KR101351223B1 - Recovery process of metal ions from the seawater - Google Patents

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Abstract

본 발명은 외부로부터 전압이 인가되어 양전극 또는 음전극의 역할을 수행하는 둘 이상의 활성탄소판,
상기 활성탄소판 사이에 형성되고, 금속이온을 함유하는 유체가 이동하는 유로형성판 및
상기 유로형성판 및 음전극의 역할을 수행하는 활성탄소판 사이에 형성되고, 금속이온만을 통과시키는 선택적 투과막을 포함하는 탈이온 장치에 관한 것이다.
본 발명에 따른 탈이온 장치에서는 단순히 농도 차에만 의존하던 기존의 흡착법과는 달리, 한 쌍의 활성탄소판 사이의 좁은 틈을 따라 해수가 연속적으로 접촉하면서 흐르므로, 활성탄소판 표면에서의 농도 분극이 적어 흡착효율이 향상되고, 전압을 인가하여 금속이온을 끌어들이는 힘을 높였기 때문에 해수 중의 미량의 희유 금속이온을 흡착하여 농축하는데 효과적이다.
The present invention is a two or more activated carbon plate that is applied from outside to serve as a positive electrode or a negative electrode,
A flow path forming plate formed between the activated carbon plates and moving the fluid containing metal ions;
The present invention relates to a deionization device formed between the channel forming plate and an activated carbon plate serving as a negative electrode and including a selective permeable membrane for passing only metal ions.
In the deionization apparatus according to the present invention, unlike the conventional adsorption method, which simply depends on the concentration difference, since the seawater continuously flows along a narrow gap between the pair of activated carbon plates, the concentration polarization on the surface of the activated carbon plate is less. Adsorption efficiency is improved, and it is effective to adsorb and concentrate a small amount of rare metal ions in seawater because the power to attract metal ions is increased by applying a voltage.

Description

해수 중의 금속이온 회수 공정{Recovery process of metal ions from the seawater}Recovery process of metal ions from the seawater

본 발명은 해수 중의 금속이온, 특히 희유 금속이온의 회수 공정에 관한 것이다.
The present invention relates to a process for recovering metal ions, particularly rare metal ions, in seawater.

해수에는 리튬, 티타늄, 바나듐, 우라늄 및 코발트 등의 희유금속이 녹아 있다. 상기 해수 중에 녹아 있는 금속이온의 양은 육상에 비해 무궁무진하나 용해되어 있는 농도가 극히 낮아 효율적인 회수 방법 및 대용량의 취수설비 등이 필요한 문제점이 있었다.Rare metals such as lithium, titanium, vanadium, uranium and cobalt are dissolved in seawater. The amount of metal ions dissolved in the seawater is infinite compared to the land, but the dissolved concentration is extremely low, there is a problem that requires an efficient recovery method and a large capacity intake facility.

해수 속에 녹아있는 유용자원을 추출하는 기술로 공침법, 흡착법 또는 용매추출법 등이 일반적으로 사용된다. Co-precipitation, adsorption, or solvent extraction are commonly used techniques to extract useful resources dissolved in seawater.

공침법은 침전제나 응집제를 가하여 해수 중에서 침전제와 금속을 동시에 침전시켜 회수하는 방법으로, 우라늄 회수 시, 침전제로 염화 제2철, 황산암모늄 및 인산암모늄 등을 사용할 수 있으며, 리튬 회수 시, 침전제로는 알루미늄 산화물, 티탄 산화물 등을 사용할 수 있다. 그러나, 상기 공침법에서는 침전제외 생성물의 회수 및 침전제의 반복적인 사용은 곤란하며, pH를 조절하기 위한 시약 투입 등과 같은 전처리에 문제가 있다. 또한, 응집 또는 침전시키는데 일반적으로 많은 시간이 소요되므로 미량금속을 대량으로 회수하는 데에는 적합하지 않다. Coprecipitation method is a method of precipitating and coagulating the precipitant and metal in seawater by adding a precipitant or a flocculant, and when recovering uranium, ferric chloride, ammonium sulfate and ammonium phosphate can be used as precipitants. Aluminum oxide, titanium oxide, etc. can be used. However, in the coprecipitation method, it is difficult to recover the non-precipitant product and to repeatedly use the precipitant, and there is a problem in pretreatment such as adding a reagent to adjust pH. In addition, it generally takes a long time to agglomerate or settle, so it is not suitable for recovering large amounts of trace metals.

흡착법은 고체상의 흡착제를 해수와 접촉시켜 용존 금속이온을 선택적으로 흡착하여 추출하는 방법으로, 해수 중 유용금속 채취에 많이 사용되고 있는 방법이다. 상기 흡착법은 미량 금속을 흡착제의 선택성에만 의존하여 흡착하는 방식으로 해수 중의 미량 금속 회수에 적용 시 흡착 효율이 떨어져 한번 흡착에 일주일 이상, 많게는 한 달 이상의 시간이 소요되는 단점이 있다. Adsorption is a method of selectively adsorbing and extracting dissolved metal ions by contacting a solid adsorbent with seawater, and is widely used for collecting useful metals from seawater. The adsorption method has a disadvantage in that the adsorption efficiency is poor when applied to the recovery of the trace metals in seawater by adsorbing the trace metals depending on the selectivity of the adsorbent, so that the adsorption takes one week or more and more than one month.

또한, 용매추출법은 수용액에 용해도가 없는 유기용매와 해수를 접촉시켜 목적하는 금속을 용매로 선택적으로 추출하여 회수하는 방법으로, 다른 방법에 비하여 회수율이 비교적 높기 때문에 금속의 정제공정이나 유가 금속의 농도가 높은 용액에 대하여 많이 사용된다. 그러나, 상기 용매추출법은 대량의 해수를 취급해야 하는 해수 중 유용금속의 회수에는 그다지 많이 사용되지는 않는다. 미량이기는 하나 고가의 유기용매의 일부가 해수에 용해되거나 혼입되어 해수 중에 유출되므로 경제적이나 환경오염 면에서 매우 불리하기 때문이다.
In addition, the solvent extraction method is a method of selectively extracting and recovering the desired metal with a solvent by contacting an organic solvent having no solubility in the aqueous solution and seawater, and since the recovery rate is relatively higher than other methods, the metal purification process or the concentration of valuable metals Is often used for high solutions. However, the solvent extraction method is not used much for the recovery of useful metals in seawater that must handle a large amount of seawater. This is because a small amount of expensive organic solvent is dissolved or mixed in seawater and flows into the seawater, which is very disadvantageous in terms of economic and environmental pollution.

본 발명에서는 한 쌍의 활성탄소판 사이의 좁은 틈을 따라 해수가 연속적으로 접촉하면서 흐르므로, 활성탄소판 표면에서의 농도 분극이 적어 흡착효율이 향상되고, 전압을 인가하여 금속이온을 끌어들이는 힘을 높이므로, 해수 중의 미량의 희유 금속이온을 흡착하여 농축하는데 효과적인 탈이온 장치를 제공할 수 있다.
In the present invention, since the seawater continuously flows along a narrow gap between the pair of activated carbon plates, the concentration polarization on the surface of the activated carbon plates is small, so that the adsorption efficiency is improved, and the force to attract metal ions by applying a voltage is applied. As a result, it is possible to provide a deionization apparatus effective for adsorbing and concentrating a small amount of rare metal ions in seawater.

본 발명은 외부로부터 전압이 인가되어 양전극 또는 음전극의 역할을 수행하는 둘 이상의 활성탄소판, 상기 활성탄소판 사이에 형성되고, 금속이온을 함유하는 유체가 이동하는 유로형성판 및 상기 유로형성판 및 음전극의 역할을 수행하는 활성탄소판 사이에 형성되고, 금속이온만을 통과시키는 선택적 투과막을 포함하는 탈이온 장치에 관한 것이다.
According to an embodiment of the present invention, two or more activated carbon plates, which serve as a positive electrode or a negative electrode by applying a voltage from the outside, are formed between the activated carbon plates, and a flow path forming plate through which a fluid containing metal ions moves, and the flow path forming plate and the negative electrode. The present invention relates to a deionization device formed between activated carbon plates to perform a role, and including a selective permeable membrane for passing only metal ions.

이하, 본 발명의 탈이온 장치를 보다 상세하게 설명한다.Hereinafter, the deionization apparatus of this invention is demonstrated in detail.

본 발명에서 금속이온을 함유하는 유체로는 해수를 사용하거나, 해수 담수화 장치에서 배출된 농축수를 사용할 수 있다. In the present invention, the fluid containing metal ions may use seawater or concentrated water discharged from a seawater desalination apparatus.

일반적으로 해수 중에는 리튬 이온, 티타늄 이온, 바나듐 이온, 우라늄 이온 코발트 이온, 붕소 이온, 루비듐 이온, 스트론튬 이온 및 몰리브덴 이온 등의 희유 금속이온이 수 ppm(mg/L) 이하의 미량의 농도로 존재하고 있다. 상기 희유 금속이온은 본 발명의 탈이온 장치에 의해 용이하게 분리 및 회수될 수 있다. Generally, rare metal ions such as lithium ions, titanium ions, vanadium ions, uranium ions, cobalt ions, boron ions, rubidium ions, strontium ions, and molybdenum ions are present in trace concentrations of several ppm (mg / L) or less. have. The rare metal ion can be easily separated and recovered by the deionization apparatus of the present invention.

본 발명의 탈이온 장치는 상기 탈이온 장치에 전압을 인가하기 위한 전원공급장치를 추가로 포함할 수 있다. 상기 전원공급장치에서는 활성탄소판 및 선택적 투과막 등을 포함하는 탈이온 장치에 전압을 인가하여 금속이온, 특히 희유 금속이온의 회수를 수행할 수 있게 한다.The deionization device of the present invention may further include a power supply for applying a voltage to the deionization device. In the power supply device, a voltage is applied to a deionization device including an activated carbon plate, a selective permeable membrane, and the like to recover metal ions, particularly rare metal ions.

이 때, 탈이온 장치로 인가되는 전압은 3.0 V 이하일 수 있고, 바람직하게는 1.5 V 이하일 수 있으며, 보다 바람직하게는 0.1 내지 1.5 V 일 수 있다. 상기 전압이 3.0V 를 초과하면, 물이 전기분해되어 금속이온의 흡착효율이 급격히 떨어지고, 선택적 투과막 및 활성탄소판이 열화될 우려가 있다. In this case, the voltage applied to the deionization device may be 3.0 V or less, preferably 1.5 V or less, and more preferably 0.1 to 1.5 V. When the voltage exceeds 3.0 V, water is electrolyzed, the adsorption efficiency of metal ions is drastically reduced, and there is a concern that the selective permeable membrane and the activated carbon plate deteriorate.

본 발명에 따른 탈이온 장치는 상기 전술한 전원공급장치에 의해 전압이 인가되며, 금속이온의 분리 및 회수가 수행될 수 있다. In the deionization apparatus according to the present invention, a voltage is applied by the above-described power supply, and separation and recovery of metal ions can be performed.

본 발명에서 탈이온 장치는 전압이 인가되어 양전극 또는 음전극의 역할을 수행하는 둘 이상의 활성탄소판, 상기 활성탄소판 사이에 형성되고, 금속이온을 함유하는 유체가 이동하는 유로형성판 및 유로형성판 및 음전극의 역할을 수행하는 활성탄소판 사이에 형성되고, 선택된 금속이온만을 통과시키는 선택적 투과막를 포함한다.In the present invention, the deionization device is formed between two or more activated carbon plates to which a voltage is applied to serve as a positive electrode or a negative electrode, the flow-forming plate and a flow-forming plate and a negative electrode formed between the activated carbon plates and a fluid containing metal ions to move. It is formed between the activated carbon plate to perform the role of, and includes a selective permeable membrane for passing only selected metal ions.

본 발명에서 활성탄소판은 양극집전체 또는 음극집전체에 의하여 양전압 또는 음전압이 인가될 수 있다. 상기 양극집전체 또는 음극집전체는 활성탄소판과 접촉 또는 연결되어 형성되며, 상기 활성탄소판이 양극집전체와 접촉되어 형성될 경우에는 양전극의 역할을 수행할 수 있다. 또한, 상기 활성탄소판이 음극집전체와 접촉되어 형성될 경우에는 음전극의 역할을 수행할 수 있다In the present invention, the activated carbon plate may be applied with a positive voltage or a negative voltage by the positive electrode current collector or the negative electrode current collector. The positive electrode current collector or the negative electrode current collector is formed in contact with or connected to the activated carbon plate, and when the active carbon plate is formed in contact with the positive electrode current collector may serve as a positive electrode. In addition, when the activated carbon plate is formed in contact with the negative electrode current collector may serve as a negative electrode.

본 발명에서 활성탄소판은 양전압 또는 음전압이 인가되어, 양전극 또는 음전극의 역할을 수행 한다. 상기 활성탄소판에서 활성탄소는 자체에 무수한 기공을 가지고 있으므로, 금속이온의 흡착성능이 우수하다. 특히, 음전극의 역할을 수행하는 활성탄소판에서는 양이온의 성질을 갖는 금속이온의 흡착이 이루어지므로, 유체 중의 금속이온의 흡착 및 제거가 용이하게 이루어질 수 있다. In the present invention, the activated carbon plate is applied with a positive voltage or a negative voltage, and serves as a positive electrode or a negative electrode. In the activated carbon plate, since the activated carbon has a myriad of pores in itself, the adsorption performance of the metal ions is excellent. In particular, in the activated carbon plate serving as a negative electrode, since adsorption of metal ions having a cation property is performed, adsorption and removal of metal ions in a fluid can be easily performed.

상기 활성탄소판은 비표면적이 100 m2/g 이상인 활성탄소분말을 성형하여 사용하거나, 비표면적이 100 m2/g 이상인 탄소에어로겔, 탄소나노튜브, 활성탄소섬유천 및 활성탄소섬유 직포 또는 부직포로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나 이상을 사용할 수 있다. 상기 활성탄소판은 얇은 판의 구조를 가지므로, 구부려 적층할 수 있으며, 여러 형태로의 변형이 가능하다. 예를 들어, 평판형 대신 튜브형, 두루마리형으로 변형하여 탈이온 장치의 소요면적을 최소화하고, 유체의 접촉을 원활하게 할 수 있으며, 구형 또는 다각형으로 변형하여 유체의 접촉을 원활하게 할 수도 있다. 이 때, 활성탄소분말의 성형을 위하여 PTFE와 같은 고분자바인더를 사용하여 성형할 수도 있다.The active tansopan is the specific surface area is used to mold a 100 m 2 / g or more of activated carbon powder, or a specific surface area in the 100 m 2 / g or more carbon aerogels, carbon nanotubes, activated carbon fiber cloth, and activated carbon fiber woven fabric or nonwoven fabric One or more selected from the group consisting of: Since the activated carbon plate has a thin plate structure, the activated carbon plate may be bent and stacked, and may be modified in various forms. For example, it is possible to minimize the required area of the deionization device by smoothly changing the tubular shape and the roll type instead of the flat type, and to smoothly contact the fluid, and to smoothly contact the fluid by transforming it into a spherical shape or a polygonal shape. At this time, it may be molded using a polymer binder such as PTFE for molding the activated carbon powder.

본 발명에서 유로형성판은 해수가 이동하는 층으로서, 탈이온 장치에 전압을 인가하면, 상기 유로형성판을 이동하는 유체 중의 금속이온, 특히 희유 금속이온은 선택적 투과막을 통과하여 활성탄소판에 흡착될 수 있다. In the present invention, the flow path forming plate is a layer in which seawater moves, and when a voltage is applied to the deionization device, metal ions, particularly rare metal ions, in the fluid moving the flow path forming plate are adsorbed onto the activated carbon plate through the selective permeation membrane. Can be.

본 발명에서 선택적 투과막은 유체 중의 금속이온, 특히 희유 금속이온 만을 선택적으로 통과시키는 역할을 할 수 있다.  In the present invention, the selective permeable membrane may serve to selectively pass only metal ions in the fluid, particularly rare metal ions.

일반적으로, 활성탄소판(각각 양전극 또는 음전극의 역할을 수행)을 마주보게 배열하고 그 사이로 유체를 흘려주며 전압을 인가하면, 양전극에는 음이온이 끌려가 흡착되며, 음전극에는 양이온이 끌려가 흡착된다. 그러나, 유체로 바람직하게 사용되는 해수 중에는 희유 금속이온보다 무기이온이 압도적으로 많이 포함되어 있으므로, 음전극에는 희유 금속이온뿐만 아니라 무기이온들도 같이 흡착되며, 희유 금속이온만을 분리하기는 곤란하다. 따라서, 본 발명에서는 음전극의 표면에 특정 희유 금속이온에 선택성을 갖는 막을 사용함으로써 활성탄소의 모든 흡착기공을 특정 희유 금속이온의 흡착에만 이용할 수 있게 할 수 있다. In general, when the activated carbon plates (each serving as a positive electrode or a negative electrode) are arranged to face each other, a fluid is flowed therebetween, and a voltage is applied, negative ions are attracted to the positive electrode, and positive ions are attracted to the negative electrode. However, since seawater, which is preferably used as a fluid, contains overwhelmingly more inorganic ions than rare metal ions, the negative electrode adsorbs not only rare metal ions but also inorganic ions, and it is difficult to separate only rare metal ions. Therefore, in the present invention, by using a membrane having a selectivity for specific rare metal ions on the surface of the negative electrode, all adsorption pores of activated carbon can be used only for adsorption of specific rare metal ions.

본 발명에서는 선택적 투과막으로 이온교환막을 사용할 수 있으며, 상기 이온교환막으로는 구체적으로, 포스페이트를 갖는 이온교환막, 아미독심기를 갖는 폴리프로필렌계 이온교환막 또는 인산화된 폴리프로필렌 막을 들 수 있다. In the present invention, an ion exchange membrane may be used as a selective permeable membrane, and specifically, the ion exchange membrane may include an ion exchange membrane having a phosphate, a polypropylene ion exchange membrane having an amidoxime group, or a phosphorylated polypropylene membrane.

예를 들어, 이온교환막은 우라늄의 대한 선택적 투과성이 우수하다. 상기 선택적 투과성에 따라 해수 중의 다량 포함되어 있는 양이온성 무기이온 및 다른 금속이온 성분들이 활성탄소판에 흡착되는 것을 막을 수 있어 활성탄소판에는 우라늄 이온이 다량으로 농축될 수 있다.For example, the ion exchange membrane is excellent in selective permeability of uranium. The selective permeability can prevent the cationic inorganic ions and other metal ions contained in the seawater from being adsorbed on the activated carbon plate, so that uranium ions can be concentrated in the activated carbon plate.

상기 이온교환막은 고분자 물질 이외에도 각 금속이온에 선택성을 갖는 작용기를 포함하는 금속 또는 세라믹 막으로 대체가 가능하며, 각 금속이온에 선택성을 갖는 고분자물질을 활성탄소판의 표면에 코팅하여 사용할 수도 있다.The ion exchange membrane may be replaced with a metal or ceramic membrane including a functional group having selectivity for each metal ion in addition to the polymer material, and may be used by coating a surface of an activated carbon plate with a polymer material having selectivity for each metal ion.

또한, 본 발명에서는 상기 선택적 투과막으로 특정 기공크기를 가지는 막, 예를 들어, 역삼투막, 나노투과막, 한외여과막 또는 반투막을 사용할 수 있다. In the present invention, a membrane having a specific pore size may be used as the selective permeable membrane, for example, a reverse osmosis membrane, a nanopermeable membrane, an ultrafiltration membrane, or a semipermeable membrane.

예를 들어, 리튬 이온의 경우, 상기 리튬 이온은 다른 금속이온에 비해 그 크기가 작으므로, 리튬 이온의 크기보다 약간 큰 기공 크기를 가지는 막을 선택적 투과막으로 사용하여 리튬 이온을 투과시킬 수 있다. 상기 리튬 이온의 직경은 약 2Å이므로, 2.5Å 이하의 기공크기를 가지는 막을 사용하여 리튬 이온의 선택적 투과를 가능하게 할 수 있다.For example, in the case of lithium ions, since the lithium ions are smaller in size than other metal ions, lithium ions may be permeated using a membrane having a pore size slightly larger than that of lithium ions as a selective permeable membrane. Since the diameter of the lithium ions is about 2 GPa, a membrane having a pore size of 2.5 GPa or less can be used to enable selective permeation of lithium ions.

또한, 다른 금속이온 각각에 대해서 각 금속이온에 선택적 투과성을 갖는 막을 사용함으로써 금속이온의 투과를 용이하게 할 수 있다.In addition, permeation of metal ions can be facilitated by using a membrane having selective permeability to each metal ion for each of the other metal ions.

또한, 본 발명에 따른 탈이온 장치는 유로형성판 및 양전극의 역할을 수행하는 활성탄소판 사이에 형성된 음이온 교환막을 추가로 포함할 수 있다. 상기 음이온 교환막은, 활성탄소판에 흡착된 금속이온의 회수 시, 활성탄소판에 걸린 전압을 역전시킬 경우 상기 활성탄소판에 흡착되어 있던 금속이온이 빠져 나와 반대편의 활성탄소판에 다시 흡착되어 금속이온의 회수율을 낮추는 것을 방지할 수 있다.In addition, the deionization apparatus according to the present invention may further include an anion exchange membrane formed between the flow-forming plate and the activated carbon plate to serve as a positive electrode. The negative ion exchange membrane, when recovering the metal ions adsorbed on the activated carbon plate, when the voltage applied to the activated carbon plate is reversed, the metal ions adsorbed on the activated carbon plate are released and adsorbed again to the opposite activated carbon plate to recover the metal ions. Can be lowered.

본 발명에서 탈이온 장치는 양전극의 역할을 수행하는 활성탄소판, 유로형성판, 선택적 투과막 및 음전극의 역할을 수행하는 활성탄소판이 순차적으로 적층된 구조의 셀로 이루어질 수 있다. In the present invention, the deionizer may be formed of a cell having a structure in which an activated carbon plate serving as a positive electrode, a channel forming plate, a selective permeable membrane, and an activated carbon plate serving as a negative electrode are sequentially stacked.

또한, 본 발명에서 탈이온 장치는 집전체 및 음이온 교환막을 추가로 포함하여, 양극집전체, 활성탄소판, 음이온 교환막, 유로형성판, 선택적 투과막, 활성탄소판 및 음극집전체가 순차적으로 적층된 구조의 셀로 이루어질 수 있다. In addition, the deionizer in the present invention further comprises a current collector and an anion exchange membrane, a positive electrode current collector, activated carbon plate, anion exchange membrane, flow path forming plate, selective permeable membrane, activated carbon plate and negative electrode current collector structure sequentially stacked It may be made of cells.

본 발명에서 상기 셀은 흡착능력의 향상 및 공간의 효율적 활용을 위하여 하나 이상 적층하여 사용할 수 있다. In the present invention, the cells may be used by stacking one or more for improving the adsorption capacity and efficient use of space.

또한, 본 발명에서 상기 셀은 하나 이상을 직렬 및 병렬로 구성하거나, 직렬과 병렬을 혼합하여 흡착 효율을 증가시킬 수 있으며, 셀 별로 선택적 투과막의 종류를 달리하여 원하는 금속이온을 셀 별로 농축할 수도 있다.
In addition, in the present invention, the cell may be configured in one or more in series and in parallel, or by mixing in series and parallel to increase the adsorption efficiency, and by varying the type of selective permeable membrane for each cell, the desired metal ion may be concentrated for each cell. have.

또한, 본 발명은 탈이온 장치에 외부의 전압을 인가하는 단계;In addition, the present invention comprises the steps of applying an external voltage to the deionization device;

음전압이 인가된 활성탄소판이 금속이온을 함유하는 유체 중의 금속이온을 흡착하는 단계; 및Adsorbing metal ions in the fluid containing the metal ions to the activated carbon plate to which a negative voltage is applied; And

음전압이 인가된 활성탄소판에 흡착된 금속이온을 회수하는 단계;를 포함하는 금속이온의 회수 방법에 관한 것이다.
And recovering metal ions adsorbed on the activated carbon plate to which a negative voltage is applied.

본 발명의 전압을 인가하는 단계에서, 전원공급장치로부터 탈이온 장치로 전압을 인가하면, 상기 장치 중의 양극집전체 및 음극집전체에 의해 상기 양극집전체 및 음극집전체에 인접한 활성탄소판들은 각각 양전극 및 음전극의 역할을 수행하게 된다. 이 때, 인가된 전압은 3.0 V 미만일 수 있다. 또한, 금속이온으로는 리튬 이온, 티타늄 이온, 바나듐 이온, 우라늄 이온, 코발트 이온, 붕소 이온, 루비듐 이온, 스트론튬 이온 및 몰리브덴 이온으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나 이상의 희유 금속이온을 사용할 수 있다. In the step of applying the voltage of the present invention, when a voltage is applied from the power supply device to the deionization device, the activated carbon plates adjacent to the positive electrode collector and the negative electrode collector by the positive electrode collector and the negative electrode collector in the device are respectively positive electrodes. And serve as a negative electrode. At this time, the applied voltage may be less than 3.0V. In addition, at least one rare metal ion selected from the group consisting of lithium ions, titanium ions, vanadium ions, uranium ions, cobalt ions, boron ions, rubidium ions, strontium ions, and molybdenum ions may be used.

본 발명에서 음전압이 인가된 활성탄소판이 금속이온을 흡착하는 단계는 하기와 같은 방법으로 수행될 수 있다.In the present invention, the step of adsorbing metal ions to the activated carbon plate to which a negative voltage is applied may be performed by the following method.

본 발명에서 유체는 탈이온 장치로 별도의 펌프를 사용하여 유입시킬 수 있다. 본 발명에서 유체로는 해수를 사용할 수 있으며, 또한, 해수담수화에 사용되는 역삼투막 장치의 농축수를 사용할 수 있다. 상기 농축수를 사용할 경우, 역삼투막 장치의 농축수 라인에 탈이온 장치를 장착하여 별도의 펌프 없이 운전이 가능하다. 이때, 역삼투막 장치의 농축수는 금속이온이 농축되어 있으므로, 흡착 효율이 향상되는 효과를 얻을 수 있다. 또한, 해수담수화에 사용되는 증발법 장치, 전기 투석장치의 농축수 라인에 장착하여 사용할 수도 있다. In the present invention, the fluid may be introduced into the deionizer using a separate pump. In the present invention, seawater may be used as the fluid, and concentrated water of the reverse osmosis membrane device used for seawater desalination may be used. When using the concentrated water, it is possible to operate without a separate pump by mounting a deionizer in the concentrated water line of the reverse osmosis membrane device. At this time, the concentrated water of the reverse osmosis membrane device is concentrated metal ions, it is possible to obtain the effect that the adsorption efficiency is improved. Moreover, it can also be attached to the concentrated water line of the evaporation apparatus and electrodialysis apparatus used for seawater desalination.

본 발명에 따른 탈이온 장치로 예를 들어, 해수가 유입되면, 상기 해수는 활성탄소판 사이에 형성된 유로형성판을 통과하게 된다. 상기 유로형성판을 이동하는 해수는 양전극 역할을 수행하는 활성탄소판과 인접한 음이온 교환막 및 음전극 역할을 수행하는 활성탄소판과 인접한 선택적 투과막과 마주보며 접촉된 상태에서 유로형성판을 지나 장치 밖으로 배출된다. 이 때, 선택적 투과막은 원하는 금속이온, 특히 희유 금속이온만을 선택적으로 투과할 수 있으므로, 상기 해수 중의 선택된 금속이온은 선택적 투과막을 통과하여 음극집전체와 접촉하고 있는 활성탄소판 쪽으로만 흡착이 진행되므로, 상기 활성탄소판에는 금속이온이 흡착된다. For example, when seawater is introduced into the deionization apparatus according to the present invention, the seawater passes through a flow path forming plate formed between activated carbon plates. The seawater moving through the flow path forming plate is discharged out of the device through the flow path forming plate in contact with the activated carbon plate serving as the positive electrode and the selective permeable membrane adjacent to the activated carbon plate serving as the negative electrode. At this time, since the selective permeable membrane can selectively permeate only the desired metal ions, especially rare metal ions, since the selected metal ions in the seawater pass through the selective permeable membrane and adsorb only toward the activated carbon plate in contact with the negative electrode current collector, Metal ions are adsorbed onto the activated carbon plate.

본 발명에 따른 음전압이 인가된 활성탄소판에 흡착된 금속이온을 회수하는 단계는 예를 들어, 탈이온 장치에 전압을 제거하거나, 반대되는 전압을 걸어줌으로써 수행될 수 있다.The step of recovering the metal ions adsorbed on the activated carbon plate to which the negative voltage is applied according to the present invention may be performed, for example, by removing the voltage to the deionizer or by applying an opposite voltage.

탈이온 장치에 전압이 인가된 상태에서 해수의 흐름이 지속되면, 일정시간 후 활성탄소판이 특정 금속이온에 의해 포화된다. 이때, 장치에 인가된 전압을 제거하면, 활성탄소판에 농축된 금속이온은 농도 차에 의해 선택적 투과막을 통과하여 다시 유로형성판 측으로 나오게 되고, 이 용액을 회수하면 선택된 금속이온이 농축된 용액을 얻게 된다. If the flow of seawater continues while voltage is applied to the deionizer, the activated carbon plate is saturated by certain metal ions after a certain time. At this time, when the voltage applied to the device is removed, the metal ions concentrated on the activated carbon plate are passed through the selective permeable membrane by the concentration difference and come out to the flow path forming plate again. do.

또한, 탈이온 장치, 구체적으로 활성탄소판에 반대되는 전압을 걸어주면, 활성탄소판으로 떨어져 나오는 금속이온의 속도를 높일 수 있다. 즉, 금속이온이 농축되는 과정에서 걸린 전압을 역전시키면 흡착된 금속이온의 탈착속도 및 탈착효율을 높일 수 있다. 금속이온의 회수를 위하여 전압을 역전시킬 경우 활성탄소판에 흡착되어 있던 금속이온이 빠져나와 반대편의 전극에 다시 흡착되어 금속이온의 회수율을 낮추게 된다. 이것을 방지하기 위하여 음이온 교환막을 사용하게 되며, 따라서, 금속이온의 회수과정에서 전압을 역전시키는 방법을 사용하지 않을 경우에는 고가의 음이온 교환막을 사용하지 않아도 금속이온의 회수를 달성할 수 있다. 상기 음이온 교화막을 사용하지 않을 경우, 이온 밸런스에 의해 음이온이 선택적투과막을 통과하지 못하는 한 약간의 효율 감소는 있으나, 여전히 금속이온의 회수를 달성할 수 있다.
In addition, by applying a voltage opposite to the deionization device, specifically the activated carbon plate, it is possible to increase the speed of the metal ions falling into the activated carbon plate. That is, reversing the voltage applied during the concentration of metal ions can increase the desorption rate and desorption efficiency of the adsorbed metal ions. When the voltage is reversed to recover the metal ions, the metal ions adsorbed on the activated carbon plate are released and adsorbed to the opposite electrode to lower the recovery rate of the metal ions. In order to prevent this, an anion exchange membrane is used, and thus, when the method of reversing the voltage is not used in the recovery process of the metal ions, recovery of the metal ions can be achieved without using an expensive anion exchange membrane. When the anion exchanger is not used, there is a slight decrease in efficiency as long as the anion does not pass through the selective permeation membrane due to the ion balance, but it is still possible to achieve recovery of metal ions.

단순히 농도 차에만 의존하던 기존의 흡착법과는 달리, 한 쌍의 활성탄소판 사이의 좁은 틈을 따라 해수가 연속적으로 접촉하면서 흐르므로, 활성탄소판 표면에서의 농도 분극이 적어 흡착효율이 향상되고, 전압을 인가하여 금속이온을 끌어들이는 힘을 높였기 때문에 해수 중의 미량의 금속이온을 흡착하여 농축하는데 효과적이다.Unlike conventional adsorption methods, which simply depended on concentration differences, seawater flows continuously through narrow gaps between a pair of activated carbon plates, resulting in less concentration polarization on the surface of the activated carbon plates, resulting in improved adsorption efficiency and voltage reduction. It is effective in adsorbing and concentrating trace metal ions in seawater because it increases the force to attract metal ions by application.

일단 흡착된 금속이온은 활성탄소판에 인가된 전압을 반대로 인가하던지 또는 인가된 전압을 제거하는 것만으로도 활성탄소판에서 빠져 나오게 되므로, 특정 금속이온이 농축된 용액을 용이하게 얻을 수 있다.
The metal ions once adsorbed are released from the activated carbon plate only by reversely applying the voltage applied to the activated carbon plate or by removing the applied voltage, thereby easily obtaining a solution in which a specific metal ion is concentrated.

도 1은 본 발명의 일례에 따른 탈이온 장치의 단면을 나타낸다.
도 2는 본 발명의 일례에 따른 탈이온 장치의 작동예를 나타낸다.
도 3은 실시예 및 비교예의 반응시간에 따른 용액 중의 리튬 이온의 농도를 나타낸다.
1 shows a cross section of a deionization apparatus according to an example of the invention.
2 shows an example of operation of a deionization apparatus according to an example of the present invention.
Figure 3 shows the concentration of lithium ions in the solution according to the reaction time of Examples and Comparative Examples.

본 발명의 내용을 하기 도면을 통해 구체적으로 설명하도록 한다. The content of the present invention will be described in detail with reference to the following drawings.

본 발명에서 도 1은 본 발명의 일례에 따른 탈이온 장치의 단면을 나타낸다.1 shows a cross section of a deionization apparatus according to one example of the invention.

도 1에 나타난 바와 같이, 탈이온 장치는 활성탄소판(2,6,8), 음이온 교환막(3), 선택적 투과막(5,9), 유로형성판(4), 양극집전체(1) 및 음극집전체(7)로 구성된 평판형 장치이다. 해수 중의 금속이온의 흡착을 위해 탈이온 장치로 해수가 유입되면, 상기 해수는 유로형성판(4)을 통과하게 된다. 유로형성판(4)으로 유입된 해수는 음이온 교환막(3) 및 선택적 투과막(5,9)과 마주보며 접촉된 상태에서 유로형성판을 지나 장치의 외부로 나가게 된다. 이때, 양극집전체(1)와 음극집전체(7) 사이에 전압을 인가하면, 상기 양극집전체(1)와 음극집전체(7)와 접촉된 활성탄소판(2,6,8)에 전압이 인가되고, 이에 따라 인가된 전압과 반대되는 하전을 띄는 이온의 활성탄소판(2,6,8)에 흡착되는 속도가 가속화 된다. 특히, 해수 중에 포함된 금속이온들은 양이온의 성질을 갖고 있기 때문에 선택적 투과막(5,9)을 통과하여 음극집전체(7)와 접촉하고 있는 활성탄소판(6,8) 쪽으로만 흡착이 진행되며, 활성탄소판(2)에는 음이온성 무기이온이 흡착된다. 이 때, 사용되는 선택적 투과막(5,9)은 원하는 금속이온만을 투과시킬 수 있다. As shown in FIG. 1, the deionizer includes an activated carbon plate (2, 6, 8), an anion exchange membrane (3), a selective permeable membrane (5, 9), a flow path forming plate (4), a positive electrode collector (1), and It is a flat type device comprised of the negative electrode collector 7. When seawater flows into the deionizer for adsorption of metal ions in seawater, the seawater passes through the flow path forming plate 4. The seawater flowing into the flow path forming plate 4 passes through the flow path forming plate in the contact state facing the anion exchange membrane 3 and the selective permeable membranes 5 and 9 and then goes out of the apparatus. In this case, when a voltage is applied between the positive electrode current collector 1 and the negative electrode current collector 7, the voltage is applied to the activated carbon plates 2, 6 and 8 in contact with the positive electrode current collector 1 and the negative electrode current collector 7. Is applied, thereby accelerating the rate of adsorption on the activated carbon plates 2, 6, 8 of charged ions opposite to the applied voltage. In particular, since the metal ions contained in the sea water have a cation property, adsorption proceeds only toward the activated carbon plates 6 and 8 that pass through the selective permeable membranes 5 and 9 and are in contact with the negative electrode current collector 7. The anionic inorganic ions are adsorbed onto the activated carbon plate 2. At this time, the selective permeable membranes 5 and 9 used can permeate only desired metal ions.

장치에 전압이 인가된 상태에서 해수의 흐름이 지속되면, 일정시간 후 활성탄소판(6,8)이 특정 금속이온에 의해 포화된다. 이 때, 포화된 금속이온을 활성탄소판(6,8)에서 떨어뜨려 농축된 금속이온의 용액을 얻기 위해서는 단지 인가된 전압을 끊어주기만 하면 된다. 즉, 인가된 전압이 제거되면, 활성탄소판(6,8)에 농축된 금속이온의 농도 차에 의해 선택적 투과막(5,9)을 통과하여 다시 유로형성판(4) 측으로 나오게 되고, 이 용액을 회수하면 금속이온이 농축된 용액을 얻게 된다. 이 때, 활성탄소판(6,8)으로부터 떨어져 나오는 금속이온의 속도를 높이기 위해서는 활성탄소판(6,8) 측에 양극이 걸리게 하면 된다. 즉, 금속이온이 농축되는 과정에서 걸린 전압을 역전시키면, 흡착된 금속이온의 탈착속도 및 탈착효율을 높일 수 있다. 특히, 음이온 교환막(3)을 사용하여 유로형성판(4)로 빠져 나온 금속이온이 반대편의 전극에 흡착되는 현상을 방지할 수 있다.
If the flow of seawater continues with voltage applied to the device, after a certain time the activated carbon plates 6,8 are saturated by certain metal ions. At this time, in order to drop the saturated metal ions from the activated carbon plates 6 and 8 to obtain a solution of the concentrated metal ions, it is only necessary to cut off the applied voltage. That is, when the applied voltage is removed, it passes through the selective permeable membranes 5 and 9 by the difference in concentration of the metal ions concentrated in the activated carbon plates 6 and 8 and comes out to the flow path forming plate 4 again. Recovering gives a solution with concentrated metal ions. At this time, in order to increase the speed of the metal ions that are separated from the activated carbon plates 6 and 8, the anode may be caught on the activated carbon plates 6 and 8 side. That is, reversing the voltage applied in the process of concentrating the metal ions may increase the desorption rate and desorption efficiency of the adsorbed metal ions. In particular, it is possible to prevent the phenomenon that the metal ions exiting into the flow path forming plate 4 by using the anion exchange membrane 3 are adsorbed onto the opposite electrode.

또한, 도 2는 본 발명의 일례에 따른 장치의 작동예를 나타낸다.2 shows an example of the operation of the apparatus according to an example of the present invention.

상기 도 2에 나타난 바와 같이, 하나 이상의 셀을 적층한 탈이온 장치에 A의 방향으로 해수가 유입되고, 양극집전체(1)와 음극집전체(7) 사이에 전압을 인가하면, 유로형성판(4) 측으로 들어온 해수는 선택적 투과막(5,9)을 통해 금속이온이 통과하여 활성탄소판(6,8)에 금속이온이 흡착된다. 이때, 양전집전체(1)와 접촉한 활성탄소판(2)에는 음이온성 무기이온이 흡착된다. 탈이온 장치의 작동시간이 증가함에 다라 활성탄소판(6,8)에는 금속이온의 흡착이 더욱 진행되어 금속이온으로 포화되게 되고, 이에 따라 탈이온 장치에 인가되는 전류 치가 감소하게 된다. 이 때, 탈이온 장치에 인가되는 전류는 흡착전극의 면적 및 이온상의 흡착속도에 따라 크게 변하게 된다. 전류치의 감속 속도가 0에 가까워짐은 활성탄소판(6,8)에 금속이온이 포화되었음을 나타내는 것으로, 이 때, 양극집전체(1) 및 음극집전체(7) 사이에 인가된 전압을 끊어주거나 또는 반대전압을 걸어주면 활성탄소판(6,8)에 포화되어 있던 금속이온이 농축된 채 B의 방향으로 빠져 나오게 된다. As shown in FIG. 2, when seawater flows in the direction of A to a deionization device in which one or more cells are stacked, and a voltage is applied between the positive electrode current collector 1 and the negative electrode current collector 7, the flow path forming plate is formed. In the seawater introduced into the (4) side, metal ions pass through the selective permeable membranes 5 and 9 to adsorb the metal ions to the activated carbon plates 6 and 8. At this time, anionic inorganic ions are adsorbed to the activated carbon plate 2 in contact with the positive current collector 1. As the operating time of the deionizer increases, the adsorption of metal ions on the activated carbon plates 6 and 8 further proceeds to saturate the metal ions, thereby reducing the current value applied to the deionizer. At this time, the current applied to the deionization device is greatly changed depending on the area of the adsorption electrode and the adsorption rate of the ionic phase. When the deceleration rate of the current value approaches zero indicates that the metal ions are saturated in the activated carbon plates 6 and 8, at this time, the voltage applied between the positive electrode collector 1 and the negative electrode collector 7 is cut off or When the opposite voltage is applied, the metal ions saturated in the activated carbon plates 6 and 8 are concentrated and exited in the direction of B.

본 발명에 의한 탈이온 장치에서 장치에는 별도의 펌프를 사용하여 해수를 유입시켜도 되나, 해수담수화에 사용되는 역삼투막 장치의 농축수 라인에 장착하여 별도의 펌프 없이 운전이 가능하다. 이 때, 역삼투막 장치의 농축수는 금속이온으로 농축되어 있으므로 흡착 효율이 향상되는 효과를 얻을 수 있다. 또는 해수담수화에서 사용되는 증발법 장치, 전기 투석장치의 농축수 라인을 이용하여도 동일한 효과를 얻을 수 있다.
In the deionization apparatus according to the present invention, a separate pump may be used to introduce seawater, but it may be operated without a separate pump by being installed in a concentrated water line of a reverse osmosis membrane device used for seawater desalination. At this time, since the concentrated water of the reverse osmosis membrane device is concentrated with metal ions, the adsorption efficiency can be improved. Alternatively, the same effect can be obtained by using a concentrated water line of an evaporation apparatus and an electrodialysis apparatus used in seawater desalination.

이하 본 발명에 따르는 실시예 및 본 발명에 따르지 않는 비교예를 통하여 본 발명을 보다 상세히 설명하나, 본 발명의 범위가 하기 제시된 실시예에 의해 제한되는 것은 아니다.
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the following examples and comparative examples, but the scope of the present invention is not limited by the following examples.

실시예 1Example 1

리튬 이온을 30 ppm 함유하는 용액 20 L를 제조하였다. 20 L of a solution containing 30 ppm of lithium ions was prepared.

음극집전체, 10 cm2 면적의 활성탄소판, 평균 2.5 Å(angstrom)의 기공크기를 갖는 막(선택적 투과막), 유로형성판, 음이온 교환막, 10 cm2 면적의 활성탄소판 및 양극집전체를 포함하는 셀이 두 개가 적층된 탈이온 장치의 양극집전체 및 음극집전체 사이에 1.2 V의 전압을 인가하고, 1 L/min의 유속으로 용기 안의 용액을 순환시켰다.
Including negative electrode current collector, activated carbon plate of 10 cm 2 area, membrane having an average pore size of 2.5 angstrom (selective permeable membrane), flow path forming plate, anion exchange membrane, activated carbon plate of 10 cm 2 area and positive electrode current collector A voltage of 1.2 V was applied between the positive electrode collector and the negative electrode collector of the deionizer in which two cells were stacked, and the solution in the vessel was circulated at a flow rate of 1 L / min.

비교예 1Comparative Example 1

두께 700 ㎛, 10 cm2 면적의 흡착포 4 장을 실시예 1의 용액과 접촉이 용이하게 배열하여 침지시킨 후 용액의 균일한 농도 유지를 위해 교반기를 이용하여 100 rpm의 속도로 교반시켰다.
Four adsorption cloths having a thickness of 700 µm and an area of 10 cm 2 were easily immersed in contact with the solution of Example 1, and then stirred at a speed of 100 rpm using a stirrer to maintain a uniform concentration of the solution.

실시예 및 비교예의 리튬 이온의 농도는 10 분 간격으로 10 ml의 시료를 채취하여 ICP-MS를 이용하여 분석하여 도 3에 나타내었다.
The concentrations of lithium ions of Examples and Comparative Examples are shown in FIG. 3 by analyzing 10 ml samples at 10 minute intervals using ICP-MS.

도 3은 실시예 및 비교예의 반응시간에 따른 용액 중의 리튬 이온의 농도를 나타낸다. 상기 도에서 Y 축은 용액의 리튬 이온 농도를 나타내고, X측은 반응시간을 나타낸다. 본 발명에 의한 A에서는 리튬 이온의 농도는 운전시작 후 2 시간 동안 급격하게 낮아져 약 50%의 리튬 이온이 활성탄소판에 흡착되었음을 알 수 있었다. 기존의 흡착포를 이용한 B에서는 2시간 경과 후, 약 3%의 리튬이온이 흡착포에 흡착되었음을 알 수 있었다. 따라서, 본 발명에 의한 리튬 이온 회수공정이 기존의 흡착포를 이용한 공정에 비해 약 16배의 흡착효율 향상이 있었음을 알 수 있다.
Figure 3 shows the concentration of lithium ions in the solution according to the reaction time of Examples and Comparative Examples. In the figure, the Y axis represents the lithium ion concentration of the solution, and the X side represents the reaction time. In the A according to the present invention, the concentration of lithium ions was drastically lowered for 2 hours after the start of operation, indicating that about 50% of the lithium ions were adsorbed onto the activated carbon plate. In B using the conventional adsorption cloth, about 2% of lithium ions were adsorbed onto the adsorption cloth after 2 hours. Therefore, it can be seen that the lithium ion recovery process according to the present invention has improved the adsorption efficiency by about 16 times compared to the process using the conventional adsorption cloth.

1: 양극집전체 2,6,8 : 활성탄소판
3: 음이온교환막 4: 유료형성판
5,9: 선택적 투과막 7: 음극집전체
1: positive electrode current collector 2,6,8: activated carbon plate
3: anion exchange membrane 4: toll-forming plate
5,9: selective permeable membrane 7: negative electrode current collector

Claims (16)

외부로부터 전압이 인가되어 양전극 또는 음전극의 역할을 수행하는 둘 이상의 활성탄소판,
상기 활성탄소판 사이에 형성되고, 금속이온을 함유하는 유체가 이동하는 유로형성판 및
상기 유로형성판 및 음전극의 역할을 수행하는 활성탄소판 사이에 형성되고, 우라늄 이온 또는 리튬 이온만은 통과시키는 선택적 투과막을 포함하며,
상기 우라늄 이온만을 통과시키는 선택적 투과막은 포스페이트를 갖는 이온교환막, 아미독심기를 갖는 폴리프로필렌계 이온교환막 또는 인산화된 폴리플로필렌 막이고,
상기 리튬 이온만을 통과시키는 선택적 투과막은 2.5 Å 이하의 기공 크기를 가지는 역삼투막, 나노투과막, 한외여과막 또는 반투과막인 탈이온 장치.
Two or more activated carbon plates, in which a voltage is applied from the outside to serve as a positive electrode or a negative electrode,
A flow path forming plate formed between the activated carbon plates and moving the fluid containing metal ions;
It is formed between the channel forming plate and the activated carbon plate to serve as a negative electrode, and includes a selective permeable membrane for passing only uranium ions or lithium ions,
The selective permeable membrane passing only uranium ions is an ion exchange membrane having a phosphate, a polypropylene-based ion exchange membrane having an amidoxime group, or a phosphorylated polyflophylene membrane,
The selective permeable membrane passing only the lithium ion is a reverse osmosis membrane, a nano-permeable membrane, an ultrafiltration membrane, or a semi-permeable membrane having a pore size of 2.5 GPa or less.
삭제delete 제 1 항에 있어서,
탈이온 장치에 전압을 인가하는 전원공급장치를 추가로 포함하는 탈이온 장치.
The method of claim 1,
A deionizer further comprising a power supply for applying a voltage to the deionizer.
제 1 항에 있어서,
활성탄소판과 접촉되고, 활성탄소판에 양전압을 인가하는 양극집전체 및 음전압을 인가하는 음극집전체를 추가로 포함하는 탈이온 장치.
The method of claim 1,
A deionization device further comprising a positive electrode current collector in contact with the activated carbon plate and applying a positive voltage to the activated carbon plate and a negative electrode current collector for applying a negative voltage.
제 1 항에 있어서,
활성탄소판은 탄소에어로겔, 탄소나노튜브, 활성탄소섬유천, 활성탄소섬유 직포, 활성탄소섬유 부직포 및 활성탄소분말 성형체로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나 이상인 탈이온 장치.
The method of claim 1,
Activated carbon plate is a deionizer of at least one selected from the group consisting of carbon aerogels, carbon nanotubes, activated carbon fiber cloth, activated carbon fiber woven fabric, activated carbon fiber nonwoven fabric and activated carbon powder molding.
삭제delete 삭제delete 제 1 항에 있어서,
유로형성판 및 양전극의 역할을 수행하는 활성탄소판 사이에 형성된 음이온 교환막을 추가로 포함하는 탈이온 장치.
The method of claim 1,
A deionizer further comprising an anion exchange membrane formed between the flow path forming plate and the activated carbon plate serving as the positive electrode.
제 1 항에 있어서,
탈이온 장치는 양전극의 역할을 수행하는 활성탄소판, 유로형성판, 선택적 투과막 및 음전극의 역할을 수행하는 활성탄소판이 순차적으로 적층된 셀을 포함하는 탈이온 장치.
The method of claim 1,
The deionizer includes a cell in which an activated carbon plate serving as a positive electrode, a channel forming plate, a selective permeable membrane, and an activated carbon plate serving as a negative electrode are sequentially stacked.
제 8 항에 있어서,
탈이온 장치는 양극집전체, 활성탄소판, 음이온 교환막, 유로형성판, 선택적 투과막, 활성탄소판 및 음극집전체가 순차적으로 적층된 셀을 포함하는 탈이온 장치.
The method of claim 8,
The deionizer comprises a cell in which a positive electrode current collector, an activated carbon plate, an anion exchange membrane, a flow path forming plate, a selective permeable membrane, an activated carbon plate and a negative electrode current collector are sequentially stacked.
제 9 항 또는 제 10 항에 있어서,
탈이온 장치는 하나 이상의 셀이 적층된 구조인 탈이온 장치.
11. The method according to claim 9 or 10,
The deionizer is a deionizer having a structure in which one or more cells are stacked.
제1항에 따른 탈이온 장치에 외부의 전압을 인가하는 단계;
음전압이 인가된 활성탄소판이 금속이온을 함유하는 유체 중의 금속이온을 흡착하는 단계; 및
음전압이 인가된 활성탄소판에 흡착된 금속이온을 회수하는 단계;를 포함하는 금속이온의 회수 방법.
Applying an external voltage to the deionization device according to claim 1;
Adsorbing metal ions in the fluid containing the metal ions to the activated carbon plate to which a negative voltage is applied; And
Recovering the metal ions adsorbed on the activated carbon plate is applied a negative voltage.
삭제delete 제 12 항에 있어서,
인가된 전압은 3.0 V 미만인 금속이온의 회수 방법.
13. The method of claim 12,
A method for recovering metal ions, the applied voltage is less than 3.0V.
제 12 항에 있어서,
금속이온을 함유하는 유체는 해수 또는 해수담수화 장치에서 배출된 농축수인 금속이온의 회수 방법.
13. The method of claim 12,
A method for recovering metal ions, wherein the fluid containing metal ions is concentrated water discharged from seawater or seawater desalination equipment.
제 12 항에 있어서,
금속이온을 회수하는 단계는 탈이온 장치에 인가된 전압을 제거하거나, 반대 전압을 걸어주는 것인 금속이온의 회수 방법.
13. The method of claim 12,
The method of recovering metal ions is to remove the voltage applied to the deionizer or apply a reverse voltage.
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