KR200448367Y1 - 회전디스크형 귀금속 회수장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 음전극이 회전하는 디스크형 귀금속 회수장치에 관한 것으로, 양극선 및 음극선에 각각 양극과 음극의 전원을 공급하는 전원공급부와 상부에는 개폐 가능한 캡이 체결되고, 저면과 측벽 상부에 각각 귀금속이 함유된 용액이 유입·배출되는 공급관 및 배출관이 형성되며, 상기 공급관에 연결되어 용액을 여러 방향으로 분사하도록 하는 세공이 형성된 자켓부재가 내측 하부에 장착되고, 상기 캡을 관통하고 저면에 고정되며 양극선이 연결되어 양극의 전원을 금속재질의 다수의 양극체에 공급하도록 하는 한 쌍의 연결체가 구비되고, 상기 캡을 관통하여 저면에 회전가능하게 고정되며, 모터에 의해 회전되며 상기 음극선이 연결된 브러쉬가 구비되어 음극의 전원이 공급되는 다수의 원판형 회전디스크가 상기 양극체와 번갈아 가며 장착되어 있는 회전축이 구비된 귀금속회수통과, 귀금속이 함유된 용액을 수용하는 용액탱크와 상기 용액탱크로부터 용액을 유입시켜 상기 귀금속회수통을 경유하여 다시 용액탱크로 순환시키기 위한 순환펌프로 구성된다.

따라서, 다공성의 그물망구조로 된 회전형의 음전극으로 저농도의 귀금속 함유 용액뿐만 아니라 고농도의 용액에 이르기까지 높은 회수율로 귀금속을 회수하는 것이 가능하며, 특히 금이나 은 이외에도 백금족원소 혹은 구리나 니켈, 코발트와 같은 베이스 금속을 용이하게 회수하는 것이 가능하여 중금속 함유 폐수에 의한 수질 오염방지에도 활용할 수 있다. 또한, 회전하는 디스크형의 음전극으로 인하여 귀금속회수통 내의 물질 전달 속도가 빨라져 귀금속 회수 속도를 빠르게 할 수 있 고 귀금속 함유 용액의 농도에 따라 장착하는 양극체와 음전극인 디스크의 수를 달리하여 적용할 수 있는 매우 유용한 고안이다.

양극선, 전원공급부, 세공, 양극체, 순환펌프, 회전디스크, 절연체

Description

회전디스크형 귀금속 회수장치{The precious metals recovery apparatus of rotating disc type}

본 고안은 회전 디스크형 귀금속 회수장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 저농도의 귀금속 함유 용액뿐만 아니라 고농도의 용액에 이르기까지 높은 회수율로 귀금속을 회수하고 특히 금이나 은 이외에도 백금족원소 혹은 구리나 니켈, 코발트와 같은 베이스 금속을 용이하게 회수하는 것이 가능하여 중금속 함유 폐수에 의한 오염방지를 하며, 귀금속 회수 속도를 빠르게 하고 연속적으로 귀금속을 회수할 수 있는 음전극이 회전하는 디스크형의 귀금속 회수장치에 관한 것이다.

도금과 같은 공정에서 발생하는 수세수에는 공정에 따라 귀금속이 다량 함유되어 있기 때문에 이러한 귀금속을 회수하는 것은 자원의 절약차원에서나 혹은 중금속 함유 폐수에 의한 오염 방지 차원에서 매우 소중한 일로서, 이러한 귀금속을 회수하기 위한 방법으로 이온교환수지법, 금속치환법, 전기분해방법 등이 제시되었다.

이온교환수지법은 수지흡착에 의해서 귀금속을 회수하게 되는데 귀금속을 흡착시킨 후 이온수지를 소각한 다음 왕수 공정에 투입한 후 다시 소각하는 과정을 반복하는 후처리를 통해 귀금속을 회수하는 방식으로서, 이러한 귀금속 회수장치에서 귀금속의 회수율을 높이기 위하여는 귀금속 이온이 포함된 처리수의 유입 및 배출순환이 원활하게 이루어지며, 귀금속 흡착수지의 표면적이 활성화될 것이 요구된다. 그러나 저농도에서는 귀금속이 효과적으로 흡착하지만 고농도에서는 파과점이 빨리 오게 되어서 회수율이 저하되는 단점이 있으며, 수지에 흡착된 귀금속을 회수하려면 소각단계를 수회 반복해야 하기 때문에 소각 처리비용 및 시간이 별도로 소모되어 소각시에 악취 및 공해가 발생하며 운전을 수시로 관리해야 하는 번거로움이 있어 유지관리 비용이 비싼 단점이 있다.

또한, 금속치환법은 치환제를 사용하여 귀금속을 회수하는 방법으로서 공정이 노동집약적이고 작업장의 조건 및 귀금속 함유 용액의 조성, 작업자의 숙련도에 따른 회수율의 변화 등의 단점이 있으며, 저농도에서는 응집이 안 되어 귀금속 회수가 쉽지 않은 단점이 있다.

상기 전기분해방식의 원리는 귀금속 함유 용액을 전기분해하여 귀금속을 회수하게 되는데 음극에서 전원으로부터 전자를 공급받고, 용액에서는 양이온이 전극표면으로 확산하여 양이온이 전자를 받아 환원되는 전기 화학적인 환원반응에 의해 음극에 귀금속을 부착시켜 회수한다. 그러나 종래의 이러한 전기분해방식은 원통형의 음극과 양극이 각각 1개씩인 전해조에서 전기분해를 실행하므로 원통의 내부로 갈수록 음극의 표면적이 상대적으로 감소하는 단점이 있고 귀금속 함유 용액의 전도도 등의 변화에 따른 극간 거리의 조절이 어려운 점이 있어 조업조건의 변화를 조정하는데 어려움이 있었다. 또한 음극의 단위 표면적당 귀금속 채취율에 따른 귀 금속 회수효율을 향상시키기가 어렵고 전류효율도 시간이 경과함에 따라 저하되는 단점이 있다.

본 고안은 상기와 같은 종래 기술의 단점을 극복하기 위하여 안출된 것으로서, 저농도의 귀금속 용액뿐만 아니라 고농도의 귀금속 함유 용액에 이르기까지 높은 회수율로 귀금속을 회수하고자 하며, 특히 금이나 은 이외에도 백금족원소 혹은 구리나 니켈, 코발트와 같은 베이스 금속을 용이하게 회수하는 것이 가능하여 중금속 함유 폐수에 의한 오염방지에도 활용할 수 있고 귀금속회수통 내의 물질 전달 속도를 빨리 하도록 하여 귀금속 회수 속도를 빠르게 할 수 있는 회전하는 디스크형태의 귀금속 회수장치의 제공을 목적으로 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 고안의 회전 디스크형 귀금속 회수장치는 양극선 및 음극선에 각각 양극과 음극의 전원을 공급하는 전원공급부와 상부에는 개폐 가능한 캡이 체결되고, 저면과 측벽 상부에 각각 귀금속이 함유된 용액이 유입·배출되는 공급관 및 배출관이 형성되며, 상기 공급관에 연결되어 용액을 여러 방향으로 분사하도록 하는 세공이 형성된 자켓부재가 내측 하부에 장착되고, 상기 캡을 관통하고 저면에 고정되며 양극선이 연결되어 양극의 전원을 금속재질의 다수의 양극체에 공급하도록 하는 한 쌍의 연결체가 구비되고, 상기 캡을 관통하여 저면에 회전가능하게 고정되며, 모터에 의해 회전되며 상기 음극선이 연결 된 브러쉬가 구비되어 음극의 전원이 공급되는 다수의 원판형 회전디스크가 상기 양극체와 번갈아 가며 장착되어 있는 회전축이 구비된 귀금속회수통과, 귀금속이 함유된 용액을 수용하는 용액탱크와 상기 용액탱크로부터 용액을 유입시켜 상기 귀금속회수통을 경유하여 다시 용액탱크로 순환시키기 위한 순환펌프로 구성한다.

이상에서 살펴본 바와 같이 본 고안에 따른 회전디스크형 귀금속 회수장치는 다공성의 그물망구조로 된 회전형의 음전극으로 저농도의 귀금속 함유 용액뿐만 아니라 고농도의 용액에 이르기까지 높은 회수율로 귀금속을 회수하는 것이 가능하며, 특히 금이나 은 이외에도 백금족원소 혹은 구리나 니켈, 코발트와 같은 베이스 금속을 용이하게 회수하는 것이 가능하여 중금속 함유 폐수에 의한 오염방지에도 활용할 수 있다.

또한, 회전하는 디스크형의 음전극으로 인하여 귀금속회수통 내의 물질 전달 속도가 빨라져 귀금속 회수 속도를 빠르게 할 수 있고 귀금속 함유 용액의 농도에 따라 장착하는 양극체와 음전극인 디스크의 수를 달리하여 적용할 수 있는 매우 유용한 고안이다.

상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 고안은 양극선 및 음극선에 각각 양극과 음극의 전원을 공급하는 전원공급부와 상부에는 개폐 가능한 캡이 체결되고, 저면과 측벽 상부에 각각 귀금속이 함유된 용액이 유입·배출되는 공급관 및 배출관이 형성되며, 상기 공급관에 연결되어 용액을 여러 방향으로 분사하도록 하는 세공이 형성된 자켓부재가 내측 하부에 장착되고, 상기 캡을 관통하고 저면에 고정되며 양극선이 연결되어 양극의 전원을 금속재질의 다수의 양극체에 공급하도록 하는 한 쌍의 연결체가 구비되고, 상기 캡을 관통하여 저면에 회전가능하게 고정되며, 모터에 의해 회전되며 상기 음극선이 연결된 브러쉬가 구비되어 음극의 전원이 공급되는 다수의 원판형 회전디스크가 상기 양극체와 번갈아 가며 장착되어 있는 회전축이 구비된 귀금속회수통과, 귀금속이 함유된 용액을 수용하는 용액탱크와 상기 용액탱크로부터 용액을 유입시켜 상기 귀금속회수통을 경유하여 다시 용액탱크로 순환시키기 위한 순환펌프로 구성된다.

이하, 본 고안에 따른 바람직한 실시 예를 첨부된 도면에 의하여 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 고안의 바람직한 실시예에 따른 회전디스크형 귀금속 회수장치를 보여주는 단면 구성도이다.

도 1을 참조하면, 본 고안의 음극체가 회전하는 디스크형 귀금속 회수장치는 양극선(110) 및 음극선(120)에 각각 양극과 음극의 전원을 공급하는 전원공급부(100)와 귀금속회수통(200)과 귀금속이 함유된 용액을 수용하는 용액탱크(300)와 상기 용액탱크(300)로부터 용액을 유입시켜 상기 귀금속회수통(200)을 경유하여 다시 용액탱크(300)로 순환시키기 위한 순환펌프(400)로 구성된다.

상기 전원공급부(100)에는 교류전력에서 직류전력을 얻기 위한 정류기가 포함되어 있다.

특히, 귀금속회수통(200)은 내부의 상태를 확인할 수 있는 아크릴 소재의 원 통형을 사용하며, 상부에는 개폐 가능한 캡(210)이 체결되고, 저면과 측벽 상부에 각각 귀금속이 함유된 용액이 유입·배출되는 공급관(220) 및 배출관(230)이 형성된다.

또한, 상기 공급관(220)에 연결되어 유입되는 귀금속 함유 용액을 여러 방향으로 분사하도록 하는 다수의 세공(241)이 형성된 자켓부재(240)가 내측 하부에 장착되고, 상기 캡(210)을 관통하고 귀금속회수통(200)의 저면에 고정되며 양극선이 연결되어 양극의 전원을 금속재질의 다수의 양극체(250)에 공급하도록 하는 한 쌍의 연결체(260)가 구비된다.

또한, 상기 캡(210)을 관통하여 저면에 회전가능하도록 고정되고 속도조절이 가능한 감속 모터(270)에 의해 회전되며 상기 음극선(120)이 연결된 브러쉬(280)가 구비되어 음극의 전원이 공급되는 다수의 원판형 회전디스크(500)가 상기 양극체(250)와 번갈아 가며 장착되어 있는 회전축(290)이 구비된다.

귀금속 함유 용액은 용액탱크(300)로부터 순환펌프(400)에 의해 귀금속회수통(200)으로 공급되고 전원공급부(100)로부터 전원이 공급된 귀금속회수통(200)에서 귀금속은 음전극인 회전디스크(500)에 부착하게 된다. 상기 귀금속회수통(200)의 측벽 상부에 형성된 배출관(230)을 통해 귀금속 함유 용액은 배출되어 다시 용액탱크(300)로 유입되며 다시 순환펌프(400)를 통해 귀금속회수통(200)으로 유입된다.

귀금속회수통(200)의 상부에 체결되는 캡(210)은 개폐가 가능하여, 상기 캡(210)을 열고 상기 회전축(290)에 장착되어 귀금속이 부착되는 회전디스크(500) 를 회전축(290)과 함께 상부로 빼낸 후 회전축(290)으로부터 분해하게 된다.

도 2b는 본 고안의 회전디스크형 귀금속 회수장치에 장착되는 자켓부재를 보여주는 사시도이다.

도 2b를 참조하면, 상기 공급관(220)에 연결되어 유입되는 용액을 귀금속회수통(200) 내부의 여러 방향으로 분사하도록 하는 다수의 세공(241)이 형성된 자켓부재(240)가 내측 하부에 장착된다.

도 2c는 본 고안의 회전디스크형 귀금속 회수장치에 장착되는 양극체를 보여주는 평면도이다.

도 2c를 참조하면, 전원공급부(100)로부터 공급된 양극의 전원은 양극선(110)에 연결되어 상기 캡(210)을 관통하고 귀금속회수통(200)의 저면에 고정되는 한 쌍의 연결체(260)에 양극의 전원을 공급하고 공급된 전원은 상기 연결체(260)에 장착된 금속재질의 다수의 양극체(250)에 공급된다. 상기 양극체(250)는 양단이 상기 연결체(260)에 고정되며 중심에는 회전축(290)이 접촉 없이 관통되고 상기 회전축(290)을 귀금속회수통(200)으로부터 분리할 수 있도록 중심 일측이 개방되어 있다.

또한, 상기 양극체(250)는 높은 전압과 강한 전류에도 쉽게 산화되지 않는 백금(Pt)이나 이리듐(Iridium, Ir)이 코팅된 티타늄(Titanium, Ti) 소재의 금속판을 사용한다.

또한, 상기 캡(210)을 관통하여 저면에 회전가능하도록 고정되는 모터(270)는 속도조절이 가능한 감속모터를 사용하며 일측에 모터(270)가 장착된 회전축(290)은 모터(270)에 의해 회전되며 음극선(120)이 연결된 브러쉬(280)가 구비되어 음극의 전원이 공급되게 된다.

상기 회전축(290)은 스테인레스 재질로서 음극의 전원이 공급되어 귀금속 성분이 회전축에 달라붙지 않도록 고분자 소재의 절연체를 코팅하여 사용한다.

특히, 본 고안의 원판형 회전디스크(500)는 상기 회전축에 다수 장착되는데 상기 양극체(250)와 번갈아 가며 장착되도록 구비된다.

도 2a는 본 고안의 회전디스크형 귀금속 회수장치에 장착되는 회전디스크를 보여주는 평면도이다.

도 2a를 참조하면, 원판형 회전디스크(500)는 다수의 기공을 가지는 그물망구조로 된 고분자 재질의 한 쌍의 반원형 판재(510)를 동(Cu) 도금한 후 접합면(520)에 폴리에틸렌(Polyethylene)과 같은 고분자 재질의 절연체(530)를 부착하거나 코팅한 후 회전축(290)에 구비된 체결구(540)에 체결되고 절연체인 고분자 재질의 고정부재(550)에 의해 체결 고정된다.

상기 반원형 판재(510)는 고분자 소재인 폴리에스테르(Polyester)을 주로 사용하며, 반원형 판재(510)의 크기는 귀금속 함유 용액의 농도에 따라 사용자가 다르게 제조하거나 선택할 수 있다.

또한, 귀금속 함유 용액의 종류에 따라 상기 반원형 판재(510)의 소재로 사용되는 폴리에스테르에 도금하는 동(Cu) 대신에 니켈(Ni) 등 다양한 소재의 도금을 선택할 수도 있으며, 귀금속의 부착이 완료된 후 귀금속을 회수하는 과정에서 회전축(290)을 귀금속회수통(200)으로부터 분리하고 장착된 회전디스크(500)를 체결구(540)에 체결된 반원형 판재(510)의 접합면(520)에 귀금속이 부착되어 체결구(540)로부터 회전디스크(500)가 분리가 용이하지 않은 점을 방지하기 위하여 접합면(520)에 폴리에틸렌(Polyethylene)과 같은 고분자 재질의 절연체(530)를 부착하거나 코팅하게 된다.

도 3a은 본 고안의 회전디스크가 회전축에 장착되는 것을 보여주는 분해사시도이고, 도 3b는 본 고안의 회전디스크가 회전축에 장착되는 것을 보여주는 결합사시도이며, 도 4a는 본 고안의 회전디스크가 회전축에 장착된 모습을 보여주는 정면도이다. 또한, 도 4b는 본 고안의 회전디스크가 회전축에 장착된 모습을 보여주는 확대 정면도이고, 도 4c는 본 고안의 체결구를 보여주는 평면도이다.

도 3a 내지 도 4c를 참조하면, 동 도금된 폴리에스테르 소재의 반원형 판재(510)는 접합면(520)을 폴리에틸렌 등의 고분자 재질의 절연체(530)를 부착하거나 코팅한 후 회전축(290)에 구비된 체결구(540)에 끼워 넣고 반원형 판재에 형성된 고정공(560)과 상기 반원형 판재에 형성된 고정공(560)에 대응되게 체결구(540)에 형성된 고정공(560)에 절연체인 고분자 재질의 고정부재(550)에 의해 체결 고정된다.

특히, 도 4a 내지 도 4c에서 확인되는 바와 같이, 상기 체결구(540)는 금속소재로서 음극의 전원이 공급되면 귀금속이 부착하게 되고 이러한 경우 귀금속의 회수의 효율을 저하시키거나 혹은 회전디스크(500)를 체결구(540)로부터 분리하는데 어려움으로 작용하게 되므로 상기 체결구(540)는 회전축(290)과 접촉되어 음극의 전원이 공급되도록 하는 부분만 제외하고 전면을 고분자 재질의 절연체(530)로 코팅하게 된다.

도 5는 본 고안의 다른 실시예에 따른 회전디스크형 귀금속 회수장치를 보여주는 단면 구성도이다.

도 5를 참조하면, 상기 전원공급부(100)에는 타이머(580)가 더 장착되어 전원 공급을 시간에 따라 조절하고, 상기 타이머(580)에 의해 전원 공급이 조절되는 음극선(120)은 상기 브러쉬(280)에 연결되며 양극선(110)은 상기 연결체(260)에 더 장착된 구리재질의 동판(570)에 직접 연결된다.

특히, 상기 동판(560)은 상기 회전축(290)에 장착되는 양극체(250)의 가장 밑단에 장착함이 바람직하다.

상기 타이머(580)에 의해 전원 공급된 동판(570)은 용해되어 전해질이 부족한 귀금속 함유 용액에서 전기분해효율을 높이는데 작용할 수 있다.

본 고안은 귀금속이 함유된 용액에서 귀금속을 회수하여 재활용하거나 중금속이 함유된 폐수를 처리하는 폐수처리시설에 두루 적용 가능하다.

도 1은 본 고안의 바람직한 실시예에 따른 회전디스크형 귀금속 회수장치를 보여주는 단면 구성도

도 2a는 본 고안의 회전디스크형 귀금속 회수장치에 장착되는 회전디스크를 보여주는 평면도

도 2b는 본 고안의 회전디스크형 귀금속 회수장치에 장착되는 자켓부재를 보여주는 사시도

도 2c는 본 고안의 회전디스크형 귀금속 회수장치에 장착되는 양극체를 보여주는 평면도

도 3a은 본 고안의 회전디스크가 회전축에 장착되는 것을 보여주는 분해사시도

도 3b는 본 고안의 회전디스크가 회전축에 장착되는 것을 보여주는 결합사시도

도 4a는 본 고안의 회전디스크가 회전축에 장착된 모습을 보여주는 정면도

도 4b는 본 고안의 회전디스크가 회전축에 장착된 모습을 보여주는 확대 정면도

도 4c는 본 고안의 체결구를 보여주는 평면도

도 5는 본 고안의 다른 실시예에 따른 회전디스크형 귀금속 회수장치를 보여주는 단면 구성도

※ 도면의 주요부분에 대한 설명 ※

100 : 전원공급부 110 : 양극선

120 : 음극선 200 : 귀금속회수통

210 : 캡 220 : 공급관

230 : 배출관 240 : 자켓부재

241 : 세공 250 : 양극체

260 : 연결체 270 : 모터

280 : 브러쉬 290 : 회전축

300 : 용액탱크 400 : 순환펌프

500 : 회전디스크 510 : 반원형 판재

520 : 접합면 530 : 절연체

540 : 체결구 550 : 고정부재

560 : 고정공 570 : 동판

580 : 타이머

Claims (4)

1. 양극선(110) 및 음극선(120)에 각각 양극과 음극의 전원을 공급하는 전원공급부(100);와

   상부에는 개폐 가능한 캡(210)이 체결되고, 저면과 측벽 상부에 각각 귀금속이 함유된 용액이 유입·배출되는 공급관(220) 및 배출관(230)이 형성되며, 상기 공급관(220)에 연결되어 용액을 여러 방향으로 분사하도록 하는 세공(241)이 형성된 자켓부재(240)가 내측 하부에 장착되고, 상기 캡(210)을 관통하고 저면에 고정되며 양극선이 연결되어 양극의 전원을 금속재질의 다수의 양극체(250)에 공급하도록 하는 한 쌍의 연결체(260)가 구비되고, 상기 캡(210)을 관통하여 저면에 회전가능하게 고정되며, 모터(270)에 의해 회전되며 상기 음극선(120)이 연결된 브러쉬(280)가 구비되어 음극의 전원이 공급되는 다수의 원판형 회전디스크(500)가 상기 양극체(250)와 번갈아 가며 장착되어 있는 회전축(290)이 구비된 귀금속회수통(200);과,

   귀금속이 함유된 용액을 수용하는 용액탱크(300);와

   상기 용액탱크(300)로부터 용액을 유입시켜 상기 귀금속회수통(200)을 경유하여 다시 용액탱크(300)로 순환시키기 위한 순환펌프(400);로 구성되는 것을 특징으로 하는 회전디스크형 귀금속 회수장치
2. 제 1항에 있어서,

   상기 회전디스크(500)는 다수의 기공을 가지는 그물망구조로 된 고분자 재질의 한 쌍의 반원형 판재(510)를 동 도금한 후 접합면(520)에 절연체(530)를 부착 또는 코팅하며 체결구(540)에 체결되고 고정부재(550)에 의해 고정되는 것을 특징으로 하는 회전디스크형 귀금속 회수장치
3. 제 1항에 있어서,

   상기 전원공급부(100)에 타이머(580)가 장착되어 전원 공급을 시간에 따라 조절하고, 상기 타이머(580)에 의해 전원 공급이 조절되는 양극선(110)이 상기 연결체(260)에 더 장착된 구리재질의 동판(570)에 연결됨을 특징으로 하는 회전디스크형 귀금속 회수장치
4. 삭제

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