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KR102703301B1 - 구리를 회수하는 방법 - Google Patents

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KR102703301B1
KR102703301B1 KR1020230157392A KR20230157392A KR102703301B1 KR 102703301 B1 KR102703301 B1 KR 102703301B1 KR 1020230157392 A KR1020230157392 A KR 1020230157392A KR 20230157392 A KR20230157392 A KR 20230157392A KR 102703301 B1 KR102703301 B1 KR 102703301B1
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copper
iron
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leaching
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김성립
주재훈
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고려아연 주식회사
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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 구리를 회수하는 방법은, 구리를 함유하고 있는 원료를 구리 및 황산을 함유하는 구리 전해 미액에 가압 침출하여 상기 원료에 포함된 구리는 침출시키고, 상기 원료에 포함된 철은 산화철의 형태로 침전시키는 가압 침출 공정, 및 상기 가압 침출 공정에서 배출된 가압 침출 공정 후액을 전기분해하여 음극에서 구리를 전착시켜 회수하는 전해 공정을 포함하고, 상기 가압 침출 공정 후액 중 황산의 농도는 20g/L 내지 40g/L 이고, 상기 가압 침출 공정의 반응 온도는 150℃ 내지 200℃이다.
또한, 본 발명의 실 실시예에 따른 구리를 회수하는 방법은, 구리를 함유하고 있는 원료를 구리 및 황산을 함유하는 구리 전해 미액에 가압 침출하여 상기 원료에 포함된 구리는 침출시키고, 상기 원료에 포함된 철은 산화철의 형태로 침전시키는 가압 침출 공정, 상기 가압 침출 공정에서 배출된 가압 침출 공정 후액을 전기분해하여 음극에서 구리를 전착시켜 회수하는 전해 공정을 포함하고, 상기 가압 침출 공정 후액 중 황산의 농도는 20g/L 내지 60g/L 이고, 상기 가압 침출 공정의 반응 온도는 180℃ 내지 200℃이다.

Description

구리를 회수하는 방법{METHOD FOR RECOVERING COPPER}
본 발명은 구리를 함유하고 있는 원료를 구리 및 황산을 함유하는 구리 전해 미액에 가압 침출하여, 원료 중 구리는 침출시키고, 철은 침전 제거함으로써, 구리 회수를 위한 전해액 중 철의 농도를 감소시키는 방법에 관한 것이다.
구리를 포함하는 원료로부터 순수한 구리를 회수하는 공정은, 일반적으로 원료를 상압 조건에서 황산 용액에 침출하거나, 가압 조건에서 황산 용액에 침출하는 공정을 거치게 된다. 상압 침출의 경우 구리의 침출 효율을 증대시키기 위해 반응 시간을 16시간 이상 지속해야 하며, 이때 투입되는 산소 및 스팀의 사용량 증가로 구리 회수를 위한 비용이 증가하고, 회수 효율도 떨어지게 된다.
또한, 구리를 포함하는 원료에는 구리뿐만 아니라 철 등의 성분들도 포함되어 있는데, 상압 침출의 경우 구리 이외의 철 성분이 같이 침출되어, 침출 공정의 후단 공정인 전해 공정의 전해액 중 철 농도 상승의 원인이 된다. 전해액 중 철 농도가 높을 경우, 전해 공정의 음극에 전착된 아연의 부식을 일으켜 수소 과전압이 감소하며, 음극과 양극에서 황산용액에 함유된 Fe2+, Fe3+ 이온의 산화환원 작용에 의해 전류 효율을 떨어뜨리게 되고, 불순물을 제거하기 위한 추가 공정이 필요하다.
일본 공개특허공보 특개2011-195877호(2011.10.06.) 일본 공개특허공보 특개2013-095962호(2013.05.20.)
구리를 회수하는 방법에 있어서, 가압 침출 공정의 반응 온도, 압력 및 반응 후 황산 농도 조건을 조절하여 용액에 포함된 구리는 침출율을 높게 유지하면서, 철의 침전율을 높이는 방법을 제공한다.
또한, 구리를 회수하는 방법에 있어서, 전해 공정에 투입되는 전해액 중 철 농도를 낮춤으로써, 전해 공정의 전류 효율을 향상시킬 수 있는 방법을 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 구리를 회수하는 방법은, 구리를 함유하고 있는 원료를 구리 및 황산을 함유하는 구리 전해 미액에 가압 침출하여, 상기 원료에 포함된 구리는 침출시키고, 상기 원료에 포함된 철은 산화철의 형태로 침전시키는 가압 침출 공정, 및 상기 가압 침출 공정에서 배출된 가압 침출 공정 후액을 전기분해하여 음극에서 구리를 전착시켜 회수하는 전해 공정을 포함하고, 상기 가압 침출 공정 후액 중 황산의 농도는 20g/L 내지 40g/L 이고, 상기 가압 침출 공정의 반응 온도는 150℃ 내지 200℃이다.
상기 가압 침출 공정에서 철의 침전율은 84% 이상이고, 상기 가압 침출 공정에서 구리의 침출율은 83% 이상일 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 구리를 회수하는 방법은, 구리를 함유하고 있는 원료를 구리 및 황산을 함유하는 구리 전해 미액에 가압 침출하여, 상기 원료에 포함된 구리는 침출시키고, 상기 원료에 포함된 철은 산화철의 형태로 침전시키는 가압 침출 공정, 및 상기 가압 침출 공정에서 배출된 가압 침출 공정 후액을 전기분해하여 음극에서 구리를 전착시켜 회수하는 전해 공정을 포함하고, 상기 가압 침출 공정 후액 중 황산의 농도는 20g/L 내지 60g/L 이고, 상기 가압 침출 공정의 반응 온도는 180℃ 내지 200℃인, 구리를 회수하는 방법.
상기 가압 침출 공정에서 철의 침전율은 84% 이상이고, 상기 가압 침출 공정에서 구리의 침출율은 91% 이상일 수 있다.
상기 가압 침출 공정은 오토클레이브를 사용할 수 있다.
상기 오토클레이브의 내부 압력은 900kPa 이상 2,000kPa 이하일 수 있다.
상기 가압 침출 공정은 상기 오토클레이브에 산소를 주입하여 수행될 수 있다.
상기 가압 침출 공정 후액을 시크너 및 필터에서 처리하여, 배출된 용액은 전해 공정 투입액으로서 전해 공정으로 이송하고, 고형물은 산화철로서 배출할 수 있다.
상기 가압 침출 공정의 반응 시간은 5시간 내지 7시간일 수 있다.
상기 구리의 침출 및 상기 철의 침전은, 상기 가압 침출 공정에 의해 동시에 이루어질 수 있다.
본 발명에 따르면 가압 침출 공정의 반응 온도, 압력 및 반응 후 황산 농도 조건을 조절하여 구리를 포함하는 원료의 구리 침출율은 높게 유지하며, 철의 침전율을 높임으로써, 구리 회수 공정에서 철 성분의 제거를 위한 추가 공정을 줄일 수 있다.
또한, 전해 공정에 투입되는 전해액 중 철 농도를 낮출 수 있어, 구리 회수를 위한 전해 공정의 전류 효율도 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 구리를 회수하기 위한 공정 흐름도이다.
일반적인 구리 회수 공정에서는 구리를 함유하고 있는 원료를 황산에 침출하는 과정에서 구리뿐만 아니라 철 등도 황산에 함께 침출된다. 황산 용액에 침출된 철이 구리와 함께 전해액으로서 전해 공정으로 투입되면, 구리 석출을 위한 전기 분해 시 전류 효율이 떨어지게 되므로, 황산 용액에 포함된 구리의 침출율은 유지하면서 철은 침전 제거할 필요가 있다.
본 발명은 전해 공정에서의 전류 효율을 증대시키기 위해, 구리를 함유하고 있는 원료를 가압 침출 공정을 통해 구리는 95% 이상 침출시키고, 철은 84% 이상 침전 제거하고자 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 구리를 회수하기 위한 공정 흐름도이다.
도 1을 참조하면, 구리를 함유하고 있는 원료를 가압 장치인 오토클레이브 설비 내에 산 용액과 함께 투입하고, 오토클레이브에 산소를 주입하면서 가압 침출시킨다(가압 침출 공정(10)). 산 용액은 구리 성분의 농도가 30g/L 내지 40g/L 이고, 황산의 농도는 160g/L 내지 170g/L인 구리 전해 미액일 수 있다. 구리를 함유하고 있는 원료를 구리 전해 미액과 함께 가압 침출시키면, 원료에 포함된 구리는 침출되고, 원료에 포함된 철은 산화철의 형태로 침전될 수 있다. 또한, 가압 침출 공정(10)의 반응 시간은 5시간 내지 7시간이 될 수 있다. 오토클레이브에 투입되는 산소는 산화제로 사용된다.
구체적으로, 구리, 철 등을 포함하는 원료를 구리 전해 미액과 함께 가압 침출시키면, 아래 반응식(1) 및 반응식(2)에 따라, 구리 및 철이 황산염의 형태로 침출된다. 가압 침출 공정(10)이 수행되는 오토클레이브의 온도는 150℃ 이상 200℃ 이하일 수 있으며, 오토클레이브의 내부 압력은 900kPa 이상 2,000kPa 이하일 수 있다. 상기 원료에 포함된 구리 및 철이 침출되는 반응식은 아래 반응식(1) 및 반응식 (2)와 같다.
CuS + H2SO4 + 1/2O2 → CuSO4 + H2O + S ... 반응식(1)
FeS + H2SO4 + 1/2O2 → FeSO4 + H2O + S ... 반응식(2)
여기에서 가압 침출 공정(10)은 오토클레이브에 산소를 주입하며 수행되기 때문에, 철은 투입되는 산소에 의해 Fe(III)의 형태로 산화될 수 있다. Fe(II) 이온이 Fe(III)로 산화되는 반응은 아래 반응식(3)과 같이 진행된다.
2Fe2+ + 2H+ +1/2O2 → 2Fe3+ + H2O ... 반응식(3)
Fe(III)로 침출된 철 성분은 아래 반응식(4)에 따라 철백반석(Jarosite) 또는 반응식(5)에 따라 적철석(Hematite)의 형태로 침전된다.
MSO4 + 3Fe2(SO4)3 +12H2O → 2MFe3(SO4)2(OH)6 + 6H2SO4 (M= K, Na) ... 반응식(4)
Fe2(SO4)3 + 4H2O → Fe2O3 + 3H2SO4 + H2O ... 반응식(5)
위와 같은 반응에 의해, 상기 원료에 포함된 구리는 구리 전해 미액에 대부분 침출되어 용액 속에서 구리 이온의 형태로 존재하게 되고, 철은 대부분 철백반석 또는 적철석 형태의 산화철로 침전된다. 위 반응식(1) 내지 반응식(5)에 따른 구리의 침출 및 철의 침전은, 가압 침출 공정(10)에 의해 동시에 이루어지게 된다.
이후, 가압 침출 공정(10)에서 배출된 가압 침출 공정 후액을 시크너 및 필터에서 처리하여, 배출된 용액은 전해 공정 투입액(15)으로서 전해 공정(20)으로 이송하고, 고형물은 산화철로서 배출된다.
전해 공정(20)에 투입되는 전해 공정 투입액(15)은 불순물이 상당부분 제거된 순수한 구리 전해 급액으로 볼 수 있으며, 전해 공정 투입액(15)을 전해 채취하여 음극에서 구리를 전착시켜 회수할 수 있다.
이하에서는, 구리(Cu) 29.8%, 납(Pb) 23.5%, 철(Fe) 4.49%가 함유된 원료를 사용하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 가압 침출 공정을 진행하였다. 가압 침출 공정은 오토클레이브 설비를 사용하였고, 반응 온도 및 반응 후 가압 침출 공정 후액의 황산 농도를 변경하면서 진행되었다. 산 용액으로는 구리 성분이 30 내지 40g/L, 황산 농도 160 내지 170g/L 함유된 구리 전해 미액을 사용하였다. 투입된 원료의 고체 밀도는 150g/L로 설정하였으며, 반응은 5시간 동안 진행되었다. 실험에 사용된 구리를 함유하고 있는 원료의 조성은 아래와 같다.
실험에 사용된 구리 원료의 조성
구리(Cu) 납(Pb) 철(Fe)
함량(％) 29.8 23.5 4.49
실시예 1
실시예 1에서는 오토클레이브의 반응 온도 및 압력을 조절하여 150℃, 900kPa 조건에서 본 발명에 따른 가압 침출 공정을 실시하였으며, 반응 후 가압 침출 공정 후액 중 황산 농도 조건을 조절하여 구리 성분의 침출율 및 철 성분의 침전율을 측정하였다. 실시예 1에서는 반응 후 가압 침출 공정 후액 중 황산 농도를 20g/L, 40g/L, 60g/L로 조절하였으며, 이에 따른 철 침전율(%) 및 구리 침출율(%)을 측정하였다.
반응 온도 150℃에서 황산 농도에 따른 철 침전율 및 구리 침출율
반응 온도(℃) 반응 후 가압 침출 공정 후액 중 황산 농도(g/L) 철 침전율(%) 구리 침출율(%)
발명예 1 150 20 98.1 83.3
발명예 2 150 40 95.8 94.8
비교예 1 150 60 4.01 95.1
표 2를 참조하면, 반응 온도 150℃에서 반응 후 가압 침출 공정 후액 중 황산 농도가 20g/L 및 40g/L 인 경우에는 철 침전율은 95% 이상, 구리 침출율은 83% 이상으로 철 침전율과 구리 침출율 모두 높은 수치를 나타내었다. 그러나, 반응 후 가압 침출 공정 후액 중 황산 농도가 60g/L인 경우에는 구리 침출율은 95% 이상으로 높은 수치를 나타내었으나, 철 침전율은 4.01%로 산화철의 형태로 거의 제거되지 않았으며, 가압 침출 공정 후액에 다량의 철이 함유되어 있음을 알 수 있었다.
따라서, 반응 온도 150℃에서 반응 후 가압 침출 공정 후액 중 황산 농도가 20g/L 내지 40g/L인 경우 전해 공정에 투입되는 전해액 중 철의 농도는 낮추면서, 구리는 대부분 침출시킬 수 있으므로, 구리 회수를 위한 전해 공정의 전류 효율을 향상시킬 수 있다. 반면, 반응 온도 150℃에서 반응 후 가압 침출 공정 후액 중 황산 농도가 60g/L 이상인 경우에는 철의 침전율이 매우 낮아 다량의 철이 가압 침출 공정 후액에 포함되어 있으므로, 전해 공정의 전류 효율이 낮아지게 된다.
실시예 2
실시예 2에서는 오토클레이브의 반응 온도 및 압력을 조절하여 160℃, 1,000kPa 조건에서 본 발명에 따른 가압 침출 공정을 실시하였으며, 반응 후 가압 침출 공정 후액 중 황산 농도 조건을 조절하여 구리 성분의 침출율 및 철 성분의 침전율을 측정하였다. 실시예 2에서는 반응 후 가압 침출 공정 후액 중 황산 농도를 20g/L, 40g/L, 60g/L로 조절하였으며, 이에 따른 철 침전율(%) 및 구리 침출율(%)을 측정하였다.
반응 온도 160℃에서 황산 농도에 따른 철 침전율 및 구리 침출율
반응 온도(℃) 반응 후 가압 침출 공정 후액 중 황산 농도(g/L) 철 침전율(%) 구리 침출율(%)
발명예 3 160 20 98.3 86.6
발명예 4 160 40 96.4 94.6
비교예 2 160 60 6.45 95.2
표 3을 참조하면, 반응 온도 160℃에서 반응 후 가압 침출 공정 후액 중 황산 농도가 20g/L 및 40g/L 인 경우에는 철 침전율은 96% 이상, 구리 침출율은 86% 이상으로 철 침전율과 구리 침출율 모두 높은 수치를 나타내었다. 그러나, 반응 후 가압 침출 공정 후액 중 황산 농도가 60g/L인 경우에는 구리 침출율은 95% 이상으로 높은 수치를 나타내었으나, 철 침전율은 6.45%로 산화철의 형태로 거의 제거되지 않았으며, 가압 침출 공정 후액에 다량의 철이 함유되어 있음을 알 수 있었다.
따라서, 반응 온도 160℃에서 반응 후 가압 침출 공정 후액 중 황산 농도가 20g/L 내지 40g/L인 경우 전해 공정에 투입되는 전해액 중 철의 농도는 낮추면서, 구리는 대부분 침출시킬 수 있으므로, 구리 회수를 위한 전해 공정의 전류 효율을 향상시킬 수 있다. 반면, 반응 온도 160℃에서 반응 후 가압 침출 공정 후액 중 황산 농도가 60g/L 이상인 경우에는 철의 침전율이 매우 낮아 다량의 철이 가압 침출 공정 후액에 포함되어 있으므로, 전해 공정의 전류 효율이 낮아지게 된다.
실시예 3
실시예 3에서는 오토클레이브의 반응 온도 및 압력을 조절하여 180℃, 1,400kPa 조건에서 본 발명에 따른 가압 침출 공정을 실시하였으며, 반응 후 가압 침출 공정 후액 중 황산 농도 조건을 조절하여 구리 성분의 침출율 및 철 성분의 침전율을 측정하였다. 실시예 3에서는 반응 후 가압 침출 공정 후액 중 황산 농도를 20g/L, 60g/L, 80g/L로 조절하였으며, 이에 따른 철 침전율(%) 및 구리 침출율(%)을 측정하였다.
반응 온도 180℃에서 황산 농도에 따른 철 침전율 및 구리 침출율
반응 온도(℃) 반응 후 가압 침출 공정 후액 중 황산 농도(g/L) 철 침전율(%) 구리 침출율(%)
발명예 5 180 20 98.5 91.3
발명예 6 180 60 84.4 95.6
비교예 3 180 80 42.8 96.4
표 4를 참조하면, 반응 온도 180℃에서 반응 후 가압 침출 공정 후액 중 황산 농도가 20g/L 및 60g/L 인 경우에는 철 침전율은 84% 이상, 구리 침출율은 91% 이상으로 철 침전율과 구리 침출율 모두 높은 수치를 나타내었다. 반응 온도 180℃에서는 가압 침출 공정 후액 중 황산의 농도가 60g/L로 높다고 하더라도 84% 이상의 준수한 철 침전율을 나타냄을 확인할 수 있었다. 그러나, 반응 후 가압 침출 공정 후액 중 황산 농도가 80g/L인 경우에는 구리 침출율은 96% 이상으로 높은 수치를 나타내었으나, 철 침전율은 42.8%로 용액 중 철이 절반 이하로만 침전 제거되었으며, 가압 침출 공정 후액에 다량의 철이 함유되어 있음을 알 수 있었다.
따라서, 반응 온도 180℃에서 반응 후 가압 침출 공정 후액 중 황산 농도가 20g/L 내지 60g/L인 경우 전해 공정에 투입되는 전해액 중 철의 농도는 낮추면서, 구리는 대부분 침출시킬 수 있으므로, 구리 회수를 위한 전해 공정의 전류 효율을 향상시킬 수 있다. 반면, 반응 온도 180℃에서 반응 후 가압 침출 공정 후액 중 황산 농도가 80g/L 이상인 경우에는 철의 침전율이 낮아 다량의 철이 가압 침출 공정 후액에 포함되어 있으므로, 전해 공정의 전류 효율이 낮아지게 된다.
실시예 4
실시예 4에서는 오토클레이브의 반응 온도 및 압력을 조절하여 200℃, 2,000kPa 조건에서 본 발명에 따른 가압 침출 공정을 실시하였으며, 반응 후 가압 침출 공정 후액 중 황산 농도 조건을 조절하여 구리 성분의 침출율 및 철 성분의 침전율을 측정하였다. 실시예 4에서는 반응 후 가압 침출 공정 후액 중 황산 농도를 20g/L, 60g/L, 80g/L로 조절하였으며, 이에 따른 철 침전율(%) 및 구리 침출율(%)을 측정하였다.
반응 온도 200℃에서 황산 농도에 따른 철 침전율 및 구리 침출율
반응 온도(℃) 반응 후 가압 침출 공정 후액 중 황산 농도(g/L) 철 침전율(%) 구리 침출율(%)
발명예 7 200 20 98.8 92.8
발명예 8 200 60 86.3 95.9
비교예 4 200 80 31.3 98.1
표 5를 참조하면, 반응 온도 200℃에서 반응 후 가압 침출 공정 후액 중 황산 농도가 20g/L 및 60g/L 인 경우에는 철 침전율은 86% 이상, 구리 침출율은 92% 이상으로 철 침전율과 구리 침출율 모두 높은 수치를 나타내었다. 반응 온도 200℃에서는 가압 침출 공정 후액 중 황산의 농도가 60g/L로 높다고 하더라도 86% 이상의 준수한 철 침전율을 나타냄을 확인할 수 있었다. 그러나, 반응 후 가압 침출 공정 후액 중 황산 농도가 80g/L인 경우에는 구리 침출율은 98% 이상으로 높은 수치를 나타내었으나, 철 침전율은 31.3%로 용액 중 철이 절반 이하로만 침전 제거되었으며, 가압 침출 공정 후액에 다량의 철이 함유되어 있음을 알 수 있었다.
따라서, 반응 온도 200℃에서 반응 후 가압 침출 공정 후액 중 황산 농도가 20g/L 내지 60g/L인 경우 전해 공정에 투입되는 전해액 중 철의 농도는 낮추면서, 구리는 대부분 침출시킬 수 있으므로, 구리 회수를 위한 전해 공정의 전류 효율을 향상시킬 수 있다. 반면, 반응 온도 200℃에서 반응 후 가압 침출 공정 후액 중 황산 농도가 80g/L 이상인 경우에는 철의 침전율이 낮아 다량의 철이 가압 침출 공정 후액에 포함되어 있으므로, 전해 공정의 전류 효율이 낮아지게 된다.
본 발명의 일 실시예에 따른 위 실험 결과에 따르면, 가압 침출 공정을 수행하는 오토클레이브 내부의 반응 온도를 150℃ 내지 200℃로 유지하는 경우, 가압 침출 공정 후액 중 황산의 농도가 20g/L 내지 40g/L인 범위에서, 황산구리 용액에 포함된 철의 침전율은 84% 이상, 구리의 침출율은 83% 이상이 될 수 있다.
또한, 가압 침출 공정을 수행하는 오토클레이브 내부의 반응 온도를 180℃ 내지 200℃로 유지하는 경우, 가압 침출 공정 후액 중 황산의 농도가 20g/L 내지 60g/L인 범위에서, 황산구리 용액에 포함된 철의 침전율은 84% 이상, 구리의 침출율은 91% 이상이 될 수 있다.
특히, 가압 침출 공정을 수행하는 오토클레이브 내부의 반응 온도를 150℃ 내지 160℃로 유지하고, 가압 침출 공정 후액 중 황산의 농도를 40g/L로 유지 시, 철의 침전율은 95% 이상, 구리의 침출율은 94% 이상으로 증가시킬 수 있다. 또한, 가압 침출 공정 후액 중 황산의 농도가 60g/L로 증가하여도, 오토클레이브 내부의 반응 온도를 180℃ 내지 200℃로 유지 시, 철의 침전율은 84% 이상, 구리의 침출율은 95% 이상으로 높게 유지할 수 있다.
상기 검토한 바와 같이, 본 발명에 따르면 가압 침출 공정의 반응 온도, 압력 및 가압 침출 공정 후액 중 황산의 농도를 조절하여 구리의 침출율은 높게 유지하면서, 철의 침전율도 높게 유지할 수 있다. 이를 통해 전해 공정에 투입되는 전해액 중 철 농도를 낮출 수 있어, 구리 회수를 위한 전해 공정의 전류 효율을 향상시킬 수 있다.
본 명세서에서는 본 발명이 일부 실시예들과 관련하여 설명되었지만, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 기술자가 이해할 수 있는 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않는 범위에서 다양한 변형 및 변경이 이루어질 수 있다는 점을 알아야 할 것이다. 또한, 그러한 변형 및 변경은 본 명세서에 첨부된 특허청구의 범위 내에 속하는 것으로 생각되어야 한다.

Claims (10)

  1. 구리를 함유하고 있는 원료를 구리 및 황산을 함유하는 구리 전해 미액에 가압 침출하여, 상기 원료에 포함된 구리는 침출시키고, 상기 원료에 포함된 철은 산화철의 형태로 침전시키는 가압 침출 공정; 및
    상기 가압 침출 공정에서 배출된 가압 침출 공정 후액을 전기분해하여 음극에서 구리를 전착시켜 회수하는 전해 공정을 포함하고,
    상기 가압 침출 공정 후액 중 황산의 농도는 20g/L 내지 40g/L 이고,
    상기 가압 침출 공정의 반응 온도는 150℃ 내지 200℃ 이고,
    상기 가압 침출 공정의 공정 압력은 900kPa 이상 2,000kPa 이하이고,
    상기 구리의 침출 및 상기 철의 침전은, 상기 가압 침출 공정에 의해 동시에 이루어지고,
    상기 가압 침출 공정에서 철의 침전율은 84% 이상이고,
    상기 가압 침출 공정에서 구리의 침출율은 83% 이상이고,
    상기 철의 침전율은 상기 원료에 함유된 철의 함량 대비 침전되는 철의 질량 비율이고, 상기 구리의 침출율은 상기 원료에 함유된 구리의 함량 대비 침출되는 구리의 질량 비율인, 구리를 회수하는 방법.
  2. 삭제
  3. 구리를 함유하고 있는 원료를 구리 및 황산을 함유하는 구리 전해 미액에 가압 침출하여, 상기 원료에 포함된 구리는 침출시키고, 상기 원료에 포함된 철은 산화철의 형태로 침전시키는 가압 침출 공정; 및
    상기 가압 침출 공정에서 배출된 가압 침출 공정 후액을 전기분해하여 음극에서 구리를 전착시켜 회수하는 전해 공정을 포함하고,
    상기 가압 침출 공정 후액 중 황산의 농도는 20g/L 내지 60g/L 이고,
    상기 가압 침출 공정의 반응 온도는 180℃ 내지 200℃ 이고,
    상기 가압 침출 공정의 공정 압력은 1,400kPa 이상 2,000kPa 이하이고,
    상기 구리의 침출 및 상기 철의 침전은, 상기 가압 침출 공정에 의해 동시에 이루어지고,
    상기 가압 침출 공정에서 철의 침전율은 84% 이상이고,
    상기 가압 침출 공정에서 구리의 침출율은 91% 이상이고,
    상기 철의 침전율은 상기 원료에 함유된 철의 함량 대비 침전되는 철의 질량 비율이고, 상기 구리의 침출율은 상기 원료에 함유된 구리의 함량 대비 침출되는 구리의 질량 비율인, 구리를 회수하는 방법.
  4. 삭제
  5. 제1항 또는 제3항에 있어서,
    상기 가압 침출 공정은 오토클레이브를 사용하는, 구리를 회수하는 방법.
  6. 삭제
  7. 제5항에 있어서
    상기 가압 침출 공정은 상기 오토클레이브에 산소를 주입하여 수행되는, 구리를 회수하는 방법.
  8. 제1항 또는 제3항에 있어서,
    상기 가압 침출 공정 후액을 시크너 및 필터에서 처리하여, 배출된 용액은 전해 공정 투입액으로서 전해 공정으로 이송하고, 고형물은 산화철로서 배출하는, 구리를 회수하는 방법.
  9. 제1항 또는 제3항에 있어서,
    상기 가압 침출 공정의 반응 시간은 5시간 내지 7시간인, 구리를 회수하는 방법.
  10. 삭제
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011195877A (ja) 2010-03-18 2011-10-06 Sumitomo Metal Mining Co Ltd 銅硫化物からの銅の回収方法
JP2013095962A (ja) 2011-10-31 2013-05-20 Sumitomo Metal Mining Co Ltd 銅及び鉄を含有する硫化鉱物から銅を回収する方法

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05247552A (ja) * 1992-03-06 1993-09-24 Nikko Kyodo Co Ltd 鉛電解アノードスライムの湿式処理による脱銅方法
JP5069173B2 (ja) * 2008-03-27 2012-11-07 Ｊｘ日鉱日石金属株式会社 鉱物からの銅の回収方法
JP2016141877A (ja) * 2015-02-04 2016-08-08 Ｊｘ金属株式会社 含銅モリブデン鉱の処理方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011195877A (ja) 2010-03-18 2011-10-06 Sumitomo Metal Mining Co Ltd 銅硫化物からの銅の回収方法
JP2013095962A (ja) 2011-10-31 2013-05-20 Sumitomo Metal Mining Co Ltd 銅及び鉄を含有する硫化鉱物から銅を回収する方法

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