KR102016632B1

KR102016632B1 - 금속 추출 장치

Info

Publication number: KR102016632B1
Application number: KR1020170173910A
Authority: KR
Inventors: 김봉주; 이순재; 박천영; 최낙철; 조강희; 김현수
Original assignee: 고려대학교 산학협력단; 조선대학교산학협력단
Priority date: 2017-12-18
Filing date: 2017-12-18
Publication date: 2019-08-30
Also published as: KR20190072828A

Abstract

본 발명은 금속 추출 장치에 관한 것으로, 본 발명의 실시예에 따른 금속 추출 장치는 광물운반선(1)에 배치되고, 광물(M)을 수용하는 반응조(10), 선박평형수(21)를 포함하고, 반응조(10) 내에 수용되는 배지(20), 및 미생물(41) 및 곰팡이(43) 균주를 포함하고, 배지(20) 내에 주입되어 광물(M)로부터 금속을 추출하는 균주부(40)를 포함한다.

Description

금속 추출 장치{APPARATUS FOR EXTRACTING METALS}

본 발명은 금속 추출 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 광물을 운반하는 선박 내에 장착되어 습식 제련 기술을 이용해 광물에서부터 금속을 추출하는 광물 제련 장치에 관한 것이다.

광물자원은 일부 국가에 편중되어 매장되어 있다. 따라서 우리나라를 비롯한 많은 국가는 해외에서 원료 광물을 수입하고 있다. 이때, 광물자원은 대부분 광석이나 유용금속이 농집된 정광(concentrate) 형태로 수입된다. 광물자원을 수송하는 수단으로는 대표적으로 선박이 있다. 선박 중 포장하지 않은 화물을 그대로 선창에 적재하여 수송하는 화물전용선을 벌크선(bulk carrier)이라고 하는데, 석탄전용선, 광석전용선, 시멘트전용선, 곡물전용선 등이 있다. 이러한 선박을 통해 광물자원을 수송하기 위해서는 대륙별로 차이가 있지만 대략 15 ~ 60일 정도의 기간이 소요되고, 매우 많은 운반비를 지불해야 한다.

이렇게 수입된 광물은 수입국의 제철소 및 제련소에서 금속으로 제조된다. 정광으로부터 금속을 추출하기 위한 공법에는 건식 제련 공법과 습식 제련 공법이 있는데, 그 중 습식 제련은 정광을 배소(roasting)하고, 용출(leaching)한 후, 농축 공정(enriched process)을 거친 뒤, 전해 채취(electrowinning)를 통해 금속을 추출한다. 습식 제련 기술은 하기 선행기술문헌의 특허문헌에 개시되어 있다.

이에 해외에서의 광물 채굴에서부터 해양운반 및 제련에 상당한 시간과 비용이 소요되는 문제가 발생하는바, 그 문제점을 해결하기 위한 방안이 절실히 요구되고 있다.

KR

10-1707089

B1

본 발명은 상술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 일 측면은 광물운반선 내에 장착되고, 선박평형수를 배지로 활용하며, 배지 내에 미생물 및 곰팡이 균주가 혼합 주입되어 습식 제련 방식에 따라 광물로부터 금속을 추출하는 금속 추출 장치를 제공하고자 하는 것이다.

또한, 본 발명의 다른 측면은 광물운반선 내의 배기가스를 미생물 및 곰팡이 균주의 에너지원으로 활용하고, 광물운반선에서의 폐열을 활용하여 미생물 및 곰팡이 배양과 서식에 최적화된 환경을 구현하여 금속의 용출효율이 증대되는 금속 추출 장치를 제공하는 데 있다.

본 발명에 따른 금속 추출 장치는 광물운반선에 배치되고, 광물을 수용하는 반응조; 선박평형수를 포함하고, 상기 반응조 내에 수용되는 배지; 및 미생물 및 곰팡이 균주를 포함하고, 상기 배지 내에 주입되어 상기 광물로부터 금속을 추출하는 균주부;를 포함한다.

또한, 본 발명에 따른 금속 추출 장치에 있어서, 상기 선박평형수를 저장하는 상기 광물운반선의 평형수탱크로부터, 상기 반응조 내부로, 상기 선박평형수를 공급하는 평형수공급부;를 더 포함한다.

또한, 본 발명에 따른 금속 추출 장치에 있어서, 상기 선박평형수는 상기 광물운반선의 평형수 처리장치(BWTS)에 의해 수처리되어, 상기 반응조로 공급된다.

또한, 본 발명에 따른 금속 추출 장치에 있어서, 상기 미생물은 산화 박테리아, 및 황산화 박테리아 중 어느 하나 이상을 포함한다

또한, 본 발명에 따른 금속 추출 장치에 있어서, 상기 곰팡이는 검정곰팡이, 및 푸른곰팡이 중 어느 하나 이상을 포함한다.

또한, 본 발명에 따른 금속 추출 장치에 있어서, 상기 광물운반선의 배기가스에서 이산화탄소를 포집하여, 상기 배지로 공급하는 이산화탄소공급부;를 더 포함한다.

또한, 본 발명에 따른 금속 추출 장치에 있어서, 상기 광물운반선에서 발생하는 폐열을 회수하여, 상기 배지가 소정의 반응온도를 유지하도록, 상기 선박평형수를 가열하는 폐열회수공급부;를 더 포함한다.

또한, 본 발명에 따른 금속 추출 장치에 있어서, 상기 반응온도의 범위는 25 ~ 50 ℃이다.

또한, 본 발명에 따른 금속 추출 장치에 있어서, 상기 배지 내에 첨가되는 철이온;을 더 포함한다.

또한, 본 발명에 따른 금속 추출 장치에 있어서, 상기 배지의 온도, pH, 및 상기 미생물 및 상기 곰팡이의 농도를 모니터링하는 모니터링부;를 더 포함한다.

또한, 본 발명에 따른 금속 추출 장치에 있어서, 개구부를 구비한 용기 형태로 형성되고, 상기 반응조 내부에 배치되며, 상기 개구부를 통해 상기 평형수공급부로부터 상기 선박평형수를 공급받아 저장하였다가, 상기 반응조 내부로 공급하는 저수조;를 더 포함한다.

본 발명의 특징 및 이점들은 첨부도면에 의거한 다음의 상세한 설명으로 더욱 명백해질 것이다.

이에 앞서 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이고 사전적인 의미로 해석되어서는 아니 되며, 발명자가 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

본 발명에 따르면, 광물운반선 내에 장착되어 장시간이 소모되는 해양운반 중에, 적재된 광물로부터 금속을 추출할 수 있으므로, 유용 광물의 품위를 향상시킬 수 있고, 광물 제련에 소요되는 시간을 단축할 수 있다.

또한, 배지 내 미생물의 촉매작용을 기반으로 광물로부터 금속을 추출하되, 미생물뿐만 아니라, 곰팡이가 혼합 배양됨으로써, 금속의 용출효율을 증대시킨다.

나아가, 선박평형수를 배지로 활용하므로, 선박에 별도의 해수담수화 장치를 장착하거나 담수를 저장할 필요가 없고, 광물운반선에서 배출되는 가스와 폐열을 활용하여 미생물과 곰팡이의 서식 환경을 제어하므로, 금속 제련 장치의 구성 및 제련 공정을 단순화할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 금속 추출 장치를 개략적으로 도시한 구성도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 금속 추출 장치의 일부분을 절단한 단면도이다.
도 3는 본 발명의 다른 실시예에 따른 금속 추출 장치의 일부분을 절단한 단면도이다.

본 발명의 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관되어지는 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예들로부터 더욱 명백해질 것이다. 본 명세서에서 각 도면의 구성요소들에 참조번호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 번호를 가지도록 하고 있음에 유의하여야 한다. 이하, 본 발명을 설명함에 있어서, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 관련된 공지 기술에 대한 상세한 설명은 생략한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시형태를 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 금속 추출 장치를 개략적으로 도시한 구성도이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 금속 추출 장치의 일부분을 절단한 단면도이다.

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 금속 추출 장치는 광물운반선(1)에 배치되고, 광물(M)을 수용하는 반응조(10), 선박평형수(21)를 포함하고, 반응조(10) 내에 수용되는 배지(20), 및 미생물(41) 및 곰팡이(43) 균주를 포함하고, 배지(20) 내에 주입되어 광물(M)로부터 금속을 추출하는 균주부(40)를 포함한다.

본 발명은 해외에서 생산된 광물을 운반하는 선박 내에 장착되어, 습식 제련 기술을 이용해, 광물에서부터 금속을 추출하는 광물 제련 장치에 관한 것이다. 해외에서 채굴된 광물은 수입국가까지 벌크선과 같은 선박에 선적되어 운송되고, 그 수입국가에 하역되어 제련 공정을 거치게 된다. 이때, 해양운반 및 제련에 상당한 시간과 비용이 소요되는 문제가 발생하는바, 그 문제점을 해결하기 위한 방안으로서 본 발명이 안출되었다.

구체적으로, 본 발명에 따른 금속 추출 장치는 반응조(10), 배지(20), 및 균주부(40)를 포함한다.

반응조(10)는 광물운반선(1) 내에 배치되어, 운송되는 광물(M)을 수용하도록 형성된 용기 형태의 구조물이다. 광물운반선(1)은 광물 수송용 벌크선(bulk carrier)으로서, 광물(M)을 수송하는 선박인 한, 그 구조 및 형태에 특별한 제한이 없다. 일반적으로 벌크선 내에는 다수의 셀(cell)이 구비되는데, 그 셀의 구조를 조정하여 반응조(10)를 형성할 수 있다. 일례로, 광물(M)을 적재하도록 구획된 선창을 반응조(10)로 사용할 수 있다. 다만, 선창이 반드시 반응조(10)로 제공되어야 하는 것은 아니고, 별도로 반응조(10)를 형성하여 광물운반선(1) 내에 장착해도 무방하다.

여기서, 광물(M)은 유용 광물을 함유하는 광석(ore), 또는 그 광석을 선광하여 얻어진 높은 품위를 갖는 정광(concentrate) 형태로 운송되는바, 반응조(10) 내에 수송되는 광물(M)은 광석, 또는 정광일 수 있다. 한편, 반응조(10)는 이러한 광물(M) 이외에, 배지(20)를 수용한다.

배지(20)는 후술할 균주부(40)에 의한 미생물(41) 및 곰팡이(43)를 배양할 수 있는 증식환경을 제공한다. 여기서, 배지(20)는 액상으로, 기본적으로는 광물운반선(1)의 선박평형수(ballast water, 21)를 포함한다. 선박평형수(21)는 선박을 유지하기 위해 선박 내에 저장되는 해수(sea water, S)로서, 본 발명의 광물운반선(1) 내의 평형수탱크(3)에 저장되었다가 반응조(10) 내로 공급되어 배지(20)로 활용된다. 해수(S) 내에는 다양한 종류의 무기 염류가 존재하기 때문에, 해수(S)를 배지(20)의 기본용액으로 사용하는 경우, 별도의 영양물질을 추가로 공급하지 않더라도 미생물(41) 및 곰팡이(43)를 효과적으로 배양할 수 있다. 또한, 해수(S)를 기반으로 배지(20)가 제조되므로, 별도로 배양액을 제조·공급하는 것과 비교하여 경제적이다.

한편, 선박평형수(21)는 광물운반선(1)의 평형수 처리장치(BWTS, 5)에 의해 수처리되어, 반응조(10) 내로 공급될 수 있다. 선박평형수(21)는 평형수탱크(3)에 저장되었다가 다시 해양으로 배출되는데, 이때 해양생태계 파괴와 교란을 방지하기 위해 평형수 처리장치(5)에 의해, 해수(S)로부터 유입되는 미생물 및 부유성 물질이 필터링되고 전기분해·자외선 등에 의해 살균처리되어 배출된다. 이러한 경우, 수처리된 선박평형수(21)를 사용함으로써, 보다 안정적인 증식환경을 조성할 수 있다. 여기서, 평형수 처리장치(5)는 일반적으로 필터, 전해조 등으로 구성되고, 해수(S)가 평형수 처리장치(5)를 관류하여 평형수탱크(3)에 채워지도록 구조화되는데, 반드시 이러한 구성 및 구조로 형성되어야 하는 것은 아니다. 이렇게 해수(S)로부터 공급되는 선박평형수(21)는 평형수공급부(30)를 통해 반응조(10)로 주입될 수 있다.

여기서, 평형수공급부(30)는 평형수탱크(3)로부터 반응조(10) 내부로 선박평형수(21)를 공급하도록 형성된 장치이다. 기본적으로는, 평형수탱크(3)와 반응조(10)를 연결하는 관로로 구현될 수 있다. 또한, 관로를 따라 흐르는 선박평형수(21)의 유량을 측정하는 유량계(flowmeter), 선박평형수(21) 흐름의 개폐 및 유량을 제어하는 밸브, 및/또는 관로를 통해 선박평형수(21)를 수송하는 펌프 등을 더 포함할 수 있다. 즉, 평형수공급부(30)는 평형수탱크(3)로부터 반응조(10)로 선박평형수(21)를 공급할 수 있도록 형성되는 한, 특별한 제한 없이 모든 공지의 배관설비에 의해 제공될 수 있다.

한편, 균주부(40)는 배지(20) 내에 주입되는 다수의 균주를 포함한다. 여기서, 균주는 미생물(41) 및 곰팡이(43) 균주로서, 배지(20) 내에서 배양된다. 배양된 미생물(41) 및 곰팡이(43)는 배지(20) 내의 광물(M)로부터 금속을 추출한다. 미생물(41)은 철과 황을 산화시키는 촉매로서, 황화광물 등의 광물(M)을 용해 침출시킴으로써, 이에 함유된 철, 구리, 니켈, 또는 아연 등의 금속을 추출한다. 그 일례로, 미생물(41)의 촉매작용으로 +2가의 철(ferrous iron)을 +3가의 철(ferric iron)로, 황을 황산으로 산화시키고, +3가의 철은 황화광물에 있는 황화이온을 황으로 산화시키면서 자신은 +2가의 철로 환원되는데, 이와 같이 금속은 황화물 광물(M)로부터 황산구리가 되어 수용액에 용해된 금속이온으로 분리되어 궁극적으로 금속으로 산출된다. 다만, 광물(M)이 반드시 황화광물 등에 한정되는 것은 아니고, 추출되는 금속 또한 전술한 금속 이외에 납, 비소, 안티몬, 몰리브덴, 금, 은, 코발트 등을 포함할 수 있다. 이때, 추출된 금속 중 구리와 같은 일부 금속(M1)은 배지(20) 내의 수중에 부유하고, 금과 같은 다른 금속(M2)은 반응조(10) 바닥에 가라앉는다.

이렇게 광물(M)로부터 금속을 추출시키는 미생물(41)의 일례로, 철산화 박테리아, 및 황산화 박테리아 중 어느 하나 이상을 포함할 수 있는바, 미생물(41) 균주는 철산화 박테리아 균주, 또는 황산화 박테리아 균주, 또는 이들의 혼합 균주군일 수 있다. 이러한 박테리아 균주는 광산산성배수(AMD), 폐광산지역 갱내수로부터 분리동정하여 배양함으로써 취득할 수 있는데, 이들은 해수(S) 기원의 박테리아이므로 본 발명에 따른 배지(20) 내에서 용이하게 배양될 수 있다.

한편, 본 발명에 따른 균주부(40)에는 전술한 미생물(41) 이외에도, 곰팡이(43) 균주가 포함된다. 여기서, 곰팡이(43)는 검정곰팡이, 및 푸른곰팡이 중 어느 하나 이상일 수 있다. 따라서, 검정곰팡이, 또는 푸른곰팡이, 또는 이들 모두가 배지(20) 내에서 배양될 수 있다. 이러한 곰팡이(43)는 하수종말 처리장, 쓰레기매립장에서 분리동정하여 배양함으로써 취득할 수 있다. 순수한(pure) 미생물(41)을 이용해 광물(M)로부터 금속을 추출하는 경우, 금속 추출량이 제한되므로, 미생물(41)과 함께 곰팡이(43)를 사용하여 대량으로 금속을 추출할 수 있다. 즉, 미생물(41)과 곰팡이(43)를 함께 혼합하여 배양함으로써, 용출효율을 상승시킬 수 있다.

종합적으로, 본 발명에 따르면, 광물운반선(1) 내에 장착되어 장시간의 소모되는 해양운반 중에 적재된 광물(M)로부터 금속을 추출할 수 있으므로, 유용 광물의 품위를 향상시킬 수 있고, 광물 제련에 소요되는 시간을 단축할 수 있다. 또한, 배지(20) 내 미생물(41)의 촉매작용을 기반으로 광물(M)로부터 금속을 추출하되, 미생물(41)뿐만 아니라, 곰팡이(43)가 혼합 배양됨으로써, 금속의 용출효율을 증대시키며, 나아가 선박평형수(21)를 배지(20)로 활용하므로, 선박에 별도의 해수(S)담수화 장치를 장착하거나 담수를 저장할 필요가 없이 미생물(41)과 곰팡이(43)의 서식 환경을 제어할 수 있다. 이뿐만 아니라, 습식처리로 인해 하역 시 비산에 의한 오염물질을 감소시킬 수 있다.

한편, 본 발명의 실시예에 따른 금속 추출 장치는, 이산화탄소공급부(50)를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 배지(20) 내에서 증식되는 미생물(41), 및 곰팡이(43)에 있어, 생육 영향인자로서, 탄소원은 매우 중요한 요소이다. 탄소원은 생체에 흡수되어 생체구성탄소로 이용되는 탄소화합물로, 미생물(41)은 주로 이산화탄소(CO₂)를 탄소원으로 하는데, 본 발명은 이산화탄소공급부(50)가 그 이산화탄소를 배지(20) 내로 공급한다. 이때, 이산화탄소는 광물운반선(1)의 배기가스에서 포집된다. 광물운반선(1)의 동력을 발생시키는 동력부의 엔진에서 배기가스가 발생하는데, 이산화탄소공급부(50)가 그 배기가스로부터 이산화탄소를 포집하여 배지(20)로 공급하는 것이다. 이러한 이산화탄소공급부(50)는 이산화탄소 포집 및 저장(Carbon Dioxide Capture & Storage, CCS) 기술이 적용되어 구현될 수 있다. 연소 후 배기가스에 포함된 이산화탄소를 포집하기 위해서는, 용매 흡수, 막분리, 흡착기술 등이 활용되는데, 이산화탄소공급부(50)는 이러한 기술을 통해 이산화탄소를 포집하고, 관로, 밸브 등의 배관설비를 통해 그 이산화탄소를 반응조(10) 내로 공급할 수 있다. 다만, 이산화탄소공급부(50)는 광물운반선(1) 내에서 발생하는 이산화탄소를 포집하여 반응조(10) 내로 공급할 수 있는 한, 전술한 구성 및 구조에 특별히 한정되는 것은 아니고, 공급되는 이산화탄소량을 측정하기 위한 유량계 등도 추가적으로 설치될 수 있다.

또한, 본 실시예에서, 폐열회수공급부(60)가 더 포함될 수 있다.

폐열회수공급부(60)는, 전술한 미생물(41) 및 곰팡이(43)가 효과적으로 금속을 용출하기 위해서, 열(heat)을 공급하여 배지(20)의 온도를 소정의 반응온도로 유지한다. 이때, 공급되는 열은 광물운반선(1)의 폐열을 회수하여 활용한다. 여기서, 폐열은 동력부 및/또는 보일러실에서 방출되는 연소 배기가스로 배출되는데, 폐열회수공급부(60)가 그 배기가스의 폐열을 회수하고, 배지(20)를 구성하는 선박평형수(21)를 가열함으로써, 배지(20)의 온도를 일정하게 유지할 수 있다.

일례로, 폐열회수공급부(60)는 배기가스에 의해 가열되는 열회수기(보일러)로 구현되어, 고온의 스팀을 생성하고, 그 스팀을 이용해 선박평형수(21)를 가열할 수 있다. 이때, 선박평형수(21)는 평형수공급부(30)를 통해 반응조(10)로 공급되는 해수(S)이거나, 또는 반응조(10) 내에 배지(20) 형태로 수용된 해수(S)일 수 있다. 따라서, 폐열회수공급부(60)는 평형수공급부(30)를 이루는 관로 주변으로 고온 스팀을 공급하거나, 반응조(10) 주변으로 고온 스팀을 공급하도록 형성될 수 있다. 이때, 폐열회수공급부(60)는 열회수기와 소통되도록 연결된 유체 관로를 통해, 고온 스팀을 공급할 수 있다.

다른 일례로, 폐열회수공급부(60)는 열교환기 형태로 구현될 수도 있다. 따라서, 평형수공급부(30)의 관로, 및/또는 반응조(10) 내의 선박평형수(21)와 배기가스 사이에 열교환이 일어나도록, 폐열회수공급부(60)가 배치되어, 선박평형수(21)를 가열할 수 있다.

이렇게 폐열회수공급부(60)가 선박평형수(21)에 폐열을 공급할 때에, 배지(20)는 미생물(41) 및 곰팡이(43)가 효과적으로 금속을 용출할 수 있도록, 25 ~ 50 ℃의 반응온도로, 적합하게는 30 ℃의 반응온도로 유지될 수 있다. 이러한 반응온도에서 유용 금속의 용해도 및 용출효율이 증가한다.

또한, 본 발명에 따른 미생물(41) 및 곰팡이(43)를 이용한 생물학적 용출에의 최적화를 위해서, 전술한 반응온도 이외에, pH가 중요한 인자인바, 반응 초기에 황산을 이용하여 pH를 1.4 ~ 2.0으로 조정할 수 있다.

나아가, 초기의 생물학적 용출을 유도하기 위해서, 배지(20) 내에 철이온이 첨가될 수 있다. 여기서, 철이온은 초기 반응 시에만 첨가된다. 왜냐하면, 반응이 일어나기 시작할 때에는, 금속 이온들이 용출되어 이를 활용할 수 있기 때문이다.

도 3는 본 발명의 다른 실시예에 따른 금속 추출 장치의 일부분을 절단한 단면도이다.

본 실시예에서, 본 발명에 따른 금속 추출 장치는, 모티터링부(70)를 더 포함할 수 있다.

여기서, 모티터링부(70)는, 최적의 용출 조건을 유지하기 위해, 배지(20)의 온도, pH, 및 배양되는 미생물(41, 도 2 참조)과 곰팡이(43, 도 2 참조)의 농도를 모니터링한다. 이에, 모티터링부(70)는 온도측정기(71), pH측정기(73), 및 UV lamp(75)를 포함할 수 있다.

또한, 반응조(10) 내로 공급하는 선박평형수(21)의 양을 제어하기 위해서, 저수조(80)가 반응조(10) 내에 배치될 수 있다.

저수조(80)는 내부에 공간이 형성된 용기 형태로, 내부 공간과 소통되는 개구부를 구비하여, 개구부를 통해, 평형수공급부(30)로부터 선박평형수(21)를 공급받아 일시적으로 저장했다가, 반응조(10) 내부로 공급한다. 여기서, 이산화탄소공급부(50)를 통해 공급되는 이산화탄소도 저수조(80) 내로 공급될 수 있다.

한편, 반응조(10)에는, 금속이 용출된 용출용액이 외부로 배출되도록, 배출관(11)이 연결될 수 있다. 이때, 배출관(11)은 반응조(10)의 하부에 연결되어 펌프에 의하지 않고, 용출용액을 토출할 수 있도록 구성될 수 있다. 여기서, 용출용액은 배지(20) 내에 용출된 금속이 혼합된 용액을 의미하고, 하역 시 배출관(11)을 통해 광물운반선(1) 외부로 배출된다.

또한, 반응조(10)에는, 용출용액을 샘플링하기 위해서, 용출용액을 토출할 수 있는 샘플링관(13)이 연결될 수도 있다. 샘플링관(13)을 통해 용출용액을 샘플링함으로써, 용출 진행 정도 및 용출된 금속 등을 분석할 수 있다.

이상 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세히 설명하였으나, 이는 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 그 변형이나 개량이 가능함이 명백하다.

본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 모두 본 발명의 영역에 속한 것으로 본 발명의 구체적인 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의하여 명확해질 것이다.

1: 광물운반선 3: 평형수탱크
5: 평형수 처리장치 10: 반응조
20: 배지 21: 선박평형수
30: 평형수공급부 40: 균주부
41: 미생물 43: 곰팡이
50: 이산화탄소공급부 60: 폐열회수공급부
70: 모니터링부 80: 저수조

Claims

광물운반선에 배치되고, 광물을 수용하는 반응조;
무기 염류를 함유한 해수로 이루어진 상기 광물운반선의 선박평형수를 포함하고, 상기 반응조 내에 수용되는 배지; 및
상기 광물로부터 금속을 추출하는 미생물 균주, 및 곰팡이 균주를 포함하고, 상기 배지 내에서 배양되는 균주부;
를 포함하는 금속 추출 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 선박평형수를 저장하는 상기 광물운반선의 평형수탱크로부터, 상기 반응조 내부로, 상기 선박평형수를 공급하는 평형수공급부;
를 더 포함하는 금속 추출 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 선박평형수는
상기 광물운반선의 평형수 처리장치(BWTS)에 의해 수처리되어, 상기 반응조로 공급되는 금속 추출 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 미생물은
철산화 박테리아, 및 황산화 박테리아 중 어느 하나 이상을 포함하는 금속 추출 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 곰팡이는
검정곰팡이, 및 푸른곰팡이 중 어느 하나 이상을 포함하는 금속 추출 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 광물운반선의 배기가스에서 이산화탄소를 포집하여, 상기 배지로 공급하는 이산화탄소공급부;
를 더 포함하는 금속 추출 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 광물운반선에서 발생하는 폐열을 회수하여, 상기 배지가 소정의 반응온도를 유지하도록, 상기 선박평형수를 가열하는 폐열회수공급부;
를 더 포함하는 금속 추출 장치.
청구항 7에 있어서,
상기 반응온도의 범위는 25 ~ 50 ℃인 금속 추출 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 배지 내에 첨가되는 철이온;
을 더 포함하는 금속 추출 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 배지의 온도, pH, 및 상기 미생물 및 상기 곰팡이의 농도를 모니터링하는 모니터링부;
를 더 포함하는 금속 추출 장치.
청구항 2에 있어서,
개구부를 구비한 용기 형태로 형성되고, 상기 반응조 내부에 배치되며, 상기 개구부를 통해 상기 평형수공급부로부터 상기 선박평형수를 공급받아 저장하였다가, 상기 반응조 내부로 공급하는 저수조;
를 더 포함하는 금속 추출 장치.