KR101636936B1 - 염화동 폐액을 이용한 산화동 분말 제조장치 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 염화동 폐액을 이용한 산화동 분말 제조장치는 미리 지정된 유속으로 산소를 투입하기 위한 산소투입부재와, 미리 지정된 유속으로 염화동 폐액을 투입하기 위한 염화동투입부재와, 상기 산소투입부재와 염화동투입부재에 의해 투입된 산소와 염화동을 미리 지정된 온도로 가열하기 위한 가열부재와, 상기 가열부재로부터 배출되는 유체로부터 산화동을 포집하기 위한 필터부재와, 상기 유체로부터 염산을 분리하기 위한 염산분리부재를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

염화동 폐액을 이용한 산화동 분말 제조장치{APPARATUS FOR MAKING OXIDIZED COPPER POWDER USIING WASTED COPPER CHLORIDE LIQUID}

본 발명은 산화동 분말 제조장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 피시비 기판의 에칭 시에 발생되는 염화동 폐액으로부터 고순도의 산화동 분말을 제조할 수 있는 염화동 폐액을 이용한 산화동 분말 제조장치에 관한 발명이다.

근래 산업의 급속한 발전에 따라 고순도, 초미립 금속산화물 분말의 수요가 크게 확대되고 있는 추세이다.

현재까지 대부분의 원료 분말은 주로 건식법 및 습식법에 의해 단일 산화물 또는 복합산화물 형태로 제조되고 있다.

일반적으로, 고상반응법은 제조 공정 상의 경제성으로 인해 망간-아연 페라이트, 니켈-아연 페라이트 및 기타 자성재료들의 제조에 널리 이용되고 있다.

그러나, 상기와 같은 방법은 혼합 등의 모든 과정이 고체 상태에서 이루어지기 때문에 불순물 함량이 엄격히 제한되는 고기능성 부품의 제조에는 한계가 있으며, 한편 공침법으로 대표되는 습식법은 고순도의 미립자 생산이 가능하다는 특징이 있지만, 제조 공정단계가 많아 제조 비용이 고가이며, 또한 생성물이 일반적으로 수산화물 형태이므로 입도 조절이 곤란한 단점이 있다.

한편, 분무열분해법은 고상 분말들의 혼합, 분쇄 과정들의 생략이 가능하며, 비교적 공정이 간단하여 불순물 혼입이 감소될 뿐만 아니라, 열분해 조건의 변화에 의해 입자 특성의 제어가 가능하다는 장점이 있다.

또한, 상기 분무열분해법은 입자들의 평균 직경이 약 1 ㎛ 이하의 치밀하고 형상이 일정한 분말들의 제조가 가능하므로 고기능성 금속산화물 분말의 제조에 적합한 것으로 알려져 있다.

본 발명의 목적은, 입도 분포가 균일한 고순도의 산화동 분말을 생산할 수 있는 염화동 폐액을 이용한 산화동 분말 제조장치를 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 염화동 폐액을 이용한 산화동 분말 제조장치는 미리 지정된 유속으로 산소를 투입하기 위한 산소투입부재와, 미리 지정된 유속으로 염화동 폐액을 투입하기 위한 염화동투입부재와, 상기 산소투입부재와 염화동투입부재에 의해 투입된 산소와 염화동을 미리 지정된 온도로 가열하기 위한 가열부재와, 상기 가열부재로부터 배출되는 유체로부터 산화동을 포집하기 위한 필터부재와, 상기 유체로부터 염산을 분리하기 위한 염산분리부재를 포함하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 산소투입부재는 기체 상태의 산소를 미리 지정된 온도로 가열하도록 구성된다.

여기서, 상기 가열부재로부터 배출되는 유체를 상기 필터부재로 투입하기 이전에 미리 지정된 온도로 하강시키기 위한 온도강하부재를 포함할 수 있다.

또한, 상기 필터부재는 보다 큰 입자를 포집하기 위한 제 1 필터부재와 상기 제 1 필터부재보다 작은 입자를 포집하기 위한 제 2 필터부재를 포함할 수 있다.

바람직하게는, 상기 제 2 필터부재로부터 배출되는 유체의 온도를 미리 지정된 온도로 하강시키기 위한 제 2 온도강하부재를 포함한다.

한편, 상기 염산분리부재는 액체 상태의 염산을 분리 추출하기 위한 제 1 염산분리부재와 기체 내에 혼합된 염산을 분리하기 위한 제 2 염산분리부재를 포함하며, 상기 제 2 염산분리부재는 활성탄을 포함할 수 있다.

여기서, 상기 제 1 필터부재는 원심력을 이용하여 산화동 분말을 포집하도록 구성될 수 있다.

한편, 액체 상태의 염화동과 기체 상태의 산소를 혼합하여 상기 가열부재로 공급하기 위한 혼합공급부재를 포함할 수 있다.

여기서, 상기 혼합공급부재는 기체 상태의 산소와 액체 상태의 염화동을 혼합하여 분사함으로써, 염화동 액체의 입자 크기를 조절하도록 구성될 수 있다.

본 발명에 의해, 입도 분포가 균일한 고순도의 산화동 분말을 생산할 수 있다.

첨부의 하기 도면들은, 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술적 사상을 이해시키기 위한 것이므로, 본 발명은 하기 도면에 도시된 사항에 한정 해석되어서는 아니 된다.
도 1 은 본 발명에 따른 염화동 폐액을 이용한 산화동 분말 제조장치의 구성도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 구성을 상세히 설명하기로 한다.

이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어는 사전적인 의미로 한정 해석되어서는 아니되며, 발명자는 자신의 발명을 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절히 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여, 본 발명의 기술적 사상에 부합되는 의미와 개념으로 해석되어야 한다.

따라서, 본 명세서에 기재된 실시예 및 도면에 도시된 구성은 본 발명의 바람직한 실시예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 표현하는 것은 아니므로, 본 출원 시점에 있어 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 존재할 수 있음을 이해하여야 한다.

도 1 은 본 발명에 따른 염화동 폐액을 이용한 산화동 분말 제조장치의 구성도이다.

본 발명에 따른 염화동 폐액을 이용한 산화동 분말 제조장치는 미리 지정된 유속으로 산소를 투입하기 위한 산소투입부재(10)와, 미리 지정된 유속으로 염화동 폐액을 투입하기 위한 염화동투입부재(20)와, 상기 산소투입부재(10)와 염화동투입부재(20)에 의해 투입된 산소와 염화동을 미리 지정된 온도로 가열하기 위한 가열부재(30)와, 상기 가열부재(30)로부터 배출되는 유체로부터 산화동을 포집하기 위한 필터부재(40, 50)와, 상기 유체로부터 염산을 분리하기 위한 염산분리부재(60, 70)를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 산소투입부재(10)는 기체 상태의 산소를 가열하여 예를 들어 100 내지 300 L/min 유속으로 공급하기 위한 부재로서, 투입되는 산소를 예를 들어 800 내지 900 ℃ 로 가열하여 상기 가열부재(30)로 공급한다.

상기 산소투입부재(10) 내부에는 발열선이 설치되어, 상기 산소투입부재(10)를 통과하는 기체 상태의 산소를 상기 온도 범위로 가열하도록 구성된다.

상기 염화동투입부재(20)는 액체 상태의 염화동(CuCl₂)을 예를 들어 50 내지 300 cc/min 의 유속으로 상기 가열부재(30)로 공급하도록 구성된다.

상기 염화동투입부재(20)는 유동되는 액상의 염화동 입자 크기를 조절할 수 있는 분사장치로 구성될 수 있다.

상기 염화동투입부재(20)에 의해 공급되는 액체 상태의 염화동은 혼합공급부재(32)에 의해 상기 가열부재(30)로 공급된다.

상기 혼합공급부재(32)로는 액체 상태의 염화동과 함께 산소를 10 내지 50 L/min 의 유속으로 공급하되 액체 상태의 염화동과 기체 상태의 산소의 양을 조절함으로써, 상기 혼합공급부재(32)를 통해 상기 가열부재(30) 내부로 분사되는 염화동 액체의 입자 사이즈를 조절할 수 있도록 구성된다.

여기서, 상기 가열부재(30) 내부로 액체 상태의 염화동이 공급되는 경우에 공급되는 염화동에 의해 상기 가열부재(30) 내부의 온도가 하강되는 것을 보상하기 위해 상기 산소투입부재(10)를 통해 공급되는 산소는 800 내지 900 ℃ 로 가열되어 상기 가열부재(30)로 공급된다.

상기 가열부재(30) 내에서 염화동과 산소의 혼합물은 대략 1000 ℃ 까지 혼합 가열되며, 이에 의해 산화동분말과 염소가스 및 수증기가 형성된다.

에칭 후 발생되는 폐 염화동 액에는 일정 량의 수분이 포함되며, 상기 가열부재(30) 내에서 산소와 함께 가열됨으로써, 구리 분자가 산소와 결합하여 산화동이 된다.

이후, 상기 가열부재(30)로부터 상기 산화동분말과 염소가스 및 수증기는 배출되며, 배출 시의 온도는 대략 800 내지 900 ℃ 로 하강된다.

이후, 상기 산화동분말 및 염소가스 등은 일차적으로 온도강하부재(34)에 의해 대략 220 내지 240 ℃ 로 냉각된다.

상기 온도강하부재(34)는 예를 들어 팽창밸브를 포함하여 통과되는 기체를 팽창시켜 온도를 하강시키거나, 냉각유체를 유동시켜 상기 염소가스 등의 온도를 하강시키도록 구성될 수 있다.

상기와 같이 1 차적으로 온도가 하강된 상태에서 상기 산화동분말과 염소가스 등은 사이클론 필터로 구성되는 제 1 필터부재(40) 내로 투입되어 산화동분말을 필터링하게 된다.

상기 사이클론 필터는 통과되는 기체를 회전시켜 원심력에 의해 입자를 분리하는 장치이다.

상기 제 1 필터부재(40)에 의해 일차적으로 큰 입자의 산화동분말을 포집하고, 이차적으로 백 필터(Bag Filter)로 구성되는 제 2 필터부재(50)로 산화동분말 및 염소가스 등을 통과시킴으로써, 보다 작은 입자의 산화동분말을 포집하게 된다.

상기 백 필터는 백(Bag) 형상의 필터를 하우징 내에 설치하고, 상기 필터로 산화동분말 및 염소가스 등을 통과시킴으로써, 염소가스 및 수증기 내에 포함된 미세한 입자의 산화동분말을 포집하기 위한 장치이다.

상기 제 2 필터부재(50)를 통과한 염소가스 및 수증기는 제 2 온도강하부재(52)에 의해 2 차적으로 60 내지 80 ℃ 범위로 냉각된다.

상기 제 2 온도강하부재(52) 역시 팽창밸브를 포함하여 구성됨으로써, 통과되는 기체를 팽창시켜 온도를 하강시키거나, 냉각유체를 유동시켜 상기 염소가스 등의 온도를 하강시키도록 구성될 수 있다.

이후, 상기 염소가스 및 수증기는 수분과 염산을 분리하기 위한 제 1 염산분리부재(60)와 제 2 염산분리부재(70)를 통해 염산과 수분이 분리된다.

상기 제 1 염산분리부재(60)는 증기 또는 가스 속에 포함되는 액체 상태의 수분을 분리하는 장치로 구성되며, 염소가스와 수증기의 혼합물로부터 액체 상태의 수분을 분리함으로써, 액체 상태의 수분 내에 함유된 염산 성분을 포집해 낼 수 있다.

한편, 상기 제 2 염산분리부재(70)는 활성탄과 같은 다공성 흡착제를 포함하여 구성되며, 상기 제 1 염산분리부재(60)에 의해 포집되지 못한 증기 또는 가스 내의 염산 성분을 상기 흡착제로 흡착시켜 회수하도록 구성된다.

이상, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명의 기술적 사상은 이러한 것에 한정되지 않으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해, 본 발명의 기술적 사상과 하기 될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형 실시가 가능할 것이다.

10: 산소투입부재
20: 염화동투입부재
30: 가열부재
40: 제 1 필터부재
50: 제 2 필터부재
60: 제 1 염산분리부재
70: 제 2 염산분리부재

Claims (9)

1. 미리 지정된 유속으로 산소를 투입하기 위한 산소투입부재와;
   미리 지정된 유속으로 염화동 폐액을 투입하기 위한 염화동투입부재와;
   상기 산소투입부재와 염화동투입부재에 의해 투입된 산소와 염화동을 미리 지정된 온도로 가열하기 위한 가열부재와;
   상기 가열부재로부터 배출되는 유체로부터 산화동을 포집하기 위한 필터부재와;
   상기 유체로부터 염산을 분리하기 위한 염산분리부재와;
   상기 가열부재로부터 배출되는 유체를 상기 필터부재로 투입하기 이전에 미리 지정된 온도로 하강시키기 위한 온도강하부재와;
   제 2 필터부재로부터 배출되는 유체의 온도를 미리 지정된 온도로 하강시키기 위한 제 2 온도강하부재와;
   액체 상태의 염화동과 기체 상태의 산소를 혼합하여 상기 가열부재로 공급하기 위한 혼합공급부재를 포함하며,
   상기 필터부재는 보다 큰 입자를 포집하기 위한 제 1 필터부재와 상기 제 1 필터부재보다 작은 입자를 포집하기 위한 제 2 필터부재를 포함하며,
   상기 산소투입부재는 기체 상태의 산소를 800 ℃ 내지 900 ℃ 로 가열하도록 구성되며,
   상기 가열부재는 상기 투입된 산소와 염화동을 상기 산소투입부재의 가열 온도보다 높은 미리 지정된 온도로 가열하도록 구성되며,
   상기 혼합공급부재는 기체 상태의 산소와 액체 상태의 염화동을 혼합하여 분사함으로써, 염화동 액체의 입자 크기를 조절하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 염화동 폐액을 이용한 산화동 분말 제조장치.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 염산분리부재는 액체 상태의 염산을 분리 추출하기 위한 제 1 염산분리부재와 기체 내에 혼합된 염산을 분리하기 위한 제 2 염산분리부재를 포함하며, 상기 제 2 염산분리부재는 활성탄을 포함하는 것을 특징으로 하는 염화동 폐액을 이용한 산화동 분말 제조장치.
3. 제 2 항에 있어서,
   상기 제 1 필터부재는 원심력을 이용하여 산화동 분말을 포집하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 염화동 폐액을 이용한 산화동 분말 제조장치.
4. 삭제
5. 삭제
6. 삭제
7. 삭제
8. 삭제
9. 삭제

Images