СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ МЕДНОЙ ФОЛЬГИ Российский патент 1998 года по МПК C25C1/12 C25D1/04 

Изобретение относится к способу изготовления медной фольги. Более определено, настоящее изобретение описывает способ, использующий экстрагент для извлечения меди из содержащих медь материалов и для изготовления медной фольги из этой меди.

Способ извлечения медных компонентов из руд и обрабатывающих жидкостей с помощью электрохимической экстракции растворителем (здесь и далее "SX-EW") хорошо известен. Коротко напомним, что способ осуществляется благодаря использованию содержащего медь водного раствора, который получается путем растворения (обычно из руды) меди в водной щелочной жидкости, или путем использования содержащего медь раствора, такого, как производственный вытекающий поток. Полученный в результате этого раствор, содержащий медные компоненты, смешивается с не смешивающимся с водой органическим растворителем (например, c керосином), содержащим не растворимую в воде ионообменную композицию с избирательным сродством для медных компонентов. Предпочтительно ионообменная композиция извлекает содержащие медь компоненты из водного раствора. Водная и органическая фазы разделяются. Водный раствор, не содержащий теперь меди, обычно называется "рафинат". Рафинат может использоваться повторно в качестве выщелачивающей жидкости (в процессе выщелачивания) или удаляться (например, в процессе извлечения руды из производственного вытекающего потока). Органическая фаза (которая содержит ионообменную композицию и извлеченные компоненты, содержащие медь) называется "органическим веществом с введенным ингредиентом". Желаемое содержание медных компонентов извлекается из органического вещества с введенным ингредиентом путем смешивания с водным раствором для удаления, содержащим сильную кислоту, такую как серную, фосфорную или перхлорноватую, и отличающимся более низким значением pH по сравнению с указанным выше несущим медь водным раствором. Водный раствор для удаления способствует извлечению необходимых компонентов, содержащих медь, из органического вещества с введенным ингредиентом. После разделения органической и водной фаз необходимые медные компоненты присутствуют в водном растворе для удаления. Полученный в результате этого богатый медью водный раствор для удаления обычно называется "электролитом" или "обогащенным электролитом". Бедная медью органическая фаза обычно называется "обедненным органическим веществом". Обедненная органическая фаза может использоваться повторно.

Медь извлекается в очищенной форме из электролита в результате процесса, известного как "электрохимическое извлечение металлов" (здесь и далее названного "EW"). Способ электрохимического извлечения металлов обычно влечет за собой выделение меди на первоначальных медных пластинках или катодных матрицах из нержавеющей стали. Цикл выделения на электроде обычно занимает около 7 дней, в результате чего с каждой стороны матрицы получается катод весом 100 фунтов (45,3 кг). Катоды удаляются механическим способом с каждой стороны матрицы и затем подвергаются дальнейшей обработке, которая может включать протяжку, прокатку и т.д. Часто эти катоды перевозят в прокатный цех, где они подвергаются непрерывной разливке. После извлечения необходимой меди не содержащий меди электролит, который иногда называется "обедненный электролит", может использоваться повторно в качестве водного удаляющего раствора для свежего нагружения содержащими медь компонентами.

Изготовление медной фольги способом электроосаждения влечет за собой использование гальванического элемента, содержащего анод, катод, раствор электролита, включающего ионы меди и ионы сульфата, и источник тока. Благодаря применению напряжения между анодом и катодом на поверхности катода происходит осаждение меди. Процесс начинается с использования медного исходного сырья, которое растворяется в серной кислоте для образования раствора электролита. Сырье представляет собой электролитически очищенную форму меди, например медную дробь, медную проволоку, окись меди или повторно используемую медь. Полученный в результате этого раствор сульфата меди затем очищается для того, чтобы убедиться в том, что получен высокоочищенный сульфат меди, необходимый для изготовления фольги. К раствору электролита могут добавляться различные типы агентов для регулирования свойств фольги, такие как животный клей и тиомочевина. В гальванический элемент накачивается электролит, и с помощью приложения напряжения между анодом и катодом происходит электроосаждение меди. Обычно процесс требует использования цилиндрических катодов, которые могут быть различного диаметра и различной ширины. Аноды соответствуют кривизне катодов таким образом, чтобы поддерживать постоянное разделение или постоянный зазор между анодами и катодами.

Электролитически очищенное медное сырье, применяемое в предыдущих процессах электроосаждения, часто получают с использованием способа X-E описанного выше типа. Его также получают, используя обычную технологию плавления и очистки. Способы электроосаждения предыдущих изобретений, которые требуют предварительного растворения медного сырья в автоклаве для образования ионов меди, являются медленными, трудноконтролируемыми и требуют больших количеств дорогостоящей чистой меди, нагружаемой в автоклав. Было бы желательно изготавливать медную фольгу непосредственно из относительно неочищенного медного сырья, такого как медная руда или содержащие медь отходы без дополнительных этапов, которые заключаются, во-первых, в извлечении чистой меди с использованием электролиза, и во-вторых, в растворении чистой меди для получения ионов меди для электролита. Настоящее изобретение обеспечивает такое преимущество.

Благодаря способу изобретения изготовление медной фольги осуществляется с использованием меньшего количества производственных этапов по сравнению с предыдущими изобретениями. Согласно способу изобретения используется источник меди, который не требует в производственном процессе дополнительных этапов электрохимического извлечения, протяжки и т.д., которые используются при получении электролитически очищенного медного сырья (например, медной дроби, медной проволоки, окиси меди, переработанной меди и т.д.), как это имеет место в предыдущих изобретениях. Также способ изобретения не требует этапа обработки в автоклаве, с которого начинаются способы электроосаждения, описанные в предыдущих изобретениях. Загрязняющие примеси, попавшие в электролит от этапа извлечения согласно способу изобретения, не ухудшают технологических свойств медной фольги. Изготовленная согласно способу настоящего изобретения медная фольга получается более простым и менее дорогостоящим способом по сравнению с предыдущими изобретениями.

Краткое описание изобретения
Настоящее изобретение описывает способ изготовления медной фольги из содержащего медь материала, при этом способ включает:
(А) добавление в содержащий медь материал достаточного количества, по меньшей мере одного, водного выщелачивающего раствора для растворения ионов меди в данном выщелачивающем растворе и образования богатого медью водного выщелачивающего раствора,
(Б) добавление в богатый медью водный выщелачивающий раствор достаточного количества, по меньшей мере одного, не растворимого в воде экстрагента с целью переноса ионов меди с этого богатого медью водного выщелачивающего раствора на экстрагент для получения богатого медью экстрагента и водного выщелачивающего раствора, не содержащего меди,
(В) отделение богатого медью экстрагента от водного выщелачивающего раствора, не содержащего медь,
(Г) добавление к богатому медью экстрагенту достаточного количества, по меньшей мере одного, водного раствора для удаления с целью переноса ионов меди с этого экстрагента в удаляющий раствор для получения богатого медью удаляющего раствора и экстрагента, обедненного медью,
(Д) отделение богатого медью удаляющего раствора от экстрагента, обедненного медью,
(Е) протекание богатого медью удаляющего раствора между анодом и вращающимся катодом и приложение достаточного напряжения к аноду и катоду для отложения меди на катоде, и
(Ж) непрерывное удаление медной фольги с катода.

На чертеже представлена технологическая карта процесса согласно изобретению в предпочтительном варианте исполнения.

Описание предпочтительных вариантов исполнения
Содержащий медь материал может быть любым источником меди, из которого эта медь может быть получена. Такие источники включают медную руду, содержащий медь порошок для плавильных печей, медный цемент, сульфат меди и содержащие медь отходы. Термин "содержащие медь отходы" относится к любым твердым или жидким отходам (например, бытовым обходам, шламу, производственным вытекающим потокам и т. д.), которые содержат медь. Такие отходы включают опасную пустую породу. Особыми примерами отходов, которые можно использовать, являются окислы меди, полученные от переработки отработанных хлористых протравливателей, содержащих двухвалентную медь. Также могут быть использованы источники меди, применяемые в предыдущих изобретениях, такие как медная дробь, медная проволока, повторно используемая медь и т.д., но когда используются эти источники предыдущих изобретений, экономическая эффективность от применения способа согласно данному изобретению снижается.

В одном варианте исполнения в качестве содержащего медь материала используется медная руда открытой горной выработки. Руда транспортируется в насыпной выщелачивающий отвал, который обычно оборудуется на участке с подложенной футеровкой, такой, например, как толстая полиэтиленовая футеровка, отличающаяся высокой плотностью, с тем чтобы предупредить утечку выщелачивающих жидкостей в окружающую водную среду. Обычный выщелачивающий отвал имеет площадь, равную, например, 125.000 футов² (11.613 м²), и вмещает около 110.000 т руды. По мере того как имеет место выщелачивание и сверху старых отвалов насыпаются новые, их высота постоянно увеличивается и иногда достигает примерно 200 футов (60,96 м) и более. На поверхности заново образованных отвалов прокладывается сеть трубопроводов и виброразбрызгивателей. Слабый раствор серной кислоты непрерывно распыляется со скоростью, например, 0,8 галлонов (36,368 л) в 1 мин на 100 футов² (9,29 м²) поверхности. Выщелачивающий раствор просачивается вниз через отвал, растворяет медь из руды, вытекает из основания отвала в виде обогащенного медью водного выщелачивающего раствора, собирается в отстойнике и закачивается в питающий отстойник для последующей обработки согласно способу изобретения.

Включая некоторые горнодобывающие операции, выщелачивание in situ используется для извлечения медных компонентов из медной руды. Полученный в результате этого процесса обогащенный медью раствор может использоваться в способе данного изобретения в качестве содержащего медь материала. Выщелачивание in situ представляется экономичным в том случае, когда запасы руды, содержащей растворимую в кислоте окись, располагаются под открытым участком горной выработки и над истощенной областью подземной шахты. В этой зоне пробуриваются скважины для закачки на глубину, например, около 1000 футов (304,8 м). В скважины помещаются трубопроводы из поливинилхлорида с прорезью в нижней части для протекания раствора в руду. В каждую скважину закачивается выщелачивающий раствор слабой серной кислоты, скорость закачки зависит от проницаемости зоны, где располагаются скважины. Раствор просачивается вниз через рудный участок, растворяет содержащие медь минералы и стекает в приготовленный отстойник. Таким отстойником могут быть, например, откаточные выработки подземной шахты. Полученный водный выщелачивающий раствор, содержащий медь, откачивается на поверхность с помощью устойчивой к коррозии насосной системы, и согласно способу данного изобретения этот раствор пригоден для использования в качестве содержащего медь материала.

В процессе горнодобывающих работ, когда используются и отвалы для выщелачивания, и выщелачивание in situ, содержащий медь выщелачивающий раствор (иногда называемый насыщенным выщелачивающим раствором), полученный в результате каждого из этих процессов, может комбинироваться и использоваться в качестве содержащего медь материала согласно способу изобретения.

Используемый на этапе (А) способа изобретения водный выщелачивающий раствор предпочтительно является раствором серной кислоты или раствором аммиака. Раствор серной кислоты желательно имеет свободную концентрацию серной кислоты в рамках примерно от 5 до 50 г/л, более предпочтительно от 5 до 40 г/л и наиболее предпочтительно от 10 до 30 г/л.

Раствор аммиака предпочтительно имеет концентрацию аммиака в диапазоне примерно от 20 до 140 г/л, более предпочтительно от 30 до 90 г/л. Показатель концентрации водородных ионов, pH, этого раствора находится предпочтительно в диапазоне примерно от 7 до 11, более предпочтительно от 8 до 9.

Концентрация ионов меди полученного на этапе (А) обогащенного медью водного выщелачивающего раствора или насыщенного выщелачивающего раствора предпочтительно находится в пределах примерно от 0,8 до 5 г/л, более предпочтительно от 1 до 3 г/л. Если используемый на этапе (А) выщелачивающий раствор представлен раствором серной кислоты, то концентрация свободной серной кислоты в обогащенном медью водном щелочном растворе составляет предпочтительно примерно от 5 до 30 г/л, более предпочтительно примерно от 10 до 20 г/л. Если используемый на этапе (А) выщелачивающий раствор является раствором аммиака, концентрация свободного аммиака в обогащенном медью водном выщелачивающем растворе составляет предпочтительно примерно от 10 до 130 г/л, более предпочтительно от 30 до 90 г/л.

Используемый на этапе (Б) не растворимый в воде экстрагент согласно способу изобретения может быть представлен любым не растворимым в воде экстрагентом, обладающим способностью извлекать ионы меди из водной среды. В одном варианте исполнения экстрагент растворяется в органическом растворителе, не смешивающимся с водой. (Термины "не смешивающийся с водой" и "не растворимый в воде" относятся к композициям, которые не растворяются в воде, если уровень концентрации составляет выше примерно 1 г/л при 25^oC). Растворителем может быть любой не смешивающийся с водой растворитель для экстрагента, содержащий керосин, бензол, толуол, ксилол, нафталин, мазут, дизельное топливо и т. п. , причем предпочтение отдается керосину. Примеры пригодных керосинов включают керосины, доступные от фирмы Phillips Petroleum под торговой маркой SX-7 и SX-12. Экстрагент предпочтительно является органическим соединением, содержащим по меньшей мере две функциональные группы, соединенные с разными атомами углерода углеводородной связи, при этом одна из функциональных групп является группой -OH, а другая - =NOH. Эти соединения могут быть названы оксимами.

В одном варианте исполнения экстрагентом является оксим, представленный формулой.

где
R¹, R², R³, R⁴, R⁵, R⁶ и R⁷ представляют собой независимо водород или гидрокарбиловые группы. В предпочитаемом варианте группы R¹ и R⁴ являются каждая бутилом, R², R³ и R⁶ являются каждая водородом, и R⁵ и R⁷ являются каждая этилом. Соединения, имеющие структуру этого предпочитаемого варианта, доступны от Henkel Corporation под маркой LX 63.

В одном варианте исполнения экстрагент является оксимом, представленным формулой

где
R¹ и R² являются независимо водородом или гидрокарбиловыми группами. Предпочитаемые варианты включают группы, где R¹ является группой алкила примерно с 6-20 атомами углерода, предпочтительно с 9-12 атомами углерода, и R² является водородом, группой алкила примерно с 1-4 атомами углерода, предпочтительно с 1-2 атомами углерода, или R² является фенилом. Фенильная группа может замещаться или не замещаться, последнее более предпочтительно. Следующие соединения, которые основаны на указанной выше формуле, доступны от Henkel Corp. под обозначенными торговыми марками и используются в способе изобретения:
Торговая марка LIX 65: R¹ - нонил, R² - фенил
Торговая марка LIX 84: R¹ - нонил, R² - метил
Торговая марка LIX 860: R¹ - додецил, R² - водород
Другие применяемые материалы, доступные от Henkel Corp., включают LIX 64 N (идентифицированный как смесь LIX 65 и LIX 63), LIX 864 и LIX 984 (идентифицированный как смесь LIX 860 и LIX 84).

В одном варианте экстрагент является бетадикетоном, представленным формулой

где
R¹ и R² являются независимо группами алкила или группами арила. Группы алкила предпочтительно содержат примерно от 1 до 10 атомов углерода. Группы арила являются предпочтительно фенилом. Примером коммерческого экстрагента, доступного от Henkel Corp. и соответствующего указанной выше формуле, является LIX 54. Эти бетадикетоны особенно предпочтительны в том случае, когда используемый на этапе (A) способа изобретения выщелачивающий раствор является раствором аммиака.

Концентрация экстрагента в органическом растворе предпочтительно находится в пределах от 2 до 40% по весу. В одном варианте исполнения органический раствор содержит примерно от 5 до 10%, предпочтительно от 6 до 8%, более предпочтительно около 7% по весу LIX 984, причем остатком является SX-7.

В одном варианте исполнения экстрагент представлен ионообменной смолой. Эти смолы обычно отличаются тонким гранулометрическим составом или шарикообразными материалами, состоящими из двух основных частей: отверждающегося связующего, служащего в качестве структурной части, и участвующей в ионообмене группы, служащей в качестве функциональной группы. Функциональная группа предпочтительно выбирается из таких функциональных групп, которые взаимодействуют с ионами меди. Примеры таких функциональных групп включают -SO₃-, -COO^-,


Предпочитаемые отверждающиеся связующие включают сополимеры стирола и дивинилбензола. Примеры коммерчески доступных смол, которые могут быть использованы, включают IRC-718 (продукт Rohm α Haas, идентифицированный как сополимер стирола и дивинилбензола, замещенный третичным амином), IR-200 (продукт Rohm α Haas, идентифицированный как сульфированный сополимер стирола и дивинилбензола). IR-120 (продукт Rohm α Haas, идентифицированный как сульфированный сополимер стирола и дивинилбензола), XFS 4196 (продукт DOW, идентифицированный как макропористый сополимер полистирол/дивинилбензол, с которым связан -(2-гидрокси этил)-пиколиламин), и XFS 43084 (продукт DOW, идентифицированный как макропористый сополимер полистирол/дивнилбензол, с которым связывается N-(2-гидроксипропил)-пиколиламин). Эти смолы предпочтительно используются в способе согласно данному изобретению в качестве неподвижных или подвижных слоев. На этапе (Б) способа изобретения смола контактирует с обогащенным медью водным выщелачивающим раствором с этапа (А), при этом такого контакта достаточно для переноса ионов меди из выщелачивающего раствора в смолу. Затем на этапе (Г) обогащенная медью смола удаляется для получения смолы, из которой удалена медь, или обедненной смолы, которая может использоваться на этапе (B).

Отделенный на этапе (В) способ изобретения обогащенный медью эктрагент предпочтительно имеет концентрацию меди в диапазоне примерно от 1 до 6 г/л экстрагента, более предпочтительно от 2 до 4 г/л экстрагента. Концентрация ионов меди в обедненном медью выщелачивающем растворе, который отделяется на этапе (В), предпочтительно составляет примерно от 0,01 до 0,8 г/л, более предпочтительно от 0,04 до 0,2 г/л. Если используемый на этапе (А) выщелачивающий раствор является раствором серной кислоты, концентрация свободнoй серной кислоты в обедненном медью водном выщелачивающем растворе, отделенном на этапе (В), предпочтительно составляет примерно от 5 до 50 г/л, более предпочтительно от 5 до 40 г/л, наиболее предпочтительно от 10 до 30 г/л. Если используемый на этапе (А) щелочной раствор является раствором аммиака, концентрация свободного аммиака в обедненном медью водном выщелачивающем растворе, отделенном на этапе (В), предпочтительно составляет от 10 до 130 г/л, более предпочтительно от 30 до 90 г/л.

В одном варианте исполнения этапы контактирования и отделения (Б) и (В) способа согласно изобретению осуществляются в два приема. В этом варианте исполнения этапы (Б-1) и (Б-2) являются контактирующими этапами, а этапы (В-1) и (В-2) - отделяющими. Таким образом, в данном варианте способ изобретения влечет за собой следующие последовательные этапы: (А), (Б-1), (В-1), (Б-2), (В-2), (Г), (Д), (Е) и (Ж), при этом производственные вытекающие потоки от нескольких этих этапов подвергаются повторной циркуляции на других этапах способа. На этапе (Б-1) происходит контактирование обогащенного медью водного выщелачивающего раствора, полученного на этапе (А) с достаточным количеством по меньшей мере одного содержащего медь, не растворимого в воде экстрагента с этапа (В-2) для переноса ионов меди от обогащенного медью водного выщелачивающего раствора к несущему медь экстрагенту для образования обогащенного медью экстрагента и первого обедненного медью водного выщелачивающего раствора. На этапе (В-1) происходит отделение образовавшегося на этапе (Б-1) обогащенного медью экстрагента от первого обедненного медью водного щелочного раствора, полученного на этапе (Б-1). Отделенный на этапе (В-1) обогащенный медью экстрагент предпочтительно имеет концентрацию меди в диапазоне примерно от 1 до 6 г/л экстрагента, предпочтительнее от 2 до 4 г/л экстрагента. Концентрация ионов меди первого обедненного медью водного выщелачивающего раствора, который отделяется на этапе (В-1), предпочтительно составляет примерно от 0,4 до 4 г/л, предпочтительнее примерно от 0,5 до 2,4 г/л. Если используемый на этапе (А) выщелачивающий раствор является раствором серной кислоты, то концентрация свободной серной кислоты в первом обедненном медью водном выщелачивающем растворе, отделенном на этапе (В-1), предпочтительно составляет примерно от 5 до 50 г/л, предпочтительнее от 5 до 30 г/л, наиболее предпочтительно от 10 до 20 г/л. Если используемый на этапе (А) выщелачивающий раствор является раствором аммиака, то концентрация свободного аммиака в первом обедненном медью водном выщелачивающем растворе, отделенном на этапе (В-1), предпочтительно составляет примерно от 10 до 130 г/л, предпочтительнее от 30 до 90 г/л.

В одном варианте исполнения этапа (Б) и (В) контактирования и разделения способами изобретения проводятся в два приема. В этом варианте этапы (Б-1) и (Б-2) являются этапами контактирования, а этапы (В-1) и (В-2) - разделения. Таким образом, в этом варианте способ изобретения подразумевает следующие последовательные этапы: (А), (Б-1), (В-1), (Б-2), (В-2), (Г), (Д), (Е), (Ж), при этом производственные вытекающие потоки от нескольких этих этапов подвергаются повторной циркуляции на других этапах способа. Этап (Б-1) влечет за собой добавление в образовавшийся на этапе (А) обогащенный медью водный выщелачивающий раствор достаточного количества, по меньшей мере одного, содержащего медь и не растворимого в воде экстрагента с этапа (В-2) для переноса ионов меди от обогащенного медью водного выщелачивающего раствора к содержащему медь экстрагенту с целью получения обогащенного медью экстрагента и первого не содержащего меди водного выщелачивающего раствора. На этапе (В-1) происходит отделение полученного на этапе (Б-1) обогащенного медью экстрагента от первого не содержащего меди водного выщелачивающего раствора, полученного на этапе (Б-1). Концентрация меди обогащенного медью экстрагента, который отделяется на этапе (В-1), предпочтительно составляет примерно 1-6 г/л экстрагента, более предпочтительно примерно 2-4 г/л экстрагента. Первый не содержащий меди водный выщелачивающий раствор, который отделяется на этапе (В-1), предпочтительно имеет концентрацию ионов меди, заключенную в пределах примерно от 0,4 до 4 г/л, более предпочтительно от 0,5 до 2,4 г/л. Если используемый на этапе (А) выщелачивающий раствор является раствором серной кислоты, то концентрация свободной серной кислоты в первом не содержащем меди выщелачивающем растворе, отделенном на этапе (В-1), предпочтительно составляет примерно от 5 до 50 г/л, более предпочтительно от 5 до 30 г/л, наиболее предпочтительно от 10 до 20 г/л. Если используемый на этапе (А) выщелачивающий раствор является раствором аммиака, то концентрация свободного аммиака в первом не содержащем меди водном выщелачивающем растворе, отделенном на этапе (В-1), предпочтительно составляет примерно от 10 до 130 г/л, более предпочтительно от 30 до 90 г/л.

На этапе (Б-2) происходит добавление в первый не содержащий меди водный выщелачивающий раствор, полученный на этапе (В-1), достаточного количества, по меньшей мере одного, не содержащего меди экстрагента с этапа (Д) для переноса ионов меди от этого первого не содержащего меди водного выщелачивающего раствора к не содержащему меди экстрагенту с целью получения содержащего медь экстрагента и второго не содержащего меди водного выщелачивающего раствора. На этапе (В-2) имеет место отделение содержащего медь экстрагента, полученного на этапе (Б-2), от второго не содержащего меди водного выщелачивающего раствора, полученного на этапе (В-2). Концентрация меди содержащего медь экстрагента, который отделяется на этапе (В-2), предпочтительно составляет примерно от 0,5 до 4 г/л экстрагента, более предпочтительно от 1 до 2,4 г/л экстрагента. Отделенный на этапе (В-2) второй не содержащий меди водный выщелачивающий раствор предпочтительно имеет концентрацию ионов меди, заключенную в диапазоне примерно от 0,01 до 0,8 г/л, предпочтительнее от 0,04 до 0,2 г/л. Если используемый на этапе (А) выщелачивающий раствор является раствором серной кислоты, то концентрация свободной серной кислоты во втором не содержащем меди водном выщелачивающем растворе, отделенном на этапе (В-2), предпочтительно составляет примерно от 5 до 50 г/л, предпочтительнее от 5 до 40 г/л, наиболее предпочтительно от 10 до 30 г/л. Если используемый на этапе (А) выщелачивающий раствор является раствором аммиака, то концентрация свободного аммиака во втором не содержащем меди водном выщелачивающем растворе, отделенном на этапе (В-2), составляет предпочтительно примерно от 10 до 130 г/л, предпочтительнее от 30 до 90 г/л.

Используемый на этапе (Г) раствор для удаления согласно способу изобретения представляет собой предпочтительно раствор серной кислоты, концентрация свободной серной кислоты которого находится в рамках примерно от 80 до 170 г/л, предпочтительнее от 90 до 120 г/л. Концентрация ионов меди обогащенного медью раствора для удаления меди, полученного на этапе (Г), предпочтительно колеблется в рамках от 50 до 150 г/л, предпочтительнее от 90 до 110 г/л, а концентрация свободной серной кислоты - от 70 до 140, предпочтительнее от 80 до 110 г/л.

Этапы (Е) и (Ж) электроосаждения по способу изобретения подразумевают продвижение обогащенного медью удаляющего раствора с этапа (Д) в гальванический элемент. Обрабатываемый в гальваническом элементе обогащенный медью удаляющий раствор может быть назван или обогащенным медью удаляющим раствором, или раствором электролита. Предпочтительно, чтобы он был подвергнут очисткe или фильтрации перед введением его в гальванический элемент для того, чтобы убедиться в том, то осажденная электрическим способом фольга не содержит никаких разрывов и/или нарушений. Когда между анодом и катодом приложено напряжение, то на катоде происходит электроосаждение меди. Электрический ток предпочтительно представляет собой постоянный ток или переменный ток с постоянным смещением. Электроосажденная фольга удаляется с катода в виде непрерывного тонкого листа по мере вращения катода. Она может наматываться в виде рулона. Вращающийся катод предпочтительно имеет форму цилиндрической оправки. Однако как альтернативный вариант катод может быть в форме движущейся ленты. Обе эти конструкции известны в данной области. Анод имеет изогнутую форму, соответствующую форме катода для обеспечения равномерного зазора между анодом и катодом. Предпочтительно этот зазор составляет примерно 0,3-2 см в длину.

Скорость протекания электролита через зазор между анодом и катодом предпочтительно колеблется в диапазоне от 0,2 до 5 м/с, более предпочтительно от 1 до 3 м/с. Концентрация свободной серной кислоты в электролите предпочтительно находится в диапазоне примерно от 70 до 170 г/л, наиболее предпочтительно от 80 до 120 г/л. Температура раствора электролита в гальваническом элементе предпочтительно составляет примерно от 25 до 100^oC, более предпочтительно от 40 до 70^oC. Концентрация ионов меди (в CuSO₄) предпочтительно составляет примерно от 40 до 150 г/л, предпочтительнее от 70 до 130 г/л, наиболее предпочтительнее от 90 до 110 г/л. Концентрация ионов свободного хлорида предпочтительно составляет примерно 300 ppm, предпочтительнее 150 ppm, наиболее предпочтительно 100 ppm. В одном варианте исполнения концентрация ионов свободного хлорида составляет примерно от 40 до 100 ppm или 50-80 ppm. Уровень примесей предпочтительно составляет не более 20 г/л, обычно это значение находится в рамках от 0,5 до 10 г/л. Плотность тока предпочтительно составляет примерно от 100 до 3000 А/фут² (0,093 м²), предпочтительно от 400 до 1800 А/фут² (0,093 м²).

В процессе электроосаждения раствор электролита может по желанию включать один или более активных материалов, содержащих серу. Термин "содержащие серу активные материалы" относится к таким материалам, которые обычно отличаются тем, что содержат атом двухвалентной серы, обе связи которой непосредственно соединены с атомом углерода вместе с одним или более атомов азота, также непосредственно соединенными с атомом углерода. В этой группе соединений двойная связь в некоторых случаях может существовать или чередоваться между атомом серы или азота и атомом углерода. Обычно таким активным материалом, содержащим серу, является тиомочевина. Используются виды тиомочевины с ядром

и изотиоцианиды с группировкой S = C = N-. Также используются тиосинамин (алил-тиомочевина и тиосемикарбазид. Содержащий серу активный материал должен растворяться в растворе электролита и обладать совместимостью с другими компонентами. Концентрация содержащего серу активного материала в растворе электролита во время электроосаждения предпочтительно составляет 20 ppm, предпочтительнее примерно 0,1 до 15 ppm.

Раствор электролита может также по желанию содержать один или более видов желатина. Используемые в данном случае желатины представляют собой однородные смеси растворимых в воде протеинов, производных коллагена. Предпочитаемым желатином является животный клей, так как он относительно дешевый, коммерчески доступный и хорошо поддается обработке. Концентрация желатина в растворе электролита предпочтительно составляет примерно 20 ppm, предпочтительно 10 ppm и наиболее предпочтительно от 0,2 до 10 ppm.

Раствор электролита может также по желанию содержать другие добавки, известные в данной области, с целью регулирования свойств электроосажденной фольги. Примерами могут служить меласса, растительный клей, полиалкиленгликоли (например, полиэтиленгликоль, полипропиленгликоль, полиизопропиленгликоль и т.д.), дитиотретол, аминокислоты (например, пролин, гидроксипролин, цистеин и т.д.), акриламид, сульфопропил, дисульфид, тетраэтилтиурам дисульфид, бензилхлорид, эпихлорогидрин, хлоргидроксилпропил сульфонат, окиси алкилена (например, окись этилена, окись пропилена и т.п.), алкансульфонаты сульфония, тиокарбамоилдисульфид, селеновая кислота или смесь двух или более компонентов. Эти добавки предпочтительно используются в концентрации примерно 20 ppm, предпочтительнее от 1 до 10 ppm.

Во время этапа (E) электроосаждения желательно поддерживать отношение плотности (I) применяемого тока к плотности (IL) диффузного ограниченного потока на уровне, равном 0,4 или меньше, предпочтительнее примерно 9,3 или меньше, т.е. I/IL предпочтительно равно примерно 0,4 или меньше, предпочтительнее примерно 0,23 или меньше. Плотность (I) применяемого тока представляет собой количество ампер, применяемое на единицу площади поверхности электрода. Плотность (IL) диффузионного ограниченного потока представляет собой максимальную скорость, с которой медь может осаждаться. Максимальная скорость осаждения ограничена тем, насколько быстро ионы меди могут рассеиваться на поверхности катода, чтобы заменить те ионы, которые были истощены в результате предыдущего осаждения. Она может быть рассчитана с помощью уравнения:

Описание символов - Единицы
I - плотность тока - A/см²
I_L - плотность диффузионного ограниченного потока - А/см²
n - эквивалентный заряд - эквивалент/моль
F - постоянная Фарадея - 96487 (А) (с)/эквив.

C^o - объемная концентрация ионов меди - моль/см³
D - коэффициент диффузии - см²/с
δ - толщина концентрации пограничного слоя - см
t - число переноса меди - не ограничено
Толщина пограничного слоя представляет собой зависимость вязкости, коэффициента диффузии и скорости потока. В одном варианте при электроосаждении фольги используются следующие значения параметров:
Параметр - Значение
1 (А/см²) - 1,0
n (экв./моль) - 2
D (см²/с) - 3,5 • 10^-5
C^o - (моль/см³, C⁺² (как CO₄)) - 1,49 • 10^-3
Температура (^oC) - 60
Свободная серная кислота (г/л) - 90
Кинетическая вязкость (см²/с) - 0,0159
Скорость потока (см/с) - 200
На чертеже представлена технологическая карта предпочитаемого варианта реализации способа изобретения. Отвал 10 выщелачивания меди обрабатывается в соответствии со способом изобретения для получения медной фольги 12. Способ требует использования отстойников 14, 15 и 16, коллектора 17, смесителей 18, 20 и 22, гальванического элемента 24, который включает вращающийся цилиндрический катод 26 и анод 28, фильтров 30 и 32. В этом варианте исполнения этап (А) способа изобретения осуществляется на выщелачивающем отвале 10. Этапы (Б) и (В) проводят в два приема с использованием смесителей 18 и 20 и отстойников 14 и 15. Этапы (Г) и (Д) осуществляются с использованием смесителя 22 и отстойника 16. Этапы (Е) и (Ж) проводятся с использованием гальванического элемента 24.

Водный выщелачивающий раствор из трубопровода 40 разбрызгивается на поверхность отвала 10 для выщелачивания. Выщелачивающий раствор представляет собой раствор серной кислоты с концентрацией свободной серной кислоты в диапазоне примерно от 5 до 50, предпочтительнее от 5 до 40, наиболее предпочтительно от 10 до 30 г/л. Выщелачивающий раствор просачивается через отвал, растворяет медь в руде, протекает через пространство 11 отвала как обогащенный медью водный выщелачивающий раствор (иногда называемый богатым выщелачивающим раствором), протекает по трубопроводу 13 в коллектор 17 и отсюда откачивается по трубопроводу 14 в смеситель 20. Богатый медью водный выщелачивающий раствор, закачиваемый в смеситель 20, предпочтительно имеет концентрацию ионов меди в диапазоне примерно от 0,8 до 5, предпочтительно от 1 до 3 г/л, и концентрацию свободной серной кислоты в диапазоне от 5 до 30, предпочтительнее от 10 до 20 г/л. В смесителе 20 богатый медью водный выщелачивающий раствор смешивается с содержащим медь органическим раствором, который закачивается в смеситель 20 по трубопроводам 79, 80 и 42 из водослива 78 в отстойнике 15. Концентрация меди в содержащем медь органическом растворе, который добавляется в смеситель 20, предпочтительно составляет примерно от 0,4 до 4 г/л экстрагента в органическом растворе, предпочтительнее примерно от 1 до 2,4 г/л экстрагента в органическом растворе. В процессе смешивания в смесителе 20 органическая фаза и водная фаза образуются и смешиваются. Ионы меди переносятся из водной фазы в органическую фазу. По трубопроводу 43 смесь откачивается из смесителя 20 в отстойник 14. В отстойнике 14 водная и органическая фазы отделяются вместе с органической фазой, образуя верхний слой и водную фазу, представляющую нижний слой. Органическая фаза собирается в водосливе 48 и по трубопроводам 49, 50 и 51 откачивается в смеситель 22. Эта органическая фаза представляет собой богатый медью органический раствор (который можно назвать органическим веществом с введенным компонентом). Концентрация меди в этом богатом медью органическом растворе предпочтительно составляет примерно от 1 до 6 г/л экстрагента в органическом растворе, предпочтительнее примерно от 2 до 4 г/л экстрагента в органическом растворе.

Богатый медью органический раствор смешивается в смесителе 22 с не содержащим меди удаляющим раствором. Не содержащий меди удаляющийся раствор (который можно назвать обедненным электролитом) образуется в гальваническом элементе 24 и по трубопроводам 52, 54, 56 и 60 откачивается в смеситель 22. Концентрация свободной серной кислоты в этом не содержащем меди удаляющем растворе предпочтительно составляет примерно от 80 до 170 г/л, предпочтительнее от 90 до 120 г/л, а концентрация ионов меди находится в рамках примерно от 40 до 120 г/л, предпочтительнее от 80 до 100 г/л, наиболее предпочтительно от 90 до 95 г/л. По трубопроводу 62 свежий состав удаляющего медь раствора может добавляться в трубопровод 60. В смесителе 22 происходит смешивание обогащенного медью органического раствора и не содержащего меди удаляющего раствора, в результате чего образуется органическая фаза, перемешанная с водной фазой. Ионы меди переносятся из органической фазы в водную фазу. По трубопроводу 63 смесь откачивается из смесителя 22 в отстойник 16. В отстойнике 16 органическая фаза отделяется от водной фазы и собирается в водосливе 64. Органическая фаза представляет собой не содержащий меди органический раствор (который иногда называется обедненным органическим веществом). Этот не содержащий меди органический раствор предпочтительно имеет концентрацию меди примерно от 0,5 до 2 г/л экстрагента в органическом растворе, предпочтительнее от 0,9 до 1,5 г/л экстрагента в органическом растворе. По трубопроводам 65, 66, 68 и 70 не содержащий меди органический раствор откачивается из отстойника 16 в смеситель 18. По трубопроводу 72 в трубопровод 68 может быть добавлен свежий состав органического раствора.

По трубопроводам 73, 74, 75 и 76 содержащий медь водный выщелачивающий раствор откачивается из отстойника 14 в смеситель 18. Концентрация ионов меди этого содержащего медь водного выщелачивающего раствора предпочтительно составляет примерно от 0,4 до 4 г/л, предпочтительнее от 0,5 до 2,4 г/л, а концентрация свободной серной кислоты - примерно до 5 до 50 г/л, предпочтительнее от 5 до 30, наиболее предпочтительно от 10 до 20 г/л. Органическая и водная фазы образуются и перемешиваются в смесителе 18, и ионы меди переносятся из водной фазы в органическую фазу. По трубопроводу 77 смесь откачивается в отстойник 15. В отстойнике 15 органическая фаза отделяется от водной фазы и собирается в водосливе 78. По трубопроводам 79, 80 и 42 эта органическая фаза, которая представляет собой содержащий медь органический раствор, откачивается из отстойника 15 в смеситель 20. Концентрация меди этого содержащего медь органического раствора предпочтительно составляет примерно от 0,5 до 4 г/л экстрагента в органическом растворе, предпочтительнее от 1 до 2,4 г/л экстрагента в органическом растворе. Водная фаза в отстойнике 15 является не содержащим меди водным выщелачивающим раствором, который по трубопроводам 81 и 82 откачивается в трубопровод 40, откуда он разбрызгивается по отвалу 10 для выщелачивания. По трубопроводу 83 может быть добавлен свежий состав выщелачивающего раствора в трубопровод 81.

Водная фаза, которая выделяется из отстойника 16, представляет собой обогащенный медью удаляющий раствор. По трубопроводам 85 и 86 он откачивается из отстойника 16 к фильтру 30 и по трубопроводам 87 и 88 от фильтра 30 к гальваническому элементу 24. Концентрация ионов меди этого обогащенного медью удаляющего раствора предпочтительно колеблется в пределах примерно от 50 до 150 г/л, предпочтительнее от 90 до 110 г/л, а концентрация свободной серной кислоты составляет примерно от 70 до 140 г/л, предпочтительнее от 80 до 110 г/л. Обогащенный медью удаляющий раствор, поступающий в гальванической элемент 24, может быть также назван раствором 25 электролита. Раствор 25 электролита протекает в зазор 27 между вращающимся катодом 26 и анодом 28. Когда между анодом 28 и катодом 26 прилагается напряжение, на поверхности 26a катода происходит электроосаждение меди. Электроосажденная фольга удаляется с катода в виде непрерывного тонкого листа 12 по мере вращения катода и собирается в виде рулона 12a фольги.

В гальваническом элементе раствор 25 электролита превращается в не содержащий меди раствор электролита и удаляется из элемента 24 через трубопровод 52. Концентрация ионов меди не содержащего меди раствора электролита в трубопроводе 52 предпочтительно составляет примерно от 40 до 120 г/л, предпочтительнее от 80 до 100 г/л, наиболее предпочтительно от 90 до 95 г/л, а концентрация свободной серной кислоты составляет примерно от 80 до 170 г/л, предпочтительнее от 90 до 120 г/л. Этот не содержащий меди электролит (1) или повторно направляется по трубопроводам 52, 54 и 89 к фильтру 32 и через фильтр 32 к трубопроводам 90, 91 и 88 и обратно к элементу 24, или откачивается по трубопроводам 52, 54, 56, 58 и 60 к смесителю 22 в качестве не содержащего меди удаляющего раствора. По желанию содержащий активную серу материал, желатин и/или другие подходящие добавки описанного выше типа добавляются в повторно используемый раствор в трубопроводе 89 или трубопроводе 88 по трубопроводу 93.

Для проведения электрического тока между анодом 28 и катодом 26 в гальваническом элементе 24 предусмотрены электрические средства, которые хорошо известны из данной области. Ток предпочтительно является постоянным или переменным с постоянным смещением. В растворе 25 электролита ионы меди захватывают электроны на периферической поверхности 26a катода 26, в результате чего металлическая медь осаждается на электроде в форме слоя фольги. Катод 26 непрерывно вращается вокруг своей оси 26b, и слой фольги непрерывно снимается с поверхности 26a катода в виде непрерывной тонкой пленки 12, которая собирается в рулон 12a.

Процесс электроосаждения в гальваническом элементе 24 приводит к обеднению раствором 25 электролита относительно содержания ионов меди в нем и желатина и материала, содержащего активную серу, если последние используются. Эти ингредиенты восполняются, при этом электролит пополняется по трубопроводу 88, а желатин и содержащий активную серу материал по трубопроводам 92 и 93.

Несмотря на то что представленный на чертеже вариант исполнения изображает этап экстракции растворителем в две стадии с использованием смесителей 18 и 20, специалистам данной области будет понятно, что способ может включать дополнительные стадии без отступления от замысла изобретения. Так, например, хотя на чертеже конкретно описывается этап экстракции в две стадии и предшествующее описание относится к экстракции в одну и две стадии, согласно изобретению способ может осуществляться с использованием этапа экстракции в три, четыре, пять, шесть и т.д. стадий. Точно так же, хотя на чертеже представлен вариант исполнения изобретения с использованием этапа удаления в один прием с помощью смесителя 22 и отстойника 16, специалисту данной области станет ясно, что в способ могут быть введены дополнительные стадии удаления без отступления от основного замысла изобретения. Так, например, способ изобретения может осуществляться с использованием этапа удаления, проводимого в два, три, четыре, пять, шесть и т.д. приемов.

Термин "необработанная" относится в данном контексте для обозначения исходной фольги или ее сырья, которое не подвергалось последовательной обработке с целью улучшения или усиления ее свойств. Термин "обработанная" используется здесь для обозначения исходной фольги или сырья, которое не подвергалось подобной обработке. Такая обработка является полностью традиционной и обычно влечет за собой использование различных обрабатывающих и прополаскивающих растворов. Например, в одном варианте исполнения по меньшей мере одна сторона обрабатывается по меньшей мере одним шероховатым слоем меди или окисью меди. В другом варианте исполнения по меньшей мере одна сторона фольги обрабатывается по меньшей мере одним металлическим слоем, при этом металл в этом металлическом слое принадлежит к группе, включающей индий, цинк, олово, никель, кобальт, медно-никелевый сплав и сплав меди и олова. В другом варианте исполнения по меньшей мере одна сторона фольги обрабатывается по меньшей мере одним металлическим слоем, при этом металл в данном слое принадлежит группе, включающей олово, хром, сплав хрома и цинка. В другом варианте исполнения по меньшей мере одна сторона фольги обрабатывается по меньшей мере одним шероховатым слоем меди или окисью меди, затем по меньшей мере один металлический слой накладывается на шероховатый слой, при этом металлический слой принадлежит группе, включающей индий, цинк, олово, никель, кобальт, сплав меди и цинка и сплав меди и олова. В другом варианте по меньшей мере одна сторона фольги обрабатывается по меньшей мере шероховатым слоем меди или окисью меди, затем по меньшей мере один металлический слой накладывается на шероховатый слой, причем металл в этом металлическом слое принадлежит группе, включающей олово, хром и хромоцинковый сплав. В другом варианте по меньшей мере одна сторона фольги обрабатывается по меньшей мере одним шероховатым слоем меди или окисью меди, затем по меньшей мере один первый металлический слой накладывается на шероховатый слой, при этом металл в этом первом металлическом слое принадлежит группе, включающей индий, цинк, олово, никель, кобальт, сплав меди и цинка и сплав меди и олова, затем по меньшей мере один второй металлический слой накладывается на первый металлический слой, при этом второй металлический слой принадлежит группе, включающей олово, хром и хромоцинковый сплав. Эти обрабатывающие технологии хорошо известны в данной области.

Виды медной фольги, полученные по способу изобретения, имеют гладкую или блестящую (тороидальную) сторону и шероховатую или матовую сторону (поверхность прироста медного слоя). Такие виды фольги могут связываться с диэлектрическими подстилающими слоями с целью придания им размерной и структурной стабильности, и в связи с этим предпочитается присоединять матовую сторону электроосажденной фольги к подстилающему слою таким образом, что блестящая сторона фольги обращена наружу от слоистого пластика. Пригодные диэлектрические подстилающие слои могут быть получены с помощью пропитывания армированных стекловолокном материалов частично вулканизированными каучуками, обычно эпоксидными смолами. Эти подстилающие диэлектрические слои иногда называются препрегами.

В процессе изготовления слоистых пластиков необходимо, чтобы как препреговый материал, так и электроосажденная медная фольга были выполнены в виде длинных тонких полос материала, скрученного в рулоны. Скрученные в рулоны материалы вытягиваются из рулона и нарезаются на прямоугольные листы. Прямоугольные листы затем складываются или собираются в штабеля по комплектам. Каждый комплект может включать лист препрега с листом фольги с каждой его стороны, и в любом случае матовая сторона листа медной фольги располагается рядом с препрегом таким образом, что блестящие стороны листов обращены наружу с каждой стороны комплекта.

Комплект может подвергаться обычным для формования тонких слоистых материалов температурам и давлению между плитами прессов для формования слоистого пластика с целью получения пакетов с чередующимися слоями листов препрега между листами медной фольги.

Препреги могут состоять из ткани армированной стекловолокном с частично вулканизированным в два приема каучуком. Используя тепло и давление, матовая сторона медной фольги плотно прижимается к препрегу, и под действием температуры, которой подвергается комплект, происходит вулканизация каучука, то есть химическое сшивание каучука и, следовательно, плотное соединение фольги с препреговым диэлектрическим подстилающим слоем. В общем плане процесс получения слоистого материала потребует применения давления в диапазоне примерно от 250 до 750 psi, температуры в диапазоне примерно от 175 до 235^oC и периода образования слоистого пластика примерно от 40 мин до 2 ч. Конечный слоистый пластик может быть затем использован для изготовления печатных плат (PCB).

Известно множество способов изготовления печатных плат из слоистых пластиков. Кроме того, насчитывается множество возможных областей конечного применения печатных плат, включающих радио, телевидение, компьютеры и т.д. Эти способы и конечное использование хорошо известны в данной области.

В целях иллюстрации изобретения предлагается следующий пример. Если не указано конкретно, в данном примере, а также в спецификации и формуле изобретения все части и процентное содержание даны по весу, температура - в градусах Цельсия и давление - атмосферное.

Пример. Медная фольга получается согласно способу, представленному на чертеже, за исключением того, что вместо изображенного гальванического элемента 24 используется лабораторный гальванический элемент с параллельными электродами, осажденными гальваническим способом. Анод представляет собой титан с иридиевым покрытием. Катод выполнен из титана. Катод может сниматься таким образом, что медная фольга счищается с него. Используется оборудованный фильтром резервуар для вмещения раствора электролита, и для накачивания раствора электролита в гальванический элемент и выкачивания его оттуда применяются специальные средства. Разбрызгиваемый по отвалу 10 для выщелачивания водный выщелачивающий раствор, поступающий из трубопровода 40, представляет собой раствор серной кислоты с концентрацией серной кислоты 20 г/л. Концентрация ионов меди богатого медью водного выщелачивающего раствора, который накачивается к смеси 20 по трубопроводу 41, составляет 1,8 г/л, а концентрация свободной серной кислоты - 12 г/л. Органический раствор является 7%-ным по весу раствором LI X984 в SX-7. Концентрация меди в содержащем медь органическом растворе, который добавляется в смеситель 20 из отстойника 15, составляет 1,95 г/л. Концентрация меди богатого медью органического раствора, который закачивается в смеситель 20 из отстойника 14, составляет 3 г/л LIX 984. Концентрация свободной серной кислоты не содержащего меди удаляющего раствора, добавляемого в смеситель 20 по трубопроводу 60, составляет 170 г/л, а концентрация ионов меди - 40 г/л. (Этот не содержащий меди удаляющий раствор накачивается по трубопроводу 60 в смеситель 20 из установки электрохимического извлечения металлов - EW, которая не является частью данного способа изобретения). Концентрация меди в бедном медью органическом растворе, который накачивается из отстойника 16 в смеситель 18, составляет 1,25 г/л LIX 984. Концентрация ионов меди в содержащем медь водном выщелачивающем растворе, закачиваемом из отстойника 14 в смеситель 18, составляет 0,8 г/л, а концентрация свободной серной кислоты - 12 г/л. Концентрация меди обедненного медью водного раствора, закачиваемого из отстойника 15 по трубопроводу 81, составляет 0,15 г/л, а концентрация свободной серной кислоты - 12 г/л. Концентрация ионов меди обогащенного медью удаляющего раствора, поступающего из отстойника 16, составляет 50 г/л, а концентрация свободной серной кислоты - 160 г/л. Через смеситель/отстойник со скоростью 2 галлона (9,092 л) в 1 мин проходит 140 галлонов (636,44 л) этого обогащенного медью удаляющего раствора. Свежий состав обогащенного медью органического раствора с концентрацией меди 3 г/л LIX 984 в растворе добавляется в смеситель также со скоростью 2 галлона (9,092 л) в 1 мин. По мере необходимости добавляется серная кислота для обеспечения допустимых удаляющих кинетических свойств. Температура обогащенного медью удаляющего раствора поддерживается равной 37,8^oC или выше с целью предупреждения кристаллизации сульфата меди. Концентрация ионов меди конечного раствора электролита, полученного в результате этой процедуры, составляет 92 г/л, концентрация свободной серной кислоты - 83 г/л. Изготовленные в гальваническом элементе с использованием этого раствора электролита образцы фольги имеют номинальный вес, равный 1 унции на 1 фут² (28,35 г на 0,093 м²).

В таблице представлены рабочие характеристики, используемые в гальваническом элементе, и свойства полученных образцов фольги.

Несмотря на то что изобретение было описано относительно предпочитаемых вариантов, очевидно, что возможны многочисленные модификации, которые понятны специалистам данной области при знакомстве с данным описанием. Следовательно, очевидно, что описанное здесь изобретение охватывает такие модификации, которые не выходят на рамки прилагаемой формулы изобретения.

Изобретение может быть использовано для получения медной фольги из медьсодержащих материалов. Для получения фольги осуществляют добавление к медьсодержащему материалу достаточного количества, по меньшей мере одного, водного выщелачивающего раствора, добавление в обогащенный медью водный выщелачивающий раствор достаточного количества, по меньшей мере одного, не растворимого в воде экстрагента, отделение обогащенного медью экстрагента от не содержащего медь водного выщелачивающего раствора, добавление в обогащенный медью экстрагент достаточного количества, по меньшей мере одного, удаляющего раствора, отделение обогащенного медью удаляющего раствора от не содержащего меди экстрагента, протекание обогащенного медью удаляющего раствора между анодом и вращающимся катодом, приложение достаточного напряжения к аноду и катоду для осаждения меди на катоде и непрерывное удаление медной фольги с катода, медная фольга получается более простым и менее дорогостоящим способом. 14 з.п. ф-лы, 1 табл., 1 ил.

1. Способ получения медной фольги, включающий электроосаждение из обогащенного медьсодержащего раствора, протекающего между анодом и вращающимся катодом при приложении между ними напряжения, отличающийся тем, что в качестве обогащенного медьсодержащего раствора используют удаляющий раствор, который получают путем контактирования медьсодержащего материала с эффективным количеством по меньшей мере одного водного выщелачивающего раствора, обогащенного медью, который контактирует с эффективным количеством по меньшей мере одного водонерастворимого экстрагента с переводом ионов меди из водного выщелачивающего раствора, обогащенного медью, в экстрагент и получением обогащенного медью экстрагента и обедненного медью водного выщелачивающего раствора, отделения обогащенного медью экстрагента и обедненного медью водного выщелачивающего раствора, контактирования обогащенного медью экстрагента с эффективным количеством по меньшей мере одного водного удаляющего раствора для перевода ионов меди из экстрагента в удаляющий раствор с получением обогащенного медьсодержащего удаляющего раствора. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что водный выщелачивающий раствор, обогащенный медью, отделяют от медьсодержащего материала. 3. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве медьсодержащего материала используют медную руду, колошниковую пыль плавильных печей, медный цемент, сульфат меди или медьсодержащие отходы. 4. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве выщелачивающего раствора используют серную кислоту или аммиак. 5. Способ по п.1, отличающийся тем, что экстрагент растворяют в органическом растворителе, выбранном из группы, состоящей из керосина, бензола, нафталина, мазута и дизельного топлива. 6. Способ по п.1, отличающийся тем, что экстрагент растворяют в керосине. 7. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве экстрагента используют по меньшей мере одно из соединений формулы

где R¹, R², R³, R⁴, R⁵, R⁶ и R⁷ независимо являются водородом или углеводородными группами. 8. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве экстрагента используют по меньшей мере одно из соединений формулы

где R¹ и R² независимо являются водородом или углеводородными группами. 9. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве экстрагента используют по меньшей мере одно из соединений формулы

где R¹ и R² независимо являются алкильными или арильными группами. 10. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве удаляющего раствора используют серную кислоту. 11. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве удаляющего раствора используют раствор, содержащий перед приложением напряжения и при приложении напряжения - ионы меди в количестве в пределах примерно 40 - 150 г/л и серную кислоту в количестве примерно 70 - 170 г/л. 12. Способ по п.1, отличающийся тем, что перед приложением напряжения и при приложении напряжения добавляют по меньшей мере один активный серусодержащий материал и/или по меньшей мере один желатин. 13. . Способ по п.1, отличающийся тем, что электроосаждение проводят при отношении плотности используемого тока к плотности тока к плотности тока, ограниченной диффузией, I/I_L, равном примерно 0,4 или менее. 14. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве экстрагента применяют ионообменную смолу, характеризующуюся присутствием по меньшей мере одной функциональной группы, выбранной из -SO₃-, -COO-. 15. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве экстрагента применяют ионообменную смолу, представляющую собой сополимер стирола и дивинилбензола.