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황산용액에서 사이클론 전해조를 이용한 주석의 전해채취
Electrowinning of Tin from Acidic Sulfate Effluents Using a Cyclone Electrolytic Cell 원문보기

資源리싸이클링 = Journal of the Korean Institute of Resources Recycling, v.25 no.2, 2016년, pp.25 - 32  

강명식 (대진대학교 신소재공학과) ,  조연철 (대진대학교 신소재공학과) ,  안재우 (대진대학교 신소재공학과) ,  신기웅 (인천화학 부설연구소) ,  강용호 (인천화학 부설연구소)

초록
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개조된 사이클론식 전해조를 사용하여 황산염 용액으로부터 금속 주석으로 회수하기 위하여 주석의 전해채취 거동을 조사하였다. 실험 변수로는 유속의 영향, 전류밀도, 전해질 용액의 황산 농도 및 주석 농도 등에 대하여 실시하였다. 실험 결과 $100{\mu}m$이하 크기의 분말상 금속 주석을 얻을 수 있었다. 유속 및 전류밀도 그리고 전해액중 황산농도가 증가할수록 주석의 석출율 및 전류효율값이 증가하였다. 그러나 주석의 농도가 감소함에 따라 주석의 석출율은 증가하나, 전류효율값은 감소하였다.

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

A electrodeposion behavior of tin was tested to recovery of tin metal from sulfate solution using a newly designed cyclone type electrolyzer. Parameters, such as flow rate, current density, tin and sulfuric acid concentration in the electrolyte were investigated. From the experimental results, a pow...

주제어

#주석   #사이클론 전해   #황산용액   #전해채취   #회수  

AI 본문요약
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문제 정의

  • 따라서 본 연구는 금속 이온이 저농도로 함유되어 있는 수용액에서도 효과적으로 금속을 회수할 수 있도록 구조가 개선된 사이클론식 전해조를 사용하여 주석을 전해 방법으로 회수하는 기초 연구를 실시하였다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
주석 회수를 위한 기초 전해 채취 실험에서 황산농도와 주석의 석출률은 어떤 관계를 보였는가? 3) 전해액중 황산농도가 높을수록 주석의 석출율이 약간 증가하는 경향이 있으며, 황산농도가 낮은 조건에서는 일정시간이 지나면서 석출율이 급격히 감소하는 경향을 보였다.
전해채취방법이 가진 문제점은? 전해채취방법은 금속이 함유되어 있는 수용액을 전해액으로 사용하여 전해 환원하여 목적하는 금속을 음극면 위에 석출시키는 방법으로 비교적 고순도의 금속을 얻을 수 있고, 전해 후 용매가 재생되어 재사용될 수 있다는 이점이 있어 여러 가지 금속들을 회수하는 공정에 이용되고 있다. 그러나 이 경우 수용액 내의 금속 이온의 농도가 높은 경우에 적용이 용이하며, 농도가 낮은 경우에는 금속의 회수율이 저하된다는 단점이 있다. 즉, 수용액 내의 금속의 농도가 30 g/L 이상에서 전해채취가 원활하게 이루어지지만 수 g/L 정도의 농도에서는 전해채취가 용이하지 않다. 특히 저농도 용액에서 이온교환수지를 공정을 거쳐 금속을 회수할 경우 회수용액의 농도가 높지 않아 기존의 전해공정에 사용하기 위해서는 별도의 농축 공정이 필요하다. 따라서 저농도 금속이온이 함유된 용액으로부터 전착속도를 개선하고 보다 효과적으로 금속을 회수하는 방법으로 Electrometals Technologies Limited사에서 개발한 EMEW법과 이와 유사한 사이클론(cyclone) 전해 방법 등이 일부 소개되고 있다8-14).
전해채취방법은 무엇인가? 6) 그러나 이온교환 수지를 통하여 회수된 주석용액에서 주석을금속으로 회수하기 위하여는 일반적으로 후속공정으로 전해채취(Electrowinning) 기술이 필요하다. 전해채취방법은 금속이 함유되어 있는 수용액을 전해액으로 사용하여 전해 환원하여 목적하는 금속을 음극면 위에 석출시키는 방법으로 비교적 고순도의 금속을 얻을 수 있고, 전해 후 용매가 재생되어 재사용될 수 있다는 이점이 있어 여러 가지 금속들을 회수하는 공정에 이용되고 있다. 그러나 이 경우 수용액 내의 금속 이온의 농도가 높은 경우에 적용이 용이하며, 농도가 낮은 경우에는 금속의 회수율이 저하된다는 단점이 있다.
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참고문헌 (14)

  1. Elaine Y.L Sum, 1991 : "The recovery of metal from electronic scrap." JOM, 43(4), pp. 53-61 

  2. Ki-Woong Lee et al., 2014 : "Separation and recovery of tin indium from spent ITO sludge" J. of Korean Inst. of Resources Recycling, 23(2), pp. 53-60 

    원문보기 상세보기 crossref

  3. J. Y. Lee, 2004 : "Method for Recycling Tin Oxide or Tin from Plating Tin Waste Liquid ," Kor. Patent, 10-2004-0107786 

  4. M.A. Barakat, 1998 : "Recovery of lead, tin and indium from alloy wire scrap" Hydrometallurgy, 49(1), pp. 63-73. 

    상세보기 crossref

  5. T. Stefanowicz, T. Golik, S. Napieralska-Zagozda and M. Osinska, 1991 : "Tin recovery from an electroplating sludge" Resources, Conservation and Recycling, 6(1), pp. 61-69. 

    상세보기 crossref

  6. Gi-Wung Shin et al, 2015 : "Recovery of tin from waste tin plating solution by ion exchange resin" J. of Korean Inst. of Resources Recycling, 24(3), pp. 51-58. 

  7. Jae-Woo Ahn, Seong-Hyung Ryu, and Tae-young Kim, 2015 : "Recovery of Tin and Nitric Acid From Spent Solder Stripping Solutions" Korean J. Met. Mater. Vol. 53(6), pp. 426-431. 

    상세보기 crossref

  8. P.A. Treasure, "Perfomance characterics of the $EMEW^{(R)}$ Cell" Electrochemical Society Processing Volume 2003-18, pp. 367-378. 

  9. Soo-Kyung Kim et al, 2005 : " Electrowinning of Platinum using a modified cyclone reactor" J. of the Korean Society for Geosystem Engineering, 42(1), pp. 35-44. 

  10. Soo-Kyung Kim et al, 2006 : " Hydrodynamic analysis for Electrowinning of Palladium using a modified cyclone reactor" J. of the Korean Society for Geosystem Engineering, 43(3), pp. 250-257. 

  11. Wei Jin et al, 2015 : "Electrolytic recovery of bismuth and copper as a powder from acidic sulfate effluents using an $emew^{(R)}$ cell" RCS Advances, 5(62), pp. 50372-50378. 

  12. V. Escobar, T. Treasure and R. E. Dixon, 2003 : "High current density emew copper electrowinning" Proceedings of the TMS Fall Extraction and Processing Conference, Chicago: The Minerals, Metals and Materials Society, pp. 1369-1380. 

  13. Jeremy Robinson, Ian Ewart, Michael Moats and Shijie Wang, 2013 : "High Current Density Electrowinning of Nickel in $EMEW^{(R)}$ Cells" Ni-Co 2013, The Minerals, Metals & Materials Society, pp. 191-199. 

  14. GUO Xue-yi, SHI Wen-tang, LI Dong, TIAN Qing-hua, 2010 : "Recovery of copper and nickel from electroplating sludge by cyclone electrowinning" The Chinese Journal of Nonferrous Metals, 20(12), pp. 2425-2430. 

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