카본블랙은 우수한 화학적 특성 때문에 타이어, 페인트, 전지 및 플라스틱의 충전제로 널리 사용되고 있다. 이들의 제법은 불완전 연소나 산소없이 열분해에 의해 제조하고 있다. 국내의 폐 수성카본 발생은 주로 화학공장에서 옥탄올 제조공정의 수소가스 발생공정에서 반응에 의해 생성된다. 수소가스 제조공정에서 발생되는 폐카본 슬러지는 수성계 카본으로 수분함량 85%의 슬러지상태로 연간 30,000톤 정도 발생한다. 현재 이를 대부분 탈수 건조한 후 보일러의 연료나 또는 소각공정을 통해 소모시키고 있으며, 이를 처리하는데 80$/ton 비용이 소모된다. 그러나 이들은 입자의 크기가 매우 적으며, 비표면적이 크기 때문에 불순물인 ...
카본블랙은 우수한 화학적 특성 때문에 타이어, 페인트, 전지 및 플라스틱의 충전제로 널리 사용되고 있다. 이들의 제법은 불완전 연소나 산소없이 열분해에 의해 제조하고 있다. 국내의 폐 수성카본 발생은 주로 화학공장에서 옥탄올 제조공정의 수소가스 발생공정에서 반응에 의해 생성된다. 수소가스 제조공정에서 발생되는 폐카본 슬러지는 수성계 카본으로 수분함량 85%의 슬러지상태로 연간 30,000톤 정도 발생한다. 현재 이를 대부분 탈수 건조한 후 보일러의 연료나 또는 소각공정을 통해 소모시키고 있으며, 이를 처리하는데 80$/ton 비용이 소모된다. 그러나 이들은 입자의 크기가 매우 적으며, 비표면적이 크기 때문에 불순물인 회분, 철분 및 황을 제거하면 카본블랙으로 재활용할 수 있다. 폐타이어의 발생은 자동차산업의 발달과 더불어 국내에서 연간 약 300,000톤 이상 발생되고 있는데 반해 이를 처리 또는 재활용할 수 있는 시설투자 및 기술개발이 이루어지지 못해 발생된 폐타이어중 재생이용이 불가한 대부분의 타이어는 무단 방치되거나 자치단체 적치장에 적치되어 있다. 폐재활용은 건류소각, 가공이용 및 열분해 등이 있으나 분해기술이 가장 널리 사용 중이다. 그러나 열분해시 발생하는 잔류물(폐타이어 열분해 오일카본)은 철분, 아연 등의 불순물이 많아 재활용하는데 어려움이 있다. 본 연구에서는 이러한 폐카본을 재활용하기 위해 불순물을 제거하기 위한 실험으로 분쇄에 의한 불순물의 분리효율과 불순물 제거를 위한 부유선광, 자력선광 및 정전선별을 실시하여 최적의 불순물 제거 기술을 개발하였다. 이를 실제 폐 수성카본 정제공정과 폐타이어 열분해공정에 적용하기 위한 pilot plant를 제작하여 적용 실험을 실시하였다. 폐 수성카본의 불순물은 주로 회분과 철분으로 +400mesh 에 상당량 함유되어 있었으며, 이들의 분산은 볼밀과 아트리션밀을 사용했을 때 90%이상의 분리효율을 나타냈다. 기포제는 AF 73이 가장 효과적이었고 초음파의 세기는 600W에서 회분제거율이 90%이상, 카본회수율이 90%이상이었다. 이상의 조건을 적용한 공정에서 0.5ton/hr 처리하여 회분카본를 80% 정도 회수하였다. 폐타이어 열분해시 발생하는 오일카본블랙의 경우 재차 열분해시 오일은 500℃까지 증가하였으며, 주 불순물은 Fe, Si, Zn, Mg, Ca이며 자력선별시 10,000gauss에서 철분의 90%이상 제거되었다. 정전선별시 20kV에서, 풍력선별 적용시 분순물의 제거가 효과적이었고 카본함량이 99%이상의 산물을 얻었다. 현장 적용시 99%이상의 카본을 함유하여 고무용으로 재활용이 가능한 제품을 생산하였다.
카본블랙은 우수한 화학적 특성 때문에 타이어, 페인트, 전지 및 플라스틱의 충전제로 널리 사용되고 있다. 이들의 제법은 불완전 연소나 산소없이 열분해에 의해 제조하고 있다. 국내의 폐 수성카본 발생은 주로 화학공장에서 옥탄올 제조공정의 수소가스 발생공정에서 반응에 의해 생성된다. 수소가스 제조공정에서 발생되는 폐카본 슬러지는 수성계 카본으로 수분함량 85%의 슬러지상태로 연간 30,000톤 정도 발생한다. 현재 이를 대부분 탈수 건조한 후 보일러의 연료나 또는 소각공정을 통해 소모시키고 있으며, 이를 처리하는데 80$/ton 비용이 소모된다. 그러나 이들은 입자의 크기가 매우 적으며, 비표면적이 크기 때문에 불순물인 회분, 철분 및 황을 제거하면 카본블랙으로 재활용할 수 있다. 폐타이어의 발생은 자동차산업의 발달과 더불어 국내에서 연간 약 300,000톤 이상 발생되고 있는데 반해 이를 처리 또는 재활용할 수 있는 시설투자 및 기술개발이 이루어지지 못해 발생된 폐타이어중 재생이용이 불가한 대부분의 타이어는 무단 방치되거나 자치단체 적치장에 적치되어 있다. 폐재활용은 건류소각, 가공이용 및 열분해 등이 있으나 분해기술이 가장 널리 사용 중이다. 그러나 열분해시 발생하는 잔류물(폐타이어 열분해 오일카본)은 철분, 아연 등의 불순물이 많아 재활용하는데 어려움이 있다. 본 연구에서는 이러한 폐카본을 재활용하기 위해 불순물을 제거하기 위한 실험으로 분쇄에 의한 불순물의 분리효율과 불순물 제거를 위한 부유선광, 자력선광 및 정전선별을 실시하여 최적의 불순물 제거 기술을 개발하였다. 이를 실제 폐 수성카본 정제공정과 폐타이어 열분해공정에 적용하기 위한 pilot plant를 제작하여 적용 실험을 실시하였다. 폐 수성카본의 불순물은 주로 회분과 철분으로 +400mesh 에 상당량 함유되어 있었으며, 이들의 분산은 볼밀과 아트리션밀을 사용했을 때 90%이상의 분리효율을 나타냈다. 기포제는 AF 73이 가장 효과적이었고 초음파의 세기는 600W에서 회분제거율이 90%이상, 카본회수율이 90%이상이었다. 이상의 조건을 적용한 공정에서 0.5ton/hr 처리하여 회분카본를 80% 정도 회수하였다. 폐타이어 열분해시 발생하는 오일카본블랙의 경우 재차 열분해시 오일은 500℃까지 증가하였으며, 주 불순물은 Fe, Si, Zn, Mg, Ca이며 자력선별시 10,000gauss에서 철분의 90%이상 제거되었다. 정전선별시 20kV에서, 풍력선별 적용시 분순물의 제거가 효과적이었고 카본함량이 99%이상의 산물을 얻었다. 현장 적용시 99%이상의 카본을 함유하여 고무용으로 재활용이 가능한 제품을 생산하였다.
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