KR101616899B1 - Cathode electrode for electrolytic process - Google Patents

Cathode electrode for electrolytic process Download PDF

Info

Publication number
KR101616899B1
KR101616899B1 KR1020140185028A KR20140185028A KR101616899B1 KR 101616899 B1 KR101616899 B1 KR 101616899B1 KR 1020140185028 A KR1020140185028 A KR 1020140185028A KR 20140185028 A KR20140185028 A KR 20140185028A KR 101616899 B1 KR101616899 B1 KR 101616899B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
cathode
electrolytic
negative electrode
electrode
anode
Prior art date
Application number
KR1020140185028A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
이영주
김주영
오윤석
양혁
Original Assignee
재단법인 포항산업과학연구원
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 재단법인 포항산업과학연구원 filed Critical 재단법인 포항산업과학연구원
Priority to KR1020140185028A priority Critical patent/KR101616899B1/en
Application granted granted Critical
Publication of KR101616899B1 publication Critical patent/KR101616899B1/en

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
    • C25C7/02—Electrodes; Connections thereof
    • 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
    • C25C7/02—Electrodes; Connections thereof
    • C25C7/025—Electrodes; Connections thereof used in cells for the electrolysis of melts

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Electrolytic Production Of Metals (AREA)

Abstract

A cathode electrode for electrolysis may comprise: a first cathode part, a second cathode part, and a connecting part. The first cathode part is separated from an anode part at a secondary distance. The second cathode part is separated from the anode part at a primary distance. The connecting part is able to connect the first cathode part and the second cathode part. The cathode electrode for electrolysis may comprise a plurality of cathode parts.

Description

전해용 음극 전극{Cathode electrode for electrolytic process}[0001] Cathode electrode for electrolytic process [0002]

본 발명은 전해용 전극 관련 기술에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 다중 음극부를 포함하는 전해용 음극 전극에 관한 것이다.
TECHNICAL FIELD The present invention relates to an electrolytic electrode related technology, and more particularly, to an electrolytic negative electrode including a multiple cathode portion.

종래에 있어서, 상업적으로 제조되는 가장 강한 영구자석은 사마륨코발트 합금(SmCo 5)의 소결분말로 제조되었다. 최근에 더욱 강력한 자석이 희토류원소, 바람직하게는 네오디뮴이나 프라세오디뮴, 철, 및 붕소의 합금을 기초로 하여 제조되고 있다.Conventionally, the strongest permanent magnets manufactured commercially are made of sintered powder of a samarium cobalt alloy (SmCo 5 ). More recently, more powerful magnets have been made based on rare earth elements, preferably alloys of neodymium or praseodymium, iron, and boron.

이러한 자석류는 희토류금속철붕소(Re2Fe14B)상을 함유한다. 이러한 합금류 및 그들을 이용한 자석의 제조방법이 미국특허출원 USA4,496,395호, 유럽특허출원 제0,108,474호, 제0,144,112호, 제0,133,758호, 및 제0,125,752호 등에 기술되어 있다.These magnetites contain a rare earth metal iron boron (Re 2 Fe 14 B) phase. Such alloys and methods for producing magnets using them are described in U.S. Patent Application No. 4,496,395, European Patent Application Nos. 0,108,474, 0,144,112, 0,133,758, and 0,125,752.

희토류원소(RE)는 주기율표의 원자번호 5771 사이의 원소들 및 원자번호 39의 이트륨을 포함하는 것으로서, 이들의 중요한 소스는 모나자이트광석 및 바스트나자이트 광석이다.The rare earth element (RE) comprises elements between atomic number 5771 and yttrium in the periodic table, the important sources of which are monazite orbasminite ores.

여러가지 공지기술들에 의하여 이들 광석으로부터 희토류원소 혼합물을 추출할 수 있으며, 이렇게 추출된 혼합물은 용출(elution)이나 액체액체추출(liquidliquid extraction) 등과 같은 통상적인 처리기술에 의하여 서로 분리될 수 있다. 일단 희토류금속 원소들이 분리되고 나면, 그들은 영구자석에의 적용에 유용하도록 화합물의 형태로부터 매우 순수한 금속상태, 바람직하게는 95원자퍼센트 이상의 순도까지 환원되어야 한다.The rare earth element mixture can be extracted from these ores by a variety of known techniques and the extracted mixture can be separated from one another by conventional processing techniques such as elution or liquidliquid extraction. Once the rare earth metal elements are separated, they must be reduced from the form of the compound to a very pure metal state, preferably to a purity of at least 95 atomic percent, so as to be useful for application to permanent magnets.

종래에 있어서, 이러한 최종 환원단계는 매우 복잡하고 또한 경비가 과다하기 때문에, 결과적으로 희토류 금속의 단가가 매우 비싸게 되었다.Conventionally, this final reduction step is very complicated and expensive, and as a result, the unit price of the rare earth metal becomes very expensive.

오늘날, 희토류화합물을 산업에 이용하기에 충분한 순도를 갖는 희토류금속으로 환원시키는데는 전해공정(electrolytic process) 및 비전해공정(nonelectrolytic process)의 두가지가 이용되고 있다.Today, electrolytic processes and nonelectrolytic processes are used to reduce rare earth compounds to rare earth metals with purity sufficient for industrial applications.

전해 환원공정은, 용융알칼리금속염 또는 알카리토류금속염 내에 용해된 무수 희토류(금속)염화물의 분해를 포함한 공정, 및 용융희토류 불소화물내에 용해된 희토류 산화물의 분해를 포함하는 공정의 두가지가 있다.The electrolytic reduction process has two processes, including the decomposition of anhydrous rare earth (metal) chloride dissolved in a molten alkali metal salt or alkaline earth metal salt, and a process involving the decomposition of a rare earth oxide dissolved in a molten rare earth fluoride.

이 배경기술 부분에 기재된 사항은 발명의 배경에 대한 이해를 증진하기 위하여 작성된 것으로서, 이 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래기술이 아닌 사항을 포함할 수 있다.
The matters described in the background section are intended to enhance the understanding of the background of the invention and may include matters not previously known to those skilled in the art.

본 발명이 해결하려는 기술적 과제(목적)는, 다중 음극부를 포함하는 전해용 음극 전극을 제공하는 것이다.
An object of the present invention is to provide an electrolytic cathode electrode comprising a multi-cathode portion.

상기 과제를 해결(달성)하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따른 전해용 음극 전극은, 양극부와 제1 거리만큼 이격되는 제1 음극부; 상기 양극부와 제2 거리만큼 이격되는 제2 음극부; 및 상기 제1 음극부와 상기 제2 음극부를 연결하는 연결부를 포함할 수 있다.In order to solve the above problems, an electrolytic cathode according to an embodiment of the present invention includes a first cathode portion spaced apart from a cathode portion by a first distance; A second cathode portion spaced apart from the anode portion by a second distance; And a connection portion connecting the first cathode portion and the second cathode portion.

상기 제2 거리는 상기 제1 거리와 동일할 수 있다. 상기 제1 음극부 및 제2 음극부 각각은 봉(pole) 형태를 가지는 음극 전극봉일 수 있다.The second distance may be equal to the first distance. Each of the first cathode portion and the second cathode portion may be a cathode electrode having a pole shape.

상기 제2 음극부는 상기 양극부를 사이에 두고 상기 제1 음극부가 상기 제2 음극부를 마주 보는 방향에 배치될 수 있다.The second negative electrode portion may be disposed in a direction in which the first negative electrode portion faces the second negative electrode portion with the positive electrode portion interposed therebetween.

상기 연결부는 원형 고리(ring)를 포함하며, 상기 원형 고리의 내부 관통 홀(hole)에 상기 양극부가 삽입될 수 있다.The connection part includes a circular ring, and the anode part may be inserted into an inner through hole of the circular ring.

상기 전해용 음극 전극은, 각각 봉(pole) 형태를 가지는 음극 전극봉인 제3 음극부, 제4 음극부, 제5 음극부, 및 제6 음극부를 더 포함하며, 상기 제3 음극부, 상기 제4 음극부, 상기 제5 음극부, 및 상기 제6 음극부는 상기 연결부에 연결될 수 있다.Wherein the electrolytic cathode electrode further comprises a third cathode portion, a fourth cathode portion, a fifth cathode portion, and a sixth cathode portion which are cathode electrode bars each having a pole shape, the third cathode portion, The fourth cathode portion, the fifth cathode portion, and the sixth cathode portion may be connected to the connection portion.

상기 제1 음극부, 상기 제2 음극부, 상기 제3 음극부, 상기 제4 음극부, 상기 제5 음극부, 및 상기 제6 음극부 각각은 상기 연결부의 하부에 서로 등간격으로 배치될 수 있다.Each of the first negative electrode portion, the second negative electrode portion, the third negative electrode portion, the fourth negative electrode portion, the fifth negative electrode portion, and the sixth negative electrode portion may be disposed at equal intervals have.

상기 제1 음극부, 상기 제2 음극부, 상기 제3 음극부, 상기 제4 음극부, 상기 제5 음극부, 및 상기 제6 음극부는 상기 연결부에 형성된 홀(hole)에 삽입되어 상기 연결부에 고정될 수 있다.Wherein the first negative electrode portion, the second negative electrode portion, the third negative electrode portion, the fourth negative electrode portion, the fifth negative electrode portion, and the sixth negative electrode portion are inserted into holes formed in the connection portion, Can be fixed.

상기 전해용 음극 전극은, 상기 연결부의 상부에 연결된 전류 인가부를 더 포함할 수 있다.The electrolytic cathode electrode may further include a current application unit connected to an upper portion of the connection unit.

상기 전류 인가부는 상기 연결부에 형성된 홀(hole)에 삽입되어 상기 연결부에 고정될 수 있다. 상기 전류 인가부는 봉(pole) 형태를 가질 수 있다.
The current application part may be inserted into a hole formed in the connection part and fixed to the connection part. The current applying part may have a pole shape.

전술한 본 발명의 실시예에 따르면, 전해용 음극 전극은, 다중 음극 전극봉과 같은 다중 음극 전극부 전체에서 Nd(네오디뮴) 금속과 같은 희토류 금속의 환원을 가능하게 할 수 있다.According to the embodiment of the present invention described above, the electrolytic cathode electrode can reduce the rare earth metal such as Nd (neodymium) metal in the entire multi-cathode electrode portion such as a multi-cathode electrode rod.

본 발명에 따른 전해용 음극 전극은 다중 음극 전극부를 포함하므로, 전해 시 사용되는 인가 전류 또는 전류의 인가 시간을 증가시켜 다량의 Nd 금속과 같은 희토류 금속을 환원시킬 수 있고 전해 효율을 향상시킬 수 있다.
Since the cathode for an electrolysis according to the present invention includes a multi-cathode electrode portion, it is possible to reduce a rare earth metal such as a large amount of Nd metal by increasing the application time or current applied for electrolysis and improve the electrolysis efficiency .

본 발명의 상세한 설명에서 사용되는 도면을 보다 충분히 이해하기 위하여, 각 도면의 간단한 설명이 제공된다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 전해용 음극 전극을 설명하는 도면(종단면도)이다.
도 2는 도 1에 도시된 전해용 음극 전극을 포함하는 전해조의 도면(횡단면도)이다.
도 3은 도 1에 도시된 전해용 음극 전극을 나타내는 도면(사시도)이다.
도 4는 도 1에 도시된 전해용 양극 전극을 나타내는 도면(사시도)이다.
도 5는 도 1의 전해용 양극 전극이 본 발명의 전해용 음극 전극에 삽입되는 경우를 설명하는 도면(사시도)이다.
도 6은 본 발명의 전해용 음극 전극에서 환원되는 금속을 설명하는 도면(image)이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS For a more complete understanding of the drawings used in the detailed description of the present invention, a brief description of each drawing is provided.
1 is a view (vertical cross-sectional view) illustrating an electrolytic cathode electrode according to an embodiment of the present invention.
Fig. 2 is a view (cross-sectional view) of an electrolytic cell including the electrolytic cathode electrode shown in Fig.
3 is a view (perspective view) showing the electrolytic cathode electrode shown in Fig.
4 is a view (perspective view) showing the electrolytic positive electrode shown in Fig.
FIG. 5 is a view (perspective view) for explaining a case where the electrolytic anode of FIG. 1 is inserted into the electrolytic cathode of the present invention. FIG.
6 is an image explaining a metal to be reduced in the electrolytic negative electrode of the present invention.

본 발명, 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는, 본 발명의 실시예를 예시하는 첨부 도면 및 첨부 도면에 기재된 내용이 참조되어야 한다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS For a better understanding of the present invention, and the objects attained by the practice of the invention, reference should be made to the accompanying drawings, which illustrate embodiments of the invention, and to the description in the accompanying drawings.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하는 것에 의해, 본 발명을 상세히 설명한다. 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조 부호는 동일한 구성 요소를 나타낼 수 있다.BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to embodiments of the present invention with reference to the accompanying drawings. In the following description of the present invention, a detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the subject matter of the present invention rather unclear. Like reference numerals in the drawings denote like elements.

본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 이 명세서에서, “포함하다” 또는 “가지다” 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terminology used herein is for the purpose of describing particular embodiments only and is not intended to be limiting of the invention. The singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. In this specification, the terms "comprises" or "having", etc., are used to specify that a feature, a number, a step, an operation, an element, a component, or a combination thereof, But do not preclude the presence or addition of one or more other features, integers, steps, operations, elements, components, or combinations thereof.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 “연결”되어 있다고 할 때, 이는 “직접적으로 연결”되어 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 다른 구성요소를 사이에 두고 “전기적 또는 기계적으로 연결”되어 있는 경우도 포함한다.Throughout the specification, when a part is referred to as being "connected" to another part, it is not necessarily the case that it is "directly connected", but also "electrically or mechanically connected" .

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자(통상의 기술자)에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가진 것으로 해석되어야 하며, 본 명세서에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Unless defined otherwise, terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs. Terms such as those defined in commonly used dictionaries are to be interpreted as having a meaning consistent with the contextual meaning of the related art and, unless expressly defined herein, are to be construed as either ideal or overly formal Do not.

고성능 RFeB계 희토류 자석(또는 영구자석)의 주요 원료로 사용되는 희토류 금속(Ce, Pr, Nd(네오디뮴), Sm, Tb, Dy 등)은, Monazite((Ce,Y)PO4), Xenotime(YPO4), Bastnaesite(CeFCO3) 대표적 광물 중, Monazite((Ce,Y) PO4) 및 Bastnaesite(CeFCO3) 광물에서 염화물(NdCl3), 불화물(NdF3), 혹은 산화물(Nd2O3) 등으로 추출되며, 이렇게 다양한 희토류 화합물은 보통 용융염 전해법(molten salt electrolysis)에 의해 환원될 수 있다.(Ce, Y) PO 4), Xenotime (YPO 4), and rare earth metals (Ce, Pr, Nd (Neodymium), Sm, Tb, and Dy) which are used as main raw materials of the high performance RFeB rare earth magnets (or permanent magnets) (NdCl3), fluoride (NdF3), or oxide (Nd2O3) in Bastnaesite (CeFCO3) mineral and Monazite ((Ce, Y) PO4) and Bastnaesite Can usually be reduced by molten salt electrolysis.

용융염 전해법에 의한 환원시 환원되는 Nd금속와 같은 희토류 금속의 양은, Faraday 법칙에 의해 예상할 수 있다. Faraday 법칙에서, 1 F(Faraday)는 1화학당량(원자량/원자가)를 석출시키는 데 필요한 전기량일 수 있다. 상기 1F = 96,540Coulomb=26.8Ah일 수 있다.The amount of rare earth metal such as Nd metal reduced during reduction by the molten salt electrolysis method can be expected by the Faraday's law. In Faraday's law, 1 F (Faraday) can be the amount of electricity required to precipitate one chemical equivalent (atomic weight / valence). 1F = 96,540 Coulomb = 26.8 Ah.

Nd금속과 같은 희토류 금속의 환원의 대형화를 위해서는, 전해 시 사용되는 인가전류의 증가 또는 전류 인가시간의 증가를 위한 전극봉의 기하학적 구조(Geometry) 설계 또는 전해욕(Electrolytic bath)(전해액)을 포함하는 전해조의 설계가 필요할 수 있다.In order to increase the reduction of the rare earth metal such as Nd metal, the geometry design of the electrode rod or the electrolytic bath (electrolytic solution) for increasing the applied current used for electrolysis or increasing the current application time An electrolytic cell design may be required.

본 발명과 비교되는 전극봉 구조에 있어서, 단일한(single) 전극봉인 음극 전극봉과 단일한 전극봉인 양극 전극봉 각각에 전류가 인가되고, 상기 인가된 전류는 상기 단일한 전극봉을 통하여 융융염 내로 전달되어 전해반응이 유도될 수 있다. 이 경우, Nd 금속이 환원되는 음극쪽에 융융염의 유동성 불량으로 융융염에 인가 전류가 충분히 전달되지 못하거나 또는 음극재 표면에 생성된 Nd 금속 및 수소화물(hydride)로 인하여 전기저항이 높아질 경우 인가전류밀도가 낮아져 전해효율이 악화될 수 있다.In the electrode structure compared with the present invention, a current is applied to each of the cathode electrode, which is a single electrode rod, and the anode electrode rod, which is a single electrode, and the applied current is transferred into the molten salt through the single electrode rod, The reaction can be induced. In this case, when the applied current is not sufficiently transferred to the molten salt due to the poor fluidity of the molten salt on the side of the cathode where the Nd metal is reduced, or when the electrical resistance is increased due to the Nd metal and hydride generated on the surface of the negative electrode, The density may be lowered and the electrolytic efficiency may be deteriorated.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 전해용 음극 전극의 구조를 설명하는 도면(종단면도)이다. 도 2는 도 1에 도시된 전해용 음극 전극을 포함하는 전해조의 도면(횡단면도)이다. 도 2는 내부 용기(120)의 상부 및 연결부(107)의 상부에서의 횡단면도이다.1 is a view (longitudinal sectional view) for explaining a structure of an electrolytic cathode electrode according to an embodiment of the present invention. Fig. 2 is a view (cross-sectional view) of an electrolytic cell including the electrolytic cathode electrode shown in Fig. 2 is a cross-sectional view at the top of the inner container 120 and at the top of the connection 107. Fig.

도 3은 도 1에 도시된 전해용 음극 전극을 나타내는 도면(사시도)이다. 도 4는 도 1에 도시된 전해용 양극 전극을 나타내는 도면(사시도)이다. 도 5는 도 1의 전해용 양극 전극이 본 발명의 전해용 음극 전극에 삽입(또는 장입)되는 실시예를 설명하는 도면(사시도)이다.3 is a view (perspective view) showing the electrolytic cathode electrode shown in Fig. 4 is a view (perspective view) showing the electrolytic positive electrode shown in Fig. FIG. 5 is a view (perspective view) for explaining an embodiment in which the electrolytic anode of FIG. 1 is inserted (or charged) into the electrolytic cathode of the present invention.

도 1, 도 2, 도 3, 도 4, 및 도 5를 참조하면, 용융염 전해조와 같은 전해조 (100)는, 용융염 전해용 양극 전극과 같은 전해(전기분해)용 양극 전극, 용융염 전해용 음극 전극과 같은 전해용 음극 전극, 및 내부 용기(또는 반응 용기)(120)에 수용된(담긴) 용융염과 같은 전해욕(전해액)을 포함할 수 있다.Referring to FIGS. 1, 2, 3, 4, and 5, an electrolytic bath 100 such as a molten salt electrolytic cell includes an anode for electrolytic electrolysis such as a molten salt electrolytic anode, And an electrolytic bath (electrolytic solution) such as a molten salt contained (contained) in an inner vessel (or reaction vessel)

상기 전해용 양극 전극은 직류(DC)전원이 인가되는 전류 인가부(105), 전해욕에 침지(浸漬)되는 양극부(anode unit 또는 anode member))(109), 및 전류 인가부(105)와 양극부(109)을 연결하는 연결부(107)를 포함할 수 있다. 전류 인가부(105), 양극부(109), 및 연결부(107) 각각은, 도 1, 도 4, 또는 도 5에 도시된 바와 같이, 봉(棒) 형태로 구현될 수 있다. 전류 인가부(105)는 제1 결합부(150)에 의해 연결부(107)에 연결될 수 있고, 양극부(109)는 제2 결합부(155)에 의해 연결부(107)에 연결될 수 있다. 제1 결합부(150) 및 제2 결합부(155) 각각은 볼트(bolt)(예, 육각볼트)일 수 있다.The electrolytic positive electrode includes a current application unit 105 to which a direct current (DC) power is applied, an anode unit or an anode member to be immersed in the electrolytic bath 109 and a current application unit 105, And the connection part 107 connecting the anode part 109 with the anode part 109. [ Each of the current applying section 105, the anode section 109 and the connecting section 107 may be realized in the form of a rod as shown in FIG. 1, FIG. 4, or FIG. The current application unit 105 may be connected to the connection unit 107 by the first coupling unit 150 and the anode unit 109 may be connected to the connection unit 107 by the second coupling unit 155. Each of the first coupling portion 150 and the second coupling portion 155 may be a bolt (e.g., hexagonal bolt).

상기 전해용 음극 전극은, 양극부(109)와 제1 거리만큼 이격(離隔)되는(제1 거리값만큼 떨어진) 제1 음극부(115), 양극부(109)와 제2 거리만큼 이격되는 제2 음극부(115), 제1 음극부(115)와 제2 음극부(115)를 연결하는 연결부(112)를 포함할 수 있다. 상기 제2 거리는 상기 제1 거리와 서로 동일할 수 있다. 연결부(112)는 제1 음극부(115)와 제2 음극부(115)가 연결된 하부를 포함할 수 있다. 도 1, 도 3, 또는 도 5에 도시된 바와 같이, 제1 음극부(115) 및 제2 음극부(115) 각각과, 연결부(112)가 이루는 각도는, 예를 들어, 90 도(degree)일 수 있고, 제1 음극부(115) 및 제2 음극부(115) 각각은 양극부(109)와 평행하게 배치될 수 있다. 제2 음극부(115)는, 예를 들어, 제1 음극부(115)가 양극부(109)를 사이에 두고 제2 음극부(115)를 마주 보는 방향에 배치될 수 있다.The electrolytic cathode electrode includes a first cathode portion 115 separated from the anode portion 109 by a first distance (away from the anode portion 109 by a first distance value), and a second cathode portion 115 separated from the anode portion 109 by a second distance A second cathode portion 115, and a connection portion 112 connecting the first cathode portion 115 and the second cathode portion 115. The second distance may be equal to the first distance. The connection portion 112 may include a lower portion to which the first cathode portion 115 and the second cathode portion 115 are connected. The angle formed by each of the first cathode portion 115 and the second cathode portion 115 and the connecting portion 112 is, for example, 90 degrees (degrees), as shown in FIG. 1, FIG. 3, And each of the first cathode portion 115 and the second cathode portion 115 may be disposed in parallel with the anode portion 109. [ The second cathode portion 115 may be disposed in a direction in which the first cathode portion 115 faces the second cathode portion 115 with the anode portion 109 interposed therebetween.

제1 음극부(115) 및 제2 음극부(115) 각각은, 도 1, 도 3, 또는 도 5에 도시된 바와 같이, 봉(pole 또는 shaft) 형태를 가지는 음극 전극봉일 수 있다.Each of the first cathode portion 115 and the second cathode portion 115 may be a cathode electrode having a pole or shaft shape as shown in FIG. 1, FIG. 3, or FIG.

연결부(107)는, 도 1, 도 2, 도 3, 또는 도 5에 도시된 바와 같이, 원형 고리(ring)를 포함하며, 상기 원형 고리의 내부 관통 홀(hole)(예, 원형의 관통 홀(hole))에 양극부가 삽입(또는 장입(裝入))될 수 있다.The connection portion 107 includes a circular ring as shown in FIGS. 1, 2, 3, or 5, and has an inner through hole (for example, a circular through hole (or charged) the anode portion in the hole (hole).

상기 전해용 음극 전극은, 각각 봉(pole) 형태를 가지는 음극 전극봉인 제3 음극부(115), 제4 음극부(115), 제5 음극부(115), 및 제6 음극부(115)를 더 포함할 수 있다. 음극부들(115)이 봉(pole) 형태를 가질 때, 본 발명의 실시예는 용융염 전해용 다중음극 전극봉(Multicomponent Cathode electrode)으로도 언급될 수 있다. 제3 음극부(115), 제4 음극부(115), 제5 음극부(115), 및 제6 음극부(115)는 연결부(112)에 연결(또는 결합)될 수 있다. 예를 들어, 제1 음극부(115) 내지 제6 음극부(115) 각각은 연결부(112)의 하부에 서로 등간격(等間隔)을 유지하며 배치(또는 형성)될 수 있다.The electrolytic cathode electrode includes a third cathode portion 115, a fourth cathode portion 115, a fifth cathode portion 115, and a sixth cathode portion 115 which are cathode electrodes having a pole shape, As shown in FIG. When the cathode portions 115 have a pole shape, the embodiment of the present invention can also be referred to as a multicomponent cathode electrode for molten salt electrolysis. The third cathode portion 115, the fourth cathode portion 115, the fifth cathode portion 115 and the sixth cathode portion 115 may be connected (or coupled) to the connection portion 112. For example, each of the first cathode part 115 to the sixth cathode part 115 may be disposed (or formed) at an equal interval (equidistantly spaced) from the lower part of the connecting part 112.

제1 음극부(115), 제2 음극부(115), 제3 음극부(115), 제4 음극부(115), 제5 음극부(115), 및 제6 음극부(115)는 연결부(112)에 형성된 홀(hole)(또는 관통 홀(hole))에 삽입되어 연결부(112)에 고정(연결)될 수 있다. 본 발명의 다른 실시예에 있어서, 접착제가 연결부(112)의 홀(hole)에 사용(또는 제공)되는 것에 의해, 제1 음극부(115) 내지 제6 음극부(115)는 연결부(112)에 고정될 수도 있다.The first cathode part 115, the second cathode part 115, the third cathode part 115, the fourth cathode part 115, the fifth cathode part 115 and the sixth cathode part 115, (Or a hole) formed in the connection part 112 and fixed (connected) to the connection part 112. [ The adhesive may be used (or provided) in the hole of the connection portion 112 so that the first to fifth cathode portions 115 to 115 are connected to the connection portion 112, As shown in FIG.

상기 전해용 음극 전극은, 연결부(112)의 상부에 연결된(또는 기계적으로 연결된) 전류 인가부(110)를 더 포함할 수 있다. 전류 인가부(105)에는 직류(DC)전원이 인가될 수 있다. 전류 인가부(110)는 연결부(112)에 형성된 홀(hole)(또는 관통 홀(hole))에 삽입되어 연결부(112)에 고정(연결)될 수 있다. 다른 실시예에 있어서, 접착제가 연결부(112)의 홀(hole)에 사용(또는 제공)되는 것에 의해, 전류 인가부(110)는 연결부(112)에 고정될 수도 있다. 도 1, 도 3, 또는 도 5에 도시된 바와 같이, 전류 인가부(110)와, 연결부(112)가 이루는 각도는, 예를 들어, 90 도(degree)일 수 있고, 전류 인가부(110)는 봉(pole) 형태를 가질 수 있다.The electrolytic cathode electrode may further include a current applying unit 110 connected (or mechanically connected) to an upper portion of the connection unit 112. A DC power source may be applied to the current application unit 105. The current application part 110 may be inserted into a hole (or a hole) formed in the connection part 112 and fixed (connected) to the connection part 112. In another embodiment, the current applying portion 110 may be fixed to the connection portion 112 by the adhesive being used (or provided) in the hole of the connection portion 112. The angle formed between the current applying part 110 and the connection part 112 may be, for example, 90 degrees as shown in FIG. 1, FIG. 3, or FIG. 5, ) May have a pole shape.

제1 음극부(115), 제2 음극부(115), 제3 음극부(115), 제4 음극부(115), 제5 음극부(115), 및 제6 음극부(115)는 전해욕에 침지(浸漬)될 수 있다.The first cathode portion 115, the second cathode portion 115, the third cathode portion 115, the fourth cathode portion 115, the fifth cathode portion 115, and the sixth cathode portion 115 are electrically connected It can be immersed in a bath.

내부 용기(120)는 보호 용기(또는 전해조 본체(body))(160) 내부에 배치(형성)될 수 있다.The inner vessel 120 may be disposed (formed) within a protective vessel (or an electrolyzer body) 160.

상기 전해용 양극 전극의 일부분, 전해용 음극 전극의 일부분, 및 내부 용기(120)를 포함(내장 또는 수용)하는 보호 용기(160)의 상부는 하부 덮개부(130)에 의해 덮어질 수 있다. 하부 덮개부(130)는 보호 용기(160)에 볼트(bolt)과 같은 체결부(미도시)에 의해 결합될 수 있다. 하부 덮개부(130) 위에는 상부 덮개부(125)가 배치(설치)될 수 있다. 제1 고정부(140) 및 제2 고정부(145)는 상부 덮개부(125)를 하부 덮개부(130)에 결합(또는 고정)시킬 수 있다. 제1 고정부(140)는, 예를 들어, 볼트(bolt)일 수 있고 제2 고정부(145)는, 예를 들어, 암나사홈을 가지는 너트(nut)일 수 있다.A portion of the electrolytic anode electrode, a portion of the electrolytic cathode electrode, and an upper portion of the protective vessel 160 containing (containing or containing) the inner vessel 120 can be covered by the lower vessel portion 130. The lower lid part 130 may be coupled to the protective container 160 by a fastening part (not shown) such as a bolt. The upper lid part 125 may be disposed on the lower lid part 130. The first fixing part 140 and the second fixing part 145 may engage (or fix) the upper lid part 125 to the lower lid part 130. The first fixing part 140 may be, for example, a bolt, and the second fixing part 145 may be a nut having, for example, a female screw groove.

상부 덮개부(125) 및 하부 덮개부(130)에는 상기 전해용 양극 전극의 전류 인가부(105)가 삽입(관통)되는 관통 홀(hole), 및 상기 전해용 음극 전극의 전류 인가부(110)가 삽입(관통)되는 관통 홀(hole)이 형성될 수 있다.The upper lid part 125 and the lower lid part 130 are provided with a through hole through which the current application part 105 of the electrolytic positive electrode is inserted and a current application part 110 Hole may be formed through the through hole.

전해용 양극 전극은, 도 1, 도 3, 또는 도 5에 도시된 바와 같이, 클램프(clamp)(또는 링(ring))과 같은 고정부(135)를 더 포함할 수 있다. 상기 링의 측면에는 링 고정 나사(bolt)가 부착(결합)될 수 있다. 고정부(135)는 전류 인가부(105)의 상부에 배치(또는 형성)될 수 있다. 고정부(135)는 전해용 양극 전극을 상부 덮개부(125) 위에 고정(또는 지지)시킬 수 있으며, 전해용 양극 전극으로부터 탈착(脫着)될 수 있다. 전해용 음극 전극은, 도 3 또는 도 5에 도시된 바와 같이, 클램프(clamp)(또는 링(ring))과 같은 고정부를 더 포함할 수 있다. 상기 링의 측면에는 링 고정 나사(bolt)가 부착(결합)될 수 있다. 상기 고정부는 전류 인가부(110)의 상부에 배치(또는 형성)될 수 있다. 상기 고정부는 전해용 음극 전극을 상부 덮개부(125) 위에 고정시킬 수 있으며, 전해용 음극 전극으로부터 탈착(脫着)될 수 있다.The electrolytic anode electrode may further include a fixing portion 135 such as a clamp (or ring) as shown in Fig. 1, Fig. 3, or Fig. A ring-securing bolt may be attached (coupled) to the side of the ring. The fixing portion 135 may be disposed (or formed) on the upper portion of the current applying portion 105. The fixing portion 135 can fix (or support) the electrolytic anode electrode on the upper lid portion 125 and can be detached from the electrolytic anode electrode. The electrolytic cathode electrode may further include a fixing portion such as a clamp (or a ring) as shown in Fig. 3 or Fig. A ring-securing bolt may be attached (coupled) to the side of the ring. The fixing part may be disposed (or formed) on the current applying part 110. The fixing part can fix the electrolytic cathode electrode on the upper lid part 125 and can be detached from the electrolytic cathode electrode.

전술한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 전해용 음극 전극은 다수의 음극 전극봉들을 포함할 수 있다. 상기 전해용 음극 전극의 음극 전극봉들 각각과 전해용 양극 전극의 양극봉 사이의 거리는 서로 동일할 수 있다. 이를 위하여, 양극봉은, 가운데가 빈 원통(원기둥)의 형태를 가지는 음극 전극의 가운데(중심)에 배치될 수 있고, 음극 전극의 원호(圓弧)를 따라 6개의 음극 전극봉들이 배치될 수 있다.As described above, the cathode for electrolysis according to the embodiment of the present invention may include a plurality of cathode electrodes. The distances between the cathode electrodes of the electrolytic cathode electrode and the anode poles of the electrolytic anode electrode may be the same. To this end, the anode rod may be disposed at the center (center) of the cathode electrode having a hollow cylindrical shape (cylindrical shape), and six anode electrodes may be arranged along the circular arc of the cathode electrode.

본 발명의 실시예에 따른 다중의 음극 전극봉을 사용할 경우, 하나의 음극을 사용하는 경우보다 인가전류를 크게 할 수 있으며, 하나의 음극 전극봉을 통해 인가 전류가 융융염의 유동성 불량으로 융융염에 충분히 전달되지 못하거나 또는 음극재 표면에 생성된 Nd 금속 및 수소화물로 인하여 전기저항이 높아질 경우에도 나머지(남아있는) 음극 전극봉에 의해 전해(電解) 반응이 가능하도록 하는 전류의 인가 시간을 증가시킬 수 있다.In the case of using the multiple cathode electrodes according to the embodiment of the present invention, the applied current can be made larger than that in the case of using one cathode, and the applied current through one cathode electrode can be sufficiently transmitted to the molten salt Or when the electrical resistance is increased due to the Nd metal and hydride generated on the surface of the anode material, the time for which the electric current is applied to make the electrolysis reaction possible by the remaining cathode electrode can be increased .

도 6은 본 발명의 전해용 음극 전극에서 환원되는 금속을 설명하는 도면(image)이다.6 is an image explaining a metal to be reduced in the electrolytic negative electrode of the present invention.

도 6을 참조하면, 상기 전해용 음극 전극은 다중 음극부를 포함하므로, 용융염의 전해 시 전해용 음극 전극에서 다량의 Nd 금속이 환원될 수 있다.Referring to FIG. 6, since the electrolytic cathode electrode includes a multi-cathode portion, a large amount of Nd metal can be reduced in the electrolytic cathode electrode when electrolyzing the molten salt.

이상에서와 같이, 도면과 명세서에서 실시예가 개시되었다. 여기서, 특정한 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이며 의미 한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 이 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명으로부터 다양한 변형 및 균등한 실시예가 가능하다는 점을 이해할 수 있을 것이다. 따라서 이 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
As described above, the embodiments have been disclosed in the drawings and specification. Although specific terms are used herein, they are used for the purpose of describing the present invention only and are not used to limit the scope of the present invention described in the claims or the claims. It is therefore to be understood by those skilled in the art that various modifications and equivalent embodiments may be made without departing from the scope of the present invention. Accordingly, the true scope of the present invention should be determined by the technical idea of the appended claims.

105: 전류 인가부
107: 연결부
109: 양극부
110: 전류 인가부
112: 연결부
115: 음극부105:
107: Connection
109: anode part
110:
112:
115: cathode part

Claims (11)

전해용 음극 전극에 있어서,
양극부와 제1 거리만큼 이격되는 제1 음극부;
상기 양극부와 제2 거리만큼 이격되는 제2 음극부; 및
상기 제1 음극부와 상기 제2 음극부를 연결하는 연결부
를 포함하며,
상기 제2 거리는 상기 제1 거리와 동일하고,
상기 제1 음극부 및 제2 음극부 각각은 봉(pole) 형태를 가지고,
상기 전해용 음극 전극은,
각각 봉(pole) 형태를 가지는 음극 전극봉인 제3 음극부, 제4 음극부, 제5 음극부, 및 제6 음극부를 더 포함하며,
상기 제3 음극부, 상기 제4 음극부, 상기 제5 음극부, 및 상기 제6 음극부는 상기 연결부에 연결되고,
상기 제1 음극부, 상기 제2 음극부, 상기 제3 음극부, 상기 제4 음극부, 상기 제5 음극부, 및 상기 제6 음극부 각각은 상기 연결부의 하부에 서로 등간격으로 배치되고,
상기 전해용 음극 전극은,
상기 연결부의 상부에 연결된 하나의 전류 인가부를 더 포함하고,
상기 전류 인가부는 상기 제1 음극부와 상기 제2 음극부 사이에 배치되고 상기 연결부에 형성된 홀(hole)에 삽입되어 상기 연결부에 고정되고,
상기 전류 인가부는 봉(pole) 형태를 가지고,
상기 전해용 음극 전극은 고정부를 더 포함하고,
상기 고정부는 상기 전류 인가부의 상부에 배치되어 상기 전해용 음극 전극을 상기 전해용 음극 전극을 포함하는 전해조의 상부 덮개부 위에 고정시키고,
상기 고정부는 링 고정 나사(bolt)가 결합된 측면을 가지는 링(ring)을 포함하고,
상기 전해용 음극 전극은 용융염에 포함된 희토류 금속을 환원시키는 전해용 음극 전극.
In the electrolytic negative electrode,
A first cathode portion spaced apart from the anode portion by a first distance;
A second cathode portion spaced apart from the anode portion by a second distance; And
And a connection portion connecting the first cathode portion and the second cathode portion
/ RTI >
The second distance being equal to the first distance,
Each of the first cathode portion and the second cathode portion has a pole shape,
Wherein the electrolytic cathode electrode comprises:
Further comprising a third cathode portion, a fourth cathode portion, a fifth cathode portion, and a sixth cathode portion which are cathode electrode rods each having a pole shape,
Wherein the third cathode portion, the fourth cathode portion, the fifth cathode portion, and the sixth cathode portion are connected to the connection portion,
Wherein each of the first negative electrode portion, the second negative electrode portion, the third negative electrode portion, the fourth negative electrode portion, the fifth negative electrode portion, and the sixth negative electrode portion is disposed at equal intervals,
Wherein the electrolytic cathode electrode comprises:
Further comprising a current application unit connected to an upper portion of the connection unit,
Wherein the current application unit is disposed between the first cathode unit and the second cathode unit and is inserted into a hole formed in the connection unit and fixed to the connection unit,
The current application unit has a pole shape,
Wherein the electrolytic cathode electrode further comprises a fixing portion,
Wherein the fixing portion is disposed on the upper portion of the current applying portion to fix the electrolytic cathode electrode on the upper lid portion of the electrolytic cell including the electrolytic cathode electrode,
Wherein the fixing portion includes a ring having a side to which a ring fixing bolt is coupled,
Wherein the electrolytic cathode electrode reduces the rare earth metal contained in the molten salt.
삭제delete 삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 연결부는 원형 고리(ring)를 포함하며,
상기 원형 고리의 내부 관통 홀(hole)에 상기 양극부가 삽입되는 것을 특징으로 하는 전해용 음극 전극.
The method according to claim 1,
The connecting portion includes a circular ring,
Wherein the anode portion is inserted into an inner through hole of the circular ring.
삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 제1 음극부, 상기 제2 음극부, 상기 제3 음극부, 상기 제4 음극부, 상기 제5 음극부, 및 상기 제6 음극부는 상기 연결부에 형성된 홀(hole)에 삽입되어 상기 연결부에 고정되는 것을 특징으로 하는 전해용 음극 전극.The method according to claim 1,
Wherein the first negative electrode portion, the second negative electrode portion, the third negative electrode portion, the fourth negative electrode portion, the fifth negative electrode portion, and the sixth negative electrode portion are inserted into holes formed in the connection portion, Wherein the anode and the cathode are fixed to each other. 삭제delete 삭제delete 삭제delete
KR1020140185028A 2014-12-19 2014-12-19 Cathode electrode for electrolytic process KR101616899B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020140185028A KR101616899B1 (en) 2014-12-19 2014-12-19 Cathode electrode for electrolytic process

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020140185028A KR101616899B1 (en) 2014-12-19 2014-12-19 Cathode electrode for electrolytic process

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR101616899B1 true KR101616899B1 (en) 2016-05-02

Family

ID=56021711

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020140185028A KR101616899B1 (en) 2014-12-19 2014-12-19 Cathode electrode for electrolytic process

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101616899B1 (en)

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101261211B1 (en) 2012-11-29 2013-05-07 한국지질자원연구원 Anode integrated cell, and electrolytic bath containing the same
KR101381910B1 (en) * 2013-10-29 2014-04-22 (주)에코앤파워 Electrolysis reactor of cathode rods type and electrolysis system using it

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101261211B1 (en) 2012-11-29 2013-05-07 한국지질자원연구원 Anode integrated cell, and electrolytic bath containing the same
KR101381910B1 (en) * 2013-10-29 2014-04-22 (주)에코앤파워 Electrolysis reactor of cathode rods type and electrolysis system using it

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2781623B1 (en) Method for recovering rare earth from rare earth element-containing alloy
EP3795704B1 (en) A method for selective recovery of rare earth elements from nd-fe-b magnet scraps based on electrolysis
CN101560628B (en) Rare-earth ferroalloy and preparation process thereof
JP2009287119A (en) Method for collecting rare earth metal
CN103924265A (en) Method for preparing rare-earth dysprosium alloy by molten salt electrolysis
Prakash et al. Electrochemical recovery of rare earth elements from magnet scraps-a theoretical analysis
Vogel et al. Development and research trends of the neodymium electrolysis–A literature review
JP5852478B2 (en) Rare earth recovery method from rare earth containing scrap
CN102108529B (en) Method for preparing aluminum-gadolinium-samarium alloy by fused salt electrolysis
KR101616899B1 (en) Cathode electrode for electrolytic process
CN106486279A (en) The method of production permanent magnetic circuit
CN105862082A (en) Method for extracting Nd through neodymium-zinc coreduction in LiCl-KCl molten salt system
Prakash et al. Simultaneous electrochemical recovery of rare earth elements and iron from magnet scrap: a theoretical analysis
JP2013204126A (en) Electrolytic reduction precipitation method of rare earth element
KR102149210B1 (en) Recovery method of high purity neodymium using electrolytic refining
CN1040399A (en) The preparation technology's method and the device thereof of dy-nd alloys
Lee et al. Study on electrolysis for neodymium metal production
CN104388986A (en) Production process for preparing copper-magnesium alloy by virtue of molten salt electrolysis method
EP3660174B1 (en) A method for recovery of nd2fe14b grains from bulk sintered nd-fe-b magnets and/or magnet scraps by electrochemical etching
US3341437A (en) Method of producing rare earth oxyfluoride
CN104711643A (en) Device for facilitating installation and regulation of negative and positive plates of electrolytic copper extraction equipment
Fukumoto et al. Recovery of Dy from a Mixture of Nd, Fe, B and Dy by Electrolysis in Molten LiCl
CN102950360B (en) The method of cathode steel bar arc welding is carried out in high-intensity magnetic field
WO2018114925A1 (en) Electrochemical production of rare earth alloys and metals comprising a submerged liquid anode
CN115818692B (en) Method for separating rare earth salt from ferrous sulfate-containing mixed solution

Legal Events

Date Code Title Description
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant