Metallurgical Processing(79)
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아연전해채취 - 아연(SHG) 생산: RLE와 ZINCEX™ Process
ZINCEX™ Process는 고순도의 아연(special high grade, 99.99%)를 생산하기 위한 방법으로, 기존의 RLE(roasting-leaching-electrowinning) 공정 중 불순물 제어(zinc dust purification) 공정을 용매추출 공정으로 대체한 것입니다. 기존에는 전해채취단 이전에 징크더스트(zinc dust, zinc powder)를 투입, 세멘테이션(cementation) 반응으로 불순물을 제거하였지만 이 방법은 제거할 수 있는 불순물에 한계점이 있습니다. 해당 프로세스는 레우니온 마이닝(reunion mining)과 앙글로 아메리칸(anglo american)이 상업적으로 도입하였으며, 아래는 RLE와 ZINCEX 공정의 차이점을 나타내고 있습니다. ..
2023.03.21 -
아연전해채취 - 수소 발생과 전류효율의 예측
이전 글 아연의 생산과 전류효율에서 언급되었듯, 실제 공정에서 계산할 수 있는 전류효율은 측정된 전력 소모량과 아연 전착량을 이용하여 계산할 수 있습니다. 그러나, 구리 전해채취와는 다르게 아연 전해채취는 수소 발생(hydrogen evolution)이 필연적으로 발생하며, 설계시 고려해야할 대상입니다. 아연의 전착과 수소 가스의 발생은 서로 상당히 밀접하게 엮여있습니다. 예를 들어, 전해액 내 수소이온의 농도가 높을수록(황산의 농도가 높을수록) 전해에 의한 수소 가스의 발생이 많아지고, 아연의 농도가 높을수록 전류 효율이 높아집니다 (아연의 전착량이 많아짐). 적당한 양의 수소 가스 발생은 전류 효율에 악영향을 미치는 것 이외에 전해액 내의 와류를 발생시켜 아연 이온의 전해액 내 확산*에 도움을 준다고..
2023.03.21 -
아연전해채취 - 아연의 생산과 전류효율
아연은 주로 전해채취를 통해 생산되는 금속 중 하나입니다. 상업적인 생산을 시작한 년도는 구리 전해채취보다 조금 늦은 1881년*에 시작되었으나, 전해채취로 생산하는 금속으로는 가장 우선적으로 떠오르는 금속이 되었습니다. *Patent by Letrange, France 주로, 배소(roasting)과정을 거친 아연광을 황산으로 침출, 별도의 정제 과정을 거친 후 이 블로그에 소개된 다른 금속들의 전해채취법과 유사하게 금속의 생산이 이루어집니다. 그러나, 아연의 특성과 연관하여 몇 가지 차별점을 보입니다. ·양극반응: H2O → 2H+ + ½O2 + 2e- ·음극반응: Zn2+ + 2e- → Zn, 2H+ + 2e- → H2 우선, 불용성 양극을 사용하는 전해채취에서 공통적으로 물의 분해를 통해 전자를 ..
2023.03.21 -
전해채취 - Cyclone electrowinning
광업/제련 분야에서 싸이클론(cyclone)은 일반적으로 분급기로 많이 알려진 장치입니다. 전해채취 분야에서, 싸이클론 형태의 전해조는 비교적 최근인 1990년대에 제안된 기술입니다. 싸이클론 전해채취(CE, Cyclone Electrowinning)는 전통적인 전해조와 비교하였을 때 전해액의 이동속도가 상당히 빠릅니다. 이에 따라, 다음과 같은 몇가지 장점이 있습니다. - 전통적인 전해조에서 발생하는 분극현상을 방지 - 전극 주변의 확산층(diffusion layer)를 줄이고, 물질의 확산력을 향상시킴 - 따라서, 농도가 낮은 전해액으로도 비교적 높은 전착 효율을 가질 수 있음 현재 싸이클론 전해채취는 물질의 회수뿐만 아니라, 최근에는 물질(Cu, Au, Ag, Ni, Co 등)의 분리/정제에도 사용..
2023.03.09 -
용매추출 - 희석제(Diluent)
용매추출 공정에서는 대부분의 경우 추출제(extractant)의 성능(performance)과 이들이 추출환경에서 금속과 이루는 화합물에 중점이 맞춰지기 마련이나, 앞서 소개된 ① 용매추출제, ② 믹서 세틀러(mixer-settler)에 더불어 ③ 공정상의 여러 운전 조건에 더불어 희석제(diluent)의 선택은 상당히 중요합니다. 희석제는 추출제와 조절제(혹은 변형제, phase modifier)와 함께 유기상(organic phase)을 이룹니다. 일반적으로 값이 싼 탄화수소 혼합물로, 대표적으로 케로젠(kerosene)과 같은 석유화학 산업의 부산물이 희석제로 사용됩니다. 추출제와 함께 유기상을 이루는 희석제는, 그 선택에 있어서 고려될 수 있는 사항은 추출제와는 다음과 같이 사뭇 다릅니다. 대표적..
2023.03.07 -
전해채취 - Cellhouse의 구조/배치
많은 글에서 언급되었던 cellhouse는 전해채취가 이루어지는 전해조(electrowinning cell)를 비롯하여 정류기, stripping machine, 크레인, shorting frame 등 전해채취에 관련된 모든 설비가 구비한 곳입니다. 아래의 레이아웃에서 전체적인 cellhouse의 구조와 각 설비의 배치에 대해서 확인하실 수 있습니다*. *각 장비의 세부사항은 블로그의 각각의 장비를 설명한 글에서 확인하실 수 있습니다. (1) Cellhouse layout ① Electrowinning cell ② Shorting frame ③ CSM (cathode stripping machine) ④ Crane and bale ⑤ Rectifier Cellhouse에 대한 정보를 찾아보면 대다수의 사..
2023.03.03