KR101151564B1

KR101151564B1 - 음극충전재를 구비한 전기분해 금회수장치

Info

Publication number: KR101151564B1
Application number: KR1020090131346A
Authority: KR
Inventors: 신동만
Original assignee: 신동만
Priority date: 2009-11-16
Filing date: 2009-12-25
Publication date: 2012-05-31
Anticipated expiration: 2029-12-25
Also published as: KR20110053885A

Abstract

본 발명은 드럼 내에서 전기분해가 이루어져 전하량의 손실을 방지하며, 음극부재가 음극망통 내에 보올 등으로 이루어지는 음극충전재가 충전되어 이루어짐으로써 금입자가 흡착되는 음극의 표면적 및 금회수성능을 획기적으로 향상토록 하는 음극충전재를 구비한 전기분해 금회수장치에 관한 것이다.

이를 실현하기 위한 본 발명은 금함유 처리수 유입관 및 배출 회수관과 연결되는 드럼 내에 양극(+)부재 및 음극(-)부재가 설치되어 전기분해에 의하여 금함유 처리수에서 금을 추출하는 금회수장치에 있어서, 상기 음극(-)부재는 금속재로 되고 통수가 자유롭도록 벽체에 통공이 다수 형성되거나 망체로 형성되는 음극망통에 금입자 흡착을 위하여 음극망통과 통전되도록 금속재로 되는 보올, 메쉬, 다공체, 절곡금속편 중 어느 한가지 이상으로 되는 음극충전재가 충전되어 이루어짐을 특징으로 한다.

Description

음극충전재를 구비한 전기분해 금회수장치{ELECTROANALYSIS GOLD RECOVERY APPARATUS WITH CATHODE FILLER}

일반적으로 산업용 금을 사용하는 금도금 또는 인쇄회로기판 제작현장 등에서 도금 세척수나 도금액 등에 포함되어 있는 금입자를 회수하고 있으며, 이러한 금은 고가물이라는 특성을 갖는 만큼 특히 회수율을 극대화시켜 유실을 방지함과 아울러 보다 높은 금회수 성능이 요구된다.

도금 세척수 등의 금함유 처리수에 포함된 금의 회수는 주로 전기분해방식이나 음이온수지 흡착방식이 사용되고 있다.

금입자는 도금 과정에서 침전을 방지하기 위하여 도금용액에 투입되는 유기 물인 구연산과 결합되어 있으며, 전기분해방식은 전기투과력으로 구연산 안에 있는 금입자를 전리시키고 양극에서 음극으로 이동하는 전류의 흐름을 이용하여 음극판에 금입자가 석출되도록 하여 회수하는 것이다.

종래기술의 전기분해 금회수장치는 상부가 개방된 유로에 평판체인 양극판과 음극판을 대향하여 설치하고 그 사이로 금함유 처리수가 통과되도록 구성되어 있다.

이와 같은 구성은 금입자가 석출되는 음극부재가 평판체로 됨으로써 금입자가 석출되는 면적이 매우 제한적이어서 금회수성능이 미흡하고 석출 금입자가 유속에 의하여 다시 탈락되는 등으로 처리수에 많은 량의 금입자가 잔류하게 되므로 귀중한 자원이 손실되는 한편 유속의 의하여 전하량의 일부가 휩쓸려 나가 전기분해 효율을 떨어뜨리고 금회수율이 저조한 문제점이 있었다.

이에 대하여 본 출원인은 등록특허 제10-0706198호(발명의 명칭: "흡착수단이 구비되는 전기분해 금회수장치"- 이하 "선행기술"이라 함)를 개시한 바 있다.

상기 본 출원인에 의하여 개시된 선행기술(100)은 도 14에 도시된 바와 같이, 금함유 처리수가 드럼(110) 내에서 전기분해가 이루어지도록 하여 전하량의 손실을 차단함과 아울러 양극판(120)과 음극판(130) 사이에 음이온수지 또는 금흡착보올 등의 금흡착수단(150)을 구비하여 구성되며, 이와 같은 구성은 전류의 흐름에 따른 금입자의 이동을 촉진시키고 금흡착수단을 통하여 금입자 포집면적 및 금회수성능을 현저히 향상시키는 효과가 있다.

그러나, 상기 선행기술에서는 양극판 및 음극판이 드럼의 양측단에만 고정 설치되고, 금흡착수단이 전극을 띠지 않음으로써 금회수성능 향상에 한계가 있었다.

한편, 음이온수지 흡착방식은 도금용액 세척수가 음이온수지를 경유하며 이동되도록 하여 금입자가 음이온수지에 부착되도록 구성되는 것으로서, 금회수율은 전기분해방식에 비하여 상대적으로 우수한 장점이 있으나 음이온수지에 부착속도가 느려 회수시간이 길게 소요되고, 음이온수지에 부착된 금의 분리를 위하여는 음이온수지를 소각시켜야 되므로 자원 및 비용이 낭비되는 한편 공해를 발생시키는 결점이 있다.

본 발명은 상기한 문제점을 해소하기 위한 것으로서,

본 발명의 목적은 전기분해를 이용한 금회수장치에서 드럼 내에서 전기분해가 이루어져 전하량의 손실을 방지하며, 음극부재가 음극망통 내에 보올 등으로 이루어지는 음극충전재가 충전되어 이루어짐으로써 금입자가 흡착되는 음극의 표면적 및 금회수성능을 획기적으로 향상토록 하는 음극충전재를 구비한 전기분해 금회수장치를 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은 금의 회수에 자원 및 비용 손실이 없고, 공해를 발생시키지 않아 환경보호에 이바지하도록 하는 음극충전재를 구비한 전기분해 금회수장치를 제공함에 있다.

또한, 교반기가 구비되고, 타임스위치를 구비한 제어부 및 제어부에 의하여 개폐가 제어되는 밸브장치에 의하여 금함유 처리수의 정역순환이 이루어지며, 전해질이 설정시간 주기로 자동주입되고, 온도조절이 이루어짐으로써 전기분해가 이루어지는 최적의 상태를 유지하여 전기분해 효율 및 품질특성을 현저히 향상토록 하는 음극충전재를 구비한 전기분해 금회수장치를 제공함에 있다.

상기한 목적을 달성하는 본 발명에 따른 음극충전재를 구비한 전기분해 금회수장치는,

금함유 처리수 유입관 및 배출 회수관과 연결되는 드럼 내에 양극(+)부재 및 음극(-)부재가 설치되어 전기분해에 의하여 금함유 처리수에서 금을 추출하는 금회수장치에 있어서,

상기 음극(-)부재는 금속재로 되고 통수가 자유롭도록 벽체에 통공이 다수 형성되거나 망체로 형성되는 음극망통에 금입자 흡착을 위하여 음극망통과 통전되도록 금속재로 되는 보올, 메쉬, 다공체, 절곡금속편 중 어느 한가지 이상으로 되는 음극충전재가 충전되어 이루어짐을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 다른 일 실시예로서, 상기 양극(+)부재는 상단에 처리수가 유입되는 개구가 형성되고 드럼에 수직 설치되며 통 둘레에 통공이 다수 형성되거나 망체로 형성되는 제1양극통 및 상기 제1양극통 외곽에 동심원 상으로 이격 설치되며 통 둘레에 통공이 다수 형성되거나 망체로 형성되는 제2양극통으로 되고,

상기 음극(-)부재는 상기 제1양극통과 제2양극통 사이에 제1양극통과 동심원상으로 이격되게 설치되며 복수의 통공이 형성되거나 망체로 되는 내측벽과 외측벽을 구비한 중공형 음극망통이 형성되고 상기 내측벽과 외측벽 사이에 상기 음극충전재가 충전되어 이루어지며,

상기 드럼에는 주벽과 제2양극통 사이에 해당되는 바닥에 출수구가 형성됨을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 또 다른 일 실시예로서, 상기 음극(-)부재는 통 둘레에 통공이 다수 형성되거나 망체로 형성된 원주형 음극망통 내부에 상기 음극충전재가 충전되어 드럼의 중앙에 설치되고,

상기 양극(+)부재는 상기 원주형 음극망통 외곽에 동심원 상으로 이격설치되는 양극통으로 되며,

상기 드럼에서 금함유 처리수의 유입구 및 출수구는 원주형 음극망통과 상기 양극통 사이에 배치됨을 특징으로 한다.

상기 구성을 지닌 본 발명에 따른 음극충전재를 구비한 전기분해 금회수장치에 의하면, 전기분해를 이용한 금회수장치에서 드럼 내에서 전기분해가 이루어져 전하량의 손실을 방지하며, 음극부재가 음극망통 내에 보올 등으로 이루어지는 음극충전재가 충전되어 이루어짐으로써 금입자가 흡착되는 음극의 표면적 및 금회수성능을 획기적으로 향상시키는 현저한 효과가 있다.

또한, 금의 회수에 자원 및 비용 손실이 없고, 공해를 발생시키지 않아 환경을 보호하는 이점이 있다.

또한, 타임스위치를 구비한 제어부 및 제어부에 의하여 개폐가 제어되는 밸브장치에 의하여 금함유 처리수의 정역순환이 이루어지며, 전해질이 설정시간 주기로 자동주입되고, 온도조절이 이루어짐으로써 전기분해가 이루어지는 최적의 상태를 유지하여 전기분해 효율 및 품질특성을 현저히 향상토록 하는 효과가 있다.

이하, 본 발명의 음극충전재를 구비한 전기분해 금회수장치에 대한 실시예를 첨부도면을 참조하여 보다 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 일 실시예의 구성을 보이는 종단면도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 일 실시예의 음극충전재를 구비한 전기분해 금회수장치(1)는 금함유 처리수 유입관(11) 및 배출 회수관(13)과 연결되는 드럼(10) 내에 양극(+)부재 및 음극(-)부재가 설치되어 전기분해에 의하여 금함유 처리수에서 금을 추출하는 금회수장치에 있어서, 상기 음극(-)부재는 금속재로 되고 통수가 자유롭도록 벽체에 통공이 다수 형성되거나 망체로 형성되는 음극망통(31)에 금입자 흡착을 위하여 음극망통(31)과 통전되도록 금속재로 되는 보올(33), 메쉬(34), 다공체, 절곡금속편 중 어느 한가지 이상으로 되는 음극충전재(30a)가 충전되어 이루어지는 것이다.

여기서, 상기 보올(33), 메쉬(34), 다공체, 절곡금속편 중 어느 한가지 이상으로 되는 음극충전재(30a)는 도 4에 도시된 보올(33)과 같이, 강재(鋼材)(331)로 되고 표면에 인듐(In)(332)이 코팅되어 이루어짐이 바람직하다.

이와 같이 금입자가 흡착되는 보올 등의 표면에 인듐(In)을 코팅하는 것은 낮은 온도에서 융해되는 인듐(In)의 성질을 이용하여 금입자 분리작업이 용이하도록 하기 위함이다.

본 발명에 따른 일 실시예로서, 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 양극(+)부재(20)는 드럼(10)의 중심에 축 방향으로 설치되며 양극(+)전류가 급전되는 양극축봉(21)과 상기 양극축봉(21)에 전기적으로 연결 지지되며 다공판 형태로 되는 하나 이상의 양극판(23)으로 되고, 상기 음극(-)부재는 상기 양극판(23)과 마주하여 드럼(10)에 지지되며, 상기 양극축봉(21)과 음극(-)부재(30) 사이에는 전기적 차단을 위한 절연피복처리 또는 절연부재(41)가 개재됨이 바람직하다.

또한, 상기 양극축봉(21)은 드럼(10) 외부에 설치되는 구동수단(51)에 의하여 회전되며, 상기 음극(-)부재(30)는 음극망통(31) 내에 상기 양극축봉(21)에 연결되어 회전력을 얻는 교반기(37)가 양극축봉과 절연되게 설치되고 보올(33)이 충전됨이 바람직하다.

상기 음극부재(30)에 전류를 급전하는 음극급전부(32)는 드럼(10) 내 일측에 음극망통(31)과 통전되도록 설치된다.

또한, 상기 구동수단(51)의 구동축과 양극급전부(25)로부터 양극전류가 급전되는 양극축봉(21) 사이에 절연커플링(212)이 설치되고, 상기 교반기(37)는 양극축봉(21)과의 절연을 위하여 양극축봉에 고정되는 축지부(371)와 날개부(373) 사이에 절연재로 되는 절연커플링(375)이 구비됨이 바람직하다.

또한, 상기 음극망통(31)은 드럼(10) 내에 구비되는 받침대(15)에 지지되며, 상기 양극축봉(21)에서 음극부재(30)를 관통하는 부분은 상기 절연피복처리로서 고무재로 코팅처리될 수 있다.

또한, 상기 드럼(10)에는 상기 양극판(23)과 음극(-)부재(30)가 교호로 다층 설치되고 양단부에는 양극판(23)이 위치됨이 바람직하다.

다시 말하면, 하나의 드럼(10) 내에 양극판(23)과 음극(-)부재(30)가 전극쌍을 이루어 복수의 전극쌍이 설정간격으로 복수층 설치되는 것이다.

상기에서 드럼의 양단부, 즉 상하부에 양극판(23)을 위치시킴은 금함유 처리 수의 순환방향이 정역 전환되는 것에 대비함과 아울러 음극부재(30)로 향하는 전하량을 높이기 위함이다.

도 1의 미설명 부호 '17'은 드럼의 양측단에 설치되어 금함유 처리수에 함유된 이물질을 제거하기 위한 필터이다.

도 5는 본 발명에 따른 다른 일 실시예의 구성을 보이는 종단면도, 도 6은 도 5의 B-B선 단면도, 도 7은 도 6의 C부 확대도이다.

본 발명에 따른 다른 일 실시예의 음극충전재를 구비한 전기분해 금회수장치(1A)는 도 5 내지 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 양극(+)부재(20)는 상단에 처리수가 유입되는 개구(221)가 형성되고 드럼에 수직 설치되며 통 둘레에 통공(223)이 다수 형성되거나 망체로 형성되는 제1양극통(22) 및 상기 제1양극통(22) 외곽에 동심원 상으로 이격 설치되며 통 둘레에 통공(243)이 다수 형성되거나 망체로 형성되는 제2양극통(24)으로 되고, 상기 음극(-)부재(30)는 상기 제1양극통(22)과 제2양극통(24) 사이에 제1양극통(22)과 동심원상으로 이격되게 설치되며 복수의 통공(317)이 형성되거나 망체로 되는 내측벽(315)과 외측벽(316)을 구비한 중공형 음극망통(31a)이 형성되고 상기 내측벽(315)과 외측벽(316) 사이에 상기 음극충전재(30a)가 충전되어 이루어지며, 상기 드럼(10)에는 주벽(12)과 제2양극통(24) 사이에 해당되는 바닥에 출수구(14)가 형성되는 것이다.

또한, 상기 드럼(10)의 상부에 금함유 처리수 유입관(11)이 연결되며 상기 제1양극통의 개구(221)와 연통되는 유입조(81)가 설치되고, 드럼(10)의 하방에 상기 출수구(14)와 연통되며 하방으로 배출회수관(13)이 연결되는 출수조(83)가 설치 됨이 바람직하다.

상기 출수조(83) 내에는 출수구(14)로부터 배출회수관(13)에 이르는 경로에 필터(17)가 구비됨이 바람직하다.

또한, 상기 제1양극통(22), 제2양극통(24), 중공형 음극망통(31a) 중 어느 하나 이상은 구동수단(51)에 의하여 회전됨이 바람직하다.

그리고, 상기 제1양극통(22) 등과 구동수단(51)의 구동축(512) 연결은 제1양극통의 개구(221)를 막지 않도록 한다.

구동수단의 구동축(512) 연결의 일 실시예로서 도 5에 도시된 바와 같이, 구동축(512)을 제1양극통(22)에 연결시에는 2개 이상의 연결대(513)를 제1양극통의 개구(221) 상에서 간격이 벌어지도록 고정할 수도 있다.

또한, 상기 드럼(10)에는 도 8에 도시된 바와 같이, 상기 중공형 음극망통(31a)과 제2양극통(24)이 다중으로 설치될 수 있으며, 이때 상기 출수구(14)는 드럼에서 주벽(12)과 최외곽에 위치되는 제2양극통(24a) 사이에 해당되는 바닥에 형성된다.

상기 중공형 음극망통(31a)에 대한 음극전류 급전 및 제2양극통(24)에 대한 양극전류 급전경로(미도시)는 다양하게 형성될 수 있다.

본 발명에 따른 또 다른 일 실시예(1B)로서, 도 9 및 도 10에 도시된 바와 같이, 상기 음극(-)부재(30)는 통 둘레에 통공(317)이 다수 형성되거나 망체로 형성된 원주형 음극망통(31b) 내부에 상기 음극충전재(30a)가 충전되어 드럼(10)의 중앙에 설치되고, 상기 양극(+)부재(20)는 상기 원주형 음극망통(31b) 외곽에 동심원 상으로 이격 설치되는 양극통(26)으로 되며, 상기 드럼(10)에서 금함유 처리수의 유입구(16) 및 출수구(14)는 원주형 음극망통(31b)과 상기 양극통(26) 사이에 배치됨이 바람직하다.

상기 양극통(26)은 드럼의 주벽(12)에 근접설치되어도 무방하며, 상기 다른 일 실시예(1A)의 경우와 마찬가지로 드럼(10)의 상부에 금함유 처리수 유입관(11)이 연결되는 유입조(81)가 설치되고, 드럼(10)의 하방에 상기 출수구(14)와 연통되며 하방으로 배출회수관(13)이 연결되는 출수조(83)가 설치될 수 있다.

또한, 상기 원주형 음극망통(31b) 또는 양극통(26) 중 어느 한 쪽은 구동수단에 의하여 회전됨이 바람직하다.

본 발명에 따른 일 실시예로서, 도 11에 도시된 바와 같이, 상기 드럼(10)에는 타이머에 의하여 제어되는 전해질 자동주입장치(53)가 구비됨이 바람직하다.

또한, 상기 드럼(10)은 내부에 온도센서와 상기 온도센서에 의하여 온/오프가 제어되는 히터가 설치됨이 바람직하다(미도시).

본 발명에 따른 일 실시예로서, 도 5에 도시된 바와 같이, 금함유 처리수를 처리수조(60)로부터 유입시켜 상기 드럼(10)을 경유하여 다시 처리수조(60)로 순환시키기 위한 펌프(71) 및 정역밸브장치(73)를 포함하는 순환배관(70)과, 상기 펌프 및 정역밸브장치를 제어하기 위한 제어부(90)를 구비하되, 상기 제어부(90)는 타임스위치를 구비하고 설정시간 주기로 정역밸브장치(73)를 제어하여 처리수의 순환방향을 정역전환시키는 것이 바람직하다.

이와 같이 금함유 처리수의 순환방향이 전환되면 금함유 처리수 유입관(11) 과 배출회수관(13)은 상호 위치가 바뀌게 되며, 이에 따라서 상기 유입조(81) 및 출수조(83)도 상호 위치가 바뀌게 된다.

상기 정역밸브장치(73)는 솔레노이드밸브 4개가 유기적으로 연결되는 방식, 솔레노이드 쓰리웨이밸브를 이용하는 방식 등 다양하게 구성될 수 있다.

상기 드럼(10)은 수직방향으로 설치될 뿐만 아니라 도12에 도시된 바와 같이, 수평으로 설치될 수도 있다.

본 발명에 따른 일 실시예로서, 도 13에 도시된 바와 같이, 상기 드럼(10)이 두 개 이상 구비되고, 금함유 처리수 순환배관(70)이 상기 두 개 이상의 드럼(10)에 금함유 처리수를 순차적으로 중복 순환시켜 금회수가 이루어질 수 있다.

상기 구성을 지닌 본 발명에 따른 음극충전재를 구비한 전기분해 금회수장치(1)의 작용상태를 살펴 본다.

본 발명은 금함유 처리수에 함유된 금입자를 회수함에 있어서, 전기분해방식을 사용하되, 전기분해가 전하량의 손실이 방지되는 드럼 내에서 이루어짐과 아울러 음극(-)부재(30)가 음극전류가 통전되는 음극망통(31) 속에 도전체로 되고 금입자 흡착을 위한 표면적이 획기적으로 넓어지도록 보올(33) 등의 음극충전재(30a)를 충전시켜 구성됨으로써 금회수 속도 및 금회수 성능을 획기적으로 높인 것이다.

본 발명에 따른 상기 일 실시예의 경우, 금함유 처리수가 펌프(71) 구동에 의하여 드럼(10) 내부로 유입되고 드럼 내에는 처리수조(60)로 향하는 흐름이 발생되는 동시에 양극판(23)으로부터 음극(-)부재(30)로 향하는 전류흐름이 발생된다.

드럼(10) 내부로 유입된 금함유 처리수는 필터(17)와 양극판(23)을 경유하면서 양극판(23)과 음극(-)부재(30) 사이에 발생되는 전기투과력에 의하여 구연산에 결합되어있던 금입자가 전리되어 음극(-)부재(30) 쪽으로 이동 흡착하게 된다.

그리고, 음극(-)부재(30)가 음극망통(31) 속에 도전체로 되는 보올(33) 등의 음극충전재(30a)가 충전되어 이루어짐으로써 금입자가 흡착되는 면적, 즉 금회수 성능을 좌우하는 음극을 띠는 표면적이 수십배 내지 수백배로 증대되는 것이다.

도전체로 되는 보올(33) 등의 음극충전재(30a)는 자중에 의하여 음극망통(31)과 전기적으로 연결되어 음극을 띠게 되며, 상기 교반기(37)가 설치될 경우 보올(33)의 위치를 계속적으로 바꾸어 주어 금입자가 전체 표면에 고르게 석출되도록 하고 금입자의 탈락을 방지한다.

그리고, 이와 같은 음극(-)부재(30)를 하나의 드럼(10) 내에 양극판(23)과 전극쌍을 이루어 복수의 전극쌍이 설치됨으로써 금함유처리수 유입관과 가장 가깝게 위치되는 1차 전극쌍에서 1차적으로 전기투과력에 의한 금회수가 이루어져 1차 전극쌍의 음극(-)부재에 금입자가 흡착 석출되며, 1차 전극쌍을 통과한 금함유 처리수에는 극히 미량의 금입자가 잔류하게 되고 이러한 상태에서 다시 다음에 위치된 2차 전극쌍, 3차 전극쌍을 연속적으로 순차 경유하게 되면서 나머지 금입자가 음극(-)부재에 흡착 석출되어 금회수성능이 획기적으로 향상되고 금입자함유 처리수의 금입자 잔류를 제로화시킨다.

본 발명에 따른 다른 일 실시예(1A)를 살펴보면, 유입조(81)로부터 수직 설치된 제1양극통(22)으로 유입되는 처리수가 제1양극통의 통공(223)을 통하여 전둘 레로 분출되고 제1양극통(22)과 동심원상으로 수직설치되는 중공형 음극망통(31a) 속에 음극충전재(30a)가 충전되어 이루어진 음극(-)부재(30)를 경유하면서 전기투과력에 의하여 전리된 금입자가 상기 음극(-)부재에 흡착 석출되고, 금입자가 회수된 처리수는 제2양극통(24)을 통과하여 드럼의 바닥에 형성된 출수구(14) 및 필터(17)를 거쳐 배출회수관(13)으로 배출된다.

또한, 순환방향을 역방향으로 전환할 경우에는 상기 배출회수관(13)과 유입관(11) 및 출수조(83)와 유입조(81)의 상호 역할이 바뀌고 드럼 바닥의 출수구(14)를 통하여 처리수가 유입되어 제2양극통(24), 중공형 음극망통(31a), 제1양극통(22) 순으로 처리수가 이동된다.

이와 같은 본 발명의 다른 일 실시예(1A)는 음극(-)부재가 중공형 음극망통(31a)으로 제1양극통(22)과 동심원상으로 수직 설치됨으로써 1차적으로 금입자가 석출되는 음극(-)부재의 면적이 상기 양극판(23)이 수평설치되는 실시예에 비하여 현저히 넓은 영역에 걸쳐 형성됨으로써 석출금입자가 넓은 영역 및 면적에 분포 석출되어 석출금입자 편중으로 인한 음극(-)부재의 막힘현상이 방지되는 장점이 있다.

또한, 제1양극통(22), 제2양극통(24), 중공형 음극망통(31a) 중 어느 하나, 예컨대 제1양극통이 구동수단(51)에 의하여 회전될 경우, 통공(223)을 통하여 분출되는 처리수가 보다 균등하게 중공형 음극망통(31a)으로 향하게 되어 금회수 효율을 높인다.

본 발명에 따른 다른 일 실시예(1B)는 금함유 처리수가 원주형 음극망 통(31b)과 양극통(26) 사이를 통과하는 중에 전기투과력에 의하여 전리된 금입자가 상기 원주형 음극망통 내에 충전된 음극충전재(30a)에 석출되며, 매우 간단한 구성으로 금입자 석출 표면적을 확장할 수 있는 장점이 있다.

또한, 본 발명은 타이머에 의하여 동작이 제어되는 전해질 자동주입장치(53)가 구비되어 설정시간 주기로 전해질이 공급됨으로써 전류의 흐름을 최상의 상태로 유지시켜 주고, 드럼(10) 내에 온도센서와 상기 온도센서에 의하여 온/오프가 제어되는 히터가 설치되어 전기분해가 원활하게 이루어지기 위한 최적의 온도를 유지시켜 준다.

또한, 제어부(90)가 타임스위치를 구비하고 설정시간 주기로 정역밸브장치(73)를 반전시켜 순환방향을 정역 전환시킴으로써 드럼(10) 내에서의 금함유 처리수의 흐름방향이 전환되고 이에 따라 음극(-)부재(30)에 금입자가 어느 일측으로 편중되지 않고 전체표면에 골고루 석출되어 유속에 의한 탈락이 방지된다.

또한, 전기분해시 발생되는 수소이온가스와 도금액에 포함된 구연산에서 발생되는 이물질이 양극판(23) 및 음극(-)부재(30) 전극에 부착되어 전기분해 전리도를 약화시키게 되는데 상기와 같이 금함유 처리수의 순환방향이 전환되는 것에 의하여 이러한 수소이온가스 및 이물질을 전극으로부터 탈락 배출시켜 전기분해 효율 및 금회수율을 극대화 시킴과 아울러 필터(17)의 이면에 부착된 이물질을 탈거시키는 역세가 이루어진다.

또한, 이와 같이 음극충전재(30a) 충전 음극(-)부재가 내설되는 드럼(10)이 두 개 이상 구비되고, 금함유 처리수 순환배관(70)이 상기 두 개 이상의 드럼(10) 에 금함유 처리수를 순차적으로 중복 순환시킬 경우 금회수 성능은 더욱 극대화 된다.

음극(-)부재(30)에 석출된 금입자의 분리는 다양한 방법이 사용될 수 있다.

보올(33) 등의 음극충전재(30a)가 강재(331)로 되고 표면에 융해점이 156.63℃로 대단히 낮은 특성을 갖고 있는 인듐(In)(332)이 코팅될 경우에는 금입자의 분리 회수를 용이하게 한다.

금입자가 석출된 보올(33)을 가열시키면 융해점이 낮은 인듐(In)(332)만 녹아내리게 되어 강재(331)로 된 보올과 금입자 사이에 공간이 발생되고 금입자가 부서지기 쉬운 상태로 된다.

이와 같은 상태의 보올(33)을 바렐기에 넣고 돌려 금입자가 부서져 내리면 물을 부은 후 보올(33)을 건져낸 다음, 밀도가 조밀한 필터를 이용하여 금을 회수하는 것이다.

그리고, 보올(33)로부터 융해분리된 인듐(In)은 보올의 코팅재로 반복 재사용된다.

이와 같이 보올(33) 등의 본 발명에 따른 금입자 흡착용 음극충전부재(30a)는 인듐 및 강재 보올 등이 반복적으로 재사용되므로 경제적이며 공해를 발생시키지 않아 환경공해를 줄여주는 현저한 효과가 있다.

이상과 같이, 본 발명은 전기분해를 이용한 금회수장치에서 드럼 내에서 전기분해가 이루어져 전하량의 손실을 방지하며, 음극부재가 음극망통 내에 보올 등으로 이루어지는 음극충전재가 충전되어 이루어짐으로써 금입자가 흡착되는 음극의 표면적 및 금회수성능을 획기적으로 향상시킨다.

또한, 보올 등의 음극충전재가 자원 및 비용 손실이 없고, 공해를 발생시키지 않아 환경보호에 이바지한다.

또한, 타임스위치를 구비한 제어부 및 제어부에 의하여 개폐가 제어되는 밸브장치에 의하여 금함유 처리수의 정역순환이 이루어지며, 전해질이 설정시간 주기로 자동주입되고, 온도조절이 이루어짐으로써 전기분해가 이루어지는 최적의 상태를 유지하여 전기분해 효율 및 품질특성을 현저히 향상시킨다.

이상에서 설명한 본 발명은 상술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정된 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능한 것이 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 일 실시예의 구성을 보이는 종단면도

도 2는 도 1의 양극판의 사시도

도 3은 도 1의 A-A선 단면도

도 4는 본 발명에 따른 일 실시예의 보올의 구성도

도 5는 본 발명에 따른 다른 일 실시예의 구성을 보이는 종단면도

도 6은 도 5의 B-B선 단면도

도 7은 도 6의 C부 확대도

도 8은 도 6에 대응하는 본 발명에 따른 일 실시예의 단면도

도 9는 본 발명에 따른 또 다른 일 실시예의 구성을 보이는 종단면도

도 10은 도 9의 D-D선 단면도

도 11은 본 발명에 따른 일 실시예의 종단면도

도 12는 본 발명에 따른 일 실시예의 설치상태도

도 13은 본 발명에 따른 일 실시예의 설치상태도

도 14는 선행기술의 구성도

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

1, 1A, 1B: 본 발명의 음극충전재를 구비한 전기분해 금회수장치

10: 드럼 11: 금함유 처리수 유입관 12: 주벽

13: 배출 회수관 14: 출수구 15: 받침대

17: 필터 20: 양극(+)부재 21: 양극축봉

22: 제1양극통 221: 개구 223: 통공

23: 양극판 24: 제2양극통 25: 양극급전부

26: 양극통 30: 음극(-)부재 31: 음극망통

31a: 중공형 음극망통 31b: 원주형 음극망통

32: 음극급전부 30a: 음극충전재 33: 보올

331: 강재 332: 인듐(In) 34: 메쉬

37: 교반기 371: 축지부 373: 날개부

375: 절연커플링 41: 절연부재 51: 구동수단

53: 전해질 자동주입장치 60: 처리수조 70: 순환배관

71: 펌프 73: 밸브장치 81: 유입조

83: 출수조 90: 제어부

Claims

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금함유 처리수 유입관(11) 및 배출 회수관(13)과 연결되는 드럼(10) 내에 양극(+)부재 및 음극(-)부재가 설치되어 전기분해에 의하여 금함유 처리수에서 금을 추출하는 금회수장치에 있어서,

상기 음극(-)부재는 금속재로 되고 통수가 자유롭도록 벽체에 통공이 다수 형성되거나 망체로 형성되는 음극망통(31)에 금입자 흡착을 위하여 음극망통(31)과 통전되도록 금속재로 되는 보올(33), 메쉬, 다공체, 절곡금속편 중 어느 한가지 이상으로 되는 음극충전재(30a)가 충전되어 이루어지고,

상기 양극(+)부재(20)는 드럼(10)의 중심에 축 방향으로 설치되며 양극(+)전류가 급전되는 양극축봉(21)과 상기 양극축봉(21)에 전기적으로 연결 지지되며 다공판 형태로 되는 하나 이상의 양극판(23)으로 되고,

상기 음극(-)부재는 상기 양극판(23)과 마주하여 드럼(10)에 지지되며,

상기 양극축봉(21)과 음극(-)부재(30) 사이에는 전기적 차단을 위한 절연피복처리 또는 절연부재(41)가 개재됨을 특징으로 하는 음극충전재를 구비한 전기분해 금회수장치.
청구항 3에 있어서,

상기 양극축봉(21)은 드럼(10) 외부에 설치되는 구동수단(51)에 의하여 회전되며,

상기 음극(-)부재에는 음극망통(31) 내에 상기 양극축봉(21)에 연결되어 회전력을 얻는 교반기(37)가 양극축봉과 절연되게 설치되고 보올(33)이 충전됨을 특징으로 하는 음극충전재를 구비한 전기분해 금회수장치.
청구항 3에 있어서,

상기 드럼(10)에는 상기 양극판(23)과 음극(-)부재(30)가 교호로 다층 설치되고 양단부에는 양극판(23)이 위치됨을 특징으로 하는 음극충전재를 구비한 전기분해 금회수장치.
금함유 처리수 유입관(11) 및 배출 회수관(13)과 연결되는 드럼(10) 내에 양극(+)부재 및 음극(-)부재가 설치되어 전기분해에 의하여 금함유 처리수에서 금을 추출하는 금회수장치에 있어서,

상기 음극(-)부재는 금속재로 되고 통수가 자유롭도록 벽체에 통공이 다수 형성되거나 망체로 형성되는 음극망통(31)에 금입자 흡착을 위하여 음극망통(31)과 통전되도록 금속재로 되는 보올(33), 메쉬, 다공체, 절곡금속편 중 어느 한가지 이상으로 되는 음극충전재(30a)가 충전되어 이루어지고,

상기 양극(+)부재(20)는 상단에 처리수가 유입되는 개구(221)가 형성되고 드럼에 수직 설치되며 통 둘레에 통공(223)이 다수 형성되거나 망체로 형성되는 제1양극통(22) 및 상기 제1양극통(22) 외곽에 동심원 상으로 이격 설치되며 통 둘레에 통공(243)이 다수 형성되거나 망체로 형성되는 제2양극통(24)으로 되고,

상기 음극(-)부재(30)는 상기 제1양극통(22)과 제2양극통(24) 사이에 제1양극통(22)과 동심원상으로 이격 설치되며 복수의 통공(317)이 형성되거나 망체로 되는 내측벽(315)과 외측벽(316)을 구비한 중공형 음극망통(31a)이 형성되고 상기 내측벽(315)과 외측벽(316) 사이에 상기 음극충전재(30a)가 충전되어 이루어지며,

상기 드럼(10)에는 주벽(12)과 제2양극통(24) 사이에 해당되는 바닥에 출수구(14)가 형성되고,

상기 드럼(10)에는 타이머에 의하여 제어되는 전해질 자동주입장치(53)와 히터 중 어느 하나 이상이 설치되며,

상기 히터는 드럼(10) 내부에 위치하는 온도센서에 의하여 온/오프가 제어되는 것을 특징으로 하는 음극충전재를 구비한 전기분해 금회수장치.
청구항 6에 있어서

상기 드럼(10)의 상부에 금함유 처리수 유입관(11)이 연결되며 상기 제1양극통의 개구(221)와 연통되는 유입조(81)가 설치되고,

드럼(10)의 하방에 상기 출수구(14)와 연통되며 하방으로 배출회수관(13)이 연결되는 출수조(83)가 설치됨을 특징으로 하는 음극충전재를 구비한 전기분해 금 회수장치.
청구항 6에 있어서

상기 제1양극통(22), 제2양극통(24), 중공형 음극망통(31a) 중 어느 하나 이상은 구동수단(51)에 의하여 회전됨을 특징으로 하는 음극충전재를 구비한 전기분해 금회수장치.
청구항 6에 있어서

상기 드럼(10)에는 상기 중공형 음극망통(31a)과 제2양극통(24)이 다중으로 설치되며,

상기 출수구(14)는 드럼에서 주벽(12)과 최외곽에 위치되는 제2양극통(24a) 사이에 해당되는 바닥에 형성됨을 특징으로 하는 음극충전재를 구비한 전기분해 금회수장치.
금함유 처리수 유입관(11) 및 배출 회수관(13)과 연결되는 드럼(10) 내에 양극(+)부재 및 음극(-)부재가 설치되어 전기분해에 의하여 금함유 처리수에서 금을 추출하는 금회수장치에 있어서,

상기 음극(-)부재는 금속재로 되고 통수가 자유롭도록 벽체에 통공이 다수 형성되거나 망체로 형성되는 음극망통(31)에 금입자 흡착을 위하여 음극망통(31)과 통전되도록 금속재로 되는 보올(33), 메쉬, 다공체, 절곡금속편 중 어느 한가지 이상으로 되는 음극충전재(30a)가 충전되어 이루어지고,

상기 음극(-)부재(30)는 통 둘레에 통공(317)이 다수 형성되거나 망체로 형성된 원주형 음극망통(31b) 내부에 상기 음극충전재(30a)가 충전되어 드럼(10)의 중앙에 설치되고,

상기 양극(+)부재(20)는 상기 원주형 음극망통(31b) 외곽에 동심원 상으로 이격 설치되는 양극통(26)으로 되며,

상기 드럼에서 금함유 처리수의 유입구(16) 및 출수구(14)는 원주형 음극망통(31b)과 상기 양극통(26) 사이에 배치되고,

상기 드럼(10)에는 타이머에 의하여 제어되는 전해질 자동주입장치(53)와 히터 중 어느 하나 이상이 설치되며,

상기 히터는 드럼(10) 내부에 위치하는 온도센서에 의하여 온/오프가 제어되는 것을 특징으로 하는 음극충전재를 구비한 전기분해 금회수장치.
청구항 3에 있어서,

상기 드럼(10)에는 타이머에 의하여 제어되는 전해질 자동주입장치(53)가 구비됨을 특징으로 하는 음극충전재를 구비한 전기분해 금회수장치.
청구항 3에 있어서,

상기 드럼(10)은 내부에 온도센서와 상기 온도센서에 의하여 온/오프가 제어되는 히터가 설치됨을 특징으로 하는 음극충전재를 구비한 전기분해 금회수장치.
청구항 3, 청구항 6, 청구항 10 중 어느 한 항에 있어서,

금함유 처리수를 처리수조(60)로부터 유입시켜 상기 드럼(10)을 경유하여 다시 처리수조(60)로 순환시키기 위한 펌프(71) 및 정역밸브장치(73)를 포함하는 순환배관(70)과, 상기 펌프 및 정역밸브장치를 제어하기 위한 제어부(90)를 구비하되,

상기 제어부(90)는 타임스위치를 구비하고 설정시간 주기로 정역밸브장치(73)를 제어하여 처리수의 순환방향을 정역 전환시키는 것을 특징으로 하는 음극충전재를 구비한 전기분해 금회수장치.
청구항 3, 청구항 6, 청구항 10 중 어느 한 항에 있어서,

상기 드럼(10)이 두 개 이상 구비되고, 금함유 처리수 순환배관(70)이 상기 두 개 이상의 드럼(10)에 금함유 처리수를 순차적으로 중복 순환시켜 금회수가 이루어짐을 특징으로 하는 음극충전재를 구비한 전기분해 금회수장치.
청구항 3, 청구항 6, 청구항 10 중 어느 한 항에 있어서,

상기 보올(33), 메쉬, 다공체, 절곡금속편 중 어느 한가지 이상으로 되는 음극충전재(30a)는 강재(331)로 되고 표면에 인듐(In)(332)이 코팅되어 이루어짐을 특징으로 하는 음극충전재를 구비한 전기분해 금회수장치.