KR102436155B1 - Distillating apparatus for liquid cathode and distillating method for the same - Google Patents

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Abstract

본 발명의 실시예에 따른 액체 음극 증류 장치는, 파이로프로세스의 전해제련 공정에서 발생한 액체 음극 전착물로부터 액체 음극을 증류하는 액체 음극 증류 장치에 있어서, 상기 액체 음극 전착물을 용융시키고, 용융된 액체 음극과 용융염이 수용되는 도가니; 상기 도가니의 상측을 덮는 커버; 및 상기 커버를 관통하여 상기 도가니의 내부와 외부를 연결하는 가스 배출관; 을 포함하고, 상기 용융된 액체 음극의 기화 시, 상기 가스 배출관은 상기 기화된 액체 음극을 상기 도가니의 외부로 배출시킬 수 있다.A liquid cathode distillation apparatus according to an embodiment of the present invention is a liquid cathode distillation apparatus for distilling a liquid cathode from a liquid cathode electrodeposition generated in an electrolytic smelting process of a pyroprocess, wherein the liquid cathode electrodeposition is melted, a crucible in which the liquid cathode and the molten salt are accommodated; a cover covering the upper side of the crucible; and a gas discharge pipe passing through the cover to connect the inside and outside of the crucible; And, when the molten liquid negative electrode is vaporized, the gas discharge pipe may discharge the vaporized liquid negative electrode to the outside of the crucible.

Description

액체 음극의 증류 장치 및 그 증류 방법{DISTILLATING APPARATUS FOR LIQUID CATHODE AND DISTILLATING METHOD FOR THE SAME}Distillation apparatus of liquid cathode and its distillation method

본 발명은 파이로프로세서 기술에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 파이로프로세스의 전해제련공정에서 발생된 전착물로부터 액체 음극을 분리하는 액체 음극의 증류 장치 및 그 증류 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a pyroprocessor technology, and more particularly, to a liquid anode distillation apparatus for separating a liquid cathode from an electrodeposit generated in an electrolytic smelting process of a pyroprocess, and a distillation method thereof.

파이로프로세스(pyroprocess)의 전해제련 공정에서는 용융염 전해질 속에 녹아있는 악티나이드(actinide) 금속을 세라믹 도가니에 담긴 액체음극에 전기를 인가하여 전착시킨다. 이후 제련 공정이 끝난 후 액체 음극(카드뮴)에 들어 있는 전착물을 회수하기 위해서는 액체 금속인 카드뮴을 분리해야 하며, 일반적으로는 진공 증류에 의해 카드뮴을 분리한다.In the electrolytic smelting process of the pyroprocess, an actinide metal dissolved in a molten salt electrolyte is electrodeposited by applying electricity to a liquid cathode contained in a ceramic crucible. After the smelting process is finished, in order to recover the electrodeposits contained in the liquid cathode (cadmium), cadmium, a liquid metal, must be separated, and cadmium is generally separated by vacuum distillation.

진공 증류는 탑 상부에 전착물이 함유된 액체 음극(LCC, Liquid Cadmium Cathode) 도가니를 넣고 외부에 설치된 히터를 이용하여 가열하며, 냉각되는 하부 응축 부위에 카드뮴 및 공융염 회수 도가니를 두어 증발된 카드뮴 및 염을 응축 회수하는 공정이다. 도가니에 남아 있는 분말 상태의 전착물은 온도를 추가로 올려 용융시키거나 잉곳제조장치로 옮긴 후 용융시켜서 잉곳으로 제조한다.For vacuum distillation, a liquid cathode (LCC, Liquid Cadmium Cathode) crucible containing electrodeposition is placed at the top of the tower and heated using an external heater, and a cadmium and eutectic salt recovery crucible is placed in the lower condensing area to be evaporated cadmium. and a process for condensing and recovering the salt. The powdered electrodeposits remaining in the crucible are melted by raising the temperature additionally or transferred to an ingot manufacturing device and then melted to produce an ingot.

카드뮴의 진공 증류는 염의 증류와 달리 증기압이 매우 높아 증류 과정에서 끓어 넘치거나 액체 방울이 튀어 올라 액체 속의 악티나이드 성분이 손실될 위험이 있다. 또한, 액체금속 도가니의 상단에는 전해질인 염이 덮여 있어서 함께 증류해야 하므로 악티나이드의 손실이 없이 조업하기가 매우 어려운 한계가 있다.Unlike the distillation of salt, the vacuum distillation of cadmium has a very high vapor pressure, so there is a risk of the actinide component in the liquid being lost due to boiling over or splashing of liquid during the distillation process. In addition, since the upper end of the liquid metal crucible is covered with salt, which is an electrolyte, it must be distilled together, so it is very difficult to operate without loss of actinide.

액체 카드뮴이 넘치는 것을 막기 위해서는 증류 온도를 낮추는 것이 중요하지만, 상부에 염 층이 있으면 증발이 잘 일어나지 않아서 증발속도가 너무 낮아지고, 이에 따라 증류 온도를 올려야 할 필요성이 있다. 그러나 증류 온도가 높으면 액체의 끓어 넘치는 현상이 발생하게 되며 원활한 조업이 어려워진다. 즉, 카드뮴보다 염의 증기압이 낮아 증발을 위해 더 높은 온도로 올리게 되면 카드뮴이 도가니 밖으로 더 잘 넘칠 수 있고, 카드뮴을 덮고 있는 염 층으로 인해 카드뮴 층 내에서 발생한 증기가 갇혀 있다가 일시에 분출되면서 넘치기도 하는 문제도 있다.It is important to lower the distillation temperature in order to prevent overflow of liquid cadmium, but if there is a salt layer on the top, evaporation does not occur easily, so the evaporation rate is too low, and accordingly, it is necessary to raise the distillation temperature. However, if the distillation temperature is high, the liquid boils over and it becomes difficult to operate smoothly. In other words, the vapor pressure of salt is lower than that of cadmium, so if the temperature is raised to a higher temperature for evaporation, cadmium can overflow out of the crucible better. There is also a problem with

이러한 문제를 해결하기 위하여, 카드뮴 상부의 염을 제거하는 방법이 제안되기도 하지만, 고온의 액체 상태에서 염의 제거가 어렵고, 염이 고체 상태로 굳어진 후에 카드뮴과의 분리도 쉽지 않은 문제가 있다.In order to solve this problem, a method of removing the salt on top of cadmium has been proposed, but it is difficult to remove the salt in a liquid state at a high temperature, and there is a problem in that it is not easy to separate from cadmium after the salt is solidified in a solid state.

일본 공개특허공보 제1996-054493호Japanese Laid-Open Patent Publication No. 1996-054493

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 액체 음극 전착물로부터 액체 음극을 분리하는 액체 음극의 증류 장치 및 그 증류 방법을 제공하고자 한다.The present invention is to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a liquid anode distillation apparatus for separating a liquid cathode from a liquid cathode electrodeposited material, and a distillation method thereof.

또한, 액체 음극 전착물로부터 액체 음극을 분리한 후에, 전착물로부터 염을 분리하는 액체 음극의 증류 장치 및 그 증류 방법을 제공하고자 한다.Another object of the present invention is to provide a liquid negative electrode distillation apparatus and a distillation method for separating salts from the liquid negative electrode deposit after separating the liquid negative electrode from the liquid negative electrode deposit material.

본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않는 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The problems of the present invention are not limited to the problems mentioned above, and other problems not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따른 액체 음극 증류 장치는, 파이로프로세스의 전해제련 공정에서 발생한 액체 음극 전착물로부터 액체 음극을 증류하는 액체 음극 증류 장치에 있어서, 상기 액체 음극 전착물을 용융시키고, 용융된 액체 음극과 용융염이 수용되는 도가니; 상기 도가니의 상측을 덮는 커버; 및 상기 커버를 관통하여 상기 도가니의 내부와 외부를 연결하는 가스 배출관; 을 포함하고, 상기 용융된 액체 음극의 기화 시, 상기 가스 배출관은 상기 기화된 액체 음극을 상기 도가니의 외부로 배출시킬 수 있다.In order to solve the above problems, a liquid cathode distillation apparatus according to an embodiment of the present invention is a liquid cathode distillation apparatus for distilling a liquid cathode from a liquid cathode electrodeposition generated in an electrolytic smelting process of a pyroprocess, a crucible in which the complex is melted and the molten liquid negative electrode and the molten salt are accommodated; a cover covering the upper side of the crucible; and a gas discharge pipe passing through the cover to connect the inside and outside of the crucible; And, when the molten liquid negative electrode is vaporized, the gas discharge pipe may discharge the vaporized liquid negative electrode to the outside of the crucible.

상기 용융염의 기화 시, 상기 가스 배출관은 상기 기화된 염을 상기 도가니의 외부로 배출시킬 수 있다.When the molten salt is vaporized, the gas discharge pipe may discharge the vaporized salt to the outside of the crucible.

상기 액체 음극 증류 장치는, 상기 가스 배출관의 일단과 탈착 가능하게 결합되고, 상기 가스 배출관에 비활성기체를 공급하여 상기 가스 배출관에 수용된 상기 용융염을 배출시키는 비활성기체 공급부; 를 더 포함할 수 있다.The liquid cathode distillation apparatus may include: an inert gas supply unit detachably coupled to one end of the gas discharge pipe and configured to supply an inert gas to the gas discharge pipe to discharge the molten salt contained in the gas discharge pipe; may further include.

상기 비활성기체 공급부는, 상기 비활성기체를 펌핑하는 펌프; 및 상기 펌프로부터 연장되고, 상기 가스 배출관의 일단에 탈착 가능하게 결합되는 결합 부재를 포함할 수 있다.The inert gas supply unit, a pump for pumping the inert gas; and a coupling member extending from the pump and detachably coupled to one end of the gas discharge pipe.

상기 비활성기체는 아르곤(Ar), 헬륨(He) 또는 네온(Ne) 중 적어도 하나일 수 있다.The inert gas may be at least one of argon (Ar), helium (He), and neon (Ne).

상기 가스 배출관은 복수로 구성되고, 상기 액체 음극 증류 장치는, 상기 복수의 가스 배출관을 연결하는 연결 부재를 더 포함할 수 있다.The gas discharge pipe may be configured in plurality, and the liquid cathode distillation apparatus may further include a connection member connecting the plurality of gas discharge pipes.

상기 액체 음극 증류 장치는, 상기 커버의 아래에 배치되고, 상기 용융된 액체 음극과 상기 용융염이 상측 방향으로 분출되는 것을 차단하는 제1 차단판을 더 포함할 수 있다.The liquid cathode distillation apparatus may further include a first blocking plate disposed under the cover and blocking the molten liquid cathode and the molten salt from being ejected in an upward direction.

상기 액체 음극 증류 장치는, 상기 제1 차단판과 상기 가스 배출관의 타단 사이에 배치되고, 상기 기화된 액체 음극이 상측 방향으로 이동되는 것을 차단하는 제2 차단판을 더 포함하고, 상기 제2 차단판은 돔(dome) 형태로 이루어질 수 있다.The liquid cathode distillation apparatus further includes a second blocking plate disposed between the first blocking plate and the other end of the gas discharge pipe and blocking the vaporized liquid negative electrode from moving in an upward direction, the second blocking plate The plate may be formed in a dome shape.

상기 제1 차단판 및 상기 제2 차단판은 상기 염이 용융되는 용융점보다 높은 용융점을 가지는 재질로 이루어질 수 있다.The first blocking plate and the second blocking plate may be made of a material having a melting point higher than a melting point at which the salt is melted.

상기 액체 음극은 카드뮴(Cd) 재질로 이루어질 수 있다.The liquid anode may be made of a cadmium (Cd) material.

본 발명의 실시예에 따른 액체 음극 증류 방법은, 파이로프로세스의 전해제련 공정에서 발생한 액체 음극 전착물로부터 액체 음극을 증류하는 액체 음극 증류 방법에 있어서, 상기 액체 음극 전착물을 도가니에 투입하는 투입 단계; 가스 배출관이 장착된 커버를 상기 도가니의 상측에 장착하는 커버 장착 단계; 상기 액체 음극 전착물을 용융하여 용융된 액체 음극과 용융염을 도가니에 수용하는 용융 단계; 상기 가스 배출관을 통해 비활성기체를 공급하여 상기 가스 배출관에 수용된 상기 용융염을 제거하는 염 제거 단계; 상기 도가니를 제1 온도로 가열하여 상기 용융된 액체 음극을 기화시키는 액체 음극 기화 단계; 상기 기화된 액체 음극을 상기 가스 배출관을 통해 상기 도가니의 외부로 배출하는 액체 음극 배출 단계; 상기 도가니를 제2 온도로 가열하여 상기 용융염을 기화시키는 염 기화 단계; 및 상기 기화된 염을 상기 가스 배출관을 통해 상기 도가니의 외부로 배출하는 염 배출 단계; 를 포함할 수 있다.The liquid cathode distillation method according to an embodiment of the present invention is a liquid cathode distillation method for distilling a liquid cathode from a liquid cathode electrodeposition generated in an electrolytic smelting process of a pyroprocess, and inputting the liquid cathode electrodeposition material into a crucible step; a cover mounting step of mounting a cover on which a gas discharge pipe is mounted on an upper side of the crucible; a melting step of melting the liquid cathode electrodeposition material to receive the molten liquid cathode and molten salt in a crucible; a salt removal step of supplying an inert gas through the gas discharge pipe to remove the molten salt accommodated in the gas discharge pipe; a liquid cathode vaporizing step of heating the crucible to a first temperature to vaporize the molten liquid cathode; a liquid cathode discharging step of discharging the vaporized liquid anode to the outside of the crucible through the gas discharge pipe; a salt vaporization step of heating the crucible to a second temperature to vaporize the molten salt; and a salt discharge step of discharging the vaporized salt to the outside of the crucible through the gas discharge pipe; may include.

상기 액체 음극 증류 방법은, 상기 용융 단계 이후, 상기 도가니의 내부를 진공 상태로 변화시켜 상기 도가니의 내부의 압력을 낮추는 압력 감소 단계를 더 포함할 수 있다.The liquid cathode distillation method may further include, after the melting step, a pressure reducing step of lowering the pressure inside the crucible by changing the inside of the crucible to a vacuum state.

상기 액체 음극 증류 방법은, 상기 염 배출 단계 이후, 상기 도가니를 냉각시키는 도가니 냉각 단계를 더 포함할 수 있다.The liquid cathode distillation method may further include a crucible cooling step of cooling the crucible after the salt discharging step.

본 발명의 실시예에 따르면, 기화된 액체 음극이 가스 배출관을 통해 도가니의 외부로 배출되므로, 종래와 같이 액체 음극의 상측에 놓은 용융염에 의한 액체 음극의 증류가 방해받지 않고도 액체 음극의 증류를 원활하게 진행할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, since the vaporized liquid anode is discharged to the outside of the crucible through the gas discharge pipe, distillation of the liquid cathode is not hindered by distillation of the liquid cathode by the molten salt placed on the upper side of the liquid cathode as in the prior art. can proceed smoothly.

또한, 종래와 달리 낮은 온도에서 액체 음극을 증류하기 되므로, 액체 음극 전착물에 포함된 악티나이드 원소들의 손실을 최소화할 수 있다.In addition, unlike the prior art, since the liquid anode is distilled at a low temperature, it is possible to minimize the loss of actinide elements included in the liquid cathode electrodeposition material.

또한, 용융된 액체 음극의 상측을 덮고 있는 용융염의 영향을 받지 않고도 액체 음극을 증류하게 되므로, 종래의 액체 음극의 증류 시 액체 음극이 간헐적으로 끓어오르는 현상을 방지하므로, 낮은 온도에서 안정적으로 액체 음극을 증류시킬 수 있다.In addition, since the liquid negative electrode is distilled without being affected by the molten salt covering the upper side of the molten liquid negative electrode, intermittent boiling of the liquid negative electrode is prevented during distillation of the conventional liquid negative electrode, so that the liquid negative electrode is stably at a low temperature. can be distilled.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 액체 음극 증류 장치를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 액체 음극 증류 장치의 비활성기체 공급부에 의해 비활성기체가 공급되는 모습을 나타내는 도면이다.
도 3a 및 도 3b는 도 2에 표시된 P부분을 확대한 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 액체 음극 증류 장치를 통해 기화된 액체 음극이 가스 배출관을 통해 이동되는 모습을 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 액체 음극 증류 방법을 나타내는 순서도이다.1 is a view schematically showing a liquid cathode distillation apparatus according to an embodiment of the present invention.
2 is a view showing a state in which the inert gas is supplied by the inert gas supply unit of the liquid cathode distillation apparatus according to an embodiment of the present invention.
3A and 3B are enlarged views of part P shown in FIG. 2 .
4 is a view illustrating a state in which a liquid cathode vaporized through a liquid cathode distillation apparatus according to an embodiment of the present invention is moved through a gas discharge pipe.
5 is a flowchart illustrating a liquid cathode distillation method according to an embodiment of the present invention.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 다양한 실시예를 보다 상세하게 설명한다. 본 발명에 따른 실시예는 다양하게 변형될 수 있다. 특정한 실시예가 도면에서 묘사되고 상세한 설명에서 자세하게 설명될 수 있다. 그러나, 첨부된 도면에 개시된 특정한 실시예는 다양한 실시예를 쉽게 이해하도록 하기 위한 것일 뿐이다. 따라서, 첨부된 도면에 개시된 특정 실시예에 의해 기술적 사상이 제한되는 것은 아니며, 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 균등물 또는 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.Hereinafter, various embodiments will be described in more detail with reference to the accompanying drawings. Embodiments according to the present invention can be variously modified. Certain embodiments may be depicted in the drawings and described in detail in the detailed description. However, the specific embodiments disclosed in the accompanying drawings are only provided to facilitate understanding of the various embodiments. Therefore, the technical spirit is not limited by the specific embodiments disclosed in the accompanying drawings, and it should be understood to include all equivalents or substitutes included in the spirit and scope of the invention.

제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 이러한 구성요소들은 상술한 용어에 의해 한정되지는 않는다. 상술한 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.Terms including an ordinal number, such as first, second, etc., may be used to describe various elements, but these elements are not limited by the above-described terms. The above terminology is used only for the purpose of distinguishing one component from another component.

본 발명의 실시예에서, "포함한다" 또는 "가지다" 등의 용어는 본 발명의 실시예에 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. 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.In the embodiments of the present invention, terms such as “comprises” or “have” are intended to designate that the features, numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof described in the embodiments of the present invention exist, It should be understood that it does not preclude the possibility of addition or existence of one or more other features or numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof. When a component is referred to as being “connected” or “connected” to another component, it may be directly connected or connected to the other component, but it is understood that other components may exist in between. it should be On the other hand, when it is said that a certain element is "directly connected" or "directly connected" to another element, it should be understood that the other element does not exist in the middle.

한편, 본 발명의 실시예에서 사용되는 구성요소에 대한 "모듈" 또는 "부"는 적어도 하나의 기능 또는 동작을 수행한다. 그리고, "모듈" 또는 "부"는 하드웨어, 소프트웨어 또는 하드웨어와 소프트웨어의 조합에 의해 기능 또는 동작을 수행할 수 있다. 또한, 특정 하드웨어에서 수행되어야 하거나 적어도 하나의 프로세서에서 수행되는 "모듈" 또는 "부"를 제외한 복수의 "모듈들" 또는 복수의 "부들"은 적어도 하나의 모듈로 통합될 수도 있다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.Meanwhile, a “module” or “unit” for a component used in an embodiment of the present invention performs at least one function or operation. In addition, a “module” or “unit” may perform a function or operation by hardware, software, or a combination of hardware and software. In addition, a plurality of “modules” or a plurality of “units” other than a “module” or “unit” that must be performed in specific hardware or are executed in at least one processor may be integrated into at least one module. The singular expression includes the plural expression unless the context clearly dictates otherwise.

그 밖에도, 본 발명의 실시예를 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우, 그에 대한 상세한 설명은 축약하거나 생략한다.In addition, in describing the embodiment of the present invention, if it is determined that a detailed description of a related known function or configuration may unnecessarily obscure the gist of the present invention, the detailed description thereof will be abbreviated or omitted.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 액체 음극 증류 장치를 개략적으로 나타내는 도면이다.1 is a view schematically showing a liquid cathode distillation apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 액체 음극 증류 장치(100)는 도가니(110), 커버(120) 및 가스 배출관(130)을 포함할 수 있다. 상기 액체 음극 증류 장치(100)는 파이로프로세스의 전해제련 공정에서 발생한 액체 음극 전착물로부터 액체 음극을 증류할 수 있다.Referring to FIG. 1 , the liquid cathode distillation apparatus 100 according to an embodiment of the present invention may include a crucible 110 , a cover 120 , and a gas discharge pipe 130 . The liquid cathode distillation apparatus 100 may distill a liquid cathode from a liquid cathode electrodeposit generated in the electrolytic smelting process of the pyroprocess.

상기 파이로프로세스에서는 용융염을 전해질로 하여 고체 음극으로 사용한 후 핵연료 중의 우라늄 성분을 제거하고, 잔여 우라늄과 TRU((TRans Uranic) 금속의 합인 악티나이드 금속을 액체 음극을 이용하여 회수한다. 상기 액체 음극은 예를 들어, 카드뮴(Cd)으로 이루어질 수 있다.In the pyroprocess, molten salt is used as an electrolyte as a solid anode, then uranium components in nuclear fuel are removed, and actinide metal, which is the sum of residual uranium and TRU ((TRans Uranic) metal, is recovered using a liquid cathode. The negative electrode may be made of, for example, cadmium (Cd).

상기 도가니(110)는 상기 액체 음극 전착물을 수용할 수 있다. 상기 도가니(110)의 상측이 개방되어, 상기 액체 음극 전착물이 상기 도가니(110)의 상측을 통해 상기 도가니(110)의 내부(111)으로 투입될 수 있다. 상기 도가니(110)는 금속 재질로 이루어질 수 있다. 또한, 상기 도가니(110)는 금속 재질로 한정되지 않고, 내열성과 열전도성이 강한 다양한 재질로 이루어질 수 있다.The crucible 110 may accommodate the liquid cathode electrodeposition material. The upper side of the crucible 110 is opened, and the liquid cathode electrodeposited material may be introduced into the interior 111 of the crucible 110 through the upper side of the crucible 110 . The crucible 110 may be made of a metal material. In addition, the crucible 110 is not limited to a metal material, and may be made of various materials having strong heat resistance and thermal conductivity.

상기 도가니(110)가 가열되면, 상기 도가니(110)에 수용된 상기 액체 음극 전착물은 용융될 수 있다. 상기 용융된 액체 음극 전착물은 용융된 액체 음극(L1)과 용융염(L2)으로 층분리될 수 있다. 상기 용융염(L2)은 상기 용융된 액체 음극(L1)의 상측에 배치될 수 있다.When the crucible 110 is heated, the liquid cathode electrodeposition material accommodated in the crucible 110 may be melted. The molten liquid cathode electrodeposit may be layer-separated into a molten liquid cathode (L1) and a molten salt (L2). The molten salt L2 may be disposed above the molten liquid negative electrode L1 .

상기 커버(120)는 상기 도가니(110)의 상측을 덮을 수 있다. 상기 커버(120)는 상기 도가니(110)와 마찬가지로, 금속 재질로 이루어질 수 있다. 또한, 상기 커버(120)는 상기 금속 재질로 한정되지 않고, 내열성과 열전도성이 강한 다양한 재질로 이루어질 수 있다. 상기 커버(120)는 상기 커버(120)의 하측면으로부터 상기 도가니(110)의 내측벽과 평행하게 연장된 연장부(121)를 가질 수 있다. 상기 연장부(121)는 상기 도가니(110)의 내측벽에 접할 수 있다. 이에 따라, 상기 연장부(121)가 상기 도가니(110)와 상기 커버(120) 사이를 실링하여, 상기 도가니(110)의 내부(111)를 밀폐시킬 수 있다.The cover 120 may cover an upper side of the crucible 110 . Like the crucible 110 , the cover 120 may be made of a metal material. In addition, the cover 120 is not limited to the metal material, and may be formed of various materials having strong heat resistance and thermal conductivity. The cover 120 may have an extension portion 121 extending parallel to the inner wall of the crucible 110 from the lower surface of the cover 120 . The extension part 121 may be in contact with the inner wall of the crucible 110 . Accordingly, the extension part 121 may seal between the crucible 110 and the cover 120 , thereby sealing the interior 111 of the crucible 110 .

상기 가스 배출관(130)은 상기 커버(120)를 관통하면서 상기 커버(120)에 결합될 수 있다. 상기 가스 배출관(130)은 상기 커버(120)와 수직한 방향으로 배치될 수 있다. 상기 가스 배출관(130)은 상기 도가니(110)의 내부(111)와 외부를 연결할 수 있다. 예를 들면, 상기 가스 배출관(130)의 일단은 상기 도가니(110)의 외부에 배치되고, 상기 가스 배출관(130)의 타단은 상기 도가니(110)의 내부에 배치될 수 있다. 또한, 상기 가스 배출관(130)의 타단의 길이는 상기 도가니(110)의 높이보다 작을 수 있다. 또한, 상기 가스 배출관(130)은 복수로 구성될 수 있다. 상기 복수의 가스 배출관(130) 사이에는 연결 부재(135)가 배치될 수 있다. 상기 연결 부재(135)는 상기 복수의 가스 배출관(130)을 연결할 수 있다.The gas discharge pipe 130 may be coupled to the cover 120 while passing through the cover 120 . The gas discharge pipe 130 may be disposed in a direction perpendicular to the cover 120 . The gas discharge pipe 130 may connect the inside 111 and the outside of the crucible 110 . For example, one end of the gas discharge pipe 130 may be disposed outside the crucible 110 , and the other end of the gas discharge pipe 130 may be disposed inside the crucible 110 . In addition, the length of the other end of the gas discharge pipe 130 may be smaller than the height of the crucible (110). In addition, the gas discharge pipe 130 may be configured in plurality. A connection member 135 may be disposed between the plurality of gas discharge pipes 130 . The connecting member 135 may connect the plurality of gas discharge pipes 130 .

상기 용융된 액체 음극의 기화 시, 상기 가스 배출관(130)은 상기 기화된 액체 음극을 상기 도가니의 외부로 배출시킬 수 있다.When the molten liquid negative electrode is vaporized, the gas discharge pipe 130 may discharge the vaporized liquid negative electrode to the outside of the crucible.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 액체 음극 증류 장치(100)는 비활성기체 공급부(140)를 더 포함할 수 있다.In addition, the liquid cathode distillation apparatus 100 according to the embodiment of the present invention may further include an inert gas supply unit 140 .

상기 비활성기체 공급부(140)는 상기 가스 배출관(130)의 일단과 탈착 가능하게 결합될 수 있다. 상기 비활성 기체 공급부(140)가 상기 가스 배출관(130)과 결합 시, 상기 가스 배출관(130)에 비활성기체를 공급할 수 있다. 상기 비활성기체는 상기 가스 배출관(130)을 통해 이동될 수 있다. 이에 따라, 상기 가스 배출관(130)에 수용된 용융염은 상기 비활성기체와 함께 이동하여 상기 가스 배출관(130)으로부터 배출될 수 있다. 상기 비활성기체는 아르곤(Ar), 헬륨(He) 또는 네온(Ne) 중 적어도 하나일 수 있다. 상기 비활성기체 공급부(140)는 펌프(141) 및 결합 부재(143)를 포함할 수 있다.The inert gas supply unit 140 may be detachably coupled to one end of the gas discharge pipe 130 . When the inert gas supply unit 140 is coupled to the gas discharge pipe 130 , the inert gas may be supplied to the gas discharge pipe 130 . The inert gas may be moved through the gas discharge pipe 130 . Accordingly, the molten salt accommodated in the gas discharge pipe 130 may be discharged from the gas discharge pipe 130 by moving together with the inert gas. The inert gas may be at least one of argon (Ar), helium (He), and neon (Ne). The inert gas supply unit 140 may include a pump 141 and a coupling member 143 .

상기 펌프(141)는 상기 도가니(110)의 외부에 배치될 수 있다. 상기 펌프(141)는 상기 비활성기체를 공급받아 펌핑할 수 있다. 상기 펌프(141)는 전기 펌프일 수 있으며, 이외에 상기 비활성기체를 펌핑하는 다양한 장치일 수 있다.The pump 141 may be disposed outside the crucible 110 . The pump 141 may receive and pump the inert gas. The pump 141 may be an electric pump, and in addition, various devices for pumping the inert gas may be used.

상기 결합 부재(143)는 상기 펌프(141)로부터 연장될 수 있다. 상기 결합 부재(143)는 상기 가스 배출관(130)의 일단과 대응하는 형상으로 이루어질 수 있다. 또한, 상기 가스 배출관(130)이 복수로 구성되는 경우, 상기 결합 부재(143)도 복수로 구성될 수 있다. 상기 결합 부재(143)는 상기 가스 배출관(130)의 일단에 탈착 가능하게 결합될 수 있다. 상기 결합 부재(143)는 금속 또는 고무 재질로 이루어질 수 있다. 상기 결합 부재(143)가 고무 재질로 이루어진 경우, 상기 결합 부재(143)는 호스 형태일 수 있다. 또한, 본 발명의 한 실시예에 따르면, 상기 결합 부재(143)와 상기 펌프(141) 사이에는 연장 부재(142)가 배치될 수 있다. 상기 결합 부재(143)가 복수로 구성되는 경우, 상기 연장 부재(142)는 상기 복수의 결합 부재(143) 각각과 연결될 수 있다.The coupling member 143 may extend from the pump 141 . The coupling member 143 may have a shape corresponding to one end of the gas discharge pipe 130 . In addition, when the gas discharge pipe 130 is configured in plurality, the coupling member 143 may also be configured in plurality. The coupling member 143 may be detachably coupled to one end of the gas discharge pipe 130 . The coupling member 143 may be made of a metal or rubber material. When the coupling member 143 is made of a rubber material, the coupling member 143 may have a hose shape. Also, according to an embodiment of the present invention, an extension member 142 may be disposed between the coupling member 143 and the pump 141 . When the coupling member 143 is configured in plurality, the extension member 142 may be connected to each of the plurality of coupling members 143 .

또한, 본 발명의 실시예에 따른 액체 음극 증류 장치는 히터(115a, 115b), 증류탑(미도시) 및 진공 장치(미도시)를 더 포함할 수 있다.In addition, the liquid cathode distillation apparatus according to the embodiment of the present invention may further include a heater (115a, 115b), a distillation column (not shown) and a vacuum device (not shown).

상기 히터(115a, 115b)는 상기 도가니(110)의 측벽 또는 하측에 설치될 수 있다. 상기 히터(115a, 115b)는 제1 히터(115a) 및 제2 히터(115b)를 포함할 수 있다.The heaters 115a and 115b may be installed on a side wall or a lower side of the crucible 110 . The heaters 115a and 115b may include a first heater 115a and a second heater 115b.

상기 제1 히터(115a)는 상기 도가니(110)의 측벽에 설치될 수 있다. 또한, 상기 제1 히터(115a)는 상기 도가니(110)의 측벽을 따라 감싸는 코일 형태로 배치될 수 있다.The first heater 115a may be installed on a sidewall of the crucible 110 . Also, the first heater 115a may be disposed in a coil shape surrounding the sidewall of the crucible 110 .

상기 제2 히터(115b)는 상기 도가니(110)의 하측에 설치될 수 있다. 또한, 본 발명의 한 실시예에 따르면, 상기 히터(115a, 115b)는 전원 공급부(미도시)와 제어부(미도시)에 각각 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 전원 공급부는 상기 히터(115a, 115b) 각각에 전원을 공급할 수 있다. 그리고, 상기 제어부는 상기 제1 히터(115a)와 상기 제2 히터(115b)에 공급되는 전원을 제어할 수 있다. 예를 들면, 상기 제어부는 상기 제2 히터(115b)로부터 발생되는 열이 상기 제1 히터(115a)로부터 발생되는 열보다 클 수 있도록 상기 제1 히터(115a)와 상기 제2 히터(115b)를 개별적으로 제어할 수 있다. 상기 제2 히터(115b)로부터 발생되는 열이 상기 제1 히터(115a)로부터 발생되는 열보다 크게 되면, 상기 용융된 액체 음극(L1)이 상기 용융염(L2)에 보다 더 많은 열을 공급받을 수 있다. 즉, 상기 제어부는 상기 용융된 액체 음극(L1)이 상기 용융염(L2)보다 먼저 기화되도록 제어할 수 있다.The second heater 115b may be installed below the crucible 110 . Also, according to an embodiment of the present invention, the heaters 115a and 115b may be electrically connected to a power supply unit (not shown) and a control unit (not shown), respectively. The power supply unit may supply power to each of the heaters 115a and 115b. In addition, the controller may control the power supplied to the first heater 115a and the second heater 115b. For example, the controller controls the first heater 115a and the second heater 115b so that the heat generated from the second heater 115b may be greater than the heat generated from the first heater 115a. can be individually controlled. When the heat generated from the second heater 115b is greater than the heat generated from the first heater 115a, the molten liquid cathode L1 receives more heat from the molten salt L2. can That is, the controller may control the molten liquid negative electrode (L1) to be vaporized before the molten salt (L2).

상기 증류탑(미도시)은 상기 도가니(110)를 수용할 수 있다. 상기 증류탑은 상기 가스 배출관(130)으로부터 증발된 액체 음극을 포집할 수 있다. 상기 포집된 액체 음극은 응축부(미도시)로 이동되어 회수될 수 있다.The distillation column (not shown) may accommodate the crucible 110 . The distillation column may collect the liquid cathode evaporated from the gas discharge pipe 130 . The collected liquid anode may be recovered by being moved to a condensing unit (not shown).

상기 진공 장치(미도시)는 상기 도가니(110)의 내부(111)를 진공 상태로 변화시킬 수 있다. 또한, 본 발명의 한 실시예에 따르면, 상기 증류탑을 진공 상태로 유지시킬 수 있다.The vacuum device (not shown) may change the inside 111 of the crucible 110 into a vacuum state. In addition, according to an embodiment of the present invention, the distillation column may be maintained in a vacuum state.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 액체 음극 증류 장치(100)는 제1 차단판(160)을 더 포함할 수 있다.In addition, the liquid cathode distillation apparatus 100 according to the embodiment of the present invention may further include a first blocking plate 160 .

상기 제1 차단판(160)은 상기 커버(120)의 아래에 배치될 수 있다. 상기 제1 차단판(160)은 상기 용융된 액체 음극과 상기 용융염이 상측 방향으로 분출되는 것을 차단할 수 있다. 또한, 상기 제1 차단판(160)은 상기 기화된 액체 음극 또는 기화된 염이 상기 도가니(110)의 상측으로 이동되는 차단하면서 상기 가스 배출관(130)으로 이동되도록 유도할 수 있다.The first blocking plate 160 may be disposed under the cover 120 . The first blocking plate 160 may block the molten liquid negative electrode and the molten salt from being ejected in an upward direction. In addition, the first blocking plate 160 may guide the vaporized liquid cathode or vaporized salt to move to the gas discharge pipe 130 while blocking the movement of the vaporized liquid to the upper side of the crucible 110 .

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 액체 음극 증류 장치의 비활성기체 공급부에 의해 비활성기체가 공급되는 모습을 나타내는 도면이고, 도 3a 및 도 3b는 도 2에 표시된 P부분을 확대한 도면이다.2 is a view showing a state in which the inert gas is supplied by the inert gas supply unit of the liquid cathode distillation apparatus according to an embodiment of the present invention, and FIGS. 3A and 3B are enlarged views of part P shown in FIG. 2 .

도 2, 도 3a 및 도 3b를 참조하여, 상기 기화된 액체 음극이 상기 가스 배출관(130)을 통해 배출되기 전에, 상기 가스 배출관(130)에 수용된 용융염(L2)을 제거하는 과정을 먼저 살펴보기로 한다.2, 3A and 3B, before the vaporized liquid negative electrode is discharged through the gas discharge pipe 130, the process of removing the molten salt (L2) accommodated in the gas discharge pipe 130 is first looked at let's see

상기 도가니(110)가 상기 용융된 액체 음극(L1)과 상기 용융염(L2)을 수용한 상태에서, 상기 가스 배출관(130)과 함께 상기 커버(120)가 상기 도가니(110)의 상측에 장착된다.In a state in which the crucible 110 accommodates the molten liquid cathode L1 and the molten salt L2 , the cover 120 together with the gas discharge pipe 130 is mounted on the upper side of the crucible 110 . do.

상기 가스 배출관(130)의 타단은 상기 도가니(110)의 내부에 배치되고, 상기 가스 배출관(130)에는 상기 용융된 액체 음극(L1)과 상기 용융염(L2)이 수용된다. 상기 가스 배출관(130)에 수용된 상기 용융된 액체 음극(L1)과 상기 용융염(L2)은 상기 기화된 액체 음극이 상기 가스 배출관(130)이 이동되는 것을 방해한다. 특히, 상기 용융된 액체 음극(L1)과 상기 용융염(L2) 사이에 형성된 제1 막(S1)과 상기 가스 배출관(130)에 수용된 상기 용융염의 상측의 형성되는 막(S2)은 상기 기화된 액체 음극이 상기 가스 배출관(130)이 이동되는 것을 방해한다.The other end of the gas discharge pipe 130 is disposed inside the crucible 110 , and the molten liquid cathode L1 and the molten salt L2 are accommodated in the gas discharge pipe 130 . The molten liquid cathode L1 and the molten salt L2 accommodated in the gas outlet pipe 130 prevent the vaporized liquid cathode from moving the gas outlet pipe 130 . In particular, the first film S1 formed between the molten liquid cathode L1 and the molten salt L2 and the film S2 formed above the molten salt accommodated in the gas discharge pipe 130 are the vaporized The liquid cathode prevents the gas discharge pipe 130 from moving.

이러한 가스 배출관(130)에 수용된 상기 용융된 액체 음극(L1)과 상기 용융염(L2)을 제거하기 위해서, 전술한 비활성기체 공급부(140, 도 1)에 의해 공급되는 상기 비활성기체(A)가 상기 가스 배출관(130)의 일단에 공급된다.In order to remove the molten liquid negative electrode (L1) and the molten salt (L2) accommodated in the gas discharge pipe 130, the inert gas (A) supplied by the above-described inert gas supply unit 140 (FIG. 1) is It is supplied to one end of the gas discharge pipe 130 .

상기 비활성기체(A)는 상기 가스 배출관(130)을 통해 이동하고, 상기 가스 배출관(130)에 수용된 상기 용융된 액체 음극(L1)과 상기 용융염(L2)을 상기 가스 배출관(130)의 타단으로 배출시킨다. 즉, 상기 가스 배출관(130)의 타단에서는 상기 비활성기체(A), 상기 용융된 액체 음극(L1)과 상기 용융염(L2)이 혼합된 배출물(B)이 배출된다.The inert gas (A) moves through the gas discharge pipe 130, the molten liquid negative electrode (L1) and the molten salt (L2) accommodated in the gas discharge pipe 130, the other end of the gas discharge pipe (130) discharged to That is, from the other end of the gas discharge pipe 130, the inert gas (A), the molten liquid negative electrode (L1) and the molten salt (L2) are mixed discharge (B) is discharged.

그리고, 상기 비활성기체(A)가 상기 가스 배출관(130)의 일단에 공급이 중지되면, 상기 용융된 액체 음극만이 상기 가스 배출관(130)으로 유입될 수 있다.And, when the supply of the inert gas A to one end of the gas discharge pipe 130 is stopped, only the molten liquid negative electrode may be introduced into the gas discharge pipe 130 .

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 액체 음극 증류 장치를 통해 기화된 액체 음극이 가스 배출관을 통해 이동되는 모습을 나타내는 도면이다.4 is a view illustrating a state in which a liquid cathode vaporized through a liquid cathode distillation apparatus according to an embodiment of the present invention is moved through a gas discharge pipe.

도 4를 참조하면, 상기 도가니(110)에는 상기 용융된 액체 음극(L1)과 상기 용융염(L2)이 수용된다.Referring to FIG. 4 , the molten liquid anode L1 and the molten salt L2 are accommodated in the crucible 110 .

상기 도가니(110)가 상기 히터(115a, 115b)에 의해 제1 온도로 가열되면, 상기 용융된 액체 음극(L1)은 기화될 수 있다.When the crucible 110 is heated to a first temperature by the heaters 115a and 115b, the molten liquid cathode L1 may be vaporized.

상기 기화된 액체 음극(C)은 상기 가스 배출관(130)을 통해 이동되어 상기 가스 배출관(130)의 일단에서 배출된다.The vaporized liquid cathode C is moved through the gas discharge pipe 130 and discharged from one end of the gas discharge pipe 130 .

또한, 본 발명의 실시예에 따른 액체 음극 증류 장치(100)는 제2 차단판(150)을 더 포함할 수 있다.In addition, the liquid cathode distillation apparatus 100 according to the embodiment of the present invention may further include a second blocking plate 150 .

상기 제2 차단판(150)은 상기 제1 차단판(160)과 상기 가스 배출관(130)의 타단 사이에 배치될 수 있다. 상기 제2 차단판(150)은 상기 기화된 액체 음극이 상측 방향으로 이동되는 것을 차단할 수 있다. 상기 제2 차단판은 돔(dome) 형태로 이루어질 수 있다. 또한, 본 발명의 한 실시예에 따르면, 상기 제1 차단판(160) 및 상기 제2 차단판(150)은 상기 염이 용융되는 용융점보다 높은 용융점을 가지는 재질로 이루어질 수 있다.The second blocking plate 150 may be disposed between the first blocking plate 160 and the other end of the gas discharge pipe 130 . The second blocking plate 150 may block the vaporized liquid negative electrode from moving upward. The second blocking plate may have a dome shape. In addition, according to an embodiment of the present invention, the first blocking plate 160 and the second blocking plate 150 may be made of a material having a melting point higher than a melting point at which the salt is melted.

상기 용융된 액체 음극(L1)의 대부분이 기화되어 배출된 후에, 상기 도가니(110)가 상기 히터(115a, 115b)에 의해 제2 온도로 가열되면, 상기 용융염(L2)은 기화될 수 있다. 상기 제2 온도는 상기 제1 온도보다 크다.After most of the molten liquid cathode L1 is vaporized and discharged, when the crucible 110 is heated to a second temperature by the heaters 115a and 115b, the molten salt L2 may be vaporized. . The second temperature is greater than the first temperature.

상기 기화된 염은 상기 가스 배출관(130)을 통해 이동되어 상기 가스 배출관(130)의 일단에서 배출된다.The vaporized salt moves through the gas discharge pipe 130 and is discharged from one end of the gas discharge pipe 130 .

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 액체 음극 증류 방법을 나타내는 순서도이다.5 is a flowchart illustrating a liquid cathode distillation method according to an embodiment of the present invention.

도 5를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 액체 음극 증류 방법은 상기 액체 음극 전착물을 도가니에 투입하는 투입 단계(S110), 가스 배출관이 장착된 커버를 상기 도가니의 상측에 장착하는 커버 장착 단계(S120), 상기 액체 음극 전착물을 용융하여 용융된 액체 음극과 용융염을 도가니에 수용하는 용융 단계(S130), 상기 가스 배출관을 통해 비활성기체를 공급하여 상기 가스 배출관에 수용된 상기 용융염을 제거하는 염 제거 단계(S140), 상기 도가니를 제1 온도로 가열하여 상기 용융된 액체 음극을 기화시키는 액체 음극 기화 단계(S150), 상기 기화된 액체 음극을 상기 가스 배출관을 통해 상기 도가니의 외부로 배출하는 액체 음극 배출 단계(S160), 상기 도가니를 제2 온도로 가열하여 상기 용융염을 기화시키는 염 기화 단계(S170) 및 상기 기화된 염을 상기 가스 배출관을 통해 상기 도가니의 외부로 배출하는 염 배출 단계(S180)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 5 , in the liquid cathode distillation method according to an embodiment of the present invention, an input step of putting the liquid cathode electrodeposited material into a crucible (S110), a cover mounted with a gas discharge pipe is mounted on the upper side of the crucible. Step (S120), melting the liquid negative electrode electrodeposited material and receiving the molten liquid negative electrode and molten salt in a crucible (S130), supplying an inert gas through the gas discharge pipe to the molten salt accommodated in the gas discharge pipe A salt removal step (S140) of removing the salt, a liquid cathode vaporization step of vaporizing the molten liquid cathode by heating the crucible to a first temperature (S150), and the vaporized liquid cathode to the outside of the crucible through the gas discharge pipe Discharging the liquid cathode (S160), heating the crucible to a second temperature to vaporize the molten salt (S170), and discharging the vaporized salt to the outside of the crucible through the gas discharge pipe It may include a discharging step (S180).

상기 투입 단계(S110)에서는 파이로프로세스의 전해제련 공정에서 발생한 액체 음극 전착물을 상기 도가니의 내부로 투입한다.In the input step (S110), the liquid anode electrodeposits generated in the electrolytic smelting process of the pyro process are introduced into the crucible.

상기 커버 장착 단계(S120)에서는 상기 커버를 상기 도가니의 상측에 장착하여 상기 도가니의 내부를 밀폐시킬 수 있다.In the cover mounting step (S120), the cover may be mounted on the upper side of the crucible to seal the inside of the crucible.

상기 용융 단계(S130)에서는 히터에 의해 발생되는 열에 의해 상기 액체 음극 전착물을 용융한다. 상기 용융된 액체 음극 전착물은 상기 도가니에서 용융된 액체 음극과 용융염으로 층분리된다.In the melting step (S130), the liquid cathode electrodeposited material is melted by the heat generated by the heater. The molten liquid anode electrodeposits are delaminated into a liquid cathode molten in the crucible and a molten salt.

상기 염 제거 단계(S140)에서는 상기 가스 배출관의 일단에 비활성기체 공급부를 연결한 후, 상기 가스 배출관에 공급되는 비활성기체를 이용하여 상기 가스 배출관에 수용된 상기 용융염을 제거한다.In the salt removal step (S140), after connecting the inert gas supply unit to one end of the gas discharge pipe, the molten salt accommodated in the gas discharge pipe is removed using the inert gas supplied to the gas discharge pipe.

상기 액체 음극 기화 단계(S150)에서는 상기 용융염이 기화되지 않는 제1 온도에서 상기 용융된 액체 음극을 기화시킨다.In the liquid cathode vaporization step (S150), the molten liquid cathode is vaporized at a first temperature at which the molten salt is not vaporized.

상기 액체 음극 배출 단계(S160)에서는 상기 기화된 액체 음극이 상기 가스 배출관의 일단으로부터 상기 가스 배출관의 타단으로 이동되어 상기 도가니의 외부로 배출된다.In the liquid cathode discharging step (S160), the vaporized liquid cathode is moved from one end of the gas discharge pipe to the other end of the gas discharge pipe and discharged to the outside of the crucible.

상기 염 기화 단계(S170)에서는 상기 용융염이 기화되는 제2 온도로 가열한다.In the salt vaporization step (S170), the molten salt is heated to a second temperature at which it is vaporized.

상기 염 배출 단계(S180)에서는 상기 기화된 염이 상기 가스 배출관의 일단으로부터 상기 가스 배출관의 타단으로 이동되어 상기 도가니의 외부로 배출된다.In the salt discharging step (S180), the vaporized salt is moved from one end of the gas discharge pipe to the other end of the gas discharge pipe and discharged to the outside of the crucible.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 액체 음극 증류 방법은 상기 용융 단계 이후, 상기 도가니의 내부를 진공 상태로 변화시켜 상기 도가니의 내부의 압력을 낮추는 압력 감소 단계를 더 포함할 수 있다. 또한, 본 발명의 한 실시예에 따르면, 상기 압력 감소 단계는 상기 도가니의 내부를 진공 상태로 변화시키는 것에 한정되지 않고, 상기 도가니가 수용된 증류탑의 내부를 진공 상태로 변화시킬 수 있다.In addition, the liquid cathode distillation method according to an embodiment of the present invention may further include a pressure reducing step of lowering the pressure inside the crucible by changing the inside of the crucible to a vacuum state after the melting step. In addition, according to an embodiment of the present invention, the step of reducing the pressure is not limited to changing the inside of the crucible to a vacuum state, and the inside of the distillation column in which the crucible is accommodated may be changed to a vacuum state.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 액체 음극 증류 방법은 상기 염 배출 단계 이후, 상기 도가니를 냉각시키는 도가니 냉각 단계를 더 포함할 수 있다. 또한, 상기 도가니 냉각 단계 이후에는, 상기 도가니 내의 악타나이드 원소들을 획득할 수 있다. In addition, the liquid cathode distillation method according to an embodiment of the present invention may further include a crucible cooling step of cooling the crucible after the salt discharging step. In addition, after the crucible cooling step, the actanide elements in the crucible may be obtained.

이상과 같이 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 살펴보았으며, 앞서 설명된 실시예 이외에도 본 발명이 그 취지나 범주에서 벗어남이 없이 다른 특정 형태로 구체화 될 수 있다는 사실은 해당 기술에 통상의 지식을 가진 이들에게는 자명한 것이다. 그러므로, 상술된 실시예는 제한적인 것이 아니라 예시적인 것으로 여겨져야 하고, 이에 따라 본 발명은 상술한 설명에 한정되지 않고 첨부된 청구항의 범주 및 그 동등 범위 내에서 변경될 수도 있다.As described above, preferred embodiments according to the present invention have been reviewed, and the fact that the present invention can be embodied in other specific forms without departing from the spirit or scope of the present invention in addition to the above-described embodiments is one of ordinary skill in the art. It is obvious to them. Therefore, the above-described embodiments are to be regarded as illustrative rather than restrictive, and accordingly, the present invention is not limited to the above description, but may be modified within the scope of the appended claims and their equivalents.

100: 액체 음극 증류 장치 110: 도가니
120: 커버 130: 가스 배출관
140: 비활성기체 공급부100: liquid cathode distillation apparatus 110: crucible
120: cover 130: gas exhaust pipe
140: inert gas supply unit

Claims (13)

파이로프로세스의 전해제련 공정에서 발생한 액체 음극 전착물로부터 액체 음극을 증류하는 액체 음극 증류 장치에 있어서,
상기 액체 음극 전착물을 용융시키고, 용융된 액체 음극과 상기 용융된 액체 음극의 상측에 위치하는 용융염이 수용되는 도가니;
상기 도가니의 상측을 덮는 커버;
상기 커버를 관통하여 상기 도가니의 내부와 외부를 연결하고, 상기 도가니의 상하 방향을 따라 연장되어 상기 용융된 액체 음극에 접하고, 상기 용융된 액체 음극의 기화 시 기화된 액체 음극을 상기 도가니의 외부로 배출시키는 가스 배출관;
상기 커버의 아래에 배치되고, 상기 용융염의 상측에 배치되고, 상기 가스 배출관이 관통하고, 상기 용융된 액체 음극과 상기 용융염이 상측 방향으로 분출되는 것을 차단하는 제1 차단판; 및
상기 용융된 액체 음극과 상기 용융염 사이에 인접하게 위치하도록 상기 제1 차단판의 아래에 배치되고, 상기 가스 배출관이 관통하고, 상기 기화된 액체 음극이 상측 방향으로 이동되는 것을 차단하는 제2 차단판; 을 포함하고,
상기 제2 차단판은 돔(dome) 형태로 이루어지는 액체 음극 증류 장치.
In the liquid cathode distillation apparatus for distilling the liquid cathode from the liquid cathode electrodeposition generated in the electrolytic smelting process of the pyroprocess,
a crucible in which the liquid cathode electrodeposition is melted, the molten liquid cathode and the molten salt positioned above the molten liquid cathode are accommodated;
a cover covering the upper side of the crucible;
It passes through the cover to connect the inside and outside of the crucible, extends along the vertical direction of the crucible to contact the molten liquid negative electrode, and moves the vaporized liquid negative electrode when the molten liquid negative electrode is vaporized to the outside of the crucible a gas discharge pipe for discharging;
a first blocking plate disposed under the cover, disposed above the molten salt, through which the gas discharge pipe passes, and blocking the molten liquid cathode and the molten salt from being ejected in an upward direction; and
a second blocking plate disposed under the first blocking plate to be positioned adjacently between the molten liquid negative electrode and the molten salt, the gas discharge pipe passing through, and blocking the movement of the vaporized liquid negative electrode in an upward direction board; including,
The second blocking plate is a liquid cathodic distillation apparatus having a dome shape.
 제1 항에 있어서,
상기 용융염의 기화 시, 상기 가스 배출관은 상기 기화된 염을 상기 도가니의 외부로 배출시키는 액체 음극 증류 장치.
The method of claim 1,
When the molten salt is vaporized, the gas discharge pipe is a liquid cathode distillation apparatus for discharging the vaporized salt to the outside of the crucible.
 제1 항에 있어서,
상기 가스 배출관의 일단과 탈착 가능하게 결합되고, 상기 가스 배출관에 비활성기체를 공급하여 상기 가스 배출관에 수용된 상기 용융염을 배출시키는 비활성기체 공급부; 를 더 포함하는 액체 음극 증류 장치.
The method of claim 1,
an inert gas supply unit detachably coupled to one end of the gas discharge pipe and supplying an inert gas to the gas discharge pipe to discharge the molten salt contained in the gas discharge pipe; Liquid cathodic distillation apparatus further comprising a.
 제3 항에 있어서,
상기 비활성기체 공급부는,
상기 비활성기체를 펌핑하는 펌프; 및
상기 펌프로부터 연장되고, 상기 가스 배출관의 일단에 탈착 가능하게 결합되는 결합 부재를 포함하는 액체 음극 증류 장치.
4. The method of claim 3,
The inert gas supply unit,
a pump for pumping the inert gas; and
and a coupling member extending from the pump and detachably coupled to one end of the gas discharge pipe.
 제4 항에 있어서,
상기 비활성기체는 아르곤(Ar), 헬륨(He) 또는 네온(Ne) 중 적어도 하나인 액체 음극 증류 장치.
5. The method of claim 4,
The inert gas is at least one of argon (Ar), helium (He), or neon (Ne).
 제1 항에 있어서,
상기 가스 배출관은 복수로 구성되고,
상기 복수의 가스 배출관을 연결하는 연결 부재를 더 포함하는 액체 음극 증류 장치.
The method of claim 1,
The gas discharge pipe is composed of a plurality,
The liquid cathode distillation apparatus further comprising a connection member connecting the plurality of gas discharge pipes.
 삭제delete 삭제delete 제1 항에 있어서,
상기 제1 차단판 및 상기 제2 차단판은 상기 용융염이 용융되는 용융점보다 높은 용융점을 가지는 재질로 이루어지는 액체 음극 증류 장치.
The method of claim 1,
The first blocking plate and the second blocking plate are made of a material having a melting point higher than a melting point at which the molten salt is melted.
 제1 항에 있어서,
상기 액체 음극은 카드뮴(Cd) 재질로 이루어지는 액체 음극 증류 장치.
The method of claim 1,
The liquid cathode is a liquid cathode distillation device made of a cadmium (Cd) material.
 삭제delete 삭제delete 삭제delete
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