KR100972272B1 - Electrowinning apparatus capable of measuring weight of liquid cathode, recovering method of actinide elements and method of monitoring electrodeposit amount of actinide elements - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 원자력 에너지 분야에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 사용후 핵연료(spent fuel)의 처리를 위한 전해제련장치, 그를 이용한 악티나이드계 원소 회수 방법 및 악티나이드계 원소 전착량 모니터링 방법에 관한 것이다.The present invention relates to the field of nuclear energy, and more particularly, to an electrolytic smelting apparatus for treating spent fuel, an actinide-based element recovery method and an actinide-based element electrodeposition amount monitoring method using the same.
고유가와 온실가스 문제를 해결하기 위한 방안으로 원자력 에너지가 르네상스를 맞고 있으며, 보수적인 유럽에서도 원자력 에너지가 다시 각광 받고 있다. 이에 따라, 미국, 유럽 및 우리나라를 포함한 아시아의 여러 나라들도 원자력 발전소의 추가 건설을 서두르고 있다. 그러나, 원자력 발전량이 늘어나면 사용후 핵연료(spent fuel)의 축적량도 늘어나기 때문에 이의 장기 보관에 어려움이 따른다. 따라서, 원자력 에너지의 사용 비율을 높이기 위해서는 사용후 핵연료에 포함된 반감기가 긴 핵종의 재순환이 이루어질 필요가 있으며, 이를 위한 후행 핵연료주 기(nuclear fuel cycle)의 연구가 필요하다.Nuclear energy is facing a renaissance as a way to solve the problem of high oil prices and greenhouse gases, and nuclear energy is emerging again in conservative Europe. Accordingly, several countries in Asia, including the United States, Europe and Korea, are also hastening to build nuclear power plants. However, as the amount of nuclear power generation increases, the accumulation of spent fuel also increases, which leads to difficulty in long-term storage thereof. Therefore, in order to increase the use rate of nuclear energy, it is necessary to recycle the long-lived nuclides contained in spent nuclear fuel, and to study the nuclear fuel cycle for this purpose.
사용후 핵연료 중에는 반감기가 매우 긴 악티나이드계 원소가 포함되어 있으며, 이들을 분리하여 새로운 핵연료로 제조한 후 특별한 원자로에서 핵연료로 사용하면, 상업적으로 전기를 생산할 수 있을 뿐 아니라 사용후 핵연료 처분장의 공간을 절약할 수 있다.The spent fuel contains actinide-based elements with very long half-lives.These fuels can be separated and made into new fuel and used as fuel in special reactors to produce electricity commercially and to save space in the spent fuel disposal site. You can save.
이에, 최근에는 상기 악티나이드계 원소를 분리하는 방법 중의 하나로서 핵확산 저항성이 크고, 장치가 간단하며, 폐기물의 발생량이 적은 장점을 가진 건식정련(pyroprocessing) 기술이 활발하게 연구되고 있다. 상기 건식정련에서는 주로 전해에 의해 용융염 중에서 악티나이드계 원소를 회수한다. 상기 건식정련은 고체음극에 순수한 우라늄을 전착시켜 분리하는 전해정련공정, 및 액체음극을 이용하여 용융염 중에 잔존하는 우라늄과 초우라늄(transuranic: TRU) 원소를 함께 회수하는 전해제련공정으로 이루어진다. 여기서, 액체음극으로는, 예를 들어, 액체카드뮴을 주로 사용한다.In recent years, as one of the methods for separating the actinide-based elements, pyroprocessing technology has been actively studied, which has advantages of high nuclear proliferation resistance, simple apparatus, and low generation amount of waste. In the dry refining, the actinide element is recovered in the molten salt mainly by electrolysis. The dry refining consists of an electrolytic refining process of electrodepositing and separating pure uranium on a solid cathode, and an electrolytic refining process of simultaneously recovering uranium and transuranic (TRU) elements remaining in the molten salt using a liquid cathode. As the liquid cathode, for example, liquid cadmium is mainly used.
상기 전해정련공정에서는 고체음극을 이용하여 매우 순수한 우라늄을 회수해야 하는데, 이때 우라늄의 순도를 고려하여 용융염 중의 플루토늄/우라늄의 비가 2.5 ~ 3 정도에 이를때까지만 우라늄을 회수하고, 그 공정을 마쳐야 한다. 따라서, 전해정련공정이 완료된 용융염 중에는 상당량의 우라늄이 남아 있다. 상기 남아 있는 우라늄은 전해정련의 후속공정인 전해제련공정에서 액체음극을 이용하여 TRU 원소와 함께 회수된다.In the electrolytic refining process, it is necessary to recover very pure uranium using a solid cathode, in which case uranium must be recovered only until the ratio of plutonium / uranium in the molten salt reaches about 2.5 to 3 in consideration of the purity of uranium. do. Therefore, a considerable amount of uranium remains in the molten salt in which the electrolytic refining process is completed. The remaining uranium is recovered together with the TRU element using the liquid cathode in the electrolytic smelting process, which is a subsequent process of electrolytic refining.
한편, 일반적으로 액체음극을 이용하여 우라늄과 TRU 원소를 회수하기 위한 양적 목표량은 대략 액체음극 무게의 10%이다. 이때, 조업의 종말점에 이르렀는지는 전착을 위해 가해준 전기량으로 추정해볼 수 있으나, 이는 간접적인 방식이므로 그 정확성에 한계가 있다.On the other hand, in general, the quantitative target amount for recovering uranium and TRU elements using the liquid cathode is approximately 10% of the liquid cathode weight. At this time, whether the end of the operation is reached can be estimated by the amount of electricity applied for the electrodeposition, but this is an indirect method is limited in its accuracy.
본 발명은 액체음극에 전착되는 악티나이드계 원소의 전착량을 직접적으로 측정할 수 있는 전해제련장치, 그를 이용한 악티나이드계 원소 회수 방법 및 악티나이드계 원소 전착량 모니터링 방법을 제공한다.The present invention provides an electrolytic smelting apparatus capable of directly measuring the electrodeposition amount of the actinide element electrodeposited on the liquid cathode, an actinide element recovery method using the same, and an actinide element electrodeposition amount monitoring method.
본 발명은 전해제련공정을 중단하지 않고도 실시간으로 액체음극에 전착되는 악티나이드계 원소의 전착량을 정확하면서도 손쉽게 파악할 수 있는 전해제련장치, 그를 이용한 악티나이드계 원소 회수 방법 및 악티나이드계 원소 전착량 모니터링 방법을 제공한다.The present invention provides an electrolytic smelting apparatus that can accurately and easily grasp the electrodeposition amount of an actinide element electrodeposited on a liquid cathode in real time without interrupting the electrolytic smelting process, a method for recovering actinide elements using the same, and an electrodeposition amount of actinide elements using the same. Provide monitoring methods.
본 발명은 전해제련공정의 종말점을 정확하면서도 손쉽게 파악할 수 있는 전해제련장치, 그를 이용한 악티나이드계 원소 회수 방법 및 악티나이드계 원소 전착량 모니터링 방법을 제공한다.The present invention provides an electrolytic smelting apparatus capable of accurately and easily grasping the end point of an electrolytic smelting process, a method for recovering actinide-based elements using the same, and a method for monitoring electrodeposited element deposition.
본 발명은 전해제련공정시 양극 및 액체음극, 즉, 액체음극에 인가되는 전류 효율 변화를 정확하면서도 손쉽게 파악할 수 있는 전해제련장치, 그를 이용한 악티나이드계 원소 회수 방법 및 악티나이드계 원소 전착량 모니터링 방법을 제공한다.The present invention provides an electrolytic smelting apparatus capable of accurately and easily grasping a change in current efficiency applied to an anode and a liquid cathode, that is, a liquid cathode during an electrolytic smelting process, a method for recovering actinide-based elements and a method for monitoring electrodeposite-based element deposition using the same To provide.
본 발명의 일 실시예에 따른 전해제련장치는, 악티나이드계 원소를 함유하는 용융염을 수용하는 제1 용기; 전원을 인가받아 상기 악티나이드계 원소를 회수하는 액체음극을 수용하는 제2 용기, 및 상기 제2 용기를 상기 용융염 중에 고정하는 지지부를 포함하는 액체음극 어셈블리; 및 상기 액체음극 어셈블리와 연결되며, 상기 액체음극 어셈블리의 무게를 측정할 수 있는 로드셀을 포함한다.Electrolytic smelting apparatus according to an embodiment of the present invention, the first container for receiving the molten salt containing actinide-based elements; A liquid cathode assembly including a second container for receiving a liquid cathode for recovering the actinide-based element by receiving power, and a support for fixing the second container in the molten salt; And a load cell connected to the liquid cathode assembly and capable of measuring the weight of the liquid cathode assembly.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 전해제련장치를 이용한 악티나이드계 원소 회수 방법은, 액체음극을 이용하여 용융염 중에 함유된 악티나이드계 원소를 회수하는 단계; 및 상기 액체음극을 포함하는 액체음극 어셈블리의 무게를 측정하는 단계를 포함한다.On the other hand, the actinide-type element recovery method using the electrolytic smelting apparatus according to an embodiment of the present invention, the step of recovering the actinide element contained in the molten salt using a liquid cathode; And measuring the weight of the liquid cathode assembly including the liquid cathode.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 전해제련장치를 이용한 악티나이드계 원소 전착량 모니터링 방법은, 액체음극을 이용하여 용융염 중에 함유된 악티나이드계 원소를 회수할시, 상기 액체음극의 무게 변화를 감지함으로써 상기 액체음극에 상기 악티나이드계 원소가 전착되는 전착량을 모니터링 할 수 있다.On the other hand, the actinide-type element electrodeposition amount monitoring method using the electrolytic smelting apparatus according to an embodiment of the present invention, the weight change of the liquid cathode when recovering the actinide element contained in the molten salt using a liquid cathode By sensing the electrodeposition amount of the actinide-based element electrodeposited on the liquid cathode can be monitored.
기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다. 본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다.Specific details of other embodiments are included in the detailed description and the drawings. Advantages and features of the present invention and methods for achieving them will be apparent with reference to the embodiments described below in detail with the accompanying drawings.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 전해제련공정을 중단하지 않고도 실시간으로 액체음극에 전착되는 악티나이드계 원소의 전착량을 정확하면서도 손쉽게 알 수 있다. 즉, 전해제련장치의 운전 중에 액체음극에 전착되는 악티나이드계 원소의 전착량을 직접적으로 측정하는 것이 가능하기 때문에, 액체음극의 가동 상태를 매우 효율적이면서도 실시간으로 감시할 수 있다. 이 때문에, 전해제련공정의 종말점을 정확하면서도 손쉽게 알 수 있으며, 아울러 조업중 전착을 위해 가해준 전기량과 무게 변화를 비교함으로써 조업 상황을 손쉽게 파악할 수 있다. 또한, 조업중 액체음 극에 전류가 계속 인가되지만, 여러 이유로 전류 효율이 낮아져 전착량이 작아지는 경우에도, 주기적으로 액체음극 어셈블리의 무게 변화를 감지함으로써 전류 효율이 낮아지고 있는지를 감시할 수 있다. 따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 전해제련장치를 이용할 경우에는 악티나이드계 원소 회수 작업의 안정성, 신속성 및 정확성을 확보할 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the electrodeposition amount of the actinide-based element electrodeposited on the liquid cathode in real time without stopping the electrolytic smelting process can be known accurately and easily. That is, since the electrodeposition amount of the actinide-based element electrodeposited on the liquid cathode during operation of the electrolytic smelting apparatus can be directly measured, the operating state of the liquid cathode can be monitored very efficiently and in real time. For this reason, the end point of the electrolytic smelting process can be known accurately and easily, and the operation situation can be easily grasped by comparing the amount of electricity and the weight change applied for electrodeposition during operation. In addition, although current is continuously applied to the liquid cathode during operation, even if the current efficiency decreases due to various reasons and the electrodeposition amount decreases, it is possible to monitor whether the current efficiency decreases by periodically sensing the weight change of the liquid cathode assembly. Therefore, when using the electrolytic smelting apparatus according to an embodiment of the present invention, it is possible to ensure the stability, speed and accuracy of the actinide-based element recovery operation.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 전해제련장치, 그를 이용한 악티나이드계 원소 회수 방법 및 악티나이드계 원소 전착량 모니터링 방법에 대하여 상세히 설명한다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.Hereinafter, an electrolytic smelting apparatus, an actinide-based element recovery method, and an actinide-based electrodeposition amount monitoring method using the same according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Like reference numerals refer to like elements throughout.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전해제련장치의 구성을 개략적으로 나타낸 도면이다.1 is a view schematically showing the configuration of an electrolytic smelting apparatus according to an embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 전해제련장치(100)는 제1 용기(102), 액체음극 어셈블리(106), 로드셀(122) 및 제어부(126)를 포함한다. 또한, 상기 전해제련장치(100)는 제1 교반기(130), 제2 교반기(134), 지지부 고정 부재(138) 및 고정 풀림 부재(140)를 더 포함할 수 있다. 상기 제1 교반기(130), 제2 교반기(134), 지지부 고정 부재(138) 및 고정 풀림 부재(140)는 필요에 따라 가감이 가능하며, 이에 따라 본 발명의 일 실시예에 따른 전해제련장치(100)는 다양한 구성의 조합이 가능하다.Referring to FIG. 1, the
상기 제1 용기(102)는 악티나이드계 원소를 함유하는 용융염(104)을 수용한 다. 상기 악티나이드계 원소는 특별히 한정되지는 않으나, 예를 들어, 우라늄(U) 및 초우라늄(transuranic: TRU), 예를 들어, 넵투늄(Np), 플루토늄(Pu), 아메리슘(Am), 큐리움(Cm) 등을 포함한다. 상기 용융염(104)은 염화물 형태로 존재할 수 있다. 상기 제1 용기(102)는 내구성 및 기계적 강도 등이 우수한 재료로 형성되면 되므로 특별히 한정되지는 않으나, 예를 들어, 금속 또는 세라믹 등으로 형성될 수 있다.The
상기 액체음극 어셈블리(106)는 제2 용기(108) 및 지지부(120)를 포함한다.The
상기 제2 용기(108)는 상기 제1 용기(102)에 수용되어 상기 용융염(104)에 잠길 수 있도록 설치될 수 있다. 제2 용기(108) 내부에는 액체음극(110)이 수용될 수 있다. 여기서, 상기 액체음극(110), 예를 들어, 액체카드뮴은 액체음극 리드선(112)에 의해 전원부(114)와 연결되고, 상기 전원부(114)는 양극 리드선(116)에 의해 양극(118)과 연결된다. 따라서, 용융염(104)에 접촉하고 있는 양극(118) 및 액체음극(110) 사이에 전원부(114)에서 생성된 전류가 흐를 경우, 상기 액체음극(110)은 상기 용융염(104)에 함유된 상기 악티나이드계 원소를 회수할 수 있다. 상기 제2 용기(108)는 상기 제2 용기(108) 및 상기 용융염(104)의 전기적 절연을 위해, 예를 들어, 세라믹 등으로 형성될 수 있다.The
상기 지지부(120)는 상기 제2 용기(108)와 연결될 수 있으며, 상기 제2 용기(108)를 상기 용융염(104) 중에 고정할 수 있다. 이때, 상기 지지부(120)의 하부는 용융염(104)에 잠긴 상태로 설치될 수 있는 반면, 상기 지지부(120)의 상부는 용융염(104)에 잠기지 않은 상태로 설치될 수 있다. 여기서, 상기 지지부(120)의 형상 등에 의하여 본 발명이 한정되거나 제한되지 않는다.The
상기 로드셀(122)은 무게 측정용 연결 부재(124)에 의해 상기 액체음극 어셈블리(106), 예를 들어, 지지부(120)와 연결될 수 있으며, 상기 액체음극 어셈블리(106)의 무게를 측정할 수 있다. 여기서, 상기 로드셀(122)이 무게를 측정하는 방식 및/또는 상기 로드셀(122)의 구체적인 구성에 의해 본 발명이 한정되지 않는다.The
상기 제어부(126)는 로드셀 신호선(128)을 통해 상기 로드셀(122)과 연결될 수 있다. 상기 제어부(126)는 상기 로드셀(122)의 작동을 제어하는 로드셀 제어신호를 생성할 수 있으며, 상기 생성된 로드셀 제어신호를 상기 로드셀 신호선을 통해 상기 로드셀(122)로 제공할 수 있다. 또한, 상기 제어부(126)는 상기 로드셀(122)이 측정한 상기 액체음극 어셈블리(106)의 무게에 대한 데이터를 상기 로드셀(122)로부터 제공받을 수 있으며, 필요에 따라 상기 무게에 대한 데이터를 기록, 저장, 표시 등을 할 수 있다. 또한, 상기 제어부(126)는 상기 제1 및 제2 교반기(130, 134) 각각의 작동을 제어할 수 있으며, 아울러 상기 고정 풀림 부재(140)의 작동을 제어할 수도 있다.The
상기 제1 교반기(130)는 상기 제1 용기(102)에 수용된 용융염(104)을 교반하도록 제공될 수 있다. 상기 제1 교반기(130)의 작동은, 예를 들어, 상기 제어부(126)에 의해 제어될 수 있다. 즉, 상기 제1 교반기(130)는 제1 교반기 신호선(132)을 통해 상기 제어부(126)와 연결될 수 있으며, 상기 제어부(126)에서 생성된 제1 교반기 제어신호가 상기 제1 교반기 신호선(132)을 통해 상기 제1 교반 기(130)에 제공될 수 있다.The
상기 제2 교반기(134)는 상기 제2 용기(108)에 수용된 액체음극(110)을 교반하도록 제공될 수 있다. 상기 제2 교반기(134)는 작동은, 예를 들어, 상기 제어부(126)에 의해 제어될 수 있다. 즉, 상기 제2 교반기(134)는 제2 교반기 신호선(136)을 통해 상기 제어부(126)와 연결될 수 있으며, 상기 제어부(126)에서 생성된 제2 교반기 제어신호가 상기 제1 교반기 신호선(132)을 통해 상기 제2 교반기(134)에 제공될 수 있다.The
상기 지지부 고정 부재(138)는 제1 용기(102)의 상부에 위치할 수 있으며, 상기 액체음극 어셈블리(106)의 지지부(120)를 고정할 수 있도록 제공될 수 있다.The
상기 고정 풀림 부재(140)는 상기 지지부(120)가 상기 지지부 고정 부재(138)에 고정되거나 풀리도록 하는 기능을 수행할 수 있다. 상기 고정 풀림 부재(140) 작동은 제어부(126)에 의해 제어될 수 있다.The fixing
한편, 전술한 구성을 갖는 본 발명의 일 실시예에 따른 전해제련장치(100)를 이용한 악티나이드계 원소 회수 방법은 액체음극(110)을 이용하여 용융염(104) 중에 함유된 악티나이드계 원소를 회수하는 단계, 및 상기 액체음극(110)을 포함하는 액체음극 어셈블리(106)의 무게를 측정하는 단계를 포함한다. 이하에서는 보다 구체적으로 설명한다.On the other hand, the actinide-based element recovery method using the
먼저, 전원부(114)를 통해 상기 양극(118) 및 액체음극(110)에 전류를 인가하여 용융염(104) 중의 악티나이드 원소를 액체음극(110)을 이용하여 회수한다. 이때, 악티나이드 원소의 전착 과정에서 액체음극(110) 상부에 우라늄 덴드라이트가 생성/성장하여 조업을 방해하는 현상을 막기 위하여 제2 교반기(134)를 이용하여 액체음극(110)을 교반할 수 있다. 또한, 용융염(104) 역시 용질 농도를 일정하게 하기 위하여 제1 교반기(130)를 이용하여 교반할 수 있다.First, current is applied to the
상기 액체음극(110)을 이용한 전착 조업 중에 상기 액체음극 어셈블리(106)의 무게를 로드셀(122)을 이용하여 측정한다. 즉, 제어부(126)로부터 로드셀(122)로 로드셀 제어신호가 인가되면, 상기 로드셀(122)은 그 제어신호에 따라 무게 측정용 연결 부재(124)를 이용하여 액체음극 어셈블리(106)의 무게를 측정할 수 있다. 이때, 측정된 무게에 대한 데이터는 로드셀 신호선(128)을 통해 로드셀(122)로부터 제어부(126)로 제공될 수 있다. 한편, 조업 중에는 액체음극 어셈블리(106)의 무게를 측정하기 어렵지만, 상기 무게 측정은 반드시 연속적으로 수행될 필요가 없으며, 일정 시간 간격으로 또는 필요시에 수행되어도 무방하다. 아울러, 액체음극(110)의 조업, 즉, 악티나이드 원소의 회수 작업은 로드셀(122)을 이용한 무게 측정시에 계속 수행되어도 무방하다. 이때, 필요에 따라 액체음극(110)의 조업에는 큰 영향을 주지 않으면서도 무게 측정에는 영향을 미치는 여러 요소들, 예를 들어, 제1 및 제2 교반기(130, 134) 등의 작동을 무게 측정 전에 일시적으로 중단할 수 있다. 더불어, 좀더 정확한 무게 측정을 위해서, 상기 액체음극 어셈블리(106)의 무게를 측정하기 전에, 상기 제2 교반기(134)를 상기 액체음극(110) 표면 위로 상승시킬 수도 있다. 또한, 상기 무게 측정시에는 상기 지지부(120)가 상기 지지부 고정 부재(138)로부터 풀리도록 함으로써 액체음극 어셈블리(106)가 자유로운 상태가 되도록 할 수 있다.During the electrodeposition operation using the
상기 액체음극(110)에 전착되는 악티나이드계 원소의 무게는 액체음극(110)의 총무게의 약 10% 정도이므로 액체음극 어셈블리(106)는 되도록 가벼운 것이 바람직하다. 또한, 제2 교반기(134)의 무게는 무게 측정시 제외되어야 하므로 지지부 고정 부재(138)에 잘 고정되어 있거나, 또는 무게 측정시 상부로 약간 끌어 올려질 필요가 있을 것이다.Since the weight of the actinide element electrodeposited on the
한편, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전해제련장치의 구성을 개략적으로 나타낸 도면이다. 도 2에 도시된 전해제련장치는 액체음극 어셈블리를 상하 이동시킬 수 있는 액체음극 어셈블리 이동부, 및 그의 추가에 따른 구성을 더 포함하는 것을 제외하고는, 실질적으로 도 1에 도시된 전해제련장치와 동일하므로, 중복되는 설명은 제외하고, 그 특징에 대해서만 설명한다.On the other hand, Figure 2 is a view schematically showing the configuration of the electrolytic smelting apparatus according to an embodiment of the present invention. The electrolytic smelting apparatus illustrated in FIG. 2 is substantially the same as the electrolytic smelting apparatus illustrated in FIG. Since it is the same, only the characteristic is demonstrated except the overlapping description.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 전해제련장치(200)는 제1 용기(202), 액체음극 어셈블리(206), 로드셀(222) 및 제어부(226)를 포함한다. 또한, 상기 전해제련장치(200)는 제1 교반기(230), 제2 교반기(234), 지지부 고정 부재(238), 고정 풀림 부재(240) 및 액체음극 어셈블리 이동부(242)를 더 포함할 수 있다. 상기 제어부(226), 제1 교반기(230), 제2 교반기(234), 지지부 고정 부재(238), 고정 풀림 부재(240) 및 액체음극 어셈블리 이동부(242)는 필요에 따라 가감이 가능하며, 이에 따라 본 발명의 일 실시예에 따른 전해제련장치(200)는 다양한 구성의 조합이 가능할 것이다. 여기서, 미설명 부호 212, 214, 216, 218, 220, 224, 228, 232, 236은 각각 액체음극 리드선, 전원부, 양극 리드선, 양극, 지지부, 무게측정용 연결 부재, 로드셀 신호선, 제1 교반기 신호선, 제2 교반기 신호 선을 나타낸다.Referring to FIG. 2, the
상기 액체음극 어셈블리 이동부(242)는 상하이동용 연결선(244)을 통하여 상기 액체음극 어셈블리(206)와 연결될 수 있으며, 아울러 이동부 신호선(246)을 통하여 제어부(226)와 연결될 수 있다. 상기 액체음극 어셈블리 이동부(242)는 제어부(226)의 제어에 의해 상기 액체음극 어셈블리(206)의 무게 측정 전에, 상기 액체음극 어셈블리(206)를 상기 용융염(204) 표면 위로 끌어올릴 수 있다. 또한, 상기 액체음극 어셈블리 이동부(242)는 제어부(226)의 제어에 의해 상기 액체음극 어셈블리(206)의 무게 측정 후에, 상기 액체음극 어셈블리(206)의 제2 용기(208)가 상기 용융염(204)에 잠길 수 있도록 할 수 있다. 상기 액체음극 어셈블리(206)를 끌어올리고 내릴 때에는 액체음극(210)이 흘러넘치거나 전착에 방해되지 않도록 매우 느린 속도를 유지하는 것이 바람직하다.The liquid cathode
전술한 본 발명의 일 실시예에 따르면, 용융염 중에 함유된 악티나이드계 원소를 액체음극을 이용하여 상기 악티나이드계 원소를 회수할시, 상기 액체음극의 무게 변화를 감지함으로써 상기 악티나이드계 원소가 상기 액체음극에 전착되는 전착량을 모니터링 할 수 있다. 이때, 전해제련공정을 중단하지 않고도 실시간으로 액체음극에 전착되는 악티나이드계 원소의 전착량을 정확하면서도 손쉽게 알 수 있다. 즉, 전해제련장치의 운전 중에 액체음극에 전착되는 악티나이드계 원소의 전착량을 직접 측정하는 것이 가능하기 때문에, 액체음극의 가동 상태를 매우 효율적이면서도 실시간으로 감시할 수 있다. 이 때문에, 전해제련공정의 종말점을 정확하면서도 손쉽게 알 수 있으며, 아울러 조업중 전착을 위해 가해준 전기량과 무게의 변 화를 비교함으로써 조업 상황을 파악할 수 있다. 또한, 조업중 액체음극에 전류가 계속 인가되지만, 여러 이유로 전류 효율이 낮아져 전착량이 작아지는 경우에도, 주기적으로 액체음극 어셈블리의 무게 변화를 감지함으로써 전류 효율이 낮아지고 있는지를 감시할 수 있다. 따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 전해제련장치를 이용할 경우에는 안정적이면서도 신속 정확하게 악티나이드계 원소 회수 작업을 수행할 수 있다.According to an embodiment of the present invention described above, when recovering the actinide element using the actinide element contained in the molten salt using a liquid cathode, the actinide element by sensing the weight change of the liquid cathode The amount of electrodeposition deposited on the liquid cathode can be monitored. At this time, the electrodeposition amount of the actinide-based element electrodeposited on the liquid cathode in real time without stopping the electrolytic smelting process can be known accurately and easily. That is, since the electrodeposition amount of the actinide element electrodeposited on the liquid cathode during operation of the electrolytic smelting apparatus can be directly measured, the operating state of the liquid cathode can be monitored very efficiently and in real time. For this reason, the end point of the electrolytic smelting process can be known accurately and easily, and the operation situation can be grasped by comparing the change in electricity and weight applied for electrodeposition during operation. In addition, although the current is continuously applied to the liquid cathode during operation, even if the current efficiency is lowered due to various reasons, the electrodeposition amount is reduced, it is possible to monitor whether the current efficiency is lowered by periodically sensing the weight change of the liquid cathode assembly. Therefore, when using the electrolytic smelting apparatus according to an embodiment of the present invention, it is possible to stably and quickly perform the actinide-based element recovery operation.
이상 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.Although the embodiments of the present invention have been described above with reference to the accompanying drawings, those skilled in the art to which the present invention pertains can realize that the present invention can be implemented in other specific forms without changing the technical spirit or essential features. I can understand that.
따라서, 이상에서 기술한 실시예들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이므로, 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 하며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.Therefore, it should be understood that the above-described embodiments are provided so that those skilled in the art can fully understand the scope of the present invention. Therefore, it should be understood that the embodiments are to be considered in all respects as illustrative and not restrictive, The invention is only defined by the scope of the claims.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전해제련장치의 구성을 개략적으로 나타낸 도면이다.1 is a view schematically showing the configuration of an electrolytic smelting apparatus according to an embodiment of the present invention.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전해제련장치의 구성을 개략적으로 나타낸 도면이다.2 is a view schematically showing the configuration of an electrolytic smelting apparatus according to an embodiment of the present invention.
{도면의 주요부분에 대한 부호의 설명}{Description of symbols for main parts of the drawing}
100, 200: 전해제련장치 102, 202: 제1 용기100, 200:
104, 204: 용융염 106, 206: 액체음극 어셈블리104, 204:
108, 208: 제2 용기 110, 210: 액체음극108, 208:
120, 220: 지지부 122, 222: 로드셀120, 220:
126, 226: 제어부 130, 230: 제1 교반기126, 226:
134, 234: 제2 교반기 138, 238: 지지부 고정 부재134, 234:
140, 240: 고정 풀림 부재 242: 액체음극 어셈블리 이동부140 and 240: fixed release member 242: liquid cathode assembly moving portion
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2009
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