용매추출 - 상 분리 시간(Phase Separation Time)

두 가지의 용매가 사용되는 용매추출 공정에서 상 분리 시간(PST* 또는 PDT**)은 사용되는 한 쌍의 용매의 적절성이나 Settler의 사이즈를 결정하는데 주요한 요인으로 작용합니다. 예를 들어, 아래의 그림과 같이 특정 유속으로 두 상이 흐른다고 하였을 때 PST가 긴 경우, Settler의 길이 또한 길어질 필요가 있습니다(CAPEX 증가 요인).

*PST: Phase Separation Time, **PDT: Phase Disengagement Time

Settler 길이에 따른 PST 증감

 

기본적으로 섞이지 않는 두 가지의 유체를 사용하지만, 용매의 에멀젼화(emulsification), 용매퇴화(degradation), 크러드(crud)와 같은 부유 입자 등이 주요한 요인으로 이들은 상 분리 과정에서 악영향을 미칠 수 있습니다.

 

Solvent Treatment: 용매처리

 

용매추출 공정 운전에 대부분의 비용은 유기용매(organic solvent)가 차지하며, PST를 개선하기 위하여 유기용매를 적절한 방법으로 처리하고는 합니다.

 

(1) Activated clay

 

유기용매에 포함되어 있는 불순물들을 제거하고, PST를 개선하기 위해 사용되는 물질로는 활성 점토(activated clay)가 있습니다. 활성 점토는 무기산처리와 가소(calcination), 건조 등의 과정을 거쳐 흡착 등의 작용을 활성화 시킨 점토입니다.

 

유기 용매에 오염을 제거(decontamination)하는데 사용되는 활성화 점토 중에는 벤토나이트 점토(activated bentonite clay)가 활용되며, 크러드를 처리하는 법과 동일하게 필터링 과정을 거칩니다.

 

활성화된 벤토나이트와 유기용매를 섞어줌으로써, 오염물질들은 점토의 활성화된 표면에 우선적으로 흡착됩니다. 활성 점토를 이용한 유기 용매 처리 방법은 주로 해외 많은 구리 광산의 습식제련 플랜트에서 이용하고 있으며 이를 통해 PST를 개선하였다고 보고되고 있습니다. 활성점토의 소모량은 약 2kg - 30kg/m³_org로 플랜트의 처리량, 크러드나 부유물질의 발생량에 따라 상이합니다.