KR101043398B1 - 아연 정광을 이용한 구리 회수 방법 및 구리 전해액 제조 방법 - Google Patents

아연 정광을 이용한 구리 회수 방법 및 구리 전해액 제조 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 구리 회수 방법은, 구리를 포함하는 침전 원액에 아연 정광을 투입하여 제1침전물을 생성하는 침전 단계 및 구리를 포함하는 정제 원액에 상기 제1침전물을 투입하여 제2침전물을 생성하는 정제 단계를 포함할 수 있다.
아연 정광, 구리, 전해액

Description

아연 정광을 이용한 구리 회수 방법 및 구리 전해액 제조 방법{A method for Recovery of copper and manufacturing method for copper electrolyte using Zinc concentrate}
본 발명은 구리 회수 방법으로, 더 상세하게는 아연 정광을 이용한 구리 회수 방법 및 구리 전해액 제조 방법에 관한 것이다.
구리(Cu)는 전성, 연성 및 가공성이 뛰어날 뿐만 아니라 전기 전도성이 은(Ag) 다음으로 우수하므로 구리판, 각종 전기전자제품, 합금재료, 기계부품, 건축재 등 거의 모든 분야에서 광범위하게 활용된다. 구리는 알루미늄, 아연 등과 함께 비철금속재료 중 가장 중요한 금속 중의 하나로 전기 및 열 전도도가 우수하고, 가공이 용이하며, 화학적 저항력이 커서 부식이 잘 되지 않으며, 아연(Zn), 주석(Sn), 니켈(Ni) 등과 용이하게 합금을 형성하여 전기공업, 황동, 청동, 기계부품, 건축, 화폐 등 산업 전반에 걸쳐 널리 사용되고 있다.
동정광에서 동을 고순도 금속으로 회수하는 방법은 크게 건식제련법과 습식제련법으로 대별할 수 있다. 건식제련법으로는 자용로 공법, 미츠비시 연속공법, 반사로 공법 등이 있으며 황화광 상태의 동정광을 용련(smelting)을 거쳐 동 매 트(Cu matte)를 형성한 후, 전로에서 조동(blister copper)를 만든 후에 최종적으로 전해정련를 통해 고순도 동을 생산하는 방법으로 대부분의 제련소에서 도입하고 있는 방법이다.
습식제련법으로는 용매추출-전해채취(Solvent Extraction-Electro-Winning, SX-EW) 공법, 박테리아 침출법 등을 들 수 있으며 SX-EW 공법이 가장 널리 이용된다. SX-EW 공법에서는 산화광 또는 저품위 황화광에 포함된 동을 황산으로 침출한 뒤 용매추출을 통해 동을 분리/농축하여 최종적으로 전해채취를 통해 금속 상태의 동을 회수한다.
본 발명은 아연 정광을 사용하는 구리 회수 방법을 제공하기 위한 것이다. 또한 구리 회수 단계에서 구리의 회수와 동시에 아연 정광에 포함된 아연을 침출할 수 있는 더블 타겟 프로세스 (Double target process)를 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 구리 회수 방법은, 구리를 포함하는 침전 원액에 아연 정광을 투입하여 제1침전물을 생성하는 침전 단계 및 구리를 포함하는 정제 원액에 상기 제1침전물을 투입하여 제2침전물을 생성하는 정제 단계를 포함할 수 있다.
상기 침전 단계에서 상기 아연 정광을 상기 구리의 함량 대비 1.5 당량 이상 2.0 당량 이하로 투입할 수 있다. 또한, 상기 아연 정광은 평균 입도가 1㎛보다 크 고 10㎛ 이하일 수 있다. 한편, 상기 침전 단계를 6시간 이상 10시간 이내에서 수행하거나 75℃ 이상 100℃ 이하에서 수행할 수 있다.
상기 정제 단계에서, 상기 정제 원액 1L 당 상기 제1침전물을 50g 이상 100g 이하로 투입할 수 있다. 또한, 상기 정제 단계를 4시간 이상 8시간 이내에서 수행할 수 있다.
상기 침전 원액은 철을 포함하고, 상기 철의 40% 이상은 3가 철일 수 있다.
상기 침전 단계 전에 상기 아연 정광을 분쇄하는 분쇄 단계를 더 포함할 수도 있다.
상기 침전 단계에서 침전 여액을 생성하고, 상기 정제 단계에서 상기 침전 여액을 상기 정제 원액으로 사용할 수 있다. 한편, 상기 정제 단계에서 정제 여액을 생성하고, 상기 침전 단계에서 상기 정제 여액을 상기 침전 원액으로 사용할 수도 있다.
상기 정제 단계 후에 상기 정제 여액 중 황산제1철을 황산제2철로 산화하는 산화 단계를 더 포함하고, 상기 산화 단계를 거친 상기 정제 여액을 상기 침전 원액으로 사용할 수 있다.
상기 산화 단계를 60℃ 이상 80℃ 이하에서 수행할 수 있다. 또한, 상기 산화 단계에서, 4시간 이내에서 상기 정제 여액에 산소를 공급할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 구리 전해액 제조 방법은, 구리를 포함하는 침전 원액에 아연 정광을 투입하여 제1침전물을 생성하는 침전 단계, 구리를 포함하는 정제 원액에 상기 제1침전물을 투입하여 제2침전물을 생성하는 정제 단계 및 용 해 원액에 상기 제2침전물을 투입하여 용해하는 용해 단계를 포함할 수 있다.
상기 용해 단계에서 상기 제2침전물을 상기 용해 원액 1L 당 100g 이상 200g 이하로 투입할 수 있다. 또한, 상기 용해 단계를 80℃ 이상 100℃ 이하에서 수행하거나 12시간 이상 16시간 이내에서 수행할 수 있다.
상기 용해 원액은 구리 전해 미액일 수 있다.
상기 용해 단계 전에, 상기 용해 원액을 80℃ 이상 100℃ 이하로 가열하는 가열 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 의하면, 아연 정광을 사용함으로써 구리 회수 공정을 단순화할 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 구리 회수 공정에 용해 단계를 추가함으로써 구리 전해액을 제조할 수도 있다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고하여, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서, 설명과 관계없는 부분은 도면에서 생략하였으며 명세서 전체에서 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
도1은 본 발명의 일 실시예에 따른 구리 회수 방법을 나타내는 공정도이다.
도1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 구리 회수 방법은 침전 단계 및 정제 단계를 포함한다.
침전 단계(S100)는 구리를 포함하는 침전 원액에 아연 정광(zinc concentrate)을 투입하여 제1침전물과 침전 여액을 생성하는 단계이다. 침전 단계 전에 아연 정광을 분쇄한 후 침전 원액에 투입할 수도 있다.
정제 단계(S200)에서 생성된 정제 여액을 산화 단계를 거쳐 침전 원액으로 사용하며, 침전 원액은 구리(Cu) 외에 철(Fe), 아연(Zn) 및 기타 불순물을 포함할 수 있다.
아연 정광의 주성분은 황화아연(ZnS)이고, 평균 입도가 1㎛보다 크고 10㎛ 이하이다. 침전 원액에 포함된 구리의 함량 대비 1.5 당량 이상 2.0 당량 이하로 아연 정광을 침전 원액에 투입한다. 아연 정광 투입량이 1.5 당량 미만이면 구리 회수율이 너무 낮아진다. 아연 정광 투입량이 2.0 당량을 넘으면 구리 회수율은 거의 100%에 달할 수 있으나, 반응하지 않고 제1침전물에 남는 미반응 아연 정광이 많이 포함되어 아연 함량이 증가한다. 침전단계에서 투입한 아연정광은 상압조건에서 침전원액에 포함된 구리와 반응하여 황산아연으로 침출된다. 침전단계에서 발생한 침전여액은 아연 정광의 상압 침출 여액과 같은 조성을 갖는 용액으로써 일련의 정제공정을 거쳐 고순도 아연을 제조하는데 사용할 수 있다.
침전 단계에서 일어나는 반응은 화학식1로 표현될 수 있다.
반응식1: ZnS + Fe2(SO4)3 → ZnSO4 + S + 2FeSO4
반응식2: CuSO4 + S + 2FeSO4 → CuS + Fe2(SO4)3
반응식3: CuSO4 + ZnS → CuS + ZnSO4
반응식1은 아연 정광에 포함된 황화아연(ZnS)이 황산제2철(Fe2(SO4)3)과 반응하는 것을 나타낸다. 이 반응의 결과 황산제2철(Fe2(SO4)3)은 황산제1철(FeSO4)이 되고 황산아연(ZnSO4)과 황(S)이 생성된다.
반응식2는 반응식1에서 생성된 황(S)이 황산구리(CuSO4) 및 황산제1철(FeSO4)과 반응하는 것을 나타낸다. 이 반응의 결과 황산제1철(FeSO4)은 황산제2철(Fe2(SO4)3)이 되고 황화구리(CuS)가 생성된다.
반응식1과 반응식2는 동시에 진행되는 두 반응을 각각 나타낸 것이며, 두 반응식은 반응식3으로 요약된다. 다만, 아연 정광이 황산제2철에 의해 분해되는 반응이 개시 반응이며, 이는 반응식1로 나타난다. 이 개시 반응이 일어나려면, 3가철(Fe(III))의 함량이 구리 함량에 대한 질량 비로 0.2 배 이상은 있어야 한다.
침전 단계는 75℃ 이상 100℃ 이하에서 6시간 이상 10시간 이내로 수행할 수 있다. 반응 온도가 75℃ 미만이면 구리 회수율이 너무 낮아지고 100℃를 넘으면 비용이 너무 많이 소요된다. 또한, 반응 시간이 6시간 미만이면 구리 회수율이 너무 낮아지고 12시간을 넘으면 비용이 너무 많이 소요된다.
제1침전물의 주성분은 황화구리(CuS)이다. 침전 단계에서 반응하지 않은 아연 정광이 제1침전물에 포함될 수도 있다.
정제 단계(S200)는 구리를 포함하는 정제 원액에 제1침전물을 투입하여 제2침전물과 정제 여액을 생성하는 단계이다.
정제 원액 1L 당 제1침전물을 50g 이상 100g 이하로 투입할 수 있다. 제1침전물 투입량이 50g 미만이면 침전단계에서 발생한 제1침전물을 전량 처리하기 위하여 대용량의 정제설비 및 침전 설비가 필요하므로 설비의 투자비용 및 운영비용이 많이 소요되는 문제가 있다. 제1침전물 투입량이 100g을 넘으면 제2침전물에 아연이 많이 포함되어 추후 용해 단계에서 용해 여액 중 아연 함량이 많아질 수 있다.
정제 단계는 4시간 이상 8시간 이내로 수행될 수 있다. 반응 시간이 4시간 미만이면 반응이 충분히 일어나지 않아 제2침전물 중 아연 함량이 많아진다. 반응 시간이 8시간을 넘으면 필요 이상의 체류시간으로 운영 유지비용이 많이 소요되는 문제가 있다.
이 단계에서는 제1침전물에 포함된 황화아연을 정제 원액과 반응하게 함으로써 미반응 아연정광을 용해하여 제1침전물로부터 제거할 수 있다. 정제 원액으로는 구리 정광(copper concentrate)의 습식 침출 여액이 황산제2철과 황산을 포함하고 있어 화학식1의 반응식1에 의한 미반응 아연 정광을 제1침전물로부터 용해 제거할 수 있으므로 정제원액으로 사용할 수 있다.
또한, 화학식2를 참조하면, 묽은 황산을 정제 원액으로 사용하여 황화아연을 제거할 수도 있다. 이 경우 유독성 기체인 황화수소(H2S)가 발생하며, 이를 제거하려면 스크러버 등 별도의 장비를 설치해야 한다. 환경에도 해롭고 비용도 많이 소 요되므로 묽은 황산을 정제 원액으로 사용하는 것은 바람직하지 않다.
ZnS + H2SO4 → ZnSO4 + H2S
제2침전물의 주 성분은 황화구리(CuS)이다. 즉 침전 단계와 정제 단계를 거쳐 구리는 황화구리 형태로 회수된다. 이 황화구리에서 구리는 35% 이상 55% 이하이고 황은 25% 이상 40% 이하일 수 있다. 제2침전물은 미세한 분말일 수 있는데, 평균 입도가 1㎛ 이상 3㎛ 이하이고 최대 입도는 10㎛일 수 있다.
침전 단계에서 투입하는 아연 정광에 철이 5% 미만으로 포함된 경우 제2침전물에는 철이 3% 이하로 포함될 수 있다.
정제 단계에서는 제2침전물과 함께 정제 여액도 생성된다. 정제 여액에는 구리가 20g/L 이상 30g/L 이하로 포함될 수 있으므로 정제 여액을 침전 단계에서 침전 원액으로 사용하면 구리를 회수할 수 있다.
앞서 언급했듯이, 침전 원액 중 철의 40% 이상이 황산제2철로 존재해야 하므로, 정제 여액을 그대로 침전 원액으로 사용하기는 어렵다. 별도의 산화 단계를 거쳐, 정제 여액 중 황산제1철을 산화함으로써 황산제2철의 함량을 늘려야 한다.
산화 단계에서는 정제 여액에 산소를 투입함으로써 황산제1철을 황산제2철로 산화한다. 이 단계는 60℃ 이상 80℃ 이하에서 4시간 이내로 수행될 수 있다. 온도가 60℃ 미만이면 산화 효율이 너무 낮다. 온도가 80℃를 넘으면 에너지 비용이 증가한다. 또한 침전단계의 반응 온도가 증가하므로 침전단계의 반응온도를 조절하기 위해서 별도의 열교환기와 같은 냉각설비가 필요한 문제가 있다.
이 산화 단계를 거친 정제 여액을 침전 단계에서 침전 원액으로 사용할 수 있다.
도2는 본 발명의 일 실시예에 따른 구리 전해액 제조 방법을 나타내는 공정도이다.
도2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 구리 전해액 제조 방법은 침전 단계, 정제 단계 및 용해 단계를 포함한다.
침전 단계(S300)와 정제 단계(S400)은 구리 회수 방법에서 설명한 것과 동일하므로 그에 관한 설명은 생략한다.
용해 단계(S500)는 용해 원액에 제2침전물을 투입하여 용해함으로써 용해 여액을 생성하는 단계이다.
용해 원액으로는 구리 전해 미액이 사용될 수 있고 용해 여액은 구리 전해액으로 사용될 수 있다. 예를 들어 구리 전해 미액은 구리, 철, 아연 및 황산을 포함할 수 있다. 이 경우 구리는 35g/L 내지 45g/L, 철은 4g/L 내지 10g/L, 아연은 15g/L 내지 45g/L, 황산은 160g/L 내지 200g/L일 수 있다.
용해 원액을 80℃ 이상 100℃ 이하로 미리 가열한 후 제2침전물을 투입할 수 있다.
제2침전물은 정제 단계(S400)에서 생성된 것이다. 제2침전물을 용해 원액 1L 당 100g 이상 200g 이하로 투입할 수 있다.
제2침전물의 양이 100g 미만이면 용해 여액 중 구리 농도가 84.6g/L 미만으 로 낮아지는 반면 제2침전물에 포함돼 있던 철이 용해 여액으로 많이 용해되어 철 함량이 높아지는 문제가 있다.
제2침전물의 양이 200g을 넘으면 용해 여액 중 구리 농도가 130g/L 이상이 되어 용해 여액이 과포화할 수 있다. 이렇게 과포화한 용해 여액을 전해조로 이송하는 과정에서 황화구리 결정이 석출하여 구리가 손실되거나 배관이 막히는 문제가 발생할 수 있다.
용해 단계에서 일어나는 반응은 화학식3으로 나타낼 수 있다.
반응식4: CuS + Fe2(SO4)3 → CuSO4 + S + 2FeSO4
반응식5: 4FeSO4 + 2H2SO4 + O2 → 2Fe(SO4)3 + 2H2O
반응식6: CuS + H2SO4 + 0.5O2 → CuSO4 + S + H2O
여기서, 반응식4는 제2침전물에 포함된 황화구리(CuS)가 황산제2철(Fe2(SO4)3)과 반응하는 것을 나타낸다. 이 반응의 결과 황산제2철(Fe2(SO4)3)은 황산제1철(FeSO4)이 되고 황산구리(CuSO4)와 황(S)이 생성된다.
반응식5는 반응식4에서 생성된 황산제1철(FeSO4)이 황산과 산소와 반응하여황산제2철로 산화되는 것을 나타낸다. 이 반응의 결과 황산제1철(FeSO4)은 황산제2철(Fe2(SO4)3)이 된다.
반응식4와 반응식5는 동시에 진행되는 두 반응을 각각 나타낸 것이며, 두 반응 식은 반응식6으로 요약된다.
용해 단계는 80℃ 이상 100℃ 이하에서 12시간 이상 16시간 이내로 수행될 수 있다.
온도가 80℃ 미만이면 반응 시간을 길게 해야 하므로 에너지가 많이 소비되고 비용이 증가한다. 온도가 100℃를 넘으면 고온고압 상태를 견딜 수 있는 재질로 반응조를 만들어야 하므로 역시 비용이 증가한다.
반응 시간이 12시간 미만이면 반응이 충분히 일어나지 않으므로 용해 여액으로 용해되는 구리가 적다. 반응 시간이 16시간을 넘으면 용해되는 구리는 많으나 비용이 많이 소요된다.
용해 단계가 끝나면 용해 여액과 용해 잔사를 분리한다. 용해 여액을 구리 전해액으로 사용할 수 있다. 용해 잔사는 황산납 1% 이상 15% 이하, 황 40% 내지 70%, 구리 0.5% 미만 및 유가 금속을 소량 포함할 수 있다.
실험예1
구리 30g/L, 2가철 20g/L 및 황산 50g/L를 포함하는 정제 여액 2L를 3L의 반응기에 넣고 반응 온도까지 가열한 후 산소를 투입하였다. 습식적정법으로 황산제2철의 함량을 정량 분석함으로써 황산제1철의 산화율을 계산하였다. 실험 조건과 결과는 아래 표1과 같다.
　 반응 온도
(℃)		 산소량
(NL/min)		 반응시간 별 황산제1철의 산화율 (%)
0시간 0.25시간 0.5시간 1시간 2시간 4시간
실시예1 60 5 0 10.8 22.3 40.8 52.5 58.2
실시예2 70 5 0 13.2 26.0 43.6 54.9 61.9
실시예3 80 5 0 14.8 28.5 46.4 57.3 64.4
비교예1 40 5 0 2.1 4.3 7.9 14.1 17.7
비교예2 50 5 0 5.4 9.9 16.1 21.3 23.9
비교예3 90 5 0 14.9 28.8 46.7 57.5 65.2
실시예1 ~3의 실험 결과
실시예1에서 4시간 경과 후 황산제1철의 산화율은 58.2%로 나타났다.
실시예2에서 4시간 경과 후 황산제1철의 산화율은 61.9%로 나타났다.
실시예3에서 4시간 경과 후 황산제1철의 산화율은 64.4%로 나타났다.
비교예1 ~3의 실험 결과
비교예1에서 4시간 경과 후 황산제1철의 산화율은 17.7%로 나타났다.
비교예2에서 4시간 경과 후 황산제1철의 산화율은 23.9%로 나타났다.
비교예3에서 4시간 경과 후 황산제1철의 산화율은 65.2%으로 실시예3의 64.4%보다 높다. 다만, 비교예3의 반응 온도는 90℃로 실시예3의 80℃보다 높다. 이렇게 반응 온도가 높으면, 산화 단계에서 산화된 정제여액을 침전단계로 보내기 전에 열교환기와 같은 별도의 냉각 설비를 사용하여 정제여액의 온도를 낮춰야 한다. 이 경우 비용이 많이 소요되므로 바람직하지 않다.
실험예2
실시예4
구리 30g/L, 2가철 20g/L 및 황산 50g/L를 포함하는 정제 여액 2L를 3L의 반응기에 넣고 60℃에서 산소를 1시간 동안 투입하였다. 이후 정제 여액을 80℃까지 가열하였다. 구리 0.2wt%, 아연 58.1wt%, 철 1.5wt%, 황 33.0wt%를 포함하고 평균 입도 및 최대 입도가 각각 3㎛ 및 10㎛인 아연 정광 1.5 당량을 정제 여액에 투입하여 8시간 동안 반응하게 했다. 생성된 침전 여액을 여과하여 구리 회수율을 조사하였다. 원자흡수분광광도법으로 제1침전물과 침전 여액 중 구리, 아연 및 철의 함량을 정량 분석하였다.
실시예5
아연 정광을 1.7 당량 투입하는 것을 제외하고는 실시예4와 동일한 방법으로 실험하였다.
실시예6
아연 정광을 2.0 당량 투입하는 것을 제외하고는 실시예4와 동일한 방법으로 실험하였다.
실시예7
반응 온도를 75℃로 한 것을 제외하고는 실시예6과 동일한 방법으로 실험하였다.
실시예8
반응 온도를 85℃로 한 것을 제외하고는 실시예6과 동일한 방법으로 실험하였다.
실시예9
반응 온도를 90℃로 한 것을 제외하고는 실시예6과 동일한 방법으로 실험하였다.
실시예10
반응 온도를 95℃로 한 것을 제외하고는 실시예6과 동일한 방법으로 실험하였다.
실시예11
반응 온도를 100℃로 한 것을 제외하고는 실시예6과 동일한 방법으로 실험하였다.
실시예12
반응 시간을 6시간으로 한 것을 제외하고는 실시예6과 동일한 방법으로 실험하였다.
실시예13
반응 시간을 10시간으로 한 것을 제외하고는 실시예6과 동일한 방법으로 실험하였다.
비교예4
아연 정광을 1.0 당량 투입하는 것을 제외하고는 실시예4와 동일한 방법으로 실험하였다.
비교예5
반응 온도를 75℃로 한 것을 제외하고는 실시예6과 동일한 방법으로 실험하였다.
비교예6
반응 온도를 70℃로 한 것을 제외하고는 실시예6과 동일한 방법으로 실험하였다.
비교예7
반응 온도를 60℃로 한 것을 제외하고는 실시예6과 동일한 방법으로 실험하였다.
비교예8
반응 시간을 2시간으로 한 것을 제외하고는 실시예6과 동일한 방법으로 실험하였다.
비교예9
반응 시간을 4시간으로 한 것을 제외하고는 실시예6과 동일한 방법으로 실험하였다.
이상과 같이 실험한 결과를 하기 표2에 나타냈다.
　 아연 정광
(당량)		 반응 온도
(℃)		 반응 시간
(시간)		 제1침전물 구리 회수율
(%)
구리(wt%) 아연(wt%)
실시예4 1.5 80 8 33.4 8.5 96.3
실시예5 1.7 80 8 35.9 13.2 99.9
실시예6 2.0 80 8 32.8 18.7 100
실시예7 1.7 75 8 26.4 18.7 93.8
실시예8 1.7 85 8 35.9 13.2 99.9
실시예9 1.7 90 8 35.9 13.1 99.9
실시예10 1.7 95 8 36.0 13.0 100
실시예11 1.7 100 8 35.9 13.1 99.9
실시예12 1.7 80 6 31.4 19.4 92.6
실시예13 1.7 80 10 36.0 12.9 100
비교예4 1.0 80 8 19.4 4.7 78.4
비교예5 1.3 80 8 31.7 6.2 89.7
비교예6 1.7 70 8 19.4 25.4 68.3
비교예7 1.7 60 8 8.3 51.7 10.4
비교예8 1.7 80 2 11.0 38.4 35.1
비교예9 1.7 80 4 22.9 25.3 68.3
실시예4 ~13의 실험 결과
실시예4에서 구리 회수율을 측정한 결과 96.3%로 나타났다.
실시예5에서 구리 회수율을 측정한 결과 99.9%로 나타났다.
실시예6에서 구리 회수율을 측정한 결과 100%로 나타났다.
실시예7에서 구리 회수율을 측정한 결과 93.8%로 나타났다.
실시예8에서 구리 회수율을 측정한 결과 99.9%로 나타났다.
실시예9에서 구리 회수율을 측정한 결과 99.9%로 나타났다.
실시예10에서 구리 회수율을 측정한 결과 100%로 나타났다.
실시예11에서 구리 회수율을 측정한 결과 99.9%로 나타났다.
실시예12에서 구리 회수율을 측정한 결과 92.6%로 나타났다.
실시예13에서 구리 회수율을 측정한 결과 100%로 나타났다.
비교예4 ~9의 실험 결과
비교예4에서 구리 회수율을 측정한 결과 78.4%로 나타났다. 반응하지 않고 제1침전물에 남은 아연은 4.7wt%로 상대적으로 매우 낮게 나타났다.
비교예5에서 구리 회수율을 측정한 결과 89.7%로 나타났다. 반응하지 않고 제1침전물에 남은 아연은 6.2wt%로 상대적으로 매우 낮게 나타났다.
비교예6에서 구리 회수율을 측정한 결과 68.3%로 나타났다.
비교예7에서 구리 회수율을 측정한 결과 10.4%로 나타났다. 이렇게 낮은 구리 회수율은 침전 반응이 거의 진행되지 않았음을 나타낸다.
비교예8에서 구리 회수율을 측정한 결과 35.1%로 나타났다.
비교예9에서 구리 회수율을 측정한 결과 68.3%로 나타났다.
실험예3
실시예14
구리 40g/L, 철 20g/L (3가철 40% 이상), 황산 60g/L를 포함하는 구리 정광의 상압 침출 여액 1L에 제1침전물을 50g 투입하여 8시간 동안 반응하게 했다. 제1침전물은 실시예5에서 생성된 것이다. 제2침전물이 생성되고 난 후 이를 소량의 순수로 수세하여 가용성 구리를 제거하였다. 이후 제2침전물은 100℃의 건조기에서 12시간동안 건조하였다. 원자흡수분광광도법으로 제2침전물과 정제 여액 중 구리와 아연의 함량을 정량 분석하였다.
실시예15
제1침전물을 100g 투입한 것을 제외하고는 실시예14와 동일한 방법으로 실험하였다.
실시예16
반응 시간을 4시간으로 한 것을 제외하고는 실시예15와 동일한 방법으로 실험하였다.
실시예17
반응 시간을 6시간으로 한 것을 제외하고는 실시예15와 동일한 방법으로 실험하였다.
실시예18
반응 시간을 10시간으로 한 것을 제외하고는 실시예15와 동일한 방법으로 실험하였다.
비교예10
제1침전물을 200g 투입한 것을 제외하고는 실시예14와 동일한 방법으로 실험하였다.
비교예11
제1침전물을 300g 투입한 것을 제외하고는 실시예14와 동일한 방법으로 실험하였다.
비교예12
반응 시간을 2시간으로 한 것을 제외하고는 실시예15와 동일한 방법으로 실험하였다.
비교예13
정제 원액 중 구리가 0g/L인 것을 제외하고는 실시예16과 동일한 방법으로 실험하였다.
비교예14
정제 원액 중 구리가 0g/L인 것을 제외하고는 실시예17과 동일한 방법으로 실험하였다.
비교예15
정제 원액 중 구리가 0g/L인 것을 제외하고는 실시예15와 동일한 방법으로 실험하였다.
이상과 같이 실험한 결과를 하기 표3에 나타냈다.
　 반응물 반응 시간
(시간)		 생성물
정제 원액 제1침전물 정제 여액 제2침전물
구리
(g/L)		 투입량
(g)		 구리
(wt%)		 아연
(wt%)		 　 구리
(g/L)		 구리
(wt%)		 아연
(wt%)
실시예14 40 50 35.9 13.2 8 34.2 47.2 1.3
실시예15 40 100 35.9 13.2 8 29.1 45.6 3.8
실시예16 40 100 35.9 13.2 4 31.3 42.9 6.0
실시예17 40 100 35.9 13.2 6 30.1 44.1 4.7
실시예18 40 100 35.9 13.2 10 28.5 45.7 3.1
비교예10 40 200 35.9 13.2 8 20.7 41.5 7.2
비교예11 40 300 35.9 13.2 8 13.8 38.6 9.3
비교예12 40 100 35.9 13.2 2 34.1 40.1 8.9
비교예13 0 100 35.9 13.2 4 0 41.7 8.3
비교예14 0 100 35.9 13.2 6 0 45.2 6.7
비교예15 0 100 35.9 13.2 8 0 48.3 5.2
실시예14 ~18의 실험 결과
실시예14에서 제1침전물과 제2침전물을 비교하면 구리 함량은 35.9wt%에서 47.2wt%로 늘었고 아연 함량은 13.2wt%에서 1.3wt%로 줄었다. 이는 제1침전물에 포함되었던 아연이 정제 원액으로 용해되는 반면 정제 원액 중의 구리는 제2침전물로 회수되었기 때문이다.
실시예15에서 구리 함량은 45.6wt%가 되었고 아연 함량은 3.8wt%가 되었다.
실시예16에서 구리 함량은 42.9wt%가 되었고 아연 함량은 6.0wt%가 되었다.
실시예17에서 구리 함량은 44.1wt%가 되었고 아연 함량은 4.7wt%가 되었다.
실시예18에서 구리 함량은 45.7wt%가 되었고 아연 함량은 3.1wt%가 되었다.
비교예10 ~15의 실험 결과
비교예10과 비교예11에서 제2침전물 중 아연 함량이 각각 7.2wt%와 9.3wt%로 다소 높게 나타났다. 이는 제1침전물 투입량이 각각 200g과 300g으로 실시예1 내지 실시예18에 비해 많았기 때문이다.
비교예12에서 제2침전물 중 아연 함량이 8.9wt%로 나타났다. 이는 반응 시간이 2시간으로 비교적 짧아서 제1침전물 중의 아연이 정제 원액에 충분히 용해되지 않았기 때문이다.
비교예13 내지 비교예15에서 제2침전물 중 아연 함량은 각각 8.3wt%, 6.7wt% 및 5.2wt%로 다양하게 나타났다. 다만, 구리를 포함하지 않은 묽은 황산을 정제 원액으로 사용하였기 때문에 황화수소가 다량 발생하였다.
실험예4
실시예19
구리 40 g/L, 철 8 g/L, 황산 180 g/L를 포함하는 구리 전해 미액 1 L를 2 L 용량의 반응조에 넣고 90℃까지 가열하였다. 실시예 15에서 생성된 제2침전물 100g을 반응조에 투입하였다. 반응조에 산소를 연속 투입하여 반응 후의 최종 산화환원 전위를 은/염화은 기준전극에 대하여 450 mV 이상이 되도록 조절하면서 16시간 동안 혼합액을 침출한 후 여과하였다. 이 과정에서 생성된 용해 잔사를 소량의 순수로 수세하여 가용성 구리를 제거한 후 100℃의 건조기에서 12시간동안 건조하였다. 원자흡수분광광도법으로 제2침전물과 정제 여액 중 구리와 아연의 함량을 정량 분석하였다.
실시예20
제2침전물을 150g 투입한 것을 제외하고는 실시예21과 동일한 방법으로 실험하였다.
실시예21
제2침전물을 200g 투입한 것을 제외하고는 실시예21과 동일한 방법으로 실험하였다.
실시예22
반응 시간을 12시간으로 한 것을 제외하고는 실시예20과 동일한 방법으로 실험하였다.
비교예16
반응 시간을 4시간으로 한 것을 제외하고는 실시예20과 동일한 방법으로 실험하였다.
비교예17
반응 시간을 8시간으로 한 것을 제외하고는 실시예20과 동일한 방법으로 실험하였다.
비교예18
반응 시간을 20시간으로 한 것을 제외하고는 실시예20과 동일한 방법으로 실험하였다.
비교예19
제2침전물을 250g 투입한 것을 제외하고는 실시예20과 동일한 방법으로 실험하였다.
비교예20
제2침전물을 300g 투입한 것을 제외하고는 실시예20과 동일한 방법으로 실험하였다.
비교예21
제2침전물을 400g 투입한 것을 제외하고는 실시예20과 동일한 방법으로 실험하였다.
비교예22
제2침전물을 50g 투입한 것을 제외하고는 실시예20과 동일한 방법으로 실험하였다.
이상과 같이 실험한 결과를 하기 표4에 나타냈다.
　 반응물 반응 시간
(시간)		 생성물
용해 원액 제2침전물 용해 여액 용해 잔사
구리
(g/L)		 투입량 구리
(wt%)		 아연
(wt%)		 　 구리
(g/L)		 구리
(wt%)		 아연
(wt%)
실시예19 40 100 45.6 3.8 16 84.6 2.6 0.3
실시예20 40 150 45.6 3.8 16 106.0 2.8 0.5
실시예21 40 200 45.6 3.8 16 126.7 4.2 0.6
실시예22 40 150 45.6 3.8 12 103.9 5.9 0.5
비교예16 40 150 45.6 3.8 4 66.1 40.9 1.1
비교예17 40 150 45.6 3.8 8 90.3 20.7 0.8
비교예18 40 150 45.6 3.8 20 106.8 2.2 0.4
비교예19 40 250 45.6 3.8 16 130.3 18.5 0.6
비교예20 40 300 45.6 3.8 16 133.6 19.5 0.8
비교예21 40 400 45.6 3.8 16 133.9 28.9 1.0
비교예22 40 50 45.6 3.8 16 62.7 0.7 0.3
실시예19 ~22의 실험 결과
실시예19에서 제2침전물과 용해 잔사를 비교하면 구리는 45.6wt%에서 2.6wt%로 줄어 들었다. 제2침전물에 포함되었던 구리의 약 94.3%가 용해 원액에 용해되었다.
실시예20에서 구리는 45.6wt%에서 2.8wt%로 줄어 들었다.
실시예21에서 구리는 45.6wt%에서 4.2wt%로 줄어 들었다.
실시예22에서 구리는 45.6wt%에서 5.9wt%로 줄어 들었다.
비교예16~22의 실험 결과
비교예16에서 구리는 45.6wt%에서 40.9wt%로 줄어 들었다. 제2침전물에 포함되었던 구리의 약 10.3%만 용해 원액에 용해되었을 뿐이다.
비교예17에서 구리는 45.6wt%에서 20.7wt%로 줄어 들었다. 제2침전물에 포함되었던 구리의 약 54.6%만 용해 원액에 용해되었다.
비교예18에서 구리는 45.6wt%에서 2.2wt%로 줄어 들어, 대부분 용해 원액에 용해되었다. 다만, 반응 시간이 20시간이어서 비용이 많이 소요되었다.
비교예19 내지 비교예21에서 구리는 45.6wt%에서 각각 18.5wt%, 19.5wt% 및 28.9wt%로 줄었다.
비교예22에서 구리는 45.6wt%에서 0.7wt%로 줄어서, 대부분 용해 원액에 용해되었다. 다만, 용해 원액의 구리 농도가 62.7g/L로 실시예19의 84.6g/L에 비해 적게 나타났다.
이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.
도1은 본 발명의 실시예에 따른 구리 회수 방법을 나타내는 공정도이다.
도2는 본 발명의 실시예에 따른 구리 전해액 제조 방법을 나타내는 공정도이다.

Claims (20)

  1. 구리를 포함하는 침전 원액에 아연 정광을 투입하여 제1침전물을 생성하는 침전 단계 및
    구리를 포함하는 정제 원액에 상기 제1침전물을 투입하여 제2침전물을 생성하는 정제 단계
    를 포함하는 구리 회수 방법.
  2. 제1항에서,
    상기 침전 단계에서
    상기 아연 정광을 상기 구리의 함량 대비 1.5 당량 이상 2.0 당량 이하로 투입하는 구리 회수 방법.
  3. 제2항에서,
    상기 아연 정광은 평균 입도가 1㎛보다 크고 10㎛ 이하인 구리 회수 방법.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에서,
    상기 침전 단계를 6시간 이상 10시간 이내에서 수행하는 구리 회수 방법.
  5. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에서,
    상기 침전 단계를 75℃ 이상 100℃ 이하에서 수행하는 구리 회수 방법.
  6. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에서,
    상기 정제 단계에서,
    상기 정제 원액 1L 당 상기 제1침전물을 50g 이상 100g 이하로 투입하는 구리 회수 방법.
  7. 제6항에서,
    상기 정제 단계를 4시간 이상 8시간 이내에서 수행하는 구리 회수 방법.
  8. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에서,
    상기 침전 원액은 철을 포함하고,
    상기 철의 40% 이상은 3가 철인 구리 회수 방법.
  9. 제1항에서,
    상기 침전 단계 전에 상기 아연 정광을 분쇄하는 분쇄 단계를 더 포함하는 구리 회수 방법.
  10. 제1항에서,
    상기 침전 단계에서 침전 여액을 생성하고,
    상기 정제 단계에서 상기 침전 여액을 상기 정제 원액으로 사용하는 구리 회수 방법.
  11. 제1항에서,
    상기 정제 단계에서 정제 여액을 생성하고,
    상기 침전 단계에서 상기 정제 여액을 상기 침전 원액으로 사용하는 구리 회수 방법.
  12. 제11항에서,
    상기 정제 단계 후에 상기 정제 여액 중 황산제1철을 황산제2철로 산화하는 산화 단계를 더 포함하고,
    상기 산화 단계를 거친 상기 정제 여액을 상기 침전 원액으로 사용하는 구리 회수 방법.
  13. 제12항에서,
    상기 산화 단계를 60℃ 이상 80℃ 이하에서 수행하는 구리 회수 방법.
  14. 제13항에서,
    상기 산화 단계에서,
    4시간 이내에서 상기 정제 여액에 산소를 공급하는 구리 회수 방법.
  15. 구리를 포함하는 침전 원액에 아연 정광을 투입하여 제1침전물을 생성하는 침전 단계,
    구리를 포함하는 정제 원액에 상기 제1침전물을 투입하여 제2침전물을 생성하는 정제 단계 및
    용해 원액에 상기 제2침전물을 투입하여 용해하는 용해 단계
    를 포함하는 구리 전해액 제조 방법.
  16. 제15항에서,
    상기 용해 단계에서
    상기 제2침전물을 상기 용해 원액 1L 당 100g 이상 200g 이하로 투입하는 구리 전해액 제조 방법.
  17. 제15항 또는 제16항에서,
    상기 용해 단계를 80℃ 이상 100℃ 이하에서 수행하는 구리 전해액 제조 방법.
  18. 제17항에서,
    상기 용해 단계를 12시간 이상 16시간 이내에서 수행하는 구리 전해액 제조 방법.
  19. 제18항에서,
    상기 용해 원액은 구리 전해 미액인 구리 전해액 제조 방법.
  20. 제19항에서,
    상기 용해 단계 전에,
    상기 용해 원액을 80℃ 이상 100℃ 이하로 가열하는 가열 단계를 더 포함하는 구리 전해액 제조 방법.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR930002527A (ko) * 1991-07-19 1993-02-23 존 시이 한나 구리회수를 위한 침출작업을 포함하는 습식야금학적 방법
KR20030043957A (ko) * 2000-09-11 2003-06-02 코민코 엔지니어링 서비시즈 리미티드 황화광 물질로부터 아연을 회수하기 위한 가압 침출 방법

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR930002527A (ko) * 1991-07-19 1993-02-23 존 시이 한나 구리회수를 위한 침출작업을 포함하는 습식야금학적 방법
KR20030043957A (ko) * 2000-09-11 2003-06-02 코민코 엔지니어링 서비시즈 리미티드 황화광 물질로부터 아연을 회수하기 위한 가압 침출 방법

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102476685B1 (ko) 2022-06-28 2022-12-13 고려아연 주식회사 황산구리 전해액 제조 방법
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