KR101681196B1 - Apparatus for withdrawing valuable metal - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 유가금속의 회수장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 도금과 같은 공정에서 발생한 폐액 속에 함유되어 있는 유가금속을 효율적으로 회수하기 위한 유가금속의 회수장치에 관한 것이다. BACKGROUND OF THE
일반적으로 각종 전자제품에 사용되는 회로기판(Printed Circuit Board) 등을 포함하는 전자부품 스크랩(scrap)이나, 화학공장에서 많이 나오는 폐 촉매 등으로부터 유가금속을 재활용하거나, 또는 도금공장이나 섬유공장 외 기타공장의 폐수와 사진현상시 발생하는 폐수 등에는 다량의 중금속이 함유되어 있으므로 이러한 폐수들의 재활용 및 상기 폐수들로부터 회수 가치가 있는 유가금속의 효율적인 회수는 폐자원의 가치 창출 및 환경오염방지 차원에서 매우 중요하게 다뤄지고 있는 현안중의 하나이다.BACKGROUND ART In general, scrap of electronic parts including printed circuit boards (PCBs) used in various electronic products, recycling of valuable metals from spent catalysts, which are frequently found in chemical plants, and the like, Since the wastewater generated in the factory and the wastewater generated in the photographic development contain a large amount of heavy metals, the recycling of such wastewaters and the efficient recovery of valuable metals recovered from the wastewaters are very important in terms of creating value of waste resources and preventing environmental pollution It is one of the pending issues being discussed.
이와 같이 유가금속들 예를 들면, 백금(Pt), 팔라듐(Pd), 로듐(Rh), 금(Au), 은(Ag), 구리(Cu) 등을 함유하고 있는 폐수를 처리하여 상기 유가금속을 회수하기 위한 방법으로, 폐자원을 파쇄한 후, 주로 산이나 알칼리 등을 용매로 하여 침출해내고, 화학적 침전 또는 전기분해를 이용하여 유가금속을 회수하는 방법이 이용되고 있다.The wastewater containing valuable metals such as platinum (Pt), palladium (Pd), rhodium (Rh), gold (Au), silver (Ag), copper (Cu) A method of recovering valuable metals by using chemical precipitation or electrolysis has been used as a method for recovering the waste metal after it has been pulverized and mainly leached out with acid or alkali as a solvent.
상기 전기분해방식은 폐수 내에 함유된 유가금속이나 중금속의 회수뿐만 아니라 일반적인 무기화합물 또는 유기화합물의 처리 및 생산에서 부분적으로 사용되고 있으나, 기존의 전기분해장치에 의해서는 처리시간이 오래 걸리거나 효율이 낮았으며 장치 자체가 많은 공간을 차지하게 되는 등의 단점이 있었다.The electrolysis method is used not only for the recovery of valuable metals and heavy metals contained in wastewater but also for the treatment and production of general inorganic compounds or organic compounds. However, the conventional electrolysis apparatus takes a long time or low efficiency And the apparatus itself occupies a lot of space.
즉, 폐수 내의 반응물을 전기분해하여 최종산물을 얻기 위한 기존의 전해장치로는 전해조 내에 평행판형의 양극과 음극이 교대로 배열되어 있는 구조를 갖는 것이 가장 일반적인데, 이와 같은 구조의 전해조는 물질이동이 확산에만 의존하므로 교반이나 기체 주입 등의 방법으로 용액을 강제 대류시켜 물질이동 속도를 높일 수 있으나, 고 전류밀도로 작업하기에는 한계가 있었다. That is, the conventional electrolytic apparatus for electrolyzing the reactants in the wastewater to obtain the final product has a structure in which a parallel plate type anode and a cathode are alternately arranged in the electrolytic cell. It is possible to increase the mass transfer rate by forced convection of the solution by means of stirring or gas injection, but there is a limit to work at a high current density.
이러한 종래 전기분해방법의 단점을 개선하기 위하여, 대한민국 등록특허 제10-0947254호에서는 원통형의 전기분해 셀 반응기를 제안하였다. 이러한 셀 반응기는 첨부된 도 1과 같이, 내경에 불용성 양극층(11)이 코팅되어 전원이 연결된 원통형 양극(1)과; 원통형 양극(1)의 상부와 하부에 각각 설치된 상부 및 하부 절연체(2, 3)와; 상부 및 하부 절연체(2, 3) 간을 관통하여 형성되어 전원이 연결된 원기둥형 음극(4)과; 상기 음극의 하부를 밀봉 지지하도록 설치된 하부지지체(5)와; 상기 원통형 양극(1)의 둘레 일측면을 관통하여 폐액을 공급하도록 형성된 유입관(6)과; 상기 원통형 양극(1)의 둘레 타측면을 관통하여 유가금속이 회수된 폐액을 배출하도록 구성된 배출관(7)으로 구성됨으로써, 음극 대비 양극의 면적을 크게하여 단위 전류당 유가금속의 석출 효율을 높였다. To improve the disadvantage of the conventional electrolysis method, Korean Patent No. 10-0947254 proposes a cylindrical electrolytic cell reactor. As shown in FIG. 1, the cell reactor includes a
그러나 이와 같이, 음극과 양극을 각 한 개씩 갖는 종래의 전해조는, 상기 음극의 비표면적이 넓지 않아 전해조 내의 폐수가 상기 음극과 접촉하는 면적 및 시간이 적게 되고 이는 효율적인 유가금속 회수를 방해하는 요인이 되고 있다. 또한, 저농도의 폐수, 즉 10ppm 이하의 유가금속이 함유된 폐수에서는 접촉되는 비표면적이 매우 작기 때문에 상기 유가금속의 전착 회수가 어려워 그 효율이 매우 낮은 문제점이 발생한다. 다시 말해, 환원과정이 단일 음극 전극 표면에서만 일어나기 때문에 반응속도가 한정되고 대량생산을 위해서는 여러 개의 전해조가 필요로 하는 문제점이 있으며, 전해효율이 시간의 경과에 따라 대폭 저하되는 문제점이 있다.However, in the conventional electrolytic cell having one negative electrode and one positive electrode, the specific surface area of the negative electrode is not wide and the area and time for the wastewater in the electrolytic cell to contact the negative electrode is small, which is a factor that hinders efficient collection of valuable metals . In addition, since the specific surface area to be contacted in the waste water containing low concentration wastewater, that is, wastewater containing 10 ppm or less of the valuable metal is very small, the deposit of the valuable metal is difficult to recover and the efficiency is very low. In other words, since the reduction process occurs only on the surface of a single anode electrode, the reaction rate is limited and a plurality of electrolytic cells are required for mass production, and the electrolytic efficiency is significantly deteriorated over time.
또한, 미국특허 제4,643,819호에서는 유가금속이 전착되어 회수되는 전극의 비표면적을 넓힌 수세미구조의 전극판을 음극판으로 사용하여, 음극판을 통과한 폐액이 이웃하는 셀로 이동되어 다시 음극판을 통과하도록 하는 방법이 제안되고 있다. 그러나 이러한 음극판은 제조단가가 높으며, 다수개의 셀을 연결하여 사용해야만 하는 등의 문제점이 있다.In addition, U.S. Patent No. 4,643,819 discloses a method in which an electrode plate having a wool structure having an enlarged specific surface area of an electrode to which a valuable metal is electrodeposited and recovered is used as a negative electrode plate, a waste liquid passing through the negative electrode plate is moved to a neighboring cell, Has been proposed. However, such a negative electrode plate has a high manufacturing cost and requires a plurality of cells to be connected and used.
그리고 대한민국 등록특허 제10-1022946호에서는 유가금속이 전착되는 음극을 구성함에 있어 음극 와이어사를 뭉치로 위치시켜 접촉 비표면적을 증대시키고, 다수개의 양극 사이에 다수개의 전해공간이 형성될 수 있도록 음극을 위치시켜 상기 전해공간을 폐수가 순차적으로 통과하면서 유가금속 회수율을 높이도록 구성된 전해조를 제안하였다. 그러나 이러한 전해조에서는 다수개의 전해공간을 폐수가 지그재그 패턴으로 흐르도록 구성되는바, 폐수의 유로 중 코너 부위에는 폐수가 연속적으로 유동하지 못하고 정체되는 현상이 발생하여 해당 부위에는 유가금속이 정상적으로 석출되지 못한다는 문제점이 있다. In Korean Patent No. 10-1022946, in constructing a negative electrode to which a valuable metal is electrodeposited, a negative electrode wire yarn is placed in a bundle to increase the contact specific surface area, and a plurality of electrolytic spaces are formed between a plurality of positive electrodes, And the waste water is sequentially passed through the electrolytic space to increase the recovery rate of the valuable metal. However, in such an electrolytic cell, the wastewater flows in a zigzag pattern in a plurality of electrolytic spaces, so that wastewater does not flow continuously to the corners of the wastewater flow channel, and stagnation occurs, There is a problem.
따라서 본 발명의 목적은 유가금속의 회수장치를 구성함에 있어서, 두 개의 양극 사이에 원통형상의 음극원통을 위치시킴으로써, 유입된 폐수가 음극의 외주면과 내주면에 모두 고르게 접촉하게 되어, 폐수에 포함되어 있던 유가금속이 음극의 외주면과 내주면에 모두 석출되도록 하는 것이다. SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a recovering apparatus for a valuable metal by arranging a cylindrical cathode cylinder between two anodes so that the introduced wastewater uniformly contacts both the outer peripheral surface and the inner peripheral surface of the negative electrode, So that the valuable metal is deposited on both the outer and inner circumferential surfaces of the cathode.
또한, 폐수가 음극원통의 내, 외주면을 나선형으로 감싸면서 유동하도록 하여 유가금속의 회수효율을 극대화하는 것이다. Further, the effluent water flows around the inner and outer circumferential surfaces of the cathode cylinder in a spiral manner, thereby maximizing the recovery efficiency of the valuable metal.
본 발명에 의한 유가금속 회수장치는, 수직방향으로 길게 연장되되 하단에 양극판이 구비된 양극봉; 상기 양극판 상면에 적층구조로 안착되는 원반형상의 절연판; 상기 절연판 상에 마련되되 상기 절연판 상면에 적층구조로 안착되는 음극판이 구비되고 중심부에 상기 양극봉이 관통되는 관통공이 형성된 음극블록; 상기 음극블록을 관통한 양극봉을 둘러싸도록 상기 음극블록 상에 안착되며, 내측면이 상기 양극봉과 이격되는 음극원통; 상기 음극판의 상면에 안착되는 원통형상을 이루며, 측벽 하부로 유입된 폐액을 나선형으로 유동시킨 후 상면으로 배출하는 제1 절연블록; 상기 제1 절연블록 상에 안착되며, 내경에 양극층이 코팅된 원통형상의 양극케이스; 상기 양극케이스의 상면에 안착되는 원통형상을 이루며, 저면으로 유입된 폐액을 나선형으로 유동시킨 후 측벽 상부로 배출하는 제2 절연블록;을 포함하는 것을 특징으로 한다.The present invention provides a valuable metal recovering apparatus comprising: a positive pole rod extending in a vertical direction and having a positive electrode plate at a lower end; A disc-shaped insulating plate which is seated on the upper surface of the positive electrode plate in a laminated structure; A negative electrode plate provided on the insulating plate, the negative electrode plate being mounted on the upper surface of the insulating plate in a laminated structure, and having a through hole through which the positive electrode rod penetrates, A cathode cylinder which is seated on the cathode block so as to surround the cathode rod passing through the cathode block and whose inner side is separated from the cathode rod; A first insulating block formed in a cylindrical shape that is seated on the upper surface of the negative plate and discharging waste liquid flowing into the lower portion of the side wall in a spiral manner and discharging the waste liquid to the upper surface; A cylindrical anode case which is seated on the first insulating block and has an inner diameter coated with an anode layer; And a second insulating block formed in a cylindrical shape to be seated on the upper surface of the cathode case and discharging the waste liquid flowing into the bottom surface in a spiral manner and discharging the waste liquid to the upper side of the side wall.
상기 제1 절연블록은, 원통형상으로 형성되는 외측 몸체; 원통형상으로 형성되어 상기 외측 몸체 내에 인입되되, 외주면이 상기 외측 몸체의 내주면과 이격되는 내측 몸체; 상기 내측 몸체의 외주면에 형성되는 나선형의 가이드판; 길이방향 일단이 상기 외측 몸체의 측벽 하부를 관통하도록 형성되어 상기 외측 몸체 내부로 폐액을 공급하는 유입관; 을 포함하며,The first insulating block includes: an outer body formed in a cylindrical shape; An inner body formed in a cylindrical shape and drawn into the outer body, the outer body being separated from the inner peripheral surface of the outer body; A spiral guide plate formed on an outer peripheral surface of the inner body; An inlet pipe formed at one end in the longitudinal direction so as to pass through a lower portion of a side wall of the outer body to supply a waste liquid into the outer body; / RTI >
상기 제2 절연블록은, 원통형상으로 형성되는 외측 몸체; 원통형상으로 형성되어 상기 외측 몸체 내에 인입되되, 외주면이 상기 외측 몸체의 내주면과 이격되는 내측 몸체; 상기 내측 몸체의 외주면에 형성되는 나선형의 가이드판; 길이방향 일단이 상기 외측 몸체의 측벽 상부를 관통하도록 형성되어 상기 외측 몸체 외부로 폐액을 베출하는 배출관;을 포함하는 것을 특징으로 한다. The second insulating block includes: an outer body formed in a cylindrical shape; An inner body formed in a cylindrical shape and drawn into the outer body, the outer body being separated from the inner peripheral surface of the outer body; A spiral guide plate formed on an outer peripheral surface of the inner body; And a discharge pipe formed at one end in the longitudinal direction to penetrate the upper portion of the sidewall of the outer body to discharge the waste liquid to the outside of the outer body.
상기 음극원통의 상부 및 하부에 폐액이 통과할 수 있는 유로가 각각 하나 이상 형성되며, 상기 제1 절연블록의 측벽 상부로 배출된 폐액이 상부의 양극케이스 내부로 유입되어, 일부는 상기 음극원통의 외주면을 나선형으로 감싸면서 유동하고, 나머지는 상기 음극원통의 내부로 유입되어 음극원통의 내주면을 나선형으로 감싸면서 유동하는 것을 특징으로 한다.At least one flow passage through which the waste liquid can pass is formed at the upper and lower portions of the cathode cylinder, the waste liquid discharged to the upper portion of the side wall of the first insulation block flows into the upper anode case, The outer circumferential surface is spirally wrapped and flows, and the remainder flows into the cathode cylinder and flows while spirally surrounding the inner circumferential surface of the cathode cylinder.
상기 음극원통은 와이어 사로 구성되어, 폐수의 관통이 가능한 형태인 것을 특징으로 한다.The cathode cylinder is composed of a wire yarn and is characterized by being capable of penetrating wastewater.
상기 양극케이스는, 내주면을 나선형으로 둘러싸는 케이스 가이드돌기가 구비되고, 상기 음극원통은, 외주면을 나선형으로 둘러싸는 외측 가이드돌기와, 내주면을 나선형으로 둘러싸는 내측 가이드돌기가 구비되는 것을 특징으로 한다. The cathode case is provided with a case guide protrusion which spirally surrounds the inner circumferential surface, and the cathode cylinder has an outer guide protrusion spirally surrounding the outer circumferential surface and an inner guide protrusion spirally surrounding the inner circumferential surface.
상기 케이스 가이드돌기와 상기 외측 가이드돌기와 상기 내측 가이드돌기는, 경사각이 동일한 것을 특징으로 한다.And the case guide projection, the outer guide projection, and the inner guide projection have the same inclination angle.
본 발명에 의하면, 두 개의 양극 사이에 위치한 음극원통(400)의 내주면과 외주면에서 모두 유가금속이 석출됨으로써, 유가금속의 회수효율을 현저히 높일 수 있다는 장점이 있다.According to the present invention, valuable metals are deposited on the inner and outer circumferential surfaces of the
도 1은 종래의 유가금속 회수장치의 수직단면도이다.
도 2 내지 도 7은 본 발명에 의한 각 구성요소들의 결합과정을 순차적으로 도시한 분해 사시도이다.
도 8은 본 발명에 의한 제1 절연블록(500)의 부분절개 사시도이다.
도 9는 본 발명에 의한 제2 절연블록(700)의 부분절개 사시도이다.
도 10은 본 발명에 의한 유가금속 회수장치에 포함되는 양극케이스(600)의 수직단면도이다.
도 11 및 도 12는 본 발명에 의한 유가금속 회수장치에 포함되는 음극원통(400)의 측면도 및 수직단면도이다.1 is a vertical sectional view of a conventional valuable metal recovering apparatus.
2 to 7 are exploded perspective views sequentially illustrating the coupling process of the respective components according to the present invention.
8 is a partially cutaway perspective view of a
9 is a partially cutaway perspective view of a
10 is a vertical sectional view of a
11 and 12 are a side view and a vertical cross-sectional view of the
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 의한 유가금속 회수장치의 실시예를 상세히 설명한다. 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략하는바, 별도의 설명이 생략된 구성은 종래의 구성에 따른다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail 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. Follow.
도 2 내지 도 7은 본 발명에 의한 각 구성요소들의 결합과정을 순차적으로 도시한 분해 사시도이다.2 to 7 are exploded perspective views sequentially illustrating the coupling process of the respective components according to the present invention.
본 발명에 의한 유가금속 회수장치는 양극체와 음극체 사이로 폐액을 공급하여 상기 폐액에 포함되어 있는 유가금속이 음극체에 석출되도록 하는 반응장치로서, 유가금속이 석출되는 음극체의 표면적을 증대시켜 유가금속 석출량을 극대화시킬 수 있도록 구성된다는 점에 구성상의 가장 큰 특징이 있다.The present invention is a reaction apparatus for supplying a waste liquid between an anode body and a cathode body so that a valuable metal contained in the waste liquid is deposited on the anode body, wherein the surface area of a cathode body in which a valuable metal is precipitated is increased And it is constituted so as to maximize the precipitation amount of the metal-rich metal.
이를 위한 본 발명에 의한 유가금속 회수장치는, 수직방향으로 길게 연장되되 하단에 양극판(102)이 구비된 양극봉(100); 상기 양극판(102) 상면에 적층구조로 안착되는 원반형상의 절연판(200); 상기 절연판(200) 상에 마련되되 상기 절연판(200) 상면에 적층구조로 안착되는 음극판(302)을 구비하고 중심부에 상기 양극봉(100)이 관통되는 관통공(304)이 형성된 음극블록(300); 상기 음극블록(300)을 관통한 양극봉(100)을 둘러싸도록 상기 음극블록(300) 상에 안착되며, 내측면이 상기 양극봉(100)과 이격되는 음극원통(400); 상기 음극판(302)의 상면에 안착되는 원통형상을 이루며, 측벽 하부로 유입된 폐액를 나선형으로 유동시킨 후 상면으로 배출하는 제1 절연블록(500); 상기 제1 절연블록(500) 상에 안착되며, 내경에 양극층이 코팅된 원통형상의 양극케이스(600); 상기 양극케이스(600)의 상면에 안착되는 원통형상을 이루며, 저면으로 유입된 폐액를 나선형으로 유동시킨 후 측벽 상부로 배출하는 제2 절연블록(700);을 포함하여 구성된다.To this end, the apparatus for recovering valuable metals according to the present invention comprises a
여기서, 상기 양극케이스(600)와 양극봉(100), 음극블록(300), 음극원통(400)은 티타늄(Titanium) 재질을 사용함이 바람직한바, 이는 티타늄이 부식에 강한 금속이기 때문이다. 그리고 상기 양극층은 IrO2 코팅층으로 구성되는바, 상기 IrO2 코팅층은 다른 합금 양극보다 산소 과전압이 낮으며, 도금욕에서의 촉매의 용출이 없고 고 전류 밀도에서의 전해가 가능하다. 그리고 별도로 도시하지는 않았지만, 상기 양극케이스(600)와 양극봉(100) 그리고 음극원통(400)에 전원을 인가하기 위한 단자가 마련됨은 당연하다.The
먼저, 본 발명에 따른 회수장치의 결합과정을 순차적으로 설명한다.First, the combining process of the collecting device according to the present invention will be sequentially described.
도 2와 같이, 하단에 원반형상의 양극판(102)이 구비되고 수직방향으로 길게 연장된 형태의 양극봉(100)에 상기 절연판(200)이 적층구조로 안착된다. 그리고 상기 절연판(200)에 다시 원반형상의 음극판(302)이 구비된 음극블록(300)이 적층구조로 안착된다. 이때, 상기 절연판(200)은 상기 양극판(102)과 음극판(302) 사이의 절연을 위한 구성이므로, 양극판(102) 및 음극판(302)과 대응되는 형태인 원반의 형태임이 바람직하다. 아울러, 상기 절연판(200)과 음극판(302), 음극블록(300)의 중심부에는 양극봉(100)의 관통을 위해 관통공(202)(304)이 형성되며, 상기 음극블록(300)의 내주면과 양극봉(100)의 외주면 간은 상호 이격되어 통전되지 않는다.As shown in FIG. 2, the
그리고 도 3과 같이, 상기 음극블록(300) 상에는 음극원통(400)이 안착된다. 이때, 상기 음극원통(400)은 상기 음극블록(300)을 관통한 양극봉(100)을 둘러싸게 되며, 내측면이 상기 양극봉(100)과는 이격되어 양극봉(100)과 상기 음극블록(300) 사이에 전해공간이 확보된다. 아울러, 상기 음극블록(300)은 상기 양극봉(100)의 안착을 위해 상부가 단턱(306)의 형태로 구성된다. As shown in FIG. 3, the
상기 제1 절연블록(500)은 도 4와 같이, 음극판(302)의 상면에 안착된다. 이를 위해 상기 제1 절연블록(500)은 원통형상을 갖는다. 그리고 상기 원통형상의 중앙 관통공(510)을 통해 음극블록(300) 및 음극원통(400)이 관통된다. 상기 제1 절연블록(500)은 측벽 하부로 유입된 폐액을 나선형으로 유동시킨다. 그리고 상기 제1 절연블록(500)은 절연소재이면서도 성형성 등이 우수한 플라스틱의 재질로 되는 것이 바람직하다. The
다음으로, 도 5와 같이, 상기 제1 절연블록(500) 상에 원통형상의 양극케이스(600)가 안착된다. 상기 양극케이스(600)는 내경에 양극층이 코팅되는 것인바, 이는 공지의 기술이므로, 상세한 설명은 생략한다. 이때, 상기 양극케이스(600)는 상기 제1 절연블록(500) 상에 안착되어 상기 제1 절연블록(500)을 관통한 음극원통(400)을 감싸는 형태로 구성되며, 상기 양극케이스(600)의 내주면과 상기 음극원통(400)의 외주면 사이는 상호 이격되어 전해공간이 확보된다. 이때, 상기 양극케이스(600)는 전원의 인가를 위해 단자(미도시)를 마련하여 하부의 양극판(102)과 접촉되도록 할 수 있는바, 이는 당업자 사이에 자명한 사항이므로, 그 형태나 구성을 한정하지 않는다.Next, as shown in FIG. 5, a
아울러, 도 6 및 도 7과 같이, 상기 양극케이스(600)에는 양극케이스(600)의 상부로 배출되는 폐액을 나선형으로 유동시킨 후, 측벽 상부로 배출하는 제2 절연블록(700)이 안착된다.6 and 7, a
즉, 본 발명은 양극봉(100), 절연판(200), 음극블록(300), 음극원통(400), 제1 절연블록(500), 양극케이스(600) 및 제2 절연블록(700)을 포함하여 구성되어, 내부에 내, 외측의 전해공간이 마련되고, 장치 내부로 유입된 폐액이 내, 외측의 전해공간을 나선형으로 유동하게 됨으로써, 높은 유가금속의 회수효율을 갖게 된다. That is, the present invention is applicable to the case where the
한편, 본 발명에서는 상기 제1 절연블록(500) 내로 유입된 폐액이 내부의 음극블록(300)에 접촉되지 않도록 하기 위하여, 상기 제1 절연블록(500)은 이중관 형태를 갖는 것이 바람직하다. 즉, 도 8에서와 같이, 원통형상으로 형성되는 외측 몸체(502)와, 원통형상으로 형성되어 상기 외측 몸체(502) 내에 인입되되, 외주면이 상기 외측 몸체(502)의 내주면과 이격되는 내측 몸체(504)로 구성되며, 내측 몸체(504)의 상면과 저면은 개방된 형태로서 음극원통(400)의 관통이 가능한 형태이나, 상기 외측 몸체(502)의 저면은 개방되지 않은 막힌 형태로 구성되어, 음극판(302)에 폐액이 접촉되지 않도록 하고, 상면은 개방되어 폐액이 양극케이스(600) 내로 배출될 수 있도록 함이 바람직하다. 아울러, 외측 몸체(502)에는 유입관(506)이 형성되어, 외부의 폐액을 제1 절연블록(500) 내로 유입시킨다. 이때, 상기 유입관(506)은 길이방향 일단이 상기 외측 몸체의 측벽 하부를 관통하고, 상기 외측 몸체(502)의 측벽에 접선방향으로 형성된다. 또한, 제1 절연블록(500) 내에서 폐액이 원활하게 나선형으로 유동되도록 하기 위해, 내측 몸체(504)의 외주면에는 나선형의 가이드판(508)이 형성된다.In the present invention, it is preferable that the first insulating
아울러, 도 9와 같이, 상기 제2 절연블록(700)은 제1 절연블록(500)과 동일한 구성을 갖되 그 상, 하부가 뒤집힌 구성으로, 원통형상으로 형성되는 외측 몸체(702); 원통형상으로 형성되어 상기 외측 몸체(702) 내에 인입되되, 외주면이 상기 외측 몸체(702)의 내주면과 이격되는 내측 몸체(704); 상기 내측 몸체(704)의 외주면에 형성된 나선형의 가이드판(708); 길이방향 일단이 상기 외측 몸체(702)의 측벽 상부를 관통하도록 형성되어 상기 외측 몸체(702)로부터 외부로 폐액을 배출하는 배출관(706);을 포함하여 구성된다. 즉, 모든 구성은 제1 절연블록(500)과 동일하되, 그 상, 하부만 바뀌는 구성을 갖는다. 다만, 제1 절연블록(500)과 달리 상기 내측 몸체(704)의 상면 역시 개방되지 않은 형태로 구성된다.As shown in FIG. 9, the
상기와 같이 양극봉(100), 절연판(200), 음극블록(300), 음극원통(400), 제1 절연블록(500), 양극케이스(600), 제2 절연블록(700)으로 구성된 본 발명의 회수장치는, 양극봉(100)에 구비된 양극판(102) 및 음극블록(300)에 구비된 음극판(302)에 전원을 인가함으로써, 양극봉(100) 및 음극블록(300)은 물론, 상기 양극판(102)과 접촉된 양극케이스(600), 상기 음극블록(300)에 접촉된 음극원통(400)에도 전원이 인가된다. As described above, the
그리고 제1 절연블록(500)의 측벽 일측에 형성된 유입관(506)을 통해 유입된 폐액이 제1 절연블록(500)의 내부를 가이드판(508)을 따라 나선형으로 유동하게 되고, 상기 나선형으로 유동된 폐액이 상면으로 배출되어 양극케이스(600) 내측의 전해공간으로 유입되게 된다. 이렇게 유입된 폐액 중 일부는 상기 음극원통(400)의 외주면을 나선형으로 감싸면서 유동하고, 상기 양극케이스(600) 내부로 유입된 폐액의 나머지는 상기 음극원통(400)의 내주면을 나선형으로 감싸면서 유동하게 된다. 이때, 상기 음극원통(400)은 그 하부 측벽에 폐액이 통과할 수 있는 유로(미도시)가 하나 이상 형성되어, 양극케이스(600)와 음극원통(400) 사이의 전해공간으로 유입된 폐액이 음극원통(400)의 내부의 전해공간으로 유입될 수 있게 된다. 그리고 상기와 같이 음극원통(400)의 내주면과 외주면을 따라 나선형으로 유동된 폐액은 상기 양극케이스(600)의 상면으로 배출되어, 제2 절연블록(700) 내부로 유입되고, 상기 제2 절연블록(700) 내부에서도 가이드판(708) 따라 나선형으로 유동하면서 측벽 일측의 배출관(706)으로 배출된다. 이때, 상기 음극원통(400) 내부의 폐액을 제2 절연블록(700) 내부로 배출하기 위해, 음극원통(400)의 상부 측벽에도 폐액이 동과할 수 있는 유로(미도시)가 하나 이상 형성된다.The waste liquid flowing through the
아울러, 상기 음극원통(400)을 다공성의 형태, 예를 들면 티타늄으로 되는 와이어사로 구성하면, 별도의 유로를 마련하지 않더라도, 음극원통(400) 전체에 걸쳐 폐액의 통과가 가능하게 된다.In addition, if the
즉, 종래의 유가금속 회수장치는 폐수가 지그재그 패턴으로 흐르도록 구성되는바, 폐수의 유로 중 코너 부위에는 폐수가 연속적으로 유동하지 못하고 정체되는 현상이 발생하여 해당 부위에는 유가금속이 정상적으로 석출되지 못한다는 문제점 즉, 음극체 중 폐수와 지속적으로 접촉되는 부위에만 유가금속이 효과적으로 석출되고 나머지 부위에는 유가금속이 정상적으로 석출되지 못하여 유가금속 회수효율을 높이는데 한계가 있다는 문제점이 있어왔다.That is, in the conventional valuable metal recovering apparatus, the wastewater flows in a staggered pattern, so that the wastewater does not flow continuously to the corners of the wastewater flow path and stagnates, so that the valuable metal is not normally deposited There is a problem in that the valuable metal is effectively precipitated only in the portion continuously contacting with the waste water in the cathode body and the valuable metal is not precipitated normally in the remaining portion so that the recovery efficiency of the valuable metal is limited.
그러나 본 발명에 의한 유가금속 회수장치는, 양극케이스(600) 내부로 유입된 폐수가 나선형으로 흐르므로 상기 양극케이스(600)의 내부 중 폐수가 지속적으로 흐르지 못하는 부위가 발생되지 아니하고, 이에 따라 음극원통(400) 모든 부위에서 유가금속이 정상적으로 회수된다는 장점이 있다However, since the wastewater flowing into the
따라서, 본 발명에 의한 유가금속 회수장치를 이용하면, 양극케이스(600) 내부로 유입된 폐수가 음극원통(400)의 외주면과 내주면에 모두 고르게 접촉하게 되므로, 폐수에 포함되어 있던 유가금속이 음극원통(400)의 외주면과 내주면에 모두 석출된다는 장점 즉, 유가금속 회수 효율이 극대화된다는 장점이 있다.Therefore, when the waste metal recovering apparatus according to the present invention is used, the wastewater flowing into the
그리고 본 발명에 의한 유가금속 회수장치는 음극원통(400)의 표면에 유가금속이 석출되도록 구성되는데, 이때 유가금속 회수율이 극대화되기 위해서는 음극원통(400)의 외주면에 유가금속이 석출되는 양과, 음극원통(400)의 내주면에 유가금속이 석출되는 양이 동일하게 설정되어야 한다. 이와 같이 음극원통(400)의 내주면과 외주면에 동일한 양의 유가금속이 석출되기 위해서는 음극원통(400)의 내주면에 접촉되는 폐수의 유량과 음극원통(400)의 외주면에 접촉되는 폐수의 유량이 동일해야 한다. 따라서 본 발명에 의한 유가금속 회수장치는, 상기 양극케이스(600)와 상기 음극원통(400) 사이의 횡단면과, 상기 음극원통(400)과 상기 양극봉(100) 사이의 횡단면은 면적 크기가 동일하게 설정됨이 바람직하다.In order to maximize the recovery of the valuable metal, the amount of the valuable metal is deposited on the outer circumferential surface of the
한편, 상기 본 발명에 의해 석출되는 유가금속으로는 니켈, 금, 은 구리 등으로, 음극 쪽에서 전자를 얻거나, 자기장에 의해 음극으로 이동하여 환원 석출된다. 따라서, 음극원통(400)에 유가금속이 다량 석출된 경우 음극원통(400)을 빼내어 음극 상에 석출된 유가금속을 제거한 후 다시 간단하게 삽입하는 방법으로, 지속적인 전기분해 반응을 하여 유가금속을 석출할 수 있다. On the other hand, as the valuable metal to be precipitated by the present invention, electrons are obtained from the negative electrode side by nickel, gold or silver copper, or are moved to the negative electrode by the magnetic field and are reduced and precipitated. Accordingly, when a large amount of valuable metal is precipitated in the
도 10은 본 발명에 의한 유가금속 회수장치에 포함되는 양극케이스(600)의 수직단면도이고, 도 11 및 도 12는 본 발명에 의한 유가금속 회수장치에 포함되는 음극원통(400)의 측면도 및 수직단면도이다.FIG. 10 is a vertical cross-sectional view of a
본 발명에 의한 유가금속의 회수장치는 폐수가 회수장치 내의 유로를 나선형 패턴으로 유동하여야만 음극원통(400)의 내주면과 외주면에 폐수가 효율적으로 접촉되어, 유가금속의 회수율을 극대화할 수 있다. 따라서, 상기 양극케이스(600)의 내주면을 타고 유동하는 폐수가 안정적인 나선형 패턴을 이룰 수 있도록, 상기 양극케이스(600)는 내주면을 나선형으로 둘러싸는 케이스 가이드돌기(602)를 구비할 수 있다.The wastewater can be efficiently brought into contact with the inner circumferential surface and the outer circumferential surface of the
그리고 상기 음극원통(400) 역시 외주면을 나선형으로 둘러싸는 외측 가이드돌기(402)와, 내주면을 나선형으로 둘러싸는 내측 가이드돌기(404)를 구비할 수 있다.The
아울러, 상기 케이스 가이드돌기(602)와 상기 외측 가이드돌기(402)와 상기 내측 가이드돌기(404)를 따라 폐수가 안정적으로 유동되도록 하기 위해서는, 상기 케이스 가이드돌기(602)와 상기 외측 가이드돌기(402)와 상기 내측 가이드돌기(404)는 경사각이 동일하게 설정됨이 바람직하다.In order to stably flow the wastewater along the
이때, 상기 케이스 가이드돌기(602)는 양극케이스(600)와 동일하게 티타늄으로 구성되어 그 표면에 양극층이 코팅된 상태임이 바람직하며, 상기 내, 외측 가이드돌기(402)(404) 역시 음극원통(400)과 동일한 티타늄 재질로 구성됨이 바람직하다.The case guide
한편, 상기 양극케이스(600), 음극원통(400) 및 상기 양극봉(100)은, 종래의 공지된 기술과 같이, 상기 외부로 돌출된 전극단자(미도시)에 의해 외부전원(미도시.)과 연결되어 전원을 공급받음은 당연하다. The
그리고 본 발명에 의한 유가금속의 회수장치는, 직렬로서 연결, 설치될 수 있는데, 제1 절연블록(500)과 제2 절연블록(700)의 유입관(506) 및 배출관(706)의 타측에 각각 연결관을 형성하고, 상기 제1 절연블록(500)의 연결관과 이웃하는 회수장치의 유입관(506)을 연결하고, 상기 제2 절연블록(700)의 연결관과 이웃하는 회수장치의 배출관(706)을 연결함으로써, 첫 번째 회수장치의 유입관(506)을 통해 공급된 폐액이 첫 번째 회수장치의 제1 절연블록(500)의 연결관을 통해 이웃하는 두 번째 회수장치의 유입관(506)으로 폐액을 공급하고, 계속적으로 이웃하는 회수장치에 폐액을 공급함으로써, 직렬 연결된 다수개의 회수장치 내부의 유로를 따라 폐액이 나선형으로 유동하게 되고, 다시 상호 연결된 배출관(706)과 제2 절연블록(700)의 연결관(710)을 통해 유가금속이 회수된 폐수가 배출되게 된다. 즉, 다수개의 회수장치를 이용하여 동시에 유가금속을 효율적으로 회수할 수 있는 것이다. The apparatus for collecting valuable metals according to the present invention can be connected and installed in series. The apparatus for collecting valuable metals according to the present invention can be connected to the first insulating
아울러, 상기 연결관, 배출관(706) 및 유입관(506)에 별도의 밸브를 설치할 수 있음은 당연하다. Further, it is of course possible to provide separate valves for the connection pipe, the
또한, 별도로 설명하지는 않았지만, 유가금속을 함유하는 폐액을 회수장치 내 연속적으로 일정압력으로 공급함으로써, 폐액의 유속을 일정하게 유지하여 회수율을 높이도록 함은 당연하며, 상기 폐액의 유속을 제한하지는 않으나, 그 효율을 고려할 때 20~30ml/min 정도면 족하고, 전극의 크기 대비 전류 밀도는 20~60mA/㎠ 정도면 족하다.Although it is not described separately, it is a matter of course that the waste liquid containing the valuable metal is continuously supplied to the recovery apparatus at a constant pressure so that the recovery rate is increased by keeping the flow rate of the waste liquid constant, and the flow rate of the waste liquid is not limited Considering the efficiency, it suffices for 20 ~ 30ml / min, and current density of 20 ~ 60mA / ㎠ is enough for the electrode size.
본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined in the appended claims and their equivalents. Of course, such modifications are within the scope of the claims.
100: 양극봉 102: 양극판
200: 절연판 202: 관통공
300: 음극블록 302: 음극판
304: 관통공 306: 단턱
400: 음극원통 402: 외측 가이드돌기
404: 내측 가이드돌기
500: 제 1절연블록 502: 외측 몸통
504: 내측 몸통 506: 유입관
508: 가이드판 510: 관통공
600: 양극케이스 602: 케이스 가이드돌기
700: 제 2 절연블록 702: 외측 몸통
704: 내측 몸통 706: 배출관
708: 가이드판 100: positive electrode rod 102: positive electrode plate
200: insulating plate 202: through hole
300: cathode block 302: cathode plate
304: through hole 306: step
400: cathode cylinder 402: outer guide projection
404: Inner guide projection
500: first insulating block 502: outer body
504: inner body 506: inlet pipe
508: guide plate 510: through-hole
600: anode case 602: case guide projection
700: second insulation block 702: outer body
704: Inner body 706:
708: guide plate
Claims (6)
상기 양극판(102) 상면에 적층구조로 안착되는 원반형상의 절연판(200);
상기 절연판(200) 상에 마련되되 상기 절연판(200) 상면에 적층구조로 안착되는 음극판(302)이 구비되고 중심부에 상기 양극봉(100)이 관통되는 관통공(304)이 형성된 음극블록(300);
상기 음극블록(300)을 관통한 양극봉(100)을 둘러싸도록 상기 음극블록(300) 상에 안착되며, 내측면이 상기 양극봉(100)과 이격되는 음극원통(400);
상기 음극판(302)의 상면에 안착되는 원통형상을 이루며, 측벽 하부로 유입된 폐액을 나선형으로 유동시킨 후 상면으로 배출하는 제1 절연블록(500);
상기 제1 절연블록(500) 상에 안착되며, 내경에 양극층이 코팅된 원통형상의 양극케이스(600);
상기 양극케이스(600)의 상면에 안착되는 원통형상을 이루며, 저면으로 유입된 폐액을 나선형으로 유동시킨 후 측벽 상부로 배출하는 제2 절연블록(700);
을 포함하며,
상기 제1 절연블록(500)은,
원통형상으로 형성되는 외측 몸체(502);
원통형상으로 형성되어 상기 외측 몸체(502) 내에 인입되되, 외주면이 상기 외측 몸체(502)의 내주면과 이격되는 내측 몸체(504);
상기 내측 몸체(504)의 외주면에 형성되는 나선형의 가이드판(508);
길이방향 일단이 상기 외측 몸체(502)의 측벽 하부를 관통하도록 형성되어 상기 외측 몸체(502) 내부로 폐액을 공급하는 유입관(506);
을 포함하며,
상기 제2 절연블록(700)은,
원통형상으로 형성되는 외측 몸체(702);
원통형상으로 형성되어 상기 외측 몸체(702) 내에 인입되되, 외주면이 상기 외측 몸체(702)의 내주면과 이격되는 내측 몸체(704);
상기 내측 몸체(704)의 외주면에 형성되는 나선형의 가이드판(708);
길이방향 일단이 상기 외측 몸체(702)의 측벽 상부를 관통하도록 형성되어 상기 외측 몸체(702) 외부로 폐액을 배출하는 배출관(706);
을 포함하고,
상기 음극원통(400)의 상부 및 하부에 폐액이 통과할 수 있는 유로가 각각 하나 이상 형성되어,
상기 제1 절연블록(500)의 상면으로 배출된 폐액이 상부의 양극케이스(600) 내부로 유입되어, 일부는 상기 음극원통(400)의 외주면을 나선형으로 감싸면서 유동하고, 나머지는 상기 음극원통(400)의 내부로 유입되어 음극원통(400)의 내주면을 나선형으로 감싸면서 유동하는 것을 특징으로 하는 유가금속의 회수장치.
A positive electrode rod (100) extending in a vertical direction and having a positive electrode plate (102) at a lower end thereof;
A disc-shaped insulating plate 200 which is mounted on the upper surface of the positive electrode plate 102 in a laminated structure;
A negative electrode plate 302 provided on the insulating plate 200 and seated in a laminated structure on the insulating plate 200 and a negative electrode block 300 having a through hole 304 through which the positive electrode rod 100 passes, );
A cathode cylinder 400 mounted on the cathode block 300 so as to surround the cathode block 100 penetrating the anode block 300 and having an inner side spaced apart from the anode rod 100;
A first insulating block 500 having a cylindrical shape that is seated on the upper surface of the cathode plate 302 and discharging the waste liquid flowing into the lower portion of the side wall spirally and discharging the waste liquid to the upper surface;
A cylindrical anode case 600 that is seated on the first insulating block 500 and has an inner diameter coated with an anode layer;
A second insulating block 700 having a cylindrical shape which is seated on the upper surface of the cathode case 600 and discharging the waste liquid flowing into the bottom surface in a spiral manner and discharging the waste liquid to the upper side of the side wall;
/ RTI >
The first insulating block 500 may be formed of,
An outer body 502 formed in a cylindrical shape;
An inner body (504) formed in a cylindrical shape and drawn into the outer body (502), the outer body being separated from the inner peripheral surface of the outer body (502);
A spiral guide plate 508 formed on an outer peripheral surface of the inner body 504;
An inlet pipe 506 formed at one end in the longitudinal direction so as to pass through a lower portion of a side wall of the outer body 502 to supply a waste liquid into the outer body 502;
/ RTI >
The second insulating block 700 includes a first insulating layer,
An outer body 702 formed in a cylindrical shape;
An inner body 704 formed in a cylindrical shape and drawn into the outer body 702, the outer body 704 being spaced apart from the inner peripheral surface of the outer body 702;
A spiral guide plate 708 formed on an outer peripheral surface of the inner body 704;
A discharge pipe 706 formed at one end in the longitudinal direction to penetrate the upper portion of the side wall of the outer body 702 and discharging the waste liquid to the outside of the outer body 702;
/ RTI >
One or more flow passages through which the waste liquid can pass may be formed on the upper and lower portions of the cathode cylinder 400,
The waste liquid discharged to the upper surface of the first insulating block 500 flows into the upper cathode case 600 and partly flows while spirally surrounding the outer circumferential surface of the cathode cylinder 400, Flows into the inner space of the cathode cylinder (400) and spirally flows around the inner circumferential surface of the cathode cylinder (400).
상기 음극원통(400)은 와이어 사로 구성되어, 폐액의 관통이 가능한 형태인 것을 특징으로 하는 유가금속의 회수장치.
The method according to claim 1,
Wherein the cathode cylinder (400) is formed of a wire yarn and is capable of penetrating a waste liquid.
상기 양극케이스(600)는,
내주면을 나선형으로 둘러싸는 케이스 가이드돌기(602)가 구비되고,
상기 음극원통(400)은,
외주면을 나선형으로 둘러싸는 외측 가이드돌기(402)와,
내주면을 나선형으로 둘러싸는 내측 가이드돌기(404)가 구비되는 것을 특징으로 하는 유가금속의 회수장치.
5. The method of claim 4,
In the cathode case 600,
A case guide protrusion 602 for spirally surrounding the inner peripheral surface is provided,
The cathode cylinder (400)
An outer guide protrusion 402 spirally surrounding the outer circumferential surface,
And an inner guide protrusion (404) surrounding the inner circumferential surface in a spiral manner.
상기 케이스 가이드돌기(602)와 상기 외측 가이드돌기(402)와 상기 내측 가이드돌기(404)는, 경사각이 동일한 것을 특징으로 하는 유가금속의 회수장치.6. The method of claim 5,
Wherein the case guide protrusion (602), the outer guide protrusion (402), and the inner guide protrusion (404) have the same inclination angle.
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