[논문]용매추출에서 McCabe-Thiele도의 작성 및 이용

이만승

doi:10.7844/kirr.2018.27.4.65

용매추출에서 McCabe-Thiele도의 작성 및 이용
Construction and Utilization of McCabe-Thiele Diagram for the Solvent Extraction 원문보기

資源리싸이클링 = Journal of the Korean Institute of Resources Recycling, v.27 no.4, 2018년, pp.65 - 69

초록
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용매추출에서 등온추출곡선은 수상과 유기상에서 평형관계에 있는 농도를 나타낸다. 등온추출곡선과 조업선을 동시에 나타낸 McCabe-Thiele도는 물질 전달공정에서 여러 유용한 정보를 제공한다. 추출반응식과 평형상수를 알고 있는 경우 등온추출곡선을 계산으로 구하는 방법을 소개하였다. 또한 분배계수가 일정한 경우 금속 추출에 필요한 추출단수를 추산할 수 있는 Kresmer식을 소개하였다.

Abstract ▼ AI-Helper

In solvent extraction, extraction isotherm represents the relation between the equilibrium concentration of metal in the aqueous and organic phase. McCabe-Thiele diagram on which extraction isotherm and operating line are constructed provides valuable information on the mass transfer operation. When the equilibrium constant of a solvent extraction reaction is known, the calculation method to obtain extraction isotherm was introduced. Kresmer equation by which the number of extraction stages can be calculated when the distribution coefficient is constant was introduced.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

본 논문에서는 등온추출곡선을 실험적으로 구하는 방법을 설명하였다. 또한 추출반응의 평형상수를 이용하여 등온추출곡선을 계산으로 구하는 방법을 설명하였다.
다단식 용매추출에서 목적 금속의 추출이나 분리에 필요한 추출단수를 추산하기 위해서는 등온추출곡선과 조업선을 같이 나타낸 McCabe-Thiele도를 이용한다. 추출반응이 규명되고 추출반응의 평형상수를 알고 있는 용매추출계에 대해 등온추출곡선을 계산으로 구하는 방법을 소개하였다. 추출제의 농도가 과잉인 추출조건에서는 금속의 분배계수가 일정하며 이러한 조건에서 금속의 추출에 필요한 추출단수를 계산할 수 있는 Kresmer식을 소개하였다.

제안 방법

본 논문에서는 등온추출곡선을 실험적으로 구하는 방법을 설명하였다. 또한 추출반응의 평형상수를 이용하여 등온추출곡선을 계산으로 구하는 방법을 설명하였다. 역류식 다단 용매추출에서 필요한 추출단수를 추산하기 위해 분배계수가 일정한 조건에 적용할 수 있는 Kresemer식을 유도하고 그 이용방법을 설명하였다.
또한 추출반응의 평형상수를 이용하여 등온추출곡선을 계산으로 구하는 방법을 설명하였다. 역류식 다단 용매추출에서 필요한 추출단수를 추산하기 위해 분배계수가 일정한 조건에 적용할 수 있는 Kresemer식을 유도하고 그 이용방법을 설명하였다.
등온추출곡선은 다음의 두 방법을 이용하여 실험적으로 구할 수 있다. 첫번째 방법은 수상과 유기상의 조성을 고정시키고 두 상의 부피비를 1:10에서 10:1 정도 변화시키며 각 부피비에서 금속의 분배계수를 구한다. 이때 수상의 평형 pH를 가급적 일정한 값으로 유지하는 것이 바람직하다.

대상 데이터

Cyanex 272와 Cyanex 301의 혼합추출제로 수상과 유기상의 부피비를 변화시켜 실험적으로 구한 망간(II)의 등온추출곡선을 Fig. 1에 나타냈다. 또한 식 (3)에 나타낸 평형상수를 이용하여 K-value방법을 통해 계산으로 구한 망간(II)의 등온추출곡선을 Fig.

이론/모형

다단식 용매추출에서 목적 금속의 추출이나 분리에 필요한 추출단수를 추산하기 위해서는 등온추출곡선과 조업선을 같이 나타낸 McCabe-Thiele도를 이용한다. 추출반응이 규명되고 추출반응의 평형상수를 알고 있는 용매추출계에 대해 등온추출곡선을 계산으로 구하는 방법을 소개하였다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	용매추출은 무엇인가?	용매추출은 수상에서 유기상으로 목적금속의 물질전달을 수반하는 단위공정이다1). 따라서 추출과 분리의 목적을 위해서는 회분식보다는 연속식 조업이 효율적이다.
	등온추출곡선은 어떤 방법을 이용해서 실험적으로 구할 수 있나?	등온추출곡선은 다음의 두 방법을 이용하여 실험적으로 구할 수 있다. 첫번째 방법은 수상과 유기상의 조성을 고정시키고 두 상의 부피비를 1:10에서 10:1 정도 변화시키며 각 부피비에서 금속의 분배계수를 구한다. 이때 수상의 평형 pH를 가급적 일정한 값으로 유지하는 것이 바람직하다.
	연속식 조업은 어떤식으로 분류되는가?	따라서 추출과 분리의 목적을 위해서는 회분식보다는 연속식 조업이 효율적이다. 연속식 조업은 수상과 유기상의 접촉방법에 따라 역류식(Counter-current)와 향류식(Co-current)으로 분류된다. 일반적으로 역류식이 향류식에 비해 효율이 좋다.

참고문헌 (8)

McCabe-Thiele, W. L., Smith, J. C., and Harriott, P., 1985 : Unit operations of chemical engineering, pp.460-467, McGraw-Hill book Company, NY.
Batchu, N. K., Ahn, J. W., and Lee, M. S., 2014 : An application of equilibrium constant to the calculation of an extraction isotherm for the synergistic solvent extraction of Mn(II), Korean J. Met. Mater, 52(11), pp.917-921.

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Lee, M. S. and Shin, S. M., 2010 : Ionic equilibria and comparison of solvent extraction of cobalt(II) and manganese(II) from HCl solution by Alamine 336, J. of Korean Inst. of Resources Recycling, 19(4), pp.29-34.
Lee, M. S. and Nam, S. H., 2011 : Solvent extraction of Ni(II) from strong hydrochloric acid solution by Alamine 336, Bulletin of the Korean Chemical Society, 32(1), pp.113-116.

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Lee, M. S. and Nam, S. H., 2011 : Estimation of the interaction parameter of $FeCl^+$ from hydrochloric acid solution by solvent extraction with amine, Bulletin of the Korean Chemical Society, 32(9), pp.3429-3432.

원문보기 상세보기
Batchu, N. K., Sonu, C. H., and Lee, M. S., 2013 : Chemical model on the synergistic solvent extraction of manganese(II) from chloride solution by a mixture of Cyanex 272 and Cyanex 301, J. Chem. Eng. Data, 58, pp.2881-2886.

상세보기
Batchu, N. K., Sonu, C. H., and Lee, M. S., 2013 : Synergistic solvent extraction of manganese(II) with a mixture of Cyanex 272 and Cyanex 301 from chloride solutions, Hydrometallurgy, 140, pp.89-94.

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Habashi, F., 1999 : Textbook of Hydrometallurgy, pp.447-449, Extractive Metallurgy Quebec..

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