¡á ½À½ÄÁ¦·Ã(ã¥ãÒð²Ö¨)
½À½ÄÁ¦·Ã¹ý(hydrometallurgical
process)À̶õ ±¤¼®À̳ª ¶Ç´Â ´Ù¸¥ °øÁ¤ÀÇ
ºÎ»ê¹°µé·ÎºÎÅÍ À¯°¡ÀÇ ±Ý¼ÓÀ̳ª ¹«°¡ÈÇÕ¹°À»
ÃÖÁ¾ÀûÀ¸·Î »ý»êÇÏ´Â °ÍÀ» ¸»ÇÑ´Ù. ½À½ÄÁ¦·Ã¹ýÀº
ÃÖ¼ÒÇѵµ °øÁ¤ÀÇ ÀϺΰ¡ ¼ö¿ë¾× Áß¿¡¼ ÀÌ·ç¾îÁö´Â
Á¡ÀÌ °Ç½ÄÁ¦·Ã¹ý°úÀÇ Â÷ÀÌÀÌ´Ù.
¡Ü ¹ÝÀÀ¿¿ªÇÐ
¡ß
Ç¥ÁØÀÚÀ¯¿¡³ÊÁö ¹× ÆòÇü»ó¼ö
Àûö±¤ÀÌ
¼ø¼öÇÑ ¹°°ú Á¢ÃËÇÏ°í ÀÖÀ» ¶§ Àûö±¤Àº ¾à°£ ¿ëÇØ
µÇ¸ç ±× ¹ÝÀÀ½ÄÀº ´ÙÀ½°ú °°´Ù.
Fe2O3
+ 3H2O = 2Fe+3 + 6OH-
ÀÌ
¹ÝÀÀ½Ä¿¡ ´ëÇÑ ÆòÇü»ó¼ö´Â
K = [Fe+3]2[OH-]6
/ [Fe2O3][H2O]3
À¸·Î
Ç¥½ÃµÇ¸ç ¼ø¼öÇÑ ¹°°ú Fe2O3ÀÇ
È°µ¿µµ´Â 1À̱⠶§¹®¿¡ ÆòÇü»ó¼ö´Â ´ÙÀ½°ú °°ÀÌ
°£´ÜÈ÷ Ç¥½ÃµÈ´Ù.
K = [Fe+3]2[OH-]6
Ç¥ÁØÀÚÀ¯¿¡³ÊÁö¿Í
ÆòÇü»ó¼ö¿ÍÀÇ °ü°è´Â ¥ÄG¡Æ=
-RT ln K ÀÌ¸ç ¿©±â¼ RÀº ±âü »ó¼öÀ̸ç T´Â Àý´ë
¿ÂµµÀÌ´Ù.
¡¡
¡ß »êÈÀüÀ§(ß«ûùï³êÈ)
öÀ̿¿¡
´ëÇÏ¿©´Â ´ÙÀ½°ú °°Àº µÎ Á¾·ùÀÇ Àü±Ø¹ÝÀÀµéÀÌ
°¡´ÉÇÏ´Ù. Áï ¹ÝÂÊÀüÁö¹ÝÀÀ
Fe+2 +2e ¡ê
Fe
¿Í
»êÈȯ¿ø¹ÝÀÀ
Fe+3 + e ¡ê
Fe+2
ÀÌ
ÀÖ´Ù. ÀüÀ§ E´Â ´ÙÀ½°ú °°ÀÌ ÁÖ¾îÁø´Ù.
E = E¡Æ - RT/ZF ln(ȯ¿ø»óÅÂ)/(»êÈ»óÅÂ)
¿©±â¼
Z´Â ¹ÝÀÀ¿¡ °ü°èµÇ´Â ÀüÀÚÀÇ ¼ö¸¦ Ç¥½ÃÇÏ°í F´Â
ÆĶóµ¥ÀÌ»ó¼öÀÌ´Ù. ±×¸®°í E¡Æ ´Â Ç¥ÁØ»êÈÀüÀ§¸¦
Ç¥½ÃÇÑ´Ù.
¡¡
¡ß °í»ó-¾×»ó°£ÀÇ
ÆòÇü
(1) Fe-FeO°è
Fe¿Í
FeOÀÇ ÆòÇüÀº ´ÙÀ½°ú °°ÀÌ Ç¥±âµÈ´Ù.
2FeO = 2Fe + O2
¶ÇÇÑ
¹°ÀÇ ÆòÇü¹æÁ¤½ÄÀº ´ÙÀ½°ú °°´Ù.
4H+ + O2
+4e = 2H2O
µÎ½ÄÀ»
ÇÕÇϸé,
FeO + 2H+ + 2e
= Fe + H2O
ÀÌ
¹ÝÀÀ½ÄÀº pH¿Í ÀüÀ§ÀÇ Ç×µéÀ» Æ÷ÇÔÇÏ°í ÀÖ´Ù. Ç¥ÁØ
ÀÚÀ¯¿¡³ÊÁöÀÇ º¯È´Â
¥Ä G¡Æ
= 0 - 56.69 + 58.4 - 0 = 1.7 kcal
µû¶ó¼
Ç¥ÁØÀüÀ§´Â
E¡Æ
= -1.7/(25 23.06) = -0.037v
ÀÌ´Ù.
ºñÇ¥ÁØ»óÅ¿¡ ´ëÇÑ ÀüÀ§´Â ´ÙÀ½°ú °°´Ù.
E = E¡Æ
- RT/ZF ln [Fe][H2O]/[FeO][H+]2
¿©±â¿¡
E¡Æ =-0.037v, T=298.16 ¡ÆK¿¡
´ëÇÏ¿© Á¤¸®ÇÏ¸é ´ÙÀ½°ú °°´Ù.
E = -0.037 - 0.0591pH
¡¡
(2) Fe-Fe3O4°è
Fe3O4 +
8H+ + 8e = 3Fe + 4H2O
¥ÄG¡Æ=
15.6 kcal , E¡Æ= -0.0846v
E = -0.0836 - 0.0591pH
¡¡
(3) FeO-Fe3O4°è
Fe3O4 +
2H+ + 2e = 3FeO + H2O
¥ÄG¡Æ= 10.5 kcal , E¡Æ = -0.228v
E = -0.228 - 0.0591pH
¡¡
(4) Fe3O4-Fe2O3°è
3Fe2O3 +
2H+ + 2e = 2Fe3O4 + H2O
¥ÄG¡Æ=
-10.2 kcal , E¡Æ= 0.221v
E = 0.221 - 0.0591pH
¡ß ¹°ÀÇ ¾ÈÁ¤±¸¿ª
¹°
±× ÀÚüµµ »êÈ-ȯ¿øÀüÀ§ÀÇ ÀÏÁ¤ÇÑ ±¸¿ª ³»¿¡¼¸¸
¾ÈÁ¤ÇÏ´Ù. ÀÌ ±¸¿ª ¹Û¿¡¼´Â ¹°ÀÌ ºÐÇØÇÏ¿© »ê¼Ò³ª
¼ö¼Ò¸¦ ¹ß»ý½ÃŲ´Ù.
PH2=1atm
¿¡ ´ëÇÏ¿© E= -0.0591pH ÀÌ´Ù.
¡ß ÀüÀ§-pH
diagram(Pourbaix diagram)
¼ö¿ë¾×
Áß¿¡¼ Fe-ö »êȹ°µé¿¡ ´ëÇÑ ÀüÀ§-pH °ü°è½ÄÀ» ±×¸®¸é
±×¸² 7°ú °°´Ù.
¡¡
±×¸² 7. ö-»êȹ°°£ÀÇ
ÆòÇü ¹× Fe3+ ÀÌ¿ÂÀÇ È°µ¿µµ¿Í ö»êȹ°°£ÀÇ
ÆòÇü(25¡É, 1atm)
¡¡
Fe
-> FeO »êȹÝÀÀ¿¡ ´ëÇÑ ÆòÇü¼±½ÄÀº Fe -> Fe3O4
»êȹÝÀÀ¿¡ ´ëÇÑ ÆòÇü¼± ½Ä À§¿¡ ³õÀÌ°Ô µÈ´Ù. FeO¸¦
Çü¼ºÇϴµ¥ ÇÊ¿äÇÑ ÀüÀ§º¸´Ù ³·Àº ÀüÀ§¿¡¼ Fe3O4°¡
¾ÈÁ¤Çϱ⠶§¹®¿¡ FeOÀÇ »ý¼ºÀº ºÒ°¡´ÉÇÏ°Ô µÇ¸ç FeO ->
Fe3O4·ÎÀÇ »êȹÝÀÀ ¿ª½Ã ºÒ°¡´ÉÇÏ´Ù.
ÀÌÈ °°Àº °á°ú´Â 25¡É¿¡
ÀÖ´Â ¼ö¿ë¾× Áß¿¡¼ ¿¿ªÇÐÀû ÆòÇü¿¡ ½±°Ô µµ´ÞÇÏ´Â
°æ¿ì FeO ÀÇ »ý¼ºÀº ºÒ°¡´ÉÇÏ´Ù. ±×·¯³ª
ºñÆòÇü»óÅ¿¡¼´Â ºÒ¾ÈÁ¤ÇÑ »óÀ¸·Î ÀÜÁ¸ÇÒ ¼ö ÀÖ´Ù.
¡¡
¡Ü ħÃâ¹ÝÀÀ¼Óµµ(öÙõóÚãëëáÜÓø)
ÀÌ»ó°è¹ÝÀÀ(heterogeneous
reaction)¿¡´Â µÎ Á¾·ù°¡ ÀÖ´Ù. Áï Çϳª´Â °íü°¡ ¼ö¿ë¾×
Áß¿¡¼ ¹ÝÀÀÇÏ¿© ¿ëÇØÇÏ´Â °æ¿ìÀÌ°í, ±× ´Ù¸¥ Çϳª´Â
°íüÀÇ Ç¥¸é¿¡¼ ¼ö¿ë¾× ÁßÀÇ µÎ ¹ÝÀÀ¹°ÁúµéÀÌ ¼·Î
¹ÝÀÀÇÏ¿© ÈÇÕ¹°À» »ý¼ºÇÏÁö¸¸ °íüÀÇ Ç¥¸é¿¡´Â ¾î¶²
º¯Èµµ ÁÖÁö ¾Ê´Â °æ¿ìÀÌ´Ù. ÈÄÀÚÀÇ °æ¿ì¸¦ ¿ì¸®´Â
°íü°¡ Ã˸ŷΠÀÛ¿ëÇÑ´Ù°í ÇÑ´Ù.
¡¡
¡ß È®»êÀ²¼Ó¹ÝÀÀ(diffusion
controlled process)
°íüÀÇ
Ç¥¸é¿¡¼ ÀϾ´Â ÈÇйÝÀÀÀº ´ë´ÜÈ÷ »¡¶ó¼
¹ÝÀÀºÐÀÚ³ª ÀÌ¿ÂÀÇ È®»ê¼Óµµ°¡ ÀüüÀÇ ¹ÝÀÀ¼Óµµ¸¦
Á¿ìÇÏ´Â °æ¿ì¸¦ »ý°¢ÇØ º¸¸é, °íüÀÇ Ç¥¸é°ú ÇÑ
Á¾·ùÀÇ ÀÌ¿ÂÀÌ ¹ÝÀÀÇÑ´Ù°í ÇÏ°í ÀÌ ¹ÝÀÀ¼Óµµµµ ´ë´ÜÈ÷
»¡¶ó¼ Ç¥¸é¿¡¼ÀÇ ÀÌ¿Â³óµµ Cs ¡Ö 0 À¸·Î
º¸¾Æµµ ¹«¹æÇÏ´Ù. ¼ö¿ë¾×¿¡¼ÀÇ ³óµµ C¿Í´Â °è¸éÀÇ
¿¯Àº Ãþ(Nernst boundary)À» °ÉÃļ ³óµµ±¸¹è C-Cs¸¦
Çü¼ºÇÏ°Ô µÈ´Ù. ÀÌ ¶§ °è¸éÃþÀÇ µÎ²²¸¦ d ¶ó ÇÏ°í
¹ÝÀÀÇ¥¸éÀûÀ» A, ½Ã°£ dt Áß °è¸éÃþÀ» ÅëÇÏ¿© È®»êÇÏ´Â
ÀÌ¿ÂÀÇ ¸ô¼ö¸¦ dc¶ó Çϸé Fick¡¯s Law¿¡ µû¶ó ´ÙÀ½ÀÇ
¼Óµµ½ÄÀ» ¾òÀ» ¼ö ÀÖ´Ù.
dc/dt
= -ADdc/dx
¡ß Áß°£Çü
¹ÝÀÀ¼Óµµ
¹ÝÀÀÀÌ
ÁøÇàÇÏ¿© °¨¿¡ µû¶ó °íüÀÇ Ç¥¸é¿¡¼ ¿ëÁúÀÇ ³óµµ C1ÀÌ
ÆòÇü³óµµ¿Í °°Áö ¾ÊÀ» »Ó ¾Æ´Ï¶ó ¿ë¾× ÁßÀÇ ³óµµ C¿Íµµ
°°Áö ¾ÊÀº °æ¿ì ¹ÝÀÀ¼Óµµ´Â ¿ëÁúÀÇ È®»ê°úÁ¤¿¡ Á¿ìµÉ
¼öµµ ÀÖÀ» »Ó´õ·¯ ÈÇйÝÀÀ°úÁ¤¿¡ Á¿ìµÉ ¼öµµ ÀÖ´Ù.
°á°ú½ÄÀº
-dc/dt = (
kckT / ( kc + kT ) ) A C
ÀÌ°í kT°ªÀÌ
kc°ªÀÌ ´ë´ÜÈ÷ Å« °æ¿ì´Â ÈÇйÝÀÀÀ²¼ÓÀÌ µÇ¸ç
¹Ý´ëÀ̸é È®»ê¿¡ ÀÇÇÑ À²¼ÓÀÌ´Ù.
¡¡
¡Ü ħÃâ(leaching)
¡ß ħÃâÁ¦
¿ë¸Å·Î´Â
H2SO4, Cl2 ¹× ¿°µé, NH3,
NaHS ¹× NaOH µîÀÌ ÈçÈ÷ ¾²À̸ç Ȳ»êÀº ¿ëµµ°¡ ³Ð°í °ªÀÌ
½Î¸ç ¼Õ½±°Ô ¾òÀ» ¼ö ÀÖ¾î °¡Àå ¸¹ÀÌ ¾²ÀÌ´Â ¿ë¸ÅÀÌ´Ù.
°í°¡ÀÇ ±Ý¼Ó¿°È¹°Àº °ÇÑ »êÈÁ¦·Î ÀÛ¿ëÇÏ¿©
Ȳȹ°·ÎºÎÅÍ ±Ý¼ÓÀ» ħÃâ½ÃÅ°´Â µ¥ À¯È¿Çϳª
ºÎ½Ä¼ºÀÌ °ÇÏ¿© Ãë±Þ¿¡ ƯÈ÷ À¯ÀÇÇÏ¿©¾ß ÇÑ´Ù.
¾Ï¸ð´Ï¾Æ´Â ±Ý¼Ó À̿µé°ú ¾ÈÁ¤ÇÑ ¼ö¿ë¼ºÀÇ ¿°À»
Çü¼ºÇϱ⠶§¹®¿¡ ȯ¿µµÇ°í ÀÖÀ¸¸ç, ȲȴÏÄÌÀÇ Ä§Ãâ¿¡
¾²ÀÌ°í ÀÖ´Ù. NaHS´Â ±Ý¼ÓÀ̿°ú ¼ö¿ë¼ºÀÇ È²È¹°À»
Çü¼ºÇϱ⠶§¹®¿¡ Ȳȱ¤ÀÇ Ä§Ãâ¿¡ ¾µ ¼ö ÀÖ´Ù.
¡¡
¡ß ¹ÚÅ׸®¾ÆÀÇ
¿µÇâ
Ȳ»êÀ¸·Î
Ȳȱ¤À» heap ħÃâÇÒ ¶§ ¹ÚÅ׸®¾Æ°¡ ħÃâ¼Óµµ¸¦
ÇöÀúÇÏ°Ô Á¶Àå½ÃÅ°´Â °á°úµéÀÌ ÀÖ´Ù. ÀÌ È¿°ú´Â Fe+2¸¦
Fe+3·Î ¹ÚÅ׸®¾Æ°¡ Àç»êȽÃÅ°´Â °á°ú¿Í
ÇÑÆíÀ¸·Î Ȳȹ°¿¡ Á÷Á¢ ÀÛ¿ëÇÏ¿© ºÐÇؽÃÅ°´Â °ÍÀ¸·Î
Çؼ®µÈ´Ù.
¡¡
¡Ü ħÃâ¹ý(öÙõóÛö)
¡¡
¡ß ÇöÀåħÃâ(leaching
in place)
±¤¼®ÀÇ
Ç°À§°¡ ³Ê¹« ³·¾Æ¼ 䱤ÇÏ¿© ¼±±¤À» Çϱ⿡´Â
°æÁ¦¼ºÀÌ ¾ø´Â ±¤¼®¿¡ ´ëÇÏ¿© »ç¿ëµÇ´Â ¹æ¹ýÀ¸·Î
µ¿±¤¼®¿¡ ÈçÈ÷ ¾²À̴ ħÃâ¹ýÀÌ´Ù. ±¤»óÀ» °í¼º´É
Æø¾àÀ¸·Î ÆøÆÄÇÏ¿© ³»ºÎ ±Õ¿À» ¸¸µç ÈÄ »óºÎ¿¡¼
¹±Àº Ȳ»êÀ» ÁÖÀÔÇÑ´Ù. ±× ÈÄ ¿À·£ ±â°£À» ÅëÇÏ¿©
ħÃâ¾×À» ¸ð¾Æ ±Ý¼ÓÀÇ È¸¼öÇÑ´Ù.
¡¡
¡ß Èü(heap) ¶Ç´Â
´ýÇÁ(dump)ħÃâ
ÈüħÃâÀº
º¸Åë ÆòÆíÇÑ Àå¼Ò¿¡ 300ft X 400ft Á¤µµÀÇ ¾Æ½ºÆÈÆ®
Æ÷ÀåÀ» ÇÏ°í ÀúÇ°À§ÀÇ ±¤¼®À» 20³»Áö 30ft ³ôÀÌ·Î
¾ßÀûÇÑ ÈÄ ¹±Àº Ȳ»êÀ» »ìÆ÷ÇÏ°í ¹°À» »ìÆ÷ÇÑ ÈÄ
¶§¶§·Î ÆÄÀÌÇÁ¸¦ ÅëÇÏ¿© °ø±â¸¦ ÁÖÀÔÇÑ´Ù. ħÃâ¾×Àº
Èê·¯ ³ª¿À´Â ´ë·Î ¸ð¾Æ¼ ±Ý¼ÓÀ» ȸ¼öÇÑ´Ù.
¡¡
¡ß ¹èÆ®(vat) ħÃâ
ºñ±³Àû
±¤¼®ÀÇ Ç°À§°¡ ³ì°Å³ª °í°¡ÀÇ ±Ý¼ÓÀ» ħÃâÇÏ´Â °æ¿ì¿¡
»ç¿ëµÇ´Â ¹æ¹ýÀÌ¸ç ¹èÆ®ÀÇ ±¸Á¶´Â Àå¹æÇüÀÇ
ÄÜÅ©¸®Æ®Á¶¿¡ Pb-¶óÀÌ´×À» ÇÏ°í Àú¸é¿¡´Â ħÃâ¾×À»
ȸ¼öÇÒ ¼ö ÀÖµµ·Ï ÀåÄ¡ÇÑ´Ù. ħÃâÁ¦´Â ¹èÆ®ÀÇ
»óºÎ¿¡¼ ÷°¡µÇ¸ç ÀÌ¿Í °°Àº ¹èÆ®¸¦ ¿©·¯ °³ Á÷·Ä·Î
¿¬°áÇÏ¿© ¿ª·ù¸¦ ¾ß±â½ÃŲ´Ù.
¡¡
¡ß ±³¹Ý½Ä(ÎæÚåãÒ)
ÆÞÇÁħÃâ
ÀÌ
¹æ¹ýÀº ±¤¼®ÀÇ Ç°À§°¡ ³ô°í ¼Ò·®À» Ãë±ÞÇÒ ¶§
»ç¿ëµÇ¸ç ƯÈ÷ ±¤¼®ÀÇ ÆÞÇÁ, Á¤±¤ ¶Ç´Â ¹è¼Ò±¤À»
ħÃâÇÒ ¶§ ÈçÈ÷ ¾²ÀδÙ.
¡¡
¡ß °¡¾ÐħÃâ
°¡¾ÐħÃâÀº
°³¹æ½Ä ħÃâÁ¶°Çº¸´Ù ³ôÀº ¿Âµµ¿Í ¾Ð·ÂÀ¸·Î
¿ÀÅäŬ·¹À̺꿡¼ ÁøÇàµÈ´Ù. ÀÌ ¹æ¹ýÀÇ ÀåÁ¡Àº
ħÃâ¹ÝÀÀ¿¡ Áß¿äÇÑ ¿ªÇÒÀ» ÇÏ´Â »ê¼ÒÀÇ ¾Ð·ÂÀ» ³ôÀÏ
¼ö ÀÖ°í ¿Âµµ¸¦ ³ôÀÏ ¼ö ÀÖ¾î ¹ÝÀÀ¼Òµµ¸¦ ºü¸£°Ô ÇÏ´Â
µ¥ ÀÌÁ¡ÀÌ ÀÖ´Ù.
¡¡
¡Ü °í¾×ºÐ¸®(solid-liquid
separation)
½À½ÄÁ¦·Ã¿¡¼
ÈçÈ÷ äÅõǴ °í¾×ºÐ¸®ÀÛ¾÷Àº ³óÃà, ¿©°ú, Á¤¾×(ïääû)
µîÀÌ´Ù.
¡ß ³óÃà(thickening)
³óÃàÀº
¹° ¼Ó¿¡ ÇöŹµÇ¾î ÀÖ´Â °íüÀÇ ÀÔÀÚ¸¦ ħ°¿¡ ÀÇÇÏ¿©
³óµµ°¡ ³ôÀº ±¤¾×À¸·Î ¸¸µé¾î ¹Ù´Ú¿¡¼ ȸ¼öÇÏ°í ¸¼Àº
¿ë¾×Àº À§·Î ³ÑÃÄÈ帣°Ô ÇÏ¿© Á¦°Å½ÃÅ°´Â °ÍÀ¸·Î ÀÌ¿Í
°°Àº ±â´ÉÀ» ¿¬¼ÓÀûÀ¸·Î ÇÒ ¼ö ÀÖµµ·Ï ±â°èȵÈ
³óÃàÁ¶¸¦ ³óÃà±â(thicker)¶ó°í ÇÑ´Ù. ³óÃàÁ¶¿¡´Â
¿¬¼ÓÀûÀ¸·Î ±¤¾×À» À¯ÀÔÇÏ°í °æ»çÁø Àú¸é¿¡ ħÃàÇÏ´Â
ħÀü¹°Àº ·¹ÀÌÅ©¿¡ ÀÇÇÏ¿© Áß½ÉÀ¸·Î ¹¶Ãļ ½ºÇÇ°ÍÀ»
ÅëÇÏ¿© °£ÇæÀû ¶Ç´Â ¿¬¼ÓÀûÀ¸·Î ¹èÃâµÇ´Â ¹Ý¸é ¿ë¾×Àº
À§·Î ³ÑÃļ ¶ó¿î´õ¿¡ ¸ð¿© ȸ¼öµÈ´Ù.
¡ß ¿©°ú(filtration)
ºÓÀº
±¤¾×À¸·ÎºÎÅÍ ¼öºÐÀ» Á¦°ÅÇÏ¿© 35~65%ÀÇ ±¤¾×À¸·Î
³óÃà½ÃŲ ÈÄ ´õ ÇÑÃþ Å»¼öÇÏ¿© 90%ÀÌ»óÀÇ °íü¸¦
Æ÷ÇÔÇÏ´Â ÄÉŸå(cake)¸¦ ¸¸µå´Â ÀÛ¾÷À» ¿©°ú¶ó°í ÇÑ´Ù.
¿©°ú´Â ĵ¹ö½º¿Í °°Àº ¹Ì¼¼ÇÑ ¸ð¼¼°üÀ» °®´Â ¿©°úÀ縦
»ç¿ëÇÏ¿© °í¾×À» ºÐ¸®ÇÏ´Â ¹æ¹ýÀ¸·Î ¿©¾×(filtrate)ÀÌ
¸ñÀû¹°ÀÌ µÉ °æ¿ìµµ ÀÖ°í ÄÉÀÌÅ©°¡ ¸ñÀû¹°ÀÌ µÉ ¶§µµ
ÀÖ´Ù. ¿©°ú±â·Î´Â plate and frame ¿©°ú±â¿Í leafÇü ¿©°ú±â
±×¸®°í vacuum rotary ¿©°ú±â°¡ ÀÖ´Ù.
¡ß Á¤¾×(solution
purification)
ħÃâ¿ë¸Å´Â
º¸Åë ºñ¼±ÅÃÀûÀ¸·Î ºÒ¼ø¹°µéÀ» ¿ëÇؽÃÅ°±â ¶§¹®¿¡
ħÃâ¾× Áß¿¡´Â ºÒÇÊ¿äÇÑ ¼ººÐµéÀÌ ÇÔÀ¯µÇ¸ç ¶ÇÇÑ
¹Ì¸³ÀÇ °íü³ª ÄÝ·ÎÀ̵åÀÔÀÚ°°Àº °ÍµéÀÌ Æ÷ÇԵȴÙ.
¼øµµ°¡ ³ôÀº ±Ý¼ÓÀ» äÃëÇϱâ À§ÇÏ¿©´Â ¹Ì¸® À̵é
ºÒ¼ø¹°µéÀ̳ª °íÇüÁúµéÀ» Á¦°ÅÇÏ¿©¾ß ÇÑ´Ù. ÀÌ¿Í °°Àº
ÀÛ¾÷À» Á¤¾×À̶ó°í ÇÑ´Ù.
(1) Á¤È(clarification)
³óÃà±â¿¡¼
¹èÃâµÇ´Â ¿ë¾×À̳ª ¿©°ú±â¿¡¼ ³ª¿À´Â ¿©¾× Áß¿¡´Â
¾ÆÁ÷ ¹Ì¸³ÀÇ °íÇüÁúÀ̳ª ÄÝ·ÎÀ̵åÀÔÀÚ°¡ ¸¹´Ù. À̵éÀº
Á¤¾× ¶Ç´Â ±Ý¼ÓÀ» äÃëÇÒ ¶§ ȯ¿øÁ¦ÀÇ ¹ÝÀÀ¿¡
¾Ç¿µÇâÀ» ³¢Ä¡¹Ç·Î ¹Ì¸® ¿ÏÀüÈ÷ Á¦°ÅÇÒ ÇÊ¿ä°¡ ÀÖ´Ù.
°íÇüÁúÀÇ ¹Ì¼¼ÀÔÀÚµéÀ» Áß·ÂÀ» ÀÌ¿ëÇϰųª ¿©°ú¹ý¿¡
ÀÇÇÏ¿© Á¤¾×ÀÛ¾÷À» ÇÏ´Â °ÍÀº Á¤È(ïäûù)¶ó°í ÇÑ´Ù.
(2) ÁßÈ
±Ý¼Ó¿°ÀÇ
¼ö¿ë¾×Àº »ê¼º¿¡¼ ¾ÈÁ¤Çϳª ¿°±â¼ºÀ¸·Î °¥¼ö·Ï
ºÒ¾ÈÁ¤ÇÏ¿© ¼ö»êȹ°·Î ħÀüÇÑ´Ù. Ni+2, Zn+2,
Cu2+ ÀÇ ¼ö»êȹ°°ú Fe+3 ÀÇ
¼ö»êȹ°»çÀÌ¿¡´Â ¿ëÇصµ¿¡ Å« Â÷ÀÌ°¡ ÀÖ´Ù. Ni+2´Â
pH=6, Zn+2´Â pH=8ÀÌ µÇÁö ¾ÊÀ¸¸é ¿ÏÀüÈ÷ ħÀüÇÏÁö
¾È´Âµ¥ ¹ÝÇÏ¿© Fe3+Àº pH=2¿¡¼ °ÅÀÇ Ä§ÀüÇÏ¿©
¹ö¸°´Ù. ÀÌ Â÷¸¦ ÀÌ¿ëÇÏ¿© Zn, Cu, Ni µîÀÇ Ä§Ãâ¾× Áß¿¡¼
ºÒ¼ø¹°ÀÎ Fe¸¦ Á¦°ÅÇÑ´Ù.
(3) ȯ¿ø
ºÒ¼ø¹°ÀÇ
¼ö»êȹ°ÀÇ ¿ëÇصµ°¡ ¸ñÀû±Ý¼ÓÀÇ ±×°Í°ú À¯»çÇÒ °æ¿ì
°¡¼öºÐÇØ¿¡ÀÇÇÑ ºÐ¸®Á¦°Å´Â ¾î·Æ´Ù. ÀÌ·±ÇÑ °æ¿ì¿¡
Àü±âÈÇÐÀûÀ¸·Î ó¸®ÇÏ´Â ¹æ¹ýÀÌ ÀÖ´Ù. Áï »êÈÀüÀ§ÀÇ
Â÷¸¦ ÀÌ¿ëÇÏ¿© ġȯ-ȯ¿øÇÏ¿© Á¦°ÅÇÏ´Â ¹æ¹ýÀÌ´Ù. Zn
¿ë¾×ÁßÀÇ Cu+2´Â ±Ý¼Ó ZnÀ» °¡ÇÔÀ¸·Î½á [Zn+2]/[Cu+2]=25
1037ÀÌ µÉ¶§±îÁö ȯ¿øÀº °è¼ÓµÇ¾î »ç½Ç»ó Cu+2´Â
¿ÏÀüÈ÷ ȯ¿øħÀüµÈ´Ù. °°Àº ¹æ¹ýÀ¸·Î Cd-Zn°è¿¡¼´Â [Zn+2]/[Cd+2]=1.55
1012ÀÌ µÇ¾î ±Ý¼Ó ZnÀ¸·Î ¿ª½Ã ȯ¿øħÀüºÐ¸®°¡
°¡´ÉÇÏ´Ù.
¡Ü ±Ý¼ÓÀÇ È¸¼ö
ȸ¼öÇÏ´Â
¹æ¹ýÀÇ º¸ÆíÀûÀÎ ¹æ¹ýÀº ÀüÇؼ®Ã⠶Ǵ ÀüÂø¹ý(electro-winnig)À̸ç
±×¿Ü¿¡ °¡½ºÈ¯¿ø¹ý, ¿ë¸ÅÃßÃâ¹ý, À̿±³È¯¼öÁö¹ýµîÀÌ
ÀÖ´Ù.
¡ß ±Ý¼ÓÀÌ¿ÂÀÇ
°¡½ºÈ¯¿ø
ȯ¿ø°¡½º¹ýÀº
°í¿Â °í¾ÐÇÏ¿¡¼ ÁøÇàµÈ´Ù. ÀÌ ¹æ¹ý¿¡´Â ÁÖ·Î
¼ö¼Ò°¡½º°¡ »ç¿ëµÇÁö¸¸ CO ¶Ç´Â HS °¡½ºµéµµ
ȯ¿ø°¡½º·Î »ç¿ëµÈ´Ù. Ni ¶Ç´Â CoÀÇ È¯¿ø¿¡ ÀÌ¿Í °°Àº
°øÁ¤ÀÌ Ã¤ÅõȴÙ.
¿¿ªÇÐÀûÀ¸·Î
±Ý¼ÓÀÌ¿ÂÀÇ ¼ö¼Ò°¡½º¿¡ ÀÇÇÑ È¯¿øÀÇ °¡´É¼ºÀº
ÀüÁöÀüÀ§¸¦ ºñ±³ÇϹǷΠ°áÁ¤ÇÒ ¼ö ÀÖ´Ù. ±Ý¼Ó»êÈ
ÀüÁöÀüÀ§°¡ ¼ö¼Ò»êÈ ÀüÁöÀüÀ§ º¸´Ù Å©¸é ±Ý¼ÓÀº
»êÈµÇ¾î ¿ëÇØµÇ¸ç ¼ö¼Ò°¡½ºµµ ¿ª¸®µÇÁö¸¸, ÀÌ¿Í
¹Ý´ëÀÇ °æ¿ì¿¡µµ ±Ý¼ÓÀº ȯ¿øµÇ¾î ħÀüÇÏ°í ¼ö¼Òµµ
»ê鵃 °ÍÀÌ´Ù.
¡ß
À̿±³È¯¼öÁö¹ý(ion-exchange extraction)
À̿±³È¯¼öÁö´Â
ħÃâ¿ë¾×À¸·ÎºÎÅÍ ±Ý¼ÓÀ» ÃßÃâÇÏ´Â µ¥ Æí¸®ÇÏ´Ù.
À̿±³È¯¼öÁö´Â °æ¼ö¸¦ ¿¬È½ÃÅ°´Â µ¥ ¾²ÀÌ°í ÀÖÀ¸¸ç
¼öÁö·Î´Â ÀÚ¿¬»êÀÇ Áö¿À¶óÀÌÆ®(zoelite: sodium
aluminosilicate)¸¦ »ç¿ëÇϴµ¥ ÀÌ ¶§ Áö¿À¶óÀÌÆ® ÁßÀÇ Na+ÀÌ¿ÂÀÌ
°æ¼ö ÁßÀÇ Mg+2 °ú Ca+2°¡ ±³È¯µÈ´Ù.
(1)
ºÎÂøÀÌ¿ÂÀÇ ºÐ·ù
(a)
°»ê¼º : -SO3H
¾à»ê¼º
: -COOH
(b)
°¿°±â¼º : N
¾à¿°±â¼º
: -NH3+, >NH2+
-
¼öÁöÀÇ ¼ºÁú
1) ÀÔÀÚÀÇ Å©±âÀÇ
¿µÇâ
À̿±³È¯¼öÁö´Â
º¸Åë ±¸ÇüÀÇ ÀÔÀÚ»óÀ¸·Î Á¦Á¶µÈ´Ù. Áö¸§Àº 0.04mm¿¡¼
1mmÁ¤µµÀÌ´Ù. ¼öÁöÀÇ ¹ÝÀÀ¼Óµµ´Â ÀÔÀÚÀÇ Å©±â¿¡
Á¿ìµÇ¸ç ÀÛÀ»¼ö·Ï ¼Óµµ´Â ºü¸£´Ù. ±×·¯³ª ÀÔÀÚ°¡
ÀÛÀ¸¸é ÀÛ¾÷ ½Ã ¾Ð·Â¼Õ½ÇÀÌ Å©°í ¼öÁöÀÇ ¼¼Ã´ Áß
ħ°¼Óµµ°¡ ´Ê¾î ÀÛ¾÷½Ã°£ÀÌ ±æ¾îÁø´Ù.
2) ¸Á»ó±¸Á¶ÀÇ
¹ÐµµÀÇ ¿µÇâ
¸Á»ó±¸Á¶ÀÇ
¹Ðµµ´Â D.V.B.ÀÇ ÇÔÀ¯·®ÀÌ Áõ°¡ÇÏ¸é ¸Á»ó±¸Á¶ÀÇ ¹Ðµµ°¡
Áõ°¡ÇÏ¿© µû¶ó¼ ¼ö¿ë¾× Áß¿¡¼ÀÇ ¿ëÇصµ°¡ °¨¼ÒÇÏ°í
¼öȳª Å»¼ö°úÁ¤ Áß ÆØâ°ú ¼öÃàÀÇ Á¤µµ°¡ °¨¼ÓÇÑ´Ù.
3) À̿±³È¯¼öÁöÀÇ
¿ë·®(capacity)
(a)
°ÇÁ¶¿ë·®(dry capacity) : °ÇÁ¶¼öÁöÀÇ ´ÜÀ§ Áß·®´ç
¹Ð¸®´ç·®
(b)
½ÀÀ±¿ë·®(wet capacity) : ¼öȼöÁöÀÇ ´ÜÀ§ ºÎÇÇ´ç
¹Ð¸®´ç·®
(c)
ÃÑ¿ë·®(total capacity) : ÀÏÁ¤·®ÀÇ ¼öÁö°¡ °¡Áö°í ÀÖ´Â
Ãѱ³È¯°¡´É±âÀÇ ¼ö
(d)
ÀÛ¾÷¿ë·®(operating capacity) : ÀÏÁ¤·®ÀÇ ¼öÁö¿¡ ´ëÇÏ¿©
¼øȯÀÛ¾÷ Áß »ç¿ë °¡´ÉÇÑ Ãѱ³È¯°¡´É±âÀÇ ¼ö
4) ¼±º°µµ(selectivity)
ÀϹÝÈÇп¡¼
»ç¿ëµÇ´Â ÆòÇü»ó¼ö´Â ¼öÁöÀÇ ¹ÝÀÀ¿¡ ±×´ë·Î »ç¿ëÇÒ ¼ö
¾ø´Ù. µû¶ó¼ ¼±º°°è¼ö¸¦ »ç¿ëÇÑ´Ù.
A + B ¡ê Ar +
B
¼±º°°è¼ö
k´Â
k(A/B) = [Ar][B]/[A][Br]
·Î Á¤ÀǵǸç
¿©±â¼ A,B´Â ¼ö¿ë¾× Áß¿¡¼ÀÇ ÀÌ¿ÂÀ» Ç¥½ÃÇÏ°í Ar,
BrÀº ¼öÁö ÁßÀÇ ÀÌ¿ÂÀ» °¢°¢ Ç¥½ÃÇÑ´Ù.
¼±º°°è¼ö¿¡ ¿µÇâÀ» ÁÖ´Â °¡Àå Áß¿äÇÑ ÀÎÀÚ´Â ±³È¯µÇ´Â
ÀÌ¿ÂÀÇ ¿øÀÚ°¡¿Í ±×ÀÇ Æ¯¼ºÀÌ´Ù. ÀϹÝÀûÀ¸·Î ¹±Àº
¿ë¾× Áß¿¡¼ 2°¡ÀÇ ÀÌ¿ÂÀº 1°¡ÀÇ À̿º¸´Ù ¼öÁö¿¡
°·ÂÇÏ°Ô ¹ÝÀÀÇϸç 3°¡ÀÇ ÀÌ¿ÂÀº 2°¡ÀÇ À̿º¸´Ù ´õ¿í
°·ÂÇÏ°Ô ¹ÝÀÀÇÑ´Ù.
(3) Á¶¾÷¹ý
À̿±³È¯¼öÁö¸¦
»ç¿ëÇÏ¿© ±Ý¼ÓÀ» ÃßÃâÇÏ´Â ¹æ¹ý¿¡´Â ȸºÐ½Ä(batch
operation)°ú ¿¬¼Ó½Ä(continuous operation)ÀÌ ÀÖ´Ù.
1)
ȸºÐ½Ä Á¶¾÷
(a)
ħÃâ¿ë¾×°ú À̿±³È¯¼öÁö¸¦ Àß ±³¹ÝÇÑ ÈÄ
(b)
ÆòÇü¿¡ µµ´ÞÇϵµ·Ï ¹æÄ¡ÇÏ¿´´Ù°¡
(c)
¼ö¿ë¾×À» ¿©°úÇÏ¿© Á¦°ÅÇÑ ÈÄ
(d)
¼öÁö¸¦ Àç»ý½ÃÅ°¸ç À¯°¡±Ý¼ÓÀÌ Æ÷ÇÔµÈ ¾×ü¸¦
ȸ¼öÇÏ°í Àç»ýµÈ ¼öÁö´Â ´ÙÀ½ ȸ·Î¿¡ Àç»ç¿ëÇÑ´Ù.
2)
¿¬¼Ó½Ä Á¶¾÷
¿¬¼Ó½Ä
Á¶¾÷Àº ȸºÐ½Ä Á¶¾÷ÀÇ ¿¬¼ÓÀ¸·Î °ø¾÷ÀûÀ¸·Î ¸¹ÀÌ
»ç¿ëµÇ´Â ¹æ¹ýÀÌ´Ù.
¼ö¿ë¾×
ÁßÀÇ A±Ý¼ÓÀÇ ÀÌ¿ÂÀº ¼öÁö ÁßÀÇ ÀÌ¿Â B¿Í ±³È¯µÇ¾î
°è¼Ó °¨¼ÒÇÑ´Ù. µû¶ó¼ Æó¾× ÁßÀÇ ±Ý¼ÓÀÌ¿ÂÀÇ ³óµµ¿¡
µû¶ó ÀÛ¾÷´Ü°è´Â °áÁ¤µÇ´Âµ¥ kÀÇ °ªÀÌ Å¬¼ö·Ï
´Ü°è¼ö´Â °¨¼ÒÇÑ´Ù.ÃßÃâÀÛ¾÷ÀÌ ³¡³ ¼öÁö·ÎºÎÅÍ
À¯°¡±Ý¼ÓÀÇ elutionÀº ÃßÃâ¹ÝÀÀÀÇ ¿ª¹ÝÀÀÀ¸·ÎºÎÅÍ
¾ò¾îÁö´Âµ¥ ¼öÁöÀÇ Á¾·ù¿¡ µû¶ó ³ôÀº ³óµµÀÇ NaCl, NaOH,
HCl °ú °°Àº °ÀüÇØÁúÀ» »ç¿ëÇÏ¿© ÃßÃâÀÇ ¿ª¼øÀ¸·Î
½Ç½ÃÇÑ´Ù.
¡ß ¿ë¸ÅÃßÃâ¹ý(solvent
extraction technique)
¿ë¸ÅÃßÃâ¹ýÀº
ÀÏ¸í ¾×ü ÀÌ¿Â ±³È¯¹ýÀ̶ó°íµµ ÇÏ¸ç ¿ë¸ÅÃßÃâ¹ýÀÇ
¸ñÀûÀº ħÃâ¿ë¾×À¸·ÎºÎÅÍ À¯¿ë±Ý¼ÓÀ» °æÁ¦ÀûÀ¸·Î
³óÃàÇϰųª Á¤È½ÃÅ°´Â µ¥ ÀÖ´Ù.
(1) Á¦1´Ü°è : ÃßÃâ
¿ë¸ÅÃßÃâÀºµÎ
¾×»óÀÇ °è¸éÀ» ÅëÇÏ¿© ÇÑ ¾×»óÀ¸·ÎºÎÅÍ ´Ù¸¥ ¾×»óÀ¸·Î
¹°ÁúÀÌ Àü´ÞµÇ´Â Çö»ó¿¡ ±âÃʸ¦ µÎ°í ÀÖ´Ù.
Á¦·Ã°úÁ¤¿¡À־ ÀüÀڴ ħÃâ¿ë¾×À̸ç ÈÄÀÚ´Â
À¯±â¿ë¸Å°¡ µÈ´Ù.
(2) Á¦ 2 ´Ü°è :
Å»Ãë
ÀÌ
´Ü°è¿¡¼´Â À¯±â¿ë¸Å¿¡ Á¤È ¹× ³óÃà»óÅ·ΠÃßÃâµÈ
À¯°¡±Ý¼ÓÀ» Å»ÃëÇÏ´Â °øÁ¤ÀÌ´Ù.
(3) ¿ë¸ÅÀÇ ¼±ÅÃ
(a)
À¯°¡±Ý¼Ó°ú ¼±ÅÃÀû ģȷÂÀÌ °ÇÒ °Í
(b)
»ç¿ëÁ¶°Ç¿¡¼ ÃæºÐÈ÷ ¾ÈÁ¤ÇÒ °Í
(c)
À¯ÇؼºÀÌ ¾øÀ» °Í
(d)
¹ßÈÁ¡ÀÌ ³ôÀ» °Í
(e)
°ªÀÌ Àú·ÅÇÒ °Í
(4) Çâ»óÀÛ¿ë(synergism)
À¯±â¿ë¸Å·Î
ij¸®¾î¿Í À¯±âÈÇÕ¹°À» »ç¿ëÇÏ´Â ÀÌ¿Ü¿¡ º¸Åë Á¦ 3 ÀÇ
ÈÇÕ¹°À» modifier·Î ÷°¡ÇÑ´Ù. ÀÌ Á¶ÀýÁ¦¸¦ ÷°¡ÇÏ´Â
ÀÌÀ¯´Â Çâ»óÀÛ¿ëÀÌ´Ù. Áï Çâ»óÀÛ¿ëÀ̶õ °³º°ÀûÀÎ
È¿°úÀÇ ÇÕº¸´Ù È¥ÇÕüÀÇ È¿°ú°¡ ´õ Å©´Ù´Â ÀǹÌÀÌ´Ù.
|