화학공학소재연구정보센터
Journal of the Korean Industrial and Engineering Chemistry, Vol.5, No.2, 199-208, April, 1994
황산구리 용액으로부터의 구리회수공정에서 초음파에 의한 전착반응의 증대효과
The Enhancement Effect of the Electrochemical Deposition in the Recovering Process of Cu from CuSO4 Solution
초록
본 연구에서는 초음파의 Cavitation에 의한 혼합효과와 표면세정 효과 그리고 유효 충돌빈도의 증가효과를 이용하여 구리이온을 함유한 용액으로부터 전착반응에 의한 구리의 회수공정에서 전착반응속도를 증가시키고자 초음파 진동자를 직접 반응기 벽면에 부착시킨 반응기를 제작하였다. 초음파 반응기에서 과전압과 황산구리의 농도를 변수로 하여 반응시간에 대한 전류밀도를 측정하고, 음극에 석출된 구리의 양에 의하여 초음파에 의한 반응속도 증가효과에 대하여 연구한 결과 초음파에 의한 효과는 과전압이 2.1V, 황산구리의 농도가 0.1M일 때 석출된 구리의 양이 초음파를 가하지 않은 반응기에 비하여 최고 582.2%까지 증가하였으며, 전류밀도는 최고 277.8% 증가하였다. 또한 전류밀도와 구리 석출량의 증가를 확산층의 두께 감소에 의한 증가효과와 표면세정과 유효충돌빈도의 증가에 의한 효과로 나누어 해석한 결과 초음파에 의한 확산층의 두께 감소로 인한 총괄 반응속도 증가율은 과전압이 2.1V, 황산구리의 농도가 0.1M일 때 최고 277.8%로 나타났으며, 표면세정과 유효 충돌빈도의 증가로 인한 총괄 반응속도 증가율은 과전압이 2.1V, 황산구리의 농도가 0.1M일 때 최고 253.6%로 나타났다.
In this study, the ultrasound which provides the properties of mixing, and surface cleaning effect, the increase of the effective reaction surface area and the enhancement of the effective collision frequency, was used to enhance the recovering efficiency of Cu from the Cu-ion containning waste water. The ultrasonic reactor used in this study was designed and constructed for improving the disadvantage of the existing ultrasonic reactor. From the experimental result and its analysis, we obtained following conclusions. 1. The ultrasound increased the rate of electrochemical deposition to 582.2% in maximum at the condition of 0.1M-CuSO4, and 2.1 V-overpotential. 2. The enhancement effect of ultrasound induced by the reduction of diffusion layer thickness was 277.8% in maximum and induced by the other effect except for the reduction effect of the diffusion layer thickness was 253.6% in maximum at 0.1M-CuSO4 and 2.1V overpotential. 3. This study gave the possibility of the scale-up of ultrasonic reactor and in particular, ultrasonic reactor would be effective in the treatment of waste water containning a low concentration of Cu ion.
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