KR20070071174A - Electrogenerated chlorine leaching apparatus - Google Patents
Electrogenerated chlorine leaching apparatus Download PDFInfo
- Publication number
- KR20070071174A KR20070071174A KR1020050134397A KR20050134397A KR20070071174A KR 20070071174 A KR20070071174 A KR 20070071174A KR 1020050134397 A KR1020050134397 A KR 1020050134397A KR 20050134397 A KR20050134397 A KR 20050134397A KR 20070071174 A KR20070071174 A KR 20070071174A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- leaching
- chlorine
- reaction chamber
- metal
- electrolytic
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25B—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
- C25B9/00—Cells or assemblies of cells; Constructional parts of cells; Assemblies of constructional parts, e.g. electrode-diaphragm assemblies; Process-related cell features
- C25B9/17—Cells comprising dimensionally-stable non-movable electrodes; Assemblies of constructional parts thereof
- C25B9/19—Cells comprising dimensionally-stable non-movable electrodes; Assemblies of constructional parts thereof with diaphragms
- C25B9/23—Cells comprising dimensionally-stable non-movable electrodes; Assemblies of constructional parts thereof with diaphragms comprising ion-exchange membranes in or on which electrode material is embedded
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25B—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
- C25B1/00—Electrolytic production of inorganic compounds or non-metals
- C25B1/01—Products
- C25B1/24—Halogens or compounds thereof
- C25B1/26—Chlorine; Compounds thereof
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25C—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC PRODUCTION, RECOVERY OR REFINING OF METALS; APPARATUS THEREFOR
- C25C5/00—Electrolytic production, recovery or refining of metal powders or porous metal masses
- C25C5/02—Electrolytic production, recovery or refining of metal powders or porous metal masses from solutions
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25C—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC PRODUCTION, RECOVERY OR REFINING OF METALS; APPARATUS THEREFOR
- C25C7/00—Constructional parts, or assemblies thereof, of cells; Servicing or operating of cells
- C25C7/04—Diaphragms; Spacing elements
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
Abstract
Description
도 1은 본 발명의 전해침출장치의 단면도이다.1 is a cross-sectional view of the electroleaching apparatus of the present invention.
-도면의 주요부분에 대한 부호 설명-Explanation of symbols on main parts of drawing
1 침출반응실 2 회수반응실1
3 분리막 4 덮개3
5 산화전극 6 환원전극5
7 교반봉 8 교반모터7
9 분리/정제기9 Separator / purifier
본 발명은 전기화학적으로 생성된 염소 또는 염소화합물에 의한 유가금속의 침출과 이를 위한 전해침출장치에 관한 것이다.The present invention relates to leaching of valuable metals by electrochemically generated chlorine or chlorine compounds and an electrolytic leaching apparatus therefor.
일반적으로 산화환원전위가 높은 귀금속이나 난용성 금속들은 높은 농도의 산화성 산과 높은 온도에서 반응시켜 침출시킨다. 이 경우 지속적인 산의 소모로 인해 다량의 산이 필요하고 이에 따라 발생하는 폐액의 처리가 환경문제를 일으킬 수 있다. 또한 침출된 유가금속의 회수를 위해서는 별도의 회수 장치가 필요하고 이를 위하여 별도의 에너지가 소모된다. In general, noble metals or poorly soluble metals having high redox potential are leached by reacting high concentrations of oxidizing acid at high temperatures. In this case, due to the constant consumption of acid, a large amount of acid is required, and the treatment of waste liquid generated therein can cause environmental problems. In addition, a separate recovery device is required to recover the leached valuable metals, and separate energy is consumed for this purpose.
또한 기존의 염소 또는 염소화합물 침출방식은 고압가스용기에 저장된 염소가스를 반응 용기 속에 주입하거나(Hydrometallurgy, 29(1992) 205-215) 화학물질을 첨가하여 화학적으로 염소를 발생시켜 침출하는 것으로서 가스 상태의 염소를 침출용기 밖에서 다루어야하므로 장치가 복잡해지고 안전상의 문제를 야기할 수 있다. 또한 침출이 완료된 후 별도의 침출 금속의 회수 단계를 거쳐야 하는 것은 일반적인 산 침출과 동일하다. 이를 해결하기 위해 본 발명자는 염소이온을 함유하는 용액내의 염소이온을 전기화학적으로 산화시켜 염소를 생성하고 염소에 의해 유가금속을 침출시켜 분리막을 통하여 환원반응실에서 환원시켜 금속을 회수하는 전해침출장치에 대한 발명(한국출원번호 10-2005-25950)을 출원하였다. 그러나 본 발명자는 침출된 유가금속의 회수 효율을 더욱 증대시키고 효과적으로 회수시간을 단축시키기 위한 새로운 장치를 개발할 필요성이 있었다. 본 발명의 장치는 주로 다양한 유가금속이 함유된 폐기물을 재활용하여 목적하는 유가금속들을 효과적으로 회수하기 위한 것이다. 함유된 유가금속이 한 가지 종류일 때는 고체로부터 용해된 유가금속을 분리하여 통과시키는 단순한 분리막을 사용하여도 충분하다. 그러나 함유된 금속의 종류가 다양한 경우에는 침출된 함유 금속성분으로부터 회수를 목적으로 하는 유가금속만을 분리, 정제하여 환원반응실로 공급할 필요가 있다. 따라서, 산화환원전위가 높은 귀금속이나 난용성 금속을 효과적으로 재활용하기 위하여 안 전하고 저에너지의 환경친화적인 새로운 침출과 회수 방법 및 장치의 개발이 필요하게 되었다.In addition, the conventional chlorine or chlorine leaching method is to inject chlorine gas stored in the high-pressure gas container into the reaction vessel (Hydrometallurgy, 29 (1992) 205-215), or chemically generate chlorine by adding chemicals to the gaseous state. Chlorine must be handled outside the leaching vessel, which can complicate the device and cause safety problems. In addition, after the leaching is completed, it is necessary to go through a recovery step of a separate leaching metal is the same as the general acid leaching. In order to solve this problem, the present inventors electrochemically oxidize chlorine ions in a solution containing chlorine ions to produce chlorine, leach valuable metals by chlorine, and reduce them in a reduction reaction chamber through a separator to recover metals. Filed an invention (Korean Application No. 10-2005-25950) for. However, the present inventors needed to develop a new device for further increasing the recovery efficiency of leached valuable metals and effectively reducing the recovery time. The apparatus of the present invention is mainly for recycling the waste containing various valuable metals to effectively recover the desired valuable metals. When there is only one kind of valuable metal contained, a simple separator that separates and passes the dissolved valuable metal from the solid may be sufficient. However, in the case of various types of metals contained therein, it is necessary to separate and purify only valuable metals for recovery from the leaching-containing metal components and supply them to the reduction reaction chamber. Therefore, in order to effectively recycle precious metals or soluble metals having a high redox potential, it is necessary to develop a new method of safe and low energy, environmentally friendly leaching and recovery method.
본 발명은 기존의 침출방식에 비하여 매우 낮은 농도의 산을 최소한의 양을 사용하면서도 설비가 간단하며, 침출과 동시에 유가금속의 회수가 가능하여 에너지 효율이 높은 전해생성된 염소 또는 염소화합물에 의한 침출방식과 이를 위한 전해침출장치를 제공하고, 또한 필요한 회수 금속성분을 분리정제하여 회수효율을 향상시키는 것을 목표로 한다.The present invention is simple to install, while using a minimum amount of acid with a very low concentration compared to the conventional leaching method, leaching by chlorine or chlorine compounds with high energy efficiency as it is possible to recover valuable metals at the same time leaching It is an object of the present invention to provide a method and an electroleaching apparatus for the same, and to improve recovery efficiency by separating and purifying necessary recovered metal components.
본 발명은 종래의 화학적 침출방법으로 침출이 어려운 귀금속이나 기타 유가 금속을 함유한 고체상의 물질로부터 상기 금속의 침출에 매우 효율적으로 적용 가능한 전해 생성된 염소 또는 염소화합물을 이용한 침출과 이를 위한 전해침출장치에 관한 것으로서, 용액 속에 포함된 염소이온을 산화전극에서 산화시키는 염소 또는 염소화합물의 전해생성단계, 전해 생성된 염소 또는 염소화합물을 침출대상물질과 반응시키는 침출반응단계, 그리고 동시에 환원전극에서 일어나는 침출된 유가금속의 회수단계로 나누어지는 침출방법과 이를 실현하기 위한 전해침출장치에 관한 것이다. The present invention provides a leaching using an electrolytically produced chlorine or chlorine compound which can be very efficiently applied to leaching the metal from solid materials containing precious metals or other valuable metals, which are difficult to leach by the conventional chemical leaching method, and an electrolytic leaching device therefor. The present invention relates to an electrolytic generation step of chlorine or a chlorine compound which oxidizes chlorine ions contained in a solution at an anode, a leaching reaction step of reacting an electrolytically produced chlorine or chlorine compound with a leaching target material, and simultaneously leaching at a reduction electrode. The present invention relates to a leaching method divided into recovery steps of valuable valuable metals and an electrolytic leaching apparatus for realizing the same.
또한 본 발명은 상기 산화전극에서 생성된 염소 또는 염소화합물에 의해 침 출되는 유가금속을 보다 신속하고 효율적으로 회수할 수 있는 전해침출장치에 관한 것이다.The present invention also relates to an electrolytic leaching apparatus capable of recovering valuable metals leached by chlorine or chlorine compounds produced by the anode more quickly and efficiently.
특히 염소 또는 염소화합물의 전해생성과 이를 이용한 침출반응이 같은 반응기 안에서 동시에 진행되는 것을 특징으로 한다. In particular, the electrolytic generation of chlorine or chlorine compounds and the leaching reaction using the same is characterized in that the same progress in the same reactor.
즉, 본 발명은 염소이온을 포함한 침출액 내의 산화전극에서 전해 생성된 염소 또는 염소화합물을 이용하여 침출하는 방식과 침출과 동시에 환원전극에서 침출된 유가금속을 회수하는 전해침출장치의 구성에 대한 것이며 아울러 산화전극에서 침출되는 유가금속을 분리하고 정제하여 효율적으로 환원반응실로 이송하여 효과적으로 유가금속을 회수하는 것이다. That is, the present invention relates to a method of leaching using chlorine or a chlorine compound electrolytically generated from an anode in a leachate containing chlorine ions and to a configuration of an electrolytic leaching apparatus for recovering valuable metals leached from a cathode while leaching. The valuable metals leached from the anode are separated, purified and transported to the reduction chamber efficiently to recover valuable metals.
상기와 같이 산화반응실에서 침출된 유가금속을 분리정제하여 환원반응실로 이송하는 장치로서, 상기 산화전극의 침출반응실과 회수반응실의 경로 상에 별도의 분리/정제기를 설치하여 침출반응실에서 생성된 유가금속 이온을 선택적으로 환원반응실인 회수반응실로 이송되어 회수반응실의 전극에서 환원되어 금속성분으로 회수하는 것을 특징으로 한다.A device for separating and purifying valuable metals leached from the oxidation reaction chamber as described above and transferring them to a reduction reaction chamber, wherein a separate separation / purifier is installed on a path of the leaching reaction chamber and the recovery reaction chamber of the anode to generate the leaching reaction chamber. The valuable metal ions are selectively transported to a recovery reaction chamber, which is a reduction reaction chamber, and reduced at an electrode of the recovery reaction chamber to recover the metal ions.
본 발명에서 채택한 분리/정제기는 당 업계에서 유가금속을 선택적으로 분리하기 위해 적용되는 용매추출법이나 이온교환법을 이용하여 침출반응실에서 생성된 염소 또는 염소화합물에 의해 침출되는 유가금속을 분리 및/또는 정제하여 환원반응실로 이송하는 기능을 한다. 본 발명에서 분리정제기의 분리 및 정제와 관련된 기술은 이분야에 통상적으로 알려져 있는 용매추출법이나 이온교환법을 이용하는 것으로서 이와 관련된 기술은 공지되어 있으므로 이를 채택하여 결합하여 사용하면 된다. 예를 들면, 용매추출법과 관련한 장치의 원리로는 J. of the Korea Inst. of Met.& Mater. pp486-490, Vol. 34, No 40(1996) 또는 동일문헌의 pp399-403, Vol 43, No.5(2005) 에 공지된 용매추출방법을 이용한 장치를 적용할 수도 있고, J. of the Korea Inst. of Met.& Mater. pp600-607, Vol. 30, No 5(1992) 의 이온교환법 등의 기술로부터 분리정제기를 제작하여 본 발명의 전해침출장치에 결합하여 사용할 수 있다. The separation / purifier employed in the present invention is used to isolate and / or separate valuable metals leached by chlorine or chlorine compounds produced in the leaching reaction chamber by using solvent extraction or ion exchange which is applied to selectively separate valuable metals in the art. Purification and transfer to the reduction reaction chamber. In the present invention, the technology related to the separation and purification of the separation and purification device uses a solvent extraction method or an ion exchange method commonly known in the art, and the related technology is known. For example, the principle of the apparatus related to the solvent extraction method is described in J. of the Korea Inst. of Met. & Mater. pp 486-490, Vol. 34, No 40 (1996) or pp. 399-403, Vol 43, No. 5 (2005) of the same document can also be applied to the apparatus using a solvent extraction method, J. of the Korea Inst. of Met. & Mater. pp 600-607, Vol. 30, No. 5 (1992) can be used in combination with the electrolytic leaching apparatus of the present invention by producing a separation purifier from the technique such as ion exchange method.
본 발명에 따른 전해 생성된 염소 또는 염소화합물에 의한 침출 방식은, 비교적 저온에서 매우 강력한 산화력을 가진 염소 또는 염소화합물을 반응용액 중에서 직접 전해 생성시켜 이용하므로, 낮은 농도의 염소이온 공급원만 있으면 침출반응이 가능하고, 이론적으로는 용액 내 염소 또는 염소화합물의 소모가 없으므로 침출을 위한 잉여의 염소 또는 염소화합물 공급이 필요 없는 장점을 가지고 있다. 또한 염소 또는 염소화합물의 전해생성의 대(對)반응으로서 침출된 유가금속의 전해회수가 동시에 가능하여 에너지 측면에서 매우 효율적이다. 특히 누출 시 문제를 야기할 수 있는 염소 또는 염소화합물을 반응기 안에서만 생성하고 소모하므로 기존의 염소침출방식에 비하여 매우 안전하고 간단한 설비만을 필요로 하는 침출방식이다. In the leaching method using chlorine or chlorine compounds produced by electrolysis according to the present invention, since chlorine or chlorine compounds having a very strong oxidizing power are used directly in a reaction solution at a relatively low temperature, a leaching reaction is required if there is a low concentration of chlorine ion source. This is possible, and theoretically, there is no consumption of chlorine or chlorine compounds in the solution, which has the advantage that no supply of excess chlorine or chlorine compounds for leaching is required. In addition, the electrolytic recovery of valuable metals leached out as a large reaction of electrolytic generation of chlorine or chlorine compounds is possible at the same time, which is very efficient in terms of energy. In particular, since chlorine or chlorine compounds are generated and consumed only in the reactor, which can cause problems when leaking, it is a leaching method that requires only very safe and simple equipment compared to the existing chlorine leaching method.
본 발명의 침출액에는 염류 또는 산을 추가로 사용할 수 있다. 염류는 전해액의 이온전도도 부여를 목적으로 첨가하며, 사용가능한 염은 염화암모늄(NH4Cl), 염화칼륨(KCl), 염화나트륨(NaCl) 등의 염소이온을 함유한 경우와 이외에도 황산 염, 질산염 등의 다양한 종류가 사용가능하다. 또한 산성분은 유기산이나 무기산 등 통상의 화합물로서 이온전도를 증대시킬 수 있는 것이라면 크게 제한되지 않는다, Salts or acids may be further used for the leaching solution of the present invention. Salts are added for the purpose of imparting ionic conductivity of the electrolyte, and available salts include sulfates and nitrates, as well as those containing chlorine ions such as ammonium chloride (NH 4 Cl), potassium chloride (KCl) and sodium chloride (NaCl). Various kinds are available. In addition, the acid component is not particularly limited as long as it can increase the ionic conductivity as a common compound such as an organic acid or an inorganic acid.
본 발명의 염소이온이 함유된 침출액내의 산화전극에 산화전류를 인가하게 되면 다음과 같은 식 (1)에 의해 염소 발생반응이 일어나게 된다. When an oxidation current is applied to the anode in the leachate containing chlorine ions of the present invention, the chlorine generation reaction occurs by the following equation (1).
2Cl- → Cl2 + 2e- (1) 2Cl - → Cl 2 + 2e - (1)
산화전극에서 생성된 염소는 효율적인 교반을 통해 침출액속으로 퍼지게 되고 침출액내에 존재하는 고체성분의 유가금속이 다음 식 (2), (3)과 같은 반응에 의해 침출되게 된다. 이때 금속(M)을 침출시킨 염소는 다시 염소이온으로 돌아가므로 침출액내 염소의 소모는 최소한으로 방지할 수 있고 추가의 염소 공급은 필요 없게 된다.Chlorine produced in the anode is spread through the leaching solution through efficient stirring, and valuable metals of solid components present in the leaching solution are leached by the reactions as shown in the following formulas (2) and (3). At this time, the chlorine leaching the metal (M) back to the chlorine ion can be prevented to minimize the consumption of chlorine in the leachate and no additional chlorine supply.
(n/2)Cl2 + ne- → nCl- (2) (n / 2) Cl 2 + ne - → nCl - (2)
M → Mn+ + ne- (3) M → Mn + + ne - ( 3)
이때 전체반응식은 (4)와 같다. At this time, the overall reaction formula is as (4).
M + (n/2)Cl2 → Mn+ + nCl- (4)M + (n / 2) Cl 2 → Mn + + nCl - (4)
이러한 반응을 통해서 침출이 가능한 금속은 산화환원전위가 염소의 산화환원전위보다 낮은 경우 가능하다. 산화전류 인가 시 전압이 높아지게 되면 염소화합 물인 옥시크로라이드가 생성되기도 한다. 이 또한 산화력을 가지고 있으므로 침출반응에 사용이 가능하다. Metals that can be leached through this reaction are possible when the redox potential is lower than the redox potential of chlorine. When the voltage is increased when the oxidation current is applied, chlorine compound, oxychloride, may be formed. It also has an oxidizing power and can be used for leaching reactions.
본 발명에 따른 염소화합물은 HClO, HClO2, ClO3 -, ClO4 -, ClO2, ClO-, ClO2 - 등이 있으며, 이들에 의한 산에서의 다음과 같은 침출반응을 통하여 유가금속을 침출한다. Chlorine compounds according to the invention HClO, HClO 2, ClO 3 - , ClO 4 -,
M + n/2HClO + n/2H+ → Mn+ + n/2Cl- + nH2OM + n / 2HClO + n / 2H + → Mn + + n / 2Cl - + nH 2 O
M + n/2ClO4 - + nH+ → Mn+ + n/2HClO3 - + n/2H2O M + n / 2ClO 4 - + nH + → Mn + + n / 2HClO 3 - + n / 2H 2 O
M + n/2ClO3 - + 3n/2H+ → Mn+ + n/2HClO2 + n/2H2O M + n / 2ClO 3 - + 3n / 2H + → Mn + + n / 2HClO 2 + n / 2H 2 O
M + n/4HClO2 + 3n/4H+ → Mn+ + n/4Cl- + n/2H2O M + n / 4HClO 2 + 3n / 4H + → Mn + + n / 4Cl - + n / 2H 2 O
이들은 물에 용해된 염소와는 달리 수소의 소모가 일어나게 되므로 보다 효율이 높은 시스템을 얻기 위해서는 염소의 발생이 대부분인 시스템이 좋다. Unlike chlorine dissolved in water, hydrogen is consumed, so a system having a large amount of chlorine is preferable to obtain a more efficient system.
이하에서는 본 발명에 관해 첨부된 도면과 함께 전해침출장치에 대해 보다 상세하게 설명하도록 한다. Hereinafter, the electrolytic leaching apparatus will be described in more detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명에 따른 전해침출장치를 나타낸 개략도로서, 이를 설명하면, 중앙에 형성된 분리막(3)에 의해 구분되는 침출반응실(1)과 침출금속 회수반응실(2); 침출반응실의 덮개(4); 침출반응실의 전해액 교반장치인 교반봉(7)과 교반모 터(8); 침출반응실의 전해염소 또는 염소화합물 생성용 산화전극(5)과 침출금속 회수반응실의 환원전극(6); 분리/정제기(9)로 이루어진 전해침출장치이다.1 is a schematic view showing an electrolytic leaching apparatus according to the present invention, which describes a leaching
상기 분리막(3)은 침출된 금속이온은 통과 가능하나 침출잔사 또는 분리막 사이에 과잉의 염소 또는 염소화합물의 소모를 유도하는 장치를 통해 이들이 통과되지 않는 다공성의 단순 분리막 또는 특정 이온만이 통과할 수 있는 이온교환막, 또는 이들의 조합으로 이루어진다. 침출반응실(1)과 회수반응실(2)은 모두 염소 또는 염소화합물의 산화작용에 내식성이 있는 재질로 되어 있으며, 용기의 형태는 다양하게 변형이 가능하다. 침출반응실의 덮개(4)는 전해생성된 염소 또는 염소화합물의 외부누출을 막아 침출반응실을 밀폐하는 역할을 하는 동시에 교반봉(7)과 산화전극(5)을 지지하는 역할을 한다. 교반봉(7)은 전해생성된 염소 또는 염소화합물이 전해액내로 효과적으로 혼입되어 침출반응의 효율을 높이는 중요한 역할을 하며, 교반날개의 형태는 이러한 효과가 최대치가 되도록 다양하게 설계 가능하다. 산화전극(5)은 산화전류가 인가될 때 염소 또는 염소화합물을 전해생성하는 역할을 하며, 염소 또는 염소화합물의 전해생성 시에도 물리화학적으로 안정한 흑연 또는 기타 도전물 물질로 다양한 형태로 제작가능하다. 교반봉(7)과 산화전극(5)은 다양한 형태와 위치로 설계가능하다. 교반모터(8)는 침출반응실의 덮개(4)에 고정 또는 분리 설치도 가능하다. The separator 3 can pass only leached metal ions but only porous simple membranes or specific ions that do not pass through a device that induces consumption of excess chlorine or chlorine compounds between leach residues or separators. Ion exchange membrane, or a combination thereof. The leaching reaction chamber (1) and the recovery reaction chamber (2) are both made of a material that is corrosion resistant to the oxidation of chlorine or chlorine compounds, and the shape of the container can be variously modified. The
침출금속 회수반응실의 환원전극(6)은 침출된 금속 이온이 전해환원되어 회수되는 전극으로서 사용하는 전해액에 안정한 대부분의 도전성 재질로 제작 가능하며, 통상은 스테인레스스틸을 사용하여 판 형태로 제작하면 편리하다. The
본 발명에 따른 전해침출 방식 및 전해침출장치의 작동원리를 설명하면, 본 발명인 전해침출장치는 전해 발생된 염소 또는 염소화합물이 함유된 침출액에 안정하고 장치의 기능 유지에 충분한 기계적 강도를 가지는 다양한 재료로 제작 가능한 것으로서, 전해침출시 산화전극(5)에 인가된 산화전류에 의해 침출액 속에 포함된 염소이온이 염소 또는 염소화합물로 산화 되고, 교반봉(7)의 용액교반에 의해 전해생성된 염소 또는 염소화합물이 효과적으로 침출액속에 포함된 침출물의 금속성분과 반응하여 금속이온으로 용해시킨다. 상기의 용해 반응 시 염소 또는 염소화합물은 염소이온으로 다시 환원되므로 침출액 중 염소이온의 소모는 일어나지 않는다. 산화전류량과 산화전극의 전극면적에 따라 단위시간당 전해생성되는 염소 또는 염소화합물량이 결정되고 이는 침출량과 직접적인 관련이 있게 된다. 한편 침출된 금속은 금속이온으로 침출액속에 존재하게 되고 단순 분리막을 사용할 경우 분리막(3)을 통과하여 환원반응실로 이동한 다음 환원전류가 인가된 환원전극에서 금속으로 전해석출하게 된다.Referring to the operation principle of the electrolytic leaching method and the electrolytic leaching device according to the present invention, the electrolytic leaching device of the present invention is stable to the leachate containing the chlorine or chlorine compounds generated electrolytically and various materials having a mechanical strength sufficient to maintain the function of the device The chlorine ions contained in the leachate are oxidized into chlorine or chlorine compounds by the oxidation current applied to the
또한 본 발명에서 분리/정제기(9)는 용해한 금속성분을 선택적으로 농축하기 위한 용매추출법이나 이온교환수지를 이용하여 용해한 금속이온을 선택적으로 분리하여 회수반응실인 환원반응실로 이송하는 역할을 한다. 분리/정제기 전후로는 목적에 따라 고/액 분리 필터나 특정 유기상의 흡착필터를 장착하는 것이 가능하다.In the present invention, the separation /
또한 분리/정제기와 회수반응실 사이에는 별도의 용액저장용기를 설치하여 잉여분의 용액을 보관하는 것이 가능하다. In addition, a separate solution storage container may be installed between the separation / purifier and the recovery reaction chamber to store the excess solution.
또한 전해침출 시 전해액의 온도 조절은 별도의 용액가열장치를 사용하여 조 절하는 것이 가능하다. In addition, the temperature control of the electrolyte during the leaching of electrolyte can be controlled using a separate solution heating device.
또한 침출장치의 밀폐성을 손상시키지 않고 침출시료의 장입과 침출 후 잔사의 회수를 위한 별도의 침출시료 장입 및 잔사 회수 장치를 장착하는 것이 가능하다. In addition, it is possible to install a separate leach sample charging and residue recovery device for charging the leach sample and recovery of the residue after leach without impairing the sealability of the leach device.
상기 본 발명에 따른 전해침출장치를 이용한 실시예는 다음과 같다. An embodiment using the electrolytic leaching apparatus according to the present invention is as follows.
[실시예 1]Example 1
침출대상인 금속 성분이 약 45.7%이고 주된 금속 성분이 Cu인 폐전자기기 스크랩을 침출시료로 사용하여 1M HCl 용액 400 mL를 사용하여 전해 생성된 염소 침출을 실시하였다. 이때 사용된 파쇄된 스크랩의 평균입자 크기는 0.6mm~1.2mm 사이로 침출실험시 10g을 사용하였다. 산화전극은 표면적 50 cm2의 흑연을 사용하였으며, 환원전극은 티타늄을 사용하였다. 인가전류 20 mA/cm2, 교반속도 400 rpm, 용액온도 50 ℃의 조건이었다. 180분 후 97.4% 의 금속성분 침출율을 보였다.Electrolytic chlorine leaching was carried out using 400 mL of a 1M HCl solution using waste electronic equipment scrap containing about 45.7% of the metal leachate and the main metal component Cu as the leach sample. At this time, the average particle size of the crushed scrap used was used in the leaching experiment between 0.6mm ~ 1.2mm 10g. The anode was made of graphite having a surface area of 50 cm 2 , and the cathode was made of titanium. The applied current was 20 mA / cm 2 , agitation speed 400 rpm, and a solution temperature of 50 ° C. After 180 minutes, the metal leaching rate was 97.4%.
[실시예 2]Example 2
침출대상인 금속 성분이 약 45.7%이고 주된 금속 성분이 Cu인 폐전자기기 스크랩을 침출시료로 사용하여 1M HCl 용액 400 mL를 사용하여 전해생성된 염소 침출을 실시하였다. 이때 사용된 파쇄된 스크랩의 평균입자 크기는 0.6mm~1.2mm 사이로 침출실험 시 10g을 사용하였다. 산화전극은 50 cm2의 흑연을 사용하였으며, 환원전 극은 티타늄을 사용하였다. 인가전압 4V, 교반속도 400 rpm, 용액온도 50 ℃의 조건이었다. 180분 후 95.2% 의 금속성분 침출율을 보였다.Electrolytically produced chlorine leaching was carried out using 400 mL of 1M HCl solution using waste electronic equipment scrap containing about 45.7% of the metal leachate and Cu as the main metal constituent. At this time, the average particle size of the crushed scrap used was between 0.6mm ~ 1.2mm 10g was used in the leaching experiment. 50 cm 2 of graphite was used for the anode and titanium was used for the reduction electrode. It was conditions of applied voltage 4V, stirring speed 400rpm, and solution temperature of 50 degreeC. After 180 minutes, the metal leaching rate was 95.2%.
[실시예 3]Example 3
침출대상인 금속 성분이 약 45.7%이고 주된 금속 성분이 Cu인 폐전자기기 스크랩을 침출시료로 사용하여 0.5M HCl 용액 400 mL를 사용하여 전해생성된 염소 침출을 실시하였다. 이때 사용된 파쇄된 스크랩의 평균입자 크기는 0.6mm~1.2mm 사이로 침출실험시 10g을 사용하였다. 산화전극은 50 cm2의 흑연을 사용하였으며, 환원전극은 티타늄을 사용하였다. 인가전류 10 mA/cm2, 교반속도 800 rpm, 용액온도 50 ℃의 조건이었다. 180분 후 93.5% 의 금속성분 침출율을 보였다.Electrolytically produced chlorine leaching was carried out using 400 mL of 0.5M HCl solution using waste electronic equipment scrap containing about 45.7% of the metal leachate and Cu as the main metal constituent. At this time, the average particle size of the crushed scrap used was used in the leaching experiment between 0.6mm ~ 1.2mm 10g. The anode was made of graphite of 50 cm 2 and the cathode was made of titanium. The applied current was 10 mA / cm 2 , agitation speed 800 rpm, and a solution temperature of 50 ° C. After 180 minutes, the metal leaching rate was 93.5%.
[실시예 4]Example 4
침출대상인 금속 성분이 약 45.7%이고 주된 금속 성분이 Cu인 폐전자기기 스크랩을 침출시료로 사용하여 1M HCl 용액 400 mL를 사용하여 전해생성된 염소 침출을 실시하였다. 이때 사용된 파쇄된 스크랩의 평균입자 크기는 0.6mm~1.2mm 사이로 침출실험시 10g을 사용하였다. 산화전극은 50 cm2의 흑연을 사용하였으며, 환원전극은 티타늄을 사용하였다. 인가전류 10 mA/cm2, 교반속도 800 rpm, 용액온도 30 ℃의 조건이었다. 180분 후 91.5% 의 금속성분 침출율을 보였다. Electrolytically produced chlorine leaching was carried out using 400 mL of 1M HCl solution using waste electronic equipment scrap containing about 45.7% of the metal leachate and Cu as the main metal constituent. At this time, the average particle size of the crushed scrap used was used in the leaching experiment between 0.6mm ~ 1.2mm 10g. The anode was made of graphite of 50 cm 2 and the cathode was made of titanium. The applied current was 10 mA / cm 2 , agitation speed 800 rpm, and a solution temperature of 30 ° C. After 180 minutes, the metal leaching rate was 91.5%.
[실시예 5]Example 5
침출대상인 금속 성분이 약 45.7%이고 주된 금속 성분이 Cu인 폐전자기기 스크랩을 침출시료로 사용하여 1M HCl 용액 400 mL를 사용하여 전해생성된 염소 침출을 실시하였다. 이때 사용된 파쇄된 스크랩의 평균입자 크기는 0.6mm~1.2mm 사이로 침출실험시 10g을 사용하였다. 산화전극은 50 cm2의 흑연을 사용하였으며, 환원전극은 티타늄을 사용하였으며 분리막은 일본 토쿠야마(Tokuyama)의 Neosepta CMX 양이온 교환막을 사용하였으며. 인가전류 10 mA/cm2, 교반속도 800 rpm, 용액온도 30 ℃의 조건이었다. 180분 후 91.5% 의 금속성분 침출율을 보였다. 침출용액은 분리정제기로 순환되며, 분리정제기는 가로 10cm, 세로 15cm, 길이 30cm인 아크릴 재질의 mixer-settler를 3단으로 조합하여 구성하였다. 구리의 용매추출을 위해 유기상은 등유, 추출제로는 LIX84(2-hydroxy-5-nonylacetophenon oxime)를 사용하였으며, 탈거 시 수상(aqueous phase)은 황산용액으로 치환되었다. 이때 사용된 황산용액은 환원회수공정의 효율을 고려하여 구리의 농도가 최소 30g/L 이상으로 유지되며 별도의 저장조에 일차 보관되고 분당 200mL의 속도로 저장조와 환원 반응실을 순환하게 하였다. 상기조건에서 환원반응실에서 얻어진 구리는 1.68g으로 전류효율은 99.5%에 해당한다. 얻어진 구리의 순도는 3N 이상이었다. Electrolytically produced chlorine leaching was carried out using 400 mL of 1M HCl solution using waste electronic equipment scrap containing about 45.7% of the metal leachate and Cu as the main metal constituent. At this time, the average particle size of the crushed scrap used was used in the leaching experiment between 0.6mm ~ 1.2mm 10g. The anode was made of graphite of 50 cm 2 , the cathode was made of titanium, and the separator was made of Neosepta CMX cation exchange membrane from Tokuyama, Japan. The applied current was 10 mA / cm 2 , agitation speed 800 rpm, and a solution temperature of 30 ° C. After 180 minutes, the metal leaching rate was 91.5%. The leaching solution is circulated with the separating purifier, and the separating purifier is composed of three stages of a mixer-settler made of acrylic material having a width of 10 cm, a length of 15 cm, and a length of 30 cm. For solvent extraction of copper, the organic phase was kerosene and LIX84 (2-hydroxy-5-nonylacetophenon oxime) was used as extractant, and the aqueous phase was removed with sulfuric acid solution when stripped. The sulfuric acid solution used was kept at least 30g / L concentration of copper in consideration of the efficiency of the recovery process, and stored in a separate storage tank and the circulation tank and the reduction reaction chamber at a rate of 200mL per minute. Under the above conditions, the copper obtained in the reduction reaction chamber was 1.68 g and the current efficiency was 99.5%. The purity of the obtained copper was 3N or more.
이는 분리정제기를 거치지 않고 단지 전해석출시키는 경우와 대비할 경우 구리의 순도가 현저히 높아졌으며, 전류효율도 높게 나타났다.The purity of copper was significantly higher and the current efficiency was also higher compared to the case of electrolytic precipitation without separate purification device.
본 발명에 따른 전해 생성된 염소 또는 염소화합물 침출방식은 낮은 농도의 산을 전해액으로 사용하고 침출반응 동안 추가의 염소 또는 염소화합물 공급이 필요 없으므로 공정의 효율성이 매우 높고, 염소 또는 염소화합물의 외부유출 위험성이 극히 낮아 기존의 염소침출 방식에 비하여 매우 안정성이 높은 장점이 있다. 또한 본 발명에서 분리정제기를 사용함으로써 분리하고자 하는 금속의 순도를 높이고 또한 전류효율도 우수한 것을 알 수 있어 에너지 효율이 높게 나타났다. The chlorine or chlorine compound leaching method produced according to the present invention uses a low concentration of acid as an electrolyte and does not require additional chlorine or chlorine compounds during the leaching reaction, so the efficiency of the process is very high, and the effluent of chlorine or chlorine compounds is externally discharged. The risk is extremely low and has a very high stability compared to the conventional chlorine leaching method. In addition, by using the separation purifier in the present invention, it was found that the purity of the metal to be separated and the current efficiency were also excellent, resulting in high energy efficiency.
Claims (5)
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020050134397A KR100753587B1 (en) | 2005-12-29 | 2005-12-29 | Electrogenerated chlorine leaching apparatus |
US11/390,603 US20060219571A1 (en) | 2005-03-29 | 2006-03-28 | Electrogenerated chlorine or chloride compound leaching and its apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020050134397A KR100753587B1 (en) | 2005-12-29 | 2005-12-29 | Electrogenerated chlorine leaching apparatus |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR20070071174A true KR20070071174A (en) | 2007-07-04 |
KR100753587B1 KR100753587B1 (en) | 2007-08-30 |
Family
ID=38506353
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020050134397A KR100753587B1 (en) | 2005-03-29 | 2005-12-29 | Electrogenerated chlorine leaching apparatus |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR100753587B1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101031922B1 (en) * | 2009-03-16 | 2011-05-02 | 한국지질자원연구원 | The dissolution apparatus and method for metals having module type circulation strusture |
US8268232B2 (en) | 2008-06-24 | 2012-09-18 | Korea Institute Of Geoscience And Mineral Resources (Kigam) | Dissolution apparatus for noble metals |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101082458B1 (en) | 2009-03-16 | 2011-11-11 | 한국지질자원연구원 | The dissolution apparatus and method for metals |
Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5607619A (en) | 1988-03-07 | 1997-03-04 | Great Lakes Chemical Corporation | Inorganic perbromide compositions and methods of use thereof |
KR940009074A (en) * | 1992-10-02 | 1994-05-16 | 현응국 | Electrolytic Wastewater Treatment Method Using Salt (NaCl) |
KR0146392B1 (en) * | 1994-10-13 | 1998-11-02 | 플리니오 베르나르도니 | Process for heavy metal electrowinning |
JP3313277B2 (en) * | 1995-09-22 | 2002-08-12 | 古河サーキットフォイル株式会社 | Electrodeposited copper foil for fine pattern and its manufacturing method |
KR101053416B1 (en) * | 2003-12-29 | 2011-08-01 | 니뽄스틸코포레이션 | Wastewater treatment and recovery of valuable metals, and method for producing plating solution or plating stock solution using iron hydroxide recovered therefrom |
-
2005
- 2005-12-29 KR KR1020050134397A patent/KR100753587B1/en active IP Right Grant
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US8268232B2 (en) | 2008-06-24 | 2012-09-18 | Korea Institute Of Geoscience And Mineral Resources (Kigam) | Dissolution apparatus for noble metals |
KR101031922B1 (en) * | 2009-03-16 | 2011-05-02 | 한국지질자원연구원 | The dissolution apparatus and method for metals having module type circulation strusture |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR100753587B1 (en) | 2007-08-30 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CA2364953C (en) | Electrochemical processing | |
JP5583174B2 (en) | Apparatus and method for recovering recycled valuable metals by alkali leaching | |
US6682644B2 (en) | Process for producing electrolytic manganese dioxide from geothermal brines | |
ES2657632T3 (en) | Lead recovery from a mixed oxidized material | |
KR100876682B1 (en) | The dissolution apparatus for noble metals | |
KR100683961B1 (en) | Electrogenerated chloride leaching and its apparatus | |
KR101640462B1 (en) | Hydrometalurgical process and apparatus for recovering metals from waste material | |
Su | Electrochemical separations for metal recycling | |
WO2014076544A1 (en) | Recovering lead from a lead material including lead sulfide | |
CA3068821A1 (en) | Methods, materials and techniques for precious metal recovery | |
JPH05255772A (en) | Method for recovering zinc and lead from flue dust generated in electric steelmaking, method for recirculating refined metal into furnace and apparatus for executing this method | |
KR100753587B1 (en) | Electrogenerated chlorine leaching apparatus | |
US20060219571A1 (en) | Electrogenerated chlorine or chloride compound leaching and its apparatus | |
US8097132B2 (en) | Process and device to obtain metal in powder, sheet or cathode from any metal containing material | |
KR101364520B1 (en) | Method for separating valuable metals from pb-free waste solder using iron chloride | |
WO2023250495A2 (en) | Low voltage electrolyzer and methods of using thereof | |
KR101082458B1 (en) | The dissolution apparatus and method for metals | |
KR101031922B1 (en) | The dissolution apparatus and method for metals having module type circulation strusture | |
KR20040052844A (en) | The nickel collecting method from waste nickel fluid and oxidic acid nickel sludge | |
JP3951041B2 (en) | Electrochemical recovery of heavy metals from fly ash | |
JPS592754B2 (en) | Electrolytic recovery method for antimony, arsenic, mercury and tin | |
Sureshkumar et al. | Electrochemical recovery of metals from industrial wastewaters | |
Engmann et al. | AQUEOUS ELECTROCHEMICAL PROCESSING OF RARE EARTH ELEMENTS: A REVIEW | |
CN106757157B (en) | One kind recycling thick indium method from indium purification slag | |
JP2000290736A (en) | Treatment of electric furnace dust |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A201 | Request for examination | ||
E902 | Notification of reason for refusal | ||
E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
GRNT | Written decision to grant | ||
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20130710 Year of fee payment: 7 |
|
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20140703 Year of fee payment: 8 |
|
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20150619 Year of fee payment: 9 |
|
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20160629 Year of fee payment: 10 |
|
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20170626 Year of fee payment: 11 |
|
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20180625 Year of fee payment: 12 |
|
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20190626 Year of fee payment: 13 |