KR101174353B1

KR101174353B1 - 은 그래뉼 제조장치

Info

Publication number: KR101174353B1
Application number: KR1020100126172A
Authority: KR
Inventors: 고송민
Original assignee: 주식회사 케이지에스엠
Priority date: 2010-12-10
Filing date: 2010-12-10
Publication date: 2012-08-16
Also published as: KR20100137408A

Abstract

고은 및 분석은(재생은)을 정련하여 일반은 또는 고순도 전해은의 그래뉼을 제조하는데 사용되는 효율적인 은 그래뉼 제조장치가 개시된다. 본 발명에 따른 은 그래뉼 제조장치는, 상부는 개방되고 하부면에는 다수의 배출공이 구비되어, 상부로부터 투입되는 용융된 은 용액이 하부면의 배출공을 통하여 흘러내릴 수 있도록 마련되는 은용기; 하부가 개방된 육면체형으로 형성되며, 상부 중앙에는 상기 은용기가 삽입되는 관통공이 형성되고, 내부에는 상기 관통공에 접하여 상기 은용기를 고정할 수 있는 걸림쇠와, 상기 삽입된 은용기에 열을 가할 수 있는 가스토치가 구비되는 고정틀; 상기 은용기의 배출공을 통하여 흘러내리는 용융된 은 용액이 물과 접촉하여 냉각됨으로써 그래뉼 형태로 하부에 집적될 수 있도록 내부에 물을 담지하는 그래뉼회수조; 및 상기 고정틀이 상기 그래뉼회수조와 이격되어 위치할 수 있도록, 상기 그래뉼회수조의 상부를 가로질러 위치하는 고정틀지지대;를 포함하는 것을 특징으로 한다. 본 발명에 따르면, 은 그래뉼 제조시, 그래뉼 입자의 뭉침현상을 방지하면서도 적은 인원으로도 효율적으로 고른 입경을 갖는 은 그래뉼을 제조할 수 있어, 은 그래뉼 제조시의 비용절감은 물론 품질향상을 도모할 수 있는 우수한 효과가 있다.

Description

은 그래뉼 제조장치{APPARATUS FOR PREPARING SILVER GRANULE}

본 발명은 고은 및 분석은(재생은)을 정련하여 일반은 또는 고순도 전해은의 그래뉼을 제조하는데 사용되는 효율적인 은 그래뉼 제조장치에 관한 것이다.

불순물을 포함하는 고은 및 분석은(재생은)는 정련(refining)을 통하여 일정 순도 이상의 일반은 그래뉼 또는 전해은 그래뉼 형태로 제조되어 산업용 원료 등으로 공급되고 있다. 일반은 그래뉼은 불순물을 포함하는 고은 및 분석은(재생은)을 일반로 또는 고주파로(爐) 시설을 통하여 99.8% 이상의 순도를 갖는 그래뉼 제품으로 제조하는 것이며, 전해은 그래뉼은은 불순물을 포함하는 고은 및 분석은(재생은)을 전해정련시설을 통하여 99.99% 이상의 순도를 갖는 그래뉼 제품으로 제조하는 것으로 그 순도를 높이는 것이 핵심기술이다. 일반은 그래뉼은, 고은 및 분석은(재생은)을 용해로에 투입, 용융 후 샘플링하여 철, 주석, 비스므스, 니켈, 동 등의 주요 불순물 및 은함량을 분석하고, 일반로 또는 고주파 용해로에서 열처리 정제과정을 통하여 아연, 비스므스, 주석 등의 불순물을 제거한 후 수작업으로 일정한 입경을 갖는 은 입자를 제조한다. 일반은이 아닌 전해은 그래뉼을 제조하기 위해서는 고은 및 분석은(재생은)을 용해로에 투입, 용융 후 샘플링하여 철, 주석, 비스므스, 니켈, 동 등의 주요 불순물 및 은함량을 분석하고, 별도의 잉고트를 제조한 후 이를 전해정련조에 투입하여 고순도의 은으로 전해정련(electrolytic refining)한 후, 이를 건조하여 다시 고주파 용해로에서 용융을 시킨 후 수작업으로 일정한 입경을 갖는 은 입자를 제조하게 된다.

한편, 은 그래뉼을 제조 생산함에 있어서 종래의 작업방식은 최소 3명의 작업자가 한조가 되어, 한명은 용해로에서 용융된 은 용액을 떠담아 은용기에 투입하는 역할을 하고, 다른 한명은 은용기에 투입된 은 용액이 식지 않도록 가스토치 등을 이용하여 은용기를 계속적으로 가열하는 역할을 하며, 나머지 한명은 은용기의 하부면을 통하여 흘러 내려 물이 담긴 물탱크에 침전 퇴적되는 은 그래뉼이 서로 엉겨붙어 뭉치는 것을 방지하기 위해 일정시간이 지나면 은용기의 위치를 이동시키는 작업을 반복하는 과정으로 이루어졌다.

이러한 종래의 수작업은 고온의 은 용액을 다루기 때문에 안전사고의 위험이 매우 높고, 최소 3명의 작업자를 필요로 하며, 일일이 모든 작업과정을 수작업으로 진행하여야 하므로 은 그래뉼의 뭉침현상을 효과적으로 방지하는데 한계가 있으며 제조되는 은 그래뉼의 입경이 고르지 않아 은 그래뉼의 생산효율은 낮은 반면 제조비용은 높고, 제품의 품질 또한 일정하게 보장되지 않은 문제점이 있다.

본 발명은 고은 및 분석은을 정련하여 일반은 또는 고순도 전해은의 그래뉼 제조시 그래뉼 입자의 뭉침현상을 방지하면서도 적은 인원으로도 효율적으로 고른 입경을 갖는 은 그래뉼을 제조할 수 있는 새로운 은 그래뉼 제조장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 상부는 개방되고 하부면에는 다수의 배출공이 구비되어, 상부로부터 투입되는 용융된 은 용액이 하부면의 배출공을 통하여 흘러내릴 수 있도록 마련되는 은용기; 하부가 개방된 육면체형으로 형성되며, 상부 중앙에는 상기 은용기가 삽입되는 관통공이 형성되고, 내부에는 상기 관통공에 접하여 상기 은용기를 고정할 수 있는 걸림쇠와, 상기 삽입된 은용기에 열을 가할 수 있는 가스토치가 구비되는 고정틀; 상기 은용기의 배출공을 통하여 흘러내리는 용융된 은 용액이 물과 접촉하여 냉각됨으로써 그래뉼 형태로 하부에 집적될 수 있도록 내부에 물을 담지하는 그래뉼회수조; 및 상기 고정틀이 상기 그래뉼회수조와 이격되어 위치할 수 있도록, 상기 그래뉼회수조의 상부를 가로질러 위치하는 고정틀지지대;를 포함하는 것을 특징으로 하는 은 그래뉼 제조장치를 제공한다.

또한, 본 발명은 상기 걸림쇠는, 고정되는 상기 은용기의 위치를 조정할 수 있도록 길이 조절이 가능한 형태로 구비되는 것을 특징으로 하는 은 그래뉼 제조장치를 제공한다.

또한, 본 발명은 상기 가스토치는, 상기 은용기의 하단부를 가열하는 하부 가스토치와, 상기 은용기의 하부 측면을 가열하는 측면 가스토치로 구성되는 것을 특징으로 하는 은 그래뉼 제조장치를 제공한다.

또한, 본 발명은 상기 고정틀지지대는, 상호 이격되어 길이방향으로 평행을 이루는 한쌍의 레일과, 상호 이격되어 상기 레일을 폭방향으로 연결하여 고정하는 한쌍의 고정판으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 은 그래뉼 제조장치를 제공한다.

또한, 본 발명은 상기 고정틀은, 상기 레일의 길이방향을 따라 직선 이동이 가능한 상태로 상기 고정판 사이의 레일 상에 위치하는 것을 특징으로 하는 은 그래뉼 제조장치를 제공한다.

또한, 본 발명은 상기 고정틀의 하부에는 바퀴가 구비되는 것을 특징으로 하는 은 그래뉼 제조장치를 제공한다.

본 발명에 따른 은 그래뉼 제조장치는 일반은 그래뉼 또는 고순도 전해은 그래뉼 제조시, 그래뉼 입자의 뭉침현상을 방지하면서도 적은 인원으로도 효율적으로 고른 입경을 갖는 은 그래뉼을 제조할 수 있어, 은 그래뉼 제조시의 비용절감은 물론 생산효율 및 품질향상을 도모할 수 있는 우수한 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 은 그래뉼 제조장치의 구조를 보여주는 분리 사시도,
도 2는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 은 그래뉼 제조장치의 은용기의 평면도,
도 3은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 은 그래뉼 제조장치의 고정틀의 구조를 보여주는 단면도,
도 4는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 은 그래뉼 제조장치의 단면도이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.

도 1은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 은 그래뉼 제조장치의 구조를 보여주는 분리 사시도, 도 2는 은용기의 구조를 보여주는 평면도, 도 3은 고정틀의 구조를 보여주는 단면도, 도 4는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 은 그래뉼 제조장치의 단면도이다.

먼저, 본 발명에 따른 은 그래뉼 제조장치(100)는, 용해로에서 용융된 은(銀) 용액을 담기 위한 것으로 하부면에 다수의 배출공(12)이 구비된 은용기(10)와, 하부가 개방된 육면체형으로 형성되며, 상부 중앙에는 상기 은용기(10)가 삽입되는 관통공(22)이 형성되고, 내부에는 상기 관통공(22)에 접하여 은용기(10)를 고정할 수 있는 걸림쇠(24)가 구비되는 고정틀(20)과, 상기 은용기(10)의 배출공(12)을 통하여 흘러내리는 용융된 은 용액(60)이 물(80)과 접촉하여 냉각됨으로써 그래뉼 형태(70)로 하부에 집적될 수 있도록 내부에 물(80)을 담지하는 그래뉼회수조(30)와, 상기 고정틀(20)이 그래뉼회수조(30)와 소정의 거리로 이격되어 위치할 수 있도록, 상기 그래뉼회수조(30)의 상부를 가로질러 위치하는 고정틀지지대(40)를 포함하여 이루어진다.

은용기(10)는, 단면이 원형이며 상부에서 하부쪽으로 직경이 감소하는 형태로 마련되며, 상부는 개방되고 하부면에는 다수의 배출공(12)이 형성된다.

배출공(12)의 크기는 제조하고자 하는 은 그래뉼의 입자 크기에 따라 달라질 수 있는데, 일반적으로 제조하는 은 그래뉼의 평균 입경은 약 0.5㎝ 미만이며, 이에 따라 배출공(12)의 직경은 약 0.1~0.5㎝, 바람직하게는 약 0.2~0.3㎝로 형성한다.

용해로에서 용융된 일반은 또는 전해은 용액을 상기 은용기(10)의 상부로부터 투입하는데, 은용기(10)에 투입되는 은 용액(60)은 하부면에 형성된 다수의 배출공(12)을 통과하여 흘러내리게 된다. 은용기(10)는 고온의 은 용액(60)에 의해 파손되지 않는 세라믹이나 금속 재질로 마련되는데, 바람직하게는 세라믹 재질로 형성할 수 있다.

은용기(10)는 고정틀(20)의 상부 중앙에 형성된 관통공(22)에 위에서 아랫방향으로 착탈 가능한 형태로 삽입 고정된다. 고정틀(20)은 하부가 전부 또는 일부 개방된 육면체형으로 형성하는 것이 바람직한데, 경우에 따라서는 적어도 일측면의 일부나 전부가 개방된 형태로 형성될 수도 있다. 고정틀(20)의 상부 중앙에 형성된 관통공(22)에 접하여, 관통공(22)을 통하여 삽입되는 은용기(10)가 하부방향으로 빠지지 않도록 고정하는 역할을 하는 걸림쇠(24)가 내부에 구비된다. 걸림쇠(24)는 관통공(22)에 접하여 하부방향으로 일정한 각도(바람직하게는 은용기(10)의 측면이 이루는 각도)를 이루는 소정의 길이를 갖는 복수 개의 바(bar)와, 복수 개의 바를 상호 연결하는 원 형태의 보조 링(ring)으로 형성될 수 있다.

걸림쇠(24)는, 이에 고정되는 은용기(10)의 위치(고정되는 높이), 즉 은용기(10)와 그래뉼회수조(30) 사이의 거리를 조정할 수 있도록 길이 조절이 가능한 형태로 구비되는 것이 바람직한데, 복수 개의 바(bar) 자체의 길이 조절이 가능한 형태 또는 바(bar)에 결합되는 보조 링(ring)의 위치를 조절하는 형태뿐만 아니라 공지의 길이 조절수단이나 방법은 모두 이용가능하다.

은용기(10)와 그래뉼회수조(30) 사이의 거리(정확히는 은용기(10)의 하부면으로부터 그래뉼회수조(30)에 담지된 물의 수면까지의 거리)에 따라 제조되는 은 그래뉼(70)의 입자크기가 달라지는데, 은용기(10)와 그래뉼회수조(30) 사이의 거리가 멀어지면 은 그래뉼(70)의 입자의 크기가 증가하고, 거리가 가까워지면 은 그래뉼(70)의 입자의 크기가 감소하게 된다.

또한, 고정틀(20)의 내부에는 삽입된 은용기(10)에 열을 가할 수 있는 가스토치(26)가 구비된다. 가스토치(26)는 LPG 등의 가스를 연소시켜 삽입된 은용기(10)에 계속적으로 일정 수준 이상의 열을 가함으로써 은용기(10)에 투입된 은용액(60)이 굳는 것을 방지하는 역할을 한다.

상기 가스토치(26)는, 도 3 및 도 4에 도시한 바와 같이, 은용기(10)의 하단부를 가열하는 다수의 하부 가스토치(262)와, 은용기(10)의 하부 측면(바람직하게는 은용기(10)의 하부로부터 약 1/3 지점)을 가열하는 다수의 측면 가스토치(264)로 구성된다. 하부 가스토치(262) 및 측면 가스토치(264)는 각각 1개 이상으로 구비되는데, 은용기(10) 하부의 온도를 고르게 유지하기 위해서는 적어도 각각 90도 각도로 이격되어 4방향에 위치하는 것이 바람직하다. 가스토치(26)는 고정틀(20)의 측면을 관통하는 가스공급관(54)에 의해 고정틀(20)에 고정되는데, 가스공급관(54)은 고정틀(20)이 고정틀지지대(40) 상에서 직선운동을 하는 경우에 장애가 되지 않도록 가요성의 합성수지재로 마련되는 것이 바람직하다. 가스공급관(54)은 가스토치(26)와 가스탱크(50)를 연결하여 원활한 가스 공급이 이루어질 수 있도록 마련되며, 가스공급관(54) 상의 소정의 위치에는 가스의 공급 또는 차단을 제어하기 위한 밸브(52)가 마련된다.

고정틀(20)의 하부에는 고정틀(20)이 후술할 고정틀지지대(40) 상에서 고정틀지지대(40)의 길이방향을 따라 소정의 범위 내에서 전후로 원활한 직선 운동이 가능하도록 하기 위한 바퀴(28)가 구비된다. 본 발명에서는 편의상 고정틀(20)의 직선 운동 가능 수단으로 바퀴(28)만을 예시하고 있으나, 이 밖에 도르래나 슬라이드 방식 등도 적용 가능함을 물론이다.

고정틀지지대(40)는, 고정틀(20)이 그래뉼회수조(30)와 소정의 거리로 이격되어 위치할 수 있도록 함과 동시에 고정틀(20)이 소정의 범위 내에서 고정틀지지대(40) 상에서 전후로 직선 운동이 가능하도록 하기 위한 수단이다. 고정틀지지대(40)는 그래뉼회수조(30)의 상부를 가로질러 걸친 형태로 구비되는데, 상호 이격되어 길이방향으로 평행을 이루는 한쌍의 레일(42)과, 상호 이격되어 상기 레일(42)을 폭방향으로 연결하여 고정하는 한쌍의 고정판(44)으로 이루어진다. 고정판(44)은 고정틀(20)이 레일(42)로부터 이탈하는 것을 방지하고 고정틀(20)의 직선 운동 범위를 한정하는 역할과, 한 쌍이 레일(42)을 상호 고정하는 역할을 한다. 레일(42)은 고정틀(20)의 안정적인 직선운동을 보장하기 위해, 도 1에 도시한 바와 같이, 소정의 길이를 갖는 판상 스트랩의 양측면에 가이드판이 구비된 형태(단면이 '

'자 형)로 제작하는 것이 바람직하다.

고정틀(20)의 위치가 고정된 상태에서 계속적으로 은 그래뉼을 제조하게 되면 그래뉼회수조(30)의 하부 바닥면에 쌓이는 그래뉼이 상호 뭉치는 현상이 발생하여 입경이 고르지 않게 되는데, 고정틀(20)이 고정틀지지대(40) 상에서 전후로 이동이 가능하게 되면, 규칙적으로 고정틀(20)을 이동시켜 그래뉼의 뭉침현상을 방지함으로써 균일한 입경을 갖는 그래뉼의 제조가 가능하게 된다.

그래뉼회수조(30)는 은용기(10)의 배출공(12)을 통하여 흘러내리는 용융된 은 용액(60)이 물(80)과 접촉하여 냉각됨으로써 그래뉼 형태로 하부에 집적될 수 있도록 내부에 물(80)을 담지하는 탱크 형태로 구비된다. 그래뉼회수조(30)의 측면에는 은 그래뉼(70)의 제조가 완료된 후 내부에 담지된 물(80)을 빼내기 위한 배수구가 구비될 수 있으며, 이와 별도로 그래뉼회수조(30)의 바닥면에 침전 퇴적되는 은 그래뉼(70)을 회수하기 위한 배출구가 마련될 수 있다. 한편, 본 발명에서는 편의상 그래뉼회수조(30)를 원형으로 예시하고 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.

도 4를 참조하여 본 발명에 따른 장치(100)를 이용하여 은 그래뉼을 제조하는 과정을 설명하면 다음과 같다.

먼저, 입고된 불순물을 포함하는 고은 및 분석은(재생은)을 용해로에 투입하여 용융 후 샘플링하여 철, 주석, 비스므스, 니켈, 동 등의 주요 불순물 및 은함량을 분석하고, 일반로 또는 고주파 용해로에서 열처리 정제과정을 통하여 아연, 비스므스, 주석 등의 불순물을 제거한다(일반은 그래뉼 제조시). 일반은이 아닌 전해은 그래뉼을 제조하기 위해서는 별도의 잉고트를 제조하고 이를 전해정련조에 투입하여 고순도의 은으로 전해정련한 후 건조하고 다시 일반로 또는 고주파 용해로에서 용융을 시킨다. 용융된 은 용액(60)을 미리 일정 수준의 온도로 달궈진 은용기(10)에 투입하고, 투입된 은 용액(60)이 식지 않도록 가스토치(26)를 이용하여 계속적으로 은용기(10)의 하부 및 하부 측면을 가열한다. 가스토치(26)에 의해 전달되는 열에 의해 은용기(10)에 담긴 은 용액(60)은 은용기(10) 하부면의 배출공(12)을 통하여 방울 형태로 흘러내리게 되는데, 흘러내리는 은용액(60)은 그래뉼회수조(30)의 내부에 일정수준의 높이로 채워진 물(80)과 접촉하여 순간적으로 그래뉼 형태로 응고되면서 바닥면으로 침전하게 된다. 그래뉼회수조(30)의 바닥면에 일정량의 은 그래뉼(70)이 쌓이게 되면 그래뉼 입자의 뭉침현상이 발생할 수 있으므로 고정틀(20)을 고정틀지지대(40)의 길이방향을 따라 전,후로 이동시키면서 은 그래뉼(70)이 그래뉼회수조(30)의 바닥면에 고르게 쌓일 수 있도록 한다.

제조하고자 하는 은 그래뉼(70)의 평균 입경을 크게 하고자 하는 경우에는 고정틀(20)의 내부에 구비된 걸림쇠(24)의 길이를 조절하여 은용기(10)와 그래뉼회수조(30)의 거리를 좀 더 이격시키고, 은 그래뉼(70)의 평균 입경을 작게 하고자 하는 경우에는 역으로 은용기(10)와 그래뉼회수조(30)의 거리가 좀 더 가깝게 되도록 걸림쇠(24)의 길이를 조절한다. 상기와 같은 조작을 통하여 뭉침현상을 방지하면서 고른 입자의 은 그래뉼(70)을 적은 인력으로 효율적으로 제조할 수 있다.

은 그래뉼(70)의 제조가 완료되면, 그래뉼회수조(30)의 배수구를 통하여 내부에 담지된 물을 제거한 후 바닥면에 침전 퇴적된 은 그래뉼(70)만을 회수하여 건조 후 일정 무게 단위로 포장한다.

상기와 같이 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면에 의하여 상세히 설명하였지만, 본 발명은 여기에 기재된 실시예에 한정되는 것이 아니고, 이 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 자명하다. 따라서 그러한 수정예 또는 변형예들은 본 발명의 권리범위에 속한다고 하여야 할 것이다.

10: 은용기
12: 배출공
20: 고정틀
22: 관통공 24: 걸림쇠
26: 가스토치
30: 그래뉼회수조
40: 고정틀지지대
42: 레일 44: 고정판
50: 가스탱크
52: 밸브 54: 가스공급관
60: 은 용액
70: 은 그래뉼
80: 물
100: 은 그래뉼 제조장치

Claims

상부는 개방되고 하부면에는 다수의 배출공이 구비되어, 상부로부터 투입되는 용융된 은 용액이 하부면의 배출공을 통하여 흘러내릴 수 있도록 마련되는 은용기;
하부가 개방된 육면체형으로 형성되며, 상부 중앙에는 상기 은용기가 삽입되는 관통공이 형성되고, 내부에는 상기 관통공에 접하여 상기 은용기를 고정할 수 있는 걸림쇠와, 상기 삽입된 은용기에 열을 가할 수 있는 가스토치가 구비되는 고정틀;
상기 은용기의 배출공을 통하여 흘러내리는 용융된 은 용액이 물과 접촉하여 냉각됨으로써 그래뉼 형태로 하부에 집적될 수 있도록 내부에 물을 담지하는 그래뉼회수조; 및
상기 고정틀이 상기 그래뉼회수조와 이격되어 위치할 수 있도록, 상기 그래뉼회수조의 상부를 가로질러 위치하는 고정틀지지대;를 포함하는 것을 특징으로 하는 은 그래뉼 제조장치.
청구항 1에 있어서,
상기 걸림쇠는, 고정되는 상기 은용기의 위치를 조정할 수 있도록 길이 조절이 가능한 형태로 구비되는 것을 특징으로 하는 은 그래뉼 제조장치.
청구항 1에 있어서,
상기 가스토치는, 상기 은용기의 하단부를 가열하는 하부 가스토치와, 상기 은용기의 하부 측면을 가열하는 측면 가스토치로 구성되는 것을 특징으로 하는 은 그래뉼 제조장치.
청구항 1에 있어서,
상기 고정틀지지대는, 상호 이격되어 길이방향으로 평행을 이루는 한쌍의 레일과, 상호 이격되어 상기 레일을 폭방향으로 연결하여 고정하는 한쌍의 고정판으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 은 그래뉼 제조장치.
청구항 4에 있어서,
상기 고정틀은, 상기 레일의 길이방향을 따라 직선 이동이 가능한 상태로 상기 고정판 사이의 레일 상에 위치하는 것을 특징으로 하는 은 그래뉼 제조장치.
청구항 5에 있어서,
상기 고정틀의 하부에는 바퀴가 구비되는 것을 특징으로 하는 은 그래뉼 제조장치.