펄스 흐름을 이용한 유동층 전극에서 중금속의 회수

국문 초록 (Abstract)

본 연구는 ppm 단위의 희박용액중의 Pt, Pd, Cu등의 금속의 회수와 폐수중의 중금속인 Hg, Cr, Cd, CN의 제거 및 정제에 있어서 용매추출법, 이온교환법등에 비하여 매우 경제적이고 유용한 방법으로 알려진 유동한 전극을 이용하여 이들 금속의 새로운 회수공정과 장치개발을 위한 기초자료를 얻기 위하여 수행하였다.
Pulsed-flow 유동충 전극은 전해액을 Pulse flow로 반응기에 유입시켜 고정충 전극과 유동충 전극의 특성을 동시에 나타나게 하여 전기전도성 입자가 Current feeder에 의해 전류를 받아 전하를 띠게 하여 입자전체가 전극 역할을 하게 되므로 평판전극에 비하여 단위체적당 전극의 체적이 극대화되는 구조를 가지게 되고, 유동충 전극에서 문제가 되는 저전류밀도의 유지가 가능하고, 전위분포가 일정하여 전극의 용출 (Dissolution)현상을 방지하여 높은 전류효율을 얻게하는 등의 장점을 가진다. 또한 고정충 전극과 유동충 전극에서 발생되는 단점들을 개선할 수 있는 전극반응기의 특성을 나타내는 것으로 사료된다.
실험장치는 내경이 50mm인 투명아크릴 원통벽면 하부에 구리전극을 부착하여 음극 (Current feeder)으로 하고 중심에는 직경 10mm의 티타늄봉을 양극으로 설치하였다. 또한 양극과 음극사이에는 직경 15mm의 이온교환수지가 부착된 다공성으로 천공된 아크릴 원통을 설치하여 음극부와 양극부의 유체의 흐름을 구분하게 하고, 분산판은 평면 아크릴판을 천공하여(약 20개/㎠, 직경 1mm) 나일론천을 부착하여 사용 하였다.
본 연구에서는 전해질용액중의 금속 이온의 농도, 유동충의 입자크기, 충팽창, 전류밀도, PH, 이송속도등이 전류효율에 미치는 영향을 조사하고 Pulsed-flow 유동충에서의 금속이온의 전달기구를 고찰하였다.