용매추출 - Pulsed column

Pulsed column은 기둥 형태의 contactor 중 하나입니다. 아직까지는 주로 우라늄, 니켈-코발트 용매추출에 주요 사용되고 있으며 구리 용매추출에는 상용화되지 않은 것으로 알려져 있습니다. 아래의 그림을 보시면 아시겠지만, 지금까지 봐왔던 용매추출 장비인 mixer-settler*의 형태와는 많이 다릅니다.  해당 장비는 Tenova Bateman에서 많이 설치하여 호주 우라늄 광산 등에서 운영하고 있습니다.

*[참고] Mixer-Settler와 종류/형태 

 

Pulsed column

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장비의 형태에서 짐작할 수 있듯, 무거운 수용액은 위에서 내려오고 가벼운 추출제(+ 희석제)는 아래에서 올라갑니다. 서로 다른 두 용액은 기둥 내부에서 몇가지 장치에 의해 접촉과 금속의 추출이 이루어집니다. 즉, mixer는 기둥의 중간 부분(③), settler는 기둥의 상부(②)와 하부(①)가 됩니다.

 

① Upper decanter

② Bottom decanter

③ Disc and doughnut internals: Column 내부에서 수상과 유기상이 섞일 수 있도록 하는 역할

④ Air vessel: 수상과 유기상이 섞이도록 pulse(펄스, 맥박)을 주기 위한 에어를 공급받는 탱크로, ⑤으로 에어를 쏴 수상을 밀어내는 형태로 주요 column에 펄스를 전달

⑤ Pulsation leg: leg안에는 본 column의 수상 level만큼 수상이 채워져있으며, ④ 으로부터 에어를 받아 펄스를 본 column에 전달

⑥ Valves

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펄스의 힘 등을 조절함으로써 물방울(droplet)의 크기를 조절할 수 있습니다. 펄스의 힘이 강할수록 크기가 더 작아지며, 용매추출의 효율을 높일 수 있으나 엔트레인먼트 또한 증가합니다.

 

위의 구조에서 볼 수 있듯이, column이 외부에 완전히 닫혀져 있기때문에, 유기상의 손실, 화재 위험 등이 적습니다. 또한, 수직으로 세워진 상태로 용매추출이 이루어지기 때문에 처리할 수 있는 용량에 비해 설치면적이 작습니다.

 

그러나, 전형적인 mixer-settler에 비하여 에너지 소모가 많고, 구조적인 이유로 오퍼레이터들이 육안으로 확인하거나 청소하기가 어렵습니다.