KR101013674B1 - 동전해시 활성탄을 이용한 전해액 중 안티몬 제거장치 - Google Patents

동전해시 활성탄을 이용한 전해액 중 안티몬 제거장치 Download PDF

Info

Publication number
KR101013674B1
KR101013674B1 KR1020080096009A KR20080096009A KR101013674B1 KR 101013674 B1 KR101013674 B1 KR 101013674B1 KR 1020080096009 A KR1020080096009 A KR 1020080096009A KR 20080096009 A KR20080096009 A KR 20080096009A KR 101013674 B1 KR101013674 B1 KR 101013674B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
activated carbon
electrolyte
coin
tank
antimony
Prior art date
Application number
KR1020080096009A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20100036671A (ko
Inventor
허기수
Original Assignee
엘에스니꼬동제련 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 엘에스니꼬동제련 주식회사 filed Critical 엘에스니꼬동제련 주식회사
Priority to KR1020080096009A priority Critical patent/KR101013674B1/ko
Publication of KR20100036671A publication Critical patent/KR20100036671A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101013674B1 publication Critical patent/KR101013674B1/ko

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25C—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC PRODUCTION, RECOVERY OR REFINING OF METALS; APPARATUS THEREFOR
    • C25C7/00—Constructional parts, or assemblies thereof, of cells; Servicing or operating of cells
    • C25C7/06—Operating or servicing
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D39/00—Filtering material for liquid or gaseous fluids
    • B01D39/14—Other self-supporting filtering material ; Other filtering material
    • B01D39/20—Other self-supporting filtering material ; Other filtering material of inorganic material, e.g. asbestos paper, metallic filtering material of non-woven wires
    • B01D39/2055—Carbonaceous material
    • B01D39/2058—Carbonaceous material the material being particulate

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Water Treatment By Sorption (AREA)
  • Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)

Abstract

본 발명은 동전해시 활성탄을 이용한 전해액 중 안티몬 제거 장치로서, 동전해가 실행되도록 전해액과 전극이 저장된 동전해조(10)와, 상기 동전해조(10)로부터 공급되는 전해액이 통과되어 상기 전해액내의 안티몬을 제거하도록 활성탄이 충진된 활성탄 탱크(20)와, 상기 활성탄 탱크(20)의 입구에 설치되어 상기 전해액 중 포함된 불순물입자를 제거하는 입구 여과기(30)와, 상기 활성탄 탱크(20)의 출구에 설치되어 상기 활성탄 탱크(20)내의 활성탄과 전해액과의 마찰에 인하여 발생되는 미량의 활성탄 미분을 제거한 후, 상기 동전해조(10)로 전해액을 공급하는 출구 여과기(40)를 포함하되, 상기 동전해조(10)와 출구 여과기(40)의 사이에 침전조(50)가 설치되어, 출구 여과기(40)에서 미량의 미분이 제거되지 못하고 유출되더라도 공정 중 침전조(50)에서 침전이 되도록 함으로써 동전해조(10)로의 미분 유입을 방지한다.
본 발명에 의하면, 활성탄을 이용하되 동전해로의 유입을 효과적으로 차단하고, 미분발생이 적은 활성탄을 선택 사용하면서도 미분을 최소화하기 위한 적정 로딩 유량 조건을 확인 및 유지할 수 있도록 모니터링가능하고, 활성탄 교체시의 세척방법도 정립되어, 투자비가 저렴하고, 확장이 용이하며, 전해액 중 불순물인 안티몬(Sb) 제거량이 큰 효과를 가진다.
동전해, 활성탄, 전해액, 안티몬

Description

동전해시 활성탄을 이용한 전해액 중 안티몬 제거장치{Apparatus for removing antimony in an electrolyte solution using activated carbon in copper electrolyte process}
본 발명은 동전해시 활성탄을 이용한 전해액 중 안티몬(Sb:Antimony) 제거장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 동광석으로부터 99.993% 이상의 전기동을 생산하는 동제련과정 중의 동 전해 시, 전기동의 품질에 악영향을 주는 전해액 중 안티몬(Sb:Antimony)을 활성탄을 이용하여 제거하는 안티몬 제거 장치에 관한 것이다.
잘 알려진 바와 같이, 동 전해시 안티몬(Sb)은 As, O와 반응하여 Sb2O5nH2O 의 부유 점액(slime)을 생성시켜 전기동의 품질을 악화시키기 때문에 전해액 중 일정수준 이하로 유지시키는 것이 필요하다.
이에 전해액 중 안티몬(Sb)을 제거하기 위한 방법으로 켈레이트 수지(Chelating Resin)를 이용하는 방법, 솔벤트 추출법(Solvent Extraction), 활성탄(Active Carbon)을 이용하는 방법 등이 있다.
활성탄을 이용하는 방법은 다른 제거 방법과 달리 투자비가 저렴하고 유지비 용이 적은 장점이 있으나, 활성탄이 전기적 극성을 가지고 있어 유입 시 전기동의 품질을 악화시키는 문제, 즉 활성탄은 그 자체가 전도체이므로, 동 전해에 유입되면 전기동 표면에 불순물이 집중적으로 포함되는 혹을 발생시키므로 전기동의 품질을 저하시키기 때문에 상용화가 이루어지지 못하고 있는 문제가 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해소하기 위해 발명된 것으로, 그 목적은 활성탄을 이용하되 유입을 효과적으로 차단하기 위한 설비 및 조업조건을 설정하여 전기동의 품질저하 없이 안티몬을 제거할 수 있는 동전해시 활성탄을 이용한 전해액 중 안티몬 제거장치를 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 전해액 중 안티몬 제거장치는 동전해가 실행되도록 전해액이 저장된 동전해조와, 상기 동전해조로부터 공급되는 전해액이 통과되어 상기 전해액내의 안티몬을 제거하도록 활성탄이 충진된 활성탄 탱크와, 상기 활성탄 탱크의 입구에 설치되어 상기 전해액 중 포함된 불순물입자를 제거하는 입구 여과기와, 상기 활성탄 탱크의 출구에 설치되어 상기 활성탄 탱크내의 활성탄과 전해액과의 마찰에 인하여 발생되는 미량의 활성탄 미분을 제거한 후, 상기 동전해조로 전해액을 공급하는 출구 여과기를 포함하되, 상기 동전해조와 출구 여과기의 사이에 침전조를 설치한다.
전해액은 적정유량인 활성탄 ton 당 25 Liter /min 으로 활성탄 탱크로 유입하는 것이 바람직하다.
활성탄을 신규 활성탄으로 교체한 경우, 이 신규 활성탄의 세척은 2일 동안 세척수를 오버플로우하여 세척하고, 전해액을 상기 신규 활성탄의 충진된 활성탄 탱크에 급액하여 전해액 샘플을 채취한 다음, 상기 전해액 샘플로서 헐셀 테스트를 실시하여 전착상태를 파악한 후 전착상태가 양호한 경우 가동을 실시한다.
본 발명에 의하면, 활성탄을 이용하되 효과적으로 동전해로의 활성탄미분 유입을 차단함으로써 전기동 품질문제를 발생시키지 않으면서 투자비가 저렴하고 확장이 용이하며, 불순물인 안티몬(Sb) 제거량이 큰 효과를 가진다.
이하 본 발명의 가장 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 더욱 상세히 설명하기로 하지만, 이는 예시에 불과한 것이며, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니다.
도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 동전해시 활성탄을 이용한 전해액중 안티몬 제거 장치의 구성을 나타내고 있다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 안티몬 제거 장치는 동전해가 실행되도록 전해액(CuSO4 수용액)과 전극이 저장된 동전해조(10)와, 상기 동전해조(10)로부터 공급되는 전해액이 통과되어 상기 전해액내의 안티몬을 제거하도록 활성탄이 충진된 활성탄 탱크(20)와, 상기 활성탄 탱크(20)의 입구에 설치되어 상기 전해액중 포함된 불순물입자를 제거하는 입구 여과기(30)와, 상기 활성탄 탱크(20)의 출구에 설치되어 상기 활성탄 탱크(20)내의 활성탄과 전해액과의 마찰에 인하여 발생되는 미량의 활성탄 미분을 제거한 후, 상기 동전해조(10)로 전해액을 공급하는 출구 여 과기(40)를 포함하되, 상기 동전해조(10)와 출구 여과기(40)의 사이에 침전조(50)가 설치되어, 출구 여과기(40)에서 미량의 미분이 제거되지 못하고 유출되더라도 공정 중 침전조(50)로 후액을 송액하여 미분이 침전되어 분리되도록 함으로써 동전해조(10)로의 미분 유입을 방지한다.
전해액이 입구 여과기(30)를 통하지 않고 활성탄 탱크(20)로 바로 유입되면, 전해액 중에 포함된 불순물 입자가 활성탄 상부에 유입됨에 따라 압력이 증가되어 소위 채널링(channeling) 현상이 발생하므로, 활성탄 탱크(20)의 유입전에 입구 여과기(30)에서 전해액 중의 불순물 입자를 제거하는 것이 바람직하다.
또한 전해액은 활성탄 탱크(20)에 유입시, 미분을 최소화하기 위한 적정 로딩 유량은 도 2에 도시된 바와 같이 활성탄 ton 당 25 Liter /분에서 제거량이 최대로 되며, 그 이상의 유량에서는 제거량이 다소 감소하면서 활성탄과의 마찰이 커지므로 미분의 발생 가능성만 커지게 된다. 상기 적정유량으로 전해액이 유입되는 것이 매우 중요하므로, 이를 위해 입구 여과기(30)와 활성탄 탱크(20)의 사이에는 유량계(22)가 설치되며, 이 유량계(22)에 의해 안티몬 제거량을 극대화시킬 수 있는 최적의 유량으로 로딩되는 지를 확인 및 유지할 수 있도록 모니터링을 수행한다.
활성탄으로서 이하의 표에 기재된 바와 같이, 4종류의 활성탄 샘플을 사용하여 평가 실험을 수행하였고, 샘플 1-3은 석탄계 활성탄으로, 미분이 있는 것, 미분을 선별한 것, 산수세한 것이며, 샘플 4는 야자계 활성탄으로 미분을 선별한 것을 사용하였다.
샘플 1 샘플 2 샘플 3 샘플 4
요오드가 1020 1020 1020 1120
PH 9.12 9.12 5.65 9.43
평가순위 B A C D
비고 미분 있는 것 미분 선별한 것 산수세한 것 미분을 선별한 것
표의 평가순위로부터도 알 수 있는 바와 같이, 요오드가는 실험결과에 영향이 없으며, PH는 산수세를 시행한 샘플 3이 산수세를 시행하지 않은 샘플 1,2보다못하다. 이는 산수세하는 과정에서 사용한 약품이 잔존하여 실험결과에 영향을 미치므로 산수세한 활성탄은 적합하지 않다.
또한 석탄계 활성탄 중에서도 미분이 없는 것이 결과가 가장 좋으며, 야자계와 석탄계 활성탄을 비교하면, 제품의 세공크기에 따른 흡착면에서 석탄계 활성탄이 야자계 활성탄보다 좋기 때문에 석탄계 활성탄이 가장 좋은 것으로 결과가 나왔다.
이상을 종합해서 고찰하면, 미분을 선별한 석탄계 활성탄을 사용하는 것이 바람직하다.
활성탄의 사용수명은 3개월이며, 도 3에 도시된 바와 같이 활성탄 톤당 하루에 3Kg의 안티몬을 제거한다.
활성탄에 의해 안티몬이 제거되는 원리는 활성탄에 안티몬이 물리적인 흡착과정을 통해서 이루어지며, 이는 도 4에 도시된 바와 같이, 흡착제 주위의 막을 통하여 피흡착제의 분자가 이동한 후, 소위 율속단계로서 흡착제의 공극을 통하여 피흡착제의 분자가 이동함에 따라, 흡착제의 활성표면에 피흡착제의 분자가 흡착되어 피흡착제와 흡착제 사이에 결합이 이루어짐에 따라 안티몬이 제거된다.
한편 활성탄을 대략 3개월정도 사용하게 되면, 흡착이 포화상태가 되어 제거 율이 떨어지는 상태가 되므로, 신규의 활성탄으로 교체해야 하는데, 이때 역세를 통해 활성탄 제조시 및 장입시 발생된 미분을 완전하게 씻어 주는 것이 매우 중요하므로, 이러한 신규 활성탄의 세척 방법을 정립하는 것이 필요하다.
이에 본 발명에서는 신규 활성탄의 세척을 다음의 절차로 실행한다.
먼저, 신규 활성탄에 대해 2일 동안 세척수를 오버플로우하여 세척하고, 이어서 전해액을 상기 신규 활성탄의 충진된 활성탄 탱크에 급액하여 전해액 샘플을 채취한 후, 상기 전해액 샘플로서 헐셀 테스트(Hull Cell Test)를 실시하여 전착상태를 파악한 다음, 전착상태가 양호한 경우에만 전해액급액을 실시한다.
도 5에는 헐셀 테스트 결과 교체 활성탄에 실행한 세척의 불량/양호의 사진을 나타내고 있다. 도 5에 도시된 바와 같이, 교체 활성탄의 세척이 불량하면, 침상혹이 나타나게 되며, 세척이 양호하면 전착상태가 양호하므로, 침상혹이 나타나지 않는다.
이상과 같이 본 발명에 따른 동전해시 활성탄을 이용한 전해액중 안티몬 제거장치는 활성탄을 이용하되 동전해로의 유입을 효과적으로 차단하고, 미분발생이 적은 활성탄을 선택하여 사용하면서도 미분을 최소화하기 위한 적정 로딩 유량 조건을 확인 및 유지할 수 있도록 모니터링이 가능하고, 활성탄 교체시의 세척방법도 정립되어, 투자비가 저렴하고, 확장이 용이하며, 제거량이 크므로, 동전해의 산업화 가능성이 매우 큰 효과를 가진다.
이상 본 발명에 따른 동전해시 활성탄을 이용한 전해액중 안티몬 제거장치의 구체적인 실시 형태로서 설명하였으나, 이는 예시에 불과한 것으로서, 본 발명은 이에 한정되지 않는 것이며, 본 명세서에 개시된 기초 사상에 따르는 최광의 범위를 갖는 것으로 해석되어야 하는 것으로, 당업자라면 각 구성요소의 재질, 크기 등을 적용 분야에 따라 용이하게 변경할 수 있다. 또한 개시된 실시형태들을 조합/치환하여 적시되지 않은 구조를 채택할 수 있으나, 이 역시 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 것이다. 이외에도 당업자는 본 명세서에 기초하여 개시된 실시형태를 용이하게 변경 또는 변형할 수 있으며, 이러한 변경 또는 변형도 본 발명의 권리범위에 속함은 명백하다.
도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 동전해시 활성탄을 이용한 전해액 중 안티몬 제거 장치의 구성을 나타내는 개략도이고,
도 2는 급액되는 전해액 유량에 따른 안티몬의 제거량 그래프이고,
도 3는 도 1의 제거 장치에 따른 전해액중 안티몬의 제거량을 나타내는 그래프이고,
도 4는 본 발명에서 이용한 활성탄이 안티몬을 제거하는 원리도이고,
도 5는 헐셀 테스트 결과에 따른 교체 활성탄 세척의 불량/양호를 나타내는 사진이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
10 : 동전해조 20 : 활성탄 탱크
22 : 유량계 30 : 입구 여과기
40 : 출구 여과기 50 : 침전조

Claims (5)

  1. 동전해시 활성탄을 이용한 전해액 중의 안티몬 제거장치에 있어서,
    동전해가 실행되도록 전해액이 저장된 동전해조와,
    상기 동전해조로부터 공급되는 전해액이 통과되어 상기 전해액내의 안티몬을 제거하도록 활성탄이 충진된 활성탄 탱크와,
    상기 활성탄 탱크의 입구에 설치되어 상기 전해액중 포함된 불순물입자를 제거하는 입구 여과기와,
    상기 활성탄 탱크의 출구에 설치되어 상기 활성탄 탱크내의 활성탄과 전해액과의 마찰에 인하여 발생되는 미량의 활성탄 미분을 제거한 후, 상기 동전해조로 전해액을 공급하는 출구 여과기를 포함하며,
    상기 동전해조와 출구 여과기의 사이에 침전조를 설치한
    동전해시 활성탄을 이용한 전해액중 안티몬 제거 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 전해액은 적정유량 활성탄 ton 당 25 Liter/분으로 상기 활성탄 탱크로 유입되는
    동전해시 활성탄을 이용한 전해액중 안티몬 제거 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 활성탄은 전해액 통과시 산수세 없이 미분을 선별한 석탄계 종류인
    동전해시 활성탄을 이용한 전해액중 안티몬 제거 장치.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 활성탄은 사용수명은 3개월이며, 활성탄 톤당 하루 3Kg의 안티몬을 제거하는
    동전해시 활성탄을 이용한 전해액중 안티몬 제거 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 활성탄을 신규 활성탄으로 교체한 경우, 신규 활성탄을 2일 동안 세척수를 오버플로우하여 세척하고, 전해액을 상기 신규 활성탄의 충진된 활성탄 탱크에 급액하여 전해액 샘플을 채취한 다음, 상기 전해액 샘플로서 할셀 테스트를 실시하여 전착상태를 파악하는
    동전해시의 활성탄을 이용한 전해액중 안티몬 제거 장치.
KR1020080096009A 2008-09-30 2008-09-30 동전해시 활성탄을 이용한 전해액 중 안티몬 제거장치 KR101013674B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020080096009A KR101013674B1 (ko) 2008-09-30 2008-09-30 동전해시 활성탄을 이용한 전해액 중 안티몬 제거장치

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020080096009A KR101013674B1 (ko) 2008-09-30 2008-09-30 동전해시 활성탄을 이용한 전해액 중 안티몬 제거장치

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20100036671A KR20100036671A (ko) 2010-04-08
KR101013674B1 true KR101013674B1 (ko) 2011-02-10

Family

ID=42214144

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020080096009A KR101013674B1 (ko) 2008-09-30 2008-09-30 동전해시 활성탄을 이용한 전해액 중 안티몬 제거장치

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101013674B1 (ko)

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100458049B1 (ko) 2000-05-18 2004-11-18 미쓰이 긴조꾸 고교 가부시키가이샤 동전해액의 여과방법
KR100476174B1 (ko) 2000-05-18 2005-03-10 미쓰이 긴조꾸 고교 가부시키가이샤 전해동박의 전해장치 및 그 전해장치로 얻어진 전해동박

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100458049B1 (ko) 2000-05-18 2004-11-18 미쓰이 긴조꾸 고교 가부시키가이샤 동전해액의 여과방법
KR100476174B1 (ko) 2000-05-18 2005-03-10 미쓰이 긴조꾸 고교 가부시키가이샤 전해동박의 전해장치 및 그 전해장치로 얻어진 전해동박

Also Published As

Publication number Publication date
KR20100036671A (ko) 2010-04-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3794613B2 (ja) 電解銅箔の電解装置
CN104773887B (zh) 从含铜废水中回收电解铜的工艺及装置
KR101659707B1 (ko) 구리함유폐액을 이용한 구리회수장치 및 이에 따른 구리회수방법
KR101013674B1 (ko) 동전해시 활성탄을 이용한 전해액 중 안티몬 제거장치
JP2009024200A (ja) 貴金属の分離回収方法
CN108866337A (zh) 一种处理金属污泥的方法
JP4707941B2 (ja) めっき処理装置およびめっき処理方法
CN105177287A (zh) 一种从浮选工艺中解吸提金的方法
CN105731696B (zh) 碳化硅酸洗废水资源化处理工艺
KR100367709B1 (ko) 폐액으로부터 백금족 금속의 회수방법
US11629418B2 (en) By-products (impurity) removal
KR102523503B1 (ko) 전기도금 시스템들에서 오염을 제거하기 위한 시스템들 및 방법들
TWI636018B (zh) 晶圓或pcb製程廢液之硫酸銅回收方法與具有廢液硫酸銅回收單元之晶圓或pcb製造系統
JP4907985B2 (ja) フッ素除去方法
KR101036376B1 (ko) 무전해 도금조의 도금액 농도 제어장치 및 도금액 농도 제어방법
CN204803427U (zh) 带有子母槽的电镀装置
CN105506728A (zh) 电化学抛光液金属离子的回收装置
CN217127591U (zh) 一种电镀药水连续循环过滤装置
KR100457633B1 (ko) 이온 교환수지 및 이온 교환섬유를 이용한 도금폐수중의유가금속 회수방법 및 장치
JP2014037567A (ja) 無電解メッキ液の濾過装置及び連続循環濾過装置
JP2001149873A (ja) 洗浄装置
JPH05186899A (ja) 成分管理装置付錫めっき装置
KR100518318B1 (ko) 공정수 수질개선장치
KR20100036672A (ko) Ｂｉ-ＭＲＴ 시스템의 수지 컬럼
JP2006175340A (ja) 表面処理洗浄水製造装置

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20140124

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20141203

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20151208

Year of fee payment: 6

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170110

Year of fee payment: 7

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20171211

Year of fee payment: 8

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20181212

Year of fee payment: 9

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20200117

Year of fee payment: 10