Electrorefining of High-Purity Anode Copper and Trace Impurites Analysis by Glow Discharge Mass Spectrometry

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2010 Vol.47, Issue 2 Preview Page Next Page

Electrorefining of High-Purity Anode Copper and Trace Impurites Analysis by Glow Discharge Mass Spectrometry 고순도 양극동의 전해정련 및 글로방전질량분석법에의한 극미량불순물 분석: 최인혁, 임재원, 김민석, 박경호, 조훈, 권혁천, 최국선
In-Hyeok Choi, Jae-Won Lim, Min-Seuk Kim, Kyung-Ho Park, Hoon Cho, Hyuk-Chon Kwon and Good-Sun Choi

30 April 2010. pp. 207-213

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Abstract

Purification of a high-purity anode copper by electrorefining process was carried out using 30 g/L of Cu with 1 mol/L H2SO4 solution at 40℃. Detailed impurity analysis of the electrorefined copper was performed using GDMS (Glow Discharge Mass Spectrometry). The purity level of electrorefined copper indicated 5N6 (99.9996%) from 4N8 (99.9988%) anode copper and there was small impurity variation of <1 ppm in range of 5～20 mA/cm2 current density. It was found that some impurities like Al, Si, Zn and Sn, which show lower electrode potential value than copper, were increased more than original anode copper. Further studies are needed to investigate contamination route of these impurities.

Keywords

High-purity copper

Electrorefining

Trace impurity

GDMS (Glow Discharge Mass Spectrometry)

4N8의 순도를 갖는 양극동을 사용한 전해정련 연구가 글로방전질량분석법(GDMS)에 의한 극미량불순물 분석을 기반으로 수행되었다. 황산용액 1 mol/L에 Cu 30 g/L로 제조한 전해액의 온도는 40℃로 일정하게 유지시키고 전류밀도만 5, 10, 20 mA/cm2으로 달리하였다. 전해정련 후 얻은 동 시편에 대한 GDMS 분석에의하면 4N8(99.9988%) 양극동으로부터 5N6(99.9996%) 이상의 고순도 음극동이 얻어졌으며, 전해정련 효과에미치는 전류밀도의 영향에 따른 순도 차이는 1 ppm 미만으로 나타났다. 또한 전기화학적 원리에 의해 동 보다낮은 전극전위를 갖는 Al, Si, Zn 및 Sn의 경우, 음극동 내에서의 농도가 감소되어야 함에도 불구하고 실제실험에서는 오히려 증가하는 현상이 발견되었다. 이는 전해정련 시 오염에 의한 것으로 사료되며, 상세한 오염기구는 추가 연구에 의하여 검증되어야 할 것이다.

키워드

고순도 동

전해정련

미량불순물

글로방전질량분석법

References

최국선, 김민석, 임재원, 김수경, 2008, “동의 초고순도화 기술 개발 현황 및 응용,” 재료마당, 제21권, 제2호, pp. 12-20.
최국선, 김민석, 임재원, 최인혁, 한만갑, 박경호, 2009, “초 고순도 동의 제조기술 개발,” 재료마당, 제23권, 제6호, pp. 27-35.
Kekesi, T. and Isshiki, M., 1997, “Ultra high purification of copper chloride solutions by anionn exchange,” Hydrometallurgy, 45, pp. 345-361.
Merchant, H.D., 1995, “Defect Structure of Electrodeposits,” Edited by H. D. Merchant, The Minerals, Metals & Materials Society, pp. 1-59.
Popov, K.I., Djokic, S.S., and Grgur, B.N., 2002, Fundamental Aspects of Electrometallurgy, Kluwer Academic Publishers, New York, p. 186.
Sanderson, N.E., Hall, E., Clark, J., Charalambous, P., and Hall, D., 1987, “Glow Discharge Mass Spectrometry – A Powerful Technique for the Elemental analysis of Solid,” Mikrochimica Acta, I, p. 276.
Schlesinger, M. and Paunovic, M., 2000, Modern Electroplating, John Wiley & Sons, INC., New Jersey, p. 820.
Shindo, Y., 2006, “Ultra High Purity Materials,” Electric Furnace Steel, 77(4), p. 311.
Shindo, Y. and Takemoto K., 2005, Ultrahigh-Purity Copper and Process for Producing the Same, and Bonding Wire Comprising Ultrahigh-Purity Copper, USpatent, No.205574.
Tanabe, N., Kurosaka A., and Kohno O., 1995, “Fatigue of High Purity Copper Wire,” J. de Physique, Vol. 5, pp. C7-389-C7-396.