KR20160114256A - 염과 카드뮴을 분리하기 위한 증류장치 및 이를 이용한 증류방법 - Google Patents

염과 카드뮴을 분리하기 위한 증류장치 및 이를 이용한 증류방법 Download PDF

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Abstract

본 발명에 따른 염과 카드뮴을 분리하기 위한 증류장치 및 이를 이용한 증류방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 히팅수단; 상기 히팅수단에 내장되어 염, 카드뮴 및 전착물의 혼합물이 수용되고, 상기 히팅수단에 의하여 용융된 염과 카드뮴간의 표면장력 차이를 이용하여 염과 카드뮴을 분리시키는 분리수단; 상기 분리수단 하부에 배치되는 회수부; 및 상기 회수부 하부에 배치되어 분리된 염과 카드뮴을 수거하는 회수도가니;를 포함하여 이루어지고, 이 증류장치를 이용하여 염과 카드뮴을 분리하기 위한 증류방법을 포함하여 구성된다.
즉 본 발명은 염과 카드뮴간의 표면장력 차이를 이용하여 염과 카드뮴을 분리시키기 위한 분리수단을 도입함으로써 염을 증류시키기 위한 추가적인 증류공정이 필요 없게 되고, 이에 의하여 염과 카드뮴이 공존한 상태에서 증류작업을 할 필요가 없어 증류 시, 공정온도를 낮출 수 있는 염과 카드뮴을 분리하기 위한 증류장치 및 이를 이용한 증류방법을 제안하고자 한다.

Description

염과 카드뮴을 분리하기 위한 증류장치 및 이를 이용한 증류방법{DISTILLATION APPARATUS FOR SEPARATING SALT FROM CADMIUM AND DISTILLATION METHOD}
본 발명은 염과 카드뮴간의 표면장력 차이를 이용하여 염과 카드뮴을 분리하여 회수하기 위한 증류장치 및 이를 이용한 증류방법에 관한 것이다.
일반적으로 파이로프로세싱의 단위공정인 전해제련공정은 고체전극을 사용하여 순수한 우라늄을 회수하는 전해정련 공정 후 액체카드뮴음극(LCC)을 사용하여 LiCl-KCl 공융염에 축적된 TRU 원소를 잔류한 우라늄과 함께 공회수하는 공정이다.
이때 액체카드뮴 음극을 사용하게 되면 전착 전위차가 줄어들어 희토류 금속도 일부 TRU 생성물에 함유되기 때문에 고체 전극과 달리 순수한 Pu만 회수 할 수 없기 때문에 비확산성을 확보할 수 있다는 장점이 있다.
그러나 고체 전극과 달리 액체카드뮴 전극은 회수된 전착물이 액체카드뮴 전극에 녹거나 합금을 형성하기 때문에 용융염 뿐만 아니라 카드뮴도 증류해야 한다는 단점이 있다.
기존의 증류 방법은 카드뮴과 염(LiCl-KCl)이 동시에 녹는 온도 조건하에서 카드뮴음극도가니 바닥에 존재하는 U 및 TRU 전착물을 금속망을 이용하여 염과 카드뮴으로부터 분리하는 방법과 카드뮴음극도가니를 직접 카드뮴 증류장치 및 염 증류 장치를 이용하여 분리 하는 방법 등이 있다.
그러나 금속망을 이용한 전착물과 염/카드뮴 분리는 추가적인 장치가 필요하고 염과 카드뮴을 따로 분리하여 재사용 할 수 없다는 단점이 있다.
또한 카드뮴과 염을 동시에 증류시키는 방법은 카드뮴과 염을 분리하지 않고 카드뮴 증류장치 또는 염 증류장치를 이용하여 증류하게 되는데, 이 경우 카드뮴과 염이 공존하는 상태이므로 염을 회수하기 위해서 높은 공정 온도가 요구되고, 염과 카드뮴의 녹는 온도 및 끓는 온도의 차이에 의한 전착물의 튐 형상으로 손실이 발생하는 부작용이 발생되는 문제점이 있다.
일본 공개특허공보 특개평8-54493호(1996.02.27.)
본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로,
염과 카드뮴간의 표면장력 차이를 이용하여 염과 카드뮴을 분리시키기 위한 분리수단을 도입함으로써 염을 증류시키기 위한 추가적인 증류공정이 필요 없게 되고, 이에 의하여 염과 카드뮴이 공존한 상태에서 증류작업을 할 필요가 없어 증류 시, 공정온도를 낮출 수 있게 된다.
또한 본 발명은 염과 카드뮴이 각각 분리한 후, 카드뮴을 증류하기 때문에 전착물의 튐 현상이 방지되고, 이에 의한 전착물의 손실이 방지될 뿐만 아니라, 염과 카드뮴을 재활용하고자 하는 것을 또 하나의 목적으로 한다.
본 발명에 따른 염과 카드뮴을 분리하기 위한 증류장치는 히팅수단; 히팅수단에 내장되어 염, 카드뮴 및 전착물의 혼합물이 수용되고, 히팅수단에 의하여 용융된 염과 카드뮴간의 표면장력 차이를 이용하여 염과 카드뮴을 분리시키는 분리수단;
분리수단 하부에 배치되는 회수부; 및 회수부 하부에 배치되어 분리된 염과 카드뮴을 수거하는 회수도가니;를 포함하여 이루어진다.
한편 본 발명에 따른 염과 카드뮴을 분리하기 위한 증류방법은
(a) 염, 카드뮴 및 전착물의 혼합물을 염/카드뮴 분리수단에 투입하는 단계;
(b) 상기 혼합물을 가열하여 염과 카드뮴을 용융시키고, 상대적으로 표면장력이 작은 용융된 염을 상기 분리수단으로부터 배출시켜 회수하는 단계;
(c) 상기 분리수단에 수용된 카드뮴을 끓는점 온도로 가열하여 증류시키는 단계; 및
(d) 상기 (c) 단계에서 증류 후, 응축된 카드뮴을 녹는점 온도로 가열하여 회수하는 단계;를 포함하여 이루어진다.
본 발명에 따른 염과 카드뮴을 분리하기 위한 증류장치 및 이를 이용한 증류방법은 염과 카드뮴간의 표면장력 차이를 이용하여 염과 카드뮴을 분리시키기 위한 분리수단을 도입함으로써 염을 증류시키기 위한 추가적인 증류공정이 필요 없게 되고, 이에 의하여 염과 카드뮴이 공존한 상태에서 증류작업을 할 필요가 없어 증류 시, 공정온도를 낮출 수 있다는 점에서 공정효율을 향상시킬 수 있게 된다.
또한 본 발명은 염과 카드뮴이 각각 분리한 후, 카드뮴을 증류하기 때문에 전착물의 튐 현상이 방지되고, 이에 의한 전착물의 손실이 방지될 뿐만 아니라, 염과 카드뮴을 재활용할 수 있게 된다.
아울러 본 발명은 분리수단이 구조가 단순하면서도, 설치가 용이하다는 점에서 경제성을 높일 수 있게 된다.
도 1은 본 발명에 따른 염과 카드뮴을 분리하기 위한 증류장치를 나타내는 개념도,
도 2는 본 발명에 따른 염과 카드뮴을 분리하기 위한 증류방법을 나타내는 흐름도,
도 3 내지 도 6은 본 발명에 따른 증류방법의 나타내는 공정도.
이하에서는 본 발명에 따른 염과 카드뮴을 분리하기 위한 증류장치 및 이를이용한 증류방법을 첨부된 도면을 참조하여 보다 자세하게 설명하기로 한다.
도 1에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 염과 카드뮴을 분리하기 위한 증류장치는
히팅수단(10)과, 히팅수단(10)에 내장되어 염과 카드뮴간의 표면장력을 이용하여 이들을 분리하는 염/카드뮴 분리수단(20)과, 분리된 염 또는 카드뮴을 위한 회수부(30)와, 회수부(30) 하부에 배치되어 분리된 염과 카드뮴을 회수하기 위한 회수도가니(40)를 포함하여 구성된다.
본 명세서상에서 전착물 혼합물은 염(LiCl-KCl을 포함하는 공융염), 카드뮴 및 금속전착물(U 및 TRU를 포함)이 혼합된 상태를 의미한다.
먼저 도 1에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 히팅수단(10)은
상부에 배치되는 제1 히터(11)와, 상기 제1 히터(11) 하부에 배치되는 제2 히터(13)를 포함하여 구성된다.
히팅수단(10)의 각 히터는 분리가 가능하도록 구성될 뿐만 아니라, 동시에 또는 선택적으로 가동됨으로써 염과 카드뮴의 분리 공정마다 그 특성에 상응하도록 운전이 가능하도록 구성된다.
또한 히팅수단(10)의 각 히터는 상하로 배치되어 그 내부에 가열공간이 형성되고, 이 가열공간에는 후술한 분리수단(20), 회수부(30) 및 회수도가니(40)가 수용된다.
이 경우 제1 히터(11)가 점하는 상부공간을 제1 가열공간(HS1)이라 하고, 제1 가열공간(HS1)상에는 분리수단(20), 또는 분리수단(20)과 회수부(30)의 상부 부분이 배치될 수 있다.
또한 제2 히터(13)가 점하는 하부공간을 제2 가열공간(HS2)이라 하고, 제2 가열공간(HS2)상에는 회수부(30)와 회수도가니(40), 또는 회수부(30)의 하부 부분과 회수도가니(40)가 배치될 수 있다.
다음으로 도 1에 도시된 바와 같이 다음으로 본 발명에 따른 염/카드뮴 분리수단(20)은
염, 카드뮴 및 전착물의 혼합물을 가열하여 용융된 염과 카드뮴간의 표면장력 차이를 이용하여 분리시키는 역할을 수행하게 된다.
이를 위해 분리수단(20)은 상부가 개방된 형태의 다공성 분리필터(21)와, 분리필터(21)의 하부에 배치되는 전착물도가니(23)를 포함하여 구성되고, 분리필터(21)와 전착물도가니(23)는 제1 히터(11)에 의하여 가열된다.
이 경우 용융된 염과 카드뮴의 표면장력은 염이 상대적으로 작기 때문에 다공설 분리필터(21)로부터 용융된 염이 배출되고, 상대적으로 표면장력이 큰 용융된 카드뮴은 분리필터(21)를 통과하지 못하므로 분리필터(21)에 남게 된다.
이때 히팅수단(10)에 의한 가열온도는 염과 카드뮴이 동시에 용융될 수 있는 녹는점 온도로 가열하도록 하게 된다.
이렇게 가열되어 용융된 염과 카드뮴 중에서 용융된 염만이 다공성 분리필터(21)를 통과되도록 분리필터(21)의 메쉬 크기는 용융된 카드뮴은 통과할 수 없는 크기를 제작되어야 하므로 이를 고려한 메쉬 크기를 갖는 분리필터(21)를 선택하는 것이 중요하다.
예를들면 메쉬 크기가 1mm 정도에서 용융된 염이 분리필터(21)를 통과한다고 가정하고, 메쉬 크기가 2mm 이상인 경우 용융된 카드뮴이 분리필터(21)를 통과한다고 할때, 분리필터(21)의 메쉬 크기는 1mm 또는 2mm 이하, 또는 1mm 내지 2mm 정도로 제작된 다공성 분리필터(21)를 선택하는 것이 바람직하다.
아울러 도 1에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 회수부(30)는
분리수단(20)에 하부에 배치되어 분리된 염과 카드뮴을 회수도가니(40)로 유도하거나, 카드뮴의 증류 시, 휘발된 카드뮴의 응축을 유도하는 역할을 하게 된다.
즉 회수부(30)는 분리수단(20) 하부에 배치되어 분리수단(20)의 분리필터(21)로부터 배출되는 용융된 염을 하방으로 유도하는 염회수부(31)와, 염회수부(31)의 하부에 배치되어 용융된 염을 하방으로 유도하고, 카드뮴의 증류 시, 휘발된 카드뮴의 응축을 유도하는 염회수겸용 카드뮴응축부(이하 '카드뮴응축부(33)'라고 함)를 포함하여 구성된다.
먼저 염회수부(31)와 카드뮴응축부(33)를 위해 복수의 지지프레임(상부 지지프레임(1))이 구비되고, 이 지지프레임 상단에는 염회수부(31)가 배치되며, 지지프레임 내부에는 카드뮴응축가 다단으로 배치되어 고정된다.
이 경우 지지프레임을 스테인리스 스틸이나, 이와 동등하거나 유사한 재질을을 사용하는 것이 바람직하고, 회수부(30) 및 카드뮴응축부(33)는 지지프레임에 용접되어 고정되거나, 또는 분리 결합이 용이하도록 별도의 결합구에 의하여 고정되는 것도 가능하다.
아울러 염회수부(31)와 카드뮴응축부(33)는 깔대기 또는 꼬깔 형태로 제작되어 용융된 염과 카드뮴이 자연스럽게 하부로 흘러내려 회수도가니(40)에 회수될 수 있도록 하여 염과 카드뮴의 회수작업을 원활히 하기 위함이다.
염회수부(31)는 각 지지프레임의 상단에 거치되어 고정되고, 분리필터(21)를 통과한 용융 염이 외부로 흘러내리지 않도록 상단의 넓이가 분리수단(20)보다 크게 제작되는 것이 바람직하다.
카드뮴응축부(33)는 염회수부(31)를 통하여 흘러내리는 용융 염이 회수도가니(40)로 흘러내리도록 유도함은 물론이고, 카드뮴의 증류과정(즉 제1 히터(11)만 가동되어 카드뮴의 끓는점 온도로 가열하고, 제2 히터(13)는 가동되지 않음)에서 휘발된 카드뮴이 비중 차에 의하여 회부측으로 자연유하되는 경우, 제1 가열공간(HS1)과 제2 가열공간(HS2)간의 온도 차이로 인한 카드뮴의 응축을 유도하는 공간을 제공하게 된다.
이 경우 카드뮴응축부(33)가 다단으로 배치되는 것은 카드뮴의 증류 시, 휘발된 카드뮴은 카드뮴응축부(33)에서 응축되는데, 이 경우 제2 가열공간(HS2)상에서도 상부와 하부공간상에 온도 차이가 존재하기 때문에 상대적으로 온도가 높은 상부에 배치된 카드뮴응축부(33)에서는 액체상태로 응축된 카드뮴이 하부 카드뮴응축부(33)로 흘러내리도록 유도하고, 상대적으로 온도가 낮은 하부에 배치되는 카드뮴응축부(33)에서 응축된 액체상태의 카드뮴이 고체상태로 응고되어 달라붙도록 유도하기 위함이다.
즉 카드뮴응축부(33)는 카드뮴 증류공정 시, 카드뮴의 상변화에 따른 원활한 증류작업을 위해 다단으로 배치될 수 있도록 하는 것이 바람직하다.
도 1에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 회수도가니(40)는
회수부(30)의 하부에 배치되어 분리수단(20)에 의하여 분리된 염과 카드뮴이 염회수부(31)와 카드뮴응축부(33)를 통하여 흘러내리고, 이렇게 흘러내린 염과 카드뮴을 분리 회수하기 위한 공간을 제공하게 된다.
회수도가니(40)는 지지프레임의 하부 내측에 배치되고, 그 하부에는 받침대(5)가 구비되어 받침대(5) 상부에 배치된다.
이 경우 지지프레임은 염회수부(31)와 카드뮴응축부(33)를 지지하는 상부 지지프레임(1)과, 상부 지지프레임(1) 하부에 배치되고, 회수도가니(40)가 수용되는 하부 지지프레임(3)을 포함하여 구성된다.
특히 하부 지지프레임(3)은 받침대(5)에 고정되는 지지부(3a)와, 지지부(3a) 상단에 연결되어 내측방향으로 경사진 유도부(3b)로 구성된다.
이 경우 유도부(3b)는 카드뮴의 증류공정에서 휘발된 카드뮴의 일부가 상부 지지프레임(1)에 달라붙은 액체 또는 고체상태의 카드뮴이 지지프레임을 타고 흘러내리는 경우 흘러내리는 카드뮴을 회수도가니(40)로 유도함으로써 카드뮴의 회수를 원활히 할 수 있게 된다.
이하에서는 염과 카드뮴을 분리하기 위한 증류장치를 이용한 증류방법을 설명하면서 전술한 바와 같은 증류장치에서 설명한 각 구성요소와 동일한 명칭은 동일한 기능과 작용효과를 가짐을 밝힌다.
따라서 본 발명의 기술적 사상을 보다 명확히 하고, 중복 기재를 피하기 위해 동일한 명칭과, 이에 따른 동일한 기능과 작용효과를 가지는 구성요소에 대하여 특별한 언급이 없는 한, 그 기재를 생략하기로 한다.
한편 도 1 내지 도 6에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 염 및 카드뮴의 분리하기 위한 증류장치를 이용한 증류방법은
(a) 염, 카드뮴 및 전착물의 혼합물을 염/카드뮴 분리수단(20)에 투입하는 단계(S100);
(b) 혼합물을 가열하여 염과 카드뮴을 용융시키고, 상대적으로 표면장력이 작은 용융된 염을 상기 분리수단(20)으로부터 배출시켜 회수하는 단계(S200);
(c) 분리수단(20)에 수용된 카드뮴을 끓는점 온도로 가열하여 증류시키는 단계(S300); 및
(d) 단계에서 증류 후, 응축된 카드뮴을 녹는점 온도로 가열하여 회수하는 단계(S400);를 포함하여 구성된다.
먼저 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 (a) 단계(S100)는
염(S), 카드뮴(cd) 및 전착물(ED) 혼합물을 염(S)/카드뮴(cd) 분리수단(20)에 투입하여 염(S)과 카드뮴(cd)을 분리하기 위한 준비공정이다.
먼저 염(S), 카드뮴(cd) 및 전착물(ED) 혼합물이 액체카드뮴 도가니(LCC)로부터 잉곳(igot) 형태로 분리되는 경우에는 잉곳 형태의 전착물 혼합물을 분리수단(20)의 분리필터(21)에 투입하게 된다.
그러나 전착물 혼합물이 액채카드뮴 도가니(LCC)로부터 분리되지 않는 경우에는 액체카드뮴 도가니(LCC)를 분리수단(20)의 분리필터(21)에 거꾸로 뒤집어 삽입시키게 되는데, 이를 위해 분리필터의 내측면에는 액체카드뮴 도가니가 거치될 수 있도록 안치부(21a)가 형성되어 있다.
이렇게 분리수단(20)에 투입된 전착물 혼합물은 분리수단(20)에 의하여 염(S)과 카드뮴(cd)을 용융시켜 분리시키게 된다.
다음으로 도 2 및 도 4에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 (b) 단계(S200)는
준비공정인 (a) 단계(S100)에서 분리수단(20)에 투입된 전착물 혼합물을 히팅수단(10)으로 가열하여 염(S)과 카드뮴(cd)을 용융시켜 이들을 분리하여 회수하는 염 회수공정이다.
(b) 단계(S200)는 히팅수단(10)의 제1 및 제2 히터(11)(13)를 가동시켜 전착물 혼합물을 가열시키게 되는데, 이때 염(S)과 카드뮴(cd)이 동시에 용융될 수 있도록 염(S)과 카드뮴(cd)이 동시에 융용될 수 있는 녹는점 온도로 가열하게 된다.
이때 염(S)과 카드뮴(cd)의 녹는점 온도는 약 353℃, 326℃이고, 전착물의 녹는점 온도가 약 500℃ 이상임을 고려할 때, 염(S)과 카드뮴(cd) 모두를 용융될 수 있도록 500℃이하로 가열하도록 하는 것이 바람직하다.
이렇게 가열되어 용융된 염(S)과 카드뮴(cd)은 상호간의 표면장력 차이에 의하여 용융된 염(S)은 분리필터(21)를 통과하여 흘러내리고, 흘러내린 용융 염(S)은 염(S)회수와 카드뮴(cd)응축부(33)를 거쳐 회수도가니(40)로 회수되며, 분리된 염(S)을 회수도가니(40)로부터 수거된다.
아울러 분리필터(21)를 통과하지 못하는 용융된 카드뮴(cd)은 분리필터(21) 내에 남게 되고, 전착물(ED) 역시 융용되지 않은 상태로 분리필터(21) 및/또는 전착물도가니(23)에 남게 된다.
즉 본 발명에 따른 증류방법에 의하게 되면 염(S)과 카드뮴(cd)은 분리수단(20)에 의하여 분리되고, 분리된 염(S)만이 회수도가니(40)에 회수됨으로써 추가적으로 염(S)의 증류를 위한 공정이 불필요 하므로 염(S)을 증류시키기 위해 끓는점 온도 약 1000℃정도로 가열하는 별도의 공정이 필요 없게 된다.
아울러 도 2 및 도 5에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 (c) 단계(S300)는
염(S) 회수공정인 (b) 단계(S200)에서 분리된 염(S)을 회수한 후, 분리필터(21)에 남아 있는 카드뮴(cd)을 분리시키기 위한 증류공정이다.
즉 (c) 단계(S300)에서는 히팅수단(10)의 제1 히터(11)만 가동시키되, 카드뮴(cd)의 끓는점 온도(약 767℃) 약 800℃ 이하로 가열하거나 진공상태를 유지하게 되면 진공도에 따라 끊는점보다 낮은 온도에서도 증류가 가능하다.
이렇게 가열된 카드뮴(cd)은 휘발되어 기체상태로 분리필터(21)를 통과하여 빠져 나오게 되고, 기체상태의 카드뮴(cd)은 비중의 차이로 인하여 하부로 자연유하 된다.
즉 카드뮴(cd)의 증류공정에서는 염(S)을 분리한 후, 카드뮴(cd)을 끓는점 온도로 가열하여 증류하기 때문에 염(S)과 카드뮴(cd)이 공존하는 상태에서 증류작업을 할 필요가 없게 된다.
따라서 종래와 같이 녹는점과 끓는점 온도가 서로 다른 염(S)과 카드뮴(cd)의 공존 상태에서 증류작업을 할 필요가 없어 증류를 위한 공정온도를 낮출 수 있게 된다.
또한 증류작업 시, 염(S)과 카드뮴(cd)의 녹는점과 끓는점 온도 차이로 인한 전착물의 튐 현상을 방지할 수 있고, 이에 의한 손실을 원천적으록 차단할 수 있게 된다.
마지막으로 도 2 및 도 6에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 (d) 단계(S400)는
카드뮴(cd) 증류공정인 (c) 단계(S300)에서 증류된 카드뮴(cd)이 응축된 카드뮴응축부(33)를 가열하여 용융된 카드뮴(cd)을 회수도가니(40)에서 회수하는 카드뮴 회수공정이다.
즉 (d) 단계(S400)에서는 카드뮴 증류공정에서 휘발된 카드뮴(cd)은 하부로 낙하게되고, 이렇게 낙하한 카드뮴(cd)은 상대적으로 온도가 낮은 제2 가열공간(HS2)상에 설치되는 카드뮴응축부(33)에 응축되어 고체상태로 달라붙게 된다.
이 상태에서 제1 및 2 히터(11)(13)를 동시에 가동시키되, 카드뮴(cd)의 녹는점 온도인 350℃ 이하로 회수부(30)를 가열하게 되면, 카드뮴응축부(33)에 달라붙어 있던 고체상태의 카드뮴(cd)이 용융되어 카드뮴응축부(33)를 타고 흘러내려 회수도가니(40)에 회수되며, 이렇게 회수된 카드뮴(cd)은 회수도가니(40)로부터 수거된다.
상기한 바와 같이 본 발명에 따른 증류방법에 따르면 염과 카드뮴이 각각 분리되어 회수되기 때문에 종래와 같이 염과 카드뮴의 공존 상태에서 증류작업이 필요없게 되고, 이에 의하여 증류를 위한 공정온도를 낮출 수 있으며, 염과 카드뮴의 각각 분리되어 회수되므로 염과 카드뮴을 재활용할 수 있게 된다.
이상에서 첨부된 도면을 참조하여 본 발명인 염과 카드뮴을 분리하기 위한 증류장치 및 이를 이용한 증류방법을 설명함에 있어 특정 형상 및 방향을 위주로 설명하였으나, 본 발명은 당업자에 의하여 다양한 변형 및 변경이 가능하고, 이러한 변형 및 변경은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
S : 염 cd : 카드뮴
ED : 전착물 LCC : 액체카드뮴 도가니
HS1 : 제1 가열공간
HS2 : 제2 가열공간
1 : 상부 지지프레임 3 : 하부 지지프레임
3a : 지지부 3b : 유도부
5 : 받침대
10 : 히팅수단
11 : 제1 히터 13 : 제2 히터
20 : 분리수단
21 : 분리필터 21a : 안치부
23 : 전착물도가니
30 : 회수부
31 : 염회수부 33 : 카드뮴응축부
40 : 회수도가니
S100 : (a) 단계
S200 : (b) 단계
S300 : (c) 단계
S400 : (d) 단계

Claims (10)

  1. 히팅수단(10);
    상기 히팅수단(10)에 내장되어 염, 카드뮴 및 전착물의 혼합물이 수용되고, 상기 히팅수단(10)에 의하여 용융된 염과 카드뮴간의 표면장력 차이를 이용하여 염과 카드뮴을 분리시키는 분리수단(20);
    상기 분리수단(20) 하부에 배치되는 회수부(30); 및
    상기 회수부(30) 하부에 배치되어 분리된 염과 카드뮴을 수거하는 회수도가니(40);
    를 포함하여 이루어진 염과 카드뮴을 분리하기 위한 증류장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 분리수단(20)은
    염과 카드뮴 중 상대적으로 표면장력이 작은 염을 배출시키는 다공성 분리필터(21)와,
    상기 분리필터(21) 하부에 배치되는 전착물도가니(23)를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 염과 카드뮴을 분리하기 위한 증류장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 회수부(30)는 분리된 염을 상기 회수도가니(40)로 유도하고, 카드뮴 증류 시, 휘발된 카드뮴의 응축을 유도하는 염회수겸용 카드뮴응축부(33)로 구성되는 것을 특징으로 하는 염과 카드뮴을 분리하기 위한 증류장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 염회수겸용 카드뮴 응축부는 깔대기 형태로 구성되어 다단 배치되는 것을 특징으로 하는 증류장치.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 히팅수단(10)은
    상기 분리수단(20)을 가열하기 위한 제1 히터(11)와,
    상기 제1 히터(11) 하부에 배치되고, 상기 회수부(30) 또는 상기 회수도가니(40), 또는 이들 모두를 가열하기 위한 제2 히터(13)를 포함하여 이루어지고,
    상기 제1 및 제2 히터(11)(13)는 동시에 또는 선택적인 구동이 가능한 것을 특징으로 하는 염과 카드뮴을 분리하기 위한 증류장치.
  6. (a) 염, 카드뮴 및 전착물의 혼합물을 염/카드뮴 분리수단(20)에 투입하는 단계(S100);
    (b) 상기 혼합물을 가열하여 염과 카드뮴을 용융시키고, 상대적으로 표면장력이 작은 용융된 염을 상기 분리수단(20)으로부터 배출시켜 회수하는 단계(S200);
    (c) 상기 분리수단(20)에 수용된 카드뮴을 끓는점 온도로 가열하여 증류시키는 단계(S400); 및
    (d) 상기 (c) 단계(S300)에서 증류 후, 응축된 카드뮴을 녹는점 온도로 가열하여 회수하는 단계(S400);
    를 포함하여 이루어진 염과 카드뮴을 분리하기 위한 증류방법.
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 분리수단(20)은
    다공성 분리필터(21)와,
    상기 분리필터(21) 하부에 배치되는 전착물도가니(23)를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 염과 카드뮴을 분리하기 위한 증류장치.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 분리수단(20)을 가열하기 위한 제1 히터(11)와,
    상기 제1 히터(11) 하부에 배치되는 제2 히터(13)로 구성되는 히팅수단(10)을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 염과 카드뮴을 분리하기 위한 증류방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 (c) 단계(S300)에서 가열은 상기 제1 히터(11)에 의하여 수행되는 것을 특징으로 하는 염과 카드뮴을 분리하기 위한 증류방법.
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 (d) 단계(S400)에서 가열은 상기 제1 히터(11) 및 제2 히터(13)에 의하여 수행되는 것을 특징으로 하는 염과 카드뮴을 분리하기 위한 증류방법.
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