전해채취 - 전해정련과의 차이

제 블로그에서는 전해정련에 대해서는 전혀 다루지 않고, 전해채취에 관해서만 주로 글을 쓰고 있습니다. 따라서, 전해정련을 간단하게 설명하기 위해서 이전 글 "전해조의 구성 및 금속 석출량 계산"에서 전해채취와 전해정련의 차이를 설명해 놓았습니다. 그러나 이 차이점을 확인하기 위하여 블로그를 찾아오시는 분들에게는 조금 부족할수도 있을 것 같아 이 글에서는 전해채취와 전해정련의 차이점만을 자세하게 설명하고자 합니다.

 

˙전해채취(electro-winning): 비소모형(불용성) 양극 사용 / 미리 침출-정제한 전해질 속 금속이온을 수용액에서 공급 / 음극에 석출

˙전해정련(electro-refining): 양극을 조금속(crude metal)을 사용 / 양극이 용해되어 전해질로 금속이온을 이동 / 음극에 석출시켜 고순도 금속 제조 

 

위와 같은 주요 차이점은 전체적인 프로세스를 알고 계신다면 이해하기 수월할 것입니다. 이들의 차이를 아래에서 조금 더 자세하게 살펴보겠습니다.

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아래의 그림과 같이, 최종적인 전해의 형태는 비슷하지만 금속의 사전처리 방법은 다릅니다. 우선 전해채취는 일반적으로 침출-정제-전해채취와 같은 습식제련 위주의 공정을 이루고 있고, 전해정련은 용해(smelting)-아노드 캐스팅-전해정련 등 건식제련 위주의 공정입니다.

 

앞서 언급되었듯, 전해정련에서 아노드는 최종으로 생산하고자 하는 금속이며, 전해액 내 금속의 공급원이 됩니다. 반면 전해채취에서 금속은 침출액으로 부터 공급받습니다.

전해채취(Electro-winning)와 전해정련(Electro-refining)*

*전해조의 구성은 거의 비슷하며, 위 그림 전해채취 전해조의 inlet-outlet은 전해액의 circulation에 대한 이해를 돕기위함

 

또한, 불순물에 대한 처리가 다릅니다.

 

전해정련에서는 용해 과정에서 불순물들이 산화물(슬래그) 혹은 황화물(매트) 등의 이미 형태로 제거되었습니다. 따라서, 아노드 캐스팅 이후 양극에 남아있는 물질은 목적금속보다 산화되기 어려운 귀금속들입니다. 따라서, 전해정련은 목적금속만을 음극에 전착시키고 남아있는 금속들을 회수하는 추가공정을 거칩니다. (공정 중 양극의 금속은 전해질로 이동 후에 음극에 전착)

 

반면에 전해채취는 다양한 금속이 녹여져 있는 용액으로부터 금속을 회수하여야 합니다. 이는 즉, 다양한 불순물이 포함되어 있다는 것이고 목적금속을 높은 순도로 전착시키기 위해선 이들을 제거하는 공정이 이전에 추가로 필요합니다. (공정 중 전해액의 금속이 음극에 전착)

 

최종적으로 생산되는 금속의 형태는 유사하며, 품질에는 순도, 불순물 함량, 불순물 종류 등의 차이가 있을 수 있습니다.