방사성 동위원소를 만들어 낼 수 있다. 통상 증성자 는 물속의 수소 원자와 층돌하여 속도가 저하되며, 속도가 저하된 증성자는 원소의 핵에 들어가 동위원소를 생성할 수 있게 된다.
[선행기술] 1. 등록특허 제 10 -0962214호 구리 분말 제조방법; 을 개시하고 있으나, 선 행기술은 구리 잉곳를 왕수에 용해 시켜, 염화구리용액을 제조하여, 상기 용액에 히드라진 같은 유기 환원제를 투입한 용액을, 교반기에 철편을 부착시킨 장치에 투 입하여 교반기를 돌려 구리 분말을 제조하는 방법이다.
치환법을 사용하여 구리분 말을 제조 할마다 교반기에 철편을 부착시키는 대 공사를 하는 번거로움이 단점이 있어 실용화되는 어렵다.
. 본 발명은 도 2에 도시된 제 1반응기 하나로 구리 석출 제조장치를 이용하 여 구리 석출 방법에 관한 것이다.
상기 철 분말이 투입된 제 1반웅기에, 명세서에 명시된 산성용액 1종과 산성 구리용액 1종을 투입하여 산소와 수소를 투입하여 제 1반웅기에 투입하여 교반기를 회전시켜 구리 분말을 석출하는 방법이다.
예를 들면, 철 분말이 투입되면 구리 분말이, 0.3圆 철 조각 투입되면 0.3圆 구리 조각과 구리 가루가 석출된다.
종래기술처럼 교반기에 철편 부치는 번거로움 없이
본 발명은 항시 철 분말만 있으면 용이하게 구리분말을 제조할 수 있다.
.2 등록특허 제 10-1539458호 간단한 구조의 합금 동 제조장치 ;
상기 종래기술은 [도 5] 대표도에 도시된 도면과 같이 구리를 용해하는 제 1 반웅조 (30)에 염화구리 흔합액과 철 용해 하는제 2 반웅 조 (30),가 염화철 흔합용액 반옹조가 각기 분리되어 설치되어있다.
상기 반웅조에서 생성된 염소가스를 제 1반웅조, 저ᅵ2반웅조로 유통 시키는 상기 제 1가스공급로 (80), 제 2가스공급로 (90)가 각각 분리되어있다.
왕수공급도 제 1반옹조에 제 1왕수공급로 저 12반웅조에 제 2왕수공급로, 흔합반 웅조에 제 3왕수공급로 공급됨을 알수 있다.
상기 제 1 왕수 공급로 (20) , 제 2 왕수 공급로 (40) 제 3 왕수 공급로 ( 120), 가 각각 분리설치되어, 제 1공급파이프 (21 ), 제 2공급파이프 (41) , 제 3공급파이프 ( 111) , 제 4공급파이프 ( 121) ,가 각분리 되어있다.
제 1역류방지벨브 (23), 제 2역류방지벨브 (43) , 제 3역류방지벨브 (63) , 제 4역류 방지벨브 (73), 제 5역류방지벨브 ( 113), 제 6역류방지벨브 ( 123), 제 7역류방지벨 브, ( 143)으로 구성되어 있어 공정과정이 매우 복잡하게 설계됨을 알 수 있다.
본 발명은 [도 2] [도 3]도시된 도면 제 1반웅기 구리 석출 제조 장치로서 하 나의 제 1반웅기로, 철을 산성용액에 투입하여 산화반웅부터,가스배출,가스투입,반 웅물배출,철이 구리로 변성되는 변성반웅, 냉각 중화제투입, 세척수 투입, 세척한 반웅물배출, 온풍기투입, 건조; 로 구성되어 있어 모든 전 공정단계가 결과물 획득 공정단계에 이르기까지 제 1반응기의 한 시스템에서 수행이 이루어지는 공정과정이 종래의 기술과 차이점이다.
[선 ¾기술문 ¾ ] j
[특허문헌] ' (특허문헌 1) l . KR 둥록특허 제 10-0962214호 (2010년 06월 01일) (특허문헌 2) 2. KR 등록특허 제 10-1539458호 (2015년 07월 20일),
【발명의 상세한 설명】
【기술적 과제】
본 발명이 해결하고자 하는 제 1과제는 효율적인 방법을 사용하여 저렴한 철 로부터 고가인 구리를 경제적으로 대량 생산할 수 있는 철 변성에 의한 구리 석출 방법에 관한것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 제 2과제는 제 1과제에 사용되는 구리 석출 방법에 사용되는 구리 석출 제조 장치에 관한 것이다.
종래기술 특허등록 게 101539458호는 공정과정이 매우 복잡하게 설계되어 있 어 반웅기도 각각 분리되어 설계되어 있으며 또한, 공급로 파이프가 다 각각 분리 되어 복잡하게 설계되어 있는 단점이 있어, 본 발명은 제 1 반응기에서 모든 수행을 완성함에 발명을 달성하였다.
【기술적 해결방법】
제 1과제 발명을 달성하기 위하여, 본 발명의 일, 실시 예에 따른 구리 석출 방법은
[공정 1] 철이 투입된 제 1반웅기에 염산, 황산, 질산, 초산, 붕산, 인산, 아 세트산, 폐수ᅳ 군중 선택된 1종 이상인 상기 산성용액투입; 상기 제 1반웅기에 산소가스 산소수, 군중 선택된 1종을 첨가하여 교반기를 회전시켜 산화촉진반웅;
상기 제 1반웅기기의 산성용액에 반응할 때 발생하는 발생가스를 가스배출구 로 배출; 를 더 포함시키는 단계.
[공정 2] 상기 산화철 (FeO)가 내장된 제반웅기에 구리가 함유된 염화구리용 액 황산구리용액, 질산구링용액, 초산구리용액, 붕산구리용액, 인산구리용액 아세 트산구리용액, 구리가 함유된 폐수, 군중 선택된 1종 이상인 것을 투입;
상기 제 1반웅기에 수소가스, 수소수, 군중 선택된 1종을 첨가하여 교반기를 회전시켜 변성촉진반웅;
상기 변성반웅이 종료되면 반웅물 및 불순물 제게;
상기 제 1반웅기에 철을 구리로 변성시키는 단계에서 발생하는 열웅 넁풍을 투입시켜 제 1반웅기기의 교반기를 회전시켜 냉각; 를 더 포함 시키는 단계;
[공정 3] 상기 제 1반웅기에 탄산나트륨, 탄산칼륨, 계면활성제 군중 선택된 1종을 투입시켜 교반기를 회전시켜 증화;및
반웅물 제거;
^ZL 제 1반웅기에 세척수를 투입 _시켜, 교반기를 회ᅵ전시^—변성ᅵ된 산성구리 세척한후, 세척물 제거;
상기 제 1반웅기에 은포풍을 투입시켜 교반기를 회전시켜 결과물 즉 발명물인 구리를 건조시키는 단계; 를 더 포함하는 을 특징으로 하는 철 변성에 의한 구리 석출 방법.
준비된 게 1반웅기에 산성용액을 투입한 용액에 철을 투입한 후, 상기 제 1반 옹기에 농도 20% 염산용액에 산소를 첨가하여 철을 3시간 숙성 산화 시킬 수 있다. 구리함량은 철 100중량 %의 1% 내지 40% 중량 일 수 있다 ,
반응온도는 0°C에서 10( c을 포함할 수 있으며, 적정온도는 3°C ~25°C로 실 시할 수 있다.
상기 1단계 촉매제는 산소가스, 산소수 군중 1종을 선택하여 첨가할 수 있 다. 산소가스는 용종량 0.001% 02이상 일수있다. 수소가스는 용종량 0.001% H2 이상 일 수 있다.
철은 철 가루, 철 조각은 입경 0.001mm~10麵로 제조하여 사용할 수 있다. 제 2과제 발명을 달성하기 위하여 , 본 발명은,
구리 석출 제조 장치에 있어서,
상기 철을 산성용액에 산화반웅 시켜 상기 산화철 (FeO)투입하여 철을 변성 시키는 제 1반응기 ( 100)
상기 내부 쳄버에 원료를 철, 구리이온 산성용액을 투입하는 투입구 및 발명 물인 구리를 배출 할수 있는 배출구 ( 110) ;
상기 산화반웅 변성반웅 촉진 시키기 위한 산소가스, 수소가스, 가스 투입 구 ( 128) 상기 산화공정과정에서 발생 되는 가스 배출시키는 가스배출구 (120);
상기 반웅액을 배출시키는 반웅액배출구 (160);
상기 쳄버로 냉풍 온풍을 공급하는 온풍투입구 (140); 및 넁 온풍배출 구 (150);
상기 쳄버에는 엔진모터 (102)에 의해 회전하는 교반기 (108) 및 교반기 날개
(960);
상기 제 1반응기가 장착되는 승강판 (200);
상기 승강판이 설치되는 기대 (300);
상기 승강판 (200)의 일측과 기대 (300)사이에 설치되어 있어 상하로 승강 판 (200)의 일측을 승강시키는 승강부재 (400)
교반기 (108)희전에 사용되는 동력전달부 (700)에 연결되어 있는 실린 더 (600) ; 및 승강부재 가 실리더 (미도시) 로 구성;
기대 (300) 사이에 설치되어있는 승강판 (200)의 일측이 승강됨에 따라 상기 제 1반웅기가 하양으로 기울어지는 반웅액배출구 (160);
기대의 일측에는 구리석출 장치의 작동 및 일체를 모니터링하기 위한 제어부 (500);기대에 바퀴가 구비되어이 이동 할수있으며 구리 석출 제조 장치를 분리시 켜 고정시킬수있는 바퀴분리장치 (920);
상기 거 U반웅기는 스텐레이스강으로 제조되며
상기 제 1반웅 기는 내주면 외주면은 쳄버로 구성되며, 외주면 또는 이들모두 가 섬유강화프라스틱 FRP (800)으로 코팅되는 것으로 구성되는 발명을 달성하였다. 【발명의 효과】
본 발명에 따르면, 철과 이용하여 경제적인 방법으로 고가의 구리를 다량으 로 비교적 단시간에 석출시킬 수 있으므로. 따라서 구리를 전적으로 수입에 의존하 는 우리나라로서는 구리광산을 얻는 것과 같은 경제적인 효과를 얻을 수 있다. 더 욱이 산성을 띠는 폐수와 고철 등을 사용하였을 경우에는 한층 더 저렴한 코스트로 구리를 석출할 수 있으므로 경제이다.
[도면의 간단한 설명】
도 1은 본 발명에 따른 제조공정을 나타내는 개략도.
도 2는 본 발명에 따른 구리 석출 장치의 개략도.
도 3은 본 발명에 따른 구리 석출 장치의 작동 상태도.
도 4는 실시 예 1, 시험 결과지 .
도 5는 실시 예 2, 구리 석출 사진.
도 6은 선행기술 등톡번호 제 10 -1539458의 대표도
【발명의 실시를 위한 최선의 형태】
이하에서, 본 발명을 보다 구체적으로 설명한다.
본 발명의 반웅기는 하나밖에 없으므로 제 1반응기라 한다.
본 발명에 따른 구리 석출 방법은,
제 1 반웅기에 산성용액과 철을 투입한 후, 상기 제 1반웅기에 산소를 첨가시 켜 교반기를 회전시킴으로써 산화반옹을 촉진 시킨 후, 상기 제 1반웅기에서 산화 공정단계에서 발생된 가스를 가스배출구로 배출시킨다.
상기 수득한 산화철이 내장된 제 1반웅기에 구리이온 함유한 산성용액을 투입 한 용액에 수소를 첨가시켜 교반기를 회전시켜서 철을 구리로 변성공정단계 이른 다.
상기 철이 구리로 변성되는 공정단계에서 발생 되는 열을 제 1반웅기에 넁풍 을 투입시켜 넁각시킨다.
상기 제 1반웅기의 냉각이 종료된 후, 반웅액을 제거하여 산성구리를 수득한 다. ;
상기 제 1 반응기의 교반기를 회전시켜 수득 물인 고체인 산성구리를 탄산나 트 "용액으로 중화시킨 후, 상기 제 1반응기의 중화시킨 불순물을 제거한 후, 상기 제 1반웅기에 세척수를 투입하여 교반기를 회전시켜 세척한 후, 상기 반웅의 세척한 불순물을 제거한 후, 상기 제 1반웅기에 온풍을 투입하여 교반기를 회전시켜 건조 하는 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 철 변성에 의한 구리 석출 방법에 따르면, 장시간이 소요되지 않 으면서도 가열 등의 별도 공정이 요구되지 않아 공정에 의해 효율적으로 철로부터 구리를 생산하는 것이 가능해진다. .
본 발명은 구리가 함유된 산성용액에 철을 투입하였을시 수소 4개가 연쇄 반 웅을 일으키어 헬륨 (H4) 한 개가 만들어진다. 여기서 수소 핵융합반응이 일어나 양 성자와 중성자가 연쇄반웅을 일어나게 하므로, 헬륨에서 감마선 광자에 의해 철 56 원자핵이 파괴된다. 산성구리 용액에서 철 성분이 합쳐질 때 철 원자핵이 파괴되면 서 에너지를 발생시키면세 동시에 철 원자핵이 파괴된 곳에 구리원소가 들어가 철 원소가 구리원소로 변성된다.
본 발명의 구리 석출 방법은 도 1에 도시한 바와 같이, 철을 투입된 제 1반 웅기에 산성용액을 투입하고 상기 제 1반웅기에 촉진제인 산소가스를 첨가하여 산화 반웅시켜 산화철을 획득했다. 산화 반웅시 발생하는 유해가스를 가스배출기로 배출 시킨다.
상기 산화된 철이 내장된 제 1반웅기에 구리이온 함유산성용액을 투입하였 다. 상기 제 1반웅기에 촉진제인 수소가스를 첨가하여 철을 구리로 변성하는 단계로 구성되는데 각 과정에 대해 구쎄적으로 살펴보면 다음과 같다.
( 1) 철을 산화시키는 공정 단계.
이때, 반웅을 촉진하기 위해 철은 작은 조각이나 가루형태로 사용하는 것이 바람직하다. 따라서 철을 조각이나 가루형태로 만들어 사용할 수 있다.
예를 들어 철 입경이 0.001mm - 10mm 정도의 철 가루이나 조각으로 만들어 사용한다. 따라서 고철을 사용하는 경우에는 산화된 부분을 제거한 후 분쇄하여 사 용한다 고철을 사용하면 코스트를 줄일 수 있어서 경제적이다.
본 발명에서는 철을 빨리 산화시키기 위해 산성용액을 사용할 수 있다. 이를 위해 반웅조에 철 가루과 함께 산성용액을 투입한다.
이와 같은 산성용액으로는 예를 들어, 염산, 황산, 질산, 초산. 붕산, 인산, 아세트산, 폐수, 군중 선택된 1종 이상, 단독 또는 조합하여 사용할 수 있다. 산성 용액을 2종 이상 조합하여 사용하면 철을 산화시키는 시간을 단축 시킬 수 있다. 2 종의 산성 용액을 조합하는 경우 또는 1 내지 2 비율을 사용할 수 있다. 예를 들어 상기 산성용액으로서 10¾> 황산과 10% 염산을 1 : 1 비율로 흔합하여 사용할 수 있다. 산소는 0.00 ) / Li ter 02 이상, 또는 수소는 0.001% / L i t er H2 이상일 수 있 다.
또한, 산업용 폐수를 사용하면 환경오염도 줄일 수 있고, 코스트를 줄일 수 있어서 경제적인 장점이 있다.
산성용액은 0.01% 내지 70%의 농도로 사용할 수 있다. 상기 % 농도는 용액 100g당 용질의 g 수를 의미한다.
상기 공정에서 철을 산화시키는 시간은 산성용액의 농도 및 /또는 철의 사용 량에 따라 달라질 수 있다.
상기 산화 공정이 진행되는 제 1반웅기는ᅵ 엔진 모터에 의해 날개 형태의 교 반기를 회전시킴으로써 산화반웅을 촉진 시킬 수 있게 된다.
.또한, 내부의 반웅액이나 불순물을 배출구를 통해 용이하게 배출할 수 있게 된다.
상기 산화 공정에서 제 1반응기의 온도는 상온으로 유지되며, 예를 들어 3 °C 내지 25 °C바람직하다.
한편 상기 공정에서 제 1반응기에 기체 상태의 산소가스 또는 액체 상태의 산소수를 첨가하면 철의 산화가 가속화되어 산화 공정의 효율을 개선할 수 있게 된 다. 기체 상태의 산소는 호수를 통해 게 1반웅기에 투입할 수 있다.
(2) 구리이온 함유 산성용액 투입하여. 철을 구리로 변성공정 단계: 상술한 철의 산화 공정이 종료되면, 제 1반웅기에 구리이온 함유 산성용액을 투여하여 철 원소를 구리 원소로 변성하게 된다.
이때 구리이온이 함유된 산성용액은, 예를 들어 염화구리, 황산구리, 질산구 리, 초산구리, 붕산구리, 인산구리, 아세트산구리, 구리가 함유된 폐수, 군중 선택 된 1종 이상을 물에 용해 시킨 용액을 사용할 수 있다. 바람직하게는 구리가 함유 된 산성용액의 구리 함량은 상기 과정에서 사용되는 철 100중량부 % 의 1 내지 40중 량%정도로 할수있다
필요 시, 철의 산화 반웅이 종료되면, 반웅기에서 반응액과 불순물을 제거하 여, 산화된 철만 잔류시킨 후, 구리가 함유된 산성용액을 투입하는 것도 가능하다. 한편, 상기와 같은 구리이온 함유된 산성용액의 투입 공정은 반복하여 수행 할 수 있다. 즉, 상기 공정을 바람직하게는 2희의 과정으로 나누어 반복하여 수행 하면 구리의 석출 효과가 상승 된다. 예를 들어 상기 공정에서 철이 산화되는 반웅 이 종료되면, 구리가 함유된 산성용액을 투입하여 1차 반웅시킨 다음 반웅액 및 불 순물을 제거하고, 구리가 함유된 산성용액을 다시 투입하여 2차 반웅시킬 수 있다. 또한, 상기 공정에서 기체 상태의 수소가스와 액체상태의 수소수, 군중 선택 된 1종을 사용하면 수소가 철을 구리로 변성반웅을 촉진하여 구리 석출 시간이 단 축되고, 구리 수득률도 높아지는 효과를 얻을 수 있다.
상기와 같이 산화철이 내장된 제 1반웅기에 구리이온이 함유된 용액을 투여하 면 철이 구리로 변성된다. 이와 같은 반응은 발열반웅에 해당하므로 별도의 가열 공정은 요구되지 않는다. 발열반웅이 끝나면, 이와 같은 냉각 공정은 송풍 장치에 의해 낮은 온도 rc )의 공기를 투입구를 통해 반웅기에 투입함으로써 반웅기 온도 를 저하 시키게 된다. 투입된 공기는 별도의 배출구를 통해 배출된다.
3) 생성물인 구리의 수득 공정단계;
상기 변성 공정이 종료되면, 제 1반웅기의 반웅액을 제거하여 최종 결과물인 구리를 수득하게 된다. 생성물인 구리는 산성용액으로 오염되어 있으므로 탄산나트 륨, 탄산칼륨, 계면활성제, 군중 선택된 1종을 사용하여 용액을 투여하여 중화시킬 수 있다. 이후 세척 및 건조 공정 단계를 거쳐 구리를 최종 결과물로서 수득하게 된다.
또한, 상기 제 1반응기는 지면으로부터 5° -180° 의 경사도를 가질 수 있다. 그에따라 반응이 종료되면 제 1반웅기를 5° -180° 각도로 기울여 주무로써, 원료를 출입구로 투입할 수 있으며 수득물인 구리를 출하 할수 있다.
상기와 갈은 반웅을 수행하기 위하여 본 발명에서는 별도로 설계된 구리 석 출 제조 장치를 사용한다. 이에 대해서 보다 구체적으로 설명하기로 한다.
본 발명에서 사용되는 구리 석출 제조 장치는 스테인레스강으로 제작되며, 제 1반웅기의 내주면 및 /또는 외주면은 섬유강화 플라스틱 [FRP] (800)으로 코팅되어 부식 방지를 막을 수 있다. 이러한 섬유강화 플라스틱 (800)은 고열에 견딜 수 있도 록 내열성 소재인 것이 바람직하다.
상기 구리 석출 제조 장치는 도 2에 도시된 바와 같이, 볼면체 형태의 형상 를 가지는데, 이 제 1반응기 ( 100)는 내부에 챔버가 형성되어 있다. 상기 챔버에는 원료들을 고르게 잘 흔합시키기 위한 교반기 ( 108)가 내장된다. 상기 교반기 (108)는 회전축 상에 장착된 회전날개 (960)를 구비하며, 반웅을 촉진시키기 위해 빠르게 회전하여 반웅기 내부의 반웅물을 신속하게 흔합시킨다. 이러한 교반기 (108)는 외부에서 도 2에 도시된바, 내부실린더 (600)는 동력전달 부 (700)부터 동력을 전달받게 되어 엔진 모터 (102)에 의해 구동될 수 있다. 상기 엔진 모터 (102)는 전기적인 힘으로 움직이므로 별도의 전력을 공급받게된다.
상기 제 1반웅기 (100)는 이중 구조로 이루어져 있으며 챔버에 원료를 투입할 수 있고, 발명물을 배출할 수 있는 출입구 (110), 철이 산성용액에 의해 산화될 때 발생 되는 가스를 배출하기 위한 가스 배출구 (120), 수득 물을 세척하는 세척수를 투입하기 위한 세척수 투입구 (130), 반웅기 (100)를 냉각시키기 위한 넁풍과 수득된 구리를 건조 시키기 위한 온풍을 투입하는 냉 온풍 투입구 (140) 및 냉 온풍 배출 구 (150), 반응액을 배출시키기 위한 반웅액 배출구 (160)가 형성된다. 상기 반웅액 배출구 (160)에는 거름망 (162)이 구비되어 반웅액을 배출시킬 때 석출된 구리가 배 출되는 것이 방지된다.
상기 가스 배출구 (120), 가스투입구 (128), 세척수 투입구 (130), 넁 은풍 투 입구 (140), 냉 온풍 배출구 (150), 냉 온풍기 (148), 및 반웅액 배출구 (160)에는 배 관 또는 호스가 착탈식으로 연결될 수 있다.
상기 가스 배출구 (120)에서 배출되는 가스는 별도의 가스는 활성탄이 내장된 중발가스처리장치를 통해 유해가스를 제거한 후, 가스압축넁동장치에 저장된 후, 소각시설이나 난방시설 등의 연료로 사용한다. 가스를 연료로 사용하지 않는 경우 에는 활성탄이 내장된 증발가스처리장치를 통해 유해성분이 제거된 후 배출되어 환 경오염을 줄이도록 한다. 그리고 상기 반웅액 배출구에서 배출되는 반웅액은 폐수 처리 조를 통해 중화 및 정화처리되어 배출된다. 이와 같은 처리를 위해 상기 가스 배출구 ( 120 )에 연결된 증발가스 제어장치를 구비할 수 있다.
한편, 상기 반웅기 ( 100)는 승강판 (200)에 설치되고, 이 승강판 (200)은 바 퀴 (310)가 구비된 기대 (300) 위에 놓이는데, 상기 승강판 (200)의 일측에는 승강 부 재 (400)가 설치되어 승강판 (200)의 일측이 기대 (300)에 대해 승강 된다. 따라서 승 강판 (200)이 기대 (300)에 대해 경사지게 되고, 이에 따라 제 1반웅기 ( 100)가 일 측 으로 기을어진다. 바람직하게는 승강판 (200)의 일축이 상향으로 들어 올려져서 경 사지게 되면 반웅기 ( 100)의 반웅액배출구 ( 160)가 형성된 부위가 하향으로 기울어지 도록 상기 승강 부재 (400)와 승강판 (200)의 결합위치가 조절된다. 본 실시 예에서 는 승강판 (200)의 승강 부재 (400)와 연결된 측에 대향되는 타측이 기대 (300)에 힌 지결합된 것으로 도시되었으나 승강판 (200)이 승강부재 (400)에 연결되어 기 대 (300)에 놓인 상태가 유지되기 때문에, 승강판 (200)의 기대 (300)에 필수적으로 힌지결합 될 필요는 없다.
도 3은 승강판 (200)이 기울여진 것을 보인 것인데, 승강판 (200)이 기울어져 서 제 1반웅기 ( 100)도 기을어지면 , 반웅액 배출구 ( 160)로 반응액을 배출시키기가 용 이하다. 상기 반웅액 배출구 (160)는 반웅시에는 뚜껑에 의해 밀폐된 구조를 가지 며, 이 뚜껑은 반웅액 배출시 제거된다. 상기 뚜껑은 밸브로 대체될 수도 있다. 한편, 기대 (300)의 일측에는 석출 장치의 작동을 제어 및 모니터링하기 위한 제어부 (500)가 구비된다. 본 실시 예에서는 기대 (300)에 바퀴 (310)가 구비되어있으며, 바퀴분리장 치 (920)가 되어있어 분리할 수 있다. 석출 장치가 이동식으로 구성된 것으로 도시 되었으나, 필요에 따라서는 고정식으로 구성될 수 있음은 당연하다. 또한, 본 실시 예에서는 승강 부재 (400)가 실린더 (미도시)로 이루어진 것으로 도시되었으나, 승강 부재 (400) 역시 공지된 다양한 구성으로 대체될 수 있음은 당연하다.
또한, 실린더는 2곳에 구성되어있다.
도 2. 도 3.에 도시된바, 한곳은 실린더 (미도시)는 승강부재 (400)도시된바, 다른 한곳은 내부 실린더 (600)는 교반기 ( 108) 회전에 사용되는 동력전달부 (700)에 연결되어 있는 것으로 구성되어 있다.
【발명의 실시를 위한 형태】
이하에서 실시 예를 들어 본 발명을 보다 구체적으로 설명한다.
[실시예 1 J
반웅기에 10% 황산 50ml 및 10% 염산 50m I를 가하고, 철 가루 45g을 투입한 후 상온에서 48시간 동안 반웅시켜 철 가루를 산화시켰다. 산화 반웅이 종료된 후, 산화된 철 가루만 반웅기 내에 잔류하도록 하였다.
상기 황산구리 5 수화물 22.5g (구리함량. 5.71g)을 증류수 100m l에 용해 시 켜 투입하였다. 이어서 반웅기에서 48시간 동안 변성 반웅을 수행하고, 반응이 종 료되면 반웅액 및 불순물을 반웅액 배출구를 통해 여과하여 제거하고, 다시 1% 황 산구리수용액 200ml (구리함량 100ml당 0.31gᅳ 합계 0.62g)를 투입하여, 1시간 동 안 더 반응시킨 다음, 2차 반웅액과 불순물을 같은 방법으로 제거하였다. 이와 같 은 구리 변성 공정은 발열반웅에 해당하여 다량의 열이 발생하므로 별도의 가열 공 정은 수행하지 않았다.
이어서 반웅기 내의 반웅 결과물인 산성구리를 탄산나트륨 수용액으로 중화 시킨 다음, 세척하였으며, 온풍을 가함으로써 80°c~i(xrc에서 건조 시켰다. 수득 된 구리의 순도를 한국화학융합시험연구원에 의뢰하여 확인한 결과 96. 1%이다. 상기 변성된 구리의 순도는 96. 1% 을 알 수 있다.
철 원소가 구리 원소로 변성되었음을 확인되었다.
[실시예 2]
상기 제 1반웅기에 20% 염산용액을 투입하고, 철 가루 45g 투입한 후에 촉진 제인 산소수 (용종량 0.001%~0.01¾ / Li ter )를 첨가한 후에 교반기를 회전시켜 3 °C~25°C 상온에서 3시간 동안 반웅시켜 철 가루를 산화철을 생성시켰다.
상기 철 산화 반웅이 종료된 후, 상기 산화철이 내장된 제 1반웅기에 염화구 리 용액 (구리 함량 7.3g)을 투입하여 반웅시킨 후, 상기 제 1반옹기에 수소수 (용종 량 0.001%~0. 01% / Li ter )를 첨가한 후ᅵ 상기 제 1반웅기를 2시간 동안 교반기를 회 전시켜 변성 반웅을 수행하고, 반웅이 종료되면 반웅액 및 불순물을 반웅액 배출구 를 통해 여과하여 제거하였다. 이와 같은 구리 변성 공정은 기포를 발생하면서 발 열 반응을 하므로 다량의 열이 발생하기 때문에 별도의 가열 공정은 수행 하지 않 았다
상기 제 1반웅기의 반웅이 종료되면, 냉풍을 투입시켜 냉각시킨 후, 상기 제 1반웅기 교반기를 회전시켜 발명 물, 즉 결과물인 염화구리를 탄산나 트륨 수용액으로 중화시킨 불순물을 반웅물 배출구로 배출시키고, 상기 제 1반웅기 의 교반기를 회전시켜 세척수를 투입하여 세척하고 세척물을 배출시키고, 상기 제 1 반웅기의 결과물인 구리를 온풍으로 8(rc~iocrc '에서 건조 시켰다
[도 5] 도시된 바와 같이 철이 구리로 변성시키는 발명을 달성하였다.
상기 실시 예 2에서는 철을산화시키는 과정에서 산성용액에 촉진제인 산소수 를 첨가함에 따라 산소에 의해 철의 산화가 가속화되어 철의 산화반웅이 신속하게 이루어지므로 시간이 많이 단축되었다.
상기 산화철이 내장된 제 1반웅기에 산성구리용액을 투입한 후, 상기 제 1반웅 기에 촉진제인 수소수를 첨가하여 2시간 변성반웅을 수행하였다. 실시 예 1보다 시 간이 많이 단축됨을 알수있다.
실시 예 2에서는 실험 실시라 소량이므로 산소수, 수소수를 사용하였다.
대량 생산 일 때에는 산소가스, 수소가스를 직접 제 1반응기에 반웅물에 호스 로 첨가 할수있다.
또한, 실시 예 2는 수소수를사용함에 따라 철의 변성반웅이 가속화된다.
【산업이용 가능성】
[0121] 본 발명은 구리를 수입하는 나라로 구리는 산업 전반에 걸쳐 공예, 전기, 건축, 영양소 미네랄 제조에 이용한다. 값이 저렴한 철로 값이 비싼 구리를 제조하므로 산업이용 가능성이 크므로 매우 유용한 발명이다.
【도면의 간단한 설명】
100; 제 1 반옹기 . 102 ; 엔진 모터 . 102; 교반기 . 110; 출입구.
120 ; 가스배출구. 128; 가스투입구.
130; 세척수 투입구. 140; 냉 온풍투입구,
148; 냉 온풍기 . 160; 반웅액 배출구.
162; 거름망. 200; 승강판.
300; 기대. 310 ; 바퀴 .
400; 승강 부재 . 500; 제어부.
600; 내부실린더. 700; 동력 전달부.
800; 섬유강화 프라스틱 (FRP) 920 ; 바퀴 분리장치 .
960; 교반기 날개.

Claims

【청구범위】 【청구항 1】 철 변성에 의한 구리 석출 방법에 있어서,
[단계 1] 철이 투입된 제 1반웅기에 염산, 황산, 질산, 초산, 붕산, 인산, 아 세트산, 폐수, 군중 선택된 1종 이상인 상기 산성용액 투입단계,'
상기 제 1반옹기에 산소가스 산소수 군중 선택된 1종을 첨가하여 교반기를 회 전시켜 산화 촉진 단계 ; ,
상기 제 1 반웅기의 철이 산성용액에 반웅할 때 발생하는 발생 가스를 가스 배출구로 배출하는 단계;
[단계 2] 상기 산화철 (FeO)가 내장된 제 1 반웅기에 구리가 함유된 염화구리 용액, 황산구리용액, 질산구리용액, 초산구리용액, 붕산구리용액, 인산구리용액, 아세트산구리용액, 구리가 함유한 폐수, 군중 선택된 1종 이상인 것을 투입 단계;
상기 제 1반웅기에 수소가스, 수소수 군중 선택된 1종을 첨가하여 교반기를 회전시켜 변성 촉진 단계;
상기 제 1 반웅기의 철을 변성시키는 단계에서 발생하는 열을 냉풍을 투입시 켜 제 1 반웅기의 교반기를 회전시켜 냉각시키는 단계;
[단계 3ᅵ 상기 제 1 반웅기에 탄산나트륨, 탄산칼륨, 계면활성제 군중 선택된 1종을 투입시켜 교반기를 회전시켜 중화시킨 후, '반웅물을 제거하고, 상기 수득물 인 구리만 남기는 단계;
상기 제 1 반웅기에 세척수를 투입시켜, 상기 교반기를 회전시켜 수득물인 구리 세척한 후, 세척물을 제거하고, 상기 제 1반웅기에 수득물인 구리만 남기는 단 계;
상기 제 1 반웅기에 온풍을 투입시켜, 교반기를 회전시켜 결과물인 구리를 건조 시키는 단계;
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 철 변성에 의한 구리 석출 방법ᅳ
【청구항 2】
상기 제 1항에 있어서,
상기 제 1반웅기에 투입된 철 100 중량부 %에 대하여 구리이온은 1~40 중량 ¾; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 철 변성에 의한 구리 석출 방법.
【청구항 3】
상기 제 1항에 있어서,
상기 제 1반웅기에 투입된 산소는 0.001% / Li ter 02 이상,
수소는 0.001% H2 이상;
를 더 포함하는 특징으로 하는, 철 변성에 의한 구리 석출 방법 .
【청구항 4】
제 1항에있어서
상기 반웅 온도는 o°c~ioo°c ;를 포함하는 것을 특징으로 철 변성에 의한 구리 석출 방법.
【청구항 5】 구리 석출 제조 장치에 있어서 도 2에 도시된 바와 같이, 철을 산성용액에 산화 반웅시켜 상기 산화철 (FeO) 을 산성구리 이온용액 투입하여 철을 변성시키는 제 1반웅기 (100);
내부 쳄버에 원료를 철, 구리이온, 산성용액을 투입하는 투입구 및 발명물 인 구리를 배출할 수 있는 배출구인 출입구 (110);
산화반웅, 변성반응을 촉진 시키기 위한 산소가스 수소가스 가스투입 구 (128);
상기 산화반웅 및 변성반웅에서 발생 되는 가스를 배출시키는 가스배출 구 (120);
내부 쳄버로 결과물을 중화시킨 중화물을 세척할 수 있는 세척수 투입 구 (130);
반웅물과 세척물을 배출시키는 반웅액배출구 (160);
내부 쳄버로 냉풍 온풍을 공급하는 냉은풍 투입구 (140); 및 냉온풍 배출 구 (150);
상기 ¾버에는 엔진 모터 (102)에 의해 회전하는 교반기 (108) 및 교반기 날 개 (960);
제 1반웅기가 장착되는 승강판 (200);
상기 승강판 (200)이 설치되는 기대 (300);
상기 승강판 (2000의 일측과 기대 (300) 사이에 설치되어있어 승강판 (200)의 일측을 상하로 승강시키는 승강부재 (400);
승강판 (200)의 일측이 승강됨에 따라 제 1반옹기가 하향으로 기울어지는 반응 액 배출구 ( 160) ;
기대 (300)의 일축에는 석출 장치의 작동 및 일체를 모니터링하기 위한 제어 부 (500) ;
기대 (300)에 바퀴 (310)가 구비되어있어 이동할 수 있으며,구리석출제조장치 를 분리시켜 고정시킬수있는 바퀴 분리장치 (920) ;
상기 모든 프로그램을 실행할 수 있는 제어부 (500) ;
상기 제 1반웅기는 스텐인레스강으로 제조되며,
상기 제 1반웅기는 내주면은 쳄버로 구성되며, 외주면 또는 이들 모두가 섬유 강화프라스틱 FRP(800)으로 코팅되는 것으로 구성되는 것을 더 포함하는 것을 특징 으로 하는 구리 석출 제조장치 .
【청 ^항 6 【】
상기 제 4항에 있어서,
상기 구리 석출 제조장치 제 1반웅기 외부, 내부 형태는 볼면체, 정사면체,직 사면체, 팔면체, 구면처 I, 십면체 십일면체, 십이면체, 십삼면체,십사면체, 십오면 체 십육면체 십칠면체,십팔면체, 십구면체, 이십면체,군증 선택된 1종 이상인 것을 더 포함하는 것을 특징으로하는 구리 석출 제조장치.
【청구항 7】
상기 제 5항에 있어서,
상기 승강판의 일측됨에따라 제 1반웅기 ( 100)가 하향으로 기울어지는 제 1반웅기는 지면으로부터 5° -180° 경사도를 포함하는것을 특징으로 하는 구리석출제조장치
【청구항 8】
제 1반웅기에서 산화반웅 및 변성반웅시 발생하는 가스를 가스배출구 ( 120)로부터 배 출되는 가스를 제어하는 증발장치;
상기 가스를 제어한 가스를 가스압축 내동장치;
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 구리 석출 제조장치
【청구항 9】
구리 석출 제조장치를 이용하여 사용되는 철은 입경 0.001隱~10麵; 를 포함하는 철변성에의한 구리석출방법.
PCT/KR2017/006733 2016-06-24 2017-06-26 철 변성에 의한 구리 석출 방법 및 이에 사용되는 구리 석출 제조장치 WO2017222357A2 (ko)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201780051947.7A CN109642267A (zh) 2016-06-24 2017-06-26 基于铁改性的铜析出方法及其方法中使用的铜析出制造装置
US16/312,069 US20200377968A1 (en) 2016-06-24 2017-06-26 Copper precipitation method by iron modification and copper precipitation and preparation apparatus used therefor

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR10-2016-0079558 2016-06-24
KR1020160079558A KR20170091488A (ko) 2016-02-01 2016-06-24 신규한 구리 석출방법
KR1020170059546A KR20180001441A (ko) 2016-06-24 2017-05-12 구리 석출 방법 및 이에 사용되는 구리 석출 제조장치
KR10-2017-0059546 2017-05-12

Publications (2)

Publication Number Publication Date
WO2017222357A2 true WO2017222357A2 (ko) 2017-12-28
WO2017222357A3 WO2017222357A3 (ko) 2018-02-15

Family

ID=60783930

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/KR2017/006733 WO2017222357A2 (ko) 2016-06-24 2017-06-26 철 변성에 의한 구리 석출 방법 및 이에 사용되는 구리 석출 제조장치

Country Status (4)

Country Link
US (1) US20200377968A1 (ko)
KR (1) KR20180001441A (ko)
CN (1) CN109642267A (ko)
WO (1) WO2017222357A2 (ko)

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR0141265B1 (ko) * 1995-06-26 1998-06-01 우덕창 고강도 알파-반수 석고의 제조 장치
KR970001572A (ko) * 1995-06-28 1997-01-24 허용태 철의 변성에 의한 동 제조방법
KR20080073038A (ko) * 2007-02-05 2008-08-08 주식회사 태원 인쇄회로기판 제조시 발생하는 폐수를 처리하는 과정 중발생된 슬러지내의 구리를 회수하는 방법
KR20110024849A (ko) * 2009-09-03 2011-03-09 윤인규 염소 또는 염화 제1철과 염산을 혼합용액을 이용하여 순 철 또는 산화철을 변성시켜 염화 동을 제조하는 방법
JP2012201903A (ja) * 2011-03-23 2012-10-22 Metal Earth:Kk 銅の製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
US20200377968A1 (en) 2020-12-03
CN109642267A (zh) 2019-04-16
KR20180001441A (ko) 2018-01-04
WO2017222357A3 (ko) 2018-02-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Li et al. A green and effective room-temperature recycling process of LiFePO4 cathode materials for lithium-ion batteries
Yan et al. Ultrasonic-assisted leaching of valuable metals from spent lithium-ion batteries using organic additives
Li et al. Economical recycling process for spent lithium-ion batteries and macro-and micro-scale mechanistic study
Li et al. Succinic acid-based leaching system: A sustainable process for recovery of valuable metals from spent Li-ion batteries
CN105063349B (zh) 从熔炼合金中浸出铜钴镍的方法
Liu et al. Recovery and separation of rare earths and boron from spent Nd-Fe-B magnets
WO2018036568A1 (zh) 用磷酸铁锂电池废料制取碳酸锂的方法及由该方法制得的碳酸锂
Wang et al. Converting spent lithium cobalt oxide battery cathode materials into high-value products via a mechanochemical extraction and thermal reduction route
CN102125853B (zh) 可见光响应的纳米铁酸锌-石墨烯复合光催化剂及其制备方法
CN104131160B (zh) 一种难浸金矿超声强化浸出的方法及超声强化浸金搅拌器
CN102689921A (zh) 用于铅酸蓄电池回收和制造的Pb氧化物纳米粉体的制法
CN102689923B (zh) 铅酸蓄电池PbO纳米粉体的制备方法
CN102011008A (zh) 一种从废旧印刷线路板中制备高纯氧化铜超细粉体的方法
CN105032353A (zh) 一种改性活性炭的制备方法及改性活性炭的应用
Ma et al. Reaction mechanism of antibiotic bacteria residues as a green reductant for highly efficient recycling of spent lithium-ion batteries
CN102649589A (zh) 一种丝蛋白调控的α型三氧化二铁纳米材料及其制备方法
CN105384192A (zh) 一种一维纳米棒自组装成花型的三维Nb2O5的制备方法
Liu et al. A facile new process for the efficient conversion of spent LiFePO4 batteries via (NH4) 2S2O8-assisted mechanochemical activation coupled with water leaching
Zhang et al. Recovery of rare earth metals and synthesis of Ni0. 6Co0. 2Mn0. 2 (OH) 2 from spent asymmetric-capacitance power batteries
Meng et al. Effective recovery of rare earth from (bio) leaching solution through precipitation of rare earth-citrate complex
Chen et al. Hydrometallurgical processes for valuable metals recycling from spent lithium-ion batteries
Cai et al. Eco-friendly organic acid-assisted mechanochemical process for metal extraction from spent lithium-ion batteries
CN113871744B (zh) 一种回收废弃锂离子电池正极活性材料的方法
Yang et al. Electric field-assisted leaching of valuable metals from spent lithium-ion batteries in a mixture of acetic acid and ascorbic acid
WO2017222357A2 (ko) 철 변성에 의한 구리 석출 방법 및 이에 사용되는 구리 석출 제조장치

Legal Events

Date Code Title Description
DPE1 Request for preliminary examination filed after expiration of 19th month from priority date (pct application filed from 20040101)
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 17815769

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A2

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 17815769

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A2