KR20160046635A - 저 폐수형 유가금속 전해장치 - Google Patents

저 폐수형 유가금속 전해장치 Download PDF

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KR20160046635A KR1020140142807A KR20140142807A KR20160046635A KR 20160046635 A KR20160046635 A KR 20160046635A KR 1020140142807 A KR1020140142807 A KR 1020140142807A KR 20140142807 A KR20140142807 A KR 20140142807A KR 20160046635 A KR20160046635 A KR 20160046635A
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Abstract

본 발명은 환경오염을 방지하면서 각종 폐기물에 부착된 유가금속을 효과적으로 회수할 수 있는 저 폐수형 유가금속 전해장치에 관한 것이다.
본 발명에 의한 저 폐수형 유가금속 전해장치(100)는, 전해 및 유가 금속의 박리가 이루어지는 전해박리조(110)와, 상기 전해박리조(110)의 내측에 놓여지는 양극판(120) 및 음극판(130)과, 상기 전해박리조(110)의 상단을 가로질러 설치되어 상기 양극판(120)에 양(+)의 전극을 가지도록 안내하는 양극막대(140)와, 상기 양극막대(140)와 이격되도록 상기 전해박리조(110)의 상단을 가로질러 설치되어상기 음극판(130)이 음(-)의 전극을 가지도록 안내하는 양극막대(140)와, 내부에는 다수의 스크랩(scrap)이 구비되는 바렐(160)과, 상기 전해박리조(110)의 일측에 구비되어상기 바렐(160) 및 내부의 스크랩에 부착된 용해액이 세척되도록 하는 세척조(170) 등으로 구성된다. 이와 같은 본 발명에 의하면 유가금속의 회수가 용이하게 이루어지는 이점이 있다.

Description

저 폐수형 유가금속 전해장치{Low wastewater type valuable metal electrolysis device}
본 발명은 저 폐수형 유가금속 전해장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 환경오염을 방지하면서 각종 폐기물에 부착된 유가금속을 효과적으로 회수할 수 있는 저 폐수형 유가금속 전해장치에 관한 것이다.
일반적으로 인쇄회로기판(PCB) 등에는 각종 유가금속이 내재되어 있다.
상기 인쇄회로기판이 장시간 사용되어 그 수명이 다하면 이를 폐기하게 되는데, 인쇄회로기판에 내재된 유가금속을 회수하고 이를 폐기하는 것이 일반적이었으며, 상기 인쇄회로기판을 폐기하는 과정에서 유가금속이 함유된 스크랩이 발생한다.
그런데, 종래의 유가금속 회수 방식은 상기 스크랩을 산성을 띠는 용해액에 침전시키고 유가금속을 용해시킨 뒤, 물을 뿌리면서 꺼내고, 다시 환원제 등을 첨가시킨 뒤 이를 폐기하였다.
이러한 과정에서 다량의 폐수가 발생할 수밖에 없으며, 이러한 폐수의 존재로 인하여 환경오염을 초래하는 결과를 가져왔다.
따라서, 이렇게 환경을 오염시키는 것을 억제하기 위해서, 유가금속의 회수 과정에서 발생하는 폐수의 발생을 극소화시킬 수 있는 장치의 개발이 절실한 실정이다.
등록특허 제10-0981789호
본 발명은 상기한 바와 같은 제반 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 폐수의 발생을 최대로 억제하여 환경 파괴를 최소화하면서도 회수되는 유가금속을 음극판으로부터 쉽게 분리할 수 있는 저 폐수형 유가금속 전해장치을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 저 폐수형 유가금속 전해장치는, 전해 및 유가 금속의 박리가 이루어지는 전해박리조(110)와; 상기 전해박리조(110)의 내측에 놓여지며, 티타늄(titanium) 재질로 이루어지는 양극판(120)과; 상기 전해박리조(110)의 내측에 놓여지며, 스테인레스(stainless steel) 재질로 이루어지는 음극판(130)과; 상기 전해박리조(110)의 상단을 가로질러 설치되며, 상기 양극판(120)과 음극판(130)의 일단을 지지하고, 상기 양극판(120)에 양(+)의 전극을 가지도록 안내하는 양극막대(140)와; 상기 양극막대(140)와 이격되도록 상기 전해박리조(110)의 상단을 가로질러 설치되며, 상기 양극판(120)과 음극판(130)의 다른 일단을 지지하고, 상기 음극판(130)이 음(-)의 전극을 가지도록 안내하는 음극막대(150)와; 상기 전해박리조(110)의 내부에 충진되는 용해액에 선택적으로 담겨지며, 내부에는 다수의 스크랩이 구비되는 바렐(160)과; 상기 전해박리조(110)의 일측에 구비되며, 상기 바렐(160) 및 내부의 스크랩에 부착된 용해액이 세척되도록 하는 세척조(170);를 포함하는 것을 특징으로 한다.
그리고, 티타늄(titanium) 재질로 이루어지는 상기 양극판(120)의 외면에는, 이리듐 또는 백금 중 적어도 어느 하나가 코팅되며; 스테인레스(stainless steel) 재질로 이루어지는 상기 음극판(130)의 외면에는, 동(銅)도금이 이루어지는 것을 특징으로 한다.
상기 음극판(130) 또는 양극판(120)의 상단에는, 상기 양극막대(140) 또는 음극막대(150)에 걸어지는 단봉(122)과 장봉(124)이 외측으로 돌출되게 형성되며, 상기 장봉(124)의 끝단에는 절연재질로 이루어지는 절연부재(126)가 더 구비됨을 특징으로 한다.
상기 음극판(130)에 도금되는 동(銅)도금은, 0.2㎛ 이하의 두께를 가지는 것을 특징으로 한다.
상기 전해박리조(110)와 세척조(170) 사이에는 공급관(190)이 구비되고, 상기 공급관(190)에는 공급펌프(192)가 더 구비되어 상기 세척조(170)의 용액을 상기 전해박리조(110)로 공급하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 저 폐수형 유가금속 전해장치에 의하면, 폐수의 발생을 최대로 억제하여 환경을 파괴를 최소로 할 수 있으며, 회수되는 유가금속을 음극판으로부터 쉽게 분리할 수 있으며, 전기의 효율을 극대화시켜 전해 작업을 효율적으로 할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명에서는 전해박리조 옆에 세척조가 구비된다. 따라서, 유가금속이 박리된 바렐을 다시 세척조로 옮겨 세척함으로써 PCB기판과 같은 스크랩(scrap)을 재활용할 수 있는 장점이 있다.
도 1은 본 발명에 의한 저 폐수형 유가금속 전해장치의 제1실시예의 구성을 나타낸 사시도.
도 2는 본 발명에 의한 저 폐수형 유가금속 전해장치의 제2실시예의 구성을 보인 평면도.
도 3은 본 발명에 의한 저 폐수형 유가금속 전해장치의 제2실시예를 구성하는 양극판과 음극판의 구성을 보인 측면도.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 저 폐수형 유가금속 전해장치를 첨부된 도면에 의거하여 상세히 설명한다.
도 1에는 본 발명에 의한 저 폐수형 유가금속 전해장치의 제1실시예의 구성이 사시도로 도시되어 있다.
이에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 저 폐수형 유가금속 전해장치(100)는 스크랩투입조(10)와, 전해조(20)와, 아노드백(30)과, 음극판(40)과, 양극판(50)과, 정류기(60)와, 이송관(70)과, 이송펌프(80)와, 밸브(90)를 포함하고 있다.
상기 스크랩투입조(10)는 유가 금속을 포함하는 스크랩으로부터 유가 금속을 녹일 수 있는 용해액이 수용되어 있으며, 스크랩이 투하되는 곳이다.
상기 전해조(20)는 상기 스크랩투입조(10)로부터 연장되며, 용해액을 수용시킬 수 있는 것이다. 상기 전해조(20)에서 실제적인 전해 작업이 이루어진다.
상기 아노드백(30)은 상기 스크랩투입조(10)와 전해조(20)를 구획하며, 유체는 통과되고 불순물은 통과되지 않으며, 내 약품성을 가지는 합성섬유로 이루어지는 것이다.
상기 음극판(40)은 상기 전해조(20) 내에 위치되며, 회수되는 유가 금속이 결집되며, 회수되는 유가 금속을 용이하게 분리시키기 위해 스텐레스(SUS) 재질을 가지는 것이다.
상기 양극판(50)은 상기 전해조(20) 내에 위치되는 것이다.
상기 정류기(60)는 상기 음극판(40)과 양극판(50)을 연결시키며 통전시키는 것이다.
상기 이송관(70)은 상기 전해조(20)에 수용된 용해액을 상기 스크랩투입조(10)로 이송시키는 통로가 되는 것이다.
상기 이송펌프(80)는 상기 전해조(20)에 수용된 용해액을 상기 스크랩투입조(10)로 이송시키는 것이다.
상기 밸브(90)는 상기 이송관(70)에 설치되며, 상기 이송관(70)을 흐르는 유체의 이송을 개폐시키는 것이다.
한편, 본 실시예에서 상기 양극판(50)은, 전류효율을 높여서 전해를 용이하게 하기 위해서, 티타늄 재질에 이리듐 혹은 백금 중에서 어느 하나로 코팅한 것이 바람직하다.
상기와 같은 구성을 가진 본 발명의 제1실시예에 따른 저 폐수형 유가금속 전해장치(100)는 다음과 같이 사용된다.
먼저, 상기 스크랩투입조(10)에 용해액을 수용시킨 다음 스크랩을 투하시킨다.
그러면, 불순물 등은 상기 아노드백(30)을 통과하지 못하고, 유가금속이 함유된 용해액은 상기 아노드백(30)을 통과하여 전해조(20)로 이동된다.
상기 전해조(20)에서 전해 작업이 이루어지며, 회수되는 유가금속은 상기 음극판(40)에 결집된다.
그런데, 상기 음극판(40)이 스텐레스 재질을 가지므로 쉽게 유가금속이 분리되는 것이다.
또한, 상기 양극판(50)은 전기 효율을 높이기 위해서 티타늄 재질에 이리듐 혹은 백금으로 코팅되어 있으므로 전해 작업의 효율이 높아지는 것이다.
이렇게 전해되고 난 뒤의 용해액을 바로 버리지 않고 상기 이송펌프(80)를 작동시켜 상기 이송관(70)과 밸브(90)를 통해서 다시 상기 스크랩투입조(10)로 이송시킨다.
이렇게 순환반복 형식으로 용해액을 사용하고 용해액을 폐기를 억제하므로 폐수의 발생이 극소화될 수 있는 것이다.
도 2 및 도 3에는 본 발명에 의한 저 폐수형 유가금속 전해장치의 제2실시예의 구성이 도시되어 있다. 즉, 도 2에는 본 발명에 의한 저 폐수형 유가금속 전해장치의 제2실시예의 구성이 평면도로 도시되어 있으며, 도 3에는 이러한 제2실시예를 구성하는 양극판 및 음극판의 구성이 측면도로 도시되어 있다.
이들 도면에 도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 저 폐수형 유가금속 전해장치(100)는, 전해 및 유가 금속의 박리가 이루어지는 전해박리조(110)와, 상기 전해박리조(110)의 내측에 놓여지는 양극판(120) 및 음극판(130)과, 상기 전해박리조(110)의 상단을 가로질러 설치되어 상기 양극판(120)에 양(+)의 전극을 가지도록 안내하는 양극막대(140)와, 상기 양극막대(140)와 이격되도록 상기 전해박리조(110)의 상단을 가로질러 설치되어상기 음극판(130)이 음(-)의 전극을 가지도록 안내하는 음극막대(150)와, 내부에는 다수의 스크랩(scrap)이 구비되는 바렐(160)과, 상기 전해박리조(110)의 일측에 구비되어상기 바렐(160) 및 내부의 스크랩에 부착된 용해액이 세척되도록 하는 세척조(170) 등으로 구성된다.
상기 전해박리조(110)는 도시된 바와 같이 상방이 개구된 사각통상으로 이루어지며, 내부에는 유가 금속을 포함하는 스크랩(scrap)으로부터 유가 금속을 녹일 수 있는 용해액이 수용(충진)된다.
상기 전해박리조(110)를 가로로 가로질러서는 상기 양극막대(140)와 음극막대(150)가 각각 설치된다.
상기 양극막대(140)와 음극막대(150)는 서로 전후로 이격되게 설치되며, 상기 전해박리조(110)의 상단부에 설치된다.
상기 양극막대(140)와 음극막대(150)는 도시된 바와 같이 상기 양극판(120)과 음극판(130)의 양단을 각각 지지하게 된다. 즉, 상기 양극막대(140)와 음극막대(150)는 상기 양극판(120)과 음극판(130)의 선단과 후단을 각각 지지하게 된다.
상기 양극판(120)과 음극판(130)은, 상기 양극막대(140)와 음극막대(150)의 상측으로 분리 가능하도록 설치된다. 즉, 상기 양극판(120)과 음극판(130)을 상측으로 들어올리면 상기 양극막대(140)와 음극막대(150)로부터 양극판(120)과 음극판(130)이 분리되도록 설치하는 것이 바람직하다.
따라서, 상기 양극막대(140)와 음극막대(150)에는 상기 양극판(120)과 음극판(130)을 지지하는 단봉(122)과 장봉(124)이 놓여지는 다수의 홈(142,144)이 형성된다. 즉, 도시된 바와 같이 상기 양극막대(140)의 선단에는 중앙부에 상대적으로 폭이 큰 대홈(142)이 형성되고, 좌우에는 상대적으로 폭이 작은 소홈(144)이 각각 형성된다.
그리고, 상기 음극막대(150)의 후단 중앙부에는 상대적으로 폭이 작은 소홈(144)이 형성되고, 좌우에는 상대적으로 폭이 큰 대홈(142)이 각각 형성된다.
상기 양극판(120)은, 소정 두께를 가지는 사각평판으로 이루어지며, 상기 전해박리조(110)의 내측에 놓여지고, 티타늄(titanium) 재질로 이루어진다. 그리고, 이러한 티타늄(titanium) 재질로 이루어지는 상기 양극판(120)의 외면에는, 이리듐 또는 백금 중 적어도 어느 하나가 코팅된다.
이와 같이, 상기 티타늄(titanium) 재질로 이루어지는 상기 양극판(120)의 외면에 이리듐 또는 백금을 코팅하는 것은, 전류 효율을 높이기 위함이다.
상기 음극판(130)도 상기 양극판(120)과 같이 소정 두께를 가지는 사각평판으로 이루어지며, 상기 전해박리조(110)의 내측에 놓여지고, 스테인레스(stainless steel) 재질로 이루어진다.
그리고, 이와 같이 스테인레스(stainless steel) 재질로 이루어지는 음극판(130)의 외면에는, 동(銅)도금이 이루어진다. 상기 음극판(130)에 도금되는 동(銅)도금은, 0.2㎛ 이하의 두께를 가지는 것이 바람직하다.
이처럼 상기 음극판(130)에 동(銅)도금을 0.2㎛ 이하의 두께로 하는 것은, 금과 은 등의 전착을 용이하게 함과 동시에 전착된 금과 은 등의 분리(회수)도 용이하게 하기 위함이다. 즉, 상기 음극판(130)에 전착된 금과 은 등은 다시 황산이나 염산에 담가 회수하게 되는데, 이때 황산이나 염산에 상기 동(銅)도금이 쉽게 녹아 없어지게 되므로 유가금속의 회수가 용이하게 되는 것이다.
상기 음극판(130) 또는 양극판(120)의 상단에는, 도시된 바와 같이 상기 양극막대(140) 또는 음극막대(150)에 걸어지는 단봉(122)과 장봉(124)이 외측으로 돌출되게 형성된다.
즉, 사각평판으로 이루어지는 상기 음극판(130) 또는 양극판(120)의 전후(도 3에서는 좌우)에는 단봉(122)과 장봉(124)이 각각 전후(도 3에서는 좌우)로 연장 형성된다.
상기 단봉(122)은 상대적으로 짧은 길이를 가지며, 상기 양극막대(140)나 음극막대(150)의 소홈(144)에 수용되어 안착된다.
상기 장봉(124)은 상대적으로 상기 단봉(122)보다는 길게 형성되며, 상기 음극판(130) 또는 양극판(120)의 다른 일단을 지지하는 역할을 한다.
상기 장봉(124)의 끝단에는 도시된 바와 같이 절연부재(126)가 더 구비된다. 상기 절연부재(126)는, 상기 장봉(124)의 끝단을 감싸도록 형성되며, 전류의 흐름을 차단하는 역할을 한다.
상기 절연부재(126)와 상기 장봉(124)의 끝단은 상기 양극막대(140)나 음극막대(150)의 대홈(142)에 수용되어 안착된다.
그리고, 상기 음극판(130) 또는 양극판(120)에는 도시된 바와 같이 다수의 관통공(128)이 형성된다. 이러한 관통공(128)은 상기 전해박리조(110)에 채워지는 용해액이 상기 음극판(130)과 양극판(120)을 쉽게 통과하도록 안내하는 역할도 한다.
상기 바렐(160)은, 상기 전해박리조(110)의 내부에 충진되는 용해액에 선택적으로 담겨지며, 내부에는 다수의 스크랩(scrap)이 구비된다. 즉, 상기 바렐(160)은 전해액이 통과 가능하도록 형성되며, 내부에는 PCB기판과 같은 스크랩(scrap)이 담겨진다.
그리고, 이러한 바렐(160)은 상기 전해박리조(110)에 착탈 가능하게 장착되는 것이 바람직하며, 모터(180) 등에 의해 회전 가능하게 설치된다. 즉, 상기 바렐(160)은 상기 전해박리조(110)에 설치된 상태로 회전하게 된다.
이처럼 상기 바렐(160)이 회전하도록 하는 것은, 바렐(160) 내부의 스크랩(scrap)에 부착된 금이나 은과 같은 유가금속의 박리가 쉽게 일어나도록 하기 위함이다. 즉, 상기 바렐(160)이 회전하여야 유가금속의 박리가 더 잘 일어나게 된다.
한편, 상기 전해박리조(110)의 일측(도 2에서는 좌측)에는 세척조(170)가 구비된다. 상기 세척조(170)는, 상기 바렐(160) 및 바렐(160) 내부에 구비된 스크랩에 부착된 용해액이 세척되도록 하는 역할을 한다.
즉, 상기 바렐(160)이 상기 전해박리조(110) 내부에서 박리 작업을 완료한 다음에는 다시 상기 세척조(170)로 이동하여 세척된다. 이렇게 되면, 상기 바렐(160)에 담겨진 PCB기판 등의 스크랩(scrap)에 묻은 용해액 등이 씻겨지게 되므로, PCB기판 등의 재활용이 가능하게 되는 것이다.
상기 전해박리조(110)와 세척조(170) 사이에는 공급관(190)이 구비되고, 이러한 공급관(190)에는 공급펌프(192)가 더 구비된다. 따라서, 공급펌프(192)에 의해 상기 세척조(170)의 용액을 상기 전해박리조(110)로 공급하는 것이 가능하므로 폐수가 줄어들고 전해액의 재료비가 절감되는 효과가 있다.
상기와 같은 구조에서 먼저 바렐(160)에 PCB기판과 같은 다수의 스크랩을 내장시킨 다음, 상기 전해박리조(110)에 담가 회전시킨다. 이렇게 되면, 스크랩(scrap)에 있던 유가금속이 용해되어 나온다.
그런 다음에는 상기 양극판(120)과 음극판(130)에 전원을 가하여 전해시킨다. 이렇게 되면 상기 음극판(130)에 금과 은과 같은 유가금속이 전착된다.
그리고, 상기 음극판(130)을 황산이나 염산용액에 담그게 되면, 동(銅)도금이 녹게 되어 금이나 은 등이 분리되는 것이다.
한편, 상기 바렐(160)은 전해박리조(110)로부터 건져내어 상기 세척조(170)에 담근다. 이렇게 되면, 상기 바렐(160)에 내장된 스크랩(scrap) 표면에 묻어있던 용액이 씻겨져 나가게 되므로, PCB기판 등을 다시 재활용 할 수 있게 된다.
이러한 본 발명의 범위는 상기에서 예시한 실시예에 한정되지 않고, 상기와 같은 기술범위 안에서 당 업계의 통상의 기술자에게 있어서는 본 발명을 기초로 하는 다른 많은 변형이 가능할 것이다.
10.스크랩투입조 20.전해조
30.아노드백 40.음극판
50.양극판 60.정류기
70.이송관 80.이송펌프
90.밸브 100.전해장치
110. 전해박리조 120. 양극판
130. 음극판 140. 양극막대
150. 음극막대 160. 바렐
170. 세척조

Claims (5)

  1. 전해 및 유가 금속의 박리가 이루어지는 전해박리조(110)와;
    상기 전해박리조(110)의 내측에 놓여지며, 티타늄(titanium) 재질로 이루어지는 양극판(120)과;
    상기 전해박리조(110)의 내측에 놓여지며, 스테인레스(stainless steel) 재질로 이루어지는 음극판(130)과;
    상기 전해박리조(110)의 상단을 가로질러 설치되며, 상기 양극판(120)과 음극판(130)의 일단을 지지하고, 상기 양극판(120)에 양(+)의 전극을 가지도록 안내하는 양극막대(140)와;
    상기 양극막대(140)와 이격되도록 상기 전해박리조(110)의 상단을 가로질러 설치되며, 상기 양극판(120)과 음극판(130)의 다른 일단을 지지하고, 상기 음극판(130)이 음(-)의 전극을 가지도록 안내하는 음극막대(150)와;
    상기 전해박리조(110)의 내부에 충진되는 용해액에 선택적으로 담겨지며, 내부에는 다수의 스크랩이 구비되는 바렐(160)과;
    상기 전해박리조(110)의 일측에 구비되며, 상기 바렐(160) 및 내부의 스크랩에 부착된 용해액이 세척되도록 하는 세척조(170);를 포함하는 것을 특징으로 하는 저 폐수형 유가금속 전해장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 티타늄(titanium) 재질로 이루어지는 상기 양극판(120)의 외면에는,
    이리듐 또는 백금 중 적어도 어느 하나가 코팅되며;
    스테인레스(stainless steel) 재질로 이루어지는 상기 음극판(130)의 외면에는, 동(銅)도금이 이루어지는 것을 특징으로 하는 저 폐수형 유가금속 전해장치.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 음극판(130) 또는 양극판(120)의 상단에는, 상기 양극막대(140) 또는 음극막대(150)에 걸어지는 단봉(122)과 장봉(124)이 외측으로 돌출되게 형성되며, 상기 장봉(124)의 끝단에는 절연재질로 이루어지는 절연부재(126)가 더 구비됨을 특징으로 하는 저 폐수형 유가금속 전해장치.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 음극판(130)에 도금되는 동(銅)도금은, 0.2㎛ 이하의 두께를 가지는 것을 특징으로 하는 저 폐수형 유가금속 전해장치.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 전해박리조(110)와 세척조(170) 사이에는 공급관(190)이 구비되고, 상기 공급관(190)에는 공급펌프(192)가 더 구비되어, 상기 세척조(170)의 용액을 상기 전해박리조(110)로 공급하는 것을 특징으로 하는 저 폐수형 유가금속 전해장치.
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