JP2968043B2

Process for making copper metal powder, copper oxides and copper foil

Abstract

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JP2968043B2, drawing sheet 1
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Expired 17 March 2014, 12.5 years ago.

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25 claims: 6 independent, 19 dependent

  1. 1
    (57)【特許請求の範囲】 【請求項1】銅を有する材料から銅金属粉末を製造する方法であって、以下の工程:(A) 該銅を有する材料を少なくとも一種の有効量の浸出水溶液と接触させ、銅イオンを該浸出溶液に溶解し、そして銅を豊富に含む浸出水溶液を生成する工程;(B) 該銅を豊富に含む浸出水溶液を少なくとも一種の有効量の水不溶性抽出剤と接触させ、銅イオンを該銅を豊富に含む浸出水溶液から該抽出剤に移動させ、銅を豊富に含む抽出剤および銅を奪われた浸出水溶液を生成する工程であって;該抽出剤が(i)炭化水素連鎖上の異なる炭素原子に結びついている少なくとも一つの-OH基および少なくとも一つの=NOH基をもつ炭化水素連鎖を特徴とする少なくとも一つのオキシム、(ii)少なくとも一つのβ-ジケトン、または(iii)少なくとも一つのイオン交換樹脂を含む、工程;(C) 該銅を豊富に含む抽出剤を該銅を奪われた浸出水溶液から分離する工程;(D) 該銅を豊富に含む抽出剤を少なくとも一種の有効量の逆抽出水溶液と接触させ、銅イオンを該抽出剤から該逆抽出溶液に移動させ、銅を豊富に含む逆抽出液および銅を奪われた抽出剤を生成する工程;(E) 該銅を豊富に含む逆抽出液を銅を奪われた抽出剤から分離し、第一の電解質溶液を生成する工程;(F) 該第一の電解質液を、少なくとも一つの第一のアノードおよび少なくとも一つの第一のカソードを取り付けられた電解槽内に送り、そして有効量の電圧を該第一のアノードと該第一のカソードとの間に印加し、銅金属粉末を該第一のカソード上に析出させる工程;および (G) 該銅金属粉末を該第一のカソードから取り外す工程、 を包含する、方法。
  2. 2
    【請求項2】請求項1に記載の方法であって、以下の工程:(H) 前記工程(G)からの前記銅金属粉末を硫酸水溶液に溶解させ、第二の電解質溶液を生成する工程;(I) 該第二の電解質溶液を電鋳槽内の第二のアノードと第二のカソードとの間に流し込み、ここで該第二のカソードは回転式カソードであり、そして有効量の電圧を該第二のアノードと該第二のカソードとの間に印加し、銅箔を該第二のカソード上に析出させる工程;および (J) 該銅箔を該第二のカソードから取り外す工程、 を包含する、請求項1に記載の方法。
  3. 3
    【請求項3】請求項1に記載の方法であって、 (H′) 前記工程(G)からの前記銅金属粉末をか焼し、酸化第二銅、酸化第一銅、またはそれらの混合物を生成する工程を包含する、請求項1に記載の方法。
  4. 4
    【請求項4】請求項3に記載の方法であって、以下の工程:(H) 前記酸化第二銅、酸化第一銅、またはそれらの混合物を硫酸水溶液に溶解させ、第二の電解質溶液を生成する工程;(I) 該第二の電解質溶液を電鋳槽内の第二のアノードと第二のカソードとの間に流し込み、ここで該第二のカソードは回転式カソードであり、そして有効量の電圧を該第二のアノードと該第二のカソードとの間に印加し、銅箔を該第二のカソード上に析出させる工程;および (J) 該銅箔を該第二のカソードから取り外す工程、 を包含する、請求項3に記載の方法。
  5. 5
    【請求項5】請求項1に記載の方法であって、前記工程(A)中で生成される前記銅を豊富に含む浸出水溶液を前記銅を有する材料から分離する工程を包含する、請求項1に記載の方法。
  6. 6
    【請求項6】前記浸出水溶液が硫酸またはアンモニアを含む、請求項1に記載の方法。
  7. 7
    【請求項7】前記工程(B)における前記抽出剤が下式で表される化合物を少なくとも一種含む、請求項1に記載の方法:ここで、R 1 、R 2 、R 3 、R 4 、R 5 、R 6 およびR 7 は独立して水素またはヒドロカルビル基である。
  8. 8
    【請求項8】前記工程(B)における前記抽出剤が下式で表される化合物を少なくとも一種含む、請求項1に記載の方法:ここで、R 1 およびR 2 は独立して水素またはヒドロカルビル基である。
  9. 9
    【請求項9】前記工程(B)における前記抽出剤が下式で表される化合物を少なくとも一種含む、請求項1に記載の方法:ここで、R 1 およびR 2 は独立してアルキル基またはアリール基である。
  10. 10
    【請求項10】前記イオン交換樹脂が、-SO 3 - 、-COO - 、 から選択される少なくとも一つの官能基の存在を特徴とするスチレンとジビニルベンゼンとの共重合体である、請求項1に記載の方法。
  11. 11
    【請求項11】前記工程(E)において生成される前記第一の電解質溶液が、1リットルあたり2から60グラムの範囲の銅イオン濃度および1リットルあたり70から290グラムの範囲の遊離硫酸濃度を有する、請求項1に記載の方法。
  12. 12
    【請求項12】前記第二の電解質溶液が、1リットルあたり40から150グラムの範囲の銅イオン濃度および1リットルあたり70から170グラムの範囲の遊離硫酸濃度を有する、請求項2に記載の方法。
  13. 13
    【請求項13】前記工程(J)からの前記銅箔の少なくとも一方の面に少なくとも一層の銅または酸化銅の粗層を付着させる工程を包含する、請求項2に記載の方法。
  14. 14
    【請求項14】前記工程(J)からの前記銅箔の少なくとも一方の面に少なくとも一層の金属層を付着させる工程であって、該金属層内の金属がインジウム、亜鉛、スズ、ニッケル、コバルト、銅-亜鉛合金および銅-スズ合金から成る群から選択される工程を包含する、請求項2に記載の方法。
  15. 15
    【請求項15】前記工程(J)からの前記銅箔の少なくとも一方の面に少なくとも一層の金属層を付着させる工程であって、該金属層内の金属がスズ、クロム、およびクロム-亜鉛合金から成る群から選択される工程を包含する、請求項2に記載の方法。
  16. 16
    【請求項16】前記工程(J)からの前記銅箔の少なくとも一方の面に少なくとも一層の銅または銅酸化物の粗層を付着させ、次いで該粗層上に少なくとも一層の第一の金属層を付着させる工程であって、該第一の金属層内の金属がインジウム、亜鉛、スズ、ニッケル、コバルト、銅-亜鉛合金および銅-スズ合金から成る群から選択される工程、続いて該第一の金属層上に少なくとも一層の第二の金属層を付着させる工程であって、該第二の金属層内の金属がスズ、クロム、およびクロム-亜鉛合金から成る群から選択される工程を包含する、請求項2に記載の方法。
  17. 17
    【請求項17】前記第二の電解質溶液が、1リットルあたり40から150グラムの範囲の銅イオン濃度および1リットルあたり70から170グラムの範囲の遊離硫酸濃度を有する、請求項4に記載の方法。
  18. 18
    【請求項18】前記工程(J)からの前記銅箔の少なくとも一方の面に少なくとも一層の銅または銅酸化物の粗層を付着させる工程を包含する、請求項4に記載の方法。
  19. 19
    【請求項19】前記工程(J)からの前記銅箔の少なくとも一方の面に少なくとも一層の金属層を付着させる工程であって、該金属層内の金属がインジウム、亜鉛、スズ、ニッケル、コバルト、銅-亜鉛合金および銅-スズ合金から成る群から選択される工程を包含する、請求項4に記載の方法。
  20. 20
    【請求項20】前記工程(J)からの前記銅箔の少なくとも一方の面に少なくとも一層の金属層を付着させる工程であって、該金属層内の金属がスズ、クロム、およびクロム-亜鉛合金から成る群から選択される工程を包含する、請求項4に記載の方法。
  21. 21
    【請求項21】前記工程(J)からの前記銅箔の少なくとも一方の面に少なくとも一層の銅または銅酸化物の粗層を付着させ、次いで該粗層上に少なくとも一層の第一の金属層を付着させ、続いて該第一の金属層上に少なくとも一層の第二の金属層を付着させる工程であって、そして該第一の金属層内の金属がインジウム、亜鉛、スズ、ニッケル、コバルト、銅-亜鉛合金および銅-スズ合金から成る群から選択され、該第二の金属層内の金属がスズ、クロム、およびクロム-亜鉛合金から成る群から選択される工程を包含する、請求項4に記載の方法。
  22. 22
    【請求項22】銅を有する材料から銅金属粉末を製造する方法であって、該方法は一連の工程(A)、(B-1)、(C-1)、(B-2)、(C-2)、(E)、(F)および(G)を含み、以下の工程:(A) 該銅を有する材料を少なくとも一種の有効量の浸出水溶液と接触させ、銅イオンを該浸出溶液に溶解し、そして銅を豊富に含む浸出水溶液を生成する工程;(B-1) 該銅を豊富に含む浸出水溶液を工程(C-2)からの少なくとも一種の有効量の銅を有するの水不溶性抽出剤と接触させて銅イオンを該銅を豊富に含む浸出水溶液から該銅を有する抽出剤に移動させ、銅を豊富に含む抽出剤および第一の銅を奪われた浸出水溶液を生成する工程であって;該抽出剤が(i)炭化水素連鎖上の異なる炭素原子に結びついている少なくとも一つの-OH基および少なくとも一つの=NOH基を有する炭化水素連鎖を特徴とする少なくとも一つのオキシム、(ii)少なくとも一つのβ-ジケトン、または(iii)少なくとも一つのイオン交換樹脂を含む工程;(C-1) 該銅を豊富に含む抽出剤を該第一の銅を奪われた浸出水溶液から分離し、該銅を豊富に含む抽出剤を工程(D)に送る工程;(B-2) 工程(C-1)からの該第一の銅を奪われた浸出水溶液を工程(E)からの少なくとも一種の有効量の銅を奪われた抽出剤と接触させて銅イオンを該第一の銅を奪われた浸出水溶液から該銅を奪われた抽出剤に移動させ、銅を有する抽出剤および第二の銅を奪われた浸出水溶液を生成する工程;(C-2) 該銅を有する抽出剤を該第二の銅を奪われた浸出水溶液から分離し、該を銅有する抽出剤を工程(B-1)に再循環させる工程;(D) 工程(C-1)からの該銅を豊富に含む抽出剤を少なくとも一種の有効量の逆抽出水溶液と接触させ、銅イオンを該銅を豊富に含む抽出剤から該逆抽出溶液に移動させて、第一の電解質溶液および銅を奪われた抽出剤を生成する工程;(E) 該第一の電解質溶液を該銅を奪われた抽出剤から分離し、該銅を奪われた抽出剤を工程(B-2)に再循環させる工程;(F) 該第一の電解質溶液を、少なくとも一つの第一のアノードおよび少なくとも一つの第一のカソードを取り付けられた電解槽に送り込み、そして有効量の電圧を該第一のアノードと該第一のカソードとの間に印加し、銅粉末を該第一のカソード上に析出させる工程;および (G) 銅金属粉末を該第一のカソードから取り外す工程、 を包含する、方法。
  23. 23
    【請求項23】銅を有する材料から銅箔を製造する方法であって、該方法は一連の工程(A)、(B-1)、(C-1)、(B-2)、(C-2)、(D)、(E)、(F)、(G)、(H)、(I)および(J)を含み、以下の工程:(A) 該銅を有する材料を少なくとも一種の有効量の浸出水溶液と接触させ、銅イオンを該浸出溶液に溶解させ、そして銅を豊富に含む浸出水溶液を生成する工程;(B-1) 工程(A)からの該銅を豊富に含む浸出水溶液を工程(C-2)からの少なくとも一種の有効量の銅を有する水不溶性抽出剤と接触させて銅イオンを該銅を豊富に含む浸出水溶液から該銅を有する抽出剤に移動させ、銅を豊富に含む抽出剤および第一の銅を奪われた浸出水溶液を生成する工程であって;該抽出剤が(i)炭化水素連鎖上の異なる炭素原子に結びついている少なくとも一つの-OH基および少なくとも一つの=NOH基を有する炭化水素連鎖を特徴とする少なくとも一つのオキシム、(ii)少なくとも一つのβ-ジケトン、または(iii)少なくとも一つのイオン交換樹脂を含む工程;(C-1) 該銅を豊富に含む抽出剤を該第一の銅を奪われた浸出水溶液から分離し、該銅を豊富に含む抽出剤を工程(D)に送る工程;(B-2) 工程(C-1)からの該第一の銅を奪われた浸出水溶液を工程(E)からの少なくとも一種の有効量の銅を奪われた抽出剤と接触させて銅イオンを該第一の銅を奪われた浸出水溶液から該銅を奪われた抽出剤に移動させ、銅を有する抽出剤および第二の銅を奪われた浸出水溶液を生成する工程;(C-2) 該銅を有する抽出剤を該第二の銅を奪われた浸出水溶液から分離し、該銅を有する抽出剤を工程(B-1)に再循環させる工程;(D) 工程(C-1)からの該銅を豊富に含む抽出剤を少なくとも一種の有効量の逆抽出水溶液と接触させ、銅イオンを該銅を豊富に含む抽出剤から該逆抽出溶液に移動させ、第一の電解質溶液および銅を奪われた抽出剤を生成する工程;(E) 該第一の電解質溶液を該銅を奪われた抽出剤から分離し、該銅を奪われた抽出剤を工程(B-2)に再循環させる工程;(F) 工程(E)からの該第一の電解質溶液を、少なくとも一つの第一のアノードおよび少なくとも一つの第一のカソードを取り付けられた電解槽に送り込み、そして有効量の電圧を該第一のアノードと該第一のカソードとの間に印加し、銅粉末を該第一のカソード上に析出させる工程;(G) 銅粉末を該第一のカソードから取り外す工程、 (H) 工程(G)からの該銅金属粉末を硫酸溶液に溶解させて第二の電解質溶液を生成し、そして該第二の電解質溶液を、第二のアノードおよび第二のカソードを取り付けられた電鋳槽中に置く工程であって、該第二のカソードが回転式カソードである工程;(I) 該第二の電解質溶液を該第二のアノードと第二のカソードとの間で流し、そして有効量の電圧を該第二のアノードと第二のカソードとの間に印加して銅箔を該第二のカソード上に析出させる工程;および (J) 該銅箔を該第二のカソードから取り外す工程、 を包含する、方法。
  24. 24
    【請求項24】銅を有する材料から酸化第二銅、酸化第一銅、またはそれらの混合物を製造する方法であって、該方法は一連の工程(A)、(B-1)、(C-1)、(B-2)、(C-2)、(D)、(E)、(F)、(G)および(H′)を含み、以下の工程:(A) 該銅を有する材料を少なくとも一種の有効量の浸出水溶液と接触させ、銅イオンを該浸出溶液に溶解させ、そして銅を豊富に含む浸出水溶液を生成する工程;(B-1) 工程(A)からの該銅を豊富に含む浸出水溶液を工程(C-2)からの少なくとも一種の有効量の銅を有する水不溶性抽出剤と接触させて銅イオンを該銅を豊富に含む浸出水溶液から該銅を有する抽出剤に移動させ、銅を豊富に含む抽出剤および第一の銅を奪われた浸出水溶液を生成する工程であって;該抽出剤が(i)炭化水素連鎖上の異なる炭素原子に結びついている少なくとも一つの-OH基および少なくとも一つの=NOH基を有する炭化水素連鎖を特徴とする少なくとも一つのオキシム、(ii)少なくとも一つのβ-ジケトン、または(iii)少なくとも一つのイオン交換樹脂を含む工程;(C-1) 該銅を豊富に含む抽出剤を該第一の銅を奪われた浸出水溶液から分離し、該銅を豊富に含む抽出剤を工程(D)に送る工程;(B-2) 工程(C-1)からの該第一の銅を奪われた浸出水溶液を工程(E)からの少なくとも一種の有効量の銅を奪われた抽出剤と接触させて銅イオンを該第一の銅を奪われた浸出水溶液から該銅を奪われた抽出剤に移動させ、銅を有する抽出剤および第二の銅を奪われた浸出水溶液を生成する工程;(C-2) 該銅を有する抽出剤を該第二の銅を奪われた浸出水溶液から分離し、該銅を有する抽出剤を工程(B-1)に再循環させる工程;(D) 工程(C-1)からの該銅を豊富に含む抽出剤を少なくとも一種の有効量の逆抽出水溶液と接触させ、銅イオンを該銅を豊富に含む抽出剤から該逆抽出溶液に移動させて、第一の電解質溶液および銅を奪われた抽出剤を生成する工程;(E) 該第一の電解質溶液を該銅を奪われた抽出剤から分離し、該銅を奪われた抽出剤を工程(B-2)に再循環させる工程;(F) 工程(E)からの該第一の電解質溶液を、少なくとも一つの第一のアノードおよび少なくとも一つの第一のカソードを取り付けられた電解槽に送り込み、そして有効量の電圧を該第一のアノードと該第一のカソードとの間に印加し、銅金属粉末を該第一のカソード上に析出させる工程;(G) 銅金属粉末を該第一のカソードから取り外す工程;および (H′) 該銅金属粉末を十分な温度でそして効果的な時間の間か焼して酸化第二銅、酸化第一銅、またはそれらの混合物を生成する工程、 を包含する、方法。
  25. 25
    【請求項25】銅を有する材料から銅箔を製造する方法であって、該方法は一連の工程(A)、(B-1)、(C-1)、(B-2)、(C-2)、(D)、(E)、(F)、(G)、(H′)、(H)、(I)および(J)を含み、以下の工程:(A) 該銅を有する材料を少なくとも一種の有効量の浸出水溶液と接触させ、銅イオンを該浸出溶液に溶解させ、そして銅を豊富に含む浸出水溶液を生成する工程;(B-1) 工程(A)からの該銅を豊富に含む浸出水溶液を工程(C-2)からの少なくとも一種の有効量の銅を有する水不溶性抽出剤と接触させて銅イオンを該銅を豊富に含む浸出水溶液から該銅を有する抽出剤に移動させ、銅を豊富に含む抽出剤および第一の銅を奪われた浸出水溶液を生成する工程であって;該抽出剤が(i)炭化水素連鎖上の異なる炭素原子に結びついている少なくとも一つの-OH基および少なくとも一つの=NOH基を有する炭化水素連鎖を特徴とする少なくとも一つのオキシム、(ii)少なくとも一つのβ-ジケトン、または(iii)少なくとも一つのイオン交換樹脂を含む工程;(C-1) 該銅を豊富に含む抽出剤を該第一の銅を奪われた浸出水溶液から分離し、該銅を豊富に含む抽出剤を工程(D)に送る工程;(B-2) 工程(C-1)からの該第一の銅を奪われた浸出水溶液を工程(E)からの少なくとも一種の有効量の銅を奪われた抽出剤と接触させて銅イオンを該第一の銅を奪われた浸出水溶液から該銅を奪われた抽出剤に移動させ、銅を有する抽出剤および第二の銅を奪われた浸出水溶液を生成する工程;(C-2) 該銅を有する抽出剤を該第二の銅を奪われた浸出水溶液から分離し、該銅を有する抽出剤を工程(B-1)に再循環させる工程;(D) 工程(C-1)からの該銅を豊富に含む抽出剤を少なくとも一種の有効量の逆抽出水溶液と接触させ、銅イオンを該銅を豊富に含む抽出剤から該逆抽出溶液に移動させて、第一の電解質溶液および銅を奪われた抽出剤を生成する工程;(E) 該第一の電解質溶液を該銅を奪われた抽出剤から分離し、該銅を奪われた抽出剤を工程(B-2)に再循環させる工程;(F) 工程(E)からの該第一の電解質溶液を、少なくとも一つの第一のアノードおよび少なくとも一つの第一のカソードを取り付けられた電解槽に送り込み、そして有効量の電圧を該第一のアノードと該第一のカソードとの間に印加し、銅金属粉末を該第一のカソード上に析出させる工程;(G) 銅金属粉末を該第一のカソードから取り外す工程: (H′) 該銅金属粉末をか焼して酸化第二銅、酸化第一銅、またはそれらの混合物を生成する工程;および (H) 工程(H′)からの該酸化第二銅、酸化第一銅、またはそれらの混合物を硫酸溶液に溶解させて第二の電解質溶液を生成し、そして該第二の電解質溶液を第二のアノードおよび第二のカソードを取り付けられた電鋳槽中に置く工程であって、該第二のカソードが回転式カソードである工程;(I) 該第二の電解質溶液を該第二のアノードと第二のカソードとの間で流し、そして有効量の電圧を該第二のアノードと第二のカソードとの間に印加して銅箔を該第二のカソード上に析出させる工程;および (J) 該銅箔を該第二のカソードから取り外す工程、 を包含する、方法。
Independent claims25