전해채취 - 금속회수를 위한 전해채취와 주요용어

전해채취법(electrowinning)은 전기분해를 통해 전해액(electrolyte) 중의 금속을 불용성 양극을 이용하여 음극에 석출시키는 방법입니다. 이는, 양극 중의 목적금속을 전해액으로 용해시킨 후 음극판에 석출시키는 전해정련법(electrorefining)과는 차이가 있습니다. 전해채취를 통해 생산되는 금속은 대표적으로 아연(zinc), 구리(copper), 니켈(nickel) 등이 있으며, 이를 통해 다른 방법보다 높은 순도의 금속을 생산할 수 있습니다.

 

Electrowinning cells

 

전해채취의 목적과 기본 구성

 

전해채취법은 습식제련의 마지막 공정이라 할 수 있으며, 용매에 용해되어 있는 금속을 석출시키는 방법 중 하나입니다. 전해채취 공정은 용매추출 공정으로부터 유입되는 전해액(rich electrolyte)의 금속 이온을 음극에 전착(electrodeposition)시키고, 일정 시간이 지난 이후에 음극에서 금속을 떼어냅니다(stripping). 위 과정에서 금속 이온 농도가 낮아진 전해액(lean electrolyte)은 용매추출 공정에서 다시 금속 이온을 추출한 뒤 전해채취 공정으로 돌아가는 과정을 반복합니다.

*[참고] 용매추출 - 금속회수를 위한 용매추출법과 주요용어

---

전해채취 주요용어

 

전해채취에 사용되는 일부 용어들은 아래와 같습니다.

 

(1) Electro Deposition

 

• 전해채취 공정에 유입된 전해액에 포함된 이온 등이, 전해에 의해 음극에 석출되는 것으로 전착이라함

---

(2) Rectiformer

 

•  교류를 직류로 바꿔주는 정류기(rectifier)와 변압기(transformer)의 기능을 하는 기기

•  전해채취에서는 양극과 음극이 정해져 있으며, 직류만을 사용해야하는 공정

---

(3) Current Density

 

•  전류밀도를 의미하며, 전류(A)를 음극판의 면적(m²)으로 나눈 값

---

(4) Short Circuit

 

• 전기를 이용하는 전해채취에서도 일반적인 전기 용어로, 전기회로의 단락(합선)을 의미

• 양극과 음극이 연결되어 전착이 더이상 발생하지 않는 등 전해채취 공정에서 문제를 야기

---

(5) Bleeding

 

• 전해채취 공정에서 농축되는 불순물을 빼내기 위한 작업

• 용액 중 대부분의 이온은 음극에 전착 또는 공기 중으로 날아가지만, 일부 불순물들은 농축되어 공정의 효율을 악화

• 위의 경우는 대표적으로 구리 전해채취 공정의 철(Fe)이 있음

*[참고] Cellhouse 디자인: 생산량, 전류효율, 전류밀도 및 전해조 개수

[참고] 용매추출 - Electrolyte Bleed(전해액 블리드)

---

(6) Stripping

 

• 전착된 금속을 음극판으로부터 떼어내는 것이며, 용매추출의 strip과는 차이가 있음

---

(7) Harvesting

 

• 전착된 금속을 회수하는 단계, 농작물을 재배하는 것에 빗대어 "harvest"로 표현

• Stripping과 동일한 의미