KR101029472B1 - Installation for recovering copper from electrolysis - Google Patents

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KR101029472B1
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권상우
김경우
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(주)에코앤파워
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Abstract

PURPOSE: A copper collecting apparatus using electrolysis is provided to increase the contact area of effluent and an extraction pipe since the supply angle of effluent is set up. CONSTITUTION: A copper collecting apparatus using electrolysis comprises a collecting pipe(203), a lower insulator(207), and an upper insulator(205). The collecting pipe accepts a cylindrical extraction pipe and is electrically touched with the extraction pipe. The lower insulator is coupled with the lower end of the collecting pipe. An electrode rod is embedded in the lower insulator, so anode electrode is supplied to the central part of the extraction pipe. The lower insulator comprises a vortex inducing pipe. The upper insulator is coupled with the upper end of the collecting pipe. The upper insulator comprises a transfer pipe(213) that transfers effluent to the outside.

Description

전기분해에 의한 구리 회수 장치{INSTALLATION FOR RECOVERING COPPER FROM ELECTROLYSIS}Copper recovery device by electrolysis {INSTALLATION FOR RECOVERING COPPER FROM ELECTROLYSIS}

본 발명은 구리 회수를 위한 전기분해장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 셀 단위의 연속식 유동 시스템 구조를 갖고, 원통형 구조의 회수관 내주면 상으로 구리 재질의 추출관을 인입 설치한 후 캐소드 단자를 접속하고, 회수관 내부로 유입되는 폐수의 와류현상을 유도하여, 폐수와 추출관과의 접촉면적을 증대시켜 구리회수의 효율성을 높일 수 있는 전기분해에 의한 구리 회수 장치에 관한 것이다.
The present invention relates to an electrolysis device for recovering copper, and more particularly, has a continuous flow system structure in units of cells, and installs a copper extraction tube on an inner circumferential surface of a recovery tube having a cylindrical structure, and then supplies a cathode terminal. The present invention relates to an apparatus for recovering copper by electrolysis, which is connected to and induces vortex phenomena of wastewater flowing into the recovery pipe, thereby increasing the contact area between the wastewater and the extraction pipe, thereby increasing the efficiency of copper recovery.

반도체 산업은 집적 회로의 속도를 개선하고 증가시키는 새로운 방법을 계속하여 모색하고 있다. 반도체 산업에서 현재 사용되는 한가지 방법은 알루미늄 인터커넥트를 사용하는 종래의 방법이 아니라 집적 회로 상에 구리 인터커넥트를 제조하는 방법이다. 구리 인터커넥트는 집적 회로에서보다 신속한 속도 및 양호한 열방산이라는 장점을 제공한다. 그러나, 구리의 사용은 제조 공정에서 약간의 문제점을 나타낸다. 특히, 제조 공정으로부터 생성된 폐수는 알루미늄 대신 구리를 함유하며, 이 때문에 폐수는 유독성을 갖는다.The semiconductor industry continues to look for new ways to improve and increase the speed of integrated circuits. One method currently used in the semiconductor industry is the manufacturing of copper interconnects on integrated circuits, rather than the conventional method using aluminum interconnects. Copper interconnects offer the advantages of faster speed and better heat dissipation than in integrated circuits. However, the use of copper presents some problems in the manufacturing process. In particular, the wastewater produced from the manufacturing process contains copper instead of aluminum, which makes the wastewater toxic.

구리 인터커넥트를 제조하는 방법은 하기의 기본적인 전체 단계를 갖는다. 우선, 구리는 집적 회로의 트렌치 내에서 그리고 이에 걸쳐 전기도금된다. 과량의 구리(트렌치 외부)는 CMP(Chemical Mechanical Polishing) 공정에 의해 제거된다. CMP는 구리가 미세 알루미늄 산화물 슬러리에 의한 화학적 에칭과 물리적 연마의 조합에 의해 웨이퍼로부터 연마되는 혼합 공정이다. 슬러리의 입자 크기 분포는 일반적으로 0.02 미크론(200Å) 내지 0.10 미크론(1000Å)이다. 이들 두 공정 모두로부터 린스된 폐기물은 다양한 용해된 구리를 함유한다.The method of making a copper interconnect has the following basic overall steps. First, copper is electroplated in and across the trench of the integrated circuit. Excess copper (outside the trench) is removed by a chemical mechanical polishing (CMP) process. CMP is a mixing process in which copper is polished from a wafer by a combination of chemical etching and physical polishing with a fine aluminum oxide slurry. The particle size distribution of the slurry is generally between 0.02 microns (200 microns) and 0.10 microns (1000 microns). Waste rinsed from both of these processes contains various dissolved copper.

전기도금 공정으로부터의 린스수(rinsewater)는 구리가 금속 및 회로 보드상에 도금되는 도금 및 회로 제조 공장에서 발견되는 린스수와 매우 유사하다. 특히, 린스수는 CuSO4 와 같은 용해된 구리염, 묽은산, 계면활성제 및 희박한 수준의 기타 유기 및 무기 강화제를 함유한다. CMP 공정으로부터의 린스수는 고형물, 킬레이트화제, 및 산화제를 함유하며, 폐기물 처리 노력에 대한 상당한 챌런지를 제공한다.Rinsewater from the electroplating process is very similar to the rinse water found in plating and circuit fabrication plants where copper is plated on metals and circuit boards. In particular, the rinse water contains dissolved copper salts such as CuSO 4, dilute acids, surfactants and other levels of organic and inorganic reinforcing agents. Rinse water from the CMP process contains solids, chelating agents, and oxidizing agents and presents a significant challenge to waste disposal efforts.

CMP 공정으로부터의 린스수의 폐기물 처리의 1차적인 목적은 고형물이나 산화제의 제거를 요하지 않고 폐기 스트림으로부터 구리를 제거하는 것이다. 이온 교환은 구리 제거를 달성하기 위한 효율적인 기술이지만, 종래의 이온 교환 수지는 산화제가 존재하는 경우 비가역적으로 손상을 입는다. 또한, 종래의 수지 컬럼의 흐름 패턴은 린스수중에 존재하는 고형물이 컬럼을 막도록 한다. 추가로, 활성탄은 종종 양호한 환원제로서 작용하기 때문에, 산화제를 제거하는데 사용되지만, 활성탄 입자의 공극이 CMP 슬러리 폐기물의 입자 크기 분포로 인해 막히기 쉽다.The primary purpose of waste treatment of rinse water from the CMP process is to remove copper from the waste stream without the removal of solids or oxidants. Ion exchange is an efficient technique for achieving copper removal, but conventional ion exchange resins are irreversibly damaged in the presence of oxidants. In addition, the flow pattern of the conventional resin column allows the solids present in the rinse water to block the column. In addition, activated carbon is often used to remove oxidants because it acts as a good reducing agent, but voids in the activated carbon particles are likely to be clogged due to the particle size distribution of the CMP slurry waste.

따라서, 산업 폐수 스트림 및 특히 CMP 슬러리중에 존재하는 구리를 제거하기 위한 새롭고 개선된 방법을 제공할 필요성이 여전히 존재한다. 산업적인 화학 공정들로부터 구리의 제거 및/또는 폐수의 재생을 위한 독특한 재료 및 방법론이 더욱 필요하다.
Thus, there is still a need to provide new and improved methods for removing copper present in industrial wastewater streams and in particular CMP slurries. There is a further need for unique materials and methodologies for copper removal from industrial chemical processes and / or regeneration of wastewater.

대한민국 공개특허 10-2001-0020719호 "유체로부터 구리를 제고 및 회수하는 방법 및 장치"가 개시되어 있으며, 여기서 구리이온-침투성 막에 의해 분리되어 있는 애노드 및 캐소드를 갖는 전해셀을 포함하는, 혼합물로부터 구리를 제거하는 본 발명의 시스템을 이용하여 구리-함유 유체로부터 구리를 효과적으로 제거함에 목적을 가지고 있다. 이를 첨부된 예시도면에 의거 상세히 설명하면 다음과 같다.Korean Patent Laid-Open Publication No. 10-2001-0020719 discloses a method and apparatus for removing and recovering copper from a fluid, wherein the mixture comprises an electrolytic cell having an anode and a cathode separated by a copper ion-permeable membrane. It is an object of the present invention to effectively remove copper from a copper-containing fluid using the system of the present invention which removes copper from it. This will be described in detail based on the accompanying drawings as follows. 먼저, 도 1은 종래 구리회수 장치를 나타낸 도면이다. 도시된 바와 같이, 이온침투성 막에 의해 분리되어 있는 애노드 및 캐소드를 갖는 전해질셀을 사용하여 용액을 처리함으로써, 적어도 실질적으로 구리를 함유하지 않거나(예를 들어, 구리함량이 10,000, 1,000 또는 100ppm) 또는 구리를 전혀 함유하지 않는 정도로 구리를 제거할 수 있도록 한다. 구리제거 시스템은 배치형(batch-type) 처리방식으로 사용될 수도 있고 유동시스템(flow-through system)으로서 사용될 수도 있다.First, Figure 1 is a view showing a conventional copper recovery device. As shown, by treating the solution using an electrolyte cell having an anode and a cathode separated by an iontophoretic membrane, it is at least substantially free of copper (e.g., 10,000, 1,000 or 100 ppm copper). Alternatively, copper can be removed to the extent that it does not contain any copper. The copper removal system may be used as a batch-type treatment or as a flow-through system. 또한, 종래의 시스템은 전기분해의 이전에, 그 도중에 또는 그 이후에 여과단계 등과 같은 다른 장치를 포함할 수도 있다. 도 1에 도시된 바와 같이, 구리제거 전해시스템(10)의 일 실시 예를 도시하고 있다. 사용시에, 구리를 제거해야 하는 대상용액은 용기(12)에 도입된다. 용기(12)는 애놀라이트 및 캐솔라이트 용액에 실질적으로 불활성인, 순수한 폴리비닐 클로라이드 또는 폴리프로필렌 등의 다양한 재료로 적절히 구성될 수 있다.In addition, conventional systems may include other devices such as filtration steps before, during, or after electrolysis. As shown in FIG. 1, one embodiment of a copper removal electrolytic system 10 is illustrated. In use, the solution to be stripped of copper is introduced into the vessel 12. The vessel 12 may be suitably composed of various materials, such as pure polyvinyl chloride or polypropylene, which are substantially inert to an anolite and catholyte solution. 시스템(10)은 구리이온 침투성 막(18)에 의해 분리되어 있는 애노드(16) 및 캐소드(14)를 포함한다. 캐소드(14)는 예를 들어, 스테인레스 강철 또는 구리 등의 금속재료와 같이 적절한 다양한 재료중 하나로 구성될 수 있다. 유사하게, 애노드 역시 다양한 재료중 하나로 구성될 수 있는데, 바람직하기로는 티타늄 메쉬 애노드와 같은 금속메쉬가 그것이다. 특히 바람직한 애노드(16)는 할라이드 내성(halide resistant) 귀금속산화물로 코팅된 티타늄 메쉬 애노드이고, 바람직한 캐소드(14)는 316 스테인레스 강철 시이트 캐소드이다.The system 10 includes an anode 16 and a cathode 14 separated by a copper ion permeable membrane 18. The cathode 14 may be composed of one of a variety of suitable materials, such as, for example, a metal material such as stainless steel or copper. Similarly, the anode can also consist of one of a variety of materials, preferably a metal mesh, such as a titanium mesh anode. Particularly preferred anode 16 is a titanium mesh anode coated with a halide resistant precious metal oxide, and a preferred cathode 14 is a 316 stainless steel sheet cathode. 캐소드(14) 및 애노드(16)는 도 1에 도시된 바와 같이, 실질적으로 또는 완전히 캐솔라이트 및 애놀라이트에 담겨지도록 위치하는 것이 바람직하다. 또한, 사이에 끼워져 있는 다양한 재질로 된 침투성막(18)이 구리 양이온의 통과를 가능케 한다. 바람직한 막재질로는 강화 술포닉(reinforced sulphonic) 또는 술포닉 복합필름을 포함하는 나피온(Nafion, 듀퐁사 시판)과 같은 양이온 교환막을 들 수 있다. 또한, 애노드 및 캐소드의 사이에 복수개의 막(18)이 적절하게 설치되어 있다.Cathode 14 and anode 16 are preferably positioned so as to be substantially or completely submerged in cathode and anolite, as shown in FIG. In addition, the permeable membrane 18 of various materials sandwiched between allows the passage of copper cations. Preferred membrane materials include cation exchange membranes such as Nafion (commercially available from Dupont), including reinforced sulphonic or sulfonic composite films. In addition, a plurality of films 18 are appropriately provided between the anode and the cathode. 전해식 구리제거의 적당한 조건은 상당히 광범위하게 변할 수 있다. 도 1에 나타낸 형태의 셀(10)의 통상적인 운전조건은 1 내지 3암페어/dm2의 전류밀도에서 2 내지 8볼트, 보다 바람직하기로 는 4 내지 6볼트이다. 바람직하기로는, 애노드 및 캐소드의 표면적은 대략 1:1(즉, 거의 같은 표면적)이고, 애노드와 캐소드는 대략 1 내지 5cm, 보다 바람직하기로는 2 내지 3cm의 거리를 두고 떨어져 있는 것이 좋다. 용기(12)는 순환펌프(미도시)를 포함할 수도 있다.Suitable conditions for electrolytic copper removal can vary significantly. Typical operating conditions of the cell 10 of the type shown in FIG. 1 are 2 to 8 volts, more preferably 4 to 6 volts, at current densities of 1 to 3 amps / dm 2. Preferably, the surface area of the anode and cathode is approximately 1: 1 (ie, approximately the same surface area), and the anode and cathode are preferably spaced at a distance of approximately 1 to 5 cm, more preferably 2 to 3 cm. The vessel 12 may comprise a circulation pump (not shown). 상기 언급한 바와 같이, 제거대상 구리를 함유하는 유체는 애놀라이트로서 적절히 동작한다. 희석된 산성 수용액은 다른 전해액, 바람직하기로는 캐솔라이트로서 동작한다. 시스템(10)의 사용시에, 애놀라이트 영역에 있는 유체(10)내의 구리 양이온은 분할된 셀의 하나 이상의 이온침투성 막(18)을 가로질러 캐솔라이트(산성 수용액)로 이동되고 그 다음에 구리가 캐소드(14) 위에 도금된다.As mentioned above, the fluid containing copper to be removed operates properly as an anolite. The dilute acidic aqueous solution acts as another electrolyte, preferably catorite. In the use of the system 10, copper cations in the fluid 10 in the anolite region are transported to the cationic (acidic aqueous solution) across one or more ionically permeable membranes 18 of the divided cells and then copper Plated over cathode 14. 바람직하기로는, 캐소드(14), 애노드(16) 및 막(18)은, 일례로 용기(12)내의 슬롯과 상부 손잡이를 이용하는 등 탈착가능한 형태로 시스템(10)내에 고정된다. 상기 탈착 가능한 구성요소는 시스템의 유지 및 사용을 보다 효율화한다. 상기 언급한 바와 같이, 구리를 함유하는 유체는 배치형 또는 유동형 방식으로 처리될 수 있다. 유동형 방식에 있어서, 처리된 용액은 다음의 에칭과정에서 사용하기 위하여 복귀 또는 재순환된다. 유동형 방식에 있어서, 도 1에 도시된 용기(12)는 그 소비되고 처리된 유체를 이송하고 재생하기 위한 각각의 적당한 유입구멍 및 배출구멍을 포함한다.Preferably, the cathode 14, anode 16 and membrane 18 are secured in the system 10 in a removable form, for example using a slot and an upper handle in the container 12. The removable component makes the maintenance and use of the system more efficient. As mentioned above, fluids containing copper can be treated in a batch or fluid manner. In the fluid mode, the treated solution is returned or recycled for use in the next etching process. In the flow mode, the container 12 shown in FIG. 1 includes respective suitable inlet and outlet holes for transporting and regenerating the spent and treated fluid. 따라서, 전술한 바와 같이 종래의 구리폐수 처리방법은 금속 성분의 경우 불용성 침전물을 형성시켜 제거하는 화학적 침전법이 주로 사용되어 오고 있으나, 이는 막대한 양의 화학적 중화제의 사용 및 고농도로 농축된 구리를 포함한 슬러지 발생과 같은 2차 오염의 문제를 야기할 수밖에 없는 구조이다.Therefore, as described above, the conventional copper wastewater treatment method has been mainly used for the chemical precipitation method of forming and removing insoluble precipitate in the case of metal components, which includes the use of enormous amounts of chemical neutralizers and high concentration of copper. It is a structure that can cause problems of secondary pollution such as sludge generation.

본 발명은 이와 같은 문제점을 해결하기 위해 창출된 것으로, 본 발명의 목적은 폐수의 부피증가 없이 폐수에서 구리를 회수함으로써, 폐기물 처리가 용이한 전기분해에 의한 구리 회수장치를 제공함에 있다.The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a copper recovery apparatus by electrolysis that facilitates waste treatment by recovering copper from the wastewater without increasing the volume of the wastewater.

본 발명의 다른 목적은, 화학적 물질의 첨가제를 사용하지 않음에 따라 2차 오염물질의 발생을 사전에 방지할 수 있는 전기분해에 의한 구리 회수장치를 제공함에 있다.Another object of the present invention is to provide an apparatus for recovering copper by electrolysis which can prevent generation of secondary pollutants in advance by not using an additive of a chemical substance.

본 발명의 또 다른 목적은, 연속식 유동 시스템으로 적용되는 구리회수장치의 각 셀을 원통형 구조로 구성하고, 원통형 내주면 상으로 구리 재질의 추출관을 인입 설치하여 캐소드 단자를 접속한 후, 추출관의 내피에 흡착된 구리 회수 시 추출관을 인출하여 일괄 처리함으로써, 구리회수의 효율성을 극대화할 수 있는 전기분해에 의한 구리 회수장치를 제공함에 있다.Still another object of the present invention is to configure each cell of the copper recovery device applied as a continuous flow system in a cylindrical structure, and to install a copper extraction tube on the cylindrical inner peripheral surface to connect the cathode terminal, the extraction tube In the recovery of copper adsorbed on the endothelium of the extraction tube by taking out the batch treatment to provide a copper recovery apparatus by electrolysis that can maximize the efficiency of copper recovery.

본 발명의 또 다른 목적은, 구리 재질의 추출관으로 폐수를 공급함에 있어, 폐수의 공급 각도를 추출관 내의 자기장과 소정의 각도를 이루도록 사이클론 방식을 유도함으로써, 폐수와 추출관과의 접촉 면적을 높여 구리회수의 효율을 높일 수 있는 전기분해에 의한 구리 회수장치를 제공함에 있다.
Another object of the present invention, in supplying the wastewater to the copper extraction pipe, by inducing a cyclone method to form a predetermined angle with the magnetic field in the extraction pipe, the contact area between the wastewater and the extraction pipe It is to provide a copper recovery apparatus by electrolysis that can increase the efficiency of copper recovery.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 관점에 따른 전기분해에 의한 구리 회수장치는, 전기분해를 통해 폐수로부터 구리를 회수하기 위한 연속식 유동 시스템에 있어서, 구리재질로 이루어진 소정 크기의 원통형 추출관을 수용하고, 상기 추출관과 전기적 접촉을 갖는 금속 재질의 회수관; 상기 회수관의 하단에 체결되어 절연된 구조를 가지며, 상기 추출관의 중앙으로 애노드 전극이 공급되도록 전극봉을 매설하고, 상기 추출관의 내부에서 폐수를 와류시키는 와류 유도관로가 구비된 하부 절연체; 상기 회수관의 상단에 체결되어 절연된 구조를 가지며, 상기 폐수를 외부로 압송시키는 압송관이 형성된 상부 절연체로 구성된 회수장치 셀이 적어도 둘 이상 직렬 접속되되, 상기 압송관이 타측 회수장치 셀의 와류 유도관로와 체결되는 것을 특징으로 한다.Copper recovery apparatus by electrolysis according to an aspect of the present invention for achieving the above object, in a continuous flow system for recovering copper from wastewater through electrolysis, a cylindrical extraction tube of a predetermined size made of copper material A collection tube made of metal and accommodating and in electrical contact with the extraction tube; A lower insulator having an insulated structure fastened to the lower end of the recovery pipe, embedding an electrode rod so that an anode electrode is supplied to the center of the extraction pipe, and having a vortex induction pipe path vortexing wastewater inside the extraction pipe; At least two recovery device cells having an insulated structure fastened to an upper end of the recovery pipe and formed of an upper insulator having a pressure pipe for pumping the wastewater to the outside are connected in series, and the pressure pipe is a vortex of the other recovery device cell. It is characterized in that it is fastened with the induction pipe.

본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 와류 유도관로의 일단은 상기 추출관의 내주면을 따라 폐수가 공급되도록, 상기 와류 유도관로의 내주부 곡면이 상기 추출관의 내주부 곡면과 내접하도록 형성되고, 상기 와류 유도관로의 타단은 하향으로 경사진 후 타 회수장치 셀의 압송관과의 체결을 위해 상향으로 곡선 연장되며, 상기 와류 유도관로의 하향 경사각도는 40°내지 60°범위 내에서 설정되는 것을 특징으로 한다.
One end of the vortex induction pipe line according to a preferred embodiment of the present invention is formed such that the inner circumferential surface of the vortex induction pipe path is inscribed with the inner circumferential surface of the extraction pipe so that waste water is supplied along the inner circumferential surface of the extraction pipe. The other end of the induction pipe is inclined downward and then curved upwards for fastening with the pressure pipe of the other recovery device cell, and the downward inclination angle of the vortex induction pipe is set within a range of 40 ° to 60 °. do.

본 발명에서 제시되는 전기분해에 의한 구리 회수장치는, 구리회수장치의 각 셀을 원통형 구조로 구성하고, 원통형 구조의 회수관 내주면으로 구리 재질의 추출관을 인입 설치하여 캐소드 단자를 접속하도록 한 후, 추출관의 내피에 흡착된 구리 회수 시 추출관을 인출하여 일괄 처리함으로써, 구리회수의 효율성을 극대화할 수 있는 효과가 있다. 또한, 본 발명에서는 추출관으로 유입되는 폐수의 공급 각도를 설정함으로써, 폐수와 추출관과의 접촉면적을 높여 구리회수의 효율을 높일 수 있는 효과가 있다.
In the electrolytic copper recovery apparatus proposed in the present invention, each cell of the copper recovery apparatus has a cylindrical structure, and a copper extraction tube is inserted into the inner circumferential surface of the recovery tube of the cylindrical structure to connect the cathode terminals. When the copper adsorbed on the endothelium of the extraction tube is extracted, the extraction tube is drawn out and processed collectively, thereby maximizing the efficiency of copper recovery. In addition, in the present invention, by setting the supply angle of the waste water flowing into the extraction pipe, it is possible to increase the contact area between the waste water and the extraction pipe to increase the efficiency of copper recovery.

도 1은 종래 구리 회수장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 구리 회수장치의 회수장치 셀을 나타낸 사시도이다.
도 3은 도 2의 분해 사시도이다.
도 4는 본 발명에서 적용되는 와류유도관로의 기울기를 산출하기 위한 실험 데이터이다.
도 5는 본 발명의 동작을 설명하기 위한 회수장치 셀의 단면도이다.
도 6은 본 발명에 따른 구리 회수장치를 나타낸 구성도이다.1 is a view for explaining a conventional copper recovery device.
2 is a perspective view showing a recovery cell of the copper recovery device according to the present invention.
FIG. 3 is an exploded perspective view of FIG. 2. FIG.
4 is experimental data for calculating the slope of the vortex induction pipe applied in the present invention.
5 is a cross-sectional view of a recovery cell for explaining the operation of the present invention.
6 is a block diagram showing a copper recovery device according to the present invention.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 예시도면에 의거 상세히 설명하면 다음과 같다. 먼저, 도 2는 본 발명에 따른 전기분해에 의한 구리 회수장치를 나타낸 사시도이다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. First, Figure 2 is a perspective view showing a copper recovery apparatus by electrolysis according to the present invention.

도시된 바와 같이, 구리재질로 이루어진 소정 크기의 원통형 추출관을 수용하고, 전기적 접촉을 갖는 금속 재질의 회수관(203)과, 상기 회수관(203)의 하단에 체결되어 절연된 구조를 가지며, 상기 추출관의 중앙으로 애노드 전극이 공급되도록 전극봉을 매설하고, 상기 추출관의 내부로 폐수를 와류시키는 와류 유도관로(211)가 구비된 하부 절연체(207)와, 상기 회수관(203)의 상단에 체결되어 절연된 구조를 가지며, 상기 폐수를 외부로 압송시키는 압송관(213)이 형성된 상부 절연체(205)로 구성된 회수장치 셀(201)이 적어도 둘 이상 직렬 접속되도록 상기 압송관(213)이 타측 회수장치 셀(201)의 와류 유도관로와 체결되는 구조를 갖는다.As shown in the drawing, a cylindrical extraction tube of a predetermined size made of copper material is accommodated, and a recovery tube 203 made of a metal material having electrical contact is fastened to the lower end of the recovery tube 203 and has an insulated structure. Buried electrode rod so that the anode electrode is supplied to the center of the extraction pipe, the lower insulator 207 is provided with a vortex induction pipe path 211 for vortexing wastewater into the extraction pipe, and the upper end of the recovery pipe 203 The pressure feeding tube 213 has a structure insulated from and fastened to the at least two recovery device cells 201 including an upper insulator 205 formed with a pressure feeding tube 213 for feeding the waste water to the outside. It has a structure that is engaged with the vortex induction pipe of the other recovery device cell 201.

본 발명에서는 상기 폐수를 사용함에 있어, 화학적 물질의 첨가제를 사용하지 않고 전기분해 방식에 의해 구리를 추출한다. 전기분해 원리를 별도의 설명은 생략할 것이다. 상기 추출관은 구리회수 과정에서 폐수로부터 구리를 흡착시키는데, 구리가 흡착된 추출관 또한 구리재질로 구성됨에 따라, 추출된 구리 분리 시 상기 추출관을 회수관(203)으로부터 분리 인출하여 구리 추출이 용이하게 이루어진다.In the present invention, in using the wastewater, copper is extracted by electrolysis without using additives of chemical substances. The separate description of the electrolysis principle will be omitted. The extraction tube adsorbs copper from the waste water during the copper recovery process. As the extraction tube to which copper is adsorbed is also made of copper material, the extraction tube is separated from the recovery tube 203 when the extracted copper is separated and the copper extraction is performed. It is done easily.

한편, 상기 회수관(203)의 각 종단부에는 상기 상부 절연체(205) 및 하부 절연체(207)와 물리적 체결을 위해, 회수관(203)의 직경보다 크도록 외향으로 확장된 회수관 체결패널(231, 231')이 형성되고, 상기 상부 절연체(205)의 하단부에는 상기 회수관 체결패널(231)과 대응하는 구조의 상부 체결패널(237)을 구비하며, 상기 하부 절연체(207)의 상단에는 상기 회수관 체결패널(231')과 대응하는 구조의 하부 체결패널(233)이 형성되고, 상기 추출관의 상측 종단에는 상기 회수관 체결패널(231)과 대응하도록 추출관 체결패널(235)이 형성되어 상기 회수관 체결패널(231) 및 상부 체결패널(237) 사이에 안착 된다.Meanwhile, each end of the recovery pipe 203 has a recovery pipe fastening panel extending outwardly larger than the diameter of the recovery pipe 203 for physical coupling with the upper insulator 205 and the lower insulator 207. 231, 231 ′ are formed, and an upper fastening panel 237 having a structure corresponding to the recovery pipe fastening panel 231 is provided at a lower end of the upper insulator 205, and an upper end of the lower insulator 207 is provided. A lower fastening panel 233 having a structure corresponding to the recovery pipe fastening panel 231 ′ is formed, and an extraction pipe fastening panel 235 is formed at an upper end of the extraction pipe so as to correspond to the recovery pipe fastening panel 231. Is formed is seated between the recovery pipe fastening panel 231 and the upper fastening panel 237.

또한, 상기 회수관 체결패널(231), 상부 체결패널(237) 및 추출관 체결패널(235)은 상부체결 나사(219)에 의해 체결되며, 상기 회수관 체결패널(231') 및 하부 체결패널(233)은 하부체결 나사(223)에 의해 나사결합된다. 또한, 상기 하부 절연체(207)의 하단에는 전극봉과 전기적 접속을 통해 애노드 전극을 연결하는 애노드 체결단(225)이 마련되며, 상기 회수관(203)의 소정 위치에서 캐소드 전극을 접촉시키는 캐소드 체결단(209)이 형성된다.In addition, the recovery pipe fastening panel 231, the upper fastening panel 237 and the extraction pipe fastening panel 235 are fastened by the upper fastening screw 219, and the recovery pipe fastening panel 231 ′ and the lower fastening panel. 233 is screwed by the lower fastening screw 223. In addition, an anode fastening end 225 is provided at the lower end of the lower insulator 207 to connect the anode electrode through an electrical connection with the electrode, and a cathode fastening end for contacting the cathode electrode at a predetermined position of the recovery pipe 203. 209 is formed.

그리고, 상기 추출관의 내주면 상에 폐수로부터 구리가 흡착된 후, 상기 추출관을 회수관(203)으로부터 인출 제거하기 위해, 상기 상부 절연체(205) 및 압속관(213)은 상부 체결수단(215)에 의해 상호 분리가 가능하도록 설계됨이 바람직하다. 또한, 상기 회수장치 셀(201)의 직렬 접속을 위해 상기 와류 유도관로(211)는 타측의 압송관(213)과 착탈이 용이하도록 하부체결수단(217)에 의해 결합됨이 바람직할 것이다.After the copper is adsorbed from the wastewater on the inner circumferential surface of the extraction pipe, the upper insulator 205 and the pressure pipe 213 are connected to the upper fastening means 215 to draw out the extraction pipe from the recovery pipe 203. It is preferable to design so that mutual separation is possible. In addition, for the series connection of the recovery device cell 201, it is preferable that the vortex induction pipe path 211 is coupled by the lower fastening means 217 to facilitate attachment and detachment with the other pressure feed pipe 213.

상기 회수관(203)은 추출관과의 전기적 접촉이 용이한 서스(SUS) 재질로 이루어짐이 적절하고, 필요에 따라 스테인레스 강철이 사용될 수 있을 것이며, 기타 금속재료가 사용되어도 본 발명의 요지를 벗어나지는 않을 것이다. 상기 애노드 체결단(225)과 전기적으로 접속되는 전극봉은 흑연, 백금, 이리듐(Iridium) 등의 불용성 전극 또는 이의 조합에 의해 생성된 불용성 전극이 사용될 수 있을 것이다.The recovery pipe 203 is preferably made of sus (SUS) material that is easy to electrical contact with the extraction pipe, stainless steel may be used if necessary, even if other metal materials are used does not depart from the gist of the present invention. Will not. The electrode rod electrically connected to the anode fastening end 225 may be an insoluble electrode generated by insoluble electrodes such as graphite, platinum, iridium, or a combination thereof.

상기 와류 유도관로(211)는 상기 추출관의 내주면을 따라 폐수가 공급되도록, 상기 와류 유도관로(211)의 내주면 곡면이 상기 추출관의 내주부 곡면과 내접하도록 형성되되, 소정 각도 하향으로 경사진 후 타 회수장치 셀의 압송관과의 체결을 위해 상향으로 곡선 연장된다. 여기서, 상기 와류 유도관로(211)의 하향 경사각도는 폐수 공급을 위한 펌프의 압력크기에 비례하여 그 각도가 증가될 수 있으나, 대략 40°내지 60°범위 내에서 설정됨이 바람직하다.The vortex induction pipe path 211 is formed such that the inner circumferential surface of the vortex induction pipe path 211 is inscribed with the inner circumferential surface of the extraction pipe so that the wastewater is supplied along the inner circumferential surface of the extraction pipe, and inclined downward at a predetermined angle. The curve is then extended upward for the fastening of the other recovery device cell with the pressure pipe. Here, the angle of downward inclination of the vortex induction pipe 211 may be increased in proportion to the pressure of the pump for wastewater supply, but is preferably set within a range of about 40 ° to 60 °.

도 3은 본 발명에 따른 구리 회수시스템의 조립 과정을 설명하기 위한 회수장치 셀을 나타낸 분해 사시도이다. 도시된 바와 같이, 캐소드 전극 접속에 따라 폐수로부터 구리를 흡착하는 추출관(301)이 상기 회수관(203)의 내부로 인입된 후, 상기 추출관(301)의 추출관 체결패널(235)이 상기 회수관 체결패널(231)과 대응하도록 설치되며, 추출관 체결패널(235)의 상측부에 상기 상부 절연체(205)가 결합 된다.3 is an exploded perspective view showing a recovery cell for explaining the assembly process of the copper recovery system according to the present invention. As shown, after the extraction pipe 301 for adsorbing copper from the wastewater in accordance with the cathode electrode connection is introduced into the recovery pipe 203, the extraction pipe fastening panel 235 of the extraction pipe 301 is It is installed to correspond to the recovery pipe fastening panel 231, the upper insulator 205 is coupled to the upper portion of the extraction pipe fastening panel 235.

즉, 다수의 상부 체결나사(219)는 상부 절연체(205), 추출관 체결패널(235) 및 회수관 체결패널(231)을 가압 체결한다. 이로써, 구리재질로 구성된 추출관(301) 및 금속재질로 이루어진 회수관(203)은 전기적 접속을 안정적으로 이루게 된다. 또한, 상기 회수관(203)의 하단부에는 하부 절연체(207)가 체결되는데, 이에 앞서 애노드 전극과 접속되는 전극봉(303)이 상기 하부 절연체(207)의 중앙부에 마련된 전극체결 가이드(305)에 의해 고정된 후, 상기 전극봉(303)이 회수관(203)의 중앙 위치로 인입되도록 상기 하부 절연체(207)는 회수관(203) 하부면에 밀착된다.That is, the plurality of upper fastening screws 219 press-fit the upper insulator 205, the extraction pipe fastening panel 235, and the recovery pipe fastening panel 231. As a result, the extraction tube 301 made of copper material and the recovery tube 203 made of metal material make stable electrical connection. In addition, a lower insulator 207 is fastened to a lower end of the recovery pipe 203, and an electrode rod 303 connected to the anode electrode is previously provided by an electrode fastening guide 305 provided at the center of the lower insulator 207. After being fixed, the lower insulator 207 is in close contact with the lower surface of the recovery tube 203 so that the electrode rod 303 is led to the central position of the recovery tube 203.

상기 하부 절연체(207)는 하부 체결패널(233) 및 회수관 체결패널(231')이 상호 대응하도록 결합되며, 다수의 하부 체결나사(223)에 의해 고정된다. 한편, 상기 전극체결 가이드(305)는 전도성을 갖는 금속재질로써, 상기 하부 절연체(207)의 외부에 구비된 애노드 체결단(225)과 전기적 접속을 이루고, 상기 전극봉(303)과의 결합을 통해 애노드 체결단(225)과 전극봉(303) 간의 전기접속을 형성한다.The lower insulator 207 is coupled so that the lower fastening panel 233 and the recovery pipe fastening panel 231 ′ correspond to each other, and are fixed by a plurality of lower fastening screws 223. On the other hand, the electrode fastening guide 305 is a conductive metal material, and makes an electrical connection with the anode fastening end 225 provided on the outside of the lower insulator 207, through coupling with the electrode rod 303 An electrical connection is formed between the anode fastening end 225 and the electrode rod 303.

이후, 상기 압송관(213)은 상부 체결수단(215)에 의해 상부 절연체(205)와 연통하도록 체결되며, 상기 회수관(203)의 외주면 일측에는 캐소드 체결단(209)이 단자 체결나사(221)에 의해 고정된 후, 상기 캐소드 전원이 접속된다. 또한, 상기 하부 절연체(207)의 애노드 체결단(225)은 전원 공급장치의 애노드 전원이 접속된다. Thereafter, the pressure feeding pipe 213 is fastened to communicate with the upper insulator 205 by the upper fastening means 215, and the cathode fastening end 209 is connected to the outer peripheral surface of the recovery pipe 203 by a terminal fastening screw 221. After being fixed by), the cathode power supply is connected. In addition, the anode fastening end 225 of the lower insulator 207 is connected to the anode power supply of the power supply.

이와 같이 회수장치 셀(201)의 조립이 완료되면, 상기 압송관(213)의 종단부는 타 회수장치 셀의 와류 유도관로(211)와 하부체결 수단(217)을 통해 체결됨으로써 직렬 접속 구조를 갖는다. 그리고, 구리회수 시스템(200)의 최초 회수장치 셀(201)은 와류 유도관로(211)에 소정 압력의 펌프 시스템이 연결되어, 소정 용량의 폐수가 공급되도록 한다.When the assembling of the recovery device cell 201 is completed as described above, the end portion of the pressure feed pipe 213 is fastened through the vortex induction pipe path 211 and the lower fastening means 217 of the other recovery device cell to have a series connection structure. . Then, the first recovery device cell 201 of the copper recovery system 200 is connected to the vortex induction pipe line 211 of a pump system of a predetermined pressure, so that the waste water of a predetermined capacity is supplied.

상기 펌프 시스템은 회수장치 셀(201)의 하단부에서 폐수를 가압 송출하며, 와류 유도관로(211)를 거쳐 회수관(203) 내부로 폐수가 공급될 때, 폐수의 와류 현상을 유도한다. 여기서, 상기 와류 유도관로(211)는 추출관(301)의 법선방향으로 인입 설치되되, 하향으로 소정 각도 예컨대, 40°내지 60°기울어진 상태를 유지한다. 펌프 시스템에 의해 폐수가 회수관(203) 내로 송출될 때, 폐수의 사이클론을 유도하여 폐수와 추출관(301)과의 접촉 면적 및 밀착력을 높이기 위한 것이다.The pump system pressurizes and discharges the wastewater from the lower end of the recovery device cell 201, and when the wastewater is supplied into the recovery pipe 203 through the vortex induction pipe path 211, induces a vortex phenomenon of the wastewater. Here, the vortex induction pipe path 211 is installed in the direction drawn in the normal direction of the extraction pipe 301, and maintains a predetermined angle downward, for example, 40 ° to 60 °. When the wastewater is discharged into the recovery pipe 203 by the pump system, the cyclone of the wastewater is induced to increase the contact area and adhesion between the wastewater and the extraction pipe 301.

이에 관련하여 도 4는 와류 유도관로(211)의 하향 각도를 판단하기 위한 실험 데이터이다. 본 실험에서는 와류 유도관로(211)를 플렉시블 파이프로 형성한 후, 플렉시블 파이프의 하향 각도를 조정하여 실험하였다. 이때, 사용되는 펌프 시스템은 제품 모델명 PW-600SMA이며, 단상 220V가 사용되고 600W 즉, 0.8마력의 동력이 적용되었다.4 is experimental data for determining a downward angle of the vortex induction pipe 211. In this experiment, after forming the vortex induction pipe path 211 as a flexible pipe, the experiment was performed by adjusting the downward angle of the flexible pipe. At this time, the pump system used is a product model name PW-600SMA, a single-phase 220V is used and 600W, 0.8 horsepower was applied.

상기 와류 유도관로(211)의 인입 직경은 30mm이며, 상기 회수장치 셀(201)은 참조사진과 같이 3개를 사용하였다. 폐수는 충분한 용량을 가지고 충분히 혼합한 후 실험되었다. 그리고, 실험의 결과로서 상기 추출관(301)에 흡착된 구리량을 판단하였으며, 이는 추출관(301)의 전체 중량으로 상정하였다. 전체 중량 측정은 중량의 범위를 감안하여 가정용 디지털 중량계를 사용였다. 실험시간은 30분, 1시간, 2 시간 경과시점에서 추출관(301)의 중량을 측정하였고, 폐수는 순환되지 않도록 하였다. 그리고, 와류 유도관로(211)가 지면과 평행한 수평상태에서의 구리 회수량은 추출관(301)의 중량(17.5KG)을 포함하여 평균치로 산출하였다. The inlet diameter of the vortex induction pipe 211 is 30 mm, and the recovery device cell 201 uses three as shown in the reference photograph. Wastewater was tested after sufficient mixing with sufficient capacity. In addition, the amount of copper adsorbed on the extraction tube 301 was determined as a result of the experiment, which was assumed as the total weight of the extraction tube 301. The total weighing was made using a home digital weighing scale in view of the weight range. The test time was 30 minutes, 1 hour, 2 hours after the weight of the extraction tube 301 was measured, the waste water was not circulated. The copper recovery in the horizontal state in which the vortex induction pipe path 211 is parallel to the ground was calculated as an average including the weight (17.5KG) of the extraction pipe 301.

도시된 바와 같이, 실험 후 30분 경과 시, 상기 와류 유도관로(211)의 하향 기울기가 40°내지 70°일 경우 구리회수량이 가장 많았으며, 2시간 경과 후에는 와류 유도관로(211)의 하향 기울기가 40°내지 60°일 경우에 구리회수량이 가장 많았다. 특히, 본 실험에서 지면으로부터 수직된 방향으로 폐수를 공급할 경우, 구리회수량이 가장 적게 산출되었고, 지면으로부터 수평방향으로 폐수를 공급할 경우에는 적정량의 구리회수가 이루어짐을 보였다.As shown, 30 minutes after the experiment, when the downward slope of the vortex induction pipe 211 is 40 ° to 70 °, the amount of copper recovery was the most, and after 2 hours the vortex induction pipe 211 Copper recovery was the most when the slope was 40 ° to 60 °. In particular, when the wastewater is supplied in a vertical direction from the ground in this experiment, the amount of copper recovery is the lowest, and when the wastewater is supplied in the horizontal direction from the ground, an appropriate amount of copper recovery is shown.

상기 실험결과를 토대로 상기 와류 유도관로(211)의 하향 기울기는 40°내지 60°임이 바람직한 것으로 인지되었으며, 그 원리는 폐수의 와류현상으로 인해 추출관(301)과 폐수와의 접촉면적 또는 접촉 시의 가압력을 증가시켜 구리회수량이 많아지는 것으로 판단되었다. 따라서, 본 발명에 따른 구리회수 장치는 폐수의 공급각도를 40°내지 60°로 정의될 수 있을 것이다. 따라서, 각 회수장치 셀(201)의 하부 절연체(207)는 와류 유도관로(211)의 설치 각도를 정의하고, 타 회수장치 셀(201)의 압송관(213)으로부터 폐수를 공급받도록 하는 직렬 접속 구조가 가능할 것이다.Based on the experimental results, it was recognized that the downward inclination of the vortex induction pipe 211 is preferably 40 ° to 60 °, and the principle is the contact area or contact between the extraction pipe 301 and the wastewater due to the vortex of the wastewater. It was determined that the copper recovery amount increased by increasing the pressing force of. Therefore, the copper recovery apparatus according to the present invention may be defined as the supply angle of the waste water 40 ° to 60 °. Accordingly, the lower insulator 207 of each recovery device cell 201 defines an installation angle of the vortex induction pipe path 211 and connects in series so that waste water is supplied from the pressure feed pipe 213 of the other recovery device cell 201. Rescue would be possible.

도 5는 본 발명에 따른 추출관(301) 내부의 동작을 설명하기 위한 단면도이다. 도시된 바와 같이, 상기 펌프 시스템을 통해 폐수가 와류 유도관로(211)로 공급되면, 상기 폐수는 회수관(203)의 저면을 중심으로 상향으로 공급되되, 추출관(301)의 내주면을 따라 추출관(301) 내부로 토출 된다. 따라서, 상기 폐수는 추출관(301) 내부에서 회전함과 동시에, 상기 회수관(203) 내부를 채워 수위가 상승하게 되며, 이때 폐수와 추출관(301) 사이의 접촉면이 증가한다. 이는 폐수와 전극봉(303) 간의 접촉면을 증가시키고, 결국 폐수는 캐소드 단자와 접속된 추출관(301)과 애노드 단자와 접속된 전극(303) 사이의 접촉면을 증가시켜 전기분해의 효율을 높이게 된다.5 is a cross-sectional view for explaining the operation inside the extraction tube 301 according to the present invention. As shown, when the wastewater is supplied to the vortex induction pipe passage 211 through the pump system, the wastewater is supplied upwardly around the bottom of the recovery pipe 203, and is extracted along the inner circumferential surface of the extraction pipe 301. It is discharged into the tube 301. Therefore, the wastewater rotates inside the extraction pipe 301 and at the same time fills the recovery pipe 203 to increase the water level, and the contact surface between the wastewater and the extraction pipe 301 increases. This increases the contact surface between the wastewater and the electrode 303, and eventually the wastewater increases the contact surface between the extraction tube 301 connected with the cathode terminal and the electrode 303 connected with the anode terminal, thereby increasing the efficiency of electrolysis.

이와 같이, 폐수가 회수관(203) 내부에서 와류현상을 갖고 충진되면, 충진된 폐수는 펌프 시스템의 가압력을 전달받아 상기 압송관(213)으로 인출되며, 압송관(213)은 타 회수장치 셀의 와류 유도관로를 통해 공급된다. 마찬가지로, 타 회수장치 셀의 와류 유도관로는 현재 유입되는 폐수를 해당 회수관 내부에서 와류 현상을 유도하여 전 과정에서와 동일한 원리에 의해 구리회수율을 높이게 된다.As such, when the wastewater is filled with the vortex phenomenon in the recovery pipe 203, the filled wastewater is drawn out to the pressure feeding pipe 213 by receiving the pressing force of the pump system, and the pressure feeding pipe 213 is another recovery device cell. It is supplied through the vortex induction pipe of the Similarly, the vortex induction pipe of the other recovery device cell induces a vortex phenomenon in the wastewater currently introduced into the recovery pipe, thereby increasing the copper recovery rate by the same principle as in the previous process.

또한, 구리가 전기분해에 의해 상기 추출관(301)에 흡착되면, 구리 회수 시 상기 추출관(301)을 회수관(203)으로부터 인출 분리함으로써, 구리 회수가 용이하게 이루어진다. 즉, 설정된 시간 동안 전기분해에 의한 구리회수 과정이 종료되면, 상기 체결수단(215)을 통해 상부 절연체(205) 및 압송관(213)을 분리한 후, 상기 다수의 상부 체결나사(219) 이용하여, 상부 절연체(205) 및 회수관(203)을 분리한다. 이후, 상기 회수관(203) 내에 안착된 추출관(301)을 인출하고, 새로운 추출관(301)을 회수관(203) 내에 삽입 설치한 후 상부 절연체(205)를 조립 체결한다. 따라서, 구리가 흡착된 추출관(301)은 그 자체로서 구리 정제소에 납품함에 따라, 구리회수 과정이 극히 용이하게 되는 것이다.In addition, when copper is adsorbed to the extraction pipe 301 by electrolysis, the copper recovery is easily performed by extracting and separating the extraction pipe 301 from the recovery pipe 203 during copper recovery. That is, when the copper recovery process by the electrolysis is completed for a predetermined time, after separating the upper insulator 205 and the pressure feed pipe 213 through the fastening means 215, using the plurality of upper fastening screws 219. The upper insulator 205 and the recovery pipe 203 are separated. Thereafter, the extraction tube 301 seated in the recovery tube 203 is taken out, and a new extraction tube 301 is inserted into and installed in the recovery tube 203, and then the upper insulator 205 is assembled and fastened. Therefore, the copper-extracted extraction tube 301 itself is delivered to the copper refinery, so that the copper recovery process is extremely easy.

한편, 본 발명의 실시 예에서는 회수장치 셀(201)의 갯 수를 3개로 설명하고 있으나, 이는 폐수처리 용량에 따라 충분히 확장 설계할 수 있을 것이다. 이를 위해 전원공급장치의 공급전력을 증가시켜야 함을 당연할 것이다. 도 6은 본 발명에 따른 구리회수 시스템을 나타낸 구성도이다. 다수 개의 회수장치 셀(201)이 직렬로 접속된 구조를 가지며, 소정의 정격 전력을 공급하는 전원공급장치(601)가 각 회수장치 셀(201)에 접속된다.Meanwhile, in the embodiment of the present invention, the number of recovery device cells 201 is described as three, but this may be sufficiently extended according to the wastewater treatment capacity. It will be natural to increase the power supply of the power supply for this purpose. 6 is a block diagram showing a copper recovery system according to the present invention. A plurality of recovery device cells 201 are connected in series, and a power supply device 601 for supplying a predetermined rated power is connected to each recovery device cell 201.

상기 전원공급장치(601)는 플러스(+) 출력단 즉, 캐소드 단자를 각 회수장치 셀(201)의 캐소드 체결단(209)에 병렬 접속하고, 마이너스(-) 출력단 즉, 애노드 단자는 각 회수장치 셀(201)의 애노드 체결단(225)에 병렬 접속한다. 상기 전원공급장치(601)는 캐소드 단자 및 애노드 단자로 직류 전원(DC)을 공급하여 전기분해를 유도하나, 전기분해장치의 소비전력을 줄이기 위해 각 회수장치 셀(201)로 공급되는 전원을 소정의 시간 차를 갖고 공급되도록 할 수 있다. 이는 하나의 회수장치 셀(201)을 기준으로 펄스 형태의 전원 공급 즉, 시분할 방식의 전력 공급이 이루어지는 것으로, 막대한 전력을 필요로 하는 전기분해 장치에서의 소비전력량을 줄일 수 있는 것이다.
The power supply 601 connects a positive (+) output terminal, i.e., a cathode terminal, to the cathode fastening terminal 209 of each recovery device cell 201 in parallel, and a negative (-) output terminal, i.e., an anode terminal, for each recovery device. It is connected in parallel to the anode fastening end 225 of the cell 201. The power supply device 601 induces electrolysis by supplying a direct current power (DC) to the cathode terminal and the anode terminal, but in order to reduce the power consumption of the electrolysis device, the power supplied to each recovery device cell 201 is predetermined. It can be supplied with a time difference of. This is a pulse-type power supply, that is, time division type power supply, based on one recovery device cell 201, which can reduce the amount of power consumed in an electrolysis device requiring enormous power.

전술된 바와 같이, 본 발명에 따른 전기분해에 의한 구리 회수장치는, 구리회수장치의 각 셀을 원통형 구조로 구성하되, 원통형 구조의 회수관 내주면으로 구리 재질의 추출관을 인입 설치하여 캐소드 단자를 접속한 후, 추출관의 내피에 흡착된 구리 회수 시 추출관을 인출하여 일괄 분리 처리하도록 설계하며, 추출관으로 유입되는 폐수의 공급 각도를 설정함으로써, 사이클론 방식을 이용한 폐수와 추출관 내피 간 접촉면적을 높여 구리회수의 효율성을 극대화할 수 있으며, 별도의 중화제 또는 착화제를 사용하지 않아 2차 환경오염을 방지하여 관련 시장에서의 산업적 이용 가치가 충분히 높을 것으로 판단된다.
As described above, the copper recovery apparatus by electrolysis according to the present invention comprises each cell of the copper recovery apparatus in a cylindrical structure, but installs a copper extraction tube into the inner peripheral surface of the recovery tube of the cylindrical structure to form a cathode terminal After connecting, it is designed to take out the extraction tube and collect it in a batch process when recovering copper adsorbed to the endothelial of the extraction tube. By increasing the area, the efficiency of copper recovery can be maximized, and it is expected that the industrial utilization value in the relevant market will be high enough to prevent secondary environmental pollution by using no neutralizer or complexing agent.

200 : 구리회수 시스템 201 : 회수장치 셀
203 : 회수관 205 : 상부 절연체
207 : 하부 절연체 209 : 캐소드 체결단
211 : 와류 유도관로 213 : 압송관
215 : 상부 체결수단 217 : 하부 체결수단
219 : 상부 체결나사 221 : 단자 체결나사
223 : 하부 체결나사 225 : 애노드 체결단
231 : 회수관 체결패널 233, 233' : 하부 체결패널
235 : 추출관 체결패널 237 : 상부 체결패널
301 : 추출관 303 : 전극봉
305 : 전극 체결가이드 601 : 전원공급장치
603 : 펌프 시스템200: copper recovery system 201: recovery unit cell
203: recovery pipe 205: upper insulator
207: lower insulator 209: cathode coupling end
211: vortex induction pipe path 213: pressure feeding pipe
215: upper fastening means 217: lower fastening means
219: upper tightening screw 221: terminal tightening screw
223: lower fastening screw 225: anode fastening end
231: recovery pipe fastening panel 233, 233 ': lower fastening panel
235: extraction tube fastening panel 237: upper fastening panel
301: extraction tube 303: electrode
305: electrode fastening guide 601: power supply device
603: Pump System

Claims (7)

전기분해를 통해 폐수로부터 구리를 회수하기 위한 연속식 유동 시스템 구조의 원통형 구리회수 장치에 있어서,
구리재질로 이루어진 원통형 추출관을 수용하고, 상기 추출관과 전기적 접촉을 갖도록 서스(SUS) 재질 또는 스테인레스 강철로 이루어진 회수관;
상기 회수관의 하단에 체결되어 절연된 구조를 가지며, 상기 추출관의 중앙으로 애노드 전극이 공급되도록 이리듐, 백금, 흑연 중 어느 하나 또는 그 조합으로 이루어진 불용성 재질의 전극봉을 매설하고, 상기 추출관의 내부에서 폐수를 와류시키는 와류 유도관로가 구비된 하부 절연체; 및
상기 회수관의 상단에 체결되어 절연된 구조를 가지며, 상기 폐수를 외부로 압송시키는 압송관이 형성된 상부 절연체로 구성된 회수장치 셀이 적어도 둘 이상 직렬 접속되되, 상기 압송관이 타측 회수장치 셀의 와류 유도관로와 체결되는 것을 특징으로 하는 전기분해에 의한 구리 회수장치.A cylindrical copper recovery device having a continuous flow system structure for recovering copper from wastewater through electrolysis,
A recovery tube made of sus material or stainless steel to accommodate the cylindrical extraction tube made of copper material and to have electrical contact with the extraction tube;
It is fastened to the lower end of the recovery tube has an insulated structure, the electrode rod of insoluble material made of any one or a combination of iridium, platinum, graphite so as to supply the anode electrode to the center of the extraction tube, buried A lower insulator having a vortex induction pipe for vortexing wastewater from the inside; And
At least two recovery device cells having an insulated structure fastened to an upper end of the recovery pipe and formed of an upper insulator having a pressure pipe for pumping the wastewater to the outside are connected in series, and the pressure pipe is a vortex of the other recovery device cell. Copper recovery apparatus by electrolysis, characterized in that the fastening with the induction pipe. 제 1 항에 있어서,
상기 회수관의 각 종단부에는 상기 상부 절연체 및 하부 절연체와 물리적 체결을 위해, 회수관의 직경보다 크도록 외향으로 확장된 회수관 체결패널(231, 231')이 형성되고, 상기 상부 절연체의 하단부에는 상기 회수관 체결패널(231)과 대응하는 구조의 상부 체결패널을 구비하며, 상기 하부 절연체의 상단에는 상기 회수관 체결패널(231')과 대응하는 구조의 하부 체결패널이 형성되고, 상기 추출관의 상측 종단에는 상기 회수관 체결 패널과 대응하도록 추출관 체결패널이 형성되어 상기 회수관 체결패널 및 상부 체결패널 사이에 안착 되는 것을 특징으로 하는 전기분해에 의한 구리 회수장치.The method of claim 1,
Each end of the recovery pipe is formed with recovery pipe fastening panels 231 and 231 ′ extended outward to be larger than the diameter of the recovery pipe for physical coupling with the upper insulator and the lower insulator, and the lower end of the upper insulator. And an upper fastening panel having a structure corresponding to the recovery pipe fastening panel 231, and a lower fastening panel having a structure corresponding to the recovery pipe fastening panel 231 ′ is formed at an upper end of the lower insulator. Extraction pipe fastening panel is formed in the upper end of the tube to correspond to the recovery pipe fastening panel is characterized in that the copper recovery device by electrolysis, characterized in that seated between the fastening pipe fastening panel and the upper fastening panel. 제 1 항에 있어서,
상기 하부 절연체의 하단에는 전극봉과 전기적 접속을 통해 애노드 전극을 연결하는 애노드 체결단이 마련되며, 상기 회수관의 일단에 캐소드 전극을 접촉시키기 위한 캐소드 체결단이 형성되는 것을 특징으로 하는 전기분해에 의한 구리 회수장치.
The method of claim 1,
The lower end of the lower insulator is provided with an anode fastening end for connecting the anode electrode through an electrical connection with the electrode, the cathode fastening end for contacting the cathode electrode is formed at one end of the recovery pipe is formed by electrolysis Copper recovery device.
삭제delete 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 와류 유도관로의 일단은 상기 추출관의 내주면을 따라 폐수가 공급되도록, 상기 와류 유도관로의 내주부 곡면이 상기 추출관의 내주부 곡면과 내접하도록 형성되고, 상기 와류 유도관로의 타단은 하향으로 경사진 후 타 회수장치 셀의 압송관과의 체결을 위해 상향으로 곡선 연장되는 것을 특징으로 하는 전기분해에 의한 구리 회수장치.The method according to any one of claims 1 to 3,
One end of the vortex induction pipe is formed such that the inner circumferential surface of the vortex induction pipe is inscribed with the inner circumferential surface of the extraction pipe so that the wastewater is supplied along the inner circumferential surface of the extraction pipe, and the other end of the vortex induction pipe is downward. The copper recovery device by electrolysis, characterized in that the curve extending upward for the fastening of the other recovery device cell with the inclined pipe after inclining. 제 5 항에 있어서,
상기 와류 유도관로의 하향 경사각도는 40°내지 60°범위 내에서 설정되는 것을 특징으로 하는 전기분해에 의한 구리 회수장치.The method of claim 5, wherein
Downward inclination angle of the vortex induction pipe is characterized in that the copper recovery device by electrolysis, characterized in that set within the range of 40 ° to 60 °. 제 1 항에 있어서,
상기 다수의 회수장치 셀 간의 전력은 일정 주기를 갖고 분할 공급되는 것을 특징으로 하는 전기분해에 의한 구리 회수장치.

The method of claim 1,
The power recovery between the plurality of recovery device cells has a predetermined period is dividedly supplied copper recovery device by electrolysis.

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