专利名称：制造成型铜制品的方法
技术领域：
本发明涉及一种制造成型铜制品的方法。更具体地说，本发明涉及一种直接从不纯的铜原料，例如铜矿石或含铜废料制造成型铜制品的方法。
背景技术：
使用溶剂电解冶金法(以下有时将称为“SX-EW”)从矿石和工艺液体中回收铜金属值的方法是众所周知的。简单地说，这种方法是借助于含铜水溶液来进行的，含铜水溶液是把铜(通常是从矿石中)溶于含水沥滤液中而成，或是利用含铜地工艺废液。将所得到的铜值溶液与含有不溶于水的离子交换组分的、不与水溶混的有机溶剂(例如煤油)相混合，该离子交换组分对铜值具有选择性亲合力。离子交换组分从含水溶液中优先萃取铜值。水相和有机相被分离开来。铜贫化了的水溶液通常被称为“残废”液。这残废液可作为沥滤液而再循环利用(在沥滤工艺过程中)，也可废弃掉(在例如从工艺废液中回收铜的工艺过程中)。有机相(其中含有离子交换组分和被萃取的铜值)通常称为“负荷态有机相”。从负荷态有机相中取出需要的铜值是借助于将它与含水的反萃取剂混合，反萃取剂中含有强酸(例如硫酸、磷酸、高氯酸)并具有比上述含铜水溶液为低的pH值。含水反萃取剂从负荷态有机相中提取出需要的铜值。有机相和水相被分离开来，而需要的铜值则存在于含水反萃取剂中。所得到的富铜含水反萃取液有时被称为“电解液”或“富电解液”。贫铜的有机相通常被称为“贫化有机相”。贫化有机相可再循环利用。可利用已知的“电解冶金法” (以下有时将称为“EW”)技术从电解液中回收出纯净的铜。电解冶金法典型地是把铜电镀在铜始极片或不锈钢阴极母板上。从母板每边取得100磅的阴极所需的电镀周期约为七天。阴极被从母板的每边用机械方法剥离下来。所取得的铜产品有时被称为“阴极铜”。
使用电解淀析法来生产铜粉要用到电解槽，其中包括有阳极、阴极和电解液，电解液中含有铜离子和硫酸盐离子，还需要电流源。通过在阳极和阴极之间加上电压，铜粉就淀积在阴极表面上。铜粉可间隔一定的时间取下，也可用连续的方式取下。该过程开始于铜原料进料，铜原料溶解在硫酸中而形成电解液。要求电解液相当纯净，以使铜粉具有足够的纯度来作正常的商业用途，例如做摩擦材料、轴承、合金添加剂、粉末冶金等使用。电解生产铜粉时从电解液内取走的铜，通常都是连续不断地重新添满，以保持溶液中铜离子的浓度。电解液的纯度和从电解液中取走的铜的替换是借助于使用较纯净的铜溶阳极来保持的。做阳极用的铜是经事先用电解手段纯化、以除去不希望有的杂质的。用电解方法纯化的铜通常被重新浇铸成阳极的形状，以适于进行铜粉生产。一种替代办法是用经电解纯化过的直径约半英寸的铜棒，把它截成一英寸长的小棍、也称为铜子弹，然后把它们放入不溶解的金属丝网阳极篮中。
在现有技术生产铜粉的电解淀积法中所使用的电解纯化铜原料进料，通常是用上述类型的SX-EW技术生产出来的。它们也可用传统的冶炼和精炼技术来制造。制造铜粉的现有技术电解淀积法在一开始要把铜原料溶解在加热浸提器内以形成铜离子，这种方法很慢，很难控制，并要求在加热浸提器内存储有大量昂贵的纯铜。
由于本发明的方法的长处，可以用比现有技术更简单和更便宜的方式生产出成型铜制品来。本发明的方法所用的铜原料，并不需要象现有技术那样在制造电解纯化铜原料(例如铜子弹、铜线、氧化铜、再生铜等等)时需用的电解冶金、拉延等附加步骤。出乎意料的是，在本发明的方法所用的萃取步骤中带给制造铜粉的电解液的杂质，并不会使铜制品的性能指标降级。
美国专利5,458,746公开了一种用含铜材料制造铜粉的方法，该方法包括(A)将含铜材料与有效数量的至少一种含水沥滤液接触，以把铜离子溶入该沥滤液中，形成富铜含水沥滤液；(B)将该富铜含水沥滤液与有效数量的至少一种不溶于水的萃取剂接触，以把铜离子从该富铜含水沥滤液传输给萃取剂，以形成富铜萃取剂和贫铜含水沥滤液，该萃取剂包括(i)至少一种肟，其特征是有烃键，它以至少一个-OH基和至少一个＝NOH基结合在该烃键的不同碳原子上，(ii)至少一种β-二酮，或(iii)至少一种离子交换树脂；(C)将该富铜萃取剂从该贫铜含水沥滤液中分离出来；(D)将该富铜萃取剂与有效数量的至少一种含水反萃取剂接触，以把铜离子从该富铜萃取剂传输给该反萃取剂，以形成富铜反萃取液和贫铜萃取剂；(E)将该富铜反萃取液与该贫铜萃取剂分离开来以形成电解液；(F)将该电解液送入电解槽中，电解槽中配备有至少一个阳极和至少一个阴极，并在阳极和阴极之间加上有效数量的电压，以在阴极上淀积铜金属粉；以及(G)从阴极上取下铜金属粉。
发明概述
本发明涉及直接用含铜材料制造成型铜制品的方法，它包括(A)将含铜材料与有效数量的至少一种含水沥滤液接触，以把铜离子溶入该沥滤液中，形成富铜含水沥滤液；(B)将该富铜含水沥滤液与有效数量的至少一种不溶于水的萃取剂接触，以把铜离子从该富铜含水沥滤液传输给萃取剂，以形成富铜萃取剂和贫铜含水沥滤液；(C)将该富铜萃取剂从该贫铜含水沥滤液中分离出来；(D)将该富铜萃取剂与有效数量的至少一种含水反萃取剂接触，以把铜离子从该萃取剂传输给该反萃取剂，以形成富铜反萃取液和贫铜萃取剂；(E)将该富铜反萃取液与该贫铜萃取剂分离开来；(F)将该富铜反萃取液在阳极和阴极之间流过，并在该阳极和阴极之间加上有效数量的电压，以在阴极上淀积铜粉；(G)从阴极上取下铜粉；以及(H)将铜粉挤压、锻制或模压而制成成型铜制品。
本发明的重要优点是，铜制品是用例如铜矿石这样的铜原料来制造的。它不需要象现有技术那样首先制造阴极铜、然后再熔化、浇铸和轧制。
附图简述
图1为说明本发明一种实施方案的流程图，其中铜被从铜矿石中萃取出来，电解沉积成铜粉，并被挤压成成型铜制品。
图2-29、33-36为按照本发明的方法制造的细长挤压铜制品的横断面图。
图30示出一种管子或管道组件，它是用可按本发明的方法制造的单个连锁构件做成的。
图31和32示出可用来制造图30中管子或管道组件的连锁构件的挤压模具。
优选实施方案描述
含铜材料可以是能萃取铜的任何铜原料。这些原料包括铜矿石、熔炉烟道烟尘、铜胶泥、铜精矿、铜熔炉产物、硫酸铜以及含铜废料。“含铜废料”一词指的是任何固体或液体含铜废弃材料(例如下脚料、淤渣、工艺排出液等)。这些废弃材料包括危险品废料。可使用的废料特例是处理废氯化铜浸蚀液所得到的氧化铜。另外，现有技术所用的铜原料如铜子弹、铜线、再生铜等也可使用，但使用这样的现有技术铜原料时，本发明方法的经济优越性就降低了。
在一种实施方案中，可用露天矿中的铜矿石作为含铜材料。矿石被运到堆浸坑中，该坑典型地建在下埋例如厚的高密度聚乙烯衬里的区域，以防沥滤液体被流失到周围水域中去。典型的堆浸坑的表面积例如约为125,000平方英尺，可包容约110,000吨矿石。随着沥滤的进展和在老的堆浸坑上建起了新的堆浸坑，它就变得越来越高，最终可达到例如250英尺或以上的高度。在新建成的堆浸坑表面上被装上管道网和摇摆喷洒器，并连续地喷洒着硫酸稀溶液，喷洒速率例如约为每平方英尺表面积每分钟0.8加仑。沥滤液渗滤透过堆浸坑，溶解矿石中的铜，从堆浸坑底部流出富铜含水沥滤液，排入一个集液池，并被泵往送料池，以备用本发明的方法作下一步处理。
在某些采矿作业中可使用现场沥滤法来从铜矿石中萃取铜值。用该方法所得到的富铜沥滤液可作为含铜材料用于本发明的方法。当酸溶氧化物矿藏位于露天开采区以下并在地下矿井的贫矿层以上，或者当矿物埋藏过深不能用露天开采法经济地开采时，都可使用现场沥滤法。可往这个区域内打注入井，深度可约为例如1000英尺。井中装入聚氯乙烯管，管的底部开有割口，以使溶液能进入矿石。根据打井区域的渗透性，以一定的速率往每个井中注入稀硫酸沥滤液。沥滤液渗滤入整个矿石区，溶解铜矿石，并流入准备好的集液区。集液区可以是例如地下矿井的运输平巷。所产生出来的含铜含水沥滤液可用耐腐蚀泵系统泵上地面使用它的地方，以便用作本发明的方法的含铜材料。
在又用堆浸坑又用现场沥滤法的开采作业中，两者出来的含铜沥滤液(有时称为富沥滤液)可以合并起来并用作本发明的方法的含铜材料。
在本发明的方法的(A)步骤中使用的含水沥滤液优选用硫酸溶液、卤化物酸溶液(CHl，HF，HBr等)或氨溶液。硫酸溶液或卤化物酸溶液通常具有的硫酸或卤化物酸浓度在约每升5至50克的范围内，在一个实施方案中为约每升5至40克，在另一实施方案中为约每升10至30克。
氨溶液通常具有的氨浓度在约每升20至140克的范围内，在一个实施方案中为约每升30至90克。该溶液的pH值通常是在约7至11的范围内，在一个实施方案中为约8至9。
在(A)步骤中形成的富铜含水沥滤液或富沥滤液通常具有的铜离子浓度在约每升0.8至5克的范围内，在一个实施方案中为约每升1克至3克。当在(A)步骤中使用的沥滤液为硫酸溶液时，在富铜含水沥滤液中游离硫酸的浓度通常约为每升5至30克，而在一个实施方案中为约每升10至20克。当在(A)步骤中使用的沥滤液为氨溶液时，在富铜含水沥滤液中游离氨的浓度通常为约每升10至130克，而在一个实施方案中为约每升30至90克。
在本发明的方法的(B)步骤中所用的不溶于水的萃取剂可以是任何不溶于水而能从含水介质中萃取铜的萃取剂。在一个实施方案中是把萃取剂溶解在不与水混溶的有机溶剂中。(术语“不溶于水”和“不与水混溶”是指那些组合物，它们在25℃下溶于水的量不会高于每升约1克)。该溶剂可以是任何不与水混溶的萃取剂溶剂，可使用煤油、汽油、甲苯、二甲苯、萘、燃料油、柴油等，优选是煤油。可用的煤油的例子为SX-7和SX-12，该产品可从Phillips Petroleum公司购得。
在一个实施方案中，萃取剂是含有至少两个结合在烃键不同碳原子上的官能团的有机化合物，一个官能团是-OH，另一个官能团是＝NOH。这种化合物可被称为肟。
在一个实施方案中，萃取剂是用下列化学式代表的肟
式中R1、R2、R3、R4、R5、R6和R7独自是氢或烃基基团。烃基基团可独自具有1到约12个碳原子，而在一个方案中为1到约6个碳原子。在一个实施方案中，R1和R4都是丁基；R2、R3和R6都是氢；而R5和R7都是乙基。这种结构的化合物可从Henkel Corporation公司购得，其商品代号为LIX63。
在一个实施方案中，其萃取剂是用下述化学式代表的肟
式中R1和R2独自为氢或烃基基团。适用的实施方案包括其中的R1为烷基基团，具有约6个到约20个碳原子，在一个实施方案中为约9个到约12个碳原子；R2是氢，是具有1个到约4个碳原子的烷基基团，而在一个方案中为1或2个碳原子，或R2为苯基。苯基基团可被取代或未被取代，优选是未被取代的。基于上列化学式的下述化合物可用于本发明的方法并可从Henkel Corporation公司购得，其商品代号如下
商品代号 R1 R2
LIX 65壬基苯基
LIX 84壬基甲基
LIX 860 十二烷基氢
其它可从Henkel Corporation公司购得的有用商品材料包括LIX64N(标明为LIX65和LIX63的混合物)；和LIX864和LIX984(标明为LIX860和LIX84的混合物)。
在一个实施方案中，其萃取剂是β-二酮。这种化合物可用下述化学式来表示
其中R1和R2是独立的烷基或芳基基团。烷基基团通常含有1约10个碳原子。芳基基团通常是苯基。一种能从Henkel Corporation公司购得的相当于上述化学式的商品萃取剂为LIX-54。当本发明的方法的(A)步骤中使用的沥滤液为氨溶液时，β-二酮是用得上的。
萃取剂在有机溶液中的浓度通常是在重量百分数的约2％至约40％的范围内。在一个实施方案中，有机溶液含有约5％至约10％、或者约6％至8％，或者约7％的重量百分数的LIX984，其剩余部分为SX-7。
在一个实施方案中，萃取剂为离子交换树脂。树脂典型地是小颗粒的或珠状的材料，它由两个主要部分构成一部分为用作构架的树脂基体，另一部分为用作官能部分的离子活性基团。官能团通常是从能与铜离子反应的官能团中选取。这种官能团的例子包括-SO3-，-COO-，
和
适用的树脂基体包括苯乙烯和二乙烯基苯的共聚物。可从商业上购得的适用树脂包括IRC-718(Rohm&Haas公司产品，标明为叔胺取代的苯乙烯和二乙烯基苯的共聚物)、IR-200(Rohm&Haas公司产品，标明为磺化的苯乙烯和二乙烯基苯的共聚物)、IR-120(Rohm&Haas公司产品，标明为磺化的苯乙烯和二乙烯基苯的共聚物)、XFS4196(Dow公司产品，标明为大孔型聚苯乙烯/二乙烯基苯共聚物，其上结合有N-(2-羟乙基)-吡啶甲基胺)、和XFS43084(Dow公司产品，标明为大孔型聚苯乙烯/二乙烯基苯共聚物，其上结合有N-(2-羟丙基)-吡啶甲基胺)。这些树脂在本发明的方法中典型地是用作固定床和移动床。在本发明的方法的(B)步骤中，把该树脂与从(A)步骤来的富铜含水沥滤液接触，接触要充分以把铜离子从沥滤液传输到树脂上。然后该富铜树脂在(D)步骤中被反萃取而提供出可在(B)步骤中使用的贫铜树脂。
在本发明的方法的(C)步骤中被分离出来的富铜萃取剂，典型地具有的铜的浓度范围为每升萃取剂约1到6克，在一个实施方案中为每升萃取剂约2到4克。在(C)步骤中分离开来的贫铜含水沥滤液，典型地具有的铜离子浓度范围为每升约0.01到0.8克，在一个实施方案中为每升约0.04到0.2克。当在(A)步骤中使用的沥滤液为硫酸溶液时，在(C)步骤中被分离开来的贫铜含水沥滤液中的游离硫酸浓度通常为每升约5到50克，在一个实施方案中为每升约5到40克，在一个实施方案中为每升约10到30克。在当(A)步骤中使用的沥滤液为氨溶液时，在(C)步骤中被分离开来的贫铜含水沥滤液中的游离氨的浓度通常为每升约10到130克，在一个实施方案中为每升约30到90克。
在一个实施方案中，本发明的方法的接触和分离步骤(B)和(C)是分两个阶段进行的。在该实施方案中，(B-1)和(B-2)是接触步骤，而(C-1)和(C-2)的分离步骤。因此，在该实施方案中，本发明的方法有下列程序(A)、(B-1)、(C-1)、(B-2)、(C-2)、(D)、(E)、(F)、(G)和(H)，工艺流程从几个重复循环的步骤再走向别的步骤。(B-1)是将(A)步骤中形成的富铜含水沥滤液与有效数量的至少一种从(C-2)步骤来的含铜的不溶于水的萃取剂接触，以把铜离子从该富铜含水沥滤液传输给含铜萃取剂，以形成富铜萃取剂和第一贫铜含水沥滤液。(C-1)是将(B-1)步骤中形成的富铜萃取剂从在(B-1)步骤中形成的第一贫铜含水沥滤液中分离出来。在(C-1)步骤中分离出来的富铜萃取剂通常具有的铜浓度范围为每升萃取剂约1到6克，在一个实施方案中为每升萃取剂约2到4克。在(C-1)步骤中分离出来的第一贫铜含水沥滤液通常具有的铜离子浓度范围为每升约0.4到4克，在一个实施方案中为约0.5到2.4克。当在(A)步骤中使用的沥滤液为硫酸溶液时，在(C-1)步骤中分离出来的第一贫铜含水沥滤液中的铜离子浓度为每升约5到50克，在一个实施方案中为每升约5到30克，而在另一个实施方案中为每升约10到30克。当在(A)步骤中使用的沥滤液为氨溶液时，在(C-1)步骤中分离出来的第一贫铜含水沥滤液中游离氨的浓度为每升约10到130克，在一个实施方案中为每升约30到90克。
(B-2)是将(C-1)步骤中分离出来的第一贫铜含水沥滤液与有效数量的从(E)步骤出来的至少一种的贫铜萃取剂接触，以把铜离子从该第一贫铜含水沥滤液传输到该贫铜萃取剂上，以形成含铜萃取剂和第二贫铜含水沥滤液。(C-2)是将(B-2)步骤中形成的含铜萃取剂从(B-2)步骤中形成的第二贫铜含水滤液中分离出来。在(C-2)步骤中分离出来的含铜萃取剂通常具有的铜的浓度范围为每升萃取剂约0.4到4克，在一个实施方案中为每升萃取剂约1到2.4克。在(C-2)步骤中分离出来的第二贫铜含水沥滤液通常具有的铜离子浓度范围为每升约0.01到0.8克，在一个实施方案中为每升约0.04到0.2克。当在(A)步骤中使用的沥滤液为硫酸溶液时，在(C-2)步骤中分离出来的第二贫铜含水沥滤液中的游离硫酸的浓度通常为每升约5到50克，在一个实施方案中为每升约5到40克，而在另一个实施方案中为每升约10到30克。当在(A)步骤中使用的沥滤液为氨溶液时，在(C-2)步骤中分离出来的第二贫铜含水沥滤液中游离氨的浓度通常为每升约10到130克，在一个实施方案中为每升约30到90克。
在本发明的方法的(D)步骤中使用的反萃取剂是硫酸溶液，它的游离硫酸浓度范围通常为每升约80到300克，在一个实施方案中为每升约150到250克。在(D)步骤中形成的富铜反萃取液所具有的铜离子浓度范围通常为每升约1到60克，在一个实施方案中为每升约5到15克；而游离硫酸的浓度范围通常为每升约70到290克，在一个实施方案中为每升约140到240克。
本发明的方法的电解淀积步骤(F)和(G)是将(E)步骤出来的富铜反萃取液送进电解槽或电冶槽，并把铜电解淀积在槽中的阴极上。在电解槽或电冶槽中被处理的富铜反萃取液可被称为富铜反萃取液或电解液。在一个实施方案中，该电解液在被送入电解槽以前要经过一次净化或过滤处理过程。电解槽中使用的电流可以是直流电或带直流偏流的交流电。被淀积在阴极上的铜是以铜粉的形式出现的。
电解淀积步骤(F)和(G)是在装备有至少一个阳极和至少一个阴极的电解槽中进行的。阴极可用钛或不锈钢来制造。在一个实施方案中，阳极是尺寸稳定的不溶性阳极。这样的阳极的例子是镀有铂族金属或金属氧化物的钛阳极。可用的铂族金属和金属氧化物包括Pt、Ir、Ru、Rh、Pd和Os，优选的是Pt和Ir。这种阳极不会污染电解液，而且，在一个实施方案中，为了提供高纯度的铜，使用这样的阳极是至关重要的。流过电解槽的电解液的流量应当足够，以保持入槽电解液与出槽电解液之间具有恒定的必需的铜离子浓度差。通常这一铜离子浓度差为每升约1到10克，在一个实施方案中为每升约1到3克，是入槽电解液的铜离子浓度大于出槽电解液。有利的是，在阳极和阴极之间的流动是靠自然对流来实现的。电解液通常具有的游离硫酸浓度范围为每升约70到300克，在一个实施方案中为每升约140到250克。电解槽中电解液的温度范围通常为约20℃到65℃，在一个实施方案中为约30℃到45℃。铜离子浓度的范围通常是在每升约1到60克，在一个实施方案中为每升约4到15克。游离氯离子的浓度通常高达约300ppm，在一个实施方案中高达约150ppm，另一实施方案中高达约100ppm。在一个实施方案中，游离氯离子的浓度高达约20ppm，而在另一个实施方案中高达约10ppm，在另一实施方案中高达约5ppm，在另一实施方案中高达约2ppm。在一个实施方案中，游离氯离子浓度小于约1ppm，在另一实施方案中小于约0.5ppm，或小于约0.2ppm，或小于约0.1ppm，而在另一实施方案中为零或基本上为零。杂质的含量通常是在不大于每升20克的水平，而在一个实施方案中杂质高达每升约10克。电流密度的范围通常为每平方英尺约20到300安培，在一个实施为每平方英尺约30到200安培。
在电解淀积中，可往电解液中加入一种或一种以上的添加剂，以改变铜金属粉的特性。这些添加剂包括从胶原蛋白衍生出来的明胶，它的一个例子是动物胶。在一个实施方案中，可加入氯离子以增进粉粒的树枝状特性并增加精粉的产量。可加入硫酸钠以降低阴极电流密度。增大硫酸钠的量往往会使铜粉的颗粒尺寸变小。可往电解液中加入磺酸盐，以获得更粗的铜粉。这样的磺酸盐的例子包括Orzan-A(Tembind公司产品，标明为磺化铵)。这些添加剂典型地以高达每升约20克的浓度水平加到电解液中，更优选高达每升约10克。
在一个实施方案中，电解液内含有一种或一种以上的含活性硫物质。术语“含活性硫物质”是指这样的物质，它的特征是通常含有一个二价的硫原子，该硫原子的两个键直接与一个碳原子连结，同时还有一个或一个以上的氮原子直接与该碳原子连结。在这一化合物基团中，双键可能在某些情况下存在于或变动于硫或氮原子与碳原子之间。硫脲是一种有用的含活性硫物质。具有
环的硫脲和具有S＝C＝N-基团的异硫氰酸盐都是有用的。烯丙基硫脲和氨基硫脲也是有用的。含活性硫物质必须能溶于电解液并能与其它组分配伍。电解淀积时电解液中含活性硫物质的浓度通常可高达约20ppm，在一个实施方案中，则在约高达10ppm的范围内。
在一个实施方案中，电解液内含有至少一种三唑。添加这种三唑可减低铜粉的树枝状性质，可使生产出来的铜粉颗粒更圆更密实。这种颗粒的特征是比用传统技术制得的铜粉具有更高的密度(例如，超过约2g/cc)和更高的流动速度。适用的三唑包括苯并三唑和被取代了的苯并三唑。适用的化合物的例子有苯并三唑、烷基取代了的苯并三唑(例如甲苯基三唑、乙基苯并三唑、己基苯并三唑、辛基苯并三唑等)、芳基取代了的苯并三唑(例如苯基苯并三唑等)和烷芳基或芳烷基取代了的苯并三唑，以及其它被取代了的苯并三唑，其中的取代基可以是例如羟基、氢硫基、烷氧基、卤基(例如氯)、硝基、羧基或烷脂基。烷基苯并三唑包括其中的烷基基团含有1到约20个碳原子者，而在一个实施方案中包括含有1到约8个碳原子者。苯并三唑、甲苯基三唑和被羧基取代了的苯并三唑都是适用的，以苯并三唑尤其适用。电解液中这些三唑的浓度，在一实施方案中高达约500ppm，一实施方案为约1到约250ppm，一实施方案为约10到约150ppm，一实施方案为约25到约100ppm。
在电解淀积步骤(F)中，优选将应用电流密度(I)对扩散极限电流密度(IL)之比保持在0.8或更高些，在一个实施方案中保持约0.9或更高些。
在一个实施方案中，下述参数值是适用于电解淀积的铜粉的
参数 数值
I(安/cm2) 0.060
n(当量/摩尔)2
D(cm2/秒) 1.6×10-5
C°(摩尔/cm3，Cu+2(如CuSO4)) 1.57×10-4
温度(℃)38
游离硫酸(克/升) 175
运动粘度(cm2/秒) 0.0126
流动速度(cm/秒) 自然对流
阴极上的铜粉可用刷洗、刮削、振动或其它机械的和/或电气的本领域已知的技术取下来。铜粉还可用在阴极上加反向电流的方法除下。颗粒的大小可用控制取下铜粉的间隔时间的长短来控制，间隔时间增长，铜粉就变粗。同样，随着间隔时间增长，表观密度也加大。
在一个实施方案中，使用了一系列的碟形旋转式阴极，这种阴极部分地浸在电解液中。这种类型的阴极例如在美国专利3,616,277中已经公开过，由于它公开了这种碟形阴极，因此在本说明书中作为参考资料列入。随着这些阴极穿过电解液旋转，铜粉就淀积在碟形阴极上。使用例如钛制作的阴极和不溶解的阳极(例如镀铂的钛)在电解槽中的布置是互相隔离的。铜粉不断地淀积在阴极上并且不断地用刮刀刮下，刮刀可用塑料或不锈钢制造，安装在电解槽中电解液液面上方靠近阴极的地方。
在一个实施方案中，在本发明的方法的(G)步骤中被取下的铜金属粉要经充分洗涤以除去电解液，电解液是会引起铜粉氧化的。可用很多种方法来洗涤铜粉。一种方法是使铜粉离心旋转甩去电解液，洗涤铜粉，然后使铜粉脱水。
在一个实施方案中，铜粉被输送到一个大槽中，加水做成淤浆，然后把淤浆泵入过滤器。在过滤器中，将铜粉脱水，洗涤数次，再重新脱水。在这个过程中可添加稳定剂以减少氧化。这种稳定剂的例子包括明胶(例如动物胶)的水溶液。在洗涤或随后处理铜粉时加入抗氧化剂也可保护铜粉不受氧化。抗氧化剂包括上述的一种或一种以上的三唑，苯并三唑是可用的。
在洗涤和脱水后，可将铜粉进行一次热处理，热处理会改变铜金属粉的某些特性，特别是它的颗粒大小和形状、表观密度和生坯强度。在一个实施方案中，铜粉是在钢丝网运输带电炉上进行热处理。为了防止铜粉穿过运输带掉落下来，可在运输带上先铺一层连续的湿强度高的纸，然后再把铜粉输送到纸上。用一个辊子压迫粉末以改善热交换。当进入电炉后，水被驱散而纸被烧掉，但纸并不是在铜粉充分烧结以前就烧掉，以防穿过带子掉下。炉中大气是在发热气体装置中产生的，其中由天然气和空气混合以产生出含有例如约17％的氢、约12％的CO、约4％的CO2、其余部分为氮的大气。该气体通过一个冷却器后进入炉中。在冷却器中，气体被冷却(例如冷却到约-22℃到-40℃)，气体中的水被冷凝，因此就降低了它的露点。气体从出料端进入电炉，由于气体是冷却过的，所以能帮助冷却铜粉饼。电炉中的作业烤干了铜粉、改变了颗粒的形状、减少了氧化物并烧结了精粉。出料温度是足够低的，它可防止铜粉饼再次被氧化。借助于在约250℃到约900℃之间变动炉温，在一个实施方案中在约370℃到650℃间变动炉温，以及变动暴露的时间，就可改变精粉的含量、表观密度和尺寸指标。在完成热处理作业后，所得到的铜粉饼就被打碎并作好研磨的准备。
研磨可在例如高速的、水冷却的锤式研磨机上进行，进料速率、研磨速度、研磨机下的筛孔大小可加变动，以取得所需的铜粉特性。从研磨机出来的铜粉可被送入筛子，在此把颗粒按大小分成组。100目的粉可在空气分类机中分类出来，而细粒可混合在最终铜粉产品中。筛上料可返回研磨机进行附加研磨。另一种办法是把过小或过大或两者一起都合并在步骤(E)中分离出来的第一电解液中。在研磨和分级作业中生产出来的铜金属粉可储存在桶中，其中加入干燥剂如硅胶或樟脑，以防止或减少氧化。
在一个实施方案中，被洗涤和脱水后的湿铜粉是在还原炉气中、在低于约375℃下进行热处理，一实施方案为低于约325℃，一实施方案为约150℃到约375℃的范围内，一实施方案为约175℃到325℃的范围内。还原炉气可以是氢、氢氮混合气、离解的氨、一氧化碳、放热型转化气体、吸热型转化气体等等。放热型转化气体和吸热型转化气体是特别有用的。在这些条件下进行操作，就可减少或消除烧结饼的形成，而通常需要的随后的烧结和研磨步骤也就可以消除了。
在一个实施方案中，铜粉被与反应性元素的氧化物混合而形成弥散强化铜，这种反应性元素是从下列一组元素中选取铝、硅、铍、镁、钍、锆或钇，优选用铝。这可用任何已知的形成弥散强化铜的技术来进行，包括把铜粉与反应性元素氧化物的颗粒进行简单的机械混合、利用高能量的研磨机进行机械熔结，以及对稀释的固溶体合金中的反应性元素进行选择性的分子内氧化作用。弥散强化铜通常含有高达重量的约3％的反应性元素，一实施方案为重量的约2％，一实施方案为重量的约0.1到1.5％。在一个实施方案中，弥散强化铜中包括有精细的、均匀的反应性元素氧化物(例如氧化铝)分散在铜胎体中，颗粒大小的范围为约30到约120埃，颗粒间的间隔的范围为约500到约1000埃。反应性元素氧化物的颗粒是坚硬的，在高温下具有热稳定性，即使在温度接近铜的熔点时也能保持原有的颗粒大小和颗粒间间距。弥散强化铜呈现出高强度、高导电率和高导热率的难得的结合。这些材料在较长时间暴露于接近铜胎体熔点温度之后仍有能力保持大部分这些特性，因此可显著地扩展铜的使用温度范围。这些特性也使利用高温连接法如钎焊来制造零件而不损害其强度成为可能。它还可被用于高作业温度的用途。
用本发明的方法生产的铜制品的特性取决于许多操作指标，因而也可以借助于改变某些工艺变化因素来加以控制。例如，纯度可以很高，铜含量可超过例如重量的约99.5％，或重量的约99.9％，如果要求这样高的纯度水平的话。在这方面，本发明的方法的优点是，在(F)步骤中使用的反萃取液或电解液的纯度水平是可控的，而从上面的接触步骤转入电解液中的有机物质通常却不会对所生产的铜制品的特性产生负面影响。还有可能生产出较低纯度水平的铜制品，例如低到95％重量百分数的铜，或97％重量百分数的铜，或99％重量百分数的铜，如果经济上或要求上允许生产出的铜制品是这样低的纯度水平的话。
铜粉的颗粒大小的分布是可以选择的，以满足制造成型铜制品的要求，而且分布的变动范围可以很宽。例如，325目的部分可从重量百分数的5％变到90％。铜粉的表观密度的变动范围，例如可从约0.5到约4克/cm3，在一个实施方案中可从约1到3克/cm3。50克的样品典型的流动速率为约10到约75秒，在一个实施方案中为约20到约65秒。
生材密度是压制压力的函数。例如，当压制压力从约每平方英寸约20吨增加到约40吨时，生材密度即可从7克/cm3增加到约8克/cm3。生坯强度随着压制压力而增大。例如，当压制压力从每平方英寸约20吨增大到40吨时，生坯强度即可从小于约2200磅/平方英寸增大到约3500磅/平方英寸。淀积在阴极上的铜粉的颗粒形状通常是树枝状的。但在以后的加工作业中，树枝状晶体趋向于变成圆形晶体。
在(H)步骤中，铜粉被通过模具挤压、锻制或模压成要求形状的铜制品。在一个实施方案中，铜粉被用机动转鼓和成型进料槽摩擦挤压而制成要求断面形状和尺寸的细长制品。在该实施方案中，摩擦力产生于转鼓，它把铜粉压实并形成铜制品。在一个实施方案中，制品断面具有的直径或主要尺寸可达约6英寸，另一实施方案则约为0.2到3英寸。在一个实施方案中，成型铜制品被拉伸或辊轧以改变其形状或尺寸。例如，成型铜制品可用一个或一系列的互成直角的四辊轮滚轧机辊轧成要求的形状和尺寸。成型制品可用拉模拉制成要求断面形状和尺寸的模压产品。
一般来说，按照本发明的方法所生产的铜制品可具有任何形状。这些形状包括图2-29、3-36所示出的那些形状，这些都是细长模压铜制品的断面形状。铜制品可用于建筑和装饰。可制造任何直径和壁厚的铜管道和铜管(例如无缝管和管道、翅片管等)。可制造管子和管道的配件例如弯头、肘管、T形管、异径接头、接头、支架等等。可制造例如垫片、阀门部件、散热翅片等等铜制品。可制造电气和电子部件和构件如接插件、汇流条等等。可制造还需进一步成型加工成最终要求产品的中间成型制品。
可制造的制品包括管子和管道(图2、35、和36)、以及圆棒和圆柱体，其上或穿过其内有或没有一个或多个孔洞、中心孔或凹坑(图12和34)。可制造的制品还包括细长的模压制品，它们具有的断面形状有半圆形(图22)、正方形(图4和6)、长方形(图3)、跑道形(图5)、平板形(图7)、L形(图8)、U形(图9、26、27)、T形(图13)、I形(图14)、多边形(图10、11、19、20、21)、十字形(图15、17、18、24和33)、星形(图16)、带肋板片(图23)。成型制品可以是密实断面的或实心的，也可以是在其上或穿过其内有一个或多个孔洞、中心孔或凹坑的(例如图2、12和33-36)。这些制品可以是有刃口的(例如图4)，也可以是圆角的(例如图6)。
在一个实施方案中，图30所示的管子200是由一套单个的互相连锁的管子构件201构成的，这种管子也可用本发明的方法来制造。单个的互相连锁的管子构件201可用图31和32所示的模具来模压。
在一个实施方案中，铜粉是弥散强化铜的形式，用它可制造的成型铜制品包括电阻焊电极、白炽灯引线、直升机电机整流子、继电器簧片和触点支撑片(这是在固定触点之间动作的带电臂，用它来接通或断开电路)、连续铸模、黑兹利特连铸机的侧挡块、气体保护金属极电弧焊喷嘴、滚焊机轮、大电流焊机电缆、微波管构件、电气接插件等等。
在一个实施方案中，生产出来的成型制品要用已知的化学的、电解抛光的或机械的技术进行清洗。化学清洗是借助于把制品通过硝酸的或热(例如约25℃到70℃)硫酸的浸蚀或酸洗浴来实现。电解抛光可利用电流和硫酸来实现。机械清洗可借助于刷子等物从制品表面上除去毛刺和类似的粗糙部分来实现。在一个实施方案中，制品被用苛性钠来除去油脂，用热(例如约35℃)硫酸洗涤、漂洗、酸洗，用硫酸电解抛光并漂洗和干燥。
现在请参看图1，铜被从沥滤堆坑10萃取出来并按照本发明的方法进行处理而生产出模压铜制品12。在该实施方案中，本方法使用的设备有沉降槽14、15和16，集液池17，搅拌器18、20和22，电解槽124，其中包括互相隔离的阴极126和不溶解的阳极128，循环运输带130和146，过滤器132，漂洗和脱水单元134，储料斗136，撒粉斗145，电炉148，冷却室150，烧结饼破碎机152，以及模压机154。在该实施方案中，本发明的方法的步骤(A)是在沥滤堆坑10进行。步骤(B)和(C)分两个阶段利用搅拌器18和20以及沉降槽14和15进行。步骤(D)和(E)是利用搅拌器22和沉降槽16进行。步骤(F)和(G)是利用电解槽124和运输带130进行。步骤(H)是利用模压机154进行。
从管路40来的含水沥滤液被喷洒在沥滤堆坑10的表面上。沥滤液为硫酸溶液，硫酸的浓度范围通常为每升约5到约50克，一实施方案为每升约5到约40克，一实施方案为每升约10到约30克。沥滤液向下渗滤穿过整个堆坑，溶解矿石中的铜，作为富铜含水沥滤液流过堆坑空间11，通过管路13进入集液池17，并从这里被通过管路41泵入搅拌器20。被泵入搅拌器20的富铜含水沥滤液中铜离子的浓度范围通常为每升约0.8到约5克，一实施方案为每升约1到约3克；游离硫酸的浓度范围通常为每升约5到约30克，一实施方案为每升约10到约20克。在搅拌器20中，富铜含水沥滤液与通过管路79、80和42从沉降池15的围堰78中泵入搅拌器20的含铜有机溶液混合。被加入搅拌器20中的含铜有机溶液中铜的浓度通常为每升有机溶液中的萃取剂约0.5到约4克，一实施方案为每升有机溶液中的萃取剂约1到约2.4克。在搅拌器20内的混合过程中，形成了有机相和水相并互相掺和。铜离子被从水相传输到有机相。该混合液被通过管路43从搅拌器20泵入沉降池14。在沉降池14内，水相和有机相分开，有机相在顶层，水相在底层。有机相集中在围堰48中并被通过管路49、50和51泵入搅拌器22。该有机相是富铜有机溶液(可被称为负荷态有机相)。该富铜有机溶液所具有的铜的浓度范围通常为每升有机溶液中的萃取剂约1到约6克，一实施方案为每升有机溶液中的萃取剂约2到约4克。
在搅拌器22中，富铜有机溶液与贫铜反萃取液混合。贫铜反萃取液(可被称为贫瘠电解液)产生于电解槽124中，并通过管路160、162、164、166、58和60被泵入搅拌器22。该贫铜反萃取液所具有的游离硫酸浓度范围通常为每升约80到约300克，一实施方案为每升约150到约250克；而铜离子浓度的范围通常为每升约1到约50克，一实施方案为每升约4到约12克。新的反萃取液的补给可通过管路62加到管路60中。富铜有机液和贫铜反萃取液在搅拌器22中混合的结果是形成了与水相混合的有机相。铜离子被从水相传输给有机相。混合液被通过管路63从搅拌器22泵入沉降池16。在沉降池16中，有机相和水相分开，有机相被集中在围堰64中。该有机相是贫铜有机液(有时被称为贫化有机相)。该贫铜有机液所具有的铜的密度范围通常为每升有机液中的萃取剂约0.5到约2克，一实施方案为每升有机液中的萃取剂约0.9到约1.5克。贫铜有机液被通过管路65、66、68和70从沉降池16泵到搅拌器18中。新的有机液的补给可通过管路72加到管路70中。
含铜含水沥滤液被通过管路73、74、75和76从沉降池14泵到搅拌器18中。该含铜含水沥滤液所具有的铜离子浓度范围通常为每升约0.4到约4克，一实施方案为约0.5到约2.4克；而游离硫酸的浓度范围通常为每升约5到约50克，一实施方案为每升约5到约30克，一实施方案为每升约10到约20克。在搅拌器18中，形成了有机相和水相并互相掺和，铜离子被从水相传输到有机相。混合液被通过管路77泵入沉降池15。在沉降池15中，有机相与水相分开，有机相被集中在围堰78中。该有机相即是含铜有机液，被通过管道79、80和42从沉降池15泵入搅拌器20中。该含铜有机液所具有的铜的浓度范围为每升有机液中的萃取剂约0.5到约4克，一实施方案为每升有机液中的萃取剂约1到约2.4克。沉降池15中的水相是贫铜含水沥滤液，它被通过管道81和82泵到管道40中，又从这里被喷洒到沥滤堆坑10上。新的沥滤液的补给可通过管路83加入到管路82中。
在沉降池16中分离出来的水相是富铜反萃取液。它被通过管路85和86从沉降池泵入过滤器132，又从过滤器132通过管路87和88进入电解池124。该富铜反萃取液所具有的铜离子浓度范围通常为每升约1到约60克，一实施方案为每升约5到约15克；而游离硫酸的浓度范围通常为每升约70到约290克，一实施方案为每升约140到约240克。进入电解槽124的富铜反萃取液可被称为电解液125。
电解液125具有的铜离子浓度范围通常为每升约1到约60克，一实施方案为每升约4到约15克；而游离硫酸的浓度范围通常为每升约70到约300克，一实施方案为每升约140到约250克。电解液125借助于自然对流在分隔开的阴极126和阳极128之间流动。当在阳极128和阴极126之间施加电压时，就在阴极上发生铜金属的电解淀积。电解淀积的铜粉129被用机械刮削器(图中未示)从阴极126上刮下，并被循环运输带130输送到漂洗和脱水单元134。
电解液125在电解槽124中转变成为贫铜电解液并被通过管路160从电解槽124中抽出。在管路160中的贫铜电解液具有的铜离子浓度范围通常为每升约1到约50克，一实施方案为每升约4到约12克；而游离硫酸的浓度范围通常为每升约80到约300克，一实施方案为每升约150到约250克。该贫铜电解液或者是(1)通过管路160、170、171和88重新循环回到电解槽124；或者是(2)作为贫铜反萃取液通过管路160、162、164、166、58和60被泵入搅拌器22。
铜金属粉129在循环运输带130上被从电解槽124输送到漂洗和脱水单元134。铜粉129在134单元内被漂洗和脱水。漂洗和脱水单元134可以是例如一台真空皮带式过滤机，它装备有顶部喷嘴可往铜粉上喷水。铜粉129在连续运输带130上被输送到流料槽135并进入储料斗136中。铜粉129又从储料斗136通过撒粉斗145被输送到循环运输带146上。铜粉129被撒在循环运输带146上并通过电炉148和冷却室150行进，在此被干燥并烧结成烧结铜饼。在干燥和烧结步骤中，氧化物已经减少或消除了，因为氧化物已在漂洗和脱水单元134中被除去了。烧结铜饼在循环运输带146上被从冷却室150输送到铜饼破碎机152然后进入模压机154。被破碎了的烧结饼在模压机154中被模压成要求形状的成型制品。
虽然图1所描画的实施方案采用了在搅拌器18和20和沉降池14和15中进行的两阶段溶剂萃取步骤，但应明确的是，在方法中是可以加进额外的萃取阶段而不违反本发明的本质的。因此，举例来说，虽然图1具体地公开了两阶段的萃取步骤，虽然前面的讨论指的是单阶段和两阶段萃取方式，但是本发明的方法是可以用三阶段、四阶段、五阶段、六阶段等等的萃取步骤来进行的。与此类似，虽然图1所描画的实施方案使用搅拌器22和沉降池16进行了单阶段的反萃取步骤，但应明确的是，在方法中是可以加入额外的反萃取阶段而不违反本发明的本质的。因此，举例来说，本发明的方法是可以用两阶段、三阶段、四阶段、五阶段、六阶段等等的反萃取步骤来进行的。
下面的例子，目的是用来说明本发明。在下述例子中，以及整个说明书和权利要求书中，除另有说明者外，所有的份数和百分数都是指重量，所有温度都是指摄氏度，所有压力都是指大气压。
实施例1
运用图1的方法制造铜管道。从管路40来的喷洒在沥滤堆坑10上的含水沥滤液是含水硫酸溶液，其游离硫酸的浓度为每升20克。通过管路41被泵入搅拌器20中的富铜含水沥滤液具有的铜离子浓度为每升1.8克，而游离硫酸的浓度为每升12克。有机溶液是LIX984溶入SX-7中的、7％重量百分数的溶液。从沉降池15加到搅拌器20中的含铜有机溶液的铜的浓度为每升有机溶液中的LIX984中有1.95克。从沉降池14被泵往搅拌器22中的富铜有机溶液的铜的浓度为每升有机溶液中的LIX984中有3克。从管道60加到搅拌器22中的贫铜反萃取液所具有的游离硫酸浓度为每升170克，铜离子浓度为每升40克。被从沉降池16泵往搅拌器18的贫铜有机溶液的铜的浓度为每升有机溶液中的LIX984中有1.25克。被从沉降池14泵到搅拌器18的含铜含水沥滤液所具有的铜离子浓度为每升0.8克，而游离硫酸的浓度为每升12克。被从沉降池15通过管路81泵出来的贫铜含水液所具有的铜的浓度为每升0.15克，而游离硫酸浓度为每升12克。从沉降池16中取出的给电解槽使用的富铜反萃取液被用水和硫酸稀释以提供出铜离子浓度为每升8克、游离硫酸浓度为每升145克的溶液。电解槽124中的电流密度为每平方英尺100安培，温度为50℃。不溶解的阳极是用钛制成并镀有铱，阴极是用不锈钢制成。电解槽中所进行的电解淀积周期为120分钟。在周期终了时。用不锈钢刮刀刮削阴极。铜金属粉被收集在一只不锈钢容器中。铜粉系用脱离子水漂洗，然后滗去水。这个漂洗程序要重复4次以上。铜粉被置于氢气氛围中在400℃下干燥并脱氧90分钟。铜粉被通过压模机压制成铜管道，其截面为圆形，外径为3/8英寸，管壁厚为1/16英寸。
虽然本发明是联系它的优选实施方案来说明的，但必须明确的是，对本领域的技术人员来说，在读了本说明书后，它的多种变更就会变得很明显。因此，必须明确的是，在这里所公开的本发明，其意图是涵盖这些变更，并认为它们是属于所附权利要求范围之内的。
权利要求
1.一种直接用含铜材料制造成型铜制品的方法，它包括
(A)将含铜材料与有效数量的至少一种含水沥滤液接触，以把铜离子溶入该沥滤液中，形成富铜含水沥滤液；
(B)将该富铜含水沥滤液与有效数量的至少一种不溶于水的萃取剂接触，以把铜离子从该富铜含水沥滤液传输给萃取剂，以形成富铜萃取剂和贫铜含水沥滤液；
(C)将该富铜萃取剂从该贫铜含水沥滤液中分离出来；
(D)将该富铜萃取剂与有效数量的至少一种含水反萃取剂接触，以把铜离子从该萃取剂传输给该反萃取剂，以形成富铜反萃取液和贫铜萃取剂；
(E)将该富铜反萃取液与该贫铜萃取剂分离开来；
(F)将该富铜反萃取液在阳极和阴极之间流动，并在该阳极和阴极之间加上有效数量的电压，以在阴极上淀积铜粉；
(G)从阴极上除去铜粉；以及
(H)将所说铜粉挤压、锻制或模压而制成成型铜制品。
2.权利要求1的方法，其中从(H)步骤出来的成型制品被拉伸或辊轧以改变其形状或尺寸。
3.权利要求1的方法，其中所说的含铜材料是铜矿石、铜精矿、铜熔炉产物、熔炉烟道烟尘、铜胶泥、硫酸铜或含铜废料。
4.权利要求1的方法，再加上把在(A)步骤中形成的富铜含水溶液与含铜材料分离的步骤。
5.权利要求1的方法，其中所说的含水沥滤液包括硫酸、卤化物酸或氨的溶液。
6.权利要求1的方法，其中所说的(B)步骤中的萃取剂是被溶解在选自下列的一种有机溶剂中的煤油、汽油、萘、燃料油和柴油。
7.权利要求1的方法，其中所说的(B)步骤中的萃取剂包括至少一种由下面的化学式代表的化合物
其中R1、R2、R3、R4、R5、R6和R7独自是氢或烃基基团。
8.权利要求1的方法，其中所说的(B)步骤中的萃取剂包括至少一种由下面的化学式代表的化合物
其中R1和R2独自是氢或烃基基团。
9.权利要求1的方法，其中所说的(B)步骤中的萃取剂包括至少一种由下面的化学式代表的化合物
其中R1和R2是独立的烷基基团或芳基基团。
10.权利要求1的方法，其中所说的(B)步骤中的萃取剂包括至少一种离子交换树脂。
11.权利要求10的方法，其中所说的离子交换树脂是苯乙烯和二乙烯基苯的共聚物，其特征是存在有至少一个选自-SO3-、-COO-、
和
的官能团。
12.权利要求10的方法，其中所说的离子交换树脂是苯乙烯和二乙烯基苯的共聚物。
13.权利要求1的方法，其中所说的反萃取剂包括硫酸。
14.权利要求1的方法，其中(F)步骤中的富铜反萃取液所具有的铜离子浓度范围为每升约1到约60克，而游离硫酸的浓度范围为每升约70到约300克。
15.权利要求1的方法，其中在(F)步骤中，往所说的富铜反萃取液中加入至少一种选自如下的添加剂明胶、氯化物离子、硫酸钠和磺酸盐。
16.权利要求1的方法，其中(F)步骤中的反萃取液的特征是存在至少一种含活性硫的物质。
17.权利要求1的方法，其中(F)步骤中的反萃取液的特征是存在有至少一种三唑。
18.权利要求1的方法，其中(F)步骤中反萃取液的特征是存在苯并三唑。
19.权利要求1的方法，其中(F)步骤中的阳极是尺寸稳定的不溶性阳极。
20.权利要求1的方法，其中(F)步骤中的阳极是钛阳极并镀有铂族金属或金属氧化物。
21.权利要求1的方法，其中(F)步骤中的反萃取液中的游离氯化物离子的浓度可达约20ppm。
22.权利要求1的方法，其中在(F)步骤中，反萃取液中的游离氯化物离子的浓度为小于约1ppm。
23.权利要求1的方法，其中(H)步骤中的铜粉被通过压模机挤压成铜制品。
24.权利要求1的方法，其中(H)步骤中的铜粉被锻制成铜制品。
25.权利要求1的方法，其中(H)步骤中的铜粉被模压成铜制品。
26.权利要求1的方法，其中在(H)步骤以前，铜粉与一种反应性元素的氧化物混合而形成弥散强化的铜，这种反应性元素是从下列一组元素中选取出来的铝、硅、铍、镁、钍、锆和钇。
27.权利要求1的方法，其中所说的成型制品的形式是管道或管子。
28.权利要求1的方法，其中所说的成型制品的断面形状有圆形、平板形、正方形、长方形、十字形或多边形。
29.权利要求1的方法，其中所说的成型制品的断面形状基本上为L、H、I、U或T形。
30.权利要求1的方法，其中所说的成型制品具有一个或多个孔洞在其上或穿过其内。
31.权利要求1的方法，其中所说的成型制品的断面形状基本上如图2-29或33-36所示的任何一种。
32.权利要求1的方法，其中所说的成型制品包括基本上如图30所示的管子或管道组件。
33.一种直接用含铜材料制造成型铜制品的方法，它包括
(A)将含铜材料与有效数量的至少一种含水沥滤液接触，以把铜离子溶入该沥滤液中，形成富铜含水沥滤液；
(B-1)将来自(A)步骤的富铜含水沥滤液与有效数量的来自(C-2)步骤的至少一种含铜的不溶于水的萃取剂接触，以把铜离子从该富铜含水沥滤液传输给该含铜萃取剂，以形成富铜萃取剂和第一贫铜含水沥滤液；
(C-1)将该富铜萃取剂从该第一贫铜含水沥滤液中分离出来，并使该富铜萃取剂行进到(D)步骤；
(B-2)将来自(C-1)的第一贫铜含水沥滤液与有效数量的来自(E)步骤的至少一种贫铜萃取剂接触，以把铜离子从该第一贫铜含水沥滤液传输给该贫铜萃取剂，以形成含铜萃取剂和第二贫铜含水沥滤液；
(C-2)将该含铜萃取剂与该第二贫铜含水沥滤液分离开来，并将该含铜萃取剂重新循环到(B-1)步骤；
(D)将来自(C-1)步骤的富铜萃取剂与有效数量的至少一种含水反萃取液接触，以把铜离子从该富铜萃取剂传输给该反萃取液，以形成第一电解液和贫铜萃取剂；
(E)将该第一电解液与该贫铜萃取剂分离开来，并将该贫铜萃取剂重新循环到(B-2)步骤；
(F)将该第一电解液送入电解槽中，该电解槽装备有至少一个阳极和至少一个旋转阴极，并在该阳极和阴极间加上有效数量的电压，以在阴极上淀积铜粉；
(G)从阴极上取下铜粉；以及
(H)将该铜粉挤压、锻制或模压成成型制品。
全文摘要
本发明涉及直接用含铜材料制造成型铜制品的方法,它包括:(A)将含铜材料与有效数量的至少一种含水沥滤液接触,以把铜离子溶入该沥滤液中,形成富铜含水沥滤液;(B)将该富铜含水沥滤液与有效数量的至少一种不溶于水的萃取剂接触,以把铜离子从该富铜含水沥滤液传输给萃取剂,以形成富铜萃取剂和贫铜含水沥滤液;(C)将该富铜萃取剂从该贫铜含水沥滤液中分离出来,(D)将该富铜萃取剂与有效数量的至少一种含水反萃取剂接触,以把铜离子从该萃取剂传输给该反萃取剂,以形成富铜反萃取液和贫铜萃取剂;(E)将该富铜反萃取液与该贫铜萃取剂分离开来;(F)将该富铜反萃取液在阳极和阴极之间流动,并在该阳极和阴极之间加上有效数量的电压,以在阴极上淀积铜粉;(G)从阴极上取下铜粉;以及(H)将铜粉挤压、锻制或模压而制成成型铜制品。
文档编号C25D1/04GK1192165SQ9619482
公开日1998年9月2日 申请日期1996年11月12日 优先权日1996年4月18日
发明者M·A·伊蒙, R·J·菲多尔, S·K·杨, S·S·爱诺斯, W·M·勾尔特, R·N·赖特, S·J·科胡特 申请人:电铜产品有限公司