| 1 |
1
전해조 내에 불순물 원소를 포함하는 용융 금속과 상기 용융 금속 상에 부유하는 슬래그를 포함하는 금속 용탕을 준비하는 단계; 상기 전해조 내에 수용되는 상기 용융 금속에 캐소드 및 애노드 중 어느 하나의 제 1 전극을 접촉시키고, 상기 슬래그와 상기 용융 금속 사이의 계면 상에 정련 영역이 정의되고 상기 정련 영역 밖의 상기 용융 금속 측에 상기 제 1 전극을 이격 배치시키는 단계;상기 전해조 내에 수용되는 상기 슬래그에 상기 캐소드 및 상기 애노드 중 다른 하나의 제 2 전극을 접촉시키는 단계;상기 제 1 전극과 상기 제 2 전극 사이에 제 1 전력을 인가하여, 상기 계면으로 이동된 상기 불순물 원소를 이온화시키는 단계; 및상기 제 1 전극과 상기 제 2 전극 사이에 인가된 제 2 전력에 의해 이온화된 불순물 원소를 상기 슬래그를 통해 상기 제 2 전극으로 이동시켜 상기 이온화된 불순물 원소를 제거하는 단계를 포함하는 금속 정련 방법
|
| 2 |
2
제1항에 있어서,상기 이온화시키는 단계는,상기 제 1 전력에 의해, 상기 제 1 전극 및 상기 제 2 전극 중 상기 캐소드로부터 방출되는 전자에 의해 상기 불순물 원소가 환원되는 제 1 전기 화학적 반응을 통해 수행되는 금속 정련 방법
|
| 3 |
3
제1항에 있어서,상기 이온화된 불순물 원소를 제거하는 단계는,상기 제 2 전력에 의해, 상기 제 2 전극과 상기 이온화된 불순물 원소 사이의 제 2 전기 화학적 반응을 통해 수행되는 금속 정련 방법
|
| 4 |
4
제3항에 있어서,상기 불순물 원소는 산소이고, 상기 제 1 전극 및 상기 제 2 전극 중 상기 애노드는 탄소를 포함하며, 상기 제 2 전기 화학적 반응은, 상기 산소의 음이온과 상기 탄소의 반응에 의해 일산화 탄소 또는 이산화 탄소 기체를 형성하는 단계; 및상기 일산화 탄소 기체를 배출시키는 단계를 포함하는 금속 정련 방법
|
| 5 |
5
제1항에 있어서상기 제 1 전극과 상기 제 2 전극 사이에 상기 제 1 전력 또는 제 2 전력을 인가하기 전에, 상기 용융 금속과 상기 슬래그 간에 화학적 평형을 달성하는 단계를 더 포함하는 금속 정련 방법
|
| 6 |
6
제5항에 있어서상기 화학적 평형은 상기 용융 금속 내의 불순물의 농도를 화학적 평형에 도달시키는 단계를 포함하는 금속 정련 방법
|
| 7 |
7
제1항에 있어서상기 전력은 교류 전력 또는 직류 전력인 금속 정련 방법
|
| 8 |
8
제1항에 있어서,상기 슬래그는, 상기 불순물 원소에 대하여 이온 전도성을 갖는 전해질로서 이용하는 금속 정련 방법
|
| 9 |
9
제8항에 있어서,상기 슬래그는 SiO2, CaO, MgO, CaF2, Al2O3, FeO, Na2O, MnO, TiO2 중에서 적어도 하나 이상을 포함하며, 1,000 ℃ 이상의 온도에서 상기 이온 전도성을 갖는 금속 정련 방법
|
| 10 |
10
제1항에 있어서상기 불순물 원소는 탄소(C), 질소(N), 황(S), 산소(O), 인(P) 또는 이들의 조합을 포함하는 금속 정련 방법
|
| 11 |
11
제1항에 있어서상기 용융 금속과 상기 슬래그 사이의 계면으로의 상기 불순물 원소의 이동은 확산, 대류, 교반 또는 이들의 조합으로 수행되는 금속 정련 방법
|
| 12 |
12
불순물 원소를 포함하는 용융 금속과 상기 용융 금속 상에 부유하는 슬래그를 포함하는 금속 용탕을 수용하는 전해조; 상기 전해조 내에 수용되는 상기 용융 금속과 접촉하고, 상기 슬래그와 상기 용융 금속 사이의 계면 상에 정련 영역이 정의되고 상기 정련 영역 밖의 상기 용융 금속 측에 이격 배치되는 캐소드 및 애노드 중 어느 하나의 제 1 전극;상기 전해조 내에 수용되는 상기 슬래그와 접촉하는 상기 캐소드 및 상기 애노드 중 다른 하나의 제 2 전극; 및상기 제 1 전극과 상기 제 2 전극 사이에 전력을 인가하기 위한 전원 모듈을 포함하며, 상기 전원 모듈에 의해 상기 제 1 전극과 상기 제 2 전극 사이에 인가되는 상기 전력을 통해서, 상기 계면으로 이동된 상기 불순물 원소가 이온화되고, 상기 슬래그를 통해 상기 이온화된 불순물 원소가 상기 제 2 전극으로 이동되어 제거되는 금속 정련 장치
|
| 13 |
13
제12항에 있어서,상기 제 1 전극과 상기 제 2 전극 사이에 상기 전력을 인가하는 동안에, 상기 제 1 전극과 상기 제 2 전극 중 상기 캐소드로부터 방출되는 전자에 의해 상기 불순물 원소가 환원되는 제 1 전기 화학적 반응을 통해 이온화가 수행되는 금속 정련 장치
|
| 14 |
14
제12항에 있어서,상기 제 2 전극과 상기 이온화된 불순물 원소 사이의 제 2 전기 화학적 반응을 통해 상기 이온화된 불순물 원소가 제거되는 금속 정련 장치
|
| 15 |
15
제13항에 있어서,상기 불순물 원소는 산소이고, 상기 상기 제 1 전극과 상기 제 2 전극 중 상기 애노드는 탄소를 포함하며, 상기 제 2 전기 화학적 반응은, 상기 산소의 음이온과 상기 탄소의 반응에 의해 일산화 탄소 기체를 형성하는 것을 포함하며,상기 일산화 탄소 기체를 배출시키는 가스 배출부를 더 포함하는 금속 정련 장치
|
| 16 |
16
제12항에 있어서상기 제 1 전극과 상기 제 2 전극 사이에 전력을 인가하기 전에, 상기 용융 금속과 상기 슬래그 간에 화학적 평형이 달성되는 금속 정련 장치
|
| 17 |
17
제12항에 있어서, 상기 용융 금속은 상기 제 1 전극으로서 작용하며, 상기 제 2 전극은 전극봉 형태로 상기 슬래그와 접촉되는 금속 정련 장치
|
| 18 |
18
제12항에 있어서, 상기 제 1 전극과 상기 제 2 전극 사이에 인가되는 전력의 세기에 따라, 상기 용융 금속 내의 불순물 원소의 농도가 조절되는 금속 정련 장치
|
