KR100846570B1 - 멤브레인 필터가 구비되는 전기분해 귀금속회수장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 도금용액 세척수에 포함된 귀금속입자가 전기분해에 의하여 전리되어 음극부재에 석출되되 멤브레인 필터에 의하여 높은 전류에서도 수세수 유속 마찰 낙차 유실이 방지되어 회수율과 신속성을 현저히 향상시킴과 아울러 음극부재가 회전되어 석출밀도를 고르게 하며 드럼 내의 이온화 촉진 압력조성을 통하여 귀금속 회수가 더욱 효과적으로 이루어지도록 하는 멤브레인 필터가 구비되는 전기분해 귀금속회수장치에 관한 것이다.
이를 실현하기 위한 본 발명은 귀금속함유 처리수 유입관 및 배출 회수관이 설치되는 드럼 내에 양극부재, 음극부재 및 상기 양극부재와 음극부재 사이에 배치되는 멤브레인 필터가 구비되고 귀금속함유 처리수에서 전기분해에 의하여 귀금속을 석출하는 회수장치에 있어서, 음극부재와 양극부재 중 적어도 어느 일측은 구동수단에 의하여 회전되는 회전전극통으로 구성되고, 상기 음극부재에 인접 설치되며 귀금속 이온은 통과시키고 음극부재에 석출 환원된 귀금속 입자의 통과를 차단하는 멤브레인 필터를 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.
Description
도 1은 본 발명에 따른 일 실시예의 단면 구성도
도 2는 도 1의 A-A선 단면도
도 3은 본 발명에 따른 일 실시예의 단면 구성도
도 4는 본 발명에 따른 일 실시예의 단면 구성도
도 5는 본 발명에 따른 일 실시예의 단면 구성도
도 6은 본 발명에 따른 일 실시예의 평단면 구성도
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
1, 1A, 1B, 1C, 1D: 본 발명의 멤브레인 필터가 구비되는 전기분해 귀금속회수장치
10: 드럼 11: 유입관 13: 회수관
15: 지지파이프 30: 회전전극통 31: 본체
33: 석출공간 40: 고정전극통 51: 멤브레인 필터
61: 브러쉬 70: 구동수단 71: 모터
73: 샤프트 75: 체결부재 81: 베어링
본 발명은 귀금속회수장치에 관한 것으로서, 특히 도금용액 세척수에 포함된 귀금속입자가 전기분해에 의하여 전리되어 음극부재에 석출되되 멤브레인 필터에 의하여 높은 전류에서도 수세수 유속 마찰 낙차 유실이 방지되어 회수율과 신속성을 현저히 향상시킴과 아울러 음극부재가 회전되어 석출밀도를 고르게 하며 드럼 내의 이온화 촉진 압력조성을 통하여 귀금속 회수가 더욱 효과적으로 이루어지도록 하는 멤브레인 필터가 구비되는 전기분해 귀금속회수장치에 관한 것이다.
일반적으로 금도금 또는 금합금 도금시설에서 세척수에 휩쓸려 유실되는 귀금속을 이온화시켜 회수하고 있으며, 이러한 귀금속은 고가물이라는 특성을 갖는 만큼 특히 회수율을 극대화시킴과 아울러 회수가 신속하게 이루어질 것 등이 요구되는데 종래 기술에서는 주로 전기분해방식이나 음이온수지 흡착방법을 사용하고 있다.
도금용액 속에서 침전을 방지하기 위하여 구연산과 결합되어 있는 금입자의 전기분해 회수는 전기투과력으로 구연산 안에 있는 금입자를 전리시키고 양극에서 음극으로 이동하는 전류의 흐름을 이용하여 음극판에 금이온 입자가 부착되도록 하여 회수한다.
이러한 전기분해 회수방식에서 전류의 세기를 높일 경우 회수가 신속하게 진 행되어 귀금속 입자가 음극에 서릿발형태로 석출된다.
그런데 도금조로부터 - 회수조 - 수세조 - 수세조 - 수세조- 폐수처리로 이어지는 일련의 라인에는 수세수가 계속적으로 일정 속도로 흘러나가고 있기 때문에 서릿발형태로 석출된 귀금속입자 중 일부는 수세수 유속에 의한 마찰 낙차 유실이 발생되므로 전류를 높일 수가 없었다.
또한, 전류의 세기를 약하게 하여 회수속도를 느리게 할 경우, 음극에 흡착 석출되지 않은 상태에서 상기 일정속도의 흐름이 진행되는 수세수에 휩쓸려 나가는 손실이 발생되어 귀금속 회수율을 저하시키는 문제점이 있었다.
한편, 양극부재와 음극부재 사이에 금이온은 통과시키고 금결정입자의 통과는 차단하는 여과막을 배치하는 경우도 있었으나 양극부재 및 음극부재가 고정상태로 설치되어 회수밀도가 불균일하고 밀도편차가 크게 발생되므로 회수율이 저조한 문제점이 있었다.
본 발명은 상기한 문제점을 해소하기 위하여 안출된 것으로서,
본 발명의 목적은 도금용액 세척수에 포함된 귀금속입자가 전기분해 투과력에 의하여 이온화됨과 동시에 구연산으로부터 전리되어 음극부재에 석출되되 멤브레인 필터에 의하여 높은 전류에서도 수세수 유속 마찰 낙차 유실이 방지되어 회수율과 신속성을 동시에 현저히 향상시키도록 하는 멤브레인 필터가 구비되는 전기분해 귀금속회수장치를 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은 음극부재가 회전되어 석출밀도를 고르게 하고 드럼 내의 압력조성을 통하여 이온화를 촉진시켜 귀금속 회수가 더욱 효과적으로 이루어지도록 하는 멤브레인 필터가 구비되는 전기분해 귀금속회수장치를 제공함에 있다.
상기한 목적을 달성하는 본 발명에 따른 멤브레인 필터가 구비되는 전기분해 귀금속회수장치는
귀금속함유 처리수 유입관 및 배출 회수관이 설치되는 드럼 내에 양극부재, 음극부재 및 상기 양극부재와 음극부재 사이에 배치되는 멤브레인 필터가 구비되고 귀금속함유 처리수에서 전기분해에 의하여 귀금속을 석출하는 회수장치에 있어서,
음극부재와 양극부재 중 적어도 어느 일측은 구동수단에 의하여 회전되는 회전전극통으로 구성되고,
상기 음극부재에 인접 설치되며 귀금속 이온은 통과시키고 음극부재에 석출 환원된 귀금속 입자의 통과를 차단하는 멤브레인 필터를 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.
이하, 본 발명의 멤브레인 필터가 구비되는 전기분해 귀금속회수장치에 대한 실시예를 첨부도면을 참조하여 보다 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 일 실시예의 단면 구성도, 도 2는 도 1의 A-A선 단면도이다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 일 실시예의 멤브레인 필터가 구비되는 전기분해 귀금속회수장치(1)는 귀금속함유 처리수 유입관(11) 및 배출 회수관(13)이 설치되는 드럼(10) 내에 양극부재(+), 음극부재(-) 및 상기 양극부재와 음극부재 사이에 배치되는 멤브레인 필터가 구비되고 귀금속함유 처리수에서 전기분해에 의하여 귀금속을 석출하는 회수장치에 있어서, 음극부재(-)와 양극부재(+) 중 적어도 어느 일측은 구동수단(70)에 의하여 회전되는 회전전극통으로 구성되고, 상기 음극부재(-)에 인접 설치되며 귀금속 이온은 통과시키고 음극부재(-)에 석출 환원된 귀금속 입자의 통과를 차단하는 멤브레인 필터(51)를 포함하여 구성되는 것이다.
여기서, 상기 멤브레인 필터(51)는 귀금속 이온은 통과되고 금속으로 환원된 결정입자는 통과가 불가능한 삼투막으로 형성되어도 무방하다.
본 발명에 따른 일 실시예로서, 상기 음극부재(-)는 드럼(10)의 중앙부에 설치되는 음극 회전전극통(-)(30)으로 되고 주면에 석출공간(33)이 형성되며, 상기 양극부재(+)는 드럼(10)의 내주면측에 인접 고정설치되는 고정전극통(40)으로 구성되고, 상기 멤브레인 필터(51)는 회전전극통(30)의 석출공간(33) 주위를 둘러싸 석출공간을 선택적으로 차폐하도록 구성됨이 바람직하다.
상기 구동수단(70)은 상기 음극 회전전극통(-)(30)이 착탈가능하게 결합되는 샤프트(73)와 드럼(10) 외부에서 상기 샤프트(73)를 직접 또는 간접으로 회전시키는 모터(71)를 포함하여 구성되며, 상기 샤프트(73), 음극 회전전극통(-)(30), 멤브레인 필터(51), 양극 고정전극통(+)(40) 및 드럼(10)은 동심원 상으로 순차 배치 된다.
상기 드럼(10) 내부에는 상기 샤프트(73)와 복수개소에서 베어링(81)결합되며 샤프트를 지지하는 지지파이프(15)가 구비된다.
이때, 상기 샤프트(73)는 지지파이프(15)의 상하로 돌출되어 상부 돌출부에 회전전극통(30)이 고정되고 하부 돌출부에 모터(71)와 연결되는 동력전달수단(72)이 설치될 수 있다.
또한, 상기 음극 회전전극통(-)(30) 일측에는 양극 고정전극통(+)(40)을 청소하기 위한 브러쉬(61)가 돌출 설치됨이 바람직하다.
또한, 상기 음극 회전전극통(-)(30)은 본체(31)의 상ㆍ하단에 "ㄴ"형 플랜지(35)가 형성되어 수직상 일측 단면이 C형강 형태로 형성되고, 플랜지(35) 외측으로 상기 멤브레인 필터(51)가 착탈가능하게 설치될 수도 있다.
상기 멤브레인 필터(51)의 착탈고정은 상기 플랜지(35)에 밴딩 고정되어도 무방하며 상기 플랜지(35)에 멤브레인 필터를 잡아주는 파지대(53)를 덧대고 볼트(55)체결될 수 있다.
본 발명에 따른 일 실시예(1A)로서 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 회전전극통(30)이 양극부재(+)로 형성되고 음극부재(-)가 고정전극통(40)으로 배치될 수도 있다.
또한, 본 발명에 따른 일 실시예(1B)로서 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 드럼(10)은 수평설치될 수도 있으며 복수조가 연속설치되어도 무방하다.
본 발명에 따른 일 실시예로서(1C), 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 음극부 재(-), 멤브레인 필터(51), 양극부재(+)가 동심원 상으로 순차 배치되며, 음극부재 및 양극부재는 모두 구동수단에 의하여 상호 반대방향으로 회전되는 회전전극통(30)으로 이루어져도 무방하다.
본 발명에 따른 일 실시예(1D)로서, 도 6에 평단면도가 도시된 바와 같이, 상기 음극부재(-)와 양극부재(+)는 상기 멤브레인 필터(51)를 사이에 두고 병렬 배치될 수도 있다.
또한, 상기 귀금속함유 처리수 유입관(11) 및 배출 회수관(13)이 설치되는 드럼(10)은 내부가 밀폐되고 처리수 유입관(11)을 통하여 들어오는 유입량이 배출 회수관을 통하는 출수량보다 많도록 하여 이온화를 촉진시키는 소정의 압력이 조성됨이 바람직하다.
한편, 양극부재(+)는 Pt 또는 카본재로 이루어지고, 상기 음극부재(-)는 도전성 금속재로 이루어짐이 바람직하다.
도면 중 미설명 부호 '16'은 펌프, '17'은 처리수조, '75'는 회전전극통 체결부재이다.
이와 같은 구성을 지닌 본 발명에 따른 멤브레인 필터가 구비되는 전기분해 귀금속회수장치(1)의 작용상태를 살펴본다.
금함유 처리수가 펌프(16) 구동에 의하여 드럼(10) 내부로 유입되고 드럼 내상부에는 처리수조(17)로 향하는 흐름이 발생되는 동시에 양극부재(+)로부터 음극부재(-)로 향하는 전류흐름이 발생된다.
그리고 드럼(10) 내부로 유입된 금함유 처리수에 포함된 귀금속입자는 양쪽의 전극부재에 의해 발생되는 전기투과력에 의하여 이온화됨과 동시에 결합되어 있던 구연산으로부터 전리되어 음극부재(-) 쪽으로 이동하면서 상기 멤브레인 필터(51)를 통과하여 음극부재(-)에 흡착 석출된다.
도 1 및 도 2에 도시된 본 발명의 일 실시예에서는 이온화된 귀금속이 상기 멤브레인 필터(51)를 통과하여 음극 회전전극통(-)(30) 외주면에 흡착 석출된다. 그리고 일단 음극부재(-)에 석출 환원된 금속입자는 멤브레인 필터(51)의 통과가 불가능하므로 결국 음극 회전전극통(-)(30)과 멤브레인 필터(51)가 연합 형성하는 석출공간(33) 내에 포집되고 처리수에 의한 귀금속입자의 수세수 유속 마찰 낙차 유실이 방지된다.
또한, 음극부재(-) 또는 양극부재(+) 중 적어도 어느 한 쪽이 구동수단에 의하여 회전되는 회전전극통(30)으로 이루어지므로 전극 표면에 석출밀도가 균일하게 분포되어 회수율을 상승시키며, 더우기 처리수 유입관(11)을 통하여 드럼(10) 내부로 유입되는 입수량이 배수량보다 많게 하여 소정의 양압이 조성되므로 이온화를 촉진시켜 회수율을 더욱 증대시킨다.
이와 같은 본 발명은 전류의 세기를 높여 귀금속 입자가 급속히 서릿발 형태로 석출되어도 상기 멤브레인 필터(51)에 의하여 유실이 방지되므로 전류를 높일 수 있어 귀금속 회수가 신속하게 이루어질 뿐만 아니라 회수율을 현저히 증대시키게 된다.
그리고, 석출공간(33) 내에 포집된 귀금속입자의 회수작업은 샤프트(73)로부 터 음극 회전전극통(-)(30)을 분리하여 드럼 외부로 꺼낸 다음 다시 멤브레인 필터(51)를 분리 탈거시키고 음극 회전전극통(-)(30) 주연부로부터 귀금속입자를 긁어내는 것으로 이루어질 수 있다
상기 귀금속함유 처리수는 드럼(10)의 상부로부터 유입되어 하부로 배출되는 정방향 순환과 그 반대의 역방향 순환을 설정시간 단위로 교차순환되도록 하여도 무방하다.
또한, 양극부재(+)에 이물질이 부착될 경우 전기분해 전리도를 약화시키게 되는데 이를 방지하는 것이 상기 브러쉬(61)이다. 상기 브러쉬(61)는 회전되는 회전전극통(-)(30) 일측에 고정되어 함께 회전되면서 양극 고정전극통(+)(40)에 부착되는 이물질을 청소해줌으로써 전기분해가 효과적으로 진행되도록 한다.
이상과 같이 본 발명은 도금용액 세척수에 포함된 귀금속입자가 전기분해 투과력에 의하여 이온화됨과 동시에 구연산으로부터 전리되어 음극부재(-)에 석출되되 멤브레인 필터(51)에 의하여 높은 전류 조건에서도 수세수 유속 마찰 낙차 유실이 방지되어 귀금속회수율을 현저히 증대시키며 신속하게 회수하도록 하는 것이다.
이상, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조로 설명하였다. 여기서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
이상에서 상세히 살펴본 바와 같이 본 발명에 따른 멤브레인 필터가 구비되는 전기분해 귀금속회수장치는 도금용액 세척수에 포함된 귀금속입자가 전기분해 투과력에 의하여 이온화됨과 동시에 구연산으로부터 전리되어 음극부재에 석출되되, 귀금속 이온은 통과되고 귀금속으로 환원된 결정체 입자는 통과가 불가능한 멤브레인 필터에 의하여 높은 전류에서도 수세수 유속 마찰 낙차 유실이 방지되어 회수율과 신속성을 동시에 현저히 향상시키는 뛰어난 효과가 있다.
또한, 음극부재가 회전되어 석출밀도를 고르게 하고 드럼 내의 압력조성을 통하여 이온화를 촉진시켜 귀금속 회수가 더욱 효과적으로 이루어지는 이점이 있다.
Claims (10)
- 귀금속함유 처리수 유입관(11) 및 배출 회수관(13)이 설치되는 드럼(10) 내에 양극부재(+), 음극부재(-) 및 상기 양극부재와 음극부재 사이에 배치되는 멤브레인 필터가 구비되고 귀금속함유 처리수에서 전기분해에 의하여 귀금속을 석출하는 회수장치에 있어서,음극부재(-)와 양극부재(+) 중 적어도 어느 일측은 구동수단(70)에 의하여 회전되는 회전전극통으로 구성되고,상기 음극부재(-)에 인접 설치되며 귀금속 이온은 통과시키고 음극부재(-)에 석출 환원된 귀금속 입자의 통과를 차단하는 멤브레인 필터(51)를 포함하여 구성되고,상기 음극부재(-)는 드럼(10)의 중앙부에 설치되는 음극 회전전극통(-)(30)으로 되고 주면에 석출공간(33)이 형성되며,상기 양극부재(+)는 드럼(10)의 내주면측에 인접 고정설치되는 고정전극통(40)으로 구성되고,상기 멤브레인 필터(51)는 회전전극통(30)의 석출공간(33) 주위를 둘러싸 석출공간을 선택적으로 차폐하는 것을 특징으로 하는 멤브레인 필터가 구비되는 전기분해 귀금속회수장치.
- 삭제
- 청구항 1에 있어서,상기 구동수단(70)은 상기 음극 회전전극통(-)(30)이 착탈가능하게 결합되는 샤프트(73)와 드럼(10) 외부에서 상기 샤프트(73)를 직접 또는 간접으로 회전시키는 모터(71)를 포함하여 구성되며,상기 샤프트(73), 음극 회전전극통(-)(30), 멤브레인 필터(51), 양극 고정전극통(+)(40) 및 드럼(10)은 동심원 상으로 순차 배치됨을 특징으로 하는 멤브레인 필터가 구비되는 전기분해 귀금속회수장치.
- 청구항 3에 있어서,상기 드럼(10) 내부에는 상기 샤프트(73)와 복수개소에서 베어링(81)결합되며 샤프트를 지지하는 지지파이프(15)가 구비됨을 특징으로 하는 멤브레인 필터가 구비되는 전기분해 귀금속회수장치.
- 청구항 1에 있어서,상기 음극 회전전극통(-)(30) 일측에는 양극 고정전극통(+)(40)을 청소하기 위한 브러쉬(61)가 돌출 설치됨을 특징으로 하는 멤브레인 필터가 구비되는 전기분해 귀금속회수장치.
- 청구항 1에 있어서,상기 음극 회전전극통(-)(30)은 본체(31)의 상ㆍ하단에 "ㄴ"형 플랜지(35)가 형성되어 수직상 일측 단면이 C형강 형태로 형성되고, 플랜지(35) 외측으로 상기 멤브레인 필터(51)가 착탈가능하게 설치됨을 특징으로 하는 멤브레인 필터가 구비되는 전기분해 귀금속회수장치.
- 청구항 1에 있어서,상기 음극부재(-), 멤브레인 필터(51), 양극부재(+)가 동심원 상으로 순차 배치되며, 음극부재 및 양극부재는 모두 구동수단에 의하여 상호 반대방향으로 회전되는 회전전극통으로 이루어짐을 특징으로 하는 멤브레인 필터가 구비되는 전기분해 귀금속회수장치.
- 청구항 1에 있어서,상기 음극부재(-)와 양극부재(+)는 상기 멤브레인 필터(51)를 사이에 두고 병렬 배치됨을 특징으로 하는 멤브레인 필터가 구비되는 전기분해 귀금속회수장치.
- 청구항 1에 있어서,상기 귀금속함유 처리수 유입관(11) 및 배출 회수관(13)이 설치되는 드럼(10)은 내부가 밀폐되고 처리수 유입관(11)을 통하여 들어오는 유입량이 배출 회수관을 통하는 출수량보다 많도록 하여 압력이 조성됨을 특징으로 하는 멤브레인 필터가 구비되는 전기분해 귀금속회수장치.
- 청구항 1에 있어서,상기 양극부재(+)는 Pt 또는 카본재로 이루어지고, 상기 음극부재(-)는 도전성 금속재로 이루어짐을 특징으로 하는 멤브레인 필터가 구비되는 전기분해 귀금속회수장치.
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