JP5645036B2 - 接触比表面積を増大させた有価金属回収用電解槽 - Google Patents

Description

本発明は、メッキ廃水または有価金属を含んだ廃水から再活用可能な有価金属を効率的に電着して回収することができるように構成された電解槽に関するもので、より詳しくは、電解される廃水が接触する電極の比表面積を最大に増大させて電解効率を高め、電解空間をふやして低濃度の廃水からも効率的に有価金属を電着して回収することができるように構成された接触比表面積を増大させた有価金属回収用電解槽に関するものである。

一般的に各種電子製品に使用される回路基板（Ｐｒｉｎｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ Ｂｏａｒｄ）等を含む電子部品のスクラップ（ｓｃｒａｐ）や、化学工場から多く出る廃触媒等から有価金属を再活用したり、またメッキ工場や繊維工場の外その他工場の廃水や、写真現象時に発生する廃水等には多量の重金属が含まれているため、このような廃水の再活用及び上記廃水からの回収価値のある有価金属の効率的な回収は、廃資源の価値創出及び環境汚染防止次元で非常に重要に扱われている懸案中の一つである。

このように有価金属、例えば、白金（Ｐｔ）、パラジウム（Ｐｄ）、ロジウム（Ｒｈ）、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）、銅（Ｃｕ）等を含んでいる廃水を処理して上記有価金属を回収するための方法として、廃資源を破砕した後、主に酸やアルカリ等を溶媒にして浸出し、化学的沈澱または電気分解を利用して有価金属を回収する方法が利用されている。

上記電気分解方式は、廃水内に含まれた有価金属や重金属の回収だけでなく、一般的な無機化合物または有機化合物の処理及び生産で部分的に使用されているが、既存の電気分解装置によっては処理時間が長くかかったり効率が低かったし、装置自体が多くの空間を占めるようになる等の短所があった。

すなわち、廃水内の反応物を電気分解して最終産物を得るための既存の電解装置としては、電解槽内に平行板型の陽極と陰極が交互に配列されている構造を有するものが最も一般的であるが、このような構造の電解槽は物質移動が拡散にのみ依存するため、撹拌や気体注入等の方法で溶液を強制対流させて物質移動速度を高めることはできるが、高電流密度で作業するには限界があった。このような電解槽の形態は、その必要性に応じて四角または円柱の形状を有しもする。

一方、現在メッキ業者等で主に使用されている廃水処理方法としては、化学薬品処理によってスラッジ化して埋立てる等の処理方式が大部分で、廃水内の有価金属成分及び用水をほとんど再活用することができずにそのまま放流させて、深刻な環境汚染をもたらすだけでなく、化学薬品処理時に多くの費用負担を抱えることになる問題点があった。

図１は、従来の技術によるメッキ廃水または有価金属を含んだ廃水から有価金属を電着させて回収するための電解槽１００の一実施例を示すもので、内部空洞１１３が形成された円筒状のハウジング１１０内に円筒形の内部電極板１３０と円筒形の外部電極板１２０が配置される。そして、上記ハウジング１１０には廃水が流入される流入口１１２と流出口１１１が形成されている。

このような構造によって外部電源装置（未図示）から電源が供給され、上記内・外部電極１３０、１２０に電気が流れるようになる。この時、上記内部電極１３０と外部電極１２０の極性は、任意によって配置することができ、一側は（−）極を他側は（＋）極を帯びるようになる。

これによって、陰極（−）で電源から電子の供給を受け、電解槽内の廃水（溶液）では陽イオンが電極表面に拡散して陽イオンが電子を受けて還元される電気化学的な還元反応によって陰極に有価金属を付着させて回収する構造を有する。

しかし、このような１陰極、１陽極構造を有する従来の電解槽１００は、上記陰極の比表面積が広くなくて電解槽内の廃水が上記陰極と接触する面積及び時間が少なくなり、これは効率的な有価金属の回収を妨げる要因となっている。

また、低濃度の廃水、すなわち１０ｐｐｍ以下の有価金属が含まれた廃水からは、接触する比表面積が非常に小さいので、上記有価金属の電着回収が難しくてその効率が非常に低い問題点が発生する。

言い換えると、還元過程が単一陰極電極の表面でのみ起きるので、反応速度が限定され、大量生産のためには複数の電解槽１００が必要となる問題点があり、電解効率が時間の経過にしたがって大幅に低下する問題点がある。

一方、一般的に電極としてはチタニウム（Ｔｉ）材質の電極板を使用しているが、上記チタニウムは電着した有価金属を回収するための王水等に溶けない長所を有しているが、電気伝導度が低くて表面に電気伝導率が高い金属またはこれらの組合された金属をメッキ処理して使用されている。

また、有価金属が電着されて回収される電極の比表面積を広げたヘチマ構造の電極板を陰極板として使用する方法が提案されている。しかし、従来このようなヘチマ構造の陰極は、まず高分子化合物（プラスチック）でその形状を製作し表面に電気伝導率を高めるために伝導率が高い金属、例えば銅（Ｃｕ）等をコーティングしたもので、その製作が非常に難しい問題点がある。

また、このように表面に伝導率の高い金属がコーティングされた電極は、有価金属回収のための電解工程中に投入される添加物（クエン酸、洗浄体等）によって上記メッキされた金属が溶け出して不純物として吐出されるようになり、これは全体の電解効率を低めることになる問題点を引き起こす。

そして、上記電解槽１００内に流入される廃水は、その性状によって中性、塩基性、酸性の性質を有するようになるが、このような電解槽１００内に流入される廃水のｐＨによって上記電極にメッキされた金属は溶け出し、これは電解効率を低める問題点になる。

結局、このような電極は１回性で有価金属の１回の回収後には再使用が不可能となり交換が必要な問題点がある。

これによって、廃水が接触する比表面積を広げる構造を有しながら有価金属回収のための電解効率を増大させることができる構造を有する電解槽の開発が要求されている。

本発明は、前述した問題点を解決しようと案出されたものであり、電解される空間の表面積を広げて、微量の有価金属を含んでいる廃水からも充分に有価金属を電着回収することができるように接触比表面積を増大させた有価金属回収用電解槽を提供することをその目的とする。

また、有価金属が電着される陰極を構成するにおいて、陰極ワイヤー糸を塊で位置させて接触比表面積を増大させ、多数個の陽極の間に多数個の電解空間が形成されることができるように陰極を位置させて、上記電解空間を廃水が順次に通過しながら有価金属回収率を高めるように構成された接触比表面積を増大させた有価金属回収用電解槽を提供することをその目的とする。

上記のような目的を達成するために、本発明による接触比表面積を増大させた有価金属回収用電解槽は、陰極と陽極の電極を有し電気分解を利用して廃水内の有価金属を電着させて回収する電解槽において、一側に流入口と他側に流出口とガス排出孔が形成され、内部空間を有するハウジングと； 上記ハウジングの内部に上記内部空間を囲んで設置された多数個の陽極から構成された陽極群と；上記ハウジングの内部空間を囲み、上記陽極と陽極の間に設置されて隣合う陽極と陽極の空間を２つの電解空間に区分し、上記それぞれの電解空間の一側には陰極ワイヤー糸が塊で位置されて上記廃水が接触する比表面積を増大させるように構成された陰極群を含んでなる。

そして、上記流入口に流入された廃水は多数個の上記電解空間を順次に通過しながら、塊の陰極ワイヤー糸を含んだ陰極群に有価金属が電着されて回収され、上記ガス排出孔を通じてガスが排出されながら上記流出口を通じて外部に排出されることを特徴とする。

一方、一実施例として、上記ハウジングは内部空間を有する円筒形状を有する。

そして、上記陰極群は、隣合う陽極と陽極の空間を両分し、上記ハウジングの内部空間を囲む円筒形状で板構造を有する中央陰極と、上記中央陰極の内側面と間隔を有して円筒形状で網構造を有する第１陰極と、上記中央陰極の外側面と間隔を有して円筒形状で網構造を有する第２陰極から構成される。この時、上記第１陰極と中央陰極が形成する空間と、上記第２陰極と中央陰極が形成する空間内に、上記塊構造の陰極ワイヤー糸が充填されて位置されることを特徴とする。

一方、本発明に適用される上記陰極群と陽極群の陰極と陽極は、メッキされていないチタニウム（Ｔｉ）材質であることを特徴とする。

共に、上記陰極ワイヤー糸はコイルスプリング形状で、多数個が密着して配置されることを特徴とする接触比表面積を増大させる。

また、上記陰極ワイヤー糸は、隣合う陰極ワイヤー糸と集まってヘチマ構造を有するように構成されることができる。

一方、望ましくは上記陰極群は、上記ハウジングの底面に下端部が安着して固定され、上記中央陰極の上部に廃水が越流して隣合う電解空間に移送されるように構成される。

そして、上記陽極群は、円筒形状の網構造で上記ハウジングの内部空間の中心部に位置された内部陽極と、円筒形状の板構造で上記ハウジングの内側壁と間隔を有して位置されて上記流出口と連通された廃水流出路を形成する外部陽極から構成されるが、上記内部陽極は上記ハウジングの底面に安着して固定され、上記外部陽極は上記ハウジングの上面に固定されて下端部に廃水流出路間隔を形成する。

一方、望ましくは、上記ハウジングは底面に貫通した流入口が形成され、側壁上部に流出口が形成され、上面にガス排出孔が形成される。そして、上記内部陽極と中央陰極は第１電解空間を形成し、上記外部陽極と中央陰極は上記第１電解空間と‘Ｓ’字の流路で連結された第２電解空間を形成して、上記流入口に流入された廃水は上記第１電解空間と第２電解空間を順次に通過して上記流出口に排出される。

また、必要に応じて上記ハウジングは内部圧力によって上記ガス排出孔をふさいでガスの移動は自由ながらも廃水の漏出は防止するように構成された流体防止ボールを内部空間にさらに含んで構成される。

そして、上記ハウジングは、上下部が開口された円筒形状で上部一側に多数個の上記流出口が形成された外部体と、上記外部体の下部に結合されてハウジングの底面を形成し中心部に上記流入口が形成された下部キャップと、上記外部体の上部に結合されてハウジングの上面を形成し一側に上記ガス排出孔が形成された上部キャップで構成されたことを特徴とする。

この時、上記下部キャップは上記流入口と連通された流入路と、上記流入路と連通されて上記内部陽極と中央陰極の間に形成される第１電解空間に廃水を流入させる多数個の流入路口をさらに含んで構成される。

そして、上記下部キャップは、上記内部陽極の内側に位置されるように上方向に突出された流れ誘導棒をさらに含んで構成される。

一方、上記流入口は、上記廃水が外部から移送される外部流入管路と連結され、上記外部流入管路の一側には上記廃水を上記ハウジング内に強制流入させるための外部ポンプがさらに含まれて形成される。

また、上記外部流入管路は一側に電気伝導率を高めるための電流密度添加剤を強制注入させるための添加剤流入管路がさらに含まれて構成され、上記添加剤流入管路は制御バルブによって制御されるように構成される。

一方、記述したように、上記ハウジングは内部圧力によって上記ガス排出孔をふさいでガスの移動は自由ながらも廃水の漏出は防止するように構成された流体防止ボールをさらに含むが、この時上記上部キャップは上記流体防止ボールを支持してハウジング内部空間での自由移動を制御する網構造の防止ボールフェンス網をさらに含んで構成される。

上記のような本発明の接触比表面積を増大させた有価金属回収用電解槽によれば、第一に、第１陰極、中央陰極と第２陰極で構成され、その間の空間に充填された陰極ワイヤー糸を有する陰極群によって電解槽内に流入された廃水の接触比表面積が増大されて、微量の有価金属を含んでいる廃水からも容易に上記有価金属を電着させて回収することができる効果がある。

第二に、内部陽極と外部陽極の間に陰極群が位置され、多数個の電解空間に区分されて廃水が順次に上記電解空間を通過しながら有価金属が電着されるので、高い電解効率を得ることができる効果がある。

第三に、ハウジングの一側に形成されたがス排出孔によって電解過程中に発生したガスが一次的に排出されて電解槽の安全性を高め、上記がス排出孔を内部圧力により必要に応じてふさいで制御する流体防止ボールによって廃水の外部漏出を防止する効果がある。

第四に、上記流体防止ボールを支持する防止ボールフェンス網によって安定的な構造を有する。

第五に、必要に応じて流入される電流密度添加剤によって塩基性、中性、酸性を有する流入廃水の性状にも常に高い電気伝導率を陰極群と陽極群が有するようにして有価金属回収率を増大させることができる効果がある。

第六に、円筒形状のハウジングと上記ハウジング内部を囲む円筒形状の陰極群と陽極群によって下部中心の流入口に流入された廃水が接触する比表面積を極大化させ、内部で回転しながら電解空間を通過して高い有価金属回収率を有する効果がある。

従来技術による有価金属回収用電解槽を示す概略的な図面である。 本発明による接触比表面積を増大させた有価金属回収用電解槽の構成を示す概略的な図面である。 本発明による接触比表面積を増大させた有価金属回収用電解槽を示す斜視部分断面図である。 本発明による接触比表面積を増大させた有価金属回収用電解槽を示す断面図である。 本発明による接触比表面積を増大させた有価金属回収用電解槽に適用される陰極ワイヤー糸の一実施例を示す図面である。

以下では、添付した図面を参照して本発明による接触比表面積を増大させた有価金属回収用電解槽の望ましい実施例について詳細に説明する。

図２は、本発明による接触比表面積を増大させた有価金属回収用電解槽の構成を示す概略的な図面である。

図示したように、本発明による接触比表面積を増大させた有価金属回収用電解槽１は、メッキ廃水または有価金属を含んだ廃水から再活用可能な上記有価金属を効率的に電着させて回収することができるように上記電解槽１内に流入された廃水が接触する電極の比表面積を最大に増大させて電解効率を高め、電解される空間をふやして微量の有価金属を含んでいる廃水からも効率的に上記有価金属を電着させて回収することができるように構成されることを特徴とする。

このために、本発明による有価金属回収用電解槽１は、陰極と陽極の電極を有し電気分解を利用して廃水内の有価金属を電着させるにおいて、多数個の陽極が間隔を有しながら構成された陽極群２０と、上記陽極群２０の間隔の空間上に位置されて陽極と共に電解空間を形成し電源の供給によって有価金属が電着される陰極群３０と、上記陽極群２０と陰極群３０が内部に設置されることができる大きさの内部空間を有するハウジング１０を含んで構成される。

この時、上記陰極群３０は、上記陽極と陽極の間の空間を多数個の電解空間に区分させ、電解空間の一側に陰極ワイヤー糸３４を塊で充填させて廃水との接触比表面積を広げるが、望ましくは、網構造を有する２つの陰極３２、３３と上記２つの陰極の間に板構造の陰極３１を位置させ、上記板構造の陰極３１と網構造の陰極３２、３３が形成する間の空間ａ、ｂに陰極ワイヤー糸３４が塊で位置されて接触比表面積を増大させるようになる。

一方、上記陰極ワイヤー糸３４は、コイルスプリング形状を有して上記間の空間ａ、ｂに充填された状態で隙間なく位置されるか、隣合う陰極ワイヤー糸３４と集まってヘチマ構造を有しながら隙間なく充填される。

このように充填された上記陰極ワイヤー糸３４の構造によって陰極群３０の比表面積は極大化され、廃水内の有価金属が電着される量をふやして全体の電解効率、すなわち有価金属回収率を増大させる。

上記のような構造を有する本発明による有価金属回収用電解槽１を再度図２を参照して説明すれば次の通りである。

本発明による有価金属回収用電解槽１は、有価金属を電着させて回収する電解槽において、ハウジング１０と上記ハウジング１０内に陽極群２０と陰極群３０を設置して構成されるが、この時、上記ハウジング１０は一側に廃水が流入される流入口１１と他側に流出口１２とガス排出孔１３が形成されたもので、上記廃水が電解される空間を提供する内部空間を有する。この時望ましくは上記流入口１１はハウジング１０の下部底面を貫通して形成され、上記流出口１２はハウジング１０の側壁上部に、そして上記ガス排出孔１３はハウジング１０の上部上面に形成される。

また、上記陽極群２０は、上記ハウジング１０の内部空間上に設置されるが、上記内部空間を囲む多数個の陽極２１、２２で構成される。望ましくは上記陽極２１、２２は上記ハウジング１０の形状にしたがって上部と下部が開口された状態で円筒または角筒形状を有するようになる。

そして、上記陰極群３０は、上記ハウジング１０の内部空間上に設置されるが、望ましくは上記内部空間を囲んで上記陽極と同一の形状を有することが望ましい。また、上記陰極群３０は、上記多数個の陽極と陽極の間に設置されて隣合う陽極２１と陽極２２の空間を２つの電解空間Ａ、Ｂに区分するが、上記それぞれの電解空間の一側の空間ａ、ｂに陰極ワイヤー糸３４が塊で位置されて上記廃水が接触する比表面積を増大させるように構成される。

このように構成された本発明による有価金属回収用電解槽１は、上記ハウジング１０の流入口に流入された廃水が多数個の上記電解空間Ａ、Ｂを順次に通過しながら、塊の陰極ワイヤー糸３４を含んだ陰極群３０に廃水内の有価金属が電着されて回収され、上記電着される過程、すなわち電解空間内の電解過程上発生するガスは、上記ハウジング１０のガス排出孔１３を通じて排出される。そして、上記有価金属が回収された廃水は、上記ハウジング１０の流出口１２を通じて外部に排出される。

この時、上記ガス排出孔１３は、上記ハウジング１０内部でなされる電解過程によって、廃水が上記電解空間Ａ、Ｂを通過しながら上記ハウジング１０の内部空間を抜け出すことができず充填されるガスを先に排出するためのもので、上記内部空間に充填されたガスによる電解槽１の破損及び事故危険を防止するために必ず必要である。

そして、上記ハウジング１０は、内部空間の圧力によって上記ガス排出孔１３をふさいでガスの移動は自由ながらも排水の漏出は防止するように構成された流体防止ボール１４をさらに含んで構成されることができる。

また、必要に応じて上記ガス排出孔１３と流出口１２は多数個が形成されることができ、上記発生したガスの一部は上記流出口１２を通じて廃水と共に外部に放出される。

共に、上記陽極群２０と陰極群３０は、一般的に周知の技術と同じく、上記ハウジング１０の外部に突出された電極チップによって外部電源（未図示）と連結されて電源の供給を受け、それぞれ陽極と陰極の電荷を帯びるようになる。望ましくは、上記電極チップが突出されたハウジング１０は廃水が外部に漏出されない構造を有する。

一方、本発明の有価金属回収用電解槽１に適用される陽極群２０と陰極群３０の電極は、望ましくはメッキされていないチタニウム（Ｔｉ）材質を使用するが、上記チタニウム（Ｔｉ）は続く工程で有価金属を王水等を利用して得る時に不純物が発生せず高い純度の有価金属を得ることができる。

勿論、必要に応じて上記有価金属回収用電解槽１は、電解槽内に流入される廃水の性状によって上記陽極群２０と陰極群３０を表面が電気伝導率が高い金属でメッキ処理された従来のチタニウム（Ｔｉ）材質を使用することもできる。

続いて、本発明の接触比表面積を増大させた有価金属回収用電解槽１の一実施例による構造を図３ないし図５を参照してより詳細にみると次の通りである。

図３は、本発明による接触比表面積を増大させた有価金属回収用電解槽を示す斜視部分断面図で、図４は本発明による接触比表面積を増大させた有価金属回収用電解槽を示す断面図であり、図５は本発明による接触比表面積を増大させた有価金属回収用電解槽に適用される陰極ワイヤー糸の一実施例を示す図面である。

まず、図示された一実施例で、上記ハウジング１０は内部空間を有する円筒形状で、上記陽極群２０と陰極群３０は上記ハウジング１０の内部空間を囲むように上記ハウジング１０と同一形状を有するが、このような形状は限定されるものではなく、上記ハウジング１０の形状によって本発明の技術的限度を外れない限りで四角または多角の形状に変更可能であることをあらかじめ記述する。

図示したように、本発明による有価金属回収用電解槽１は、内部空間を有する円筒形状のハウジング１０と、上記ハウジング１０の内部空間内に位置されて上記内部空間を囲む形状を有する陽極群２０と陰極群３０で構成される。

この時、上記ハウジング１０は、底面に貫通した流入口１１が形成され、側壁上部に流出口１２が形成され、上面にガス排出孔１３が形成されるが、望ましくは、上記ハウジング１０は上下部が開口され内部空間を有する円筒形状で、上部一側に上記流出口１２が貫通して形成された円筒の外部体１０ａと、上記外部体１０ａの下部にねじ等の結合部材５によって結合されてハウジングの底面を形成し中心部に上記流入口１１が貫通して形成された下部キャップ１０ｃと、上記外部体１０ａの上部にねじ等の結合部材５によって結合されてハウジングの上面を形成し一側に上記ガス排出孔１３が貫通して形成された上部キャップ１０ｂで構成される。

望ましくは、上記外部体１０ａの流出口１２は多数個で６〜８つの流出口が互いに間隔を有して配列されて形成される。

また、必要に応じて上記ガス排出孔１３は多数個が形成されることができる。

そして、上記上部キャップ１０ｂは、上記流体防止ボール１４を支持して上記ハウジング１０の内部空間での自由移動を制御することができるように網構造を有する防止ボールフェンス網１５をさらに含んで構成される。

言い換えると、上記ハウジング１０は上記に記述されたように、内部空間の電解過程の間、内部圧力によって上記ガス排出孔１３をふさいでガスの移動、すなわち排出は自由ながらも内部空間内の廃水の漏出は防止するように流体防止ボール１４をさらに含んで構成されるが、この時、上記ガス排出孔１４は上記ハウジング１０の上部キャップ１０ｂ中心部を貫通して形成され、上記上部キャップ１０ｂの内側面上には上記流体防止ボール１４を置いて支持し上記ハウジング１０の内部空間上での自由移動を制御することができるように網構造の防止ボールフェンス網１５がさらに含んで構成される。

このような防止ボールフェンス網１５によって上記流体防止ボール１５は上記ガス排出孔１３近くに位置しているところで、内部圧力によって上記ガス排出孔１３をふさいで廃水の漏出を防止する。

また、上記ハウジング１０の下部キャップ１０ｃは、上記流入口１１に流入された廃水が順次に電解空間を通過しながら有価金属が電着されることができるように、上記ハウジング１０の内部空間の中心部側に位置した最初の電解空間、すなわち図３と図４を参照すると下記に記述された陽極群２０と陰極群３０の上記内部陽極２１と中央陰極３１が形成する第１電解空間Ａに先に流入されるようにその構造と形状を有する。

望ましくは上記下部キャップ１０ｃは上記流入口１１と連通された流入路１０ｃ−１と、上記流入路１０ｃ−１と連通されて上記ハウジングの内部空間に廃水を流入させる多数個の流入路口１０ｃ−２をさらに含んで構成される。これによって、流入口１１を通じて流入された廃水は上記多数個の流入路口１０ｃ−２を通じて最初の電解空間、すなわち第１電解空間Ａに流入されて有価金属が回収される。

共に、上記下部キャップ１０ｃは必要に応じて上記内部陽極２１の内側に位置されるように上方向に突出された流れ誘導棒１０ｃ−３をさらに含んで構成されるが、上記流れ誘導棒１０ｃ−３は流入口１１に流入された廃水の流れを誘導して陽極群２０と陰極群３０が形成する電解空間に誘導して電解効率を高め有価金属回収率を増大させるためである。

言い換えると、図示されたように下記に記述された陽極群２０の内部陽極２１は網構造であるところ、上記内部陽極２１内側に位置された流れ誘導棒１０ｃ−３は内部密閉された棒形状で流入された廃水を上記電解空間側に誘導する流路を形成するようになる。

一方、上記ハウジング１０の上記下部キャップ１０ｃに形成された流入口１１は、望ましくは上記廃水が外部から移送される外部流入管路４０と連結されるが、上記外部流入管路４０の一側には上記廃水を上記ハウジング１０内に強制流入させるための外部ポンプＰがさらに含まれて構成される。

また、本発明の有価金属回収用電解槽１に使用される陽極群２０と陰極群３０の陰極と陽極はメッキされていないチタニウム（Ｔｉ）材質を使用するが、流入される廃水の性状とチタニウムの特性によって電解槽１内の電気伝導率が適正水準を維持することができない場合を防止するために、上記外部流入管路４０は一側に電気伝導率を高めるための電流密度添加剤を強制注入させるための添加剤流入管路５０がさらに含まれて構成される。

勿論、上記陽極群２０と陰極群３０は、流入される廃水の性状によって従来の表面に電気伝導率の高い金属がコーティングされた材質を使用することもできる。

この時、上記添加剤流入管路５０上には必要に応じて制御バルブ（未図示）がさらに含まれて、上記電流密度添加剤の注入は手動または自動操作によって上記制御バルブを制御してその流入と流入量が制御されるように構成される。

続いて、本発明の接触比表面積を増大させた有価金属回収用電解槽１の一実施例で、上記陰極群３０は電解過程によって実際に廃水内の有価金属が電着されて回収されるもので、望ましくは隣合う陽極と陽極の空間を両分し上記ハウジング１０の内部空間を囲む円筒形状で板構造を有する中央陰極３１と、上記中央陰極３１の内側面と間隔を有して位置され円筒形状で網構造を有する第１陰極３２と、上記中央陰極３１の外側面と間隔を有して位置され円筒形状で網構造を有する第２陰極３３で構成される。

そして、上記第１陰極３２と中央陰極３１が形成する間の空間ａと、上記第２陰極３３と中央陰極３１が形成する間の空間ｂ内に上記陰極ワイヤー糸３４の塊が充填されて位置されることを特徴とする。

この時、上記陰極群３０は必要に応じて上記間の空間ａ、ｂ内に充填された陰極ワイヤー糸３４が電解槽１内の脱付着によって離脱されないように上記陰極群３０の底面、すなわち上記間の空間ａ、ｂの下部が網構造または板構造によって遮断されるように構成されるのが望ましい。

一方、上記陰極ワイヤー糸３４は図５の（ａ）に図示されたように、コイルスプリング形状で上記空間ａ、ｂ内に隣合って多数個が密着して配置されて廃水が接触する比表面積を最大に増大させる構造を有する。

また、上記陰極ワイヤー糸３４は図５の（ｂ）に図示されたように、比表面積を増大させるために隣合う陰極ワイヤー糸３４と集まってヘチマ構造を有するように設置されることができる。

言い換えると、上記陰極ワイヤー糸３４は上記空間ａ、ｂ内での脱付着が容易ながらも比表面積を広げるためにコイルスプリングまたはヘチマ構造で隣合う陰極ワイヤー糸３４とともに集まるように充填される。

一方、上記陰極群３０は上記ハウジング１０の底面、すなわち下部キャップ１０ｃの内側面上に形成された安着溝に下端部が安着されて固定され、上記中央陰極３１の上部で内部空間内に流入された廃水が越流して通過するように構成される。

上記安着溝に安着された上記陰極群３０は脱付着が容易で望ましくは底面がふさがっていて間の空間ａ、ｂ内の陰極ワイヤー糸３４の離脱を防止する。

そして、本発明の一実施例で、上記陽極群２０は円筒形状の網構造で上記ハウジング１０の内部空間中心部に位置された内部陽極２１と、円筒形状の板構造で上記ハウジング１０の内側壁と間隔ｄを有して位置された外部陽極２２で構成される。

この時、上記内部陽極２１は上記ハウジング１０の底面、すなわち下部キャップ１０ｃの内側面上に形成された安着溝に安着されて固定され、上記外部陽極２２は上記ハウジング１０の内側壁、すなわち外部体１０ａの内側壁と間隔を有しながら上記ハウジング１０の上面、すなわち上部キャップ１０ｂの一側に固定されて下端部に廃水流出路間隔ｃを形成する。

一方、上記廃水流出路間隔ｃは、上記外部陽極２２とハウジングの内側壁との間隔ｄが形成する空間と連通され、上記間隔ｄは廃水流出口Ｃとして外部体１０ａ上部一側の多数個の流出口１２と連通される。

望ましく上記ハウジング１０の底面は下部キャップ１０ｃの内側面であり、上記ハウジング１０の上面は上部キャップ１０ｂの内側面に該当する。

このように、上記陽極群２０が内部陽極２１と外部陽極２２で構成され、上記内部陽極２１と外部陽極２２の形成する空間内に上記陰極群３０が位置されて、上記陰極群３０の中央陰極３１は上記内部陽極２１と第１電解空間Ａを形成し、上記外部陽極２２と第２電解空間Ｂを形成するようになる。

そして、上記陰極群３０の陰極ワイヤー糸３４は、上記陰極群３０の第１陰極３２と第２陰極３３によって上記第１、２電解空間Ａ、Ｂの一側の空間ａ、ｂに充填された状態で位置される。

また、上記第１電解空間Ａと第２電解空間Ｂは’Ｓ’字流路で連結されて、上記流入口１１に流入された廃水は上記第１電解空間Ａと第２電解空間Ｂを通過して、有価金属が陰極群３０に電着されて回収され上記流出口１２を通過して外部に排出される。

上記に記述されたように、本発明による接触比表面積を増大させた有価金属回収用電解槽１は、網または板構造の陰極の間の空間ａ、ｂにワイヤー糸３４を塊で充填させて接触比表面積を増大させ、上記陰極群３０が陽極群２０の間に位置して電解空間を多数個に区分させることにより廃水の電解過程が多数回反復されることにより有価金属回収率を増大させるようになる。

再度、図３ないし図５を参照して本発明の一実施例による接触比表面積を増大させた有価金属回収用電解槽１の有価金属の回収工程、すなわち電解過程をみると次の通りである。

まず、上記外部流入管路４０にそって、外部ポンプＰから提供されるポンプ力によって、有価金属が含まれた廃水はハウジング１０の内部空間に流入される。この時、上記廃水は下部キャップ１０ｃの流入口１１を通過して流入路１０ｃ−１に流入され、上記ポンプ圧力によって流入路口１０ｃ−２を通過して上記ハウジング１０の内部空間に流入されるが、上記廃水は望ましくは陽極群２０の内部陽極２１と陰極群３０の中央陰極３１の内側面が形成する最初の電解空間、すなわち第１電解空間Ａに流入される。

そして、上記第１電解空間Ａを通過した廃水は上記陰極群３０の中央陰極３１の上部を越えて上記陽極群２０の外部陽極２２と陰極群３０の中央陰極３１の外側面が形成する第２電解空間Ｂに移動する。

一方、上記第１電解空間Ａと第２電解空間Ｂの一側には、言い換えれば上記陰極群３０の第１陰極３２と中央陰極３１が形成する空間ａと第２陰極３３と中央陰極３１が形成する空間ｂには、陰極ワイヤー糸３４が塊で充填されて位置されている。

この時、上記第１陰極３２と第２陰極３３は網構造の陰極で、廃水は上記網構造を通過して陰極ワイヤー糸３４の表面と接触するようになる。

一方、上記陰極群３０と陽極群２０はハウジングの外部に突出された電極チップに電源が加えられることにより電荷移動がなされるが、これによる電気分解によって廃水内の有価金属は上記陰極群３０、より詳しくは、比表面積が最も広い陰極ワイヤー糸３４の塊に電着されて回収される。

そして、上記有価金属を含んだ廃水は流入口１１に流入されて、第１電解空間Ａを通過して中央陰極３１の上部で第２電解空間Ｂに流入される’Ｓ’字形の流路を通過しながら電解過程を経るようになる。

そして、上記廃水は外部陽極２２の下部廃水流出路間隔ｃを通過して、上記外部陽極２２とハウジング１０の外部体１０ａの内側壁間隔ｄが形成する廃水流出口Ｃを通じて上部側の多数個の流出口１２を通じて外部に排出されるようになる。

一方、上記廃水が流入口１１を通じてハウジング１０内に流入される時、その内部圧力によって上記廃水は上方向に流速を有して移動するが、流体防止ボール１４によってガス排出孔１３から漏出されず安定的に電解空間を通過するようになる。

そして、電解過程中に発生するガスは、上記ガス排出孔１３を通じて外部に排出されることにより電解槽１の安全性を増大させ、残ったガスは流出口１２を通じて廃水と共に外部に放出される構造を有する。

一方、必要に応じて上記添加剤流入管路５０の制御バルブ（未図示）を調節して定量の電流密度添加剤をハウジング１０の内部空間に流入させて、電気伝導率を調節することにより有価金属回収率を増大させることができる。

以上で説明した本発明は、発明が属する技術分野で通常の知識を有した者において本発明の技術的思想を外れない範囲内でさまざまな置換変形及び変更が可能であるため、前述の実施例及び添付された図面に限定されるものではない。

Claims (14)

1. 陰極と陽極の電極を有し電気分解を利用して廃水内の有価金属を電着させて回収する電解槽において、
   一側に流入口と他側に流出口とガス排出孔が形成され、内部空間を有するハウジングと；
   上記ハウジングの内部に上記内部空間を囲んで設置された多数個の陽極から構成された陽極群と；
   上記ハウジングの内部空間を囲み上記陽極と陽極の間に設置されて隣合う陽極と陽極の空間を２つの電解空間に区分し、上記それぞれの電解空間の一側には陰極ワイヤー糸が塊で位置されて上記廃水が接触する比表面積を増大させるように構成された陰極群を含み；
   上記流入口に流入された廃水は多数個の上記電解空間を順次に通過しながら、塊の陰極ワイヤー糸を含んだ陰極群に有価金属が電着されて回収され、上記ガス排出孔を通じてガスが排出されながら上記流出口を通じて外部に排出され、
   上記ハウジングは内部空間を有する円筒形状であり、
   上記陰極群は、隣合う陽極と陽極の空間を両分し上記ハウジングの内部空間を囲む円筒形状で板構造を有する中央陰極と、上記中央陰極の内側面と間隔を有して円筒形状で網構造を有する第１陰極と、上記中央陰極の外側面と間隔を有して円筒形状で網構造を有する第２陰極から構成され、
   上記第１陰極と中央陰極が形成する空間と上記第２陰極と中央陰極が形成する空間内に上記塊構造の陰極ワイヤー糸が充填されて位置されることを特徴とする接触比表面積を増大させた有価金属回収用電解槽。
   
2. 上記陰極群と陽極群の陰極と陽極は、メッキされていないチタニウム（Ｔｉ）材質であることを特徴とする請求項１に記載の接触比表面積を増大させた有価金属回収用電解槽。
3. 上記陰極ワイヤー糸はコイルスプリング形状で、多数個が密着して配置されることを特徴とする請求項１に記載の接触比表面積を増大させた有価金属回収用電解槽。
4. 上記陰極ワイヤー糸は、隣合う陰極ワイヤー糸と集まってヘチマ構造を有することを特徴とする請求項１に記載の接触比表面積を増大させた有価金属回収用電解槽。
5. 上記陰極群は、上記ハウジングの底面に下端部が安着されて固定され、上記中央陰極の上部に廃水が越流して隣合う電解空間に移送されるように構成されたことを特徴とする請求項１に記載の接触比表面積を増大させた有価金属回収用電解槽。
6. 上記陽極群は、円筒形状の網構造で上記ハウジングの内部空間の中心部に位置された内部陽極と、円筒形状の板構造で上記ハウジングの内側壁と間隔を有して位置されて上記流出口と連通された廃水流出路を形成する外部陽極から構成され、
   上記内部陽極は上記ハウジングの底面に安着されて固定され、上記外部陽極は上記ハウジングの上面に固定されて下端部に廃水流出路間隔を形成することを特徴とする請求項１に記載の接触比表面積を増大させた有価金属回収用電解槽。
7. 上記ハウジングは底面に貫通した流入口が形成され、側壁上部に流出口が形成され、上面にガス排出孔が形成され、
   上記内部陽極と中央陰極は第１電解空間を形成し、上記外部陽極と中央陰極は上記第１電解空間と’Ｓ’字の流路で連結された第２電解空間を形成して、上記流入口に流入された廃水は上記第１電解空間と第２電解空間を順次に通過して上記流出口に排出されることを特徴とする請求項６に記載の接触比表面積を増大させた有価金属回収用電解槽。
8. 上記ハウジングは内部圧力によって上記ガス排出孔をふさいでガスの移動は自由ながらも廃水の漏出は防止するように構成された流体防止ボールを内部空間にさらに含んで構成されたことを特徴とする請求項７に記載の接触比表面積を増大させた有価金属回収用電解槽。
9. 上記ハウジングは、上下部が開口された円筒形状で上部一側に多数個の上記流出口が形成された外部体と、上記外部体の下部に結合されてハウジングの底面を形成し中心部に上記流入口が形成された下部キャップと、上記外部体の上部に結合されてハウジングの上面を形成し一側に上記ガス排出孔が形成された上部キャップで構成されたことを特徴とする請求項７に記載の接触比表面積を増大させた有価金属回収用電解槽。
10. 上記下部キャップは上記流入口と連通された流入路と、上記流入路と連通されて上記内部陽極と中央陰極の間に形成される第１電解空間に廃水を流入させる多数個の流入路口をさらに含んで構成されたことを特徴とする請求項９に記載の接触比表面積を増大させた有価金属回収用電解槽。
11. 上記下部キャップは、上記内部陽極の内側に位置されるように上方向に突出された流れ誘導棒をさらに含んで構成されたことを特徴とする請求項１０に記載の接触比表面積を増大させた有価金属回収用電解槽。
12. 上記流入口は、上記廃水が外部から移送される外部流入管路と連結され、上記外部流入管路の一側には上記廃水を上記ハウジング内に強制流入させるための外部ポンプがさらに含まれて形成されたことを特徴とする請求項７または９に記載の接触比表面積を増大させた有価金属回収用電解槽。
13. 上記外部流入管路は一側に電気伝導率を高めるための電流密度添加剤を強制注入させるための添加剤流入管路がさらに含まれて構成され、上記添加剤流入管路は制御バルブによって制御されるように構成されたことを特徴とする請求項１２に記載の接触比表面積を増大させた有価金属回収用電解槽。
14. 上記ハウジングは内部圧力によって上記ガス排出孔をふさいでガスの移動は自由ながらも廃水の漏出は防止するように構成された流体防止ボールをさらに含み；
    上記上部キャップは上記流体防止ボールを支持してハウジング内部空間での自由移動を制御する網構造の防止ボールフェンス網をさらに含んで構成されたことを特徴とする請求項９に記載の接触比表面積を増大させた有価金属回収用電解槽。