사이클론 전해조를 이용한 백금의 전해채취 거동 = Electrowinning of Platinum Using a Modified Cyclone Reactor

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

In the present study, the electrochemical properties of Pt were investigated by cathodic polarization curves with a variation of rotation speed and solution temperature using rotating disk electrode. Using a cyclone electrowinning experiments were conducted with a variation of cell voltage, flow rate at inlet and pH and carried out researches for characteristics of each cases. The diffusion coefficient of Pt calculated from the Levich's equation was 3.25×10-6cm2/s and activation energy of Pt was 9.88kJ/mol, indicating that the deposition reaction of Pt was controlled by diffusion of Pt ions to the cathode. Reynolds number(Re) was proportional to Sherwood number(Sh)0.75. It shows that the flow in cyclone reactor is turbulent flow because the exponent of Sh term is larger than 0.33 which indicates laminar flow. The purity of Pt electrowon from the leach liquor was at least 99.9%.

국문 초록 (Abstract)

본 연구에서는 먼저 백금의 기본적인 전기화학 특성을 이해하고자 회전원반전극을 제조하여 회전수와 용액의 온도를 변화시켜가며 각각의 환원분극거동에 대한 연구를 수행하였다. 또한, 사이클론을 전해채취 공정의 전해조로 적용하여 백금의 전해채취 거동을 조사하였고 이를 위해 전해조에 인가되는 셀 전압, 전해조로 유입되는 용액의 유속과 pH 등을 변수로 하여 실험을 수행하고 각각의 경우에 대한 회수거동의 변화와 특징에 대해 연구를 수행하였다. Levich 식으로부터 계산한 백금의 확산 계수는 3.25×10-6cm2/s 이었으며 백금 전착에 필요한 활성화 에너지 값은 9.88kJ/mol의 값을 얻었다. 위의 결과로부터 백금이 환원되는 환원반응은 확산에 의해 반응속도가 지배되는 확산율속 반응임을 확인할 수 있다. 사이클론 전해조를 사용하여 백금의 전해채취 실험을 수행한 결과 유속과 인가전압이 증가함에 따라 회수율이 증가하였으며 Sherwood number(Sh)와 Reynolds number(Re)와의 관계식을 log-log 항으로 plot하여 나타낸 결과, Sh가 Re의 약 0.75의 값을 갖는 지수승에 비례하는 것을 알 수 있어 사이클론 전해조내의 유체흐름이 난류임을 알 수 있었다. 위의 실험 결과를 실제 석유화학 플랜트에서 폐기물로 배출되는 폐촉매로부터의 회수공정에 적용하여 본 결과 시약급 시료를 이용하여 제조한 용액에서의 회수거동과 거의 유사한 회수경향을 나타내었으며 99.9% 이상의 높은 순도를 가진 백금을 얻을 수 있었다.

참고문헌 (Reference)

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