KR20030009497A - 폐액의 연속전해 처리방법 및 그 장치 - Google Patents

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Abstract

양극(22) 및 음극(23)을 구비한 전해조를 복수 직렬로 접속하여 이루어지는 전해조 배열(10)과, 전해조의 각각에 설치되어 피처리폐액(14)에 진동유동을 발생시키는 진동유동 발생수단(16)과, 양극(22)과 음극(23) 사이에 전압을 인가하여 전원회로(34)를 구비하고 있다. 진동유동 발생수단(16)은 진동모터(16d)와, 그것에 연계하여 폐액(14) 중에서 진동하는 진동전달로드(16e)와, 그것에 고정된 진동날개(16f)를 포함하여 이루어진다. 양극(22)과 음극(23) 사이의 거리는 5∼50mm이다. 진동모터(16d)와 진동전달로드(16e) 사이의 및/또는 진동전달로드(16e)와 진동날개(16f) 사이에 진동응력 분산수단이 개재되어 있다. 진동모터(16d)는 복수의 진동유동 발생수단에 공용되어 있다. 전해조 배열(10)을 구성하는 복수의 전해조가 일체화되어 있고, 일체화된 전해조끼리 격벽(11)에 의해 구분되어 있다.

Description

폐액의 연속전해 처리방법 및 그 장치{METHOD AND DEVICE FOR CONTINUOUS ELECTROLYTIC DISPOSAL OF WASTE WATER}
크롬도금처리에서 사용되는 도금액 중에서 크롬산은 CrO4 2-또는 Cr2O7 2-라는 음이온의 형태를 하고 있고, 이 때의 크롬은 6가로서 적갈색계의 색을 하고 있다. 크롬은 3가가 되면 청녹색계의 색이 된다. 크롬도금폐액 중에 함유되어 있는 크롬산의 처리에서는 황산을 사용하여 산성(pH3.5 이하)으로 하고(크롬산 산성용액 중에서 중크롬산이온으로 되어 있다), 환원제를 이용하여 폐액 중의 6가 크롬을 3가의 크롬으로 환원하고, 다음의 중화조에서 알칼리를 주입하여 pH7∼8로 중화한다. 여기서 3가로 환원된 크롬을 수산화크롬으로서 침전시키고, 침전물을 슬러지로서 제거하여, 윗물만을 방류하는 것이 행해지고 있다. 크롬산의 환원전위를 250mV(ORP계) 이하로 한다.
환원반응을 효율적으로 행하기 위해서는, pH를 3 이하로 유지할 필요가 있고, 환원제로서는 중아황산나트륨(NaHSO3), 티오황산나트륨(NaS2O2, 차아황산소다),아황산가스(SO2), 황산제1철(FeSO4), 아황산나트륨(Na2SO3, 아황산소다), 메타중아황산소다(Na2S2O2) 등이 이용된다. 이들의 각 환원제의 우열을 비교하면, 가격이 낮다는 점에서는 황산제1철이 바람직하지만, 황산제1철을 사용하는 경우에는 사용량을 많게 할 필요가 있고, 그 때문에, 생성슬러지도 많아진다는 불리한 점이 있다. 또, 황산제1철을 사용하는 경우에는 크롬으로 철이 산화되어 적갈색의 제2철로 되고, 폐액의 수질을 향상시키기 위해서는 이 제2철에 근거하는 혼탁을 제거하는 것이 필요하게 된다. 환원제로서 아황산가스를 사용하는 경우에는, 환원능률은 좋지만, pH 및 환원조건이 엄격하고, 소정의 범위를 벗어나면 환원제로서보다 산으로서 작용하기 때문에 환원반응이 진행되지 않는다는 난점이 있다. 환원반응이 진행되지 않게 된 경우에는, 과잉의 첨가제가 미반응의 아황산가스 형태로 대기 중에 방출되게 되고, 이것이 대기오염의 원인이 되기도 한다. 환원제로서 아황산나트륨을 사용하는 경우에는 아황산나트륨의 용해도가 높고, 생성하는 슬러지량이 비교적 적다고 하는 점에서 바람직하다. 그러나, 일반적으로는 슬러지발생량, 가격, 취급성 등의 면에서 중아황산나트륨이 널리 사용되고 있다. 또, 크롬의 환원은 반응속도가 pH값에 의해 지배되고, 통상은 pH 3.5 이하에서 행해지고, pH가 이보다 커지면 반응속도는 저하된다.
참고로, 무수크롬산 1kg을 처리하는 데에 필요한 환원제의 양을 이하의 표 1에 나타내고, 무수크롬산 1kg의 처리에서 중화제의 첨가에 의해 발생하는 슬러지량을 이하의 표 2에 나타낸다.
환원제 무수크롬산 1kg의 처리에 필요한 양
중아황산나트륨티오황산나트륨아황산가스황산제1철아황산나트륨 1.6kg∼3kg7kg1.0kg∼1.8kg8kg∼16kg1.9kg
환원제 중화제 슬러지량
중아황산나트륨중아황산나트륨황산제1철황산제1철 생석회가성소다생석회가성소다 4.0kg1.1kg12.0kg4.2kg
종래, 크롬산폐액을 전해에 의해 처리하는 방법은 비교적 연구가 행해져 있지 않아 실례도 적다. 더구나, 종래의 전해법은 농후용액의 처리에는 적당하지 않고, 수세수(水洗水) 등의 희박용액에 한해서 배치방식만으로 전해환원이 가능하였다. 그러나, 종래의 전해법에서는 전극간 거리를 작게 하면 폭발의 위험이 있기 때문에 전극간 거리를 80㎜ 이상으로 유지하기 때문에, 처리에 요하는 시간이 3∼5시간으로 길어져, 연속처리는 실질적으로 불가능하였다. 또, 종래의 전해법의 처리조건의 예로서는, pH2 이하의 산성으로 하고, 전류밀도 0.5∼2A/dm3로 전해하는 것을 들 수 있다. 그러나, 종래의 전해법은 실제의 조업에 있어서, 전극의 붕괴, 전력소비량의 증대, 또 농후폐액에 부적합함 등의 문제점이 많기 때문에 현 상태에서는 채용하기 어려운 처리법이다(「도금기술편람」의 크롬산처리에서의「전해환원처리」의 항 참조).
게다가, 크롬산폐액을 약품을 이용하여 전해처리하는 방법은 환경상 매우 유해하다는 것이 널리 인식되어 있다. 이것을 해결하기 위한 처리법이나 대체방법 등이 연구되어 있지만, 상술한 환원제 등의 약제의 사용량을 적게 하는 것은 물론, 배출되는 크롬이 전혀 없으면서 염가인 처리방법은 아직 발견되어 있지 않다. 현재, 크롬산폐액을 약품을 이용하여 전해처리하는 방법이 안고 있는 문제점을 나열하면 다음과 같다.
(1) 가동자금이 높은 것
(2) 환원제에 포함되는 황화물에 기초하는 악취발생과 유해성
(3) 처리조로부터 나는 악취와 유해성
(4) 잔존하는 환원제에 의한 후속공정의 화학처리에 대한 악영향(응집효과, 침전효과가 나빠진다)
(5) 처리능력저하에 기인하는 6가 크롬의 유출
또, 본 출원인은 먼저 일본국 특허 제 2767771호 공보에서, 전해산화에 의한 금속함유폐액 처리방법 및 장치를 제안하였다. 그러나 이 공보에 기재된 기술에서도 전해에 의한 환원 또는 산화의 공정 자체는 배치식으로 행해지고 있다. 즉, 종래의 전해에 의한 폐액처리법에서는 환원 또는 산화공정 자체를 연속처리로 하는 것은 실용상 충분한 처리속도를 얻을 수 없게 되므로 불가능하다고 생각되고 있었다.
한편, 도금공장폐액에는 중금속만이 아니고, 시안화나트륨이나 시안화칼륨이 포함되어 있는 것이 통례이고, 이들은 폐액 중에서 통상 중금속과 착염을 형성하여 존재하고 있고, 이 착염은 매우 안정적이므로 통상의 처리에서는 제거할 수 없다. 더구나, 도금폐액 중의 시안농도는 약 50,000∼60,000ppm이지만, 이러한 고농도가되면 통상의 화학처리에서는 제거할 수 없다.
금속 및 시안을 함유하는 폐액으로부터 금속을 회수하는 동시에 시안을 분해하는 방법으로서, 산화제를 병용하여 전해처리하는 방법이 제안되어 있다(일본 특개평 9-225470호 공보참조). 그러나, 이 방법에서는 전해 중에 암모니아가 발생하여 주위환경에 악영향을 미치고, 시안농도가 1000ppm 이하와 같은 비교적 낮은 경우에 적용하더라도 처리에 수시간 이상이 걸리는 등 매우 시간이 걸린다는 문제점이 있다.
본 발명의 목적은 약제로서의 환원제나 산화제를 사용하지 않고, 폐액 중의 금속이온은 전극으로부터 발생하는 수소에 의해 환원하여 침전시키고, 시안은 전극으로부터 발생하는 산소에 의해 탄산가스와 질소로 분해하여, 단시간에 고능률이면서 연속적으로 폐액 중의 금속성분 및/또는 시안성분을 제거할 수 있는 방법 및 장치를 제공하는 것에 있다.
본 발명은 폐액의 연속전해 처리방법 및 그 장치에 관한 것으로, 특히 금속함유폐액을 고속으로 연속전해처리하는 방법 및 그 장치에 관한 것이다.
도 1은 본 발명에 의한 폐액의 연속전해 처리방법이 실시되는 연속전해 처리장치의 구성을 도시하는 평면도이다.
도 2는 도 1의 연속전해 처리장치의 단면도이다.
도 3은 도 1의 연속전해 처리장치의 단면도이다.
도 4는 도 1의 연속전해 처리장치의 일부생략 평면도이다.
도 5는 도 1의 연속전해 처리장치의 일부생략 단면도이다.
도 6은 도 1의 연속전해 처리장치의 유입노치부의 근방을 도시하는 일부생략 부분사시도이다.
도 7은 도 1의 연속전해 처리장치의 진동부재로의 진동전달로드의 부착부의 확대단면도이다.
도 8은 진동부재로의 진동전달로드의 부착부의 변형예를 도시하는 확대단면도이다.
도 9는 도 1의 연속전해 처리장치의 진동전달로드로의 진동날개의 부착부의 확대단면도이다.
도 10은 진동날개 및 고정부재의 변형예를 도시하는 평면도이다.
도 11은 진동날개 및 고정부재의 변형예를 도시하는 평면도이다.
도 12는 진동날개 및 고정부재의 변형예를 도시하는 평면도이다.
도 13은 진동날개 및 고정부재의 변형예를 도시하는 평면도이다.
도 14는 진동날개의 길이와 휘어짐의 정도의 관계를 도시하는 그래프이다.
도 15는 진동유동발생부의 변형예를 도시하는 단면도이다.
도 16은 진동유동발생부의 변형예를 도시하는 단면도이다.
도 17은 진동유동발생부의 변형예를 도시하는 단면도이다.
도 18은 진동유동발생부의 변형예를 도시하는 단면도이다.
도 19는 진동유동발생부의 변형예를 도시하는 단면도이다.
도 20은 본 발명에 의한 폐액의 연속전해 처리방법이 실시되는 연속전해 처리장치를 구성하는 진동유동발생부의 전해조로의 부착형태를 도시하는 단면도이다.
도 21은 도 20의 연속전해 처리장치의 단면도이다.
도 22는 도 20의 연속전해 처리장치의 평면도이다.
도 23A∼도 23C는 적층체의 평면도이다.
도 24A, 도 24B는 적층체에 의한 전해조의 패쇄형태를 도시하는 단면도이다.
도 25A∼도 25E는 적층체의 단면도이다.
도 26은 본 발명에 의한 폐액의 연속전해 처리방법이 실시되는 연속전해 처리장치의 구성을 도시하는 일부생략 평면도이다.
도 27은 도 26의 연속전해 처리장치의 단면도이다.
도 28은 도 26의 연속전해 처리장치의 단면도이다.
본 발명에 의하면, 이상과 같은 목적을 달성하는 것으로서,
양극 및 음극을 구비한 전해조를 n개(n은 2 이상의 정수) 직렬로 접속하여 이루어지는 전해조 배열의 제 1번째의 상기 전해조로 연속적으로 피처리폐액을 공급하여 제 n번째의 상기 전해조로부터 연속적으로 처리완료된 폐액을 인출하는 폐액의 연속전해 처리방법으로서,
상기 전해조의 각각에 있어서, 진동발생수단에 연계하여 피처리폐액 중에서 진동하는 진동막대에 고정된 진동날개를 진폭 0.05∼10.0㎜ 및 진동수100∼1500회/분으로 진동시킴으로써 상기 피처리폐액에 진동유동을 생기게 하면서, 상기 양극과 상기 음극 사이에 전압을 인가하여 상기 피처리폐액을 전해하는 것을 특징으로 하는 폐액의 연속전해 처리방법이 제공된다.
본 발명의 한 형태에서는, 상기 진동유동은 상기 피처리폐액의 3차원유속이 150㎜/초 이상이 되도록 발생시킬 수 있다. 본 발명의 한 형태에서는, 상기 진동발생수단은 10∼500Hz에서 진동한다.
본 발명의 한 형태에서는, 상기 양극과 상기 음극 사이의 거리를 5∼50㎜로 유지한다. 본 발명의 한 형태에서는, 상기 양극과 상기 음극 사이에 4∼15V의 전압을 인가한다.
또, 본 발명에 의하면 이상과 같은 목적을 달성하는 것으로서,
양극 및 음극을 구비한 전해조를 n개(n은 2이상의 정수) 직렬로 접속하여 이루어지는 전해조 배열과, 상기 전해조의 각각 설치되어 피처리폐액에 진동유동을 생기게 하는 진동유동 발생수단과, 상기 양극과 상기 음극 사이에 전압을 인가하는 전원회로를 구비하고 있고,
상기 진동유동 발생수단은 진동발생수단과 진동발생수단에 연계하여 상기 피처리폐액 중에서 진동하는 진동전달로드와, 그 진동전달로드에 고정된 진동날개를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 폐액의 연속전해 처리장치가 제공된다.
본 발명의 한 형태에서는 상기 양극과 상기 음극 사이의 거리는 5∼50㎜이다.
본 발명의 한 형태에서는 상기 진동발생수단과 상기 진동전달로드 사이 및/또는 상기 진동전달로드와 상기 진동날개 사이에 진동응력 분산수단이 개재되어 있다.
본 발명의 한 형태에서는 상기 진동발생수단은 복수의 상기 진동유동 발생수단에 공용되어 있는 것을 특징으로 하는 청구항 6에 기재된 폐액의 연속전해 처리장치.
본 발명의 한 형태에서는 상기 전해조 배열을 구성하는 복수의 상기 전해조가 일체화되어 있고, 일체화된 상기 전해조끼리 격벽으로 구분되어 있다. 본 발명의 한 형태에서는 일체화된 상기 전해조의 연속하는 것끼리 사이에 이들 중 한쪽에서 다른쪽으로 상기 피처리폐액을 이송하기 위한 홈통이 설치되어 있다. 본 발명의 한 형태에서는 상기 홈통에는 일체화된 상기 전해조의 연속하는 것 중 상기 한쪽에서 상기 피처리폐액이 유입하는 유입노치부와, 일체화된 상기 전해조의 연속하는 것 중, 상기 다른쪽으로 상기 피처리폐액이 유출되는 유출노치부가 설치되어 있다. 본 발명의 한 형태에서는 일체화된 상기 전해조의 연속하는 것 중, 상기 한쪽에는 상기 유입노치부에 인접하여 둑이 설치되어 있다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명이 구체적인 실시예를 설명한다. 또, 도면에서 동일한 기능을 갖는 부재 또는 부분에는 동일한 부호가 부여되어 있다.
도 1∼도 5는 본 발명에 의한 폐액의 연속전해 처리방법이 실시되는 연속전해 처리장치의 일실시예의 구성을 도시하는 도면이다. 여기서, 도 1은 평면도이고, 도 2 및 도 3은 단면도이고, 도 4는 일부생략 평면도이고, 도 5는 일부생략 단면도이다.
이들 도면에서, 2개의 전해조(10A, 10B)가 일체화되어 하나의 전해조 배열(10)을 구성하고 있다. 전해조 배열(10)은 전체적으로 하나의 조(槽)의 형태를 이루고 있고, 전해조(10A)와 전해조(10B)는 격벽(11)으로 구분되어 있다.전해조(10A, 10B) 내에는 피처리폐액(14)이 공급된다.
전해조 배열(10)에서, 전해조(10A, 10B)는 직렬로 접속되어 있다(직렬접속이란 폐액의 유통에 관한 전해조끼리의 결합형태를 가리키는 것이며, 폐액이 복수의 전해조를 차례로 경유하여 유통하도록 접속되어 있는 것을 나타낸다). 즉, 한쪽의 전해조(10A)에는 외부로부터 피처리폐액을 공급하기 위한 폐액공급관(12A)이 접속되어 있고, 다른쪽 전해조(10B)에는 외부로 처리완료된 폐액을 인출하기 위한 폐액인출관(12B)이 접속되어 있으며, 전해조(10A, 10B) 사이에는 격벽(11)의 상단 가장자리를 따라 전해조(10A) 내의 폐액(14)을 전해조(10B)로 이송하기 위한 홈통(13)이 설치되어 있다. 홈통(13)에는 그 길이방향의 일단에서, 전해조(10A) 측의 벽에 그 전해조(10A)로부터의 폐액(14)의 유입을 가능하게 하는 유입노치부(13a)가 형성되어 있고, 길이방향의 타단에서, 전해조(10B)측의 벽에 그 전해조(10B)로의 폐액(14)의 유출을 가능하게 하는 유출노치부(13b)가 형성되어 있다.
유입노치부(13a)에 근접하여, 전해조(10A) 내에는 둑(15)이 배치되어 있다. 이 둑(15)은 전해조(10A) 내의 폐액(14)이 후술하는 진동유동에 의해 과잉으로 및/또는 시간적으로 불균일하게 홈통(13)으로 유입하는 것을 방지하기 위한 것이며, 전해조(10A)의 벽 및 저면에 부착되어 있다. 도 6은 유입노치부(13a) 근방을 도시하는 일부생략 부분사시도이다. 또, 홈통(13) 내에서의 유입노치부(13a)로부터 유출노치부(13b)로 폐액(14)이 유통되는 것을 돕기 위해, 홈통(13)을 유입노치부(13a)측에서 유출노치부(13b) 측으로 점차 낮아지도록 경사지게 해두는것이 바람직하다. 도 4 및 도 6에서 폐액(14)의 흐름방향이 화살표로 표시되어 있다.
전해조(10A, 10B), 홈통(13) 및 둑(15)의 재질로서는, 예컨대, 각종 FRP, 부동태화 처리된 스테인레스강, 내약품처리된 철, 법랑 등이 예시된다.
16은 진동유동 발생수단으로서의 진동유동발생부이다. 그 진동유동발생부(16)는 전해조(10A, 10B)에 방진고무를 통해 부착된 기초대(16a), 그 기초대에 하단이 고정된 진동흡수부재로서의 코일스프링(16b), 그 코일스프링의 상단에 고정된 진동부재(16c), 그 진동부재에 부착된 진동발생수단으로서의 진동모터(16d), 진동부재(16c)에 상단이 부착된 진동전달로드(16e), 그 진동전달로드의 하반부에서 폐액(14)에 침지하는 위치에 부착된 진동날개(16f)를 갖는다. 코일스프링(16b) 내에는 그 횡방향 미끄러짐을 방지하기 위해, 후술하는 도 16, 도 17에 도시되어 있는 바와 같이, 막대형상의 상측 및 하측 가이드부재를 배치할 수 있다. 코일스프링(16c) 대신에 고무 등의 완충체를 이용해도 된다.
진동모터(16d)는 예컨대 인버터를 이용한 제어에 의해 10∼500Hz, 특히 10∼150Hz, 바람직하게는 20∼100Hz, 더욱 바람직하게는 40∼60Hz에서 진동한다. 진동모터(16d)에서 발생한 진동은 진동부재(16c) 및 진동전달로드(16e)를 통해 진동날개(16f)에 전달된다. 진동날개(16f)는 폐액(14) 중에서 필요한 진동수로 선단부 가장자리가 진동한다. 이 진동은 진동날개(16f)가 진동전달로드(16e)로의 부착부분으로부터 선단부 가장자리로 「휘어지도록」 발생한다. 이 진동의 진폭 및 진동수는 진동모터(16d)와는 다르지만, 진동전달경로의 역학적 특성 및 폐액(14)과의상호작용의 특성 등에 따라 결정하고, 본 발명에서는 진폭 0.05∼10.0㎜(예컨대 0.1∼10.0㎜, 특히 2∼8㎜)에서 진동수 100∼1500회/분(예컨대 100∼1000회/분)으로 하는 것이 바람직하다.
도 7은 진동부재(16c)로의 진동전달로드(16e)의 부착부(111)의 확대단면도이다. 진동전달로드(16e)의 상단에 형성된 수나사부에 진동부재(16C)의 상측으로부터 진동응력 분산부재(16g1) 및 워셔(16h)를 통해 너트(16i1, 16i2)를 적합시키고 있고, 진동부재(16c)의 하측으로부터 진동응력 분산부재(16g2)를 통해 너트(16i3, 16i4)를 적합시키고 있다. 진동응력 분산부재(16gl, 16g2)는 진동응력 분산수단으로서 이용되고 있고, 예컨대 고무로 이루어진다. 진동응력 분산부재(16gl, 16g2)는 예컨대 단단한 천연고무, 단단한 합성고무, 합성수지 등의 쇼어 A 경도 80∼120, 바람직하게는 90∼100의 경질탄성체로 구성할 수 있다. 특히, 쇼어 A 경도 90∼100의 경질우레탄고무가 내구성, 내약품성의 면에서 바람직하다. 진동응력 분산수단을 사용함으로써, 진동부재(16c)와 진동전달로드(16e)의 접합부분 부근으로 진동응력이 집중되는 것이 방지되어, 진동전달로드(16e)가 꺾이기 어려워진다. 특히, 진동모터(16d)의 진동주파수를 100Hz 이상으로 높게 한 경우의 진동전달로드(16e)의 꺽임발생방지의 효과는 현저하다.
도 8은 진동부재(16c)로의 진동전달로드(16e)의 부착부(111)의 변형예를 도시하는 확대단면도이다. 이 변형예는 도 7의 부착부와는 진동부재(16c)의 상측에 진동응력 분산부재(16g1)를 배치하지 않는 것 및 진동부재(16c)와 진동응력 분산부재(16g2) 사이에 구면스페이서(16x)를 개재시킨 것이 다를 뿐이고, 그 외에는 동일하다.
도 9는 진동전달로드(16e)로의 진동날개(16f)의 부착부의 확대단면도이다. 진동날개(16f)의 각각의 상하양측에는 진동날개 고정부재(16j)가 배치되어 있다. 인접하는 진동날개(16f)끼리 사이에는 고정부재(16j)를 통해 진동날개(16f)의 간격을 설정하기 위한 스페이서 링(16k)이 배치되어 있다. 또, 최상부의 진동날개(16f)의 상측 및 최하부의 진동날개(16f)의 하측에는 도 2, 도 3에 도시되어 있는 바와 같이, 스페이서 링(16k)을 개재하여 또는 개재하지 않고, 진동전달로드(16e)에 형성된 수나사에 적합하는 너트(16m)가 배치되어 있다. 도 9에 도시되어 있는 바와 같이, 각 진동날개(16f)와 고정부재(16j) 사이에 불소계 수지나 불소계 고무 등으로 이루어지는 진동응력 분산수단으로서의 탄성부재시트(16p)를 개재시킴으로써, 진동날개(16f)의 파손을 방지할 수 있다. 탄성부재시트(16p)는 진동날개(16f)의 파손방지효과를 한층 높이기 위해, 고정부재(16j)로부터 약간 밀려나오도록 배치하는 것이 바람직하다. 도시되어 있는 바와 같이, 상측의 고정부재(16j)의 하면(가압면)은 볼록형상면으로 되어 있고, 하측의 고정부재(16j)의 상면(가압면)은 대응하는 오목형상면으로 되어 있다. 이로 인하여, 고정부재(16j)에 의해 상하방향으로부터 가압되는 진동날개(16f)의 부분은 만곡되어, 진동날개(16f)의 선단부는 수평면에 대하여 각도 α를 이루고 있다. 이 각도 α는 예컨대 -30°이상 30°이하, 바람직하게는 -20°이상 20°이하로 할 수 있다. 특히, 각도 α는 -30°이상 15°이하, 또는 5°이상 30°이하, 바람직하게는 -20°이상 -10°이하, 또는 10°이상 20°이하로 하는 것이 바람직하다. 고정부재(16j)의 가압면을 평면으로 한 경우에는, 각도 α는 0°이다. 각도 α는 모든 진동날개(16f)에 대하여 동일할 필요는 없고, 예컨대, 하방의 1∼2매의 진동날개(16f)에 대해서는 -값(즉, 하향 : 도 9에 도시되는 방향)으로 하고, 그 이외의 진동날개(16f)에 대해서는 +값(즉, 상향 : 도 9에 도시되는 것과 반대방향)으로 할 수 있다.
도 10∼도 13은 진동날개(16f) 및 고정부재(16j)의 변형예를 도시하는 평면도이다. 도 10 및 도 1l의 변형예에서는 진동날개(16f)는 단책형상의 것 2매를 서로 직교하도록 중첩시킨 것이어도 되고, 1매의 판으로부터 도시되어 있는 바와 같은 십자형상으로 잘라낸 것이어도 된다.
진동날개(16f)로서는 탄력성이 있는 금속판, 합성수지판 또는 고무판 등을 이용할 수 있다. 진동날개(16f)의 두께는 진동조건이나 폐액(14)의 점도 등에 따라 바람직한 범위는 다르지만, 진동유동발생부(16)의 작동시에 진동날개가 꺾이는 일 없이, 진동유동교반의 효율을 높이도록 진동날개(16f)의 선단부분이 "플러터현상"(물결치는 상태)을 나타내도록 설정된다. 진동날개(16f)가 스테인레스강판 등의 금속판으로 이루어지는 경우에는 그 두께는 0.2∼2㎜로 할 수 있다. 또한, 진동날개(16f)가 합성수지판이나 고무판으로 이루어지는 경우에는, 그 두께는 0.5∼10㎜로 할 수 있다. 진동날개(16f)와 고정부재(16j)를 일체성형한 것을 사용할 수도 있다. 이 경우는 진동날개(16f)와 고정부재(16j)의 접합부에 폐액(14)이 침입하여 고형분이 고착되어 세정하는 데에 손이 많이 간다는 문제점을 피할 수 있다.
금속제의 진동날개(16f)의 재질로서는, 티타늄, 알루미늄, 동, 철강, 스테인레스강, 자성강 등의 자성금속, 이들의 합금을 들 수 있다. 합성수지제의진동날개(16f)의 재질로서는 폴리카보네이트, 염화비닐계 수지, 폴리프로필렌 등을 들 수 있다.
폐액(14) 내에서의 진동날개(16f)의 진동에 따라 발생하는 진동날개의 "플러터현상"의 정도는 진동모터(16d)의 진동주파수, 진동날개(16f)의 길이(고정부재(16j)의 선단부 가장자리로부터 진동날개(16f)의 선단부 가장자리까지의 치수)와 두께 및 폐액(14)의 점도나 비중 등에 의해 변화한다. 주어진 주파수에서 가장 잘 "휘는" 진동날개(16f)의 길이와 두께를 선택할 수 있다. 진동모터(16d)의 진동주파수와 진동날개(16f)의 두께를 일정하게 하여, 진동날개(16f)의 길이를 변화시켜 가면 진동날개의 휘어짐 정도는 도 14에 도시하는 바와 같이 된다. 즉, 길이 m이 커짐에 따라 어떤 단계까지는 커지지만, 그것을 지나면 휘어짐의 정도 F는 작아지고, 어떤 길이일 때에는 거의 휘어짐이 없어지고, 또 진동날개를 길게 하면 또 휘어짐이 커진다는 관계를 반복하는 것을 알 수 있다.
진동날개의 길이는 바람직하게는 제 1회째의 피크를 나타내는 길이 L1이나 제 2회째의 피크를 나타내는 길이 L2를 선택하는 것이 바람직하다. L1으로 할 것인지 L2로 할 것인지는 시스템의 진동을 강하게 할 것인지 유동을 강하게 할 것인지에 따라 적절히 선택할 수 있다. 제 3회째의 피크를 나타내는 길이 L3을 선택한 경우는 진폭이 작아지는 경향에 있다. 진동주파수 40∼60Hz, 75kW의 진동모터(주식회사 무라카미정기공작소제)로 스테인레스 스틸(SUS304)제의 진동날개의 여러가지의 두께에 대하여 L1및 L2를 구한 바, 다음의 표 3과 같은 결과를 얻을 수 있었다.
두께 L1 L2
0.10㎜0.20㎜0.30㎜0.40㎜0.50㎜ 약 15㎜약 25㎜약 45㎜약 50㎜약 55㎜ -약 70㎜110∼120㎜110∼120㎜
또, 이 실험에서, 진동전달로드(16e)의 중심으로부터 고정부재(16j)의 선단부 가장자리까지의 길이는 27㎜이고, 진동날개(16f)의 경사각도 α는 상향 15°(+15°)로 하였다.
다시 도 3을 참조한다. 본 실시예에서는 하나의 진동모터(16d)에 의해 발생된 진동이 전해조(10A, 10B) 내에 각각 배치되어 있는 진동날개(16f)로 전달되도록 되어 있고, 즉, 하나의 진동모터(16d)가 전해조(10A, 10B)를 위한 진동유동 발생수단에서 공통으로 이용되고 있다.
다음에, 도 1 및 도 2에 도시되어 있는 바와 같이, 전해조(10A, 10B) 상에는 각각 복수의 양극 부스바(20) 및 음극 부스바(21)가 배치되어 있다. 이들은 각각 전해용 전원으로서의 전원회로(34)의 양극단자 및 음극단자에 접속되어 있다. 각 양극 부스바(20)에는 복수의 판형상의 양극(22)이 매달려 있고, 그 양극(22)의 하부는 폐액(14)에 침지되어 있다. 마찬가지로, 각 음극 부스바(21)에는 복수의 판형상의 음극(23)이 매달려 있고, 그 음극(23)의 하부는 폐액(14)에 침지되어 있다. 양극(22)과 음극(23)은 필요한 거리를 두고 교대로 배치되어 있다. 이 전극간 거리는 바람직하게는 5∼50㎜, 더욱 바람직하게는 10∼40㎜, 특히 바람직하게는 20∼30㎜이다. 본 발명에서는, 진동유동 발생수단에 의한 폐액(14)의 진동유동교반을 행함으로써, 전극으로부터 발생하는 수소와 산소의 반응에 의한 폭발을 억제할 수 있으므로, 전극간 거리를 이러한 작은 값으로 할 수 있다.
음극(23)의 폐액(14)에 침지되어 있는 부분의 면적 및 양극(22)의 폐액(14)에 침지되어 있는 부분의 면적의 비율(극비)은 바람직하게는 양극 1에 대하여 음극 0.5 이상, 더욱 바람직하게는 양극 1에 대하여 음극 0.6∼0.9이다. 또, 본 발명에서는 양극(22)의 일부(특히 폐액(14)에 침지되어 있는 부분)를 망형상 또는 다공형상으로 하는 것이 폐액(14)의 유동성을 높이기 위해서는 바람직하다. 망형상 또는 다공형상부분은 바람직하게는 폐액(14)에 침지되어 있는 부분의 10∼80%이고, 더욱 바람직하게는 50∼80%이다.
본 발명에서는 전원회로(34)에 의해 양극(22)과 음극(23) 사이에 인가되는 전압은 바람직하게는 4∼15V, 더욱 바람직하게는 5∼6V이다. 또, 양극(22)과 음극(23) 사이에 흐르는 전류는, 예컨대, 폐액(14)의 1리터당 0.8∼5A, 바람직하게는 1.5∼2A이지만, 폐액(14)의 종류에 따라 최적값이 다르다.
이상의 실시예에서는 폐액공급관(12A)을 통해 전해조(10A)로 피처리폐액(14)을 연속적으로 공급한다. 전해조(10A)로부터 넘친 피처리폐액(14)은 유입노치부(13a)에서 홈통(13)으로 들어가 유출노치부(13b)로부터 전해조(10B)로 공급된다. 전해조(10B)로부터 넘친 피처리폐액(14)은 폐액인출관(12B)을 통해 처리완료된 폐액으로서 인출된다.
이상과 같이 하여 전해조 배열(10)에 연속적으로 폐액(14)을 공급하면서 진동유동발생부(16)의 진동모터(16d)를 진동시킴으로써, 각 전해조(10A, 10B)에서, 진동모터(16d)에 연계하여 폐액(14) 중에서 진동하는 진동전달 로드(16e)에 고정된 진동날개(16f)를 진동시키고, 이로 인하여 폐액(14)에 진동유동을 생기게 한다. 그리고, 전원회로(34)에 의해 각각 양극 부스바(20) 및 음극 부스바(21)를 개재하여 양극(22)과 음극(23) 사이에 필요한 전압을 인가하여, 각 전해조(10A, 10B)에서 폐액(14)을 전해처리한다.
본 발명의 연속처리방법 및 장치에 의해 처리되는 피처리폐액으로서는, 금속함유폐액, 예를 들면 천이금속 및/또는 그 합금을 함유하는 폐액, 구체적으로는 원자번호 21인 Sc에서 원자번호 30인 Zn까지, 원자번호 39인 Y에서 원자번호 48인 Cd까지 및 원자번호 57인 La에서 원자번호 80인 Hg까지의 적어도 하나를 함유하는 폐액을 들 수 있다. 대표적인 폐액으로서는, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co 및/또는 Ni를 포함하는 폐액을 들 수 있다. 또, 피처리폐액으로서는 시안함유폐액을 들 수 있다. 시안함유폐액은 전해산화에 의해 탄산가스, 질소 및 물에 분해할 수 있다.
본 발명에서는 폐액(14)에 발생된 진동유동의 작용에 의해, 양극(22)과 음극(23)의 거리를 가깝게 하되 전류밀도를 높이더라도 쇼트가 발생하기 어렵고, 또, 전극으로부터 발생하는 수소와 산소와의 반응에 의한 폭발도 발생하기 어렵다. 이 때문에, 충분히 높은 전류밀도로 효율적이면서 신속하게 폐액(14)을 연속전해처리할 수 있다. 이러한 작용을 양호하게 얻기 위해서는, 진동유동을 폐액(14)의 3차원 유속이 150㎜/초 이상이 되도록 발생시킬 수 있는 것이 바람직하다. 폐액(14)의 3차원 유속은 바람직하게는 200㎜/초 이상, 특히 바람직하게는 250㎜/초 이상이다.또, 3차원 유속은 3차원 전자유속계(아렉전자주식회사제 상품명 ACM300A)를 이용하여 측정할 수 있다. 이러한 높은 3차원 유속은 폐액(14)을 진동유동시킴으로써, 효과적으로 실현되는 것이며, 통상적인 교반에 의해서는 실현하기 곤란하고, 실현한다고 해도 매우 대규모의 장치구성이 필요하게 되는 불리함이 있다.
도 15는 진동유동발생부의 일변형예를 도시하는 단면도이다. 이 예에서는 기초대(16a)는 진동흡수부재(41)를 통해 전해조(10A)의 상부에 부착된 부착대(40) 상에 고정되어 있다. 또, 부착대(40)에는 수직방향으로 상방으로 연장된 막대형상의 가이드부재(43)가 고정되어 있고, 그 가이드부재(43)는 코일스프링(16b) 내에 위치하고 있다. 진동모터(16d)와 그것을 구동하기 위한 전원(136) 사이에는 진동모터(16d)의 진동주파수를 제어하기 위한 트랜지스터ㆍ인버터(35)가 개재되어 있다. 전원(136)은, 예컨대 200V이다. 이러한 진동모터(16d)의 구동수단은 상기 그 밖의 본 발명의 실시예에서도 사용할 수 있다.
도 16은 진동유동발생부의 일변형예를 도시하는 단면도이다. 이 예에서는 진동부재(16c)에 수직방향으로 하방으로 연장된 막대형상의 상측 가이드부재(144)가 고정되어 있고, 부착대(40)에 수직방향으로 상방으로 연장된 막대형상의 하측 가이드부재(145)가 고정되어 있고, 이들 가이드부재(144, 145)는 코일스프링(16b) 내에 위치하고 있다. 상측 가이드부재(144)의 하단과 하측 가이드부재(145)의 상단 사이에는 진동부재(16c)의 진동을 허용하는 적당한 간극이 형성되어 있다.
도 17은 진동유동발생부의 일변형예를 도시하는 단면도이다. 이 예에서는, 진동모터(16d)는 진동부재(16)의 상측에 부설된 부가적 진동부재(16c') 하측에 부착되어 있다. 또, 진동전달로드(16e)는 전해조(10A) 내에서 분기하여 2개의 부분(134)으로 되어 있고, 이들 2개의 로드부분(134) 사이에 진동날개(16f)가 건너질러 부착되어 있다.
도 18 및 도 19는 진동유동발생부의 일변형예를 도시하는 단면도이다. 이 예에서는, 가장 하측의 진동날개(16f)가 하향으로 경사져 있고, 그 밖의 진동날개(16f)가 상향으로 경사져 있다. 이와 같이 하면 전해조(10A)의 저부에 가까운 부분의 폐액(14)의 진동유동 교반을 충분히 행할 수 있어, 전해조 저부에 고임이 발생하는 것을 방지할 수 있다. 또, 진동날개(16f)를 전부 하향으로 경사시킴으로써, 전해에 의해 발생한 수소나 산소를 폐액 중에 충분히 넣어, 금속이나 시안과의 반응기회를 많게 할 수 있다.
도 20 및 도 21은 본 발명에 의한 폐액의 연속전해 처리방법이 실시되는 연속전해 처리장치를 구성하는 진동유동발생부의 전해조로의 다른 부착형태를 도시하는 단면도이고, 도 22는 그 평면도이다. 도 20 및 도 21은 각각 도 22의 X-X'단면 및 Y-Y' 단면에 상당한다. 또, 이들 도면에서는 전해를 위한 음극, 양극 및 전원회로 등은 도시를 생략하고 있다.
이 형태에서는 진동흡수부재로서 상기 코일스프링(16b) 대신에 고무판(2)과 금속판(1, 1')의 적층체(3)가 이용되고 있다. 즉, 적층체(3)는 전해조(10A)의 상단 가장자리부에 고정된 부착부재(118)에 방진고무(112)를 개재하여 부착된 금속판(1')을 볼트(131)로 고정하고, 그 금속판(1') 상에 고무판(2)을 배치하고, 그 고무판(2) 상에 금속판(1)을 배치하고, 이들을 볼트(116) 및 너트(117)로 일체화함으로써 형성되어 있다.
진동모터(16d)는 지지부재(115)를 개재하여 볼트(132)에 의해 금속판(1)에 고정되어 있다. 또, 진동전달로드(16e)의 상단부는 고무링(119)을 통해 적층체(3), 특히 금속판(1)과 고무판(2)에 부착되어 있다. 즉, 상측 금속판(1)은 도 1 외에 기재되어 있는 실시예의 진동부재(16c)의 기능도 발휘하는 것이며, 하측 금속판(1')은 도 1 외에 기재되어 있는 실시예의 기초대(16a)의 기능도 발휘하는 것이다. 그리고, 이들 금속판(1, 1')을 포함하는 적층체(3)(주로 고무판(2))가 도 1 외에 기재되어 있는 코일스프링(16b)과 동일한 진동흡수기능을 발휘한다.
도 23A∼도 23C는 적층체(3)의 평면도를 도시한다. 도 20∼도 22의 형태에 대응하는 도 23A의 예에서는, 적층체(3)에는 진동전달로드(16e)를 통과시키기 위한 관통공(5)이 형성되어 있다. 또, 도 23B의 예에서는 적층체(3)는, 관통공(5)을 거치는 분할선에 의해 2분할된 2개의 부분(3a, 3b)으로 이루어지고, 이것에 의하면 장치조립시에 진동전달로드(16e)를 용이하게 통과시킬 수 있다. 또, 도 23C의 예에서는, 적층체(3)는 전해조(10A)의 상단 가장자리부에 대응하는 환형상을 이루고 있고, 중앙부에 개구(6)가 형성되어 있다.
도 23A, 도 23B의 예에서는, 전해조(10A)의 상부가 적층체(3)에 의해 막히고, 이로 인하여 전해처리시에 폐액(14)으로부터 휘산되는 가스나 비산하는 전해액이 주위로 새는 것을 방지할 수 있다.
도 24A, 도 24B는 이러한 적층체(3)에 의한 전해조의 폐쇄(봉입)형태를 도시하는 단면도이다. 도 24A의 형태에서는 고무판(2)이 관통공(5)에서진동전달로드(16e)에 맞닿아 봉입이 이루어진다. 또, 도 24B의 형태에서는 적층체(3)의 개구부(6)에서 그 적층체(3)와 진동전달로드(16e)에 부착되어 이들 사이의 틈을 막는 가요성 봉입부재(136)가 설치되어 있다.
도 25A∼도 25E에 진동흡수부재로서의 적층체(3)의 예를 도시한다. 도 25B의 예는 상기 도 20∼도 22의 실시예의 것이다. 도 25A의 예에서는 적층체(3)는 금속판(1)과 고무판(2)으로 이루어진다. 도 25C의 예에서는 적층체(3)는 상측 금속판(1)과 상측 고무판(2)과 하측 금속판(1')과 하측 고무판(2')으로 이루어진다. 도 25D의 예에서는, 적층체(3)는 상측 금속판(1)과 상측 고무판(2)과 중간 금속판(1")과 하측 고무판(2') 과 하측 금속판(1')으로 이루어진다. 적층체(3)에서의 금속판이나 고무판의 수는, 예컨대 1∼5로 할 수 있다. 또, 본 발명에서는 고무판만으로 진동흡수부재를 구성하는 것도 가능하다.
금속판(1, 1', 1")의 재질로서는, 스테인레스강, 철, 동, 알루미늄, 그 밖의 적절한 합금을 사용할 수 있다. 금속판의 두께는, 예컨대 10∼40㎜ 이다. 단, 적층체 이외의 부재에 대하여 직접 고정되지 않는 금속판(예컨대 상기 중간 금속판(1"))은 0.3∼10㎜로 얇게 할 수 있다.
고무판(2, 2')의 재질로서는, 합성고무 또는 천연고무의 가황물을 사용할 수 있고, JISK6386으로 규정되는 방진고무가 바람직하고, 특히 정적 전단탄성율 4∼22kgf/㎠ 바람직하게는 5∼10kgf/㎠, 신장 250% 이상인 것이 바람직하다. 합성고무로서는 클로로프렌 고무, 니트릴 고무, 니트릴-클로로프렌 고무, 스틸렌-크로로프렌 고무, 아크릴로니트릴-부탄디엔 고무, 이소프렌 고무, 에틸렌-프로필렌디엔공중합체 고무, 에피크롤히드린계 고무, 알킬렌옥시드계 고무, 불소계 고무, 실리콘계 고무, 우레탄계 고무, 다황화 고무, 포스파빈 고무를 예시할 수 있다. 고무판의 두께는, 예컨대 5∼60㎜이다.
도 25E의 예에서는, 적층체(3)는 상측 금속판(1)과 고무판(2)과 하측 금속판(1')으로 이루어지고, 고무판(2)이 상측 솔리드 고무층(2a)과 스폰지 고무층(2b)과 하측 솔리드 고무층(2c)으로 이루어진다. 하측 솔리드 고무층(2a, 2c) 중의 한쪽을 제거해도 되고, 또 복수의 솔리드 고무층과 복수의 스폰지 고무층을 적층한 것이어도 된다.
도 26∼도 28은 본 발명에 의한 폐액의 연속전해 처리방법이 실시되는 연속전해 처리장치의 또 다른 실시예의 구성을 도시하는 도면이다. 여기서, 도 26은 일부생략 평면도이고, 도 27 및 도 28은 단면도이다.
본 실시예에서는 전해조 배열(10)은, 3개의 전해조(10A, 10B, 10C)의 직렬접속을 포함하고 있고, 전해조(10A, 10B) 사이 및 전해조(10B, 10C) 사이에 각각 격벽(11) 및 홈통(13)이 배치되어 있다. 또, 진동모터(16d)는 3개의 전해조(10A, 10B, 10C)에 대한 진동유동발생수단에 공통으로 이용되고 있다. 각 전해조(10A, 10B, 10C)에서, 상기 실시예와 동일한 전해처리가 행해져, 폐액공급관(12A)을 통해 전해조(10A)에 공급된 폐액(14)은 전해조(10C)로부터 폐액인출관(12B)을 통해 인출된다.
본 실시예에서는 3개의 전해조(10A, 10B, 10C)를 이용한 연속전해처리가 이루어지므로, 한층 고농도의 폐액도 충분히 처리할 수 있게 된다. 필요에 따라 사용하는 전해조의 수를 더욱 증가시킬 수 있다.
이하에 실시예를 들어 본 발명을 설명하지만, 본 발명은 이로 인하여 한정되는 것은 아니다.
(제 1 실시예)
도 26∼도 28에 도시하는 3조형의 폐액연속전해 처리장치를 이용하여, 크롬도금폐액의 연속전해처리를 행하였다. 장치의 구성 및 그 조작조건은 다음과 같았다.
진동모터 : 3상, 200V, 250W(무라카미 정기공작소제, 유러스바이브레이터 2극 KZE형)
인버터 : 후지전기(주)제 후지인버터 FVR-CIIS
진동모터전원 : (주)중앙제작소제(Hi-mini MB-7 실리콘 정류기) 6.0 kW
전해조 용량(3조의 합계) : 520리터
진동교반조건 : 인버터에 의해 진동모터의 진동주파수를 45Hz로 조정 ; 진동날개의 진폭 0.15㎜, 진동수 200회/분
양극 : 철판
음극 : 백금판
양극·음극간 거리 : 30㎜
극비 : 음극/양극 = 1/1.5≒0.67
전해처리를 위한 전압 : 4V
전해처리를 위한 전류 : 450A(=0.865A/폐액 1리터)
피처리폐액은 황산으로 pH2.5로 조정한 크롬도금폐액(3가 크롬 약 1000ppm 함유)이고, 이것을 1000리터/시의 비율로 3개의 전해조의 배열로 흐르게 하여 연속전해처리를 행하였다.
폐액인출구로부터 채취한 처리완료된 폐액 중의 3가 크롬 함유량은 0ppm으로 되어 있었다. 진동유동교반을 행함으로써, 전극으로부터 발생하는 활성이 풍부한 수소가스가 폐액 중에 존재하고 있는 6가 크롬에 도전하여, 이것을 극히 단시간에 3가 크롬으로 환원하고, 3가 크롬은 액체 중의 황산과 반응하여 황산크롬 CrSO4가 되는 것으로 추정된다.
(제 2 실시예)
도 1∼도 5에 도시하는 2조형의 폐액연속전해 처리장치를 이용하여 시안함유폐액의 연속전해처리를 행하였다. 장치의 구성 및 그 조작조건은 하기의 점을 제외하고 제 1 실시예와 동일하다.
전해조 용량(2조의 합계) : 330리터
양극 : 표면을 PbO2로 비활성화한 티타늄판(카본이나 흑연도 가능)
음극 : 스테인레스판(SUS340) (Pt나 In도 가능)
양극·음극간 거리 : 25㎜
극비 : 음극/양극=0.8/1=0. 8
전해처리를 위한 전류 : 450A(=1.364A/폐액 1리터)
피처리폐액은 시안농도 2000ppm의 시안함유폐액을 가성소다로 pH10으로 조정한 것이며, 이것을 500리터/시의 비율로 2개의 전해조의 배열로 흐르게 하여 연속전해처리를 행하였다.
폐액인출구로부터 채취한 처리완료된 폐액 중의 시안농도는 1ppm이었다. 처리 중에 시안은 탄산가스 및 N2로 분해되었다.
(제 3 실시예)
도 1∼도 5에 도시하는 2조형의 폐액연속전해 처리장치를 이용하여 플라스틱기판의 도금처리로부터 생긴 폐액의 연속전해처리를 행하였다. 장치의 구성 및 그 조작조건은 하기의 점을 제외하고 제 2 실시예와 동일하였다.
양극 : 스테인레스판(SUS340)(백금도 가능)
음극 : 동판(구리도금판도 가능)
양극·음극간 거리 : 30㎜
극비 : 음극/양극=0.5/1=0.5
전해처리를 위한 전압 : 12V
전해처리를 위한 전류 : 300A(=0.909A/폐액 1리터)
피처리폐액은,
황산동(CuSO4·5H2O) 60g/리터
황산(H2SO4) 200g/리터
염소이온(Cl-) 60mg/리터
로 이루어지는 황산구리 도금욕을 이용한 플라스틱 기판의 도금처리로부터 생긴 것을, 황산에서 pH2로 조정하고, 황산구리 농도 150mg/리터로 하고, 이것에 전해조제로서 NaCl(KCl도 가능)을 200g/리터의 비율로 가한 것이며, 이것을 500리터/시의 비율로 2개의 전해조의 배열로 흐르게 하여 연속전해처리를 행하였다.
폐액인출구로부터 채취한 처리된 폐액 중의 구리함유량은 1ppm이었다.
(제 4 실시예)
도 1∼도 5에 도시하는 2조형의 폐액연속전해 처리장치를 이용하여, Zn 도금욕의 연속전해처리를 행하였다. 장치의 구성 및 그 조작조건은 하기의 점을 제외하고 제 3 실시예와 동일하였다.
음극 : Zn 박판(Zn 강판도 가능)
피처리폐액은 Zn 함유량 500ppm의 Zn 도금욕(진게이트욕)이고, 이것을 500리터/시의 비율로 2개의 전해조의 배열로 흐르게 하여 연속전해처리를 행하였다.
폐액인출구로부터 채취한 처리된 폐액 중의 Zn 함유량은 3ppm이었다. 이상의 실시예와 동일한 방법으로, Ni, Ag, Au, Sn, Fe 등의 천이금속 및/또는 그 합금을 함유하는 폐액의 연속전해처리에서도 동일한 효과를 얻을 수 있었다.
특히, 본 발명은 포토마이크로 파브리케이션의 결과 생기는 염화제1철 함유폐액의 처리에도 유효하고, 폐액 중의 염화제1철을 연속전해환원하여 염화제2철로서 회수할 수 있으므로, 이 염화제2철을 다시 포토마이크로 파브리케이션의 용도에 제공할 수 있다는 효과를 얻을 수 있다.
(1) 본 발명에 의하면, 폐액 중의 금속의 농도 여하에 관계없이 적용할 수있고, 슬러지의 발생은 없고, 금속은 회수하여 재이용할 수 있다.
(2) 본 발명은, 약제를 사용하지 않는 것이나 처리효율의 양호함 때문에, 종래의 약제를 이용한 처리에 비하여 가동비용을 1/20∼1/100의 정도로 격감시킬 수 있다.
(3) 본 발명에서는 폐액을 전해조 배열로 투입후 배출하기까지의 시간은 대략 20∼40분의 짧은 것이면 되고, 더구나, 지금까지 배치식 처리 외에는 불가능하다고 생각되고 있던 폐액전해처리를 연속화하는 것에 비로소 성공한 것이다.
(4) 본 발명에서, 시안함유폐액을 처리하는 경우에는, 시안은 탄산가스 및 N2로 분해되어, 암모니아를 발생시키는 경우가 없다.
(5) 장치는 매우 간단하며, 특별한 극판을 필요로 하지 않는다.
(6) 약제를 이용한 처리에서는, 응집불량 등의 2차 폐해가 발생되는 경우가 있지만, 본 발명에서는 그러한 우려가 거의 없다.
(7) 크롬함유폐액의 경우, 종래의 약제를 이용한 처리법에서는 중아황산소다를 사용하므로, 그 악취에 괴롭혀지고 있었지만, 본 발명에서는 그러한 우려가 없다.

Claims (17)

  1. 양극 및 음극을 구비한 전해조를 n개(n은 2이상의 정수) 직렬로 접속하여 이루어지는 전해조 배열의 제 1번째의 상기 전해조로 연속적으로 피처리폐액을 공급하여 제 n번째의 상기 전해조로부터 연속적으로 처리완료된 폐액을 인출하는 폐액의 연속전해 처리방법에 있어서,
    상기 전해조의 각각에 있어서, 상기 양극과 상기 음극 사이의 거리를 5∼50㎜로 유지하고, 진동발생수단에 연계하여 피처리폐액 중에서 진동하는 진동막대에 고정된 진동날개를 진폭 0.05∼10.0㎜ 및 진동수 100∼1500회/분으로 진동시킴으로써, 상기 피처리폐액에 진동유동을 발생시키면서, 상기 양극과 상기 음극 사이에 전압을 인가하여 상기 피처리폐액의 전해를 행하는 것을 특징으로 하는 폐액의 연속전해 처리방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 진동유동은 상기 피처리폐액의 3차원 유속이 150㎜/초 이상이 되도록 발생시키는 것을 특징으로 하는 폐액의 연속전해 처리방법.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 진동발생수단은 10∼500Hz로 진동하는 것을 특징으로 하는 폐액의 연속전해 처리방법.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 양극과 상기 음극 사이에 4∼15V의 전압을 인가하는 것을 특징으로 하는 폐액의 연속전해 처리방법.
  5. 양극 및 음극을 구비한 전해조를 n개(n은 2 이상의 정수) 직렬로 접속하여 이루어지는 전해조 배열과, 상기 전해조의 각각에 설치되어 피처리폐액에 진동유동을 발생시키는 진동유동 발생수단과, 상기 양극과 상기 음극 사이에 전압을 인가하는 전원회로를 구비하고 있고,
    상기 양극과 상기 음극 사이의 거리는 5∼50㎜이고,
    상기 진동유동 발생수단은 진동발생수단과 진동발생수단에 연계하여 상기 피처리폐액 중에서 진동하는 진동전달로드와, 그 진동전달로드에 고정된 진동날개를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 폐액의 연속전해 처리장치.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 진동발생수단과 상기 진동전달로드 사이 및/또는 상기 진동전달 로드와 상기 진동날개 사이에 진동응력 분산수단이 개재되어 있는 것을 특징으로 하는 폐액의 연속전해 처리장치.
  7. 제 5항에 있어서,
    상기 진동발생수단은 복수의 상기 진동유동 발생수단에 공용되어 있는 것을 특징으로 하는 폐액의 연속전해 처리장치.
  8. 제 5항에 있어서,
    상기 전해조 배열을 구성하는 복수의 상기 전해조가 일체화되어 있고, 일체화된 상기 전해조끼리 격벽으로 구분되어 있는 것을 특징으로 하는 폐액의 연속전해 처리장치.
  9. 제 8항에 있어서,
    일체화된 상기 전해조의 연속하는 것끼리 사이에, 이들 중, 한쪽에서 다른 쪽으로 상기 피처리폐액을 이송하기 위한 홈통이 설치되는 것을 특징으로 하는 폐액의 연속전해 처리장치.
  10. 제 9항에 있어서,
    상기 홈통에는 일체화된 상기 전해조의 연속하는 것 중, 상기 한쪽으로부터 상기 피처리폐액이 유입하는 유입노치부와, 일체화된 상기 전해조의 연속하는 것 중, 상기 다른 쪽으로 상기 피처리폐액이 유출되는 유출노치부가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 폐액의 연속전해 처리장치.
  11. 제 10항에 있어서,
    일체화된 상기 전해조의 연속하는 것 중, 상기 한쪽에는 상기 유입노치부에 인접하여 둑이 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 폐액의 연속전해 처리장치.
  12. 제 5항에 있어서,
    상기 진동발생수단은 진동흡수부재를 개재하여 상기 전해조에 부착되어 있고, 상기 진동흡수부재는 적어도 하나의 고무판과 적어도 하나의 금속판과의 적층체로 이루어지는 것을 특징으로 하는 폐액의 연속전해 처리장치.
  13. 제 12항에 있어서,
    상기 진동흡수부재는 상기 전해조의 상부를 막도록 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 폐액의 연속전해 처리장치.
  14. 제 13항에 있어서,
    상기 진동전달로드는 상기 진동흡수부재에 형성된 구멍을 관통하고 있고, 여기서 상기 진동전달로드의 외면은 상기 진동흡수부재를 구성하는 고무판에 형성된 구멍의 내면과 접촉하고 있는 것을 특징으로 하는 폐액의 연속전해 처리장치.
  15. 제 12항에 있어서,
    상기 진동전달로드는 상기 진동흡수부재에 부착되어 있는 것을 특징으로 하는 폐액의 연속전해 처리장치.
  16. 제 15항에 있어서,
    상기 진동흡수부재는 상기 적층체를 구성하는 고무판 및 금속판으로서 그 고무판 및 금속판 중에서 가장 위에 위치하는 상측 금속판과 그 바로 아래에 위치하는 상측 고무판을 포함하고 있고, 상기 진동전달로드는 상기 상측 금속판과 상기 상측 고무판에 상기 상측 금속판 상의 고무링을 개재하여 부착되어 있는 것을 특징으로 하는 폐액의 연속전해 처리장치.
  17. 제 12항에 있어서,
    상기 고무판 중 적어도 하나는 스폰지 고무층과 솔리드 고무층으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 폐액의 연속전해 처리장치.
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