KR20220095329A - Electrorefining apparatus - Google Patents

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KR20220095329A KR1020200186028A KR20200186028A KR20220095329A KR 20220095329 A KR20220095329 A KR 20220095329A KR 1020200186028 A KR1020200186028 A KR 1020200186028A KR 20200186028 A KR20200186028 A KR 20200186028A KR 20220095329 A KR20220095329 A KR 20220095329A
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성일하이메탈(주)
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Abstract

Disclosed is an electrorefining apparatus capable of obtaining high-purity electrolytic metal by reducing impurities. An electrorefining apparatus according to an exemplary embodiment of the present invention includes an electrorefining cell for storing an electrolyte; an electrolyte precipitation tank for precipitating and removing impurities having a predetermined or greater specific gravity from the electrolyte supplied from the electrorefining cell; an electrolyte storage tank for storing a primary electrolyte overflowing from the electrolyte precipitation tank in which the impurities are precipitated; a filter for removing fine impurities from the primary electrolyte flowing from the electrolyte storage tank into the electrorefining cell; and a pump for circulating the electrolyte from the electrorefining cell through the electrolyte precipitation tank and the electrolyte storage tank back to the electrorefining cell.

Description

전해정련 장치{ELECTROREFINING APPARATUS}Electrorefining equipment {ELECTROREFINING APPARATUS}

본 발명은 전해정련 장치에 관한 것으로, 보다 상세히는 불순물을 저감시킬 수 있는 전해정련 장치에 관한 것이다.The present invention relates to an electrolytic refining apparatus, and more particularly, to an electrolytic refining apparatus capable of reducing impurities.

일반적인 전해정련 공정에서는 전해정련 중, 전해양극에서 슬라임(Slime) 과 같은 부산물이 발생하게 되고, 이것은 전해음극으로 전착되는 전해금속에 혼입되어 전해금속의 순도를 저하시키는 불순물로 작용할 수 있다.In the general electrolytic refining process, by-products such as slime are generated at the electrolytic anode during electrolytic refining, and this may be mixed into the electrolytic metal to be electrodeposited as the electrolytic cathode and act as an impurity that lowers the purity of the electrolytic metal.

종래 기술의 경우, 상기 불순물과 관련된 문제를 해결하기 위해서 전해양극에 양극포를 사용하여 전해액에 불순물 혼입을 방지하는 방법을 이용하거나, 또는 전해양극에서 발생되는 부산물이 전해정련 동안 양극에서 박리 또는 분리되지 않도록 양극 주조시 합금성분을 조절하는 방법 등이 제안된 바가 있다.In the case of the prior art, in order to solve the problem related to the impurities, a method of preventing impurities from entering the electrolyte solution by using an anode cell in the electrolytic anode is used, or by-products generated in the electrolytic anode are peeled or separated from the anode during electrorefining A method of controlling the alloy composition during anode casting so that it does not occur has been proposed.

그러나, 상술한 방법(양극포 또는 합금조절을 이용하는 기술)을 적용하더라도 전해정련 시, 양극에서 발생되는 슬라임이 전해금속에 혼입되는 것을 방지하는 것에는 한계가 있다. 따라서, 전해정련 공정시 전해금속의 순도를 보다 향상시킬 수 있는 기술의 개발이 필요한 실정이다.However, even if the above-described method (a technique using anode fabric or alloy control) is applied, there is a limit in preventing the slime generated at the anode from being mixed into the electrolytic metal during electrolytic refining. Therefore, there is a need to develop a technology capable of further improving the purity of the electrolytic metal during the electrolytic refining process.

대한민국 등록특허 제 10-1552770호Republic of Korea Patent Registration No. 10-1552770

본 발명의 일 실시예는 불순물을 저감시켜 고순도의 전해금속을 획득할 수 있는 전해정련 장치를 제공하고자 한다.An embodiment of the present invention is to provide an electrolytic refining apparatus capable of obtaining high-purity electrolytic metal by reducing impurities.

본 발명의 일 측면에 따르면, 전해액을 저장하는 전해정련 셀; 상기 전해정련 셀로부터 공급된 전해액으로부터 소정의 비중 이상의 비중을 갖는 불순물을 침전시켜 제거하는 전해액 침전조; 상기 불순물이 침전된 전해액 침전조로부터 오버플로우된 1차 전해액을 저장하는 전해액 저장조; 상기 전해액 저장조로부터 상기 전해 정련 셀로 유입되는 1차 전해액로부터 미세 불순물을 제거하기 위한 필터 및 상기 전해정련 셀로부터 전해액을 상기 전해액 침전조 및 전해액 저장조를 거처 다시 상기 전해정련 셀로 순환시키기 위한 펌프를 포함하는 전해정련 장치가 제공된다.According to an aspect of the present invention, an electrolytic refining cell for storing an electrolyte; an electrolyte precipitation tank for precipitating and removing impurities having a specific specific gravity or higher from the electrolyte supplied from the electrolytic refining cell; an electrolyte storage tank for storing the primary electrolyte overflowed from the electrolyte precipitation tank in which the impurities are precipitated; Electrolysis comprising a filter for removing fine impurities from the primary electrolyte flowing into the electrolytic refining cell from the electrolyte storage tank and a pump for circulating the electrolyte from the electrorefining cell through the electrolyte precipitation tank and the electrolyte storage tank back to the electrorefining cell A refining apparatus is provided.

이 때, 상기 필터는 테프론 필터일 수 있다.In this case, the filter may be a Teflon filter.

이 때, 상기 전해액 침전조 및 상기 전해액 저장조는 상기 전해액 침전조로부터 오버 플로우된 전해액이 상기 전해액 저장조로 바로 저장되도록 연결되어 배치될 수 있다.At this time, the electrolyte precipitation tank and the electrolyte storage tank may be arranged so that the electrolyte overflowed from the electrolyte precipitation tank is directly stored in the electrolyte storage tank.

이 때, 상기 전해액 침전조는 상기 전해액 침전조 내부에 소정 간격 이격된 둘 이상의 벽체를 구비하며, 상기 전해액은 상기 둘 이상의 벽체로 오버 플로우되어 순차적으로 불순물이 제거될 수 있다.In this case, the electrolyte precipitation tank may include two or more walls spaced apart from each other by a predetermined interval inside the electrolyte precipitation tank, and the electrolyte may overflow to the two or more walls to sequentially remove impurities.

본 발명의 일 실시예에 따른 전해정련 장치는 전해액을 전해액 침전조 및 필터에 순차적으로 유입시키고 순환시킴으로써, 비중이 높은 불순물과 미세한 크기의 불순물을 효과적으로 제거할 수 있다. The electrorefining apparatus according to an embodiment of the present invention can effectively remove impurities with high specific gravity and impurities with fine sizes by sequentially introducing and circulating the electrolyte into the electrolyte settling tank and the filter.

이를 통해 본 발명의 일 실시예에 따른 전해정련 장치는 불순물이 제거된 전해액을 지속적으로 전해정련 셀로 공급할 수 있으며, 그 결과 보다 고순도의 전해금속을 얻을 수 있다.Through this, the electrorefining apparatus according to an embodiment of the present invention can continuously supply the electrolyte from which impurities are removed to the electrorefining cell, and as a result, higher purity electrolytic metal can be obtained.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전해정련 장치를 도시한 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전해정련 장치의 전해정련 셀 구조체 내부에서의 유체의 흐름을 도시한 사시도이다.
도 3은 도 2의 전해정련 셀 구조체를 상부에서 바라본 평면도이다.
도 4는 도 2의 전해정련 셀 구조체를 YZ 평면에 평행한 방향으로 절단한 단면을 X축 방향으로 바라본 단면도이다.
도 5는 도 2의 전해정련 셀 구조체를 XZ 평면에 평행한 방향으로 절단한 단면을 Y축 방향으로 바라본 단면도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 전해정련 장치를 블록 형태로 도시한 블록도이다.1 is a perspective view showing an electrolytic refining apparatus according to an embodiment of the present invention.
2 is a perspective view illustrating the flow of a fluid in the electrorefining cell structure of the electrorefining apparatus according to an embodiment of the present invention.
3 is a plan view of the electrorefining cell structure of FIG. 2 as viewed from above.
4 is a cross-sectional view taken in the X-axis direction of the electrolytic refining cell structure of FIG. 2 cut in a direction parallel to the YZ plane.
5 is a cross-sectional view of the electrorefining cell structure of FIG. 2 taken in a direction parallel to the XZ plane as viewed in the Y-axis direction.
6 is a block diagram illustrating an electrolytic refining apparatus according to an embodiment of the present invention in a block form.

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 붙였다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, embodiments of the present invention will be described in detail so that those of ordinary skill in the art can easily carry out the present invention. The present invention may be embodied in many different forms and is not limited to the embodiments described herein. In order to clearly explain the present invention in the drawings, parts irrelevant to the description are omitted, and the same reference numerals are given to the same or similar components throughout the specification.

본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.In the present specification, terms such as “comprise” or “have” are intended to designate that a feature, number, step, operation, component, part, or combination thereof described in the specification is present, and one or more other features It should be understood that this does not preclude the existence or addition of numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof.

본 명세서에서, X축 방향, Y축 방향 및 Z축 방향을 규정함에 있어서, X축 방향은 도 3에 도시된 좌표축을 기준으로 규정한다. 구체적으로, X축 방향은 전해정련 셀 구조체의 제 1 격벽에서 제 2 격벽을 바라보는 방향으로 규정하고, Z축 방향은 지면에 수직하는 방향으로 규정하고, Y축 방향은 X축 및 Z축과 동시에 수직하는 방향으로 규정한다.In this specification, in defining the X-axis direction, the Y-axis direction, and the Z-axis direction, the X-axis direction is defined based on the coordinate axis shown in FIG. 3 . Specifically, the X-axis direction is defined as a direction facing the second partition wall from the first partition wall of the electrorefining cell structure, the Z-axis direction is defined as a direction perpendicular to the ground, and the Y-axis direction is defined as the X-axis and Z-axis At the same time, it is defined in the vertical direction.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전해정련 장치를 도시한 사시도이다. 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전해정련 장치의 전해정련 셀 구조체 내부에서의 유체의 흐름을 도시한 사시도이다. 도 3은 도 2의 전해정련 셀 구조체를 상부에서 바라본 평면도이다. 도 4는 도 2의 전해정련 셀 구조체를 YZ 평면에 평행한 방향으로 절단한 단면을 X축 방향으로 바라본 단면도이다. 도 5는 도 2의 전해정련 셀 구조체를 XZ 평면에 평행한 방향으로 절단한 단면을 Y축 방향으로 바라본 단면도이다. 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 전해정련 장치를 블록 형태로 도시한 블록도이다.1 is a perspective view showing an electrolytic refining apparatus according to an embodiment of the present invention. 2 is a perspective view illustrating the flow of a fluid in the electrorefining cell structure of the electrorefining apparatus according to an embodiment of the present invention. 3 is a plan view of the electrorefining cell structure of FIG. 2 as viewed from above. 4 is a cross-sectional view taken in the X-axis direction of the electrolytic refining cell structure of FIG. 2 cut in a direction parallel to the YZ plane. 5 is a cross-sectional view of the electrolytic refining cell structure of FIG. 2 cut in a direction parallel to the XZ plane as viewed in the Y-axis direction. 6 is a block diagram illustrating an electrolytic refining apparatus according to an embodiment of the present invention in a block form.

본 발명의 일 실시예에 따른 전해정련 장치(10)는 전기화학적 산화/환원 반응을 이용하여 전해금속을 획득하는 장치로서, 고순도의 금속이온성 액체에 금속염을 용해한 용액에 대하여 전압/전류를 가하여 금속을 환원 전착시키는 장치이다.The electrolytic refining apparatus 10 according to an embodiment of the present invention is an apparatus for obtaining an electrolytic metal using an electrochemical oxidation/reduction reaction, and applies a voltage/current to a solution in which a metal salt is dissolved in a high-purity metal ionic liquid. A device for reduction electrodeposition of metals.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 전해정련 장치(10)는 전해정련 셀(20), 전해액 침전조(40), 전해액 저장조(50), 필터(60) 및 펌프(70)를 포함한다.Referring to FIG. 1 , the electrorefining apparatus 10 according to an embodiment of the present invention includes an electrorefining cell 20 , an electrolyte precipitation tank 40 , an electrolyte storage tank 50 , a filter 60 and a pump 70 . include

본 발명의 일 실시예에서, 전해정련 셀(20)은 내부에 전해액(F1+F2)이 수용되는 전해정련 셀 구조체(21)와, 전해정련 셀 구조체(21)의 내부 공간에 배치되는 전해양극(25)과 전해음극(26)을 포함한다.In one embodiment of the present invention, the electrolytic refining cell 20 has an electrolytic refining cell structure 21 in which an electrolyte (F1 + F2) is accommodated, and an electrolytic anode disposed in the internal space of the electrolytic refining cell structure 21 . (25) and an electrolytic cathode (26).

먼저, 전해정련 셀 구조체(21)는 외부에서 유입되는 전해액(F1+F2)을 서로 혼합시키기 위한 공간(S1)을 구비하는 구조체로서, 함체 형상으로 형성될 수 있다.First, the electrorefining cell structure 21 is a structure having a space S1 for mixing an electrolyte (F1+F2) introduced from the outside with each other, and may be formed in a housing shape.

보다 상세히, 전해정련 셀 구조체(21)를 상부에서 바라본 도 3을 참조하면, 전해정련 셀 구조체(21)는 서로 대향하는 제 1 측면(21a) 제 2 측면(21b)을 포함할 수 있다. 그리고, 각각 제 1 측면(21a)과 제 2 측면(21b) 사이에 배치되며, 서로 대향하는 제 3 측면(21c) 및 제 4 측면(21d)을 포함할 수 있다.In more detail, referring to FIG. 3 when the electrorefining cell structure 21 is viewed from above, the electrorefining cell structure 21 may include a first side surface 21a and a second side surface 21b facing each other. In addition, the third side surface 21c and the fourth side surface 21d are disposed between the first side surface 21a and the second side surface 21b, respectively, and may include opposing third side surfaces 21c and fourth side surfaces 21d.

본 발명의 일 실시예에서, 도 2를 참조하면, 전해정련 셀 구조체(21)는 함체(27)와 제 1 격벽(31) 및 제 2 격벽(34)을 포함한다.In one embodiment of the present invention, referring to FIG. 2 , the electrorefining cell structure 21 includes a housing 27 , a first partition wall 31 , and a second partition wall 34 .

본 발명의 일 실시예에서, 제 1 격벽(31)과 제 2 격벽(34) 사이에 위치하는 함체(27)의 내부에는 혼합 공간(S1)이 형성될 수 있다. 즉, 혼합 공간(S1)은 제 1 격벽(31) 및 제 2 격벽(34)과, 제 3 측면(21c) 및 제 4 측면(21d)에 의해 둘러싸인 형태로 형성될 수 있다.In an embodiment of the present invention, a mixing space S1 may be formed inside the housing 27 positioned between the first bulkhead 31 and the second bulkhead 34 . That is, the mixing space S1 may be formed in a shape surrounded by the first partition wall 31 and the second partition wall 34 , and the third side surface 21c and the fourth side surface 21d.

한편, 본 발명의 일 실시예에서, 제 1 전해액(F1)과 제 2 전해액(F2)을 포함하는 전해액(F1+F2)이 전해정련 셀 구조체(21) 측으로 유입될 수 있는데, 이하, 제 1 격벽(31)의 제 2 공간(S2)을 통해 유입되는 전해액을 제 1 전해액(F1)이라 규정하고, 혼합 공간(S1) 측으로 바로 유입되는 전해액을 제 2 전해액(F2)이라 규정한다.On the other hand, in one embodiment of the present invention, the electrolyte (F1+F2) including the first electrolyte (F1) and the second electrolyte (F2) may be introduced into the electrorefining cell structure 21 side, hereinafter, the first The electrolyte flowing in through the second space S2 of the partition 31 is defined as the first electrolyte F1, and the electrolyte flowing directly into the mixing space S1 is defined as the second electrolyte F2.

이와 관련하여, 혼합 공간(S1)을 이루는 제 3 측면(21c)에는 유입부(22)가 형성될 수 있다. 여기서, 유입부(22)는 외부로부터 혼합 공간(S1) 측으로 제 1 전해액(F1)과 구분되는 제 2 전해액(F2)이 유입될 수 있는 통로로서 기능할 수 있다.In this regard, the inlet portion 22 may be formed on the third side surface 21c constituting the mixing space S1. Here, the inlet 22 may function as a passage through which the second electrolyte F2, which is distinguished from the first electrolyte F1, may be introduced from the outside toward the mixing space S1.

그리고, 제 3 측면(21c)과 대향하는 제 4 측면(21d)에는 유출부(23)가 형성될 수 있다. 유출부(23)는 혼합 공간(S1)으로 유입된 제 1 전해액(F1)과 제 2 전해액(F2)이 서로 혼합된 후, 외부로 유출될 수 있는 통로로서 기능할 수 있다.In addition, an outlet 23 may be formed on the fourth side surface 21d opposite to the third side surface 21c. The outlet 23 may function as a passage through which the first electrolyte F1 and the second electrolyte F2 introduced into the mixing space S1 may be mixed with each other and then discharged to the outside.

구체적인 일례로서, 유입부(22) 및 유출부(23)는 각각 제 3 측면(21c)과 제 4 측면(21d)을 관통하는 제 3 연통홀(22a, 22b)과 제 4 연통홀(23a, 23b)의 형태로 형성될 수 있다.As a specific example, the inlet 22 and the outlet 23 have third and fourth communication holes 22a and 22b passing through the third side 21c and the fourth side 21d, respectively, and the fourth communication hole 23a, 23b) may be formed.

이 때, 다시 도 2를 참조하면, 제 3 연통홀(22a, 22b)과 제 4 연통홀(23a, 23b)은 Z축 방향을 기준으로 서로 반대되는 위치에 설치될 수 있다. 즉, 도면에 도시된 바와 같이 제 3 연통홀(22a, 22b)이 제 3 측면(21c)의 상부측에 형성될 경우, 제 4 연통홀(23a, 23b)은 제 4 측면(21d)의 하부측에 형성될 수 있다. 이것은 제 3 연통홀(22a, 22b)로부터 제 4 연통홀(23a, 23b)로 향하는 전해액의 Y축 방향 유동에 있어서, Z축 방향으로 상하 유동을 형성하기 위한 것이다. 이에 대해서는 전해정련 셀 구조체(21) 내 전해액의 유동과 관련된 설명을 통해 보다 상세히 기술하기로 한다.At this time, referring again to FIG. 2 , the third communication holes 22a and 22b and the fourth communication holes 23a and 23b may be installed at positions opposite to each other in the Z-axis direction. That is, as shown in the drawings, when the third communication holes 22a and 22b are formed on the upper side of the third side surface 21c, the fourth communication holes 23a and 23b are formed on the lower side of the fourth side surface 21d. can be formed on the side. This is to form a vertical flow in the Z-axis direction in the Y-axis direction flow of the electrolyte from the third communication holes 22a and 22b to the fourth communication holes 23a and 23b. This will be described in more detail through the description related to the flow of the electrolyte in the electrorefining cell structure 21 .

한편, 제 3 연통홀(22a, 22b)과 제 4 연통홀(23a, 23b)은 각각 도면에 도시된 바와 같이 복수 개가 형성될 수 있다. Meanwhile, as shown in the drawings, a plurality of third communication holes 22a and 22b and fourth communication holes 23a and 23b may be formed, respectively.

이 때, 복수 개의 제 3 연통홀(은 각각 지그재그 형태로 배치될 수 있다. 여기서 제 3 연통홀(22a, 22b)이 지그재그로 배치된다는 것의 의미는 도 2에 도시된 것과 같이 복수 개의 제 3 연통홀(22a, 22b) 중에서 상측에 소정 간격을 가지며 일렬로 배치된 제 3 연통홀(22a)의 사이에 각각 하측에 배치되는 제 3 연통홀(22b)이 끼워지는 형태로 배치되는 것을 의미한다. 즉, X축 방향으로 진행함에 따라 제 3 연통홀(22a, 22b)의 형성 위치가 상하로 반복하는 것을 의미한다. At this time, the plurality of third communication holes ( may be arranged in a zigzag shape, respectively. Here, the meaning of the third communication holes 22a and 22b being arranged in a zigzag manner means that as shown in FIG. 2 , a plurality of third communication holes may be arranged. It means that the third communication holes 22b disposed on the lower side are inserted between the third communication holes 22a arranged in a line with a predetermined interval on the upper side among the holes 22a and 22b. That is, it means that the formation positions of the third communication holes 22a and 22b are repeated up and down as it proceeds in the X-axis direction.

이와 함께, 제 4 연통홀(23a, 23b)도 제 3 연통홀(22a, 22b)과 동일한 방식으로 지그재그 형태로 배치될 수 있다. 이처럼 제 3 연통홀(22a, 22b)과 제 4 연통홀(23a, 23b)이 지그재그 형태로 배치됨에 따라, 제 1 전해액(F1)과 제 2 전해액(F2)의 유입 위치와 유출 위치를 보다 다양화할 수 있다.In addition, the fourth communication holes 23a and 23b may be arranged in a zigzag shape in the same manner as the third communication holes 22a and 22b. As such, as the third communication holes 22a and 22b and the fourth communication holes 23a and 23b are arranged in a zigzag shape, the inflow and outflow positions of the first electrolyte F1 and the second electrolyte F2 are more diverse. can get angry

본 발명의 일 실시예에서, 혼합 공간(S1)의 일측에는 제 1 격벽(31)이 형성될 수 있다.In an embodiment of the present invention, the first partition wall 31 may be formed on one side of the mixing space S1 .

이 때, 제 1 격벽(31)은 제 1 측면(21a) 측에 설치되는 벽 구조로서, X축 방향으로 소정 두께를 가질 수 있다. 그리고, 제 1 격벽(31)의 내부에는 인접한 혼합 공간(S1)과 구획되는 공간으로서, 제 1 공간(S2)이 형성될 수 있다.In this case, the first partition wall 31 is a wall structure installed on the side of the first side surface 21a and may have a predetermined thickness in the X-axis direction. In addition, a first space S2 may be formed in the interior of the first partition wall 31 as a space partitioned from the adjacent mixing space S1 .

다시 도 2를 참조하면, 제 1 격벽(31)의 상부면(32)은 개방된 형태로 형성될 수 있으며, 이를 통해 제 1 전해액(F1)이 제 1 공간(S2) 측으로 유입될 수 있다.Referring back to FIG. 2 , the upper surface 32 of the first partition wall 31 may be formed in an open shape, through which the first electrolyte F1 may be introduced into the first space S2.

이 때, 제 1 공간(S2)으로 유입된 제 1 전해액(F1)은 제 1 격벽(31)의 일측에 구비된 제 1 연통홀(33)을 통해 인접한 혼합 공간(S1) 측으로 이동할 수 있다.At this time, the first electrolyte F1 introduced into the first space S2 may move toward the adjacent mixing space S1 through the first communication hole 33 provided at one side of the first partition wall 31 .

본 발명의 일 실시예에서, 제 1 연통홀(33)은 도 2에 도시된 바와 같이 제 1 격벽(31)의 하부에 형성될 수 있다. 이를 통해 제 1 격벽(31)의 상부면(32)으로 유입된 제 1 전해액(F1)은 곧바로 혼합 공간(S1) 측으로 유동하는 것이 아니라, Z축 방향으로 소정 높이 이동한 후, 제 1 격벽(31)의 하부에 구비된 제 1 연통홀(33)을 통해 혼합 공간(S1)으로 유출될 수 있다.In one embodiment of the present invention, the first communication hole 33 may be formed in the lower portion of the first partition wall 31 as shown in FIG. 2 . Through this, the first electrolyte F1 introduced into the upper surface 32 of the first partition 31 does not directly flow toward the mixing space S1, but moves to a predetermined height in the Z-axis direction and then moves to the first partition wall ( 31) may flow out into the mixing space S1 through the first communication hole 33 provided in the lower portion.

이러한 제 1 연통홀(33)은 제 2 격벽(34)에 구비된 제 2 연통홀(35)이 상부에 형성되는 것과 비교하여, Z축 방향을 기준으로 서로 반대되는 위치에 형성될 수 있다. 이는 전해정련 셀 구조체(21)의 내부에서 전해액(F1+F2)의 혼합을 보다 활성화시키기 위한 것이다. 이에 대해서도 전해정련 셀 구조체(21)에 대한 설명을 마친 후에 자세히 기술하기로 한다.The first communication hole 33 may be formed in a position opposite to each other in the Z-axis direction, compared to that in which the second communication hole 35 provided in the second partition wall 34 is formed in the upper portion. This is to more activate the mixing of the electrolyte (F1+F2) in the electrorefining cell structure 21 . This will also be described in detail after the description of the electrorefining cell structure 21 is finished.

본 발명의 일 실시예에서, 혼합 공간(S1)의 타측에는 제 2 격벽(34)이 형성될 수 있다.In one embodiment of the present invention, the second partition wall 34 may be formed on the other side of the mixing space S1.

상세하게, 제 2 격벽(34)은 혼합 공간(S1)을 기준으로 제 1 격벽(31)의 반대 측에 형성될 수 있다. 제 2 격벽(34)은 제 1 격벽(31)과 마찬가지로, X축 방향으로 소정 두께를 가지며, 내부에 혼합 공간(S1)과 구획되는 제 2 공간(S3)이 형성될 수 있다.In detail, the second partition wall 34 may be formed on the opposite side of the first partition wall 31 with respect to the mixing space S1 . Like the first partition wall 31 , the second partition wall 34 has a predetermined thickness in the X-axis direction, and a second space S3 partitioned from the mixing space S1 may be formed therein.

이 때, 제 2 격벽(34) 중에서 혼합 공간(S1)과 접하는 일측에는 제 2 연통홀(35)이 형성될 수 있다. 이 때, 제 2 연통홀(35)은 전술한 바와 같이 제 1 격벽(31)의 제 1 연통홀(33)과 Z축 방향을 기준으로 서로 반대되는 위치에 형성될 수 있다. 따라서, 도 3에 도시된 바와 같이, 제 1 연통홀(33)이 제 1 격벽(31)의 하부에 형성될 경우, 제 2 연통홀(35)은 제 2 격벽(34)의 상부에 형성될 수 있다.At this time, a second communication hole 35 may be formed at one side of the second partition wall 34 in contact with the mixing space S1 . At this time, as described above, the second communication hole 35 may be formed at a position opposite to the first communication hole 33 of the first partition wall 31 in the Z-axis direction. Accordingly, as shown in FIG. 3 , when the first communication hole 33 is formed under the first partition wall 31 , the second communication hole 35 is formed on the upper portion of the second partition wall 34 . can

그리고, 제 2 격벽(34)의 타측에는 전해액(F1+F2)이 배출되는 제 5 연통홀(36)이 형성될 수 있다. 제 2 연통홀(35)을 통해 제 2 격벽(34)의 제 2 공간(S3)으로 유입된 전해액(F1+F2)은 제 2 공간(S3) 내부를 자연순환한 후, 제 5 연통홀(36)을 통해 외부로 배출될 수 있다. In addition, a fifth communication hole 36 through which the electrolyte (F1+F2) is discharged may be formed at the other side of the second partition wall 34 . The electrolyte (F1+F2) introduced into the second space (S3) of the second partition wall (34) through the second communication hole (35) naturally circulates in the second space (S3), and then through the fifth communication hole ( 36) can be discharged to the outside.

한편, 도 2 및 도 4에는 제 5 연통홀(36)이 제 2 연통홀(35)과 동일하게 제 2 격벽(34)의 상부에 형성되는 것으로 도시하였으나, 이에 제한되지 않고 설계 조건에 따라 제 2 격벽(34)의 타측 중 다양한 위치에 형성될 수 있다.Meanwhile, in FIGS. 2 and 4 , the fifth communication hole 36 is shown to be formed in the upper portion of the second partition wall 34 in the same manner as the second communication hole 35 , but the present invention is not limited thereto. 2 It may be formed at various positions among the other side of the partition wall 34 .

본 발명의 일 실시예에서, 전해정련 셀 구조체(21)의 혼합 공간(S1)에는 전해양극(25)과 전해음극(26)이 배치될 수 있다.In an embodiment of the present invention, the electrolytic anode 25 and the electrolytic cathode 26 may be disposed in the mixing space S1 of the electrolytic refining cell structure 21 .

이 때, 전해양극(25, anode)과 전해음극(26, cathode)은 산화환원 반응을 통해 전해정련 공정을 수행하기 위한 것이다. 이 때, 전해정련(Electrorefining)이란, 전기분해를 이용하여 금속 지금(地金)의 순도를 높이는 방법으로서, 전해양극(25)은 순도가 낮은 조금속의 지금으로 형성될 수 있으며, 전해음극(26)은 적당한 금속의 박판으로 형성될 수 있다. At this time, the electrolytic anode (25, anode) and the electrolytic cathode (26, cathode) are for performing an electrolytic refining process through a redox reaction. At this time, electrorefining is a method of increasing the purity of metal metal using electrolysis, and the electrolytic anode 25 may be formed of a small amount of metal having low purity, and the electrolytic cathode 26 ) can be formed of a thin plate of suitable metal.

예를 들면, 구리의 전해정련은 동제련에서 만들어진 조동을 양극으로 하고 종판을 음극으로 하여, 약간의 구리를 용해한 산성황산구리의 전해액에 두 전극을 침지시켜 전해할 수 있다. For example, the electrolytic refining of copper can be performed by immersing the two electrodes in an acidic copper sulfate electrolyte solution in which a little copper is dissolved, using the coarse copper made in copper smelting as the anode and the end plate as the cathode.

한편, 전해양극(25)과 전해음극(26)에 전압/전류를 인가하면, 순도가 높은 금속이 전해음극(26) 상에 석출되며, 전해양극(25)에서는 슬라임과 같은 불순물(P)이 생성되게 된다. 이러한 불순물은 전해액(F1+F2)에 포함된 상태로 유동하게 된다. 다만, 전해정련을 통해 전해양극(25)과 전해음극(26)에서 발생되는 화학 반응은 이미 공지된 기술이므로 자세한 설명은 생략한다.On the other hand, when a voltage/current is applied to the electrolytic anode 25 and the electrolytic cathode 26, a metal with high purity is precipitated on the electrolytic cathode 26, and in the electrolytic anode 25, impurities such as slime (P) will be created These impurities flow while being included in the electrolyte (F1+F2). However, since the chemical reaction generated in the electrolytic anode 25 and the electrolytic cathode 26 through electrorefining is a known technique, a detailed description thereof will be omitted.

이 때, 전해양극(25)과 전해음극(26)은 서로 한 쌍을 이루되, 도면에 도시된 바와 같이 서로 교번하여 복수 개의 쌍이 배치될 수 있다. 이처럼 복수 개의 전해양극(25)과 전해음극(26)은 혼합 공간(S1)의 상부 측에 배치되는 단일한 지지 부재(미도시), 일례로, 봉 형태의 샤프트 또는 프레임과 같은 구조물에 고정된 상태로 혼합 공간(S1) 내부에서 전해액(F1+F2)에 잠긴 상태로 배치될 수 있다.At this time, the electrolytic anode 25 and the electrolytic cathode 26 doedoe forming a pair with each other, a plurality of pairs may be arranged alternately with each other as shown in the figure. As such, the plurality of electrolytic anodes 25 and electrolytic cathodes 26 are fixed to a single support member (not shown) disposed on the upper side of the mixing space S1, for example, a rod-shaped shaft or structure such as a frame. It may be disposed in a state immersed in the electrolyte (F1+F2) in the mixing space (S1) in a state of being submerged.

이하, 도 3 내지 도 5를 참조하여, 전해정련 셀 구조체(21) 내부의 유동에 대하여 상세히 살펴보기로 한다.Hereinafter, with reference to FIGS. 3 to 5 , the flow inside the electrorefining cell structure 21 will be described in detail.

앞서 설명한 바와 같이 외부로부터 전해정련 셀 구조체(21) 측으로 제 1 전해액(F1)과 제 2 전해액(F2)이 각각 유입될 수 있다. As described above, the first electrolyte F1 and the second electrolyte F2 may be introduced from the outside toward the electrorefining cell structure 21 , respectively.

이 때, 도 3을 참조하면, 전해정련 셀 구조체(21)를 상측에서 바라보았을 때, 제 1 전해액(F1)의 유동 방향과 제 2 전해액(F2)의 유동 방향은 서로 수직일 수 있다.At this time, referring to FIG. 3 , when the electrorefining cell structure 21 is viewed from above, the flow direction of the first electrolyte F1 and the flow direction of the second electrolyte F2 may be perpendicular to each other.

보다 상세하게, 제 1 전해액(F1)은 제 1 격벽(31)의 상부면(32)을 통해 유입되어 지면 방향으로 유동한 뒤, 제 1 연통홀(33)을 통해 혼합 공간(S1)으로 유입될 수 있다. 그 후, 도 4에 도시된 바와 같이, 혼합 공간(S1)에서 제 1 전해액(F1)의 일부와, 제 3 측면(21c)에 형성된 제 3 연통홀(22a, 22b)을 통해 유입된 제 2 전해액(F2)의 일부는 서로 혼합된 후, 제 2 격벽(34)의 제 2 연통홀(35)을 통해 전해정련 셀 구조체(21)의 외부로 유출될 수 있다. In more detail, the first electrolyte F1 is introduced through the upper surface 32 of the first partition wall 31 and flows in the ground direction, and then flows into the mixing space S1 through the first communication hole 33 . can be Thereafter, as shown in FIG. 4 , a portion of the first electrolyte F1 in the mixing space S1 and the second introduced through the third communication holes 22a and 22b formed in the third side surface 21c After a part of the electrolyte F2 is mixed with each other, it may flow out of the electrorefining cell structure 21 through the second communication hole 35 of the second partition wall 34 .

여기서, 제 1 연통홀(33)과 제 2 연통홀(35)은 Z축 방향을 기준으로 상하에 배치됨에 따라, 혼합 공간(S1) 내부의 X축 방향의 유동에 대하여, Z축 방향으로 보다 폭넓은 형성할 수 있다.Here, as the first communication hole 33 and the second communication hole 35 are disposed up and down with respect to the Z-axis direction, with respect to the flow in the X-axis direction inside the mixing space S1, rather than in the Z-axis direction. A wide range can be formed.

마찬가지로, 제 3 측면(21c)의 제 3 연통홀(22a, 22b)을 통해 혼합 공간(S1) 측으로 바로 유입된 제 2 전해액(F2)은 도 5에 도시된 바와 같이, 제 1 전해액(F1)과 혼합된 후, 제 4 측면(21d)의 제 4 연통홀(23a, 23b)을 통해 전해정련 셀 구조체(21)의 외부로 유출될 수 있다.Similarly, as shown in FIG. 5 , the second electrolyte F2 directly introduced into the mixing space S1 through the third communication holes 22a and 22b of the third side 21c is the first electrolyte F1. After being mixed with, it may flow out of the electrorefining cell structure 21 through the fourth communication holes 23a and 23b of the fourth side surface 21d.

제 3 연통홀(22a, 22b)과 제 4 연통홀(23a, 23b) 역시 Z축 방향을 기준으로 서로 상부와 하부에 배치됨으로써, Y축 방향 유동에 대하여, 혼합 공간(S1) 내부 유동 스펙트럼을 Z축 방향으로 보다 입체적으로 형성할 수 있다.The third communication hole (22a, 22b) and the fourth communication hole (23a, 23b) are also arranged above and below each other with respect to the Z-axis direction, so that for flow in the Y-axis direction, the flow spectrum inside the mixing space (S1) is obtained. It can be formed more three-dimensionally in the Z-axis direction.

이처럼 본 발명의 일 실시예에 따른 전해정련 장치(10)는 전해액을 각각 제 1 전해액(F1)과 제 2 전해액(F2)으로 분리하여 서로 수직 방향으로 유입시킨 후, 혼합 공간(S1) 내부에서 서로 혼합되도록 함으로써, 전해정련 셀 구조체(21)의 XY 평면 전체 영역에 대하여, 전해액 성분 및 조성을 보다 균일하게 유지시킬 수 있다. As such, in the electrorefining apparatus 10 according to an embodiment of the present invention, the electrolyte is separated into a first electrolyte solution F1 and a second electrolyte solution F2, respectively, and introduced in the vertical direction, and then in the mixing space S1. By mixing with each other, the electrolyte component and composition can be maintained more uniformly with respect to the entire XY plane area of the electrorefining cell structure 21 .

이와 함께, 본 발명의 일 실시예에 따른 전해정련 장치(10)는 Z축 방향을 기준으로, 제 1 연통홀(33) 및 제 2 연통홀(35)과, 제 3 연통홀(22a, 22b) 및 제 4 연통홀(23a, 23b)을 서로 반대되는 방향으로 배치시킴으로써, 혼합 공간(S1)의 상부와 하부에 대하여 제 1 전해액(F1)과 제 2 전해액(F2)이 골고루 혼합되도록 유도할 수 있다.In addition, the electrolytic refining apparatus 10 according to an embodiment of the present invention has a first communication hole 33 and a second communication hole 35 and a third communication hole 22a, 22b based on the Z-axis direction. ) and the fourth communication holes 23a and 23b are arranged in opposite directions to induce uniform mixing of the first electrolyte F1 and the second electrolyte F2 with respect to the upper and lower portions of the mixing space S1. can

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 전해정련 장치(10)는 지그재그 형태로 배치된 제 3 연통홀(22a, 22b)과 제 4 연통홀(23a, 23b)을 통해 전해액의 유출입 위치를 보다 다양화함으로써, 혼합 공간(S1) 내 유로를 보다 입체적으로 형성할 수 있다.In addition, in the electrorefining apparatus 10 according to an embodiment of the present invention, the inflow and outflow positions of the electrolyte are more diversified through the third communication holes 22a and 22b and the fourth communication holes 23a and 23b arranged in a zigzag shape. By increasing the temperature, the flow path in the mixing space S1 can be formed more three-dimensionally.

본 발명의 일 실시예에 따른 전해정련 장치(10)는 상술한 전해정련 셀(20)로부터 공급된 전해액(F1+F2)이 수용되는 전해액 침전조(40)를 포함한다.The electrorefining apparatus 10 according to an embodiment of the present invention includes an electrolyte precipitation tank 40 in which the electrolyte (F1+F2) supplied from the above-described electrorefining cell 20 is accommodated.

본 발명의 일 실시예에서, 전해액 침전조(40)는 전해정련 공정 중 생산되어 상기 전해액(F1+F2)에 포함된 불순물을 침전시키기 위한 것으로서, 이를 통해 소정 비중 이상의 비중을 갖는 불순물을 1차적으로 제거할 수 있다.In one embodiment of the present invention, the electrolyte precipitation tank 40 is produced during the electrolytic refining process to precipitate impurities contained in the electrolyte (F1 + F2), and through this, impurities having a specific gravity greater than or equal to a predetermined specific gravity are primarily removed can be removed

구체적으로, 도 1을 참조하면, 전해액 침전조(40)는 전해액이 수용될 수 있도록 내부에 공간을 구비하며, 일측에 전해액(F1+F2)이 유입될 수 있는 유입 통로(41)를 구비한다. 이를 통해 전해정련 셀(20)의 제 4 연통홀(23a, 23b)과, 제 5 연통홀(36)로부터 유출된 전해액(F1+F2)은 하나로 혼합된 후, 유입 통로(41)를 통해 전해액 침전조(40)로 이동될 수 있다.Specifically, referring to FIG. 1 , the electrolyte precipitation tank 40 has a space therein to accommodate the electrolyte, and has an inlet passage 41 through which the electrolyte (F1 + F2) can be introduced on one side. Through this, the fourth communication holes 23a and 23b of the electrolytic refining cell 20 and the electrolyte solution F1 + F2 flowing out from the fifth communication hole 36 are mixed into one, and then the electrolyte solution through the inlet passage 41 It can be moved to the settling tank (40).

한편, 도면에서는 간략한 도시를 위하여 선으로 도시되었으나, 전해정련 셀(20)과, 전해액 침전조(40) 사이는 적어도 하나의 배관으로 연결될 수 있다. 즉, 도면에 도시된 바와 같이 제 4 연통홀(23a, 23b)로부터 연장된 배관과, 제 5 연통홀(36)로부터 연장된 배관이 서로 만나 하나의 배관으로 통합된 후 전해액 침전조(40)와 연결될 수 있다.On the other hand, although shown as a line for the sake of brevity in the drawings, at least one pipe may be connected between the electrolytic refining cell 20 and the electrolyte precipitation tank 40 . That is, as shown in the figure, the pipe extending from the fourth communication hole (23a, 23b) and the pipe extending from the fifth communication hole (36) meet each other and are integrated into one pipe, and then the electrolyte settling tank 40 and can be connected

본 발명의 일 실시예에서, 전해액 침전조(40)는 내부에 복수 개의 벽체(42)를 구비할 수 있다. In one embodiment of the present invention, the electrolyte precipitation tank 40 may include a plurality of walls 42 therein.

이 때, 벽체(42)는 도 1에 도시된 바와 같이 전해액 침전조(40)의 내부에서 지면에 수직하도록(Z축 방향) 배치되되, 전해액 침전조(40)의 높이 보다 낮은 판재 형상으로 형성될 수 있다. At this time, the wall 42 is disposed so as to be perpendicular to the ground (Z-axis direction) in the interior of the electrolyte sedimentation tank 40 as shown in FIG. 1, and may be formed in a plate shape lower than the height of the electrolyte sedimentation tank 40. have.

이와 같이, 벽체(42)의 높이가 전해액 침전조(40) 보다 낮게 설계됨으로써, 전해액 침전조(40) 내에서 전해액(F1+F2)이 벽체(42)의 상측 공간을 통해서 오버 플로우(Over flow)될 수 있다. 이처럼 오버 플로우된 전해액(F1+F2)의 일부는 Y축 방향을 따라 유동할 수 있다.As such, the height of the wall 42 is designed to be lower than that of the electrolyte precipitation tank 40, so that the electrolyte (F1 + F2) in the electrolyte precipitation tank 40 overflows through the space above the wall 42. can A portion of the overflowed electrolyte (F1+F2) may flow along the Y-axis direction.

한편, 전해액(F1+F2)이 Y축 방향을 따라 유동하는 과정 중 소정 비중 이상의 비중을 갖는 불순물들은 전해액 침전조(40)의 바닥면에 침전될 수 있다. 침전된 불순물은 도 1에 도시된 것처럼 벽체(42)에 의해 이동이 제한되어 침전된 상태를 유지할 수 있다. 이를 통해 전해액(F1+F2)에 포함된 불순물이 1차적으로 제거될 수 있다.Meanwhile, while the electrolyte (F1+F2) flows along the Y-axis direction, impurities having a specific gravity greater than or equal to a predetermined specific gravity may be deposited on the bottom surface of the electrolyte precipitation tank 40 . As shown in FIG. 1, the precipitated impurities may be restricted in movement by the wall 42 to maintain a precipitated state. Through this, impurities included in the electrolyte (F1+F2) may be primarily removed.

본 발명의 일 실시예에서, 전해액 침전조(40)의 내부에는 복수 개의 벽체(42)가 배치될 수 있다. 이 때, 복수 개의 벽체(42)는 전해액(F1+F2)의 유동 방향을 따라 서로 평행한 상태로 소정 간격 이격 배치될 수 있다. 이를 통해 전해액(F1+F2)이 복수 개의 벽체(42)를 오버 플로우 함에 따라 불순물도 순차적으로 반복하여 제거될 수 있다.In an embodiment of the present invention, a plurality of walls 42 may be disposed inside the electrolyte precipitation tank 40 . In this case, the plurality of walls 42 may be disposed parallel to each other along the flow direction of the electrolyte F1 + F2 and spaced apart from each other by a predetermined distance. Through this, as the electrolyte (F1+F2) overflows the plurality of walls 42, impurities may also be sequentially and repeatedly removed.

본 발명의 일 실시예에서, 전해액 침전조(40)의 일측에는 벽체(42)를 따라 이동된 전해액(F1+F2)이 인접한 전해액 저장조(50) 측으로 유출될 수 있는 유출 통로(43)를 구비할 수 있다.In one embodiment of the present invention, one side of the electrolyte precipitation tank 40 is provided with an outlet passage 43 through which the electrolyte (F1 + F2) moved along the wall 42 can flow out to the adjacent electrolyte storage tank 50 side. can

이 때, 유출 통로(43)는 유입 통로(41)와의 사이에 벽체(42)가 배치된 상태로 서로 이격되도록 배치될 수 있다. 이를 통해 벽체(42)를 따라 오버 플로우되는 과정 중에 1차적으로 불순물이 제거된 1차 전해액이 전해액 저장조(50) 측으로 유출될 수 있다.At this time, the outlet passage 43 may be disposed to be spaced apart from each other in a state in which the wall 42 is disposed between the inlet passage 41 and the inlet passage 41 . Through this, during the process of overflowing along the wall 42 , the primary electrolyte from which impurities are primarily removed may flow out toward the electrolyte storage tank 50 .

구체적인 일례로서, 도 1에 도시된 바와 같이 전해액 침전조(40)와 전해액 저장조(50)는 서로 면접한 상태로 배치될 수 있다. 이 경우, 유출 통로(43)는 전해액 저장조(50)와 접하는 일측면에 배치될 수 있다.As a specific example, as shown in FIG. 1 , the electrolyte precipitation tank 40 and the electrolyte storage tank 50 may be disposed in a state in which they face each other. In this case, the outlet passage 43 may be disposed on one side in contact with the electrolyte storage tank 50 .

본 발명의 일 실시예에 따른 전해정련 장치(10)는 전해액 침전조(40) 측으로부터 이동된 상기 1차 전해액을 저장하는 전해액 저장조(50)를 포함한다. 이 때, 전해액 저장조(50)는 전해액 침전조(40)와 마찬가지로 전해액을 수용할 수 있는 공간을 구비하도록 함체 형상으로 형성될 수 있다.The electrolytic refining apparatus 10 according to an embodiment of the present invention includes an electrolyte storage tank 50 for storing the primary electrolyte moved from the electrolyte precipitation tank 40 side. At this time, the electrolyte storage tank 50 may be formed in the shape of a housing to have a space for accommodating the electrolyte, like the electrolyte precipitation tank 40 .

도 1 및 도 6을 참조하면, 전해액 저장조(50)는 전해액 침전조(40)와 필터(60) 사이에 배치되게 되는데, 이를 통해 전해액 침전조(40)를 통해 1차적으로 불순물이 제거된 전해액이 곧바로 필터(60) 측으로 유입되지 않고, 전해액 저장조(50)에 머무르며 필터(60)의 여과 성능에 맞춰 대기할 수 있다.1 and 6 , the electrolyte storage tank 50 is disposed between the electrolyte sedimentation tank 40 and the filter 60 , and through this, the electrolyte from which impurities are primarily removed through the electrolyte sedimentation tank 40 is immediately discharged. It does not flow into the filter 60 , and may stay in the electrolyte storage tank 50 and wait according to the filtration performance of the filter 60 .

본 발명의 일 실시예에서, 전해액 저장조(50)는 전해액 침전조(40)로부터 오버 플로우된 전해액이 전해액 저장조(50)로 바로 저장되도록 전해액 침전조(40)와 서로 연결되어 배치될 수 있다. In one embodiment of the present invention, the electrolyte storage tank 50 may be disposed in connection with the electrolyte sedimentation tank 40 so that the electrolyte overflowed from the electrolyte sedimentation tank 40 is directly stored in the electrolyte storage tank 50 .

예를 들면, 도 1에 도시된 바와 같이, 전해액 침전조(40)와 전해액 저장조(50)의 일측면이 서로 면접하도록 배치된 상태에서, 전해액 저장조(50)에도 전해액 침전조(40)의 유출 통로(43)에 대응되는 통로를 형성함으로써, 전해액 침전조(40)의 유출 통로(43)를 통해 유출된 전해액이 바로 전해액 저장조(50)로 유입시킬 수 있다. 이를 통해 전해액 침전조(40)와 전해액 저장조(50)를 공간 효율적으로 배치할 수 있으며, 전해액의 유동거리를 최소화함으로써 전해정련 장치(10) 전체에 대하여 전해액의 순환을 신속하게 진행할 수 있다.For example, as shown in FIG. 1, in a state in which one side of the electrolyte precipitation tank 40 and the electrolyte storage tank 50 are arranged to face each other, the electrolyte storage tank 50 also has an outflow passage of the electrolyte precipitation tank 40 ( 43), the electrolyte discharged through the outlet passage 43 of the electrolyte precipitation tank 40 can be directly introduced into the electrolyte storage tank 50 . Through this, the electrolyte precipitation tank 40 and the electrolyte storage tank 50 can be spaced efficiently, and by minimizing the flow distance of the electrolyte, the electrolyte can be circulated quickly throughout the electrolytic refining apparatus 10 .

본 발명의 일 실시예에 따른 전해정련 장치(10)는 전해액 저장조(50)로부터 유입된 1차 전해액으로부터 미세 불순물을 제거하기 위한 필터(60)를 포함한다.The electrolytic refining apparatus 10 according to an embodiment of the present invention includes a filter 60 for removing fine impurities from the primary electrolyte introduced from the electrolyte storage tank 50 .

보다 상세하게, 다시 도 1을 참조하면, 필터(60)는 전해액 저장조(50)와 전해정련 셀(20)의 사이에 배치될 수 있다. 이를 통해 전해액 저장조(50)로부터 유입된 1차 전해액으로부터 미세 불순물까지 제거된 청정한 전해액을 전해정련 셀(20) 측으로 공급할 수 있다.In more detail, referring back to FIG. 1 , the filter 60 may be disposed between the electrolyte storage tank 50 and the electrolytic refining cell 20 . Through this, it is possible to supply a clean electrolyte solution from which fine impurities are removed from the primary electrolyte introduced from the electrolyte storage tank 50 to the electrorefining cell 20 side.

한편, 도면에서는 간략한 도시를 위하여 선으로 도시되었으나, 전해정련 셀(20)과, 필터(60) 사이는 적어도 하나의 배관으로 연결될 수 있다. 구체적으로, 도면에 도시된 바와 같이 필터(60)로부터 하나의 배관이 연장된 후, 제 4 연통홀(23a, 23b)과 연장된 배관과, 제 5 연통홀(36)과 연결된 배관으로 각각 분기되어 전해정련 셀(20)과 연결될 수 있다.On the other hand, although shown as a line for the sake of simplicity in the drawings, the electrorefining cell 20 and the filter 60 may be connected by at least one pipe. Specifically, as shown in the drawing, after one pipe is extended from the filter 60, it branches into a pipe connected to the fourth communication hole 23a and 23b, and a pipe connected to the fifth communication hole 36, respectively. to be connected to the electrorefining cell 20 .

이 때, 필터(60)는 테프론(Polytetrafluoroethylene, PTFE) 필터로 형성될 수 있다. 이를 통해 금속성 불순물을 포함하는 전해액의 여과시 문제될 수 있는 필터(60)의 내부식성 및 내마찰성을 확보할 수 있다. 또한 필터(60) 측으로 유입되는 전해액에 작용되는 마찰력을 최소화함으로써, 전해정련 장치(10)의 전체 전해액(F1+F2) 순환을 용이하게 할 수 있다. 그러나, 본 발명의 일 실시예에 따른 전해정련 장치의 필터(60)가 테프론 필터에 제한되는 것은 아니며, 공지의 다양한 필터가 채용될 수도 있다.In this case, the filter 60 may be formed of a Teflon (Polytetrafluoroethylene, PTFE) filter. Through this, it is possible to secure the corrosion resistance and friction resistance of the filter 60, which may be a problem during filtration of an electrolyte containing metallic impurities. In addition, by minimizing the frictional force acting on the electrolyte flowing into the filter 60, it is possible to facilitate the circulation of the entire electrolyte (F1 + F2) of the electrorefining apparatus 10. However, the filter 60 of the electrorefining apparatus according to an embodiment of the present invention is not limited to a Teflon filter, and various known filters may be employed.

본 발명의 일 실시예에 따른 전해정련 장치(10)는 전해액(F1+F2)을 순환시키기 위한 펌프(70)를 포함한다.The electrorefining apparatus 10 according to an embodiment of the present invention includes a pump 70 for circulating the electrolyte (F1 + F2).

도 6을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에서, 전해액(F1+F2)은 전해정련 셀(20) - 전해액 침전조(40) - 전해액 저장조(50) - 필터(60) - 전해정련 셀(20) 순으로 순환되며, 이를 통해 전해정련 셀(20) 내의 전해정련 공정이 소정 시간 연속적으로 진행될 수 있다. 펌프(70)는 상기와 같은 전해액(F1+F2)의 순환을 유지하기 위해 전해액(F1+F2)에 대하여 압력을 제공하기 위한 것으로, 공지의 다양한 펌프(70)가 이용될 수 있다.Referring to FIG. 6 , in one embodiment of the present invention, the electrolyte (F1+F2) is the electrorefining cell 20 - the electrolyte precipitation tank 40 - the electrolyte storage tank 50 - the filter 60 - the electrorefining cell 20 ), and through this, the electrorefining process in the electrorefining cell 20 can be continuously performed for a predetermined time. The pump 70 is for providing pressure to the electrolyte (F1+F2) in order to maintain the circulation of the electrolyte (F1+F2) as described above, and various known pumps 70 may be used.

한편, 도 6에는 펌프(70)가 전해액 저장조(50)와 필터(60) 사이에 배치되는 것으로 도시되었으나, 본 발명의 일 실시예가 이에 제한되는 것은 아니며, 펌프(70)는 효율적인 전해액 순환을 생성할 수 있는 다양한 위치에 설치될 수 있음을 밝혀 둔다.On the other hand, although the pump 70 is shown to be disposed between the electrolyte storage tank 50 and the filter 60 in FIG. 6 , an embodiment of the present invention is not limited thereto, and the pump 70 generates an efficient electrolyte circulation It should be noted that it can be installed in a variety of possible locations.

이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 전해정련 장치(10)에서 전해정련 공정에 따라 생성되는 불순물이 제거되는 과정을 도 1 및 도 6을 참조하여 전체적으로 살펴본다.Hereinafter, a process of removing impurities generated according to the electrorefining process in the electrorefining apparatus 10 according to an embodiment of the present invention will be described as a whole with reference to FIGS. 1 and 6 .

먼저, 전해정련 셀(20) 내부에서 전해양극(25)과 전해음극(26)에 전압/전류를 인가함에 따라 전해음극(26)에는 전해금속이 전착되며, 전해금속의 전착이 진행됨에 따라 전해양극(25)으로부터 불순물이 분리되어 전해액(F1+F2)에 포함되게 된다.First, as voltage/current is applied to the electrolytic anode 25 and the electrolytic cathode 26 inside the electrolytic refining cell 20, the electrolytic metal is electrodeposited on the electrolytic cathode 26, and as the electrolytic metal electrodeposition proceeds, electrolysis Impurities are separated from the anode 25 to be included in the electrolyte solution F1+F2.

그 후, 불순물이 포함된 전해액(F1+F2)은 펌프(70)에 의한 압력에 의해 전해액 침전조(40)로 이동되게 된다. 여기서, 전해액(F1+F2)은 전해정련 셀(20)의 제 4 연통홀(23a, 23b)과 제 5 연통홀(36)로부터 각각 유출되며, 전해액 침전조(40)로 유입되기 전에 단일한 유로로 통합된 후 전해액 침전조(40)의 유입 통로(41)를 통해 유입된다.Thereafter, the electrolyte (F1+F2) containing impurities is moved to the electrolyte precipitation tank 40 by the pressure of the pump 70 . Here, the electrolyte (F1 + F2) flows out from the fourth communication holes 23a and 23b and the fifth communication hole 36 of the electrolytic refining cell 20, respectively, and flows into the electrolyte precipitation tank 40 before being introduced into a single flow path. After being integrated into the electrolyte solution is introduced through the inlet passage 41 of the settling tank (40).

한편, 전해액 침전조(40) 내부에 유입된 전해액(F1+F2)이 벽체(42)를 따라 오버 플로우 되면서, 소정 비중 이상의 불순물이 전해액 침전조(40)의 바닥에 침전되게 된다. 이러한 불순물은 이미 살펴본 바와 같이 벽체(42)에 의해 이동이 제한됨으로써, 전해액 침전조(40) 내부에 머무르게 된다.On the other hand, as the electrolyte (F1 + F2) introduced into the electrolyte precipitation tank 40 overflows along the wall 42 , impurities having a specific specific gravity or more are precipitated at the bottom of the electrolyte precipitation tank 40 . As described above, the movement of these impurities is restricted by the wall 42 , and thus stays inside the electrolyte precipitation tank 40 .

불순물이 1차적으로 제거된 1차 전해액은 전해액 저장조(50) 측으로 이동하여 필터(60)에 유입 전에 일시적으로 대기한 뒤, 필터(60) 측으로 이동될 수 있다.The primary electrolyte from which impurities are primarily removed may move toward the electrolyte storage tank 50 and temporarily wait before flowing into the filter 60 , and then move toward the filter 60 .

다음으로, 필터(60)로 유입된 1차 전해액은 필터(60)를 경유하면서, 전해액 침전조(40)로부터 제거되지 않은 미세한 불순물이 2차적으로 걸러질 수 있다. 이를 통해 불순물(P)의 함량을 보다 낮추어 청정한 상태의 전해액을 전해정련 셀(20) 측으로 공급할 수 있다.Next, while the primary electrolyte introduced into the filter 60 passes through the filter 60 , fine impurities not removed from the electrolyte precipitation tank 40 may be secondarily filtered. Through this, the content of the impurity (P) is lowered and the electrolyte solution in a clean state can be supplied to the electrolytic refining cell 20 side.

이 때, 필터(60)로부터 유출된 전해액은 다시 제 1 전해액(F1)과 제 2 전해액(F2)으로 분기되어 각각 전해정련 셀(20)의 혼합 공간(S1)과 제 1 격벽(31)으로 유입될 수 있다.At this time, the electrolyte flowing out from the filter 60 is again branched into the first electrolyte F1 and the second electrolyte F2 into the mixing space S1 of the electrolytic refining cell 20 and the first partition wall 31, respectively. can be imported.

이와 같은 흐름은 펌프(70)에 의해서 계속적으로 순환됨으로써, 전해정련 공정과 불순물 제거 공정이 반복하여 이루어지게 된다.This flow is continuously circulated by the pump 70 so that the electrorefining process and the impurity removal process are repeatedly performed.

살펴본 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 전해정련 장치(10)는 전해액(F1+F2)을 전해액 침전조(40) 및 필터(60)에 순차적으로 유입시키고 순환시킴으로써, 비중이 높은 불순물과 미세한 크기의 불순물을 효과적으로 제거할 수 있다. 이를 통해 전해정련 장치(10)는 불순물이 제거된 전해액을 지속적으로 전해정련 셀(20)로 공급할 수 있으며, 따라서 전해금속으로의 불순물 유입을 효과적으로 방지할 수 있다. 그 결과 보다 고순도의 전해금속을 얻을 수 있다.As can be seen, the electrolytic refining apparatus 10 according to an embodiment of the present invention sequentially introduces and circulates the electrolyte (F1 + F2) into the electrolyte precipitation tank 40 and the filter 60, whereby impurities with high specific gravity and fine Size impurities can be effectively removed. Through this, the electrorefining apparatus 10 can continuously supply the electrolytic solution from which impurities are removed to the electrorefining cell 20 , thus effectively preventing the inflow of impurities into the electrolytic metal. As a result, a higher purity electrolytic metal can be obtained.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 전해정련 장치(10)는 전해정련 셀 구조체(21)의 구조를 혼합 공간(S1)과 벽체(42)로 구획함과 동시에 전해정련 셀 구조체(21) 측으로 유입되는 전해액(F1+F2)을 각각 제 1 전해액(F1)과 제 2 전해액(F2)으로 분리하여 유입시킴으로써 혼합 공간(S1) 내부의 전해액의 조성을 보다 균일하게 유지시킬 수 있다. 이를 통해 전해음극(26) 상에 전착되는 전해금속의 순도 및 표면을 균일하게 형성할 수 있다.In addition, in the electrorefining apparatus 10 according to an embodiment of the present invention, the structure of the electrorefining cell structure 21 is divided into a mixing space S1 and a wall 42 and at the same time as the electrorefining cell structure 21 side. The composition of the electrolyte in the mixing space S1 may be more uniformly maintained by separately introducing the introduced electrolyte F1+F2 into the first electrolyte F1 and the second electrolyte F2, respectively. Through this, it is possible to uniformly form the purity and surface of the electrolytic metal electrodeposited on the electrolytic cathode 26 .

이상에서 본 발명의 일 실시예에 대하여 설명하였으나, 본 발명의 사상은 본 명세서에 제시되는 실시 예에 제한되지 아니하며, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서, 구성요소의 부가, 변경, 삭제, 추가 등에 의해서 다른 실시 예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본 발명의 사상범위 내에 든다고 할 것이다.Although one embodiment of the present invention has been described above, the spirit of the present invention is not limited to the embodiments presented herein, and those skilled in the art who understand the spirit of the present invention can add components within the scope of the same spirit. , changes, deletions, additions, etc. may easily suggest other embodiments, but this will also fall within the scope of the present invention.

10 전해정련 장치 20 전해정련 셀
21 함체 22 제 3 연통홀
23 제 4 연통홀 25 전해양극
26 전해음극 27 함체
30 격벽 31 제 1 격벽
32 제 1 격벽의 상부면 33 제 1 연통홀
34 제 2 격벽 35 제 2 연통홀
36 제 5 연통홀 40 전해액 침전조
41 유입 통로 42 벽체
43 유출 통로 50 전해액 저장조
60 필터 70 펌프
F1 제 1 전해액 F2 제 2 전해액
P 불순물10 Electrorefining unit 20 Electrorefining cell
21 Enclosure 22 3rd communication hole
23 4th communication hole 25 Electrolytic anode
26 Electrolyte 27 Enclosure
30 bulkhead 31 first bulkhead
32 Upper surface of the first bulkhead 33 First communication hole
34 2nd bulkhead 35 2nd communication hole
36 5th communication hole 40 Electrolyte sedimentation tank
41 Inlet passage 42 Wall
43 Outflow passage 50 Electrolyte reservoir
60 filter 70 pump
F1 first electrolyte F2 second electrolyte
P impurity

Claims (4)

전해액을 저장하는 전해정련 셀;
상기 전해정련 셀로부터 공급된 전해액으로부터 소정의 비중 이상의 비중을 갖는 불순물을 침전시켜 제거하는 전해액 침전조;
상기 불순물이 침전된 전해액 침전조로부터 오버플로우된 1차 전해액을 저장하는 전해액 저장조;
상기 전해액 저장조로부터 상기 전해 정련 셀로 유입되는 1차 전해액로부터 미세 불순물을 제거하기 위한 필터 및
상기 전해정련 셀로부터 전해액을 상기 전해액 침전조 및 전해액 저장조를 거처 다시 상기 전해정련 셀로 순환시키기 위한 펌프를 포함하는 전해정련 장치.an electrolytic refining cell for storing an electrolyte;
an electrolyte precipitation tank for precipitating and removing impurities having a specific specific gravity or higher from the electrolyte supplied from the electrolytic refining cell;
an electrolyte storage tank for storing the primary electrolyte overflowed from the electrolyte precipitation tank in which the impurities are precipitated;
a filter for removing fine impurities from the primary electrolyte flowing into the electrolytic refining cell from the electrolyte storage tank; and
and a pump for circulating the electrolyte from the electrorefining cell to the electrorefining cell through the electrolyte precipitation tank and the electrolyte storage tank. 제 1 항에 있어서,
상기 필터는 테프론 필터인, 전해 정련 장치.The method of claim 1,
The filter is a Teflon filter, electrolytic refining apparatus. 제 1 항에 있어서,
상기 전해액 침전조 및 상기 전해액 저장조는 상기 전해액 침전조로부터 오버 플로우된 전해액이 상기 전해액 저장조로 바로 저장되도록 연결되어 배치되는 전해 정련 장치.The method of claim 1,
The electrolytic solution precipitation tank and the electrolyte solution storage tank are arranged to be connected so that the electrolyte overflowed from the electrolyte solution settling tank is directly stored in the electrolyte solution storage tank. 제 1 항에 있어서,
상기 전해액 침전조는 상기 전해액 침전조 내부에 소정 간격 이격된 둘 이상의 벽체를 구비하며, 상기 전해액은 상기 둘 이상의 벽체로 오버 플로우되어 순차적으로 불순물이 제거되는 전해 정련 장치.The method of claim 1,
The electrolyte precipitation tank includes two or more walls spaced apart from each other by a predetermined distance inside the electrolyte precipitation tank, and the electrolyte overflows to the two or more walls to sequentially remove impurities.
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000144474A (en) * 1998-10-30 2000-05-26 Dowa Mining Co Ltd Method for electrolytic refining gallium and device therefor
JP2013071040A (en) * 2011-09-27 2013-04-22 Fujifilm Corp Liquid imparting apparatus and inkjet recording apparatus
KR101552770B1 (en) 2013-11-29 2015-09-11 금오공과대학교 산학협력단 Process for electrorefining of magnesium by non-aqueous electrolysis
KR101570795B1 (en) * 2014-12-23 2015-11-23 인천화학 주식회사 Manufacturing method of pure nickel from fluorine containing nickel slime
KR101587204B1 (en) * 2014-09-17 2016-01-20 김광영 Eco-friendly copper powder recovery device using the ammonium chloride and method of the same

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000144474A (en) * 1998-10-30 2000-05-26 Dowa Mining Co Ltd Method for electrolytic refining gallium and device therefor
JP2013071040A (en) * 2011-09-27 2013-04-22 Fujifilm Corp Liquid imparting apparatus and inkjet recording apparatus
KR101552770B1 (en) 2013-11-29 2015-09-11 금오공과대학교 산학협력단 Process for electrorefining of magnesium by non-aqueous electrolysis
KR101587204B1 (en) * 2014-09-17 2016-01-20 김광영 Eco-friendly copper powder recovery device using the ammonium chloride and method of the same
KR101570795B1 (en) * 2014-12-23 2015-11-23 인천화학 주식회사 Manufacturing method of pure nickel from fluorine containing nickel slime

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