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 석출..

과전압(overpotential)은 어떤 특정한 전기화학반응이 실제로 발생하기 위하여 전극계면에 존재하는 반응저항을 이겨내는데 필요한 과잉 전압입니다. 전해액의 저항과 전기에너지의 열손실 등으로 인하여 이론적으로 발생하는 전압보다 높은 전압이 요구됩니다. 전해채취 과정에서 가해야할 전압을 결정할 때, 고려해야할 사항을 아래의 식으로 보겠습니다. Vt: electro-winning cell voltage EA: anode potential EC: cathode potential EA-EC: the driving force for electrochemical reaction IRS: voltage required to flow the electrolyte IRL: voltage required to flow..

이 글에서는 일부 상업시설에서 도입하였던, 전해채취단의 철을 제어하는 시스템을 소개하고자 합니다 (다른 글에서 살짝 언급했었지만 보다 자세하게 보고자 합니다). 해당 공정은 구리 전해채취 공정의 전류효율 향상을 위하여 사용되는 이온교환법입니다. FENIX Hydromet 社에서 고안한 철 제어 시스템은 레진을 이용한 이온교환법을 통하여, SX-EW 공정 내의 철만을 선택적으로 제거하는 시스템입니다. 이 공정은 Mount Gordon 구리광산에 처음 상업적인 목적으로 설치되었습니다. 아래는 FENIX Hydromet Iron Control system®의 유/무에 따른 공정흐름(process flow)의 예시입니다. 일반적으로 SX-EW를 통한 전기동의 생산 시에 유입된 철은 블리드(bleed)의 형태로 ..

전해채취 공정으로 유입되는 전해액(electrolyte)은 유입 과정에서 대부분 필터를 거치게 됩니다. 공정에 유입되는 유기상, 불순물 등을 제거하고, 전해조의 청소 빈도를 줄이는 등의 목적으로 필터링 공정을 도입하였습니다. 아래의 그림은 SX-EW 공정에 도입되는 전해액 필터의 구조입니다. 여과재(filter medium/media)로는 흔히 무연탄(anthracite), 석류석(가넷, garnet) 등이 사용됩니다. 여과재를 사용하는 다른 필터와 같이 여과재를 교체하는 경우도 있지만, 일반적으로 플로우의 역방향으로 전해액(대부분 spent electrolyte)을 흘려 보냄으로써 여과재 및 필터에 낀 불순물과 찌꺼기를 씻어냅니다. 이 과정을 'back filter washing' 혹은 'back wa..

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. 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 이온..

패러데이 상수는 습식제련 분야, 특히 전기분해(electrolysis)가 적용되는 전해채취(electrowinning)에서 많이 활용되곤 합니다. 이러한 패러데이 상수의 정의는 아래와 같습니다. ˙1몰의 전자가 가지는 전하량 (96,485.4C) 1쿨롱(Columb, C)은 6.24 X 1018개의 전자에 해당하기에, 1가 이온을 1몰(6.022 X 1023)개를 석출하는데 필요한 전자의 개수는 1몰개 이므로, 이들이 가지는 총 전하량은 패러데이 상수가 됨을 알 수 있습니다. 따라서, 아래 패러데이 전기분해 법칙에 따라 전해채취 공정에서 이론적인 생산량을 산출하는데 사용됩니다. ˙전기분해 반응 시에 생성 혹은 소모되는 물질의 양은 흐르는 전하량에 비례 ˙일정한 전하가 흐를 때 그에 상응하는 당량만큼의 물..