KR20030089792A - 이온 교환수지를 이용한 도금폐수중의 유가금속 회수방법및 장치 - Google Patents

이온 교환수지를 이용한 도금폐수중의 유가금속 회수방법및 장치 Download PDF

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윤두수
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Abstract

본 발명은 이온 교환 수지와, 전해장치를 이용하여 도금폐수중의 유가금속을 회수할 수 있는 방법 및 장치에 관한 것이다.
이는 특히, 도금 폐수가 유입되는 도금폐수 집수조의 하부 일측으로 설치된 공급펌프를 통해 도금폐수를 제1 및 제2 이온교환수지 챔버에 선택적으로 공급하며, 상기 제1 및 제2 이온교환수지 챔버로 공급되는 도금 폐수는 공급관에 설치된 솔레노이드 밸브의 개폐를 통하여 상기 제1 및 제2 이온교환수지 챔버에 선택적으로 공급된 후, 상기 챔버 내부에 60~80% 충진되는 염기성 음이온 교환수지를 통해 유입된 도금 폐수중의 유가금속이 흡착시키며, 도금폐수가 유입되지 않은 챔버에는 수지 재생용액 집수조의 재생용액이 가압펌프에 의해 유가 금속이 흡착된 음이온 교환수지를 일정시간 역세한 후, 역세된 유가금속 음이온 용액을 전해액 탱크로 유입하여, 전기분해에 의해 용액내의 유가 금속을 회수토록 하며, 상기 제1 및 제2 이온교환수지 챔버를 거쳐 유가금속이 제거된 세정수는 공급관을 통해 양이온 교환수지 챔버로 유입된 후, 상기 양이온 교환수지 챔버 일측에 설치되는 활성탄 및 마이크로 필터를 거쳐 세정수가 세정수 집수조로 회수되는 것이다.

Description

이온 교환수지를 이용한 도금폐수중의 유가금속 회수방법 및 장치{Method and Apparatus for extraction of Precious metals from Plating Wastewater}
본 발명은 이온 교환 수지와, 전해장치를 이용하여 도금폐수중의 유가금속을 회수할 수 있는 방법 및 장치에 관한 것으로 이는 특히, 도금폐수 집수조로 유입되는 도금폐수가 공급관을 통해 제1 및 제2 음이온 교환수지 챔버를 선택적으로 통과하여 유가 금속이온이 부착되고, 상기 폐수는 양이온 교환수지 챔버를 통과하여 최종 처리수로 유입되는 한편, 상기 제1 및 제2 음이온 교환수지 챔버내의 교환수지를 역세척하여 전해조로 공급후, 상기 전해조에 유입된 유가 금속이온을 전기분해에 의해 회수토록 함으로써, 도금 폐수중에 들어있는 은등과 같은 유가 금속을 손쉽고 용이하게 회수할 수 있도록 하며, 세척용 페수를 재사용할 수 있도록 하여, 환경오염을 방지하면서 비용저감에 기여할 수 있도록한 이온 교환수지를 이용한 도금폐수중의 유가금속 회수방법 및 장치에 관한 것이다.
일반적으로 반도체 및 반도체 부품 또는 인쇄회로기판의 제조시 기판상에 도금을 수행 공정에서, 상기 도금작업의 수행 후 도금 표면을 비이온성 물로 수세하는 공정을 거치게 되며, 이때 상기 도금부위의 수세 과정에서 발생되는 도금 폐수에는 상기 도금 금속이 존재하고 있는 반면에, 이를 적절한 회수과정을 거치지 못한 채 대부분의 경우 폐수 처리후 방류하고 있는 실정인 것이다.
즉, 종래의 중금속이 함유되어 있는 폐수를 처리하는 방법으로서는, 역삼투막을 이용한 방법과, 증발 농축방법등이 알려져 있으나, 이들 방법에 있어서는 화학처리에 비하여 초기 투자비가 많고 운전경비가 과다하게 소요되는 단점이 있는 것이다.
상기, 역삼투막을 이용하여 중금속이 함유되어 있는 폐수를 처리하는 방법의 경우에는, 일반 다른 폐수처리와 병행하여 중금속 폐수를 처리하고 있으며, 폐수의 성상에 의한 영향을 비교적 적게 받을 뿐 아니라 운전 자동화가 가능하고, 슬러지 발생량이 적다는 장점이 있으나, 전.후 처리 공정 및 2차 농축, 건조시설이 요구되며, 세정액 중의 유효한 성분까지도 제거되고 마이크로필터 등의 소모품 교체가 잦게 되는 문제점이 있다.
또한, 상기 수분의 증발 농축에 의한 중금속 함유 폐수의 처리방법의 경우에는, 폐수의 증발을 위한 별도의 가열기를 필요로하게 되어, 시설비가 과다하게 발생하게 되며, 특히 에너지 비용이 많이 소요되어 비 효율적인 단점이 있는 것이다.
특히, 리드 프레임을 제작하는 경우, 상기 리드 프레임의 세정 공정에서 발생되는 도금 폐수 중에는 대략 50ppm 이상의 은을 함유하고 있으나, 이를 별도의 회수 과정없이 처리하는 관계로, 고순도의 유가 금속의 회수율이 매우 낮게되는등 많은 문제점이 있었던 것이다.
본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점들을 개선시키기 위하여 안출된 것으로서 그 목적은, 도금 공정 등에서 발생되는 세정 폐수에 함유된 금속들로 인한 토양오염 및 수질오염을 근본적으로 차단시킬 수 있도록 함은 물론, 상기 세정 폐수에 함유된 유가금속을 회수하여 재사용이 가능하도록 하여, 자원의 효율성을 높이고, 세정 용수의 재활용에 의해 자원의 절약 및 세정제의 수명을 연장시키면서, 폐수의 발생을 방지시킬 수 있는 이온 교환수지를 이용한 도금폐수중의 유가금속 회수방법 및 장치를 제공하는데 있다.
도 1은 본 발명에 따른 이온 교환수지를 이용한 도금폐수중의 유가금속 회수방법을 설명하기 위한 유가금속 회수장치의 개략 구성도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
10...도금폐수 집수조 20...도금 폐수
30...공급관 31,31...제1 및 제2 공급관
40...공급펌프 50,60...제1 및 제2 이온교환수지 챔버
70...솔레노이드 챔버 80...음이온 교환수지
90...제1 용액 공급관 91...제2 용액 공급관
100...수지 재생용액 집수조 110...가압펌프
120...전해탱크 130...전해액
140...전원 150,150'...전극 단자판
160...히이터 170...양이온 교환수지 챔버
180...활성탄 필터 180'...마이크로 필터
190...세정수 집수조
L1,L2...수위 조절센서
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 기술적인 수단으로서 본 발명은, 내부에 도금 폐수가 유입되어 공급관을 통해 이송토록 하부 일측에 공급펌프가 설치되며, 일측 벽면에는 수위 조절센서가 설치되는 도금폐수 집수조;
상기 도금페수 집수조와 공급관으로 연설되어 내부에 이온 교환수지가 충진되고, 상기 공급관에는 선택적으로 도금폐수를 공급토록 제1 및 제2 공급관에 각각 솔레노이드 밸브가 설치되어 도금폐수의 유가금속 음이온을 이온교환수지로 흡착토록 설치되는 제1 및 제2 이온교환수지 챔버;
상기 제1 및 제2 이온교환수지 챔버와 제1 용액 공급관으로 연설되어 저부 일측에 설치되는 가압펌프로서 상기 제1 및 제2 이온교환수지 챔버를 선택적으로 역세토록 내부에 수지 재생용액이 충진되는 수지 재생용액 집수조;
상기 챔버내에 이온 교환수지를 역세한 유가금속 음이온 용액이 공급토록 제2 용액 공급관과 연설되고, 내부에 전해액 및 양측으로 전원과 연설된 단자판이 설치되며, 상측에 히이터가 설치되어 전기분해에 의해 용액내의 유가금속을 회수토록 설치되는 전해탱크; 및
상기 제1 및 제2 이온교환수지 챔버와 공급관으로 양이온 교환수지 챔버가 연설되고, 상기 양이온 교환수지 챔버 일측에는 필터를 개재하여 공급관과 연설되어 세정수가 집수토록 설치되는 세정수 집수조;를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 이온 교환수지를 이용한 도금폐수중의 유가금속 회수장치를 마련함에 의한다.
또한, 본 발명은 내부에 도금 폐수가 유입되는 도금폐수 집수조의 하부 일측으로 공급펌프를 개재하여 상기 도금폐수를 필터가 설치된 공급관을 통해 제1 및 제2 이온교환수지 챔버로 공급하는 도금폐수 공급단계;
상기 제1 및 제2 이온교환수지 챔버로 공급되는 도금 폐수가 제1 및 제2 이온교환수지 챔버에 공급시, 제1 및 제2 공급관에 설치되는 솔레노이드 밸브의 개폐를 통하여 상기 제1 및 제2 이온교환수지 챔버에 선택적으로 공급된 후, 상기 챔버 내부에 60~80% 충진되는 염기성 음이온 교환수지를 통해 유입된 도금 폐수중의 유가금속이 흡착되도록 하는 유가금속 흡착단계;
상기 제1 및 제2 이온교환수지 챔버내에서 도금폐수가 유입되지 않은 챔버에는 수지 재생용액 집수조의 재생용액이 가압펌프를 개재하여 제1 용액 공급관을 통해 챔버 하부로 공급되어 유가 금속이 흡착된 음이온 교환수지를 일정시간 역세하게 되는 음이온 교환수지 역세단계;
상기 챔버내에서 역세된 유가금속 음이온 용액은 챔버 상측의 제2 용액 공급관을 통해 전해액이 충진되는 전해액 탱크로 유입되어, 전해액 양측에 설치되는 전극 단자판의 통전에 의해 용액내의 유가 금속을 회수토록 하며, 상기 전해탱크에는 히이터가 설치되어 전해액을 30~70℃로 가열하는 유가금속 회수단계;
상기 제1 및 제2 이온교환수지 챔버를 거쳐 유가금속이 흡착된 세정수는 공급관을 통해 양이온 교환수지 챔버로 유입된 후, 상기 양이온 교환수지 챔버 일측에 설치되는 활성탄 및 마이크로 필터를 거쳐 세정수가 세정수 집수조로 회수되는 세정수 회수 단계;를 포함하는 이온 교환수지를 이용한 도금폐수중의 유가금속 회수방법을 마련함에 의한다.
이하, 첨부된 도면에 의거하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명에 따른 이온 교환수지를 이용한 도금폐수중의 유가금속 회수방법을 설명하기 위한 유가금속 회수장치의 개략 구성도로서, 도금폐수 집수조(10)의 내부에 도금 폐수(20)가 유입되어 공급관(30)을 통해 이송되도록 상기 도금폐수 집수조(10)의 하부 일측에 공급펌프(40)가 설치되며, 일측 벽면에는 수위 조절센서(L1)(L2)가 각각 설치된다.
또한, 상기 도금페수 집수조(10)와 공급관(30)으로 연설되어 내부에 음이온 교환수지(80)가 충진되는 제1 및 제2 이온교환수지 챔버(50)(60)는, 그 상측으로 연설되는 제1 및 제2 공급관(31)(32)을 통해 상기 제1 및 제2 이온교환수지 챔버(50)(60)중 어느 하나에 선택적으로 도금폐수가 공급되도록 상기 제1 및 제2 공급관(31)(32)에 솔레노이드 밸브(70)가 각각 설치되며, 상기 제1 및 제2 이온교환수지 챔버(50)(60)는 제1 용액 공급관(90)을 통해 그 일측으로 설치되는 수지 재생용액 집수조(100)와 연설되어 가압펌프(110)로서 상기 제1 및 제2 이온교환수지 챔버(50)(60)중 어느 하나를 선택적으로 역세토록 설치된다.
계속해서, 상기 제1 및 제2 이온교환수지 챔버(50)(60)의 상측에는 음이온 교환수지(80)를 역세한 유가금속 음이온 용액을 전해탱크(120)로 공급토록 제2 용액 공급관(91)이 연설되고, 상기 전해액(130)이 충진되는 전해탱크(120)의 양측에는 전원(140)과 연설된 전극 단자판(150)(150')이 마련되어 유가금속을 회수토록 설치되며, 상기 전해탱크(120) 상측에는 히이터(160)가 설치된다.
또한, 상기 제1 및 제2 이온교환수지 챔버(50)(60)는 공급관(30)을 개재하여 양이온 교환수지 챔버(170)가 연설되고, 상기 양이온 교환수지 챔버(170)의 일측에는 활성탄 필터(180) 및 마이크로 필터(180')를 개재하여 세정수가 집수되는 세정수 집수조(190)가 공급관(30)을 통해 연설되는 구성으로 이루어진다.
이와같은 구성으로 이루어진 본 발명의 실시예를 설명하면 다음과 같다.
반도체 및 반도체 부품 혹은 인쇄회로기판의 제조시 표면에 도금된 부위를 수세하는 공정에서 방생되는 유가 금속이 함유된 도금폐수(20)가 도금폐수 집수조(10)의 내부로 유입이 되면, 상기 도금폐수 집수조(10) 하부 일측으로 설치된 공급펌프(40)의 가동에 의해 상기 도금폐수(20)는 공급관(30)을 통해 이송되면서, 중간의 필터에서 미세입자등이 제거된후, 제1 및 제2 이온교환수지 챔버(50)(60)로 공급된다.
상기 제1 및 제2 이온교환수지 챔버(50)(60)로 공급되는 도금 폐수(20)는, 상기 공급관(30)과 연설되는 제1 및 제2 공급관(31)(32)에 설치되는 솔레노이드 밸브(70)의 개폐작용에 의하여, 상기 제1 및 제2 이온교환수지 챔버(50)(60)내에 선택적으로 도금폐수(20)가 공급된 후, 상기 챔버 내부에 60~80% 충진되는 염기성 음이온 교환수지(80)를 통해 유입된 도금 폐수중의 유가금속이 흡착되도록 한다.
이때, 상기 제1 및 제2 이온교환수지 챔버(50)(60)중 도금폐수가 유입되지 않은 챔버에는 수지 재생용액 집수조(100)의 재생용액이 가압펌프(110)의 가동에 의해 제1 용액 공급관(90)을 통해 챔버 하부로 부터 유입되어, 챔버 내부의 유가 금속이 흡착된 음이온 교환수지(80)를 일정시간 역세하게 된다.
상기 음이온 교환수지(80)는, 하기 표 1에서와 같이 염기성 음이온 수지가 선택될 수 있다.
표 1(수지의 기본 특성)
상기와같이 음이온 교환수지(80)가 제1 및 제2 이온교환수지 챔버(50)(60) 내부에 60~80% 충진되어, 도금 세척용 페수속의 음전하를 띠고 있는 유가 금속들을 포집할 수 있게 되며, 상기 챔버내에 음이온 교환수지(80)의 음이온 치환능력에 맞게 포화될 경우, 상기 도금폐수(20)는 센서(미도시)의 작용에 의해 다른쪽 챔버로 유입되고, 유가금속 음이온이 포집된 챔버 내의 음이온 교환수지(80)는, 수지 재생 집수조(100)의 재생용액에 의해 하측에서 상측으로 역세되어, 챔버 상측의 제2 용액 공급관(91)을 통해 전해액이 충진되는 전해액 탱크(120)로 유입된다.
상기 전해액 탱크(120)는, 양측에 설치되는 + - 전극 단자판(150)(150')의 통전에 의해 유입되는 유가금속 이온용액내의 유가 금속을 전기분해에 의해 회수할 수 있게 되며, 이때 상기 전해액 탱크(120)에는 히이터(160)가 설치되어 전해액을 30~70℃로 가열하게 되며, 상기 히이터(160)를 통한 가열온도가 30℃ 이하 및 70℃이상에서는 원활한 전기분해가 어렵게 되는 것이다.
계속해서, 상기 제1 및 제2 이온교환수지 챔버(50)(60)를 거쳐 유가금속이 제거된 세정수는 공급관(30)을 통해 양이온 교환수지 챔버(170)로 유입된 후, 상기 양이온 교환수지 챔버(170) 일측에 설치되는 활성탄 필터(180) 및 마이크로 필터(180')에서 불순물이 완전히 제거된 후, 세정수 집수조(190)로 회수되어 도금 공정의 세정수로 재사용할 수 있는 것이다.
상기 제1 및 제2 이온교환수지 챔버(50)(60)내에 도금(Ag)폐수를 공급하여 이를 음이온 교환수지로 포집한 후, 재생용액에 의해 상기 음이온 교환수지의 역세과정을 거쳐 전해액 탱크의 전기분해에 의해 유가금속(Ag)의 회수량을 시험하여 그결과를 하기 표 2에 나타내었다.
표 2(재생용액 공급속도에 따른 Ag의 회수율)
이상과 같이 본 발명인 도금폐수중의 유가금속 회수방법 및 장치에 의하면, 도금 공정 등에서 발생되는 세정 폐수에 함유된 금속들로 인한 토양오염 및 수질오염을 근본적으로 차단시킬 수 있도록 함은 물론, 상기 세정 폐수에 함유된 유가금속을 회수하여 재사용이 가능하도록 하여, 자원의 효율성을 높이고, 세정 용수의 재활용에 의해 자원의 절약 및 세정제의 수명을 연장시키면서, 폐수의 발생을 방지시킬 수 있는 우수한 효과가 있다.
본 발명은 특정한 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구의 범위에 의해 마련되는 본 발명의 정신이나 분야를 벗어나지 않는 한도내에서 본 발명이 다양하게 개조 및 변화될수 있다는 것을 당업계에서 통상의 지식을 가진자는 용이하게 알수 있음을 밝혀두고자 한다.

Claims (2)

  1. 내부에 도금 폐수가 유입되어 공급관을 통해 이송토록 하부 일측에 공급펌프가 설치되며, 일측 벽면에는 수위 조절센서가 설치되는 도금폐수 집수조;
    상기 도금페수 집수조와 공급관으로 연설되어 내부에 이온 교환수지가 충진되고, 상기 공급관에는 선택적으로 도금폐수를 공급토록 제1 및 제2 공급관에 각각 솔레노이드 밸브가 설치되어 도금폐수의 유가금속 음이온을 이온교환수지로 흡착토록 설치되는 제1 및 제2 이온교환수지 챔버;
    상기 제1 및 제2 이온교환수지 챔버와 제1 용액 공급관으로 연설되어 저부 일측에 설치되는 가압펌프로서 상기 제1 및 제2 이온교환수지 챔버를 선택적으로 역세토록 내부에 수지 재생용액이 충진되는 수지 재생용액 집수조;
    상기 챔버내에 이온 교환수지를 역세한 유가금속 음이온 용액이 공급토록 제2 용액 공급관과 연설되고, 내부에 전해액 및 양측으로 전원과 연설된 단자판이 설치되며, 상측에 히이터가 설치되어 전기분해에 의해 용액내의 유가금속을 회수토록 설치되는 전해탱크; 및
    상기 제1 및 제2 이온교환수지 챔버와 공급관으로 양이온 교환수지 챔버가 연설되고, 상기 양이온 교환수지 챔버 일측에는 필터를 개재하여 공급관과 연설되어 세정수가 집수토록 설치되는 세정수 집수조;를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 이온 교환수지를 이용한 도금폐수중의 유가금속 회수장치.
  2. 내부에 도금 폐수가 유입되는 도금폐수 집수조의 하부 일측으로 공급펌프를 개재하여 상기 도금폐수를 필터가 설치된 공급관을 통해 제1 및 제2 이온교환수지 챔버로 공급하는 도금폐수 공급단계;
    상기 제1 및 제2 이온교환수지 챔버로 공급되는 도금 폐수가 제1 및 제2 이온교환수지 챔버에 공급시, 제1 및 제2 공급관에 설치되는 솔레노이드 밸브의 개폐를 통하여 상기 제1 및 제2 이온교환수지 챔버에 선택적으로 공급된 후, 상기 챔버 내부에 60~80% 충진되는 염기성 음이온 교환수지를 통해 유입된 도금 폐수중의 유가금속이 흡착되도록 하는 유가금속 흡착단계;
    상기 제1 및 제2 이온교환수지 챔버내에서 도금폐수가 유입되지 않은 챔버에는 수지 재생용액 집수조의 재생용액이 가압펌프를 개재하여 제1 용액 공급관을 통해 챔버 하부로 공급되어 유가 금속이 흡착된 음이온 교환수지를 일정시간 역세하게 되는 음이온 교환수지 역세단계;
    상기 챔버내에서 역세된 유가금속 음이온 용액은 챔버 상측의 제2 용액 공급관을 통해 전해액이 충진되는 전해액 탱크로 유입되어, 전해액 양측에 설치되는 전극 단자판의 통전에 의해 용액내의 유가 금속을 회수토록 하며, 상기 전해탱크에는 히이터가 설치되어 전해액을 30~70℃로 가열하는 유가금속 회수단계;
    상기 제1 및 제2 이온교환수지 챔버를 거쳐 유가금속이 흡착된 세정수는 공급관을 통해 양이온 교환수지 챔버로 유입된 후, 상기 양이온 교환수지 챔버 일측에 설치되는 활성탄 및 마이크로 필터를 거쳐 세정수가 세정수 집수조로 회수되는세정수 회수 단계;를 포함하는 이온 교환수지를 이용한 도금폐수중의 유가금속 회수방법.
KR1020020027662A 2002-05-20 2002-05-20 이온 교환수지를 이용한 도금폐수중의 유가금속 회수방법및 장치 KR20030089792A (ko)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR101106907B1 (ko) * 2009-10-14 2012-01-25 최종환 귀금속 회수장치
KR101585559B1 (ko) * 2015-05-29 2016-01-25 주식회사 피엠알 Au 회수용 복합전해추출 시스템 및 이를 이용한 Au의 회수방법

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