KR102471227B1 - Li-ion battery recycling system - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 리튬 이온 이차전지의 자원 재활용 처리 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 환경 오염의 원인 중 하나인 폐 리튬 이온 배터리를 재활용하여 환경 오염을 방지하되, 배터리를 기계적 장치에 의해 파쇄, 분쇄 및 각 구성 물질들의 분리 배출이 가능하므로, 구성 물질의 분리 회수를 위한 화학 공정이 필요치 않아 환경 친화적인 배터리 자원 재활용이 가능한 리튬 이온 이차전지의 자원 재활용 처리 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a system for recycling resources of lithium ion secondary batteries, and more particularly, to prevent environmental pollution by recycling waste lithium ion batteries, which are one of the causes of environmental pollution, but crushing and pulverizing batteries by mechanical devices. and a resource recycling processing system for a lithium ion secondary battery capable of recycling battery resources in an environmentally friendly way because each constituent material can be separated and discharged, and thus a chemical process for separation and recovery of constituent materials is not required.
리튬이온전지(Lithium ion battery)는 이차 전지의 일종으로서, 방전 과정에서 리튬 이온이 음극에서 양극으로 이동하는 전지이다. 리튬이온전지는 충전 및 재사용이 가능한 전지로, 에너지 밀도가 높고 기억 효과가 없으며, 사용하지 않을 때에도 자가방전이 일어나는 정도가 작기 때문에 시중의 휴대용 전자 기기들에 많이 사용되고 있다. 이 외에도 에너지밀도가 높은 특성을 이용하여 방산업이나 자동화시스템, 전기자동차 산업 그리고 항공산업 분야에서도 점점 그 사용 빈도가 증가하는 추세이다.A lithium ion battery is a type of secondary battery, and is a battery in which lithium ions move from a negative electrode to a positive electrode during a discharging process. Lithium ion batteries are rechargeable and reusable batteries, and are widely used in portable electronic devices on the market because they have high energy density, no memory effect, and low self-discharge even when not in use. In addition, by using the characteristics of high energy density, the frequency of use is gradually increasing in the defense industry, automation system, electric vehicle industry, and aviation industry.
이러한 리튬이온전지는 충방전이 가능하고, 비교적 수명이 길기는 하지만, 수명이 대략 2년에서 전기자동차용 셀로 제작되어도 10년 미만인 소모품이기 때문에 사용량의 증가와 함께 폐기량도 증가하고 있다.Although these lithium ion batteries can be charged and discharged and have a relatively long lifespan, since they are consumables with a lifespan of about 2 years and less than 10 years even if they are manufactured as cells for electric vehicles, the amount of disposal is increasing along with the increase in usage.
리튬이온전지는 크게 양극, 음극, 전해질의 세 부분으로 나눌 수 있는데, 다양한 종류의 물질들이 이용될 수 있다. 특히, 리튬이온전지 소재비의 35%를 차지하는 양극활물질에 따라 리튬이온전지는 리튬니켈코발트망간 산화물(NCM), 리튬니켈코발트알루미늄 산화물(NCA), 리튬코발트산화물(LCO), 리튬망간 산화물(LMO) 및 리튬철인산화물(LFP) 전지 등이 있으며, 이들 중 주로 사용되는 NCM 전지는 니켈(Ni), 코발트(Co) 및 망간(Mn)의 삼원합금물질을, NCA 전지는 니켈(Ni), 코발트(Co) 및 알루미늄(Al)의 삼원합금 물질을, LCO 전지는 리튬(Li) 및 코발트(Co) 산화물을 양극재로 각각 사용하는 전지이다.A lithium ion battery can be largely divided into three parts: an anode, a cathode, and an electrolyte, and various types of materials can be used. In particular, according to the cathode active material that accounts for 35% of the material cost of a lithium ion battery, lithium ion batteries are made of lithium nickel cobalt manganese oxide (NCM), lithium nickel cobalt aluminum oxide (NCA), lithium cobalt oxide (LCO), lithium manganese oxide (LMO) ) and lithium iron phosphate (LFP) batteries, among which NCM batteries, which are mainly used, use ternary alloy materials of nickel (Ni), cobalt (Co), and manganese (Mn), and NCA batteries use nickel (Ni) and cobalt. (Co) and aluminum (Al) ternary alloy materials, LCO batteries are batteries that use lithium (Li) and cobalt (Co) oxide as cathode materials, respectively.
리튬은 희소 금속으로 그 매장량이 충분하지 않기 때문에, 리듐이온전지에 대한 수요가 늘어나면서 그 고갈 가능성이 지속적으로 제기되는 상황이다. 또한, 폐리튬이온전지는 단순 폐기처분이 곤란한 환경유해물질을 다량으로 포함하고 있으므로 폐리튬이온전지를 재활용함으로써 환경오염을 방지하고 경제성을 높여 자원의 효율적 이용을 도모할 수 있다.Since lithium is a rare metal and its reserves are not sufficient, the possibility of its depletion is continuously raised as the demand for lithium ion batteries increases. In addition, since the waste lithium ion battery contains a large amount of environmentally harmful substances that are difficult to simply dispose of, recycling the waste lithium ion battery can prevent environmental pollution and increase economic feasibility to promote efficient use of resources.
본 발명은, 환경 오염의 원인 중 하나인 폐 리튬 이온 배터리를 재활용하여 환경 오염을 방지하되, 배터리를 기계적 장치에 의해 파쇄, 분쇄 및 각 구성 물질들의 분리 배출이 가능하므로, 구성 물질의 분리 회수를 위한 화학 공정이 필요치 않아 환경 친화적인 배터리 자원 재활용이 가능한 리튬 이온 이차전지의 자원 재활용 처리 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention prevents environmental pollution by recycling waste lithium ion batteries, which are one of the causes of environmental pollution. An object of the present invention is to provide a resource recycling processing system of a lithium ion secondary battery capable of recycling battery resources in an environmentally friendly manner because no chemical process is required for the above.
또한, 본 발명은, 블랙 파우더 주 분리 배출부가 다단으로 구성된 자재 수집기 및 스트레이너를 포함하고, 스트레이너 사이에 분쇄물을 더욱 잘게 분쇄하는 연마기(510)가 구비되어 두 스트레이너간 입자 크기를 나누어 분리할 수 있으므로 블랙 파우더의 회수 효율을 증대시킬 수 있는 리튬 이온 이차전지의 자원 재활용 처리 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.In addition, in the present invention, the black powder main separation discharge unit includes a multi-stage material collector and a strainer, and a
또한, 본 발명은, 제1집진 라인(411), 제2집진 라인(521), 또는, 제3집진 라인(631)상에 보조 회수부(1)가 구비되어서 후단의 집진부(700)로 향하는 블랙 파우더의 양을 저감시킴으로서 집진부(700)의 유지 보수 주기를 연장시킬 수 있는 리튬 이온 이차전지의 자원 재활용 처리 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.In addition, in the present invention, the
또한, 본 발명은, 필터 몸체(21)의 필터 홀(21a)에 끼이거나 부착된 블랙 파우더를 회전 스크리퍼(22)의 망체(22c)가 회전하며 분리시키므로, 필터 홀(21a)이 막혀 기류의 흐름이 정체되는 현상을 줄여 전체적인 분리 회수 동작에 악영향을 주는 것을 최소화하는 리튬 이온 이차전지의 자원 재활용 처리 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.In addition, in the present invention, since the
본 발명은, 배터리를 알루미늄의 용융점 초과 구리의 용융점 미만의 온도로 가열하는 가열부; 상기 가열부에서 가열된 배터리를 공급받아 파쇄하며, 소정량의 세퍼레이터를 상승 기류를 이용하여 분리시키고 파쇄물을 후단에 제공하는 파쇄기(100); 상기 파쇄기(100)에서 파쇄된 파쇄물을 기류를 이용하여 세퍼레이터와 소정량의 블랙 파우더를 분리 배출하고, 배출되지 않은 블랙 파우더와 금속 혼합물로 구성된 파쇄물을 후단에 제공하는 기류 분리 수집기(200); 상기 파쇄기(100) 및 상기 기류 분리 수집기(200)로부터 세퍼레이터를 공급받아 세퍼레이터를 포집하는 세퍼레이터 수집기(120); 상기 기류 분리 수집기(200)를 거친 파쇄물을 제공받아 이 중 자성 금속을 분리하여 배출하고 나머지를 후단에 제공하는 자력 선별기(300); 상기 자력 선별기(300)를 거친 파쇄물을 분쇄하여 공압 펌프의 기류에 편승시켜 후단에 제공하는 분쇄기(310)와, 사이클론 포집기 형태로서 상기 분쇄기(310)로부터 분쇄물을 제공받아 소정량의 블랙 파우더를 상방으로 분리시키고, 분리되지 않은 블랙 파우더와 금속 혼합물로 구성된 분쇄물을 하방으로 낙하시키는 분석기(400)와, 상기 분석기(400)의 상방으로 분리된 블랙 파우더의 소정량을 분리하여 배출하는 제1자재 수집기(410)를 포함하는 블랙 파우더 주 분리 배출부; 상기 블랙 파우더 분리 배출부로부터 분쇄물을 제공받아 알루미늄, 구리, 블랙 파우더를 각각 분리하여 배출하고 소정량의 블랙 파우더를 후단에 제공하는 비중 선별기(610); 상기 비중 선별기(610)로부터 블랙 파우더를 제공받아 하방으로 낙하 분리시키는 제3자재 수집기(630); 상기 세퍼레이터 수집기(120) 후단에 구비되어 상기 세퍼레이터 수집기(120)를 통과한 기류의 이물질을 포집하는 제1펄스 집진기(710)와, 상기 제1자재 수집기(410) 후단에 구비되어 상기 제1자재 수집기(410)를 통과한 기류의 이물질을 포집하는 제2펄스 집진기(720)와, 상기 제3자재 수집기(630) 후단에 구비되어 상기 제3자재 수집기(630)를 통과한 기류의 이물질을 포집하는 제4펄스 집진기(740)를 포함하는 집진부(700); 상기 집진부(700)의 후단에 구비되어 상기 집진부(700)를 통과한 공기를 정화하는 정화부(800);를 포함한다.The present invention, a heating unit for heating the battery to a temperature higher than the melting point of aluminum and less than the melting point of copper; a
또한, 본 발명은, 상기 파쇄기(100)로부터 제공된 파쇄물을 상기 기류 분리 수집기(200)에 제공하는 이송기(201);를 포함하되, 상기 이송기(201)는 스크류 컨베이어 형태로 형성되어 파쇄물을 교반하며 이송하고, 상단과 측면이 폐쇄된 형태로서 상단이 상기 세퍼레이터 수집기(120)와 연통된다.In addition, the present invention, the
또한, 본 발명의 상기 블랙 파우더 주 분리 배출부는, 상기 분석기(400)의 하방으로 낙하된 분쇄물 중 소정량의 블랙 파우더를 분리 배출하고, 배출되지 않은 블랙 파우더와 금속 혼합물로 구성된 분쇄물을 후단에 제공하는 제1스트레이너(500)와, 상기 제1스트레이너(500)로부터 분쇄물을 제공받아 소정 크기 미만으로 재분쇄하여 공압 펌프의 기류에 편승시켜 후단에 제공하는 연마기(510)와, 상기 연마기(510)로부터 분쇄물을 제공받아 후단에 제공하는 제2자재 수집기(520)와, 상기 제2자재 수집기(520)로부터 분쇄물을 제공받아 소정량의 블랙 파우더를 분리 배출하고, 배출되지 않은 블랙 파우더와 금속 혼합물로 구성된 분쇄물을 후단에 제공하는 제2스트레이너(600)를 포함하고, 상기 집진부(700)는, 상기 제2자재 수집기(520) 후단에 구비되어 상기 제2자재 수집기(520)를 통과한 기류의 이물질을 포집하는 제3펄스 집진기(730)를 포함한다.In addition, the black powder main separation and discharge unit of the present invention separates and discharges a predetermined amount of black powder among the pulverized materials that have fallen downward from the
또한, 본 발명은, 양단이 상기 제1자재 수집기(410)와 상기 제2펄스 집진기(720) 사이를 연통시키는 제2집진 라인(411), 상기 제2자재 수집기(520)와 상기 제3펄스 집진기(730) 사이를 연통시키는 제3집진 라인(521), 또는, 상기 제3자재 수집기(630)와 상기 제4펄스 집진기(740)사이를 연통시키는 제4집진 라인(631)에 연통되도록, 상기 제2집진 라인(411), 상기 제3집진 라인(521), 또는, 상기 제4집진 라인(631)상에 설치되어서, 상기 제2집진 라인(411), 상기 제3집진 라인(521), 또는, 상기 제4집진 라인(631)상을 흐르는 기류에 편승된 블랙 파우더를 소정량 회수하여 배출하는 보조 회수부(1);를 포함하되, 상기 보조 회수부(1)는, 중공된 내부를 갖도록 구성되어 양단이 상기 제2집진 라인(411), 상기 제3집진 라인(521), 또는, 상기 제4집진 라인(631)에 연통되는 하우징(10); 상기 하우징(10)의 중앙부 하단에 연통되는 배출 라인(11); 상기 배출 라인(11)상에 구비되어 상기 배출 라인(11)을 개폐하는 배출 밸브(12); 일단이 상기 하우징(10)의 내부를 향하도록 타단이 상기 하우징(10)의 배출측 단부에 결합되어 상기 하우징(10)의 배출측 단부를 폐쇄하되, 복수의 필터 홀(21a)이 천공된 전협 후광 형상의 원통형 필터 몸체(21)와, 상기 필터 몸체(21)에 외접하는 망체(22a)를 포함하는 회전 스크리퍼(22)를 포함하는 필터 조립체(20);를 포함한다.In addition, the present invention, the second
또한, 본 발명의 상기 회전 스크리퍼(22)는, 상기 망체(22a)의 외측면에 사선 방향으로 돌출되는 회전 날개(22c)를 포함하여서, 상기 하우징(10) 내측으로 유입된 공기가 상기 회전 날개(22c)와 접촉될 때 회전력이 발생되어 회전된다.In addition, the
또한, 본 발명은, 상기 하우징(10) 내측 하단 소정 높이에 구비되는 광센서(24);를 포함하며, 상기 배출 밸브(12)는 상기 광센서(24)의 측정값이 측정되지 않으면 설정 시간 개방 구동된다.In addition, the present invention includes an
본 발명은, 환경 오염의 원인 중 하나인 폐 리튬 이온 배터리를 재활용하여 환경 오염을 방지하되, 배터리를 기계적 장치에 의해 파쇄, 분쇄 및 각 구성 물질들의 분리 배출이 가능하므로, 구성 물질의 분리 회수를 위한 화학 공정이 필요치 않아 환경 친화적인 배터리 자원 재활용이 가능한 효과가 있다.The present invention prevents environmental pollution by recycling waste lithium ion batteries, which are one of the causes of environmental pollution. It does not require a chemical process for recycling, so it has the effect of enabling environmentally friendly recycling of battery resources.
또한, 본 발명은, 블랙 파우더 주 분리 배출부가 다단으로 구성된 자재 수집기 및 스트레이너를 포함하고, 스트레이너 사이에 분쇄물을 더욱 잘게 분쇄하는 연마기(510)가 구비되어 두 스트레이너간 입자 크기를 나누어 분리할 수 있으므로 블랙 파우더의 회수 효율을 증대시킬 수 있는 효과가 있다.In addition, in the present invention, the black powder main separation discharge unit includes a multi-stage material collector and a strainer, and a
또한, 본 발명은, 제1집진 라인(411), 제2집진 라인(521), 또는, 제3집진 라인(631)상에 보조 회수부(1)가 구비되어서 후단의 집진부(700)로 향하는 블랙 파우더의 양을 저감시킴으로서 집진부(700)의 유지 보수 주기를 연장시킬 수 있는 효과가 있다.In addition, in the present invention, the
또한, 본 발명은, 필터 몸체(21)의 필터 홀(21a)에 끼이거나 부착된 블랙 파우더를 회전 스크리퍼(22)의 망체(22c)가 회전하며 분리시키므로, 필터 홀(21a)이 막혀 기류의 흐름이 정체되는 현상을 줄여 전체적인 분리 회수 동작에 악영향을 주는 것을 최소화하는 효과가 있다.In addition, in the present invention, since the
도1은 본 발명의 실시예에 따른 리튬 이온 이차전지의 자원 재활용 처리 시스템의 개략도.
도2는 본 발명의 실시예에 따른 리튬 이온 이차전지의 자원 재활용 처리 시스템의 보조 회수부의 측단면도.
도3은 본 발명의 실시예에 따른 리튬 이온 이차전지의 자원 재활용 처리 시스템의 보조 회수부의 부분 절개 사시도.
도4는 본 발명의 실시예에 따른 리튬 이온 이차전지의 자원 재활용 처리 시스템의 보조 회수부의 분리 사시도.
도5는 본 발명의 실시예에 따른 리튬 이온 이차전지의 자원 재활용 처리 시스템의 보조 회수부의 사용 상태도.
도6은 본 발명의 추가 실시예에 따른 리튬 이온 이차전지의 자원 재활용 처리 시스템의 보조 회수부의 측단면도.1 is a schematic diagram of a resource recycling processing system of a lithium ion secondary battery according to an embodiment of the present invention.
Figure 2 is a side cross-sectional view of the auxiliary recovery unit of the resource recycling treatment system of the lithium ion secondary battery according to an embodiment of the present invention.
Figure 3 is a partially cut-away perspective view of the secondary recovery unit of the resource recycling treatment system for a lithium ion secondary battery according to an embodiment of the present invention.
Figure 4 is an exploded perspective view of the auxiliary recovery unit of the resource recycling treatment system of the lithium ion secondary battery according to an embodiment of the present invention.
5 is a diagram illustrating a state of use of an auxiliary recovery unit of a resource recycling system for a lithium ion secondary battery according to an embodiment of the present invention.
6 is a cross-sectional side view of an auxiliary recovery unit of a resource recycling treatment system for a lithium ion secondary battery according to a further embodiment of the present invention.
이하에서, 본 발명의 실시예에 대하여 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
본 발명은, 도1 내지 도5에 도시된 바와 같이, 배터리를 가열하는 가열부와, 가열부에서 가열된 배터리를 공급받아 파쇄하는 파쇄기(100)와, 파쇄기(100)에서 파쇄된 파쇄물을 기류를 이용하여 세퍼레이터와 소정량의 블랙 파우더를 분리 배출하는 기류 분리 수집기(200)와, 파쇄기(100) 및 기류 분리 수집기(200)로부터 세퍼레이터를 공급받아 세퍼레이터를 포집하는 세퍼레이터 수집기(120)와, 기류 분리 수집기(200)를 거친 파쇄물을 제공받아 이 중 자성 금속을 분리하여 배출하는 자력 선별기(300)와, 자력 선별기(300)를 거친 파쇄물 중 블랙 파우더의 소정량을 분리하여 배출하는 블랙 파우더 주 분리 배출부와, 블랙 파우더 분리 배출부로부터 분쇄물을 제공받아 알루미늄, 구리, 블랙 파우더를 각각 분리하여 배출하는 비중 선별기(610)와, 세퍼레이터 수집기(120), 블랙 파우더 주 분리 배출부, 비중 선별기(610)를 거친 공기의 이물질을 포집하는 집진부(700)와, 집진부(700)를 통과한 공기를 정화하는 정화부(800)를 포함하여 구성된다.As shown in FIGS. 1 to 5, the present invention includes a heating unit for heating the battery, a
리튬 이온 이차전지는 알루미늄 박에 리튬, 코발트, 니켈 등을 도포한 양극재와, 동박에 흑연 등을 도포한 음극재, 전해액, 세퍼레이터 등으로 구성된다. 이러한 양극재와 음극재 사이를 리튬 이온이 이동함으로써 전지로서의 역할을 하게 되는 것이다.A lithium ion secondary battery is composed of a cathode material coated with lithium, cobalt, nickel, etc. on an aluminum foil, an anode material coated with graphite or the like on a copper foil, an electrolyte solution, a separator, and the like. Lithium ions move between the positive electrode material and the negative electrode material, thereby serving as a battery.
이러한 리튬 이온 이차전지의 자원 재활용 처리 방법으로는 크게 물리적 분리 방식의 건식과, 화학 약품을 통한 환원 작용을 이용한 습식 방식이 활용된다. 본 발명은 건식 처리 방식에 대한 발명으로서, 우선 원자재인 배터리를 가열하는 공정이 이루어진다.As a resource recycling treatment method of the lithium ion secondary battery, a dry method using a physical separation method and a wet method using a reducing action through chemicals are largely used. The present invention is an invention for a dry processing method, and first, a process of heating a battery, which is a raw material, is performed.
가열 공정을 위한 가열부는 배터리를 800도씨 정도의 온도로 가열한다. 가열 과정에서 배터리에 포함되어 있는 전해액 등의 유해 물질의 제거 및 기화를 실시한다. 또한, 동시에 세퍼레이터 등의 가연물의 일부 제거가 이루어지도록 하고, 알루미늄 박의 용융을 실시한다. 따라서, 가열부의 가열 온도 역시 알루미늄의 녹는 점인 660도씨 이상이고 구리의 녹는 점인 1,085도씨 이하인 800도씨 정도의 온도가 선택되는 것이다. 이때, 가열부의 가열 온도라 함은 가열시의 배터리 주변의 기체 온도를 뜻한다. 가열부에서 가열이 끝난 배터리는 전송기(101)를 통해 파쇄기(100)에 제공된다.The heating unit for the heating process heats the battery to a temperature of about 800 degrees Celsius. During the heating process, harmful substances such as electrolyte contained in the battery are removed and vaporized. In addition, at the same time, a part of combustible materials such as a separator is removed, and the aluminum foil is melted. Therefore, the heating temperature of the heating unit is also selected at a temperature of about 800 ° C, which is 660 ° C or higher, which is the melting point of aluminum, and 1,085 ° C or lower, which is the melting point of copper. At this time, the heating temperature of the heating unit means the gas temperature around the battery during heating. The battery heated in the heating unit is provided to the
전송기(101)는 가열부로부터 가열이 끝난 배터리, 즉, 원자재를 파쇄기(100)에 전송하는 역할을 한다. 이러한 전송기(101)는 컨베이어 형태일수도 있고, 버킷 형태일수도 있으며, 또는, 스크류 이송기(201) 형태일수도 있다.The
전송기(101)는 통상 지상으로부터 수 미터 상부에 위치한 파쇄기(100)의 투입구에 원자재를 투입하기 위하여 파쇄기(100)까지 오르막 형태를 갖도록 구성될 수 있으나 수평 또는 수직적 구조를 가질 수 있으며 그 형태를 한정하는 것은 아니다.The
파쇄기(100)는 전송기(101)로부터 공급된 원자재를 파쇄하여 잘게 부수는 역할을 한다. 이러한 파쇄기(100)에서는 배터리의 구성물들이 편(片) 형태로 파쇄되나, 알루미늄의 경우 덩어리진 형태로 파쇄될 수 있으며 구성물들의 파쇄 형태가 일률적이지 않을 수 있다.The
파쇄기(100)의 상방에는 파이프 형태의 제1세퍼레이터 회수 라인이 연통되며, 이러한 제1세퍼레이터 회수 라인에는 부압이 형성되어서 파쇄된 세퍼레이터가 상방으로 부유하게 된다. 부유된 세퍼레이터는 제1세퍼레이터 회수 라인을 타고 주 세퍼레이터 회수 라인(110)을 통해 세퍼레이터 수집기(120)로 이동된다.A pipe-shaped first separator recovery line communicates with the upper side of the
파쇄기(100)는 한 번의 파쇄로 모든 원자재를 고르게 파쇄하기 어렵기 때문에 여러 가지 파쇄 방법이 활용될 수 있다. 예를 들어, 파쇄기(100)를 거치고 나온 파쇄물을 망체를 이용하여 일정 크기 미만으로 파쇄된 파쇄물은 다음 공정으로 통과시키고 망체를 통과 못한 파쇄물은 다시 파쇄기(100)의 상부로 재투입하여 파쇄하는 방법이 활용될 수 있고, 파쇄기(100)를 직렬로 복수 구비하여 1차 파쇄시 파쇄되지 않은 파쇄물에 대하여 2차 파쇄시에 파쇄될 수 있도록 하는 방법이 활용될 수 있다.Since it is difficult for the
본 발명에서는 파쇄기(100)를 상하 직렬로 복수 구비하는 방법이 활용되며, 1차 파쇄기와, 1차 파쇄기의 하방에 구비되어 1차 파쇄기로부터 파쇄된 파쇄물을 재차 파쇄하는 2차 파쇄기를 포함하여 구성된다. 이 경우 제1세퍼레이터 회수 라인은 1차 파쇄기의 상단에 연통된다.In the present invention, a method of having a plurality of
파쇄기(100)로부터 파쇄된 원자재 파쇄물은 이송기(201)를 통해 기류 분리 수집기(200)로 이송되는데, 이 과정에 이송기(201)에서 세퍼레이터가 추가 회수된다. 세퍼레이터의 회수는 이송기(201)에 제2세퍼레이터 회수 라인을 연통시키고 제2세퍼레이터 회수 라인에 부압을 형성하여 세퍼레이터가 제2세퍼레이터 회수 라인에 빨려들어가는 방법을 활용한다. 이를 위하여 이송기(201)는 상단과 측면이 폐쇄된 형태로 구성되며, 제2세퍼레이터 회수 라인에 형성된 부압이 파쇄물에 전해질 수 있는 구조로 구성된다.The raw material shredded from the
이송기(201)는 스크류 컨베이어 형태로 구성될 수 있으며, 스크류를 편 형태로 형성하거나 또는 스크류 사이에 회전축과 이격된 교반 막대를 구비하여서, 회전시 파쇄물을 교반할 수 있는 구조가 추가될 수 있다. 이를 통해 파쇄물 사이에 눌려있던 세퍼레이터가 교반되며 상방에 노출될 수 있고, 상방에 노출된 즉시 부압에 의해 제2세퍼레이터 회수 라인으로 빨려들어가게 된다.The
제2세퍼레이터 회수 라인은 이송기(201)의 복수 지점에 연통될 수 있으며, 다만 부압이 분산되는 것을 방지하기 위해 3개소 이내의 지점에 연통되는 것이 바람직하나 이를 한정하는 것은 아니다.The second separator recovery line may communicate with a plurality of points of the
한편, 제1세퍼레이터 회수 라인 및 제2세퍼레이터 회수 라인을 따라 흡입된 세퍼레이터들은 주 세퍼레이터 회수 라인(110)을 통해 세퍼레이터 수집기(120)에 도달된다. 세퍼레이터 수집기(120)에서는 주 세퍼레이터 회수 라인(110)을 통해 이동된 세퍼레이터들을 포집하고, 세퍼레이터와 함께 흡입된 미세 분진들은 파이프 형태의 제1집진 라인(111)을 통해 제1펄스 집진기(710)로 이동된다. Meanwhile, the separators sucked along the first separator recovery line and the second separator recovery line reach the
이송기(201)로부터 이송된 파쇄물은 기류 분리 수집기(200)에 공급된다. 기류 분리 수집기(200)는 공압 펌프에 의해 내부에 공기의 흐름이 생성되고 이러한 기류의 흐름에 의해 무게가 가벼운 세퍼레이터 또는 미세하게 분쇄된 블랙 파우더가 상방으로 떠오르게 된다. 이때 세퍼레이터는 미세하게 분쇄된 블랙 파우더보다 더 위로 떠오르고, 미세하게 분쇄된 블랙 파우더는 니켈(Ni), 알루미늄(Al), 구리(Cu), 또는 비교적 큰 크기로 파쇄된 블랙 파우더보다는 높에 떠오르며, 니켈, 알루미늄, 구리, 또는 비교적 큰 크기로 파쇄된 블랙 파우더는 가장 아래로 떨어지게 된다. 따라서, 기류 분리 수집기(200)의 상단에는 제3세퍼레이터 회수 라인이 연통되어 떠오른 세퍼레이터를 흡입하여 세퍼레이터 수집기(120)로 보낼 수 있도록 구성된다. 그리고, 미세하게 분쇄된 블랙 파우더는 그보다 큰 입자와 분리되어 별도의 배출구로 배출된다. 이 과정에서 분리되어 배출되는 블랙 파우더는 전체 블랙 파우더의 약 10% 내외가 된다.The crushed materials conveyed from the
기류 분리 수집기(200)를 거친 파쇄물들은 자력 선별기(300)에 공급된다. 자력 선별기(300)는 공급된 파쇄물 중에서 자력에 흡착되는 성질의 물질들을 분리하는 역할을 한다. 배터리의 파쇄물 중 자력에 흡착되는 성질의 물질은 니켈이며, 자력 선별기(300)에서 니켈의 100%가 회수된다.The crushed materials that have passed through the air
자력 선별기(300)를 거친 파쇄물은 후단의 블랙 파우더 주 분리 배출부에 제공되어 전체 블랙 파우더의 상당량이 회수된다. 바람직하게는 블랙 파우더 주 분리 배출부에서 전체 블랙 파우더의 약 86%가 회수된다. 블랙 파우더는 양극재인 리튬 코발트 산화물, 음극재인 흑연 분말 등이 섞인 형태로서, 그 자체가 재활용 자원으로서 저장, 유통, 관리될 수 있으며, 본 발명에 속한 공정이 아닌 다른 공정에서 적절히 산화 환원 과정을 거치며 리튬, 코발트, 흑연이 분리 회수될 수 있다.The crushed material that has passed through the
이러한 블랙 파우더 주 분리 배출부는, 자력 선별기(300)를 거친 파쇄물을 분쇄하여 공압 펌프의 기류에 편승시켜 후단에 제공하는 분쇄기(310)와, 사이클론 포집기 형태로서 분쇄기(310)로부터 분쇄물을 제공받아 소정량의 블랙 파우더를 상방으로 분리시키고, 분리되지 않은 블랙 파우더와 금속 혼합물로 구성된 분쇄물을 하방으로 낙하시키는 분석기(400)와, 분석기(400)의 상방으로 분리된 블랙 파우더의 소정량을 분리하여 배출하는 제1자재 수집기(410)와, 분석기(400)의 하방으로 낙하된 분쇄물 중 소정량의 블랙 파우더를 분리 배출하고, 배출되지 않은 블랙 파우더와 금속 혼합물로 구성된 분쇄물을 후단에 제공하는 제1스트레이너(500)와, 제1스트레이너(500)로부터 분쇄물을 제공받아 소정 크기 미만으로 재분쇄하여 공압 펌프의 기류에 편승시켜 후단에 제공하는 연마기(510)와, 연마기(510)로부터 분쇄물을 제공받아 후단에 제공하는 제2자재 수집기(520)와, 제2자재 수집기(520)로부터 분쇄물을 제공받아 소정량의 블랙 파우더를 분리 배출하고, 배출되지 않은 블랙 파우더와 금속 혼합물로 구성된 분쇄물을 후단에 제공하는 제2스트레이너(600)를 포함하여 구성된다.The black powder main separation discharge unit is provided with a crusher 310 that pulverizes the crushed material that has passed through the magnetic separator 300 and rides on the air current of the pneumatic pump to provide it to the rear end, and a cyclone collector to receive the crushed material from the crusher 310 An analyzer 400 that separates a predetermined amount of black powder upward and drops a pulverized material composed of a mixture of black powder and metal that is not separated downward, and separates a predetermined amount of the black powder separated upward from the analyzer 400 The first material collector 410 and the analyzer 400 separate and discharge a predetermined amount of black powder among the pulverized material that has fallen downward from the first material collector 410 and the analyzer 400, and provide pulverized material composed of a mixture of black powder and metal that is not discharged to the rear end A first strainer 500 that receives pulverized material from the first strainer 500, re-grinds it to a size less than a predetermined size, and a grinder 510 that is provided to the rear end by riding on the air current of the pneumatic pump, and from the grinder 510 A second material collector 520 receiving pulverized material and providing it to the rear end, receiving pulverized material from the second material collector 520, separates and discharges a predetermined amount of black powder, and converts the undischarged black powder into a metal mixture. It is configured to include a
이러한 블랙 파우더 주 분리 배출부의 구성을 상세히 살펴보면, 우선 자력 선별기(300)를 거친 파쇄물에는 블랙 파우더와, 알루미늄, 그리고 구리만이 남게 된다. 이들을 분리하기 위하여 우선 자력 선별기(300)를 거친 파쇄물을 보다 잘게 균일하게 파쇄하는 과정이 요구된다. 따라서, 자력 선별기(300)의 후단에는 자력 선별기(300)를 거친 파쇄물을 분쇄하는 분쇄기(310)가 구비된다.Looking at the configuration of the black powder main separation discharge unit in detail, first, only black powder, aluminum, and copper remain in the crushed material that has passed through the
분쇄기(310)에서 다시 한번 분쇄된 원자재, 즉, 분쇄물은 분석기(400)로 공급된다. 이때, 분쇄물은 고속으로 흐르는 기류에 편승하여 분석기(400)로 공급되며, 원심력에 의해 입자가 무거운 분쇄물과 입자가 가벼운 분쇄물로 분리된다.The raw material pulverized once again in the
이를 위한 분석기(400)는 사이클론 포집기 형태를 가지며, 분석기(400)의 외통으로 비스듬히 유입된 분쇄물이 원심력에 의해 외통과 내통 사이를 회전하면서 입자가 크거나 무거운 분쇄물은 외통의 내주연을 타고 하방으로 낙하하고, 입자가 작고 가벼운 분쇄물은 분석기(400)의 내통을 따라 기류를 타고 상방으로 이동된다. 그리고, 분석기(400)의 내통을 따라 상방으로 이동된 분쇄물은 분석기(400) 후단의 제1자재 수집기(410)에서 한 번 더 걸러진다.The
제1자재 수집기(410)는 분석기(400)와 마찬가지로 사이클론 포집기 형태를 가지며, 입자가 작아 분석기(400)에서 포집되지 못하고 분석기(400)의 내통을 따라 상방으로 이동한 분쇄물을 다시 포집한다. 이 과정에서 전체 블랙 파우더의 6%가 제1자재 수집기(410)의 외통 내주연을 따라 하방으로 낙하되어 회수된다. 그리고, 제1자재 수집기(410)의 내통은 제2집진 라인(411)을 통해 제2펄스 집진기(720)에 연통되어서, 제1자재 수집기(410)를 통과한 공기 중의 미세 분진들이 제2펄스 집진기(720)로 이동된다.The
분석기(400)의 외통을 타고 낙하한 분쇄물은 제1스트레이너(500)에 의해 블랙 파우더와 기타 분쇄물이 분리된다. 이때, 제1스트레이너(500)에 의해 분리되어 배출되는 블랙 파우더는 전체 블랙 파우더의 약 50%를 차지한다.The black powder and other pulverized materials are separated from the pulverized material falling through the outer cylinder of the
제1스트레이너(500)에서 배출되지 못한 잔여 분쇄물들은 제1스트레이너(500)의 후단에 위치된 연마기(510)에 제공된다. 이러한 연마기(510)에 제공되는 잔여 분쇄물에는 제1스트레이너(500)에서 분리되지 못한 블랙 파우더와, 구리, 알루미늄이 포함되어 있다. 연마기(510)는 잔여 분쇄물을 더욱 잘고 균일하게 부수는 역할을 한다.The remaining pulverized materials not discharged from the
연마기(510)에서 분쇄된 잔여 분쇄물은 다시 고속으로 흐르는 기류에 편승하여 제2자재 수집기(520)로 공급된다. 제2자재 수집기(520)는 사이클론 포집기 형태를 가지며, 제2자재 수집기(520)의 외통으로 비스듬히 유입된 분쇄물이 원심력에 의해 외통과 내통 사이를 회전하면서 입자가 크거나 무거운 분쇄물은 외통의 내주연을 타고 하방으로 낙하하고, 입자가 작고 가벼운 분쇄물은 제2자재 수집기(520)의 내통을 따라 기류를 타고 상방으로 이동된다. 그리고, 제2자재 수집기(520)의 내통을 따라 상방으로 이동된 분쇄물은 제2자재 수집기(520)의 내통에 연통된 제3집진 라인(521)을 통해 제3펄스 집진기(730)로 이동된다.The remaining pulverized material pulverized by the
제2자재 수집기(520)의 외통 내주연을 타고 하방으로 낙하된 분쇄물은 제2스트레이너(600)에 제공된다. 분쇄물은 제2스트레이너(600)에 의해 블랙 파우더와 기타 분쇄물이 다시 분리된다. 이때, 제2스트레이너(600)에 의해 분리되어 배출되는 블랙 파우더는 전체 블랙 파우더의 약 30%를 차지한다.The pulverized material falling downward along the inner periphery of the outer cylinder of the
제2스트레이너(600)에서 대부분의 블랙 파우더가 분리되어 배출되고, 알루미늄, 구리, 그리고 미량의 블랙 파우더가 비중 선별기(610)로 제공된다.In the
비중 선별기(610)는 블랙 파우더 주 분리 배출부의 제2스트레이너(600)에서 제공된 잔여 분쇄물의 알루미늄, 구리, 블랙 파우더를 분리 배출하는 역할을 한다. 이러한 비중 선별기(610)는 블랙 파우더, 구리, 알루미늄을 비중에 따라 선별하는 것으로, 진동 및 바람을 이용하여 구리와 알루미늄을 서로 다른 방향으로 배출하고 블랙 파우더는 상부로 이동되어 제3자재 수집기(630)에 제공된다.The
이를 위하여 비중 선별기(610)의 상단에 파이프 형태의 제3자재 수집 라인이 연통되며, 제3자재 수집 라인은 제3자재 수집기(630)에 연통된 메인 자재 수집 라인에 연통된다. 그리고, 메인 자재 수집 라인은 제1스트레이너(500)의 상단에 연통된 파이프 형태의 제1자재 수집 라인과, 제2스트레이너(600)의 상단에 연통된 파이프 형태의 제2자재 수집 라인을 포함하는 보조 자재 수집 라인(620)에 연통될 수 있다.To this end, a pipe-shaped third material collection line communicates with the upper end of the
제3자재 수집기(630)는 사이클론 포집기 형태를 가지며, 제3자재 수집기(630)의 외통으로 비스듬히 유입된 분쇄물이 원심력에 의해 외통과 내통 사이를 회전하면서 입자가 크거나 무거운 분쇄물은 외통의 내주연을 타고 하방으로 낙하하고, 입자가 작고 가벼운 분쇄물은 제3자재 수집기(630)의 내통을 따라 기류를 타고 상방으로 이동된다. 그리고, 제3자재 수집기(630)의 내통을 따라 상방으로 이동된 분쇄물은 제3자재 수집기(630)의 내통에 연통된 제4집진 라인(631)을 통해 제4펄스 집진기(740)로 이동된다. 이러한 제3자재 수집기(630)에서 포집되는 블랙 파우더는 전체 블랙 파우더의 약 4%를 차지한다.The
한편, 제1펄스 집진기(710) 내지 제4펄스 집진기(740)에는 자원으로 회수되지 않는 배터리 파쇄물의 미세 분진이나 또는 전체 블랙 파우더의 1% 미만을 차지하는 극히 소량의 블랙 파우더가 포집된다.On the other hand, the first
이러한 제1펄스 집진기(710) 내지 제4펄스 집진기(740)는 본 발명의 다른 구성들과 다르게 구동적 기능 정지에 의한 유지 보수 이외에 집진 필터에 쌓이는 포집물의 양에 의해 그 유지 보수 주기가 결정된다.Unlike the other configurations of the present invention, the maintenance cycle of the first
즉, 공정을 연속적으로 실시하면 할수록 집진 필터에 쌓이는 포집물의 양이 증가하고, 이에 따라 모든 공정을 중지한 채 필터를 교체하거나 청소해야 하는 로스 타임이 더욱 자주 발생하게 된다. 이러한 로스 타임은 생산성에 가장 직접적인 영향을 주는 요인이므로, 가능한 집진 필터의 유지 보수 시기를 길게 늘리는 것이 중요하다.That is, the more the process is continuously performed, the more the amount of collected matter accumulated in the dust collection filter increases, and accordingly, the loss time in which the filter must be replaced or cleaned while all processes are stopped occurs more frequently. Since this loss time is a factor that has the most direct impact on productivity, it is important to extend the maintenance period of the dust collection filter as long as possible.
본 발명은 이를 위하여 양단이 제2집진 라인(411), 제3집진 라인(521), 또는, 제4집진 라인(631)에 연통되도록 제2집진 라인(411), 제3집진 라인(521), 또는, 제4집진 라인(631)상에 설치되어서, 제2집진 라인(411), 제3집진 라인(521), 또는, 제4집진 라인(631)상을 흐르는 기류에 편승된 블랙 파우더를 소정량 회수하여 배출하는 보조 회수부(1)를 포함하여 구성된다.The present invention, for this purpose, the second
보조 회수부(1)는, 중공된 내부를 갖도록 구성되어 양단이 제2집진 라인(411), 제3집진 라인(521), 또는, 제4집진 라인(631)에 연통되는 하우징(10)과, 일단이 하우징(10)의 내부를 향하도록 타단이 하우징(10)의 배출측 단부에 결합되어 하우징(10)의 배출측 단부를 폐쇄하되, 복수의 필터 홀(21a)이 천공된 전협 후광 형상의 필터 몸체(21), 필터 몸체(21)에 외접하는 망체(22a)를 포함하는 회전 스크리퍼(22)를 포함하는 필터 조립체(20)를 포함하여 구성된다.The
하우징(10)은 중공된 내부를 갖고 양단이 개구된 형태로서, 양단이 상호 대향되는 방향으로 형성된다. 하우징(10)은 중앙부를 향할수록 외측으로 볼록한 형태로 형성되며, 중앙부 하단에는 배출 라인(11)이 연통된다.The
하우징(10)은 파이프 형태인 제2집진 라인(411), 제3집진 라인(521), 또는, 제4집진 라인(631)의 도중을 절단한 후 절단부 일측과 타측에 각각 유입측 단부와 배출측 단부가 연통 결합되는 형태로 구비된다. 이때 하우징(10)은 외측으로 볼록해지는 형상을 가지고 있기 때문에 제2집진 라인(411), 제3집진 라인(521), 또는, 제4집진 라인(631)을 통해 하우징(10)에 유입된 기류는 일시적으로 유속이 낮아지게 된다. 이러한 기류가 하우징(10)의 배출측 단부로 바로 빠져나가지 않고 하우징(10)의 내부에서 소용돌이치면서 블랙 파우더가 더 이상 기류에 편승되지 않고 하방으로 낙하되도록 하기 위하여 하우징(10)의 배출측 단부를 폐쇄하는 필터 몸체(21)가 구비된다.The
필터 몸체(21)는 하우징(10)의 배출측 단부를 폐쇄하여 하우징(10)의 유입측 단부로 유입되어 배출측 단부를 향하여 흐르는 기류를 다시 하우징(10)의 중앙부 방향으로 회귀시켜 하우징(10)의 내부에 소용돌이를 형성한다. 이 과정에서 빠른 기류에 편승하여 하우징(10)에 유입된 블랙 파우더 중 일부가 기류의 속도가 저하되면서 자연스레 하우징(10) 하단으로 낙하되거나, 또는, 소용돌이로 인한 원심력에 의해 하우징(10) 내주연 방향으로 밀려난 블랙 파우더가 마찰에 의해 속도를 잃고 하우징(10) 하단으로 낙하되며, 이를 통해 소정량의 블랙 파우더를 하우징(10) 하단에 연통된 배출 라인(11)을 이용하여 추가 회수하여 후단의 정화부(800)에 유입되는 블랙 파우더의 양을 줄일 수 있게 되며, 이는 정화부(800)의 유지 보수 기간을 늘리는 효과를 갖게 된다.The
그러나, 필터 몸체(21)가 하우징(10)의 타측을 완전히 밀폐하게 되면 하우징(10)의 일단부로 유입된 기류가 빠져나갈 공간이 없으므로 시스템이 정지하게 된다. 따라서, 하우징(10)의 일단부로 유입된 기류를 다시 하우징(10) 중앙부로 회귀시키면서 일부는 정화부(800)로 흐를 수 있도록 필터 몸체(21)에는 필터 홀(21a)이 복수 천공된다. 이때, 기류가 필터 홀(21a)에 수직으로 입사하면 필터 홀(21a)에 블랙 파우더가 직격하여 필터 홀(21a)이 막힐 확률이 크므로 필터 몸체(21)는 원뿔대 형상으로 형성되는 것이 바람직하다. 즉, 필터 몸체(21)는 전협 후광 형상의 원통형으로서 전단이 밀폐된 구조를 갖는다. 그리고 측면에 복수의 필터 홀(21a)이 천공된다. 따라서, 하우징(10)의 유입측 단부를 통해 유입된 기류는 필터 몸체(21)의 경사진 측면을 따라 일부 기류는 필터 홀(21a)을 통해 집진부(700)로 공급되고, 일부 기류는 하우징(10)의 중앙부 방향으로 회귀한다. 이때 기류에 편승된 블랙 파우더는 필터 홀(21a)로의 진입 각도가 맞지 않아 하우징(10)의 중앙부 방향으로 회귀하는 기류를 따라 움직이게 된다.However, when the
이러한 필터 몸체(21)는 하우징(10)의 배출측 단부에 결합될 때 별도의 결합 링(23)에 의해 결합될 수 있다. 결합 링(23)은 링 형상으로서 하우징(10)의 배출측 단부에 결합되며, 이러한 결합 링(23)에 필터 몸체(21)가 삽입 장착되는 형태를 갖는다.When the
한편, 필터 몸체(21)가 원뿔대 형상으로 형성되어 필터 홀(21a)에 블랙 파우더가 사선으로 부딪혀 필터 홀(21a)을 막을 우려가 적다 하더라도, 그 중 어느 블랙 파우더는 필터 홀(21a)을 지나치지도, 통과하지도 못한 채 필터 홀(21a)에 끼이는 경우가 있을 수 있다. 필터 홀(21a)이 블랙 파우더에 의해 끼이는 수가 증가하게 되면 보조 회수부(1)를 통과하는 기류의 흐름이 정체되고 이는 전단의 제1자재 수집기(410), 제2자재 수집기(520), 또는, 제3자재 수집기(630)의 동작에 악영향을 미치게 된다.On the other hand, even if the
따라서, 필터 홀(21a)에 끼인 블랙 파우더를 제거해주어야 하는데, 본 발명은 이를 위하여 회전 스크리퍼(22)가 구비된다.Therefore, black powder caught in the
회전 스크리퍼(22)는 망체(22a)를 포함하여 구성되어서 망체(22a)가 필터 몸체(21)에 외접하도록 구성된다. 망체(22a)는 각각의 망의 크기가 필터 몸체(21)에 형성된 필터 홀(21a)의 크기보다 크게 형성되어 블랙 파우더의 일부가 필터 홀(21a)을 통과하는 것을 방해하지 않도록 형성된다. 본 발명의 보조 회수부(1)는 모든 블랙 파우더를 회수하는 장치가 아닌, 집진부(700)로 이동되는 블랙 파우더 중 일부를 도중에 회수하여 집진부(700)의 유지 보수 기간을 증대시키는 것에 목적이 있기 때문에, 불필요하게 기류의 흐름을 방해하는 것은 바람직하지 않으며, 소정 크기 미만의 블랙 파우더가 필터 홀(21a)을 통과하는 것까지를 방해하는 것은 전체 시스템의 기류 흐름에 악영향을 주기 때문이다.The
이를 위한 회전 스크리퍼(22)는 망체(22a)와, 망체(22a)의 타단에 결합되어 망체(22a)의 형상을 고정시키는 고정 링(22b)을 포함하여 구성된다. 이러한 회전 스크리퍼(22)를 필터 몸체(21)의 외부에서 회전시키기 위하여 망체(22a)의 외측면에는 회전 날개(22c)가 결합되어 구비된다. 회전 날개(22c)는 망체(22a)의 외측면에 사선 방향으로 돌출되며, 필터 몸체(21)를 향하여 공급되는 기류에 의해 회전 날개(22c)가 회전력을 생성하여 회전 스크리퍼(22)가 회전될 수 있도록 구성된다.The
그리고, 회전 스크리퍼(22)의 고정 링(22b)은 결합 링(23)과 마주보는 형태가 되는데, 회전 스크리퍼(22)의 회전시에 회전을 용이하게 하기 위한 베어링(23a)이 고정 링(22b)과 결합 링(23) 사이에 구비될 수 있다.In addition, the fixed
회전 스크리퍼(22)의 동작을 살펴보면, 하우징(10)의 유입측 단부를 통해 제2집진 라인(411), 제3집진 라인(521), 또는, 제4집진 라인(631)으로부터 공기가 공급되면, 공급된 공기는 필터 몸체(21)와 망체(22a)의 외측으로 빗겨 지나간다. 이 과정에서 일부 공기가 회전 날개(22c)에 접촉되고, 회전 날개(22c)에 양력을 발생시킨다. 회전 날개(22c)에 발생된 양력에 의해 회전 스크리퍼(22)가 회전하게 되고, 이 과정에서 망체(22a)가 필터 홀(21a)을 스쳐 지나가면서 필터 홀(21a)에 끼이거나 부착된 블랙 파우더를 필터 홀(21a)로부터 분리시키게 된다.Looking at the operation of the
한편, 하우징(10)의 내부에서 하우징(10)의 하단으로 낙하된 블랙 파우더는 일정 주기로 외부로 배출해주어야 하는데, 이를 위하여 하우징(10)의 중앙부 하단에는 배출 라인(11)이 연통된다. 그리고 배출 라인(11)상에는 배출 밸브(12)가 구비되어서 배출 라인(11)을 개폐한다.Meanwhile, the black powder that has fallen from the inside of the
보조 회수부(1)의 블랙 파우더의 배출 과정을 살펴보면, 배출 밸브(12)를 개방하면 하우징(10)의 내부가 외부와 연통되고, 하우징(10)의 배출측 단부는 필터 몸체(21)에 의해 기류의 흐름이 방해되고 있기 때문에, 하우징(10)에 유입된 대부분의 공기가 배출 라인(11)을 통해 빠져나간다. 이러한 배출 라인(11)을 통해 빠져나가는 공기는 하우징(10) 중앙부 하단에 누적된 블랙 파우더를 휩쓸어나가며, 하우징(10) 내부에 누적되었던 블랙 파우더가 순식간에 배출된다. 이후 배출 밸브(12)를 폐쇄시키면 다시 하우징(10) 내부에서 기류가 소용돌이치며 블랙 파우더를 누적시키게 된다.Looking at the black powder discharge process of the
이러한 배출 밸브(12)를 관리자가 일일이 설정 주기마다 동작시키는 것도 가능하나, 자동으로 배출 밸브(12)를 조작하는 것 역시 가능하다. 배출 밸브(12)는 설정 주기마다 설정 시간 개방되었다가 폐쇄되도록 구성될 수 있다. 또는, 하우징(10)의 내측 하단 소정 높이에 광센서를 구비하여서, 광센서의 측정값이 측정되지 않는 경우 이를 블랙 파우더가 설정량 이상 누적된 것으로 판단하여 배출 밸브(12)를 설정 시간 개방 구동시키도록 구성될 수도 있다.It is possible for the manager to operate the
상술한 구성으로 이루어진 보조 회수부(1)는, 필터 몸체(21)의 필터 홀(21a)에 블랙 파우더가 끼이더라도 회전 스크리퍼(22)가 이를 수시로 제거하므로, 기류의 흐름이 지속적으로 저하되는 타 필터류와는 달리 기류의 흐름이 항시 일정하게 유지되며, 타 필터류와 달리 필터 몸체(21)의 교환이 필요치 않은 장점이 있다.In the
상술한 구성에 의해 보조 회수부(1)를 거친 공기 내에는 보조 회수부(1)를 거치지 않았을 때보다 분쇄물의 양이 적어지게 되며, 따라서, 제2펄스 집진기(720), 제3펄스 집진기(730), 또는, 제4펄스 집진기(740)의 유지 보수 사이클을 증대시킬 수 있게 된다.Due to the above-described configuration, the amount of pulverized material is smaller in the air that has passed through the
이러한 제1펄스 집진기(710) 내지 제4펄스 집진기(740)로 구성된 집진부(700)를 통과한 공기는 정화부(800)를 거치며 정화되어 외부로 배출된다. 정화부(800)는 분수탑(810), 활성탄 흡착 탱크(820), UV 광분해조(830), 인풍궤(840)로 구성되며, 집진부(700)를 통과한 공기가 분수탑(810), 활성탄 흡착 탱크(820)를 거치며 초미세 분진 또는 유해 가스 등이 흡착되어 제거되고, UV 광분해조(830)를 지나며 나머지 유해 물질까지 제거된 후 인풍궤(840)에 의해 외부로 배출된다.The air passing through the
분수탑(810)은 집진부(700)를 통과한 공기가 탑의 하부로 유입되어 탑의 상층부로 이동하면서, 분수탑(810)의 내부에 분사되는 액체와 충분히 접촉되며 정화되고, 탑 상층부의 탈수층을 통해 활성탄 흡착 탱크(820)로 보내진다.In the
활성탄 흡착 탱크(820)는 내부에 활성탄이 충전된 형태의 밀폐 공간으로서, 활성탄의 표면 흡착력을 이용하여 공기중의 분진 또는 오염 물질을 흡착 정화하는 역할을 한다.The activated
활성탄 흡착 탱크(820)를 거친 공기는 UV 광분해조(830)를 지나면서 고에너지 고오존 자외광속의 광분해 작용을 통해 냄새가 제거된다.The air passing through the activated
그리고 마지막으로 인풍궤(840)에 의해 외부로 배출된다.And finally, it is discharged to the outside by the
상술한 구성으로 이루어진 본 발명은, 환경 오염의 원인 중 하나인 폐 리튬 이온 배터리를 재활용하여 환경 오염을 방지하되, 배터리를 기계적 장치에 의해 파쇄, 분쇄 및 각 구성 물질들의 분리 배출이 가능하므로, 구성 물질의 분리 회수를 위한 화학 공정이 필요치 않아 환경 친화적인 배터리 자원 재활용이 가능한 효과가 있다.The present invention composed of the above-described configuration prevents environmental pollution by recycling waste lithium ion batteries, which are one of the causes of environmental pollution, but crushes and pulverizes the battery by a mechanical device, and separate discharge of each constituent material is possible. It does not require a chemical process for separation and recovery of materials, so it has the effect of enabling environmentally friendly recycling of battery resources.
또한, 본 발명은, 블랙 파우더 주 분리 배출부가 다단으로 구성된 자재 수집기 및 스트레이너를 포함하고, 스트레이너 사이에 분쇄물을 더욱 잘게 분쇄하는 연마기(510)가 구비되어 두 스트레이너간 입자 크기를 나누어 분리할 수 있으므로 블랙 파우더의 회수 효율을 증대시킬 수 있는 효과가 있다.In addition, in the present invention, the black powder main separation discharge unit includes a multi-stage material collector and a strainer, and a
또한, 본 발명은, 제1집진 라인(411), 제2집진 라인(521), 또는, 제3집진 라인(631)상에 보조 회수부(1)가 구비되어서 후단의 집진부(700)로 향하는 블랙 파우더의 양을 저감시킴으로서 집진부(700)의 유지 보수 주기를 연장시킬 수 있는 효과가 있다.In addition, in the present invention, the
또한, 본 발명은, 필터 몸체(21)의 필터 홀(21a)에 끼이거나 부착된 블랙 파우더를 회전 스크리퍼(22)의 망체(22c)가 회전하며 분리시키므로, 필터 홀(21a)이 막혀 기류의 흐름이 정체되는 현상을 줄여 전체적인 분리 회수 동작에 악영향을 주는 것을 최소화하는 효과가 있다.In addition, in the present invention, since the
100 : 파쇄기 101 : 전송기
110 : 주 세퍼레이터 회수 라인 111 : 제1집진 라인
120 : 세퍼레이터 수집기
200 : 기류 분리 수집기 201 : 이송기
300 : 자력 선별기 310 : 분쇄기
400 : 분석기 410 : 제1자재 수집기
411 : 제2집진 라인
500 : 제1스트레이너 510 : 연마기
520 : 제2자재 수집기 521 : 제3집진 라인
600 : 제2스트레이너 610 : 비중 선별기
620 : 보조 자재 수집 라인 630 : 제3자재 수집기
631 : 제4집진 라인
700 : 집진부 710 : 제1펄스 집진기
720 : 제2펄스 집진기 730 : 제3펄스 집진기
740 : 제4펄스 집진기
800 : 정화부 810 : 분수탑
820 : 활성탄 흡착 탱크 830 : UV 광분해조
840 : 인풍궤
1 : 보조 회수부 10 : 하우징
11 : 배출 라인 12 : 배출 밸브
20 : 필터 조립체 21 : 필터 몸체
21a : 필터 홀 22 : 회전 스크리퍼
22a : 망체 22b : 고정 링
22c : 회전 날개 23 : 결합 링
23a : 베어링100: crusher 101: transmitter
110: main separator recovery line 111: first dust collection line
120: separator collector
200: air flow separation collector 201: transporter
300: magnetic separator 310: crusher
400: analyzer 410: first material collector
411: 2nd dust collection line
500: first strainer 510: grinder
520: second material collector 521: third dust collection line
600: second strainer 610: specific gravity selector
620: auxiliary material collection line 630: third material collector
631: 4th dust collection line
700: dust collector 710: first pulse dust collector
720: 2nd pulse dust collector 730: 3rd pulse dust collector
740: fourth pulse dust collector
800: purification unit 810: fountain tower
820: activated carbon adsorption tank 830: UV photolysis tank
840: Inpunghwei
1: auxiliary recovery unit 10: housing
11: discharge line 12: discharge valve
20: filter assembly 21: filter body
21a: filter hole 22: rotary scraper
22a:
22c: rotary wing 23: coupling ring
23a: bearing
Claims (6)
상기 가열부에서 가열된 배터리를 공급받아 파쇄하며, 소정량의 세퍼레이터를 상승 기류를 이용하여 분리시키고 파쇄물을 후단에 제공하는 파쇄기(100);
상기 파쇄기(100)에서 파쇄된 파쇄물을 기류를 이용하여 세퍼레이터와 소정량의 블랙 파우더를 분리 배출하고, 배출되지 않은 블랙 파우더와 금속 혼합물로 구성된 파쇄물을 후단에 제공하는 기류 분리 수집기(200);
상기 파쇄기(100) 및 상기 기류 분리 수집기(200)로부터 세퍼레이터를 공급받아 세퍼레이터를 포집하는 세퍼레이터 수집기(120);
상기 기류 분리 수집기(200)를 거친 파쇄물을 제공받아 이 중 자성 금속을 분리하여 배출하고 나머지를 후단에 제공하는 자력 선별기(300);
상기 자력 선별기(300)를 거친 파쇄물을 분쇄하여 공압 펌프의 기류에 편승시켜 후단에 제공하는 분쇄기(310)와, 사이클론 포집기 형태로서 상기 분쇄기(310)로부터 분쇄물을 제공받아 소정량의 블랙 파우더를 상방으로 분리시키고, 분리되지 않은 블랙 파우더와 금속 혼합물로 구성된 분쇄물을 하방으로 낙하시키는 분석기(400)와, 상기 분석기(400)의 상방으로 분리된 블랙 파우더의 소정량을 분리하여 배출하는 제1자재 수집기(410)를 포함하는 블랙 파우더 주 분리 배출부;
상기 블랙 파우더 분리 배출부로부터 분쇄물을 제공받아 알루미늄, 구리, 블랙 파우더를 각각 분리하여 배출하고 소정량의 블랙 파우더를 후단에 제공하는 비중 선별기(610);
상기 비중 선별기(610)로부터 블랙 파우더를 제공받아 하방으로 낙하 분리시키는 제3자재 수집기(630);
상기 세퍼레이터 수집기(120) 후단에 구비되어 상기 세퍼레이터 수집기(120)를 통과한 기류의 이물질을 포집하는 제1펄스 집진기(710)와, 상기 제1자재 수집기(410) 후단에 구비되어 상기 제1자재 수집기(410)를 통과한 기류의 이물질을 포집하는 제2펄스 집진기(720)와, 상기 제3자재 수집기(630) 후단에 구비되어 상기 제3자재 수집기(630)를 통과한 기류의 이물질을 포집하는 제4펄스 집진기(740)를 포함하는 집진부(700);
상기 집진부(700)의 후단에 구비되어 상기 집진부(700)를 통과한 공기를 정화하는 정화부(800);
를 포함하되,
상기 블랙 파우더 주 분리 배출부는, 상기 분석기(400)의 하방으로 낙하된 분쇄물 중 소정량의 블랙 파우더를 분리 배출하고, 배출되지 않은 블랙 파우더와 금속 혼합물로 구성된 분쇄물을 후단에 제공하는 제1스트레이너(500)와, 상기 제1스트레이너(500)로부터 분쇄물을 제공받아 소정 크기 미만으로 재분쇄하여 공압 펌프의 기류에 편승시켜 후단에 제공하는 연마기(510)와, 상기 연마기(510)로부터 분쇄물을 제공받아 후단에 제공하는 제2자재 수집기(520)와, 상기 제2자재 수집기(520)로부터 분쇄물을 제공받아 소정량의 블랙 파우더를 분리 배출하고, 배출되지 않은 블랙 파우더와 금속 혼합물로 구성된 분쇄물을 후단에 제공하는 제2스트레이너(600)를 포함하고,
상기 집진부(700)는, 상기 제2자재 수집기(520) 후단에 구비되어 상기 제2자재 수집기(520)를 통과한 기류의 이물질을 포집하는 제3펄스 집진기(730)를 포함하며,
상기 비중 선별기(610)는 진동 및 바람을 이용하여 구리와 알루미늄을 서로 다른 방향으로 배출하고 블랙 파우더를 상부의 상기 제3자재 수집기(630)로 이동시키는 리튬 이온 이차전지의 자원 재활용 처리 시스템.
a heating unit for heating the battery to a temperature above the melting point of aluminum and below the melting point of copper;
a shredder 100 receiving and shredding the battery heated by the heating unit, separating a predetermined amount of the separator using an upward air current, and providing the shredded material to a rear end;
An air flow separation collector 200 that separates and discharges a separator and a predetermined amount of black powder from the crushed material shredded in the crusher 100 using air flow, and provides crushed material composed of a black powder and metal mixture that is not discharged at a rear end;
a separator collector 120 receiving separators from the crusher 100 and the air flow separation collector 200 and collecting the separators;
a magnetic separator 300 receiving the crushed material that has passed through the air flow separation collector 200, separating and discharging magnetic metal from the material, and supplying the remainder to a rear end;
The crusher 310 pulverizes the crushed material that has passed through the magnetic separator 300 and transfers it to the airflow of a pneumatic pump to provide it to the rear end, and receives the crushed material from the crusher 310 in the form of a cyclone collector to produce a predetermined amount of black powder An analyzer 400 that separates upwardly and drops a pulverized material composed of a mixture of black powder and metal that is not separated downward, and a first part that separates and discharges a predetermined amount of the black powder separated upward of the analyzer 400 Black powder main separation discharge unit including a material collector 410;
a specific gravity separator 610 receiving the pulverized material from the black powder separation and discharging unit, separating and discharging aluminum, copper, and black powder, and providing a predetermined amount of black powder to the rear end;
a third material collector 630 receiving the black powder from the specific gravity sorter 610 and dropping it downward;
A first pulse dust collector 710 provided at the rear end of the separator collector 120 to collect foreign substances in the airflow passing through the separator collector 120, and a first pulse dust collector 710 provided at the rear end of the first material collector 410 to collect the first material A second pulse dust collector 720 for collecting foreign substances in the airflow that has passed through the collector 410, and a second pulse dust collector 720 provided at the rear end of the third material collector 630 to collect foreign substances in the airflow that has passed through the third material collector 630 a dust collector 700 including a fourth pulse dust collector 740;
a purification unit 800 provided at a rear end of the dust collecting unit 700 to purify the air passing through the dust collecting unit 700;
Including,
The black powder main separation and discharging unit separates and discharges a predetermined amount of black powder among the pulverized materials that have fallen downward from the analyzer 400, and provides the pulverized material composed of the non-discharged black powder and metal mixture to the rear end. A strainer 500 and a grinder 510 that receives the pulverized material from the first strainer 500 and re-grinds it to a size smaller than a predetermined size and transfers it to the airflow of the pneumatic pump to provide it to the rear end, and pulverization from the grinder 510 A second material collector 520 that receives water and provides it to the rear end, receives pulverized material from the second material collector 520, separates and discharges a predetermined amount of black powder, and converts the undischarged black powder into a metal mixture. Including a second strainer 600 for providing the configured pulverized material to the rear end,
The dust collecting unit 700 includes a third pulse dust collector 730 provided at the rear end of the second material collector 520 to collect foreign substances in the airflow passing through the second material collector 520,
The specific gravity sorter 610 discharges copper and aluminum in different directions using vibration and wind and moves the black powder to the third material collector 630 at the top. Resource recycling processing system of a lithium ion secondary battery.
상기 파쇄기(100)로부터 제공된 파쇄물을 상기 기류 분리 수집기(200)에 제공하는 이송기(201);를 포함하되,
상기 이송기(201)는 스크류 컨베이어 형태로 형성되어 파쇄물을 교반하며 이송하고, 상단과 측면이 폐쇄된 형태로서 상단이 상기 세퍼레이터 수집기(120)와 연통되는 리튬 이온 이차전지의 자원 재활용 처리 시스템.
According to claim 1,
A conveyor 201 for providing the shredded material provided from the shredder 100 to the air flow separation collector 200; including,
The transporter 201 is formed in the form of a screw conveyor to stir and transport the crushed materials, and has a closed top and side surfaces, and the upper end communicates with the separator collector 120. Resource recycling processing system of a lithium ion secondary battery.
양단이 상기 제1자재 수집기(410)와 상기 제2펄스 집진기(720) 사이를 연통시키는 제2집진 라인(411), 상기 제2자재 수집기(520)와 상기 제3펄스 집진기(730) 사이를 연통시키는 제3집진 라인(521), 또는, 상기 제3자재 수집기(630)와 상기 제4펄스 집진기(740)사이를 연통시키는 제4집진 라인(631)에 연통되도록, 상기 제2집진 라인(411), 상기 제3집진 라인(521), 또는, 상기 제4집진 라인(631)상에 설치되어서, 상기 제2집진 라인(411), 상기 제3집진 라인(521), 또는, 상기 제4집진 라인(631)상을 흐르는 기류에 편승된 블랙 파우더를 소정량 회수하여 배출하는 보조 회수부(1);를 포함하되,
상기 보조 회수부(1)는,
중공된 내부를 갖도록 구성되어 양단이 상기 제2집진 라인(411), 상기 제3집진 라인(521), 또는, 상기 제4집진 라인(631)에 연통되는 하우징(10);
상기 하우징(10)의 중앙부 하단에 연통되는 배출 라인(11);
상기 배출 라인(11)상에 구비되어 상기 배출 라인(11)을 개폐하는 배출 밸브(12);
일단이 상기 하우징(10)의 내부를 향하도록 타단이 상기 하우징(10)의 배출측 단부에 결합되어 상기 하우징(10)의 배출측 단부를 폐쇄하되, 복수의 필터 홀(21a)이 천공된 전협 후광 형상의 원통형 필터 몸체(21)와, 상기 필터 몸체(21)에 외접하는 망체(22a)를 포함하는 회전 스크리퍼(22)를 포함하는 필터 조립체(20);
를 포함하는 리튬 이온 이차전지의 자원 재활용 처리 시스템.
According to claim 1,
A second dust collection line 411 having both ends communicating between the first material collector 410 and the second pulse dust collector 720 and between the second material collector 520 and the third pulse dust collector 730 The second dust collection line ( 411), is installed on the third dust collection line 521, or the fourth dust collection line 631, so that the second dust collection line 411, the third dust collection line 521, or the fourth dust collection line 521 An auxiliary recovery unit (1) for recovering and discharging a predetermined amount of black powder carried on the airflow flowing on the dust collection line 631; including,
The auxiliary recovery unit 1,
a housing 10 configured to have a hollow interior and both ends communicating with the second dust collection line 411, the third dust collection line 521, or the fourth dust collection line 631;
a discharge line 11 communicating with the bottom of the central portion of the housing 10;
a discharge valve 12 provided on the discharge line 11 to open and close the discharge line 11;
The other end is coupled to the discharge-side end of the housing 10 so that one end faces the inside of the housing 10 to close the discharge-side end of the housing 10, and a plurality of filter holes 21a are perforated. A filter assembly (20) including a halo-shaped cylindrical filter body (21) and a rotary scraper (22) including a mesh (22a) circumscribing the filter body (21);
Resource recycling processing system of a lithium ion secondary battery comprising a.
상기 회전 스크리퍼(22)는, 상기 망체(22a)의 외측면에 사선 방향으로 돌출되는 회전 날개(22c)를 포함하여서, 상기 하우징(10) 내측으로 유입된 공기가 상기 회전 날개(22c)와 접촉될 때 회전력이 발생되어 회전되는 리튬 이온 이차전지의 자원 재활용 처리 시스템.
According to claim 4,
The rotary scraper 22 includes rotary blades 22c protruding in an oblique direction from the outer surface of the net body 22a, so that the air introduced into the housing 10 is separated from the rotary blades 22c and A system for recycling resources of a lithium ion secondary battery that generates rotational force when contacted and rotates.
상기 하우징(10) 내측 하단 소정 높이에 구비되는 광센서(24);를 포함하며,
상기 배출 밸브(12)는 상기 광센서(24)의 측정값이 측정되지 않으면 설정 시간 개방 구동되는 리튬 이온 이차전지의 자원 재활용 처리 시스템.
According to claim 5,
An optical sensor 24 provided at a predetermined height at the bottom of the inside of the housing 10;
The discharge valve 12 is a resource recycling processing system of a lithium ion secondary battery that is driven to open for a set time when the measured value of the optical sensor 24 is not measured.
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