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폐자동차(廢自動車) 라디에이터로부터 Nylon 회수(回收)를 위한 마찰하전정전선별(摩擦荷電靜電選別) 기술개발(技術開發)
Development of Triboelectrostatic Separation Technique for Recovery of Nylon from Radiator of End-of-Life Vehicle 원문보기

資源리싸이클링 = Journal of the Korean Institute of Resources Recycling, v.22 no.1, 2013년, pp.29 - 35  

백상호 (과학기술연합대학원대학교) ,  전호석 (한국지질자원연구원) ,  김수강 (한국지질자원연구원) ,  이광훈 (한국해양대학교)

초록
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본 연구에서는 마찰하전정전선별을 적용하여 폐자동차 라디에이터의 Nylon을 회수하기 위한 재질분리 연구를 수행하였다. 시료(Nylon, PP glass)의 효율적인 재질분리를 위하여, 각각의 시료를 대상으로 다양한 하전재질에 따른 하전극성과 하전량을 faraday cage로 조사하였다. 그리고 시료를 분극할 수 있는 재질을 대상으로 기초 분리실험을 수행하여 하전재질을 선정하였다. 선정된 하전재질을 사용하여 연속처리가 가능한 마찰하전정전선별 장치를 개발하였으며, 다양한 조건별로 분리실험을 수행하여 시료의 회수 가능성을 확인하였다.

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

The study on the recovery of Nylon from a radiator of End-of-Life Vehicle was conducted by using triboelectrostatic separation technique. For the effective separation of the sample(Nylon, PP glass), charge polarity and amount of each sample with various charging materials have been investigated by f...

주제어

#마찰하전정전선별   #폐자동차 라디에이터   #재활용   #재질분리   #하전재질  

AI 본문요약
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* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.

문제 정의

  • 본 연구에서는 시료를 각각 반대 극성으로 하전시킬 수 있는 하전재질을 확인하기 위한 하전특성 실험을 수행하였다. 서로 다른 일함수 값과 대전 서열을 가진 하전통(PVC, PP, HDPE, PET, HIPS, ABS, PMMA, POM, Nylon)에 Nylon과 PP glass를 각각 단일 상태로 투입하고 수직왕복형 하전장치로 하전시킨 후, 각 플라스틱의 하전극성과 하전량을 faraday cage를 이용하여 측정하였다.
  • 본 연구에서는 폐자동차의 재활용률 향상을 위하여, 전량 소각 및 매립에 의해 처리되고 있는 폐자동차 라디에이터의 플라스틱 부분(Nylon, PP glass)을 해체 공정에서 회수하고 마찰하전정전선별을 적용하여 재질분리 특성 연구를 수행하였다. 본 연구에서는 시료의 효율적인 재질분리를 위하여 각각의 시료를 대상으로 하전 재질에 따른 하전극성과 하전량을 faraday cage 법으로 조사하였으며, 대상 플라스틱을 분극할 수 있는 재질을 대상으로 기초 분리실험을 수행하여 하전 재질을 선정하였다.
  • 본 연구에서는 폐자동차의 재활용률 향상을 위하여, 폐자동차 라디에이터의 플라스틱 부분(Nylon, PP glass) 을 대상으로 마찰하전정전선별을 적용하여 재질분리 연구를 수행하였다. 재질분리에 적합한 하전재질 개발 및 기초 데이터를 확보하고, 하전효율 및 분리 효율을 극대화할 수 있는 최적 선별조건을 규명하고자 하였으며, 다음과 같은 결론을 얻었다.
  • 본 연구에서는 하전재질 선정을 위하여, Nylon과 PP glass에 대한 하전 특성을 조사하였다. 실험을 위하여 각각의 시료를 cutting mill에 의해 6 mm 이하로 파쇄하고 체를 이용하여 1~6로 입도조절하였다.
  • 본 연구에서는 폐자동차의 재활용률 향상을 위하여, 폐자동차 라디에이터의 플라스틱 부분(Nylon, PP glass) 을 대상으로 마찰하전정전선별을 적용하여 재질분리 연구를 수행하였다. 재질분리에 적합한 하전재질 개발 및 기초 데이터를 확보하고, 하전효율 및 분리 효율을 극대화할 수 있는 최적 선별조건을 규명하고자 하였으며, 다음과 같은 결론을 얻었다.

가설 설정

  • 이와 같이 하전장치 내의 공기 속도가 선별 효율에 영향을 미치는 이유는 공기 속도가 높아져 유체의 외부에너지가 증가되면 유동층 내 시료의 운동 에너지도 증가하게 되어 하전장치 내벽과 입자간 그리고 입자와 입자간의 충돌 횟수와 강도가 증가하기 때문이다. 시료의 충돌 횟수와 강도가 증가하면 전자의 이동이 활발해져 입자의 표면 하전량도 증가할 것이다. 이렇게 하전량이 큰 입자는 고전압의 전기장에서 쉽게 전극 쪽으로 편향되어 분리효율이 증가하게 된다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
압축된 차량을 뭐라고 하나? 3) 이 중 10만 여대가 중고차로서 수출되고 대부분은 해체되어 재활용 대상이 된다. 폐자동차의 해체공정을 살펴보면, 최초 해체업자에게 인도되어 유용 부품이 회수된 후, 압축하여 슈레더 업체로 옮겨지며 이렇게 압축된 차량을 press body라고 한다. Press body에서 철, 비철금속 등의 유가금속을 회수하기 위한 슈레더 공정 을 거치고 나면, 재이용이 곤란한 합성수지, 유리, 고무 등의 잔재물이 남는데, 이러한 잔재물을 ASR(Automobile Shredder Residue) 또는 SD(Shredder Dust)라고 한다.
ASR은 무엇으로 구성되어있는가? Press body에서 철, 비철금속 등의 유가금속을 회수하기 위한 슈레더 공정 을 거치고 나면, 재이용이 곤란한 합성수지, 유리, 고무 등의 잔재물이 남는데, 이러한 잔재물을 ASR(Automobile Shredder Residue) 또는 SD(Shredder Dust)라고 한다. 일반적으로 자동차 중량의 약 25%를 차지하는 ASR은 보통 플라스틱 33%, 섬유 및 스폰지 32%, 고무 10%, 금속 4%, 유리 및 나무 4% 그리고 토사류 및 기타 17%로 구성되어 있다. 이러한 ASR은 금속에 비해 재활용률이 낮고 관련 기술이나 처리 기반이 구축되어 있지 않아 대부분 소각이나 매립에 의하여 처리되고 있다.
press body 슈레더 공정 을 거치고 나면 무엇이 남는가? 폐자동차의 해체공정을 살펴보면, 최초 해체업자에게 인도되어 유용 부품이 회수된 후, 압축하여 슈레더 업체로 옮겨지며 이렇게 압축된 차량을 press body라고 한다. Press body에서 철, 비철금속 등의 유가금속을 회수하기 위한 슈레더 공정 을 거치고 나면, 재이용이 곤란한 합성수지, 유리, 고무 등의 잔재물이 남는데, 이러한 잔재물을 ASR(Automobile Shredder Residue) 또는 SD(Shredder Dust)라고 한다. 일반적으로 자동차 중량의 약 25%를 차지하는 ASR은 보통 플라스틱 33%, 섬유 및 스폰지 32%, 고무 10%, 금속 4%, 유리 및 나무 4% 그리고 토사류 및 기타 17%로 구성되어 있다.
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참고문헌 (10)

  1. Jae-Hyun Oh etc., 2010: Necessity and Background of the Metal Recycling from Urban Mine Resources, Korean Institute of Resources Recycling, 19(5), pp. 13-24. 

  2. Jeong Hyeon Tae etc., 2003: A Study on the Kinetics of Thermal Degradation of Automobile Shredder Residue, Korea Society of Waste Management, 20(4), pp. 415-422. 

  3. Korea Automobile Manufacturers Association, 2010: statistical data 

  4. Ho-Seok Jeon etc., 2006: The Development of Material Separation Technique for Recycling of Waste Car Tail Lamp, Korean Institute of Resources Recycling, 15(6), pp. 25-32. 

  5. Ho-Seok Jeon etc., 2006: The Development of Triboelectrostatic Separation Technique for Recycling of Seaweed Drying Waste Plastic, Korea Society for geosystem engineering, 43(6), pp. 579-584. 

  6. Chul-Hyun Park etc., 2006: A Study on Charging Properties and Tribo Series of Plastic by Tribo-charging, Korea Society for geosystem engineering, 43(6), pp. 1-10. 

  7. Dr. Michael B. Biddle, 1999: Electrosatatic separation, APC Durables recycling workshop , pp. 118-127. 

  8. Kelly E. G., Sottiswood D. J., 1988: The theory of electrostatic separations : A Review, Part, Fundamentals, Minerals Engineering, 12(1), pp. 33-46. 

  9. Manouchehri H. R., 2000: Review of Electrical separation methods, Mineral and Metallurgical Processing, 17, pp.23-36. 

  10. Mihai Lungu, 2004: Electrical separation of plastic materials using the triboelectric effect, Minerals Engineering, 17, PP. 69-75. 

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