전해제련 공정에서 아연회수 전력 저감을 위한 전극개발 및 공정연구 = A study of Electrode development and system for Zinc recovery electricity power savings in Electric smelting

국문 초록 (Abstract)

기존 전해공정에서는 산화 반응의 site를 제공해주는 물질(양극)로 Pb를 사용하고 있으며, Pb 전극 사용 시 산화전류를 인가하였을 때 일부 Pb가 산화되어 전해질을 오염시키거나 산성인 전해질에 의해 표면이 부식되는 문제점이 있다. 국내 양극 생산 업체들은 Pb전극의 단점을 극복하기 위해 활성촉매 물질을 단일계로 구성하는 불용성양극을 생산하고 있다. 하지만 생산 전극의 종류가 한정되어 있기 때문에 전해제련을 위한 전극을 생산하는데 한계가 있다. 따라서, 본 연구는 아연회수를 위한 기존 전해공정에서 주요 문제점인 전력 소비를 줄이고자 불용성촉매양극을 개발 적용함으로서 전력소비량은 감소시키고 전류효율은 증가시킬 수 있는 전해시스템 개발을 위해 수행하였다. 제조된 불용성촉매양극은 과전압 감소를 위해 IrOx 기반 전극에 PdOx 함량을 조절하여 비교 평가하였으며 이는 아연회수 시 전압을 감소시켜 전력량을 감소시킬 수 있다. 실험 결과, 기존 전해제련 공정 대비 20%의 전력소비량을 감소시킬 수 있었으며 아연회수 시 전해셀 전력량은 2,273 kWh/ton-Zn 이하를 확보하였다. 이러한 연구를 통한 불용성촉매양극 적용은 전해제련 공정이 에너지 다소비 산업에서 에너지 절약 산업으로 사회적 인식의 변화가 가능할 것으로 기대된다.