KR20120115999A - Method and arrangement for producing metal powder - Google Patents

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KR20120115999A KR1020127021205A KR20127021205A KR20120115999A KR 20120115999 A KR20120115999 A KR 20120115999A KR 1020127021205 A KR1020127021205 A KR 1020127021205A KR 20127021205 A KR20127021205 A KR 20127021205A KR 20120115999 A KR20120115999 A KR 20120115999A
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Abstract

금속 분말 제조 방법 및 장치에 관한 것이다. 이 방법에서, 용해된 항복 금속은 용해된 유틸리티 금속을 항복 금속 분말 (14) 로 석출하기 위해 적어도 하나의 매개 금속을 포함하는 용액에서 혼합된다. 방법에서, 산-함유 출발 용액의 제 1 부분은 애노드액 (1) 으로서 전기 분해 셀의 애노드측 (6) 에 공급되어서 애노드 및 항복 금속을 포함한 공급 재료와 접촉하게 되고, 매개 금속을 또한 포함하는 산-함유 출발 용액의 제 2 부분은 전기 분해 셀의 캐소드측 (8) 에 공급되어서, 캐소드액 (3) 으로서 캐소드 (4) 와 접촉하게 되고; 항복 금속은 애노드 (2) 에 전류를 안내함으로써 애노드액 (1) 에서 산화 및 용해되고; 출발 용액의 제 2 부분에 포함된 항복 금속은 캐소드측 (8) 에서 환원되고; 그리고 애노드액 용액 및 캐소드액 용액은 용해 및 산화된 항복 금속과 환원된 매개 금속을 포함하는 출발 용액의 제 2 부분을 혼합하기 위해 석출 챔버 (12) 에 공급된다.A method and apparatus for producing metal powders. In this method, the dissolved yield metal is mixed in a solution containing at least one intermediate metal to precipitate the dissolved utility metal into the yield metal powder 14. In the process, the first portion of the acid-containing starting solution is supplied as an anolyte (1) to the anode side (6) of the electrolysis cell in contact with a feed material comprising the anode and the yielding metal, which also comprises the intermediate metal. A second portion of the acid-containing starting solution is supplied to the cathode side 8 of the electrolysis cell, so as to be in contact with the cathode 4 as the catholyte 3; The yield metal is oxidized and dissolved in the anolyte 1 by directing an electric current to the anode 2; The yield metal contained in the second portion of the starting solution is reduced at the cathode side 8; The anolyte solution and catholyte solution are then supplied to the precipitation chamber 12 to mix the second portion of the starting solution comprising the dissolved and oxidized yield metal and the reduced intermediate metal.

Description

금속 분말 제조 방법 및 장치 {METHOD AND ARRANGEMENT FOR PRODUCING METAL POWDER}METHOD AND ARRANGEMENT FOR PRODUCING METAL POWDER

본 발명은 미세하게 분할된 금속 분말의 제조에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 금속 분말을 제조하기 위한 용해-석출 방법 및 장치에 관한 것이다.The present invention relates to the production of finely divided metal powders. In particular, the present invention relates to dissolution-precipitation methods and apparatuses for producing metal powders.

일반적으로, 많은 금속 제조 프로세스들에서 최종 제품은 캐소드 형태의 판형 물체이다. 이 종류의 최종 제품은 예를 들어 전기 분해를 이용한 건식 야금 (pyrometallurgical) 제조 루트에 의해 얻어진다. 이 방법들에서, 건식 야금에 의해 정광으로 만들어진 금속 애노드는 전기 분해에 의해 캐소드 구리로 제련될 수 있는데, 이 캐소드 구리는 예를 들어 다양한 다른 형태의 제품으로 주조될 수 있다. 이런 유형의 방법들은 특히 구리, 니켈 또는 코발트 제품들을 제조하는데 사용될 수 있다. In general, in many metal fabrication processes the end product is a plate-shaped object in the form of a cathode. Final products of this kind are obtained, for example, by a pyrometallurgical production route using electrolysis. In these methods, metal anodes made of concentrate by dry metallurgy can be smelted to cathode copper by electrolysis, which can be cast, for example, into a variety of other types of products. Methods of this type can be used in particular to produce copper, nickel or cobalt products.

하지만, 금속의 제조시, 많은 경우에 가령 추가 프로세싱에 대해, 제조 프로세스의 최종 제품으로서 받아들인 금속이 캐소드 판과 같은 균일한 고형 물체와 다른 어떤 형태로 얻어진다면 유리할 것이다. 특히 최종 제품이 순수한 금속 분말로서 얻어지는 방법들이 매우 유용할 것이다. However, in the manufacture of metals, in many cases, for example for further processing, it would be advantageous if the metals received as the final product of the manufacturing process were obtained in some other form than a uniform solid object such as a cathode plate. In particular, methods in which the final product is obtained as pure metal powder will be very useful.

특허 출원 JP 2002327289 에서, 전기 분해로 구리 분말을 제조하는 방법이 소개된다. 이 방법에서, 티타늄 캐소드를 포함한 황산 수용액은 애노드 챔버로 안내되어서, 티타늄 캐소드들은 애노드 챔버에서 용해된 구리를 환원시켜, 이것을 애노드 챔버에서 미세하게 분할된 구리 분말로 석출한다. 이 방법이 가지는 문제점은, 캐소드액 용액 (catholyte solution) 이 애노드 챔버로 직접 안내되어서, 캐소드액 용액과 애노드액 용액 (anolyte solution) 의 혼합비를 효과적으로 제어할 수 없다는 것이다. 게다가, 이 방법에서 구리는 애노드 챔버로 직접 석출되는데, 이것은 전기 분해 장치로부터 석출된 구리를 제거하는 것을 더욱 힘들게 한다. 이 문제점들은 구리 분말의 입자 크기 제어를 더욱 어렵게 하는 구리 응집체들을 형성하는 위험을 가진다.In patent application JP 2002327289, a method for producing copper powder by electrolysis is introduced. In this method, an aqueous sulfuric acid solution containing a titanium cathode is directed to the anode chamber whereby the titanium cathodes reduce the dissolved copper in the anode chamber, which precipitates into finely divided copper powder in the anode chamber. The problem with this method is that the catholyte solution is guided directly to the anode chamber, so that the mixing ratio of the catholyte solution and the anolyte solution cannot be controlled effectively. In addition, in this method copper precipitates directly into the anode chamber, which makes it more difficult to remove the deposited copper from the electrolysis device. These problems have the risk of forming copper aggregates that make the particle size control of the copper powder more difficult.

특허 공개 US 2005/0023151 은 전기 분해에 의해 캐소드에서 황산구리로부터 구리를 석출함으로써 구리 분말이 만들어지는 방법을 소개한다. 이 방법은 제 1 철 (ferrous) /제 2 철 (ferric) 애노드 반응을 이용하는데, 이것에 의해 이 방법의 에너지 소모는 감소된다. 상기 공개는 또한 석출된 구리 분말이 전극들을 통하여 흐르는 전해액에 의해 전극들로부터 회수되는 통류 장치 (through-flow arrangement) 를 설명한다. 공개 US 2005/0023151 에 예시된 방법과 장치의 단점은, 특히, 예를 들어 전극들을 포함한 챔버의 다양한 다른 위치에서 구리의 석출 및 캐소드에 구리의 부착으로 인해 캐소드로부터 구리의 회수가 신뢰할 수 없다는 것이다. 전술한 단점들 때문에, 특히, 구리 분말의 입도 (grain size) 및 구리 입자들의 형태 (morphoogy) 를 제어하는 것뿐만 아니라 분리된 전극들로 균질한 품질을 달성하는 것이 어렵다. 게다가, 캐소드에 직접적인 구리의 석출은 또한 캐소드 재료 및 표면 형태에 의해 결정되는데, 이것은 부분적으로 방법의 비신뢰성을 증가시킨다. Patent publication US 2005/0023151 introduces a method in which copper powder is made by depositing copper from copper sulfate at the cathode by electrolysis. This method uses a ferrous / ferric anode reaction, whereby the energy consumption of the method is reduced. The publication also describes a through-flow arrangement in which the precipitated copper powder is recovered from the electrodes by an electrolyte flowing through the electrodes. A disadvantage of the methods and apparatus illustrated in the publication US 2005/0023151 is that the recovery of copper from the cathode is not reliable, in particular due to the deposition of copper and the attachment of copper to the cathode, for example at various other locations in the chamber including the electrodes. . Because of the above disadvantages, in particular, it is difficult to control the grain size of the copper powder and the morphoogy of the copper particles as well as to achieve homogeneous quality with the separated electrodes. In addition, the precipitation of copper directly on the cathode is also determined by the cathode material and surface morphology, which in part increases the unreliability of the method.

특허 출원 WO 2008/017731 은 금속 분말을 제조하는 방법을 소개한다. 이 방법에서, 유가 금속 분말은 다른 금속에 의한 방법으로 용해된 유가 금속을 환원시킴으로써 석출된다. 상기 방법에서, 또한 귀금속의 용해는 상기 다른 금속과 반응에서 발생하는데, 이것은 프로세스 반응 속도 (kinetics) 제어뿐만 아니라 그것의 효율을 약화시키고 여기에 사용된 방법과 장치를 상당히 복잡하게 한다.Patent application WO 2008/017731 introduces a method for producing a metal powder. In this method, the valuable metal powder is precipitated by reducing the valuable metal dissolved by the method by another metal. In this method also the dissolution of the precious metal occurs in the reaction with the other metal, which not only controls the process kinetics but also weakens its efficiency and significantly complicates the methods and apparatus used here.

본 발명의 목적은 선행 기술의 전술한 단점을 제거하고 전기 분해를 이용한 용액-석출 방법으로 금속 분말을 제조하는 새로운 방법과 장치를 제시하는 것이다.It is an object of the present invention to eliminate the aforementioned disadvantages of the prior art and to propose a new method and apparatus for producing metal powders by solution-precipitation methods using electrolysis.

본 발명에 따른 방법은 독립항 1 에 제시된 바를 특징으로 한다. The method according to the invention is characterized by what is given in independent claim 1.

본 발명에 따른 장치는 독립항 20 에 제시된 바를 특징으로 한다.The device according to the invention is characterized by what is presented in independent claim 20.

금속 분말을 제조하는 본 발명에 따른 방법에서, 용해된 항복 금속 (yield metal) 을 항복 금속 분말로 석출하기 위해 용해된 항복 금속은 적어도 하나의 매개 금속을 포함한 용액과 혼합된다. 이 방법에서, 산-함유 출발 용액의 제 1 부분은 애노드 및 항복 금속을 포함한 공급 재료와 접촉하도록 애노드액으로서 전기 분해 셀의 애노드측으로 이동되고, 산 이외에 또한 매개 금속을 포함하는 산-함유 출발 용액의 제 2 부분은 캐소드와 접촉하도록 캐소드액으로서 전기 분해 셀의 캐소드측으로 이동되며; 항복 금속은 전류를 애노드로 전도함으로써 애노드액에서 산화되고 용해되며; 출발 용액의 제 2 부분에 포함된 매개 금속은 캐소드측에서 환원되고; 그리고 애노드액 용액과 캐소드액 용액은 출발 용액의 제 1 부분에서 용해되는 산화된 항복 금속 및 환원된 매개 금속을 포함하는 출발 용액의 제 2 부분을 혼합하기 위해 석출 챔버로 이동된다. In the process according to the invention for producing metal powder, the dissolved yield metal is mixed with a solution comprising at least one intermediate metal to precipitate the dissolved yield metal into the yield metal powder. In this method, the first portion of the acid-containing starting solution is moved to the anode side of the electrolysis cell as anolyte to contact the feed material including the anode and the yielding metal and, in addition to the acid, the acid-containing starting solution comprising the intermediate metal as well. The second portion of is moved to the cathode side of the electrolysis cell as the catholyte to contact the cathode; The breakdown metal is oxidized and dissolved in the anolyte by conducting current to the anode; The intermediate metal included in the second portion of the starting solution is reduced at the cathode side; The anolyte solution and the catholyte solution are then transferred to the precipitation chamber to mix a second portion of the starting solution comprising an oxidized yield metal and a reduced intermediate metal dissolved in the first portion of the starting solution.

본 발명에 따른 장치는, 용해된 항복 금속 분말과 적어도 하나의 매개 금속을 포함한 용액을 혼합하여 항복 금속 분말을 석출함으로써 금속 분말을 제조하는 장치이다. 본 발명에 따른 장치는 전기 분해 셀의 애노드측에 위치한 항복 금속을 용해하고 이를 애노드액에서 산화하고 캐소드측에서 전기 분해 셀의 캐소드측에 위치한 용해된 매개 금속을 환원하기 위한 전기 분해 셀; 전기 분해 셀과 본질적으로 분리되어 배치된 석출 챔버; 및 전기 분해 셀 외부에서, 환원된 매개 금속을 포함한 캐소드액 용액과 애노드액에서 용해된 산화된 항복 금속을 혼합하기 위해 전기 분해 셀의 애노드측과 캐소드측으로부터 석출 챔버로 애노드액 용액 및 캐소드액 용액을 각각 공급하는 수단을 포함한다. The apparatus according to the present invention is an apparatus for producing a metal powder by mixing a dissolved yield metal powder with a solution containing at least one intermediate metal to precipitate the yield metal powder. The apparatus according to the invention comprises an electrolysis cell for dissolving the yield metal located on the anode side of the electrolysis cell and oxidizing it in the anolyte and reducing the dissolved intermediate metal located on the cathode side of the electrolysis cell on the cathode side; A precipitation chamber disposed essentially separate from the electrolysis cell; And an anolyte solution and a catholyte solution from the anode side and the cathode side of the electrolysis cell to mix the catholyte solution containing the reduced intermediate metal and the oxidized yield metal dissolved in the anolyte outside the electrolysis cell. Means for supplying each of the.

본 발명의 장점들 중에서, 예를 들어 석출한 항복 금속 분말의 입자 크기의 우수한 제어성을 지적할 수 있는데, 이것은 특히 별도의 석출 챔버에서 함께 혼합될 애노드액 용액과 캐소드액 용액을 공급함으로써 가능하고, 이 경우에 상기 용액들의 혼합비는 쉽고 정확하게 제어될 수 있을 뿐만 아니라 프로세스 조건들에 따라 최적화될 수 있다. 더구나, 전극들의 근방에서 이격된 별도의 석출 챔버에서 석출 단계를 실시할 때, 석출 프로세스 및 석출물 수집에 전극들의 효과가 최소화될 수 있어서, 프로세스의 신뢰성이 개선된다. 또한, 항복 금속 석출물의 회수는 더욱 용이해지고 더욱 신뢰할 수 있게 된다. 정확한 혼합비 및 효과적인 석출물 회수로, 석출 단계에서 항복 금속 응집체들의 형성이 방지될 수 있고, 그 결과 분말에 포함된 항복 금속 입자들의 균질성이 이 항복 금속 입자들의 크기에 대해 가능해진다. 정확한 혼합비는 또한 더 우수한 효율성을 갖고 프로세스를 용이하게 하는데, 이것은 임의의 양의 항복 금속 질량을 제조하기 위해 프로세스에 필요한 에너지의 양을 감소시키는데 이용될 수 있다. Among the advantages of the present invention, one can point out, for example, good controllability of the particle size of the precipitated yield metal powder, which is possible in particular by supplying anolyte and catholyte solutions to be mixed together in separate precipitation chambers. In this case, the mixing ratio of the solutions can be easily and accurately controlled as well as optimized according to the process conditions. Moreover, when carrying out the precipitation step in a separate precipitation chamber spaced near the electrodes, the effects of the electrodes on the precipitation process and the precipitation collection can be minimized, thereby improving the reliability of the process. In addition, the recovery of the yield metal precipitates becomes easier and more reliable. With the correct mixing ratio and effective precipitate recovery, the formation of yield metal aggregates in the precipitation step can be prevented, so that the homogeneity of the yield metal particles contained in the powder becomes possible for the size of these yield metal particles. The correct mixing ratio also has better efficiency and facilitates the process, which can be used to reduce the amount of energy required for the process to produce any amount of yield metal mass.

별도의 언급이 없는 한, 본 문헌에서 용어 "애노드측" 및 "캐소드측" 은 애노드 또는 캐소드 근방에 애노드액 또는 캐소드액을 각각 포함하는 전기 분해 셀의 부분을 말한다. "애노드측" 또는 "캐소드측" 은 전기 분해 셀의 일정한 부분일 필요는 없지만, "애노드측" 또는 "캐소드측" 은 애노드 또는 캐소드 및 애노드액 또는 캐소드액을 각각 포함하는 여러 개의 상호 분리된 요소들로 이루어질 수도 있다. Unless otherwise stated, the terms "anode side" and "cathode side" in this document refer to the part of the electrolysis cell that contains the anolyte or catholyte near the anode or cathode, respectively. The "anode side" or "cathode side" need not be a constant part of the electrolysis cell, but the "anode side" or "cathode side" is a number of mutually separated elements comprising an anode or a cathode and an anolyte or catholyte respectively. It may consist of

별도의 언급이 없는 한, 본 문헌에서 용어 "다이어프램" 은, 멤브레인, 산업 직물 등과 같은, 임의의 적합한 필름 또는 얇은 기계적 장애물 (obstacle) 을 말한다. Unless otherwise stated, the term "diaphragm" in this document refers to any suitable film or thin mechanical obstacle, such as membranes, industrial fabrics, and the like.

별도의 언급이 없는 한, 본 문헌에서 용어 "산화 상태", "산화 레벨" 또는 대응하는 용어는, 원자가 단독으로 또는 분자에서 분명하게 나타나는 전하 레벨을 말한다. 따라서, 용어 "산화 상태", "산화 레벨" 또는 대응하는 용어는 또한 분명한 원자의 전하를 말할 수 있다. Unless otherwise stated, the term "oxidation state", "oxidation level" or corresponding term in this document refers to the charge level at which valences are evident either alone or in the molecule. Thus, the term "oxidation state", "oxidation level" or the corresponding term may also refer to an apparent atomic charge.

본 발명의 일 실시형태에서, 출발 용액의 제 1 부분은 애노드측에서 항복 금속의 용해를 증가시키기 위한 매개 금속을 포함한다. 본 발명의 일 실시형태에서, 애노드액 용액과 캐소드액 용액을 혼합한 결과 제조되는 순환 용액의 제 1 부분은 애노드액으로 복귀된다. 본 발명의 일 실시형태에서, 출발 용액의 제 1 부분은 순환 용액의 제 1 부분으로 구성된다. 또한, 본 발명의 일 실시형태에서, 애노드액 용액과 캐소드액 용액을 혼합한 결과 생성된 순환 용액의 제 2 부분은 캐소드액으로 복귀된다. 또한, 본 발명의 일 실시형태에서, 출발 용액의 제 2 부분은 순환 용액의 제 2 부분으로 구성된다. 더구나, 본 발명의 일 실시형태에서, 순환 용액은 본질적으로 전해액으로 완전히 복귀되는데, 이 경우에 순환 용액은 본질적으로 순환 용액의 제 1 부분과 순환 용액의 제 2 부분으로 구성된다. 출발 용액의 제 1 부분으로 형성된 애노드액 용액과 출발 용액의 제 2 부분으로 형성된 캐소드액 용액이 함께 혼합될 때, 애노드액에서 산화되고 용해된 항복 금속이 환원되고 캐소드액에서 환원된 매개 금속이 산화됨에 따라 항복 금속 분말이 생성된다. 얻어진 순환 용액은 본 발명의 실시형태들 중 하나의 실시형태의 프로세스에서 사용되도록 장치에서 재순환되어서, 혼합 단계 후 그리고 항복 금속 석출물이 용액에서 분리된 후 순환 용액은 부분적으로 또는 완전히 애노드액 및/또는 캐소드액으로 복귀된다. 이제, 매개 금속은 캐소드액에서 다시 환원된다. 따라서, 캐소드액에서 매개 금속의 전기 분해 재생을 실현할 수 있는데, 이것은, 본 발명의 일부 실시형태에서, 본질적으로 프로세스에 매개 금속을 포함한 새로운 용액을 공급할 필요가 없음을 의미한다. 게다가, 본 발명의 일부 실시형태들에서, 또한 애노드액이 매개 금속을 포함할 때, 상기 매개 금속은 예를 들어 비교적 낮은 산-함유량으로 이러한 프로세스 조건들에서 항복 금속의 용해를 증대시키는데, 여기에서 전류와 산성 용액의 결합된 효과를 가지는 용해는 효과적이지 않을 것이다. In one embodiment of the invention, the first portion of the starting solution comprises a mediating metal for increasing the dissolution of the yield metal at the anode side. In one embodiment of the present invention, the first portion of the circulating solution prepared as a result of mixing the anolyte solution and the catholyte solution is returned to the anolyte solution. In one embodiment of the invention, the first portion of the starting solution consists of the first portion of the circulating solution. Further, in one embodiment of the present invention, the second portion of the circulating solution resulting from mixing the anolyte solution and the catholyte solution is returned to the catholyte. Furthermore, in one embodiment of the present invention, the second portion of the starting solution consists of the second portion of the circulating solution. Moreover, in one embodiment of the invention, the circulating solution essentially returns completely to the electrolyte, in which case the circulating solution consists essentially of the first portion of the circulating solution and the second portion of the circulating solution. When the anolyte solution formed from the first portion of the starting solution and the catholyte solution formed from the second portion of the starting solution are mixed together, the yield metal oxidized and dissolved in the anolyte is reduced and the intermediate metal reduced in the catholyte is oxidized. As a result, yield metal powder is produced. The resulting circulating solution is recycled in the apparatus for use in the process of one of the embodiments of the invention so that the circulating solution is partially or completely anolyte and / or after the mixing step and after the yield metal precipitate has been separated from the solution. Return to the catholyte. The medium metal is now reduced again in the catholyte. Thus, electrolytic regeneration of the mediating metal in the catholyte can be realized, which means that in some embodiments of the invention, there is essentially no need to supply a fresh solution containing the mediating metal to the process. In addition, in some embodiments of the present invention, when the anolyte also comprises a mediator metal, the mediator metal enhances dissolution of the yield metal at these process conditions, for example with a relatively low acid-containing content, wherein Dissolution with the combined effect of the current and acidic solution would not be effective.

본 발명의 일 실시형태에서, 애노드액과 캐소드액은 전기 전도성 다이어프램에 의해 기계적으로 분리된다. 본 발명의 일 실시형태에서, 전기 분해 셀은 애노드측과 캐소드측을 기계적으로 분리하기 위해 전기 분해 셀의 애노드측과 캐소드측 사이에 구비된 전기 전도성 다이어프램을 포함한다. In one embodiment of the invention, the anolyte and catholyte are mechanically separated by an electrically conductive diaphragm. In one embodiment of the present invention, the electrolysis cell comprises an electrically conductive diaphragm provided between the anode side and the cathode side of the electrolysis cell to mechanically separate the anode side and the cathode side.

또한, 본 발명의 일 실시형태에서, 전기 전도성 세퍼레이터 (separator) 용액은 애노드액과 캐소드액의 조기 혼합을 방지하기 위해서 애노드액과 캐소드액을 분리하는 2 개의 다이어프램들 사이에서 안내된다. 본 발명의 일 실시형태에서, 전기 분해 셀은 2 개의 다이어프램들 사이 공간에 배치된 전기 전도성 세퍼레이터 용액에 의하여 애노드측과 캐소드측을 기계적으로 분리하기 위해 전기 분해 셀의 애노드측과 캐소드측 사이에 구비된 2 개의 전기 전도성 다이어프램들을 포함한다. Further, in one embodiment of the present invention, the electrically conductive separator solution is guided between two diaphragms separating the anolyte and the catholyte to prevent premature mixing of the anolyte and the catholyte. In one embodiment of the present invention, an electrolysis cell is provided between the anode side and the cathode side of the electrolysis cell to mechanically separate the anode side and the cathode side by an electrically conductive separator solution disposed in the space between the two diaphragms. Two electrically conductive diaphragms.

전기 분해 셀로부터 석출 단계를 효율적으로 분리하고 분리된 석출 챔버에서 제어할 수 있게 본질적으로 완전히 이 단계를 실현하기 위해서, 본 발명의 실시형태에서, 애노드액과 캐소드액은 전기 전도성 다이어프램에 의해 분리될 수 있다. 이 문헌에서, 용어 "전기 전도성 다이어프램" 은 다이어프램이 전기 분해 셀의 효과적인 작동을 용이하게 할 정도로 전기 전도성인 다이어프램을 말한다. 하지만, 본 발명의 일부 실시형태에서, 다이어프램의 전기 전도성은 다이어프램에 의해 기계적으로 분리되는 용액들의 전기 전도성보다 낮을 수도 있다. 결과적으로, 다이어프램의 용도는 다이어프램의 다른 측들에 위치한 용액을 기계적으로 분리하는 것이고, 즉 기계식 장애물로서 역할을 하는 것이고, 동시에 전기 분해 셀이 효과적으로 기능할 수 있을 정도로 전기 전도성을 가진다. 이 다이어프램은 전기 분해 셀을 애노드액이 위치한 애노드 부분 (또는 애노드측) 과 캐소드액이 위치한 캐소드 부분 (또는 캐소드측) 으로 나눈다. 따라서, 애노드액과 캐소드액은 애노드 및 캐소드 반응을 방해하지 않으면서 함께 혼합될 수 없고, 금속 분말은 전기 분해 셀에서 전극들의 근방에 형성될 수 없다. 애노드와 캐소드의 분리를 더욱 강화하기 위해, 애노드측과 캐소드측 사이에 2 개의 격벽 다이어프램들을 사용할 수 있고, 세퍼레이터 용액이 상기 다이어프램들 사이에 공급될 수 있다. In order to realize this step essentially completely so that the precipitation step can be efficiently separated from the electrolysis cell and controlled in a separate deposition chamber, the anolyte and catholyte can be separated by an electrically conductive diaphragm. Can be. In this document, the term "electrically conductive diaphragm" refers to a diaphragm that is electrically conductive such that the diaphragm facilitates the effective operation of the electrolysis cell. However, in some embodiments of the present invention, the electrical conductivity of the diaphragm may be lower than the electrical conductivity of solutions mechanically separated by the diaphragm. As a result, the use of the diaphragm is to mechanically separate the solution located on the other sides of the diaphragm, ie to serve as a mechanical obstacle, while at the same time being electrically conductive so that the electrolysis cell can function effectively. This diaphragm divides the electrolysis cell into an anode portion (or anode side) where the anolyte solution is located and a cathode portion (or cathode side) where the catholyte solution is located. Thus, the anolyte and catholyte cannot be mixed together without disturbing the anode and cathode reactions, and the metal powder cannot be formed near the electrodes in the electrolysis cell. To further enhance the separation of the anode and the cathode, two partition diaphragms may be used between the anode side and the cathode side, and a separator solution may be supplied between the diaphragms.

본 발명의 일 실시형태에서, 항복 금속은 구리이다. 본 발명의 일 실시형태에서, 항복 금속은 다음 군, 니켈, 코발트, 아연, 은, 금, 루테늄, 로듐, 팔라듐, 오스뮴, 이리듐, 백금, 망간, 지르코늄, 주석, 카드뮴 및 인듐 중에서 선택된다. In one embodiment of the invention, the yield metal is copper. In one embodiment of the invention, the yield metal is selected from the following group: nickel, cobalt, zinc, silver, gold, ruthenium, rhodium, palladium, osmium, iridium, platinum, manganese, zirconium, tin, cadmium and indium.

본 발명의 일 실시형태에서, 매개 금속은 바나듐이다. 또한, 본 발명의 일 실시형태에서, 매개 금속은 다음 군, 티타늄, 크롬 및 철 중에서 선택된다. 또한, 본 발명의 일 실시형태에서, 매개 금속은 다음 군, 망간, 지르코늄, 몰리브덴, 테크네튬, 텅스텐, 수은, 게르마늄, 비소, 셀레늄, 주석, 안티몬, 텔루륨 및 구리에서 선택된다. 본 발명의 다양한 실시형태들에서, 항복 금속과 매개 금속은 다양한 다른 프로세스 파라미터들, 특히 전해액의 pH 값 (즉, 산소 함유량) 에 의해 결정되는 군에서 선택될 수 있다. 본 발명의 이 설명을 기초로, 본 기술분야의 당업자는 루틴한 테스트에 의해 임의의 항복 금속에 적합한 매개 금속을 위에 열거한 군에서 찾을 수 있다. 특히, 선택된 매개 금속이 바나듐일 때 예를 들어 구리 분말이 본 발명의 일 실시형태에서 효율적으로 그리고 신뢰성 있게 제조될 수 있음을 알게 되었다. In one embodiment of the invention, the mediating metal is vanadium. Further, in one embodiment of the present invention, the mediating metal is selected from the following group, titanium, chromium and iron. Further, in one embodiment of the present invention, the mediating metal is selected from the following group: manganese, zirconium, molybdenum, technetium, tungsten, mercury, germanium, arsenic, selenium, tin, antimony, tellurium and copper. In various embodiments of the present invention, the yield metal and the intermediate metal can be selected from the group determined by various other process parameters, in particular the pH value (ie, oxygen content) of the electrolyte. Based on this description of the present invention, one of ordinary skill in the art can find suitable mediation metals for any yield metal by routine tests in the group listed above. In particular, it has been found that, for example, copper powder can be produced efficiently and reliably in one embodiment of the present invention when the chosen intermediate metal is vanadium.

본 발명의 일 실시형태에서, 항복 금속을 포함한 공급 재료는 애노드에 배치된다. 또한, 본 발명의 일 실시형태에서, 전기 분해 셀의 애노드측에 위치한 항복 금속은 전기 분해 셀의 애노드에 배치된다. 항복 금속을 포함한 공급 재료가 애노드에 배치될 때, 항복 금속을 통과하는 전류의 단위 시간당 속도 및 결과적으로 또한 단위 시간당 항복 금속 용해 질량이 효율적으로 제어될 수 있다. 이 실시형태의 장점은 특히 전기에 의해 용해 반응을 정확하게 제어하는 것이고; 항복 금속은 패러데이의 법칙 (Faraday's laws) 에 따라 주어진 기간 동안 사용된 전기량에 따라 정확하게 용해된다. 더구나, 애노드액에서 용해된 항복 금속의 양은 애노드를 통하여 흐르는 전하에 정비례하므로 용해 단계에서 반응 속도는 신속하다. 따라서, 또한 애노드액에서 용해된 항복 금속의 양은 효율적으로 그리고 정확하게 제어될 수 있는데, 이것은 프로세스 역학의 보다 정확한 제어 및 신뢰성의 향상을 용이하게 한다. In one embodiment of the invention, the feed material comprising the yield metal is disposed at the anode. Further, in one embodiment of the present invention, the yield metal located on the anode side of the electrolysis cell is disposed at the anode of the electrolysis cell. When the feed material comprising the yield metal is placed at the anode, the rate per unit time of the current passing through the yield metal and consequently also the yield metal dissolved mass per unit time can be controlled efficiently. An advantage of this embodiment is the precise control of the dissolution reaction, in particular by electricity; Yield metals dissolve exactly according to Faraday's laws, depending on the amount of electricity used for a given period. Moreover, the rate of reaction in the dissolution step is rapid since the amount of yield metal dissolved in the anolyte is directly proportional to the charge flowing through the anode. Thus, the amount of yield metal dissolved in the anolyte can also be controlled efficiently and accurately, which facilitates more accurate control of process mechanics and improved reliability.

본 발명의 일 실시형태에서, 선택된 항복 금속이 출발 용액의 제 1 부분에 포함된 산의 가용성 염으로서 애노드액에서 용해되도록 항복 금속이 선택된다. In one embodiment of the invention, the yield metal is selected such that the selected yield metal is dissolved in the anolyte as a soluble salt of the acid contained in the first portion of the starting solution.

본 발명의 일 실시형태에서, 전해액에 포함된 항복 금속 및/또는 매개 금속의 산화를 방지하도록, 전해액은 무산소 환경에 놓인다. 이것은 전해액의 산소 함유량을 더욱 쉽게 제어할 수 있게 하는데, 이것은 프로세스의 다른 용액에서 발생하고 예를 들어 항복 금속 및/또는 매개 금속을 포함하는 화학 반응의 균형이 보다 정확하게 조절될 수 있어서, 그 결과 특히 프로세스의 신뢰성과 효율성을 향상시키는 것을 의미한다. In one embodiment of the present invention, the electrolyte is placed in an oxygen free environment so as to prevent oxidation of the yield metal and / or the intermediate metal contained in the electrolyte. This makes it easier to control the oxygen content of the electrolyte, which occurs in other solutions of the process and the balance of chemical reactions, including for example yield metals and / or intermediate metals, can be more precisely controlled, as a result in particular It means improving the reliability and efficiency of the process.

본 발명의 일 실시형태에서, 출발 용액은 황산을 포함한다. 또한, 본 발명의 일 실시형태에서, 출발 용액의 황산 함유량은 적어도 50 g/ℓ, 그리고 바람직하게 50 g/ℓ ~ 1,500 g/ℓ 의 범위 내에 있다. 본 발명의 일 실시형태에서, 출발 용액은 염산 또는 질산을 포함한다. 또한, 본 발명의 일 실시형태에서 출발 용액에서 염산 함유량은 15 g/ℓ ~ 500 g/ℓ 의 범위에 있다. 본 발명의 또 다른 실시형태에서, 출발 용액은 염산 이외에 또한 알칼리성 염화물을 포함하는데, 출발 용액에서 그 함유량은 15 g/ℓ ~ 500 g/ℓ 의 범위에 있다. 출발 용액에서 산의 적합성은, 특히, 공급 재료, 항복 금속 및 당해 매개 금속에 의해 결정된다. 본 발명의 일부 실시형태들에서, 용액들은 또한 1 종을 초과하는 산을 포함할 수도 있다. 본 발명의 이 상세한 설명을 기초로, 본 기술분야의 당업자는 루틴한 테스트에 의해 임의의 공급 재료, 항복 금속 및 매개 금속에 적합한 산 및 상기 산의 적합한 함유량을 알 수 있다. 특히, 본 발명의 일부 실시형태들에서, 매개 금속이 바나듐일 때, 적어도 50 g/ℓ 인 출발 용액의 황산 함유량이 구리 애노드의 효율적인 산화 및 애노드에서 그것의 용해를 제공한다는 것을 발견하였다. 적합한 산 및 상기 산의 함유량은, 매개 금속의 산화 대신에, 항복 금속이 공급 재료로부터 애노드액으로 용해되도록 선택되어야 한다. 따라서, 애노드액 pH (즉, 산소 함유량) 가 적절해야 한다. 이용된 항복 금속이 구리이고, 매개 금속이 바나듐일 때, 산소 함유량은 가능한 한 높아야 한다. In one embodiment of the invention, the starting solution comprises sulfuric acid. Furthermore, in one embodiment of the invention, the sulfuric acid content of the starting solution is at least 50 g / l, and preferably in the range of 50 g / l to 1500 g / l. In one embodiment of the invention, the starting solution comprises hydrochloric acid or nitric acid. Further, in one embodiment of the present invention, the hydrochloric acid content in the starting solution is in the range of 15 g / L to 500 g / L. In another embodiment of the invention, the starting solution comprises alkaline chloride in addition to hydrochloric acid, the content of which in the starting solution is in the range of 15 g / L to 500 g / L. The suitability of the acid in the starting solution is, in particular, determined by the feed material, the yield metal and the mediator metal in question. In some embodiments of the invention, the solutions may also include more than one acid. Based on this detailed description of the present invention, one of ordinary skill in the art can know, by routine tests, suitable acids for any feed materials, yielding metals and intermediate metals and suitable contents of such acids. In particular, in some embodiments of the present invention, it has been found that when the intermediate metal is vanadium, the sulfuric acid content of the starting solution at least 50 g / L provides for efficient oxidation of the copper anode and its dissolution at the anode. Suitable acids and the content of these acids should be chosen so that the yield metal dissolves from the feed material into the anolyte, instead of the oxidation of the intermediate metal. Therefore, the anolyte pH (ie oxygen content) must be appropriate. When the yield metal used is copper and the intermediate metal is vanadium, the oxygen content should be as high as possible.

본 발명의 일 실시형태에서, 전기 분해 셀은 백 내부에서 애노드액 및/또는 캐소드액을 제한하도록 다이어프램에 의해 한정된 적어도 하나의 백을 포함한다. 또한, 본 발명의 일 실시형태에서, 전기 분해 셀은 2 개의 다이어프램들 사이에 남겨진 공간으로부터 애노드측 및/또는 캐소드측으로 세퍼레이터 용액을 안내하는 수단을 포함한다. In one embodiment of the invention, the electrolysis cell comprises at least one bag defined by the diaphragm to limit the anolyte and / or catholyte inside the bag. In addition, in one embodiment of the invention, the electrolysis cell comprises means for guiding the separator solution from the space left between the two diaphragms to the anode side and / or the cathode side.

본 발명의 전술한 실시형태들은 서로 자유롭게 조합될 수 있다. 새로운 실시형태를 만들기 위해서 여러 가지 다른 실시형태들이 조합될 수 있다. 본 발명이 관련된 방법 또는 장치는 하나 또는 여러 개의 본 발명의 전술한 실시형태들을 포함할 수 있다.The above-described embodiments of the present invention can be freely combined with each other. Various other embodiments can be combined to create a new embodiment. The method or apparatus to which the present invention relates may comprise one or several of the foregoing embodiments of the present invention.

하기 명세서에서, 본 발명은 첨부 도면을 참조하여 설명된다. In the following specification, the invention is described with reference to the accompanying drawings.

도 1 은 본 발명에 따른 방법의 일 실시형태를 도시한 흐름도이다.
도 2 는 본 발명에 따른 장치의 일 실시형태의 개략도이다.
도 3 은 본 발명에 따른 방법의 일 실시형태를 도시한 개략적 블록도이다.
도 4 는 본 발명에 따른 장치에서 전기 분해 셀의 일 실시형태의 개략도이다.
도 5 는 본 발명의 일 실시형태에 의해 제조된 구리 분말의 주사 전자 현미경 이미지들 (SEM images) 을 보여준다.
1 is a flow diagram illustrating one embodiment of a method according to the invention.
2 is a schematic diagram of one embodiment of a device according to the invention.
3 is a schematic block diagram illustrating an embodiment of the method according to the invention.
4 is a schematic diagram of one embodiment of an electrolysis cell in an apparatus according to the invention.
5 shows scanning electron microscope images (SEM images) of copper powder prepared by one embodiment of the present invention.

간단함을 위해, 본 발명의 다양한 요소들에 관한 도면 부호들은 대응하는 반복되는 요소들과 관련해 동일하게 유지된다. For simplicity, the reference numerals for the various elements of the present invention remain the same with respect to the corresponding repeated elements.

도 1 에 따른 방법의 실시형태의 준비 단계 (S1) 에서, 전기 분해 셀의 애노드측과 캐소드측 양자로, 산-함유 출발 용액, 전해액 용액이 제조되어 공급되는데, 이것은 높은 포텐셜 값 (즉, 더 높은 산화 상태) 으로 매개 금속을 포함한다. 이 방법에서 캐소드측으로 공급되는 출발 용액의 적어도 제 2 부분은 높은 포텐셜 값으로 상기 매개 금속을 포함하는 것이 필수적인데, 왜냐하면 단계 (S2) 에서, 캐소드액에서 낮은 포텐셜 값 (즉, 더 낮은 산화 상태) 으로 매개 금속의 환원, 즉 매개 금속의 재생이 수행되기 때문이다. 또한, 출발 용액의 제 1 부분, 즉 애노드액으로서 공급되는 부분은 높은 포텐셜 값으로 매개 금속을 포함할 수도 있다. 본 발명의 일부 실시형태들에서, 출발 용액은 2 종 또는 심지어 다른 여러 종의 매개 금속들을 포함할 수도 있다. 본 발명의 일부 실시형태들에서, 출발 용액의 제 1 및 제 2 부분은 조성이 동일하다. 이 과정에 의해, 프로세스를 시작한 후 전해액들의 조성이 변경될 가능성이 최소화되는데, 이것은 프로세스의 작동점이 더 신속하게 안정화되고 프로세스의 제어성이 향상되는 것을 의미한다.In the preparation step S1 of the embodiment of the method according to FIG. 1, both the anode side and the cathode side of the electrolysis cell are prepared and supplied with an acid-containing starting solution, an electrolyte solution, which has a high potential value (ie more High oxidation state). In this method it is essential that at least the second part of the starting solution supplied to the cathode side contain the medium metal at a high potential value, because in step S2, a low potential value in the catholyte (ie, a lower oxidation state) This is because the reduction of the intermediate metal, that is, the regeneration of the intermediate metal, is performed. In addition, the first part of the starting solution, ie, the part supplied as the anolyte solution, may contain the intermediate metal at a high potential value. In some embodiments of the invention, the starting solution may comprise two or even several other mediating metals. In some embodiments of the invention, the first and second portions of the starting solution are identical in composition. By this process, the possibility of changing the composition of the electrolytes after starting the process is minimized, which means that the operating point of the process is stabilized more quickly and the controllability of the process is improved.

이 방법에 적합한 매개 금속의 유형은 본질적으로 선택된 항복 금속에 의해 결정되는데, 이 항복 금속은 단계 (S2) 에서 애노드액에서 용해되어야 하고, 나중에 혼합 단계 (S3) 에서 분말로 석출된다. 매개 금속 및 선택된 항복 금속은 함께 이 방법에 적합한 출발 용액의 다른 특징들, 특히 이 용액에 포함된 산, 및 이 용액에서 상기 산의 함유량을 한정한다. The type of intermediate metal suitable for this process is essentially determined by the yield metal chosen, which must be dissolved in the anolyte in step S2 and later precipitated as a powder in mixing step S3. The intermediate metal and the selected yield metal together define other features of the starting solution suitable for this method, in particular the acid contained in this solution, and the content of said acid in this solution.

예를 들어, 우세한 프로세스 조건들에서, 애노드측에서, 애노드액에서 매개 금속의 산화보다 애노드액에서 항복 금속의 산화 및 그것의 용해가 더욱 유리하게 수행되도록 용액의 pH 값이 정해져야 한다. 이런 종류의 프로세스 조건들, 즉 기능 창들 (functional windows) 은 많은 다른 쌍들의 항복 금속과 매개 금속에 대해 찾아볼 수 있다. 다양한 다른 매개 금속들과 항복 금속들의 푸르오베 다이어그램 (Pourbaix diagrams) 뿐만 아니라 본 발명의 상세한 설명에 비추어, 이 기능 창들을 찾는 것은 본 기술분야의 당업자에게 루틴한 시험을 나타낸다. For example, in prevailing process conditions, the pH value of the solution should be determined so that, on the anode side, the oxidation of the yield metal and its dissolution in the anolyte is more advantageously performed than the oxidation of the intermediate metal in the anolyte. This kind of process conditions, ie functional windows, can be found for many different pairs of yield metals and intermediate metals. In view of the description of the present invention as well as Pourbaix diagrams of various other intermediary metals and yielding metals, finding these functional windows represents routine testing to those skilled in the art.

출발 용액은 많은 다른 방식으로 제조될 수 있는데, 이것은, 특히, 적합한 매개 금속에 의해 결정된다. 한 가지 방법은 예를 들어 원하는 매개 금속을 포함하는 적합한 산, 산화물의 수용액에서 용해하는 것이다. 필요하다면, 출발 용액의 산-함유량과 용해된 매개 금속의 산화수는 그 후 출발 용액에 대해 적합하도록 조절될 수 있다. 매개 금속의 산화수 조절은 예를 들어 전기 분해로 수행될 수 있다. Starting solutions can be prepared in many different ways, which are determined, in particular, by means of a suitable intermediate metal. One method is to dissolve, for example, in an aqueous solution of a suitable acid, oxide containing the desired intermediate metal. If necessary, the acid-containing content of the starting solution and the oxidized water of the dissolved intermediate metal can then be adjusted to suit the starting solution. Oxidation water control of the intermediate metal can be carried out, for example, by electrolysis.

출발 용액이 단계 (S1) 에서 형성될 때, 이것은 항복 금속을 포함한 공급 재료가 애노드측에 위치한 전기 분해 셀에서 전해액으로서 공급된다. 도 1 에 따른 방법에서, 단계 (1) 다음에, 단계 (2) 에서 항복 금속은 이 항복 금속이 동시에 산화됨에 따라 공급 재료로부터 애노드액으로 전기 분해 셀의 애노드측에서 용해되고, 캐소드측에서 출발 용액의 매개 금속은 높은 포텐셜 값에서 낮은 포텐셜 값으로 저감된다. 특히 제조를 고려해, 용액에서 매개 금속 함유량과 용해된 항복 금속의 함유량은 가능한 한 높은 것이 유리하다. 따라서, 임의의 용액 체적은, 용액에서 매개 금속 및/또는 용해된 항복 금속의 함유량이 낮은 상태에서보다 혼합 단계 (S3) 에서 더 많은 석출된 항복 금속 분말을 제공한다. When the starting solution is formed in step S1, it is supplied as an electrolyte in an electrolysis cell in which the feed material containing the yield metal is located on the anode side. In the method according to FIG. 1, after step (1), the yield metal in step (2) dissolves on the anode side of the electrolysis cell from the feed material to the anolyte as the yield metal is oxidized at the same time and starts on the cathode side. The medium metal in the solution is reduced from a high potential value to a low potential value. In particular, in consideration of manufacturing, it is advantageous that the content of the intermediate metal and the content of the yielding metal dissolved in the solution are as high as possible. Thus, any solution volume provides more precipitated yield metal powder in the mixing step S3 than in the state where the content of the intermediate metal and / or dissolved yield metal in the solution is low.

도 1 에 따른 방법은 도 2 에서 개략적으로 도시된 장치에 의해 실현될 수 있는데, 여기에서 이용된 공급 재료는 애노드 (2) 로서 존재하고, 이것은 항복 금속의 용해시 신속한 반응 속도를 위해 제공되고, 공급 재료의 용해는 애노드 (2) 로 흐르는 전하에 정비례한다. 이제 용해 반응들은 전기를 사용함으로써 특히 정확하게 제어될 수 있고; 주어진 기간에, 애노드에서 용해되고 산화된 대량의 항복 금속이 패러데이 법칙에 따라 이용된 전기량에 정확히 비례한다. 각각, 등몰량의 매개 금속이 캐소드에서 재생 (환원) 된다. 도 2 의 장치는 또한 캐소드 (4), 전기 분해 셀의 애노드측 (6), 캐소드측 (8), 애노드액 여과 장비 (10), 석출 챔버 (12), 세퍼레이터 장비 (16), 및 순환 용액을 위한 세정 장비 (18) 를 포함한다. 애노드액 (1) 과 캐소드액 (3) 은 중간 공간 (11) 에 배치된 전기 전도성 세퍼레이터 용액 (5) 및 중간 공간을 한정하는 2 개의 전기 전도성 다이어프램들 (7) 에 의해 기계적으로 분리된다. 그 목적은, 애노드측에서 발생된 항복 금속 양이온들과 캐소드측에서 저 포텐셜 값으로 환원되는 매개 금속이 전기 분해 셀에서 상호 접촉하지 않도록 보장하는 것이다. 따라서, 항복 금속 분말은 전기 분해 셀의 애노드 또는 캐소드측에서 직접 석출될 수 없는데, 이것은 발생하는 경우에 예를 들어 항복 금속 분말의 입자 크기뿐만 아니라 프로세스 효율에 대해 프로세스의 제어성을 약화시킬 수 있고, 게다가, 항복 금속 분말의 회수가 더욱 어렵게 될 것이다. 애노드액 (1) 과 캐소드액 (3) 의 분리를 향상시키도록, 중간 공간 (11) 에 제공된 세퍼레이터 용액 (5) 은 또한 애노드액 (1) 및 캐소드액 (3) 보다 더 높은 유체 정압으로 유지될 수 있다. The process according to FIG. 1 can be realized by the apparatus schematically shown in FIG. 2, wherein the feed material used here is present as anode 2, which is provided for a fast reaction rate upon dissolution of the yield metal, Dissolution of the feed material is directly proportional to the charge flowing to the anode 2. Dissolution reactions can now be controlled particularly accurately by using electricity; In a given period, a large amount of yield metal dissolved and oxidized at the anode is exactly proportional to the amount of electricity used according to Faraday's law. Respectively, equimolar amounts of the intermediate metal are regenerated (reduced) at the cathode. The apparatus of FIG. 2 also includes a cathode 4, an anode side 6 of the electrolysis cell, a cathode side 8, an anolyte filtration equipment 10, a precipitation chamber 12, a separator equipment 16, and a circulating solution. Cleaning equipment 18 for use. The anolyte 1 and the catholyte 3 are mechanically separated by an electrically conductive separator solution 5 disposed in the intermediate space 11 and two electrically conductive diaphragms 7 defining the intermediate space. The aim is to ensure that the yield metal cations generated at the anode side and the intermediate metal which are reduced to a low potential value at the cathode side do not contact each other in the electrolysis cell. Thus, the yield metal powder cannot be precipitated directly at the anode or cathode side of the electrolysis cell, which, if it occurs, can weaken the controllability of the process as well as for example the particle size of the yield metal powder as well as the process efficiency In addition, the recovery of the yield metal powder will be more difficult. In order to improve the separation of the anolyte 1 and the catholyte 3, the separator solution 5 provided in the intermediate space 11 is also maintained at a higher fluid static pressure than the anolyte 1 and the catholyte 3. Can be.

단계 (S2) 이후, 단계 (S3) 에서, 애노드액 용액은 전기 분해 셀의 애노드측에서 안내되고 캐소드액 용액은 그것의 캐소드측으로부터, 예를 들어 적합한 파이프들 또는 그 밖의 다른 방식으로, 전극들 (2, 4) 근방에서 이격되어 적합한 비율로 석출 챔버 (12) 로 안내된다. 애노드액 용액과 캐소드액 용액이 분리된 석출 챔버 (12) 로 안내되므로, 용액들의 혼합비는 쉽게 그리고 정확하게 제어될 수 있고, 이것은 프로세스 조건들에 따라 최적화될 수 있다. 정확한 혼합비와 효율적인 석출물 회수로, 석출 단계에서 항복 금속 응집체들의 형성이 방지될 수 있고, 결과적으로 항복 금속 분말 (14) 에 포함된 항복 금속 입자들의 그것의 크기에 대한 균질성이 보장된다. 정확한 혼합비는 또한 더 우수한 효율성을 가지고 프로세스를 용이하게 하는데, 이것은 결과적으로 임의의 양의 항복 금속 질량을 제조하기 위해 프로세스에 필요한 에너지 양을 감소시킨다. After step S2, in step S3, the anolyte solution is guided at the anode side of the electrolysis cell and the catholyte solution is guided from its cathode side, for example in suitable pipes or in other ways. Guided into the precipitation chamber 12 at a suitable ratio spaced apart in the vicinity of (2, 4). Since the anolyte solution and catholyte solution are guided to the separate precipitation chamber 12, the mixing ratio of the solutions can be easily and accurately controlled, which can be optimized according to the process conditions. With accurate mixing ratio and efficient precipitate recovery, formation of yield metal aggregates in the precipitation step can be prevented, and as a result homogeneity to the size of the yield metal particles contained in the yield metal powder 14 is ensured. The correct mixing ratio also has better efficiency and facilitates the process, which in turn reduces the amount of energy required for the process to produce any amount of yield metal mass.

석출 챔버 (12) 에서, 챔버 (12) 에 안내된 애노드액 용액과 캐소드액 용액은 혼합되거나, 계속해서 혼합될 수 있다. 애노드액 용액을 석출 챔버 (12) 로 안내하기 전, 또한 본 발명의 일부 실시형태들에서 항복 금속 석출 프로세스를 방해하는 금속 이물질 및/또는 다른 가능한 이물질을 이 용도에 적합한 애노드액 여과 장비 (10) 에서 제거할 수 있다. 혼합 프로세스 결과, 캐소드액 용액에서 환원된 매개 금속이 그것의 고 포텐셜 값으로 다시 산화됨과 동시에 애노드액 용액의 산화된 항복 금속이 환원되고 고형 항복 금속 분말 (14) 로 석출된다. 얻어진 순환 용액으로부터, 단계 (S4) 에서, 예를 들어 이 용도에 적합한 세퍼레이터 장비 (16) 에서 순환 용액을 원심 분리함으로써 항복 금속이 분리된다. In the precipitation chamber 12, the anolyte solution and the catholyte solution guided to the chamber 12 can be mixed or continuously mixed. Prior to guiding the anolyte solution into the precipitation chamber 12, and also in some embodiments of the present invention anolyte filtration equipment 10 suitable for this use, the metal foreign matter and / or other possible foreign matter which interferes with the yield metal precipitation process. Can be removed from As a result of the mixing process, the reduced metal in the catholyte solution is oxidized back to its high potential value while the oxidized yield metal of the anolyte solution is reduced and precipitated as a solid yield metal powder 14. From the obtained circulating solution, the yield metal is separated in step S4 by, for example, centrifuging the circulating solution in a separator equipment 16 suitable for this use.

항복 금속 분말 (14) 이 회수될 때, 생성된 순환 용액은 단계 (S5) 에서 전기 분해 셀로 재순환되는데, 그것의 일부는 애노드액 (1) 으로 일부는 캐소드액 (3) 으로 순환된다. 순환 용액을 전기 분해 셀로 다시 안내하기 전, 순환 용액에 남아 있을 수 있는 임의의 용해된 항복 금속뿐만 아니라 항복 금속 입자들이 이 용도에 적합한 세정 장비 (18) 에서 제거된다. 세정 작동은 환원 및 여과에 의해 예를 들어 전기 분해로 수행될 수 있다. 프로세스 효율성과 항복 금속 분말의 입자 크기의 제어성을 향상시키기 위해서, 전기 분해 셀로 다시 순환 용액을 재순환시키기 전 순환 용액으로부터 용해와 석출 둘 다 이루어진 항복 금속의 철저한 제거는 프로세스의 신뢰성에 유용하다. When the yield metal powder 14 is recovered, the resulting circulating solution is recycled to the electrolysis cell in step S5, part of which is circulated to the anolyte 1 and part to the catholyte 3. Before circulating the circulating solution back to the electrolysis cell, any dissolved yield metal as well as any remaining metal particles that may remain in the circulating solution are removed in a cleaning equipment 18 suitable for this use. The cleaning operation may be carried out by reduction and filtration, for example by electrolysis. In order to improve process efficiency and control of the particle size of the yield metal powder, thorough removal of the yield metal consisting of both dissolution and precipitation from the circulating solution before recycling the circulating solution back to the electrolysis cell is useful for the reliability of the process.

전술한 방법에서, 순환 용액의 조성은 본질적으로 출발 용액의 조성과 동일한데, 왜냐하면 석출시, 매개 금속은 그것의 출발 용액 값으로 다시 산화되고, 애노드측에서 애노드액 (1) 에서 용해된 항복 금속은 용액으로부터 석출되어 분리된다. 따라서, 이 방법에서 생성되는 순환 용액은 출발 용액으로서 재사용될 수 있다. 단계 (S3)에서 대응하는 전해액이 애노드측과 캐소드측에서 석출 챔버로 공급되었을 때 적용되었던 것과 동일한 비율로 애노드액과 캐소드액으로 다시 순환 용액의 재순환이 또한 수행된다면, 본질적으로 폐쇄된 전해액 순환은 전기 분해 셀의 애노드측 (6) 또는 캐소드측 (8) 으로 또는 그로부터 용액을 별도로 첨가/제거할 필요없이 프로세스에서 사용될 수 있다. In the above-described method, the composition of the circulating solution is essentially the same as that of the starting solution, because when precipitated, the intermediate metal is oxidized back to its starting solution value and the yielding metal dissolved in the anolyte (1) on the anode side. Precipitates and separates from the silver solution. Thus, the circulating solution produced in this method can be reused as a starting solution. If recycling of the circulating solution back to the anolyte and the catholyte is also carried out in the same proportion as was applied when the corresponding electrolyte was supplied to the precipitation chamber at the anode side and the cathode side in step S3, the essentially closed electrolyte circulation is It can be used in the process without the need to separately add / remove the solution to or from the anode side 6 or the cathode side 8 of the electrolysis cell.

실제로, 도 1 의 방법은 일반적으로 연속 전해액 순환으로 실현되고, 그 결과 장치에서 전해액 용액 (순환 전해액) 의 재순환이 정지할 때까지 또는 공급 재료 (애노드 (2)) 에 포함된 항복 금속이 전기 분해 셀에서 완전히 용해될 때, 순환 용액으로 분리되어 회수되는 항복 금속 분말 (14) 이 계속해서 석출 챔버 (12) 에 축적된다. 더 이상 항복 금속 분말 (14) 을 제조할 필요가 없을 때, 또는 공급 재료의 항복 금속이 전기 분해 셀의 애노드측 (6) 에서 피니싱될 때, 회수된 항복 금속 분말 (14) 이 단계 (S6) 의 피니싱 처리로 처리되고, 프로세스가 정지된다. 본 발명의 그 밖의 다른 바람직한 실시형태들에서, 회수된 항복 금속 분말 (14) 을 위한 피니싱 처리는, 항복 금속 분말 (14) 을 분리하고 이를 피니싱 처리 장비 (미도시) 로 공급하는 프로세스 중 프로세스의 다른 단계들과 동시에 수행될 수 있다.In practice, the method of FIG. 1 is generally realized by continuous electrolyte circulation, as a result of which the yielding metal contained in the feed material (anode 2) is electrolyzed until the recycling of the electrolyte solution (circulating electrolyte) stops in the apparatus. When completely dissolved in the cell, the yield metal powder 14 separated and recovered into the circulating solution subsequently accumulates in the precipitation chamber 12. When it is no longer necessary to produce the yield metal powder 14, or when the yield metal of the feed material is finished at the anode side 6 of the electrolysis cell, the recovered yield metal powder 14 is subjected to step S6. Processing is terminated, and the process is stopped. In other preferred embodiments of the present invention, the finishing treatment for the recovered yield metal powder 14 is carried out by the in-process process of separating the yield metal powder 14 and feeding it to the finishing treatment equipment (not shown). Can be performed simultaneously with other steps.

블록도로 도시된 도 3 에 따른 실시예에서, 이용된 매개 금속은 바나듐이고, 이것은 고 포텐셜 값의 V3 + 양이온이다. 이용된 항복 금속은 구리인데, 이것은 애노드 (2) 로서 역할을 하는 공급 재료에 배치된다. V3 + 양이온의 바나듐 매개 금속을 포함한 출발 용액은 가령 산화바나듐 (V2O3) 을 가령 황산 수용액으로 용해함으로써 제조될 수 있다. 수용액에 V3 + 양이온을 포함하고 상기 용액의 황산 함유량이 예를 들어 50 g/ℓ ~ 1,500 g/ℓ 의 범위에 있는 출발 용액이 형성될 때, 그것의 제 1 부분은 애노드액 (1) 으로서 전기 분해 셀의 애노드측 (6) 으로 공급되고, 제 2 부분은 캐소드액 (3) 으로서 캐소드측 (8) 으로 공급된다. 전류가 전기 분해 셀을 통하여 흐를 때, V3 + 양이온이 캐소드측 (8) 에서 캐소드액 (3) 에서 V2 + 양이온으로 환원되고, 구리는 산화된 Cu2 + 양이온으로서 애노드 (2) 로부터 애노드액 (1) 으로 용해된다. 결과적으로, 애노드 반응은 Cu0 -> Cu2 +2e- 이고, 캐소드 반응은 V3+ + e- -> V2 + 이다. In the embodiment according to FIG. 3, shown in a block diagram, the intermediate metal used is vanadium, which is a high potential value of V 3 + cation. The yield metal used is copper, which is disposed in the feed material serving as the anode 2. From a solution containing a vanadium intermediate metal V 3 + cations, for example a vanadium oxide (V 2 O 3) for example, it can be prepared by dissolving in sulfuric acid solution. When including V 3 + cations in solution and be a sulfuric acid content of the solution, for example, the starting solution is in a range of 50 g / ℓ ~ 1,500 g / ℓ to form, its first portion as an anode solution 1 It is supplied to the anode side 6 of the electrolysis cell, and the second part is supplied to the cathode side 8 as the catholyte 3. When flowing a current through the electrolysis cell, V 3 + cations are reduced to V 2 + cations in the cathode mixture (3) on the cathode side 8, a copper anode as the oxidized Cu 2 + cations from the anode (2) It dissolves in the liquid (1). As a result, the anode reaction is Cu 0 -> Cu 2 + 2e - and the cathode reaction is V 3+ + e - -> 2 + V a.

애노드액 (1) 에서 구리의 용해와 구리의 산화시, 본 발명의 일부 실시형태들에서 매개 금속은 대응하는 반응들에 관여할 수도 있어서, 예를 들어 꽤 낮은 산 함유량을 가지고 이러한 프로세스 조건들에서 용해 및 산화 둘 다 개선하고, 여기에서 단지 전류와 산 용액의 결합 효과를 가지는 용해와 산화는 효율적이지 않을 것이다. 이제, 매개 금속이 어떻게 항복 금속의 용해 및 산화에 관여하는지에 관한 정확한 메커니즘은 선택된 항복 금속 및 매개 금속에 의해 결정된다. 전술한 실시예에서, 항복 금속이 구리이고 매개 금속이 바나듐일 때, 바나듐은 애노드측 (6) 에서 V3 + 상태보다 훨씬 높은 매개 산화 상태 (V5 +) 로 산화될 수도 있는데, 그 후 V5 + 는 구리와 반응하여서, 구리를 산화하고 용해한다. 이제, "과산화된 (over-oxidized)" 바나듐 (V5 +) 은 그것의 최초 고 포텐셜 값 (V3 +) 으로 다시 환원된다. 애노드측 (6) 에서, 중간 산화 상태에 대응하는 "과산화" 는 또한 바나듐과 다른 매개 금속들로 가능하다. In dissolving copper and oxidizing copper in the anolyte (1), in some embodiments of the present invention the intermediate metal may be involved in the corresponding reactions, for example with such a low acid content at these process conditions Both dissolution and oxidation would be improved, where dissolution and oxidation would only be inefficient with the combined effect of current and acid solution. Now, the exact mechanism of how the intermediate metal is involved in the dissolution and oxidation of the yield metal is determined by the selected yield metal and the intermediate metal. In the above embodiment, when the yield metal is copper and the intermediate metal is vanadium, the vanadium may be oxidized to a mediated oxidation state (V 5 + ) much higher than the V 3 + state on the anode side 6, after which V 5 + hayeoseo is reacted with copper and the copper oxide is dissolved. Now, the "over-oxidized" vanadium (V 5 + ) is reduced back to its original high potential value (V 3 + ). On the anode side 6, "peroxide" corresponding to the intermediate oxidation state is also possible with vanadium and other intermediate metals.

그 후, 애노드액 용액과 캐소드액 용액은, 구리가 반응 2V2 + + Cu2 + -> 2V3 + + Cu0 을 통하여 석출되는 석출 챔버 (12) 에서 적합한 비율, 예를 들어 1 : 3 의 비율로 안내되고 혼합된다. 이 석출 반응을 기초로, 용액에 존재하는 모든 V2 + 와 Cu2 + 양이온들이 구리의 석출에 관여하도록 하기 위해서, 애노드액 및 캐소드액은 이론상으로 혼합비 1 : 2 를 필요로 한다. 최적의 혼합비는 애노드 반응의 반응 상태와 전류 효율뿐만 아니라 캐소드 반응의 반응 상태와 전류 효율에 의해 결정된다. Then, the anolyte solution and the catholyte solution have a suitable ratio in the precipitation chamber 12 in which copper is precipitated through the reaction 2V 2 + + Cu 2 + -> 2V 3 + + Cu 0 at a ratio of, for example, 1: 3. Guided and mixed in proportions. In order to be on the basis of the precipitation reaction, involved in all the V 2 + Cu 2 + cations are precipitated in the copper present in the solution, the anolyte and catholyte are in theory the mixing ratio 1: require two. The optimum mixing ratio is determined not only by the reaction state and current efficiency of the anode reaction, but also by the reaction state and current efficiency of the cathode reaction.

프로세스의 효율성과 신뢰성에 대해, 임의의 상당한 양의 V2 + 및/또는 Cu2 + 양이온이 순환 용액에 남지 않도록 보장하는 것이 유용하다. 본 발명의 일부 실시형태들에서, 예를 들어 모든 Cu2 + 양이온이 석출 반응에서 소모되도록 시도하고 보장하는 것이 유리하고, 이 경우에 애노드액과 캐소드액의 실제 혼합비는 1 : N 일 수 있고, 여기에서 N > 2 이다. 하지만, 파라미터 (N) 값은 또한 순환 용액이 전기 분해 셀로 다시 공급하기 전 어떻게 세정되는지에 따라 결정된다. 본 발명의 설명을 기초로, 적합한 혼합비를 찾는 것은 본 기술분야의 당업자에게 명백한 루틴한 테스트이다. For the efficiency and reliability of the process, any significant amount of V 2 + and / or Cu 2 + cation is useful to ensure that the solution remains in the circulation. Some embodiments in the form of, for example, all the Cu 2 + cation is advantageous to try to be consumed in the deposition reaction and to ensure the actual mixing ratio of the anolyte and catholyte in this case of the present invention is from 1: may be a N, Where N> 2. However, the parameter (N) value also depends on how the circulating solution is cleaned before feeding back to the electrolysis cell. Based on the description of the present invention, finding a suitable mixing ratio is a routine test apparent to those skilled in the art.

구리가 분말 (14) 로 석출되고 세퍼레이터 장비 (16) 에 의해 나머지 용액으로부터 분리될 때, 남아있는 순환 용액은 분리 프로세스에서 용액에 남아 있을 수 있는 임의의 구리, 고형 구리 및 용해되고 미석출된 Cu2 + 양이온을 가지는 세정 장비 (18) 에서 세정된다. 세정은 예를 들어 전기 분해로 석출 및 여과함으로써 수행될 수 있다. 상기 화학적 및 기계적 세정 후, 남아있는 순환 용액은 석출 반응 결과 수용액에 바나듐 양이온 (V3 +) 과 황산을 포함하는 출발 용액과 본질적으로 조성이 동일하다. 이 순환 용액은 다시 적합한 비율로 애노드측 (6) 의 애노드액 (1) 과 캐소드측 (8) 의 캐소드액 (3) 으로 나누어진다. 전술한 재생 이후, 동일한 순환 전해액이 더 많은/새로운 구리 분말 (14) 을 석출 챔버 (12) 로 석출하기 위한 장치 및 방법을 통하여 다시 안내될 수 있다. When copper is precipitated into powder 14 and separated from the remaining solution by separator equipment 16, the remaining circulating solution is any copper, solid copper and dissolved and unprecipitated Cu that may remain in solution in the separation process. It is cleaned in the cleaning equipment 18 having 2 + cations. The washing can be carried out, for example, by precipitation and filtration by electrolysis. After the chemical and mechanical cleaning, the remaining circulating solution is essentially the same composition as the starting solution containing vanadium cation (V 3 + ) and sulfuric acid in the aqueous solution as a result of the precipitation reaction. This circulating solution is further divided into the anolyte 1 on the anode side 6 and the catholyte 3 on the cathode side 8 at a suitable ratio. After the regeneration described above, the same circulating electrolyte can be guided back through the apparatus and method for precipitating more / fresh copper powder 14 into the precipitation chamber 12.

용액에서 분리된 고형 항복 금속 분말 (14) 이 피니싱 처리 장치에서 피니싱된다 (도 1, 단계 (S6)). 분리 및 피니싱 처리 프로세스들은 원하는 최종 제품의 성질에 따라 많은 다른 단계들을 포함할 수 있다. 본 발명의 일부 실시형태들에서, 순환 전해액으로부터 분리된 항복 금속 분말 (14) 은 용액으로부터 함께 운반된 불순물을 최소하하기 위해 물로 세척되고, 그 후 항복 금속 분말 (14) 이 건조되고 특히 분말의 산화를 방지하기 위해 패시베이션 층으로 코팅된다. 석출된 항복 금속 분말 (14) 이 다시 순환 용액으로 재용해되는 것을 최소화하기 위해서, 세퍼레이터 장비 (16) 에 의해 순환 전해액으로부터 항복 금속 분말 (14) 의 분리를 수행하는 것이 유용하고, 석출 반응 후 가능한 한 빨리 세척을 수행하는 것이 좋다. The solid yielding metal powder 14 separated from the solution is finished in the finishing treatment apparatus (FIG. 1, step S6). Separation and finishing treatment processes can include many different steps depending on the nature of the final product desired. In some embodiments of the invention, the yield metal powder 14 separated from the circulating electrolyte is washed with water to minimize impurities carried together from the solution, after which the yield metal powder 14 is dried and in particular of powder It is coated with a passivation layer to prevent oxidation. In order to minimize the re-dissolution of the precipitated yield metal powder 14 back into the circulating solution, it is useful to carry out the separation of the yield metal powder 14 from the circulating electrolyte by the separator equipment 16, and possible after the precipitation reaction. It is good to carry out the wash as soon as possible.

본 발명의 일부 실시형태들에서, 항복 금속 분말 (14) 은 다양한 분리된 세척 작동을 거친다. 세척 작동 사이에, 항복 금속 분말 (14) 은 세척액으로부터 분리된다. 본 발명의 일 실시형태에서, 세퍼레이터 장비 (16) 에서 얻어지고 원심 분리에 의해 순환 전해액으로부터 분리되지만 여전히 젖어있는 항복 금속 분말 (14) 이 물에서 질량 혼합비 1 : 20 (1 부분의 젖은 항복 금속 분말 (14) 및 20 부분의 물) 으로 3 회 혼합된다. 혼합 작동 사이에, 항복 금속 분말 (14) 이 세척액에서 분리된다. In some embodiments of the invention, the yield metal powder 14 is subjected to various separate washing operations. Between washing operations, the yield metal powder 14 is separated from the washing liquid. In one embodiment of the present invention, the yield metal powder 14 obtained in the separator equipment 16 and separated from the circulating electrolyte by centrifugation, but still wet, has a mass mixing ratio of 1:20 (one part of wet yield metal powder). 14 and 20 parts of water). Between mixing operations, the yield metal powder 14 is separated from the wash liquor.

세척 장비의 정확한 구조 및 작동은 심지어 크게 바뀔 수 있고, 이러한 장비를 생산하는 것은 본 발명의 설명에 비추어 본 기술분야의 당업자에게 분명하다. 본 발명의 바람직한 실시형태에서, 여러 연속 세척 작동들을 실현하기 위한 세척 장비는 예를 들어 컨베이어 벨트형 장치일 수 있는데, 젖은 항복 금속 분말 (14) 은 항복 금속 분말 (14) 을 세척액으로 운반하는 컨베이어 벨트 상에 부어지고, 여기에서 항복 금속 분말은 다음 컨베이어 벨트 등에 부어진다. 이제, 항복 금속 분말이 세척액에서 분리될 때, 즉 항복 금속 분말을 포함한 세척액을 컨베이어 벨트에 부을 때 항복 금속 분말 (14) 의 침전이 일어난다. The exact construction and operation of the cleaning equipment can even vary greatly, and producing such equipment is apparent to those skilled in the art in light of the description of the present invention. In a preferred embodiment of the invention, the cleaning equipment for realizing several continuous cleaning operations can be, for example, a conveyor belt type device, wherein the wet yielding metal powder 14 is a conveyor for carrying the yielding metal powder 14 into the cleaning liquid. Poured onto the belt, where the yield metal powder is then poured on the conveyor belt or the like. Precipitation of the yield metal powder 14 now occurs when the yield metal powder is separated from the wash liquid, that is, when the wash liquid containing the yield metal powder is poured onto the conveyor belt.

전술한 실시예 이외에, 또는 본원에 설명한 과정 대신에, 물론 분리된 항복 금속 분말은 많은 공지된 방법들, 예를 들어 사이펀에 의해 또한 세척될 수 있다. In addition to the embodiments described above, or instead of the procedures described herein, the isolated yield metal powder can of course also be washed by many known methods, for example siphon.

다양한 다른 전기 분해 셀 구조들이 전기 분해 셀의 애노드측에서 항복 금속을 용해하고 산화하기 위해 그리고 전기 분해 셀의 캐소드측에서 매개 금속을 환원하기 위해 설계될 수 있다. 도 4 에 개략적으로 도시된 전기 분해 셀 구조는 우수한 효율성을 가지고 신뢰할 수 있는 효율적인 방식으로 항복 금속 분말 (14) 을 제조하기 위해 장치에서 사용될 수 있다. Various other electrolysis cell structures can be designed to dissolve and oxidize the yield metal at the anode side of the electrolysis cell and to reduce the intermediate metal at the cathode side of the electrolysis cell. The electrolysis cell structure shown schematically in FIG. 4 can be used in the apparatus to produce the yield metal powder 14 in an efficient and reliable and efficient manner.

도 4 의 전기 분해 셀에서, 애노드측 (6) 과 캐소드측 (8) 은 다이어프램 (7) 에 의해 한정된 여러 구간, 즉 다이어프램 백들을 포함한다. 각각의 다이어프램 백은 각각 애노드 (2) 또는 캐소드 및 애노드액 (1) 또는 캐소드액 (3) 을 포함한다. 물론, 애노드 (2) 와 캐소드 (4) 는 전원 (미도시) 에 연결된다. 각각의 다이어프램 백 사이에, 전기 전도성 세퍼레이터 용액 (5) 이 공급되는데, 이것은 본 발명의 일 실시형태에서 적절한 고 포텐셜 값, 즉 산화된 상태로 매개 금속을 포함하고; 전술한 실시예의 경우, 세퍼레이터 용액 (5) 은 예를 들어 V3 + 이온을 포함할 수도 있다. In the electrolysis cell of FIG. 4, the anode side 6 and the cathode side 8 comprise several sections, namely diaphragm bags, defined by the diaphragm 7. Each diaphragm bag comprises an anode 2 or a cathode and an anolyte 1 or a catholyte 3 respectively. Of course, the anode 2 and the cathode 4 are connected to a power source (not shown). Between each diaphragm bag, an electrically conductive separator solution 5 is supplied, which in one embodiment of the invention comprises the intermediate metal in an appropriate high potential value, ie in an oxidized state; In the case of the embodiment described above, the separator solution 5 may for example comprise V 3 + ions.

게다가, 도 4 의 전기 분해 셀은 세퍼레이터 용액을 다이어프램 백들 사이에 남겨진 중간 공간 (11) 으로 공급하기 위한 공급 파이프 (9), 세퍼레이터 용액 (4) 을 위한 오버플로 채널 (13), 애노드액 용액과 캐소드액 용액을 위한 배수 채널들 (15) 뿐만 아니라, 보호 필름 (17) 을 포함한다. 도 4 의 전기 분해 셀은 배수 채널들 (15) 과 공급 파이프 (9) 를 매개로 다른 장치, 예를 들어 석출 챔버 (12) (도 4 에서 미도시) 에 연결될 수 있다. In addition, the electrolysis cell of FIG. 4 has a supply pipe 9 for supplying the separator solution to the intermediate space 11 left between the diaphragm bags, the overflow channel 13 for the separator solution 4, the anolyte solution and As well as the drainage channels 15 for the catholyte solution, as well as the protective film 17. The electrolysis cell of FIG. 4 can be connected to another device, for example the precipitation chamber 12 (not shown in FIG. 4) via the drainage channels 15 and the supply pipe 9.

본 발명의 실시형태에서, 세퍼레이터 용액 (5) 은 출발 용액으로서 역할을 하는데, 이 경우에 세퍼레이터 용액 (5) 의 조성은 출발 용액의 조성과 동일하다. 이제, 출발 용액이 공급 파이프 (9) 에 구비된 구멍들을 통하여 도 4 에 도시된 전기 분해 셀의 중간 공간 (11) 으로 공급될 수 있다. 중간 공간 (11) 으로부터, 세퍼레이터 용액 (5) 은 다이어프램들 (7) 에 구비된 천공들을 통하여 애노드액 (1) 과 캐소드액 (3) 으로서 다이어프램 백들로 유동한다. 추가로 또는 그 대신에, 다이어프램은 반투과성일 수 있어서, 세퍼레이터 용액 (5) (출발 용액) 은 애노드액 (1) 및/또는 캐소드액 (3) 으로서 다이어프램 (7) 을 통하여 제어할 수 있게 유동으로 접근한다. 애노드 반응들과 캐소드 반응들은 전술한 대로 다이어프램 백들에서 발생한다. 환원된 매개 금속을 포함하는 얻어진 캐소드액 용액뿐만 아니라 용해되거나 산화된 항복 금속을 포함하는 애노드액 용액은 예를 들어 배출구들 (15) 을 통하여 석출 챔버 (12) 로 안내될 수 있다. 본 발명의 일부 실시형태들에서, 배출구들 (15) 은 장치로부터 여분의 전해액을 제거하기 위한 오버플로 채널로서 역할을 할 수 있는데, 이 경우에 애노드액 용액 및/또는 캐소드액 용액은 예를 들어 이 용도로 제공된 흡입 유입구들을 통하여 다른 루트에 의하여 석출 챔버 (12) 로 이동될 수 있다. 결국 석출 챔버 (12) 에서 생성된 순환 용액은, 가능한 세정 단계들 후, 예를 들어 공급 파이프 (9) 를 통하여 다시 중간 공간 (11) 으로 그리고 추가로 애노드액 (1) 및/또는 캐소드액 (3) 으로 재순환될 수 있다. In the embodiment of the present invention, the separator solution 5 serves as the starting solution, in which case the composition of the separator solution 5 is the same as the composition of the starting solution. The starting solution can now be supplied to the intermediate space 11 of the electrolysis cell shown in FIG. 4 through the holes provided in the feed pipe 9. From the intermediate space 11, the separator solution 5 flows into the diaphragm bags as the anolyte 1 and the catholyte 3 through the perforations provided in the diaphragms 7. Additionally or alternatively, the diaphragm may be semipermeable such that the separator solution 5 (starting solution) may be controlled in flow through the diaphragm 7 as the anolyte 1 and / or the catholyte 3. Approach Anode reactions and cathode reactions occur in diaphragm bags as described above. The resulting catholyte solution comprising the reduced medium metal as well as the anolyte solution comprising the dissolved or oxidized yield metal can be led to the precipitation chamber 12 via the outlets 15, for example. In some embodiments of the invention, the outlets 15 can serve as an overflow channel for removing excess electrolyte from the device, in which case the anolyte solution and / or catholyte solution is for example It may be moved to the precipitation chamber 12 by another route through suction inlets provided for this purpose. The circulating solution, which in turn is produced in the precipitation chamber 12, after possible cleaning steps, for example through the feed pipe 9, back into the intermediate space 11 and further anolyte 1 and / or catholyte ( 3) can be recycled.

도 4 에 도시된 셀에서 다이어프램들 (7) 의 투과성 또는 다이어프램들 (7) 에 구비된 천공들의 크기를 조절함으로써, 단위 시간당 애노드측 (6) 및/또는 캐소드측 (8) 을 통하여 흐르는 용액의 양은 효율적으로 제어될 수 있다. 다이어프램들 (7) 의 투과성은 애노드측 (6) 에서 다이어프램들 (7) 및/또는 캐소드측 (8) 에서 다이어프램들 (7) 에 대해 따로따로 선택될 수 있다. 중간 공간 (11) 에 공급될 단위 시간당 용액의 양에 대해 다이어프램들 (7) 을 통하여 애노드측 (6) 및/또는 캐소드측 (8) 에서 다이어프램 백들에 유동 접근하는 단위 시간당 용액의 양을 적절히 제어함으로써, 중간 공간 (11) 에 배치된 세퍼레이터 용액 (5) 의 유체 정압은 세퍼레이터 용액 (5) 에 위치한 다이어프램 백들에 포함된 전해액의 유체 정압보다 높도록 조절될 수 있다. 따라서, 다이어프램 백에서 이격되어 중간 공간 (11) 을 향하여 다이어프램 (7) 을 통과하는 바람직하지 못한 전해액의 유동을 방지할 수 있다. 오버플로 채널 (13) 의 치수를 적절히 결정함으로써, 예를 들어 오버플로 채널을 적합한 높이에 배치함으로써, 도 4 에 따라, 중간 공간 (11) 과 애노드측 (6) 및/또는 캐소드측 (8) 사이의 유체 정압 차이는 너무 높게 상승하지 않고 임의의 여분의 세퍼레이터 용액은 오버플로 채널 (13) 을 통하여 셀 밖으로 유출되도록 보장할 수 있다. 각각, 또한 배출구들 (15) 의 치수와 위치를 결정함으로써, 상기 유체 정압 차이 형성에 영향을 미칠 수 있다. 다이어프램들 (7) 에 제공될 수 있는 천공들의 직경이 클 때, 다이어프램들 (7) 의 투과성과 함께, 상기 유체 정압 차이는 본질적으로 단위 시간당 애노드측 (6) 과 캐소드측 (8) 을 통하여 유동하는 용액의 양을 한정한다. 본 발명의 설명을 기초로, 전기 분해 셀의 치수 및 천공들의 배치에 대한 전술한 설계는 본 기술분야의 당업자에게 명백한 루틴한 테스트이다. By adjusting the permeability of the diaphragms 7 or the size of the perforations provided in the diaphragms 7 in the cell shown in FIG. 4, the solution flows through the anode side 6 and / or the cathode side 8 per unit time. The amount can be controlled efficiently. The permeability of the diaphragms 7 can be chosen separately for the diaphragms 7 on the anode side 6 and / or for the diaphragms 7 on the cathode side 8. Properly control the amount of solution per unit time flowing access to the diaphragm bags on the anode side 6 and / or the cathode side 8 via the diaphragms 7 with respect to the amount of solution per unit time to be supplied to the intermediate space 11. By this, the fluid static pressure of the separator solution 5 disposed in the intermediate space 11 can be adjusted to be higher than the fluid static pressure of the electrolyte solution contained in the diaphragm bags located in the separator solution 5. Therefore, it is possible to prevent undesirable flow of the electrolyte solution spaced from the diaphragm bag and passing through the diaphragm 7 toward the intermediate space 11. By appropriately determining the dimensions of the overflow channel 13, for example by placing the overflow channel at a suitable height, the intermediate space 11 and the anode side 6 and / or the cathode side 8 according to FIG. 4. The fluid static pressure difference between them does not rise too high and any excess separator solution can be ensured to flow out of the cell through the overflow channel 13. Each can also influence the formation of the hydrostatic pressure difference by determining the dimensions and position of the outlets 15. When the diameter of the perforations that can be provided in the diaphragms 7 is large, with the permeability of the diaphragms 7, the fluid static pressure difference essentially flows through the anode side 6 and the cathode side 8 per unit time. The amount of the solution to be limited is defined. Based on the description of the present invention, the above-described design of the dimensions of the electrolysis cell and the placement of the perforations is a routine test that is apparent to those skilled in the art.

전술한 대로, 본 발명의 일부 실시형태들에서, 전기 분해 셀의 애노드측 (6) 및/또는 캐소드측 (8), 예를 들어 다이어프램 백들로 출발 용액 및/또는 순환 용액을 직접 공급할 필요는 없지만, 본질적으로 장치 내 모든 용액은 중간 공간 (11) 을 통하여 순환한다. 다이어프램들 (7) 이 용액에 완전히 불투과성이고, 순환 용액 및/또는 출발 용액이 애노드측 (6) 및/또는 캐소드측 (8), 예를 들어 다이어프램 백들로, 직접적으로 그리고 중간 공간 (11) 을 통과하지 않고 공급될 수 있도록 선택된다. 본 발명의 일부 다른 실시형태들에서, 다이이어프램들 (7) 대신에, 예를 들어 임의의 유형의 이온들만 투과사키는 이온 선택성 멤브레인이 사용될 수 있다.As mentioned above, in some embodiments of the present invention, it is not necessary to directly supply the starting solution and / or the circulating solution to the anode side 6 and / or cathode side 8, for example the diaphragm bags of the electrolysis cell. In essence, all solutions in the device circulate through the intermediate space 11. The diaphragms 7 are completely impermeable to the solution, and the circulating solution and / or the starting solution are on the anode side 6 and / or the cathode side 8, for example with diaphragm bags, directly and in an intermediate space 11. It is selected so that it can be supplied without passing through. In some other embodiments of the invention, instead of the diaphragms 7, an ion selective membrane can be used, for example which only penetrates any type of ions.

도 4 에 따른 전기 분해 셀에서, 전기 분해 구조는 보호 필름 (17) 으로 커커버되고, 이것에 의하여 공기 또는 둘러싼 환경에 의해 야기되는 가능한 산화를 방지하도록 예를 들어 질소 가스 또는 일부 다른 불활성 가스로 중간 공간 (11) 이 가압될 수 있다. 또한 다이어프램 백들은 산화를 방지하도록 폐쇄되고 질소로 가압될 수 있다. In the electrolysis cell according to FIG. 4, the electrolysis structure is covered with a protective film 17, thereby for example with nitrogen gas or some other inert gas to prevent possible oxidation caused by air or the surrounding environment. The intermediate space 11 can be pressed. The diaphragm bags can also be closed and pressurized with nitrogen to prevent oxidation.

도 4 의 셀 구조는 전기 분해 셀에서 애노드액 및 캐소드액의 신뢰성 있는 분리를 가능하게 하는데, 이것은 조기 산화 및/또는 환원 반응들을 감소시킨다. 결과적으로, 도 4 에 따른 전기 분해 셀 구조를 사용함으로써, 본 방법에서 우수한 효율성이 달성된다. 추가로, 전기 분해 셀에서 항복 금속 분말의 조기 석출 위험이 감소되고, 이것은 방법의 신뢰성을 향상시키고 장비의 유지보수를 더욱 용이하게 한다.
The cell structure of FIG. 4 enables reliable separation of the anolyte and catholyte in the electrolysis cell, which reduces premature oxidation and / or reduction reactions. As a result, by using the electrolysis cell structure according to FIG. 4, good efficiency is achieved in the present method. In addition, the risk of premature precipitation of the yield metal powder in the electrolysis cell is reduced, which improves the reliability of the method and makes the equipment easier to maintain.

실시예Example

도 3 에 도시된 블록도에 따른 방법을 적용함으로써, 도 2 에 도시된 유형을 기본적으로 나타내는 장치에서, 황산 수용액을 출발 용액으로서 이용하여 구리 분말이 제조되었고, 상기 용액은 V3 + 양이온들을 포함한다. 이 출발 용액에서, 측정된 황산 농도는 약 500 g/ℓ 이었고, 측정된 바나듐 농도는 약 16 g/ℓ 이었다. 이용된 공급 재료는 분류 A 캐소드 구리 판이었고, 이것은 또한 전기 분해 셀의 애노드로서 역할을 한다. 이용된 캐소드는 275 mm x 130 mm 치수의 리드 (lead) 판이었다. 테스트 조건들에서, 용액 온도는 대략 20 ~ 35 ℃ 이었다. By applying the method according to the block diagram shown in FIG. 3, in a device basically showing the type shown in FIG. 2, a copper powder was prepared using an aqueous sulfuric acid solution as a starting solution, the solution containing V 3 + cations. do. In this starting solution, the measured sulfuric acid concentration was about 500 g / l and the measured vanadium concentration was about 16 g / l. The feed material used was a class A cathode copper plate, which also serves as the anode of the electrolysis cell. The cathode used was a lead plate measuring 275 mm x 130 mm. In test conditions, the solution temperature was approximately 20-35 ° C.

출발 용액이 전기 분해 셀로 공급되었고, 구리 애노드는 애노드액에서 산화되고 용해되었다. 용해된 구리의 측정된 함유량은 대략 4 g/ℓ 이었다. 그 후, 애노드액 용액은 애노드측에서 안내되었고, 캐소드액 용액은 캐소드측에서 석출 챔버로 안내되었는데, 이 실시예에서 석출 챔버는 유리병이었다. 애노드액 용액과 캐소드액 용액의 혼합비는 1 : 3 이었다. 혼합 작동의 결과, 구리 분말은 위의 설명에 따라 석출 챔버에서 형성되었다. 얻어진 구리 분말의 전자 현미경 이미지들이 도 5 에 도시되고; 이 이미지들로부터 예를 들어 구리 입자들의 크기 분배가 꽤 균질하고, 큰 입자 응집체들이 생성되지 않으며, 입자들의 평균 크기는 마이크로미터 범위 미만이라는 것을 볼 수 있다.The starting solution was fed into the electrolysis cell and the copper anode was oxidized and dissolved in the anolyte. The measured content of dissolved copper was approximately 4 g / l. Then, the anolyte solution was guided on the anode side, and the catholyte solution was guided on the cathode side to the precipitation chamber, in which the precipitation chamber was a glass bottle. The mixing ratio of the anolyte solution and the catholyte solution was 1: 3. As a result of the mixing operation, copper powder was formed in the precipitation chamber as described above. Electron microscope images of the obtained copper powder are shown in FIG. 5; From these images it can be seen, for example, that the size distribution of the copper particles is quite homogeneous, no large particle aggregates are produced and the average size of the particles is below the micrometer range.

본 발명을 예시하는 일부 실시예들과 실시형태들이 구리 분말을 제조하는 방법으로서 기술되지만, 본 발명의 이 설명을 기초로, 본 기술분야의 당업자는 본 발명의 다양한 실시형태들을 적용할 때 구리 이외의 다른 금속들의 분말들을 또한 용이하게 제조할 수 있다. 마찬가지로, 본 발명의 설명을 기초로, 본 기술분야의 당업자는 본 발명의 다양한 실시형태들에서 위의 실시예에 열거된 것과 다른 매개 금속 및/또는 산을 용이하게 사용할 수 있다. 본 발명은 단지 전술한 실시예들에 국한되지 않고, 첨부된 청구항의 범위 내에서 많은 다양한 변경이 이루어질 수 있다. Although some examples and embodiments illustrating the invention are described as a method of making a copper powder, based on this description of the invention, those skilled in the art will appreciate that when applying various embodiments of the invention other than copper Powders of other metals can also be readily produced. Likewise, based on the description of the present invention, those skilled in the art can readily use other mediating metals and / or acids than those listed in the above examples in various embodiments of the present invention. The present invention is not limited to only the above-described embodiments, and many various changes can be made within the scope of the appended claims.

Claims (26)

금속 분말 제조 방법으로서,
용해된 항복 금속 (yield metal) 을 항복 금속 분말 (14) 로 석출하기 위해 상기 용해된 항복 금속이 적어도 하나의 매개 금속을 포함한 용액과 혼합되는 금속 분말 제조 방법에 있어서,
상기 방법은,
- 산-함유 출발 용액의 제 1 부분은 애노드액 (1) 으로서 전기 분해 셀의 애노드측 (6) 으로 이동되어서, 애노드 (2) 및 항복 금속을 포함한 공급 재료와 접촉하게 되고; 산 이외에 매개 금속을 또한 포함하는, 상기 산-함유 출발 용액의 제 2 부분은 캐소드액 (3) 으로서 전기 분해 셀의 캐소드측 (8) 으로 이동되어서 캐소드 (4) 와 접촉하게 되고;
- 상기 항복 금속은 애노드 (2) 에서 전류를 전도함으로써 상기 애노드액 (1) 에서 산화 및 용해되고;
- 상기 출발 용액의 제 2 부분에 포함된 상기 매개 금속은 상기 캐소드측 (8) 에서 환원되고; 그리고
- 상기 출발 용액의 제 1 부분에서 용해된 산화된 항복 금속 및 환원된 매개 금속을 포함한 출발 용액의 제 2 부분을 혼합하기 위해 애노드액 용액과 캐소드액 용액이 석출 챔버 (12) 로 이동되는 것을 특징으로 하는 금속 분말 제조 방법.
As a metal powder manufacturing method,
In the method for producing a metal powder, in which the dissolved yield metal is mixed with a solution containing at least one intermediate metal in order to precipitate the dissolved yield metal into the yield metal powder (14),
The method comprises:
The first portion of the acid-containing starting solution is moved as an anolyte 1 to the anode side 6 of the electrolysis cell, in contact with a feed material comprising the anode 2 and the yield metal; A second portion of the acid-containing starting solution, which also comprises an intermediate metal in addition to an acid, is moved to the cathode side 8 of the electrolysis cell as the catholyte 3 to come into contact with the cathode 4;
The yielding metal is oxidized and dissolved in the anolyte (1) by conducting current at the anode (2);
The intermediate metal contained in the second part of the starting solution is reduced at the cathode side (8); And
The anolyte solution and the catholyte solution are transferred to the precipitation chamber 12 to mix the second portion of the starting solution comprising the oxidized yield metal and the reduced intermediate metal dissolved in the first portion of the starting solution. Metal powder production method to be used.
제 1 항에 있어서,
상기 출발 용액의 제 1 부분은 상기 애노드측에서 항복 금속의 용해를 증가시키기 위한 매개 금속을 포함하는 것을 특징으로 하는 금속 분말 제조 방법.
The method of claim 1,
Wherein the first portion of the starting solution comprises an intermediary metal for increasing dissolution of the yield metal at the anode side.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 애노드액 용액과 상기 캐소드액 용액의 혼합 결과 형성된 순환 용액의 제 1 부분은 애노드액 (1) 으로 복귀되는 것을 특징으로 하는 금속 분말 제조 방법.
The method according to claim 1 or 2,
The first part of the circulating solution formed as a result of the mixing of the anolyte solution and the catholyte solution is returned to the anolyte (1).
제 3 항에 있어서,
상기 출발 용액의 제 1 부분은 상기 순환 용액의 제 1 부분으로 구성되는 것을 특징으로 하는 금속 분말 제조 방법.
The method of claim 3, wherein
Wherein the first portion of the starting solution consists of the first portion of the circulating solution.
제 3 항 또는 제 4 항에 있어서,
상기 애노드액 용액과 상기 캐소드액 용액의 혼합 결과 형성된 순환 용액의 제 2 부분은 캐소드액 (3) 으로 복귀되는 것을 특징으로 하는 금속 분말 제조 방법.
The method according to claim 3 or 4,
The second part of the circulating solution formed as a result of the mixing of the anolyte solution and the catholyte solution is returned to the catholyte (3).
제 5 항에 있어서,
상기 출발 용액의 제 2 부분은 상기 순환 용액의 제 2 부분으로 구성되는 것을 특징으로 하는 금속 분말 제조 방법.
The method of claim 5, wherein
And the second portion of the starting solution consists of the second portion of the circulating solution.
제 5 항 또는 제 6 항에 있어서,
상기 순환 용액은 본질적으로 완전히 전해액으로 복귀되어서, 상기 순환 용액은 본질적으로 순환 용액의 제 1 부분과 순환 용액의 제 2 부분으로 구성되는 것을 특징으로 하는 금속 분말 제조 방법.
The method according to claim 5 or 6,
The circulating solution is essentially completely returned to the electrolyte solution, so that the circulating solution consists essentially of the first portion of the circulating solution and the second portion of the circulating solution.
제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 애노드액 (1) 과 상기 캐소드액 (3) 은 전기 전도성 다이어프램 (7) 에 의해 기계적으로 분리되는 것을 특징으로 하는 금속 분말 제조 방법.
The method according to any one of claims 1 to 7,
The method for producing metal powder, characterized in that the anolyte (1) and the catholyte (3) are mechanically separated by an electrically conductive diaphragm (7).
제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
전기 전도성 세퍼레이터 용액 (5) 은 상기 애노드액 (1) 과 상기 캐소드액 (3) 의 조기 혼합을 방지하기 위해서 애노드액 (1) 과 캐소드액 (3) 을 분리하는 2 개의 다이어프램들 (7) 사이에서 안내되는 것을 특징으로 하는 금속 분말 제조 방법.
The method according to any one of claims 1 to 8,
An electrically conductive separator solution 5 is provided between two diaphragms 7 separating the anolyte 1 and the catholyte 3 to prevent premature mixing of the anolyte 1 and the catholyte 3. Metal powder manufacturing method, characterized in that guided from.
제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 항복 금속은 구리인 것을 특징으로 하는 금속 분말 제조 방법.
10. The method according to any one of claims 1 to 9,
The yield metal is a metal powder manufacturing method, characterized in that copper.
제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 항복 금속은 다음 군, 니켈, 코발트, 아연, 은, 금, 루테늄, 로듐, 팔라듐, 오스뮴, 이리듐, 백금, 망간, 지르코늄, 주석, 카드뮴과 인듐 중에서 선택되는 것을 특징으로 하는 금속 분말 제조 방법.
10. The method according to any one of claims 1 to 9,
The yield metal is a metal powder manufacturing method, characterized in that selected from the following group, nickel, cobalt, zinc, silver, gold, ruthenium, rhodium, palladium, osmium, iridium, platinum, manganese, zirconium, tin, cadmium and indium.
제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 매개 금속은 바나듐인 것을 특징으로 하는 금속 분말 제조 방법.
12. The method according to any one of claims 1 to 11,
The intermediate metal is vanadium, characterized in that the metal powder production method.
제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 매개 금속은 티타늄, 크롬 및 철의 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는 금속 분말 제조 방법.
12. The method according to any one of claims 1 to 11,
The intermediate metal is a metal powder production method, characterized in that selected from the group of titanium, chromium and iron.
제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 매개 금속은 다음 군, 망간, 지르코늄, 몰리브덴, 테크네튬, 텅스텐, 수은, 게르마늄, 비소, 셀레늄, 주석, 안티몬, 텔루륨과 구리 중에서 선택되는 것을 특징으로 하는 금속 분말 제조 방법.
12. The method according to any one of claims 1 to 11,
The medium metal is a metal powder manufacturing method, characterized in that selected from the following group, manganese, zirconium, molybdenum, technetium, tungsten, mercury, germanium, arsenic, selenium, tin, antimony, tellurium and copper.
제 1 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 항복 금속을 포함한 공급 재료는 애노드 (2) 에 위치하는 것을 특징으로 하는 금속 분말 제조 방법.
15. The method according to any one of claims 1 to 14,
The feed material comprising the yield metal is located at the anode (2).
제 1 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 있어서,
선택된 항복 금속이 상기 출발 용액의 제 1 부분에 포함된 산의 가용성 염으로서 애노드액 (1) 에서 용해되도록 상기 항복 금속이 선택되는 것을 특징으로 하는 금속 분말 제조 방법.
The method according to any one of claims 1 to 15,
And the yield metal is selected such that the selected yield metal is dissolved in the anolyte (1) as a soluble salt of the acid contained in the first portion of the starting solution.
제 1 항 내지 제 16 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 출발 용액은 황산을 포함하는 것을 특징으로 하는 금속 분말 제조 방법.
17. The method according to any one of claims 1 to 16,
Wherein the starting solution comprises sulfuric acid.
제 1 항 내지 제 17 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 출발 용액에서 황산의 함유량은 적어도 50 g/ℓ, 그리고 바람직하게 50 g/ℓ ~ 1,500 g/ℓ 인 것을 특징으로 하는 금속 분말 제조 방법.
18. The method according to any one of claims 1 to 17,
The content of sulfuric acid in the starting solution is at least 50 g / l, and preferably 50 g / l to 1,500 g / l metal powder production method.
제 1 항 내지 제 18 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 출발 용액은 염산 또는 질산을 포함하는 것을 특징으로 하는 금속 분말 제조 방법.
The method according to any one of claims 1 to 18,
The starting solution comprises a hydrochloric acid or nitric acid.
용해된 항복 금속과 적어도 하나의 매개 금속을 포함한 용액을 혼합하여 항복 금속 분말 (14) 을 석출함으로써 금속 분말을 제조하는 장치에 있어서,
상기 장치는,
전기 분해 셀의 애노드측에 위치한 항복 금속을 용해하고 이것을 애노드액에서 산화시키고, 캐소드측에서 전기 분해 셀의 캐소드측 (8) 에 위치한 용해된 매개 금속을 환원하기 위한 전기 분해 셀;
상기 전기 분해 셀로부터 본질적으로 분리된 석출 챔버 (12); 및
상기 전기 분해 셀의 외부로부터, 환원된 매개 금속을 포함하는 캐소드액 용액과 애노드액 용액에서 용해된 항복 금속을 혼합하기 위해 전기 분해 셀의 애노드측 (6) 및 전기 분해 셀의 캐소드측 (8) 으로부터 각각 석출 챔버 (12) 로 애노드액 용액과 캐소드액 용액을 공급하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 금속 분말을 제조하는 장치.
In the apparatus for producing a metal powder by mixing the dissolved yield metal and a solution containing at least one intermediate metal to precipitate the yield metal powder (14),
The apparatus comprises:
An electrolysis cell for dissolving the yield metal located on the anode side of the electrolysis cell and oxidizing it in the anolyte and reducing the dissolved intermediate metal located on the cathode side 8 of the electrolysis cell on the cathode side;
A precipitation chamber 12 essentially separated from the electrolysis cell; And
From the outside of the electrolysis cell, the anode side 6 of the electrolysis cell and the cathode side 8 of the electrolysis cell for mixing the catholyte solution containing the reduced intermediate metal and the yield metal dissolved in the anolyte solution And means for supplying an anolyte solution and a catholyte solution from to the precipitation chambers (12), respectively.
제 20 항에 있어서,
상기 전기 분해 셀은 애노드측 (6) 과 캐소드측 (8) 을 기계적으로 분리하기 위해 전기 분해 셀의 애노드측 (6) 과 캐소드측 (8) 사이에 전기 전도성 다이어프램 (7) 을 포함하는 것을 특징으로 하는 금속 분말을 제조하는 장치.
21. The method of claim 20,
The electrolysis cell comprises an electrically conductive diaphragm 7 between the anode side 6 and the cathode side 8 of the electrolysis cell for mechanically separating the anode side 6 and the cathode side 8. An apparatus for producing a metal powder.
제 20 항 또는 제 21 항에 있어서,
상기 전기 분해 셀은 전기 분해 셀의 애노드측 (6) 과 캐소드측 (8) 사이에 2 개의 전기 전도성 다이어프램들 (7) 을 포함하여서 상기 2 개의 다이어프램들 (7) 사이에 남겨진 공간에 제공된 전기 전도성 세퍼레이터 용액 (5) 에 의하여 애노드측 (6) 과 캐소드측 (8) 을 기계적으로 분리하는 것을 특징으로 하는 금속 분말을 제조하는 장치.
22. The method according to claim 20 or 21,
The electrolysis cell comprises two electrically conductive diaphragms 7 between the anode side 6 and the cathode side 8 of the electrolysis cell and is provided in the space left between the two diaphragms 7. An apparatus for producing a metal powder, characterized in that the anode side (6) and the cathode side (8) are mechanically separated by the separator solution (5).
제 20 항 내지 제 22 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 전기 분해 셀의 애노드측 (6) 에 공급된 항복 금속은 전기 분해 셀의 애노드 (2) 에 위치하는 것을 특징으로 하는 금속 분말을 제조하는 장치.
The method according to any one of claims 20 to 22,
The yielding metal supplied to the anode side (6) of the electrolysis cell is located at the anode (2) of the electrolysis cell.
제 20 항 내지 제 23 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 전기 분해 셀은 다이어프램 (7) 에 의해 한정된 적어도 하나의 백을 포함하여서, 상기 백 내부에 애노드액 및/또는 캐소드액을 유지하는 것을 특징으로 하는 금속 분말을 제조하는 장치.
The method according to any one of claims 20 to 23,
The electrolysis cell comprises at least one bag defined by a diaphragm (7) to hold an anolyte and / or catholyte inside the bag.
제 20 항 내지 제 24 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 전기 분해 셀은 상기 2 개의 다이어프램들 (7) 사이에 남겨진 공간으로부터 애노드측 (6) 및/또는 캐소드측 (8) 으로 세퍼레이터 용액 (5) 을 안내하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 금속 분말을 제조하는 장치.
The method according to any one of claims 20 to 24,
The electrolytic cell comprises means for guiding the separator solution 5 from the space left between the two diaphragms 7 to the anode side 6 and / or the cathode side 8. Device for manufacturing.
제 20 항 내지 제 25 항 중 어느 한 항에 있어서,
전해액은 전해액에 포함된 항복 금속 및/또는 매개 금속의 산화를 방지하기 위해 무산소 환경에 배치되는 것을 특징으로 하는 금속 분말을 제조하는 장치.
The method according to any one of claims 20 to 25,
Electrolyte is an apparatus for producing a metal powder, characterized in that disposed in an oxygen-free environment to prevent oxidation of the yield metal and / or the intermediate metal contained in the electrolyte.
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