KR0163200B1 - 폐동선으로부터 동선 및 알루미늄의 회수방법 및 그 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 폐합성수지의 박피장치에 있어서, 폐동선이 들어가는 입구(11), 출구(12)가 진공가열로(10)의 전후면에 부착되어 있으며, 진공가열로(10)에는 불활성개스 주입구, 온도게이지(), 진공게이지(

Description

폐동선으로부터 동선 및 알루미늄의 회수방법 및 그 장치

제1도는 본 발명에 따른 동선 회수장치의 개략도.

제2도는 본 발명의 진공가열로의 종단면도.

제3도는 A-A선 단면도.

제4도는 본 발명 장치에서 발생되는 폐가스의 정류장치.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 폐동선 수납장치 2 : 캐리어

10 : 진공가열로 18 : 배출구

: 온도계: 압력게이지

ⓣ : 압력게이지 트랜스미터: 레귤레이터

: RSV(Remote Shut off Valve)

본 발명은 통신 케이블용 폴리에틸렌, 폴리비닐클로라이드 등의 합성수지 피복 케이블 또는 전선의 박피방법 및 그 장치에 관한 것이다. 더 상세히는 폐케이블 또는 동선을 용융시켜 동선, 알루미늄과 합성수지를 분리, 회수하여 이들의 재사용을 도모하는 방법 및 장치에 관한 것이다.

현재 합성수지로 피복된 동선은 전기, 통신 및 가전제품의 발달로 인해 그의 용도 및 수요가 급증하고 있으며, 이에 수반하여 가공시 발생하는 부스러기 및 폐동선의 양도 급격히 증가하여, 이의 처리가 커다란 문제로 대두되고 있다. 더우기 사용된 통신 케이블 및 동선의 원료인 동 및 알루미늄의 가격이 고가인데도 불구하고, 이를 그대로 폐기하는 것은 자원의 낭비로 되며, 또한 소각하는 방법은 공해를 유발하기 때문에 그의 처리방법이 강력하게 요구되어 왔다.

종래, 이러한 문제를 해결하기 위하여 여러가지 방법이 제안되어 왔다. 그의 예로서는 폐동선을 유기용매나 산으로 처리하여 박피하는 방법이 개시되어 있으나(특허공고 제 91-3463호 등), 사용되는 산의 중화등의 처리 및 용해 폐기물의 처리가 거의 곤란하고, 처리가 가능하다하더라도 처리비용이 상당히 크기 때문에 경제성이 없다. 또한 폐전선을 유기용매로 용해시켜 동선을 회수하고 사용된 유기용매는 별도로 회수함과 아울러 얻어진 수지류는 재생하여 사용하는 방법 및 장치가 특허공고 제 91-7451 호에 개시되어 있으나, 이 경우 용매를 분사시키면서 처리하기 때문에 공해를 유발하기 쉽고, 또한 폭발 위험성이 크다. 더우기 용해된 수지는 용매를 함유하기 때문에 얻어진 수지를 그대로 이용하기 어렵고, 용매를 다시 사용하기 위하여는 정류탑이 필요로 하는 등의 문제점이 있다. 전술한 방법 및 장치에 의해 회수된 동선은 모두 동선에 산화피막이 형성되기 때문에 이를 다시 처리하여야 하는 등의 문제점이 있다.

또한, 당분야에 공지된 방법으로는 폐동선이나 합성수지 적층판을 분쇄한 후, 이를 부유법이나 유기용매를 사용하여 회수하는 방법(일본국 특개소 53-400830 등)이 이용되고 있으나, 미세분말이 비산하기 때문에 작업환경이 나쁘게 되고, 또한 회수되는 동자체가 분말상이기 때문에, 처리된 동을 용융로에 넣을 때 비산할 뿐만 아니라 상당한 손실이 발생하고, 통신케이블과 같이 알루미늄층을 갖는 경우는 별도로 알루미늄층을 박리한 후에만 가능하는 등의 결점을 갖고 있다.

본 발명자는 상기의 여러가지 문제점을 해결하고 고품질의 동선 및 알루미늄을 회수함과 동시에 피복성분인 합성수지를 회수, 재활용하기 위하여 기초실험을 수행한 바, 다음 사항을 인식하게 되었다.

즉,

1) 폐동선을 소각하는 방법 및 유기용매를 이용하는 방법은 공해를 심각하게 발생시키고, 또한 회수되는 동선이 모두 산화되기 때문에 후처리 등이 요구된다. 따라서 이러한 방법은 공해처리 비용, 산화동의 재처리 비용이 높기 때문에 경제적인 측면에서 바람직하지 못하다.

2) 멘틀 등의 가열조를 이용하여 직접 가열하는 경우 피복성분이 용융되나 개스가 다량 발생되어 개스 포집, 정류시설이 필요하고, 에너지가 다량 소요되며, 가열조 내부의 온도편차를 줄이기 힘들다.

3) 열매체를 이용하여 간접 가열하는 경우, 열매체와 내부 온도차가 약 50℃ 이상이며, 발생되는 개스를 처리하여야 한다. 더우기 높은 비점의 열매체의 선정에 어려움이 많고, 직접 가열시보다 에너지 비용이 더 높다.

4) 가열로 내부는 공기가 차단되어야 인화, 폭발등의 위험을 배제할 수 있다. 바람직하기로는 가열 개시 전에 질소등의 불활성 개스로 공기를 제거하여야 한다.

5) 에너지를 절약하기 위하여는 진공상태로 유지하면서 가열하는 것이 바람직하다. 이 경우 내부에서 발생하는 각종 기체가 발생하여 진공펌프를 막으므로, 별도의 장치를 설치하여야 한다.

6) 동선은 전열선에서 발생하는 반사열에 의해 용이하게 용융되나, 내부의 온도편차를 줄이기 위하여는 가열로의 내부에 등거리로 배선시키는 것이 필수적이다.

7) 전열선을 사용하여 가열시, 에너지가 다량 소요되므로 보조 간접가열장치를 설치하는 것이 바람직하다.

8) 발생되는 기체는 가연성이므로 이를 재순환시켜 보조 간접 가열장치에 사용하든가 별도의 가열장치에 이용하는 것이 바람직하다.

본 발명자는 상기의 기초실험에 의해 가열로 내부를 전열선으로 균일하게 배치하고, 진공하에서 폐동선을 용융시키고, 용융, 회수작업이 완료된 후에는 불활성 기체를 주입하여 회수된 동선 및 알루미늄의 산화를 방지하여 고품질의 동선 및 알루미늄을 얻을 수 있음을 발견하고 본 발명을 완성하게 되었다.

이하 첨부된 도면에 의해 본 발명을 상세히 설명한다.

본 발명에서 폐동선 및 폐케이블선을 약칭하여 폐동선이라 한다.

제1도는 본 발명에 따른 동선의 회수장치의 개략도를 나타내고 제2도는 제1도중의 가열로의 종단면도를 나타내고, 제3도는 제2도의 A-A선 단면도를 나타낸다.

제1도중 부호 1은 폐동선의 수납부를 나타낸다. 수납부(1)에서 나온 캐리어(2)는 진공 가열로(10)의 입구(11)를 통해 이송된다. 이 캐리어(2)는 폐동선이 빠져나오지 않을 정도의 커다른 망목을 갖는 것으로서 전류의 열이 직접 캐리어 내의 폐동선을 용융시킨다. 또, 작업성의 효율을 높이기 위해 복수개의 캐리어(2)가 진공가열로(10) 내부로 위치된다. 진공가열로(10) 내부는 전체 벽면에 균일하게 열선(17)이 배설되어 있어 진공가열로(10) 내의 온도편차가 거의 없도록 되어 있다. 진공가열로(10)에는 온도게이지() 진공게이지(), 진공펌프(70)에 연결되는 배출구(18)가 설치되어 있다. 또한 진공가열로(10) 내부 하측에는 망상 지지부(15)가 설치되어 있으며 부호 12는 출구를 나타낸다. 또한 도면 중 ⓣ는 압력게이지 트랜스미터를는 레귤레이터를,는 RSV(Remote shut off valve)를 나타낸다.

입구(11)에는 내부를 관측할 수 있는 아이글래스(도면 미도시)가 부착되어 있다. 진공가열로(10) 폐동선을 삽입하고, 가열하기 전에 진공펌프(70)를 작동시키면서 진공가열로(10) 내부에 불활성 개스를 주입하여 로(10) 내에 존재하는 공기를 축출한다. 그런 후, 전류를 가하여 온도를 상승시킨다. 그러나 진공가열로(10) 내의 온도를 고온으로 상승시키는데 시간이 오래 걸리고 또한 에너지가 많이 소요되기 때문에 폐가스(40)(후술)와 LPG개스의 혼합기체를 사용하여 진공가열로(10) 내에 장설시킨 보조가열장치(14)를 이용하여 전류를 인가하기 전에 로(10) 내부의 온도를 상승시켜 놓는 것이 바람직하다. 상기 조작을 수행하기 전에 진공가열로(10) 내부를 진공으로 유지한다. 진공로는 2 Torr 내지 20 Torr이나, 바람직하기로는 2∼10 Torr이다. 전류를 인가하여 진공가열로(10)의 내부온도는 280∼420℃ 바람직하기로는 280∼340℃까지 서서히 상승시킨다. 용융된 합성수지는 망상 지지부(15) 아래로 흘러 배출구(18)를 통하여 저장조(30)(30')로 모이고, 동선은 망상 지지판(15) 상부에 남게 된다. 용융이 끝나면 다시 불활성 개스 밸브를 열어 서서히 불활성 개스를 주입하면서 동의 산화작용을 막는다. 그런 다음 로(10)의 온도가 약 200℃까지 내린 후, 진공가열로(10)의 출구(12)를 통하여 회수한다. 이때 출구(12)에 냉각조(21)를 설치하여도 좋고, 그 대신에 진공가열로(10)의 외부에 냉각자켓이나 냉매 통로를 형성하여도 좋다. 저장조(30)는 1개로 구성될 수 있으나 바람직하기로는 복수개의 저장조(30)(30')로 구성하여도 좋다. 이 저장조의 외부는 열매체(31)(31')에 의해 용융 합성수지가 고화되지 않고 유지되며, 부호 30 및 31'는 저장조(30), (31') 내부를 관측할 수 있는 투시창을 나타낸다. 열매체로는 실리콘 오일등의 공지의 열매체가 사용된다.

이 저장조(30)(30')의 용융 합성수지는 압출기(51)로 이송되어 소망의 형태로 사출, 성형되며 발생된 폐가스는 진공펌프(70)에 의해 저장조(30)의 상부에 연결된 라인을 통하여 폐가스 저류조(미도시)로 이송된다. 이때 발생되는 폐가스는 유분등이 다량 함유되어 있어 진공펌프(70)를 막기 때문에 여과장치(71)를 설치하는 것이 바람직하며, 필요에 따라서는 공지의 트랩을 그 앞에 설치할 수도 있다. 이 폐가스 및 진공가열로(10)에서 나온 폐가스는 저류조에 보존되든가 또는 순환시켜 액화석유가스(LPG)와 혼합기(41)를 통해 혼합하여 버너에 주입시켜 보조가열장치(14)의 가열용으로 사용된다. 제4도는 폐가스 정류에 관한 장치이다. 정류조(61) 내에는 물로 채워져 있으며, 관(62)은 복수개의 로울러(63)에 의해 지지되며 화살표 방향으로 들어온 폐가스는 화살표 방향으로 나가서 모터(64)에 의해 부스팅 되어 개스 저류조로 이송되는 것을 나타낸다.

본 발명에 따르면 합성수지 특히 폴리에틸렌으로 피복된 폐동선의 박피를 완벽하게 수행하여 높은 순도를 갖는 동선 및 알루미늄을 그대로 회수할 수 있고, 또 합성수지는 압출기를 통해 소망의 형상으로 제조할 수 있다. 더우기 본 발명의 장치 및 방법에서는 공해를 유발하지 않으며, 발생되는 폐가스를 재사용할 수 있어서 더욱 경제적이다. 폐동선의 피복체가 PVC등의 합성수지의 경우는 적용온도 등의 상이하나, 이들도 본 발명의 범위에 속함은 당연하다.

이하 실시예로서 본 발명을 더욱 구체적으로 설명한다.

[실시예 1]

제1도 및 제2도에 나타난 장치를 이용한다. 폴리에틸렌 피복 동선 20kg을 진공가열로(10)에 넣고 질소로 진공가열로(10) 내부의 공기를 축출했다. 감압하면서 450KW의 전류를 인가해 승온시켰다. 이때 감압은 2 Torr까지 하고 온도는 320℃까지 올렸다. 진공가열로(10)의 입구(11)에 장착된 아이글래스를 통하여 용융완료를 확인하면서 로(10) 내의 온도를 320℃로 유지했다. 약 45분 후 폐동선이 모두 용융된 것을 확인하고 다시 질소 밸브를 열고 서서히 로(10) 내를 질소로 채우면서 상압까지 올렸다. 출구(12)를 열어 캐리어(2)를 꺼내 동을 회수하였다. 또한 용융된 폴리에틸렌은 열매체(31)(31')로 약 200℃로 유지되는 저장조(30)(30')로 이송되어 있으며, 압출기(51)를 통해 성형하고, 가열 용융시 발생된 폐가스는 폐가스 저류조(미도시)로 이송되어 있다. 폐동선의 용융 및 출구(12)까지 걸린 시간은 약 1시간 이었다.

여기서 얻어진 동선은 이물질이 전혀 부착되지 않은 고품질의 것이었다.

[실시예 2]

로(10) 내부를 질소로 공기를 추출한 후, 폐가스와 LPG의 혼합개스를 이용하여 로(10)의 보조가열장치를 작동시켜 로(10) 내의 온도를 200℃까지 승온시킨 다음, 실시예 1과 동일하게 수행하였다. 이때 폐 폴리에틸렌 피복전선이 용융되는 시간은 40분 이었다.

[실시예 3]

실시예 1과 동일하게 수행하되 진공가열로(10)의 외부에 냉각자켓(미도시)을 설치하여 사용하고 폐동선의 용융이 종료되었을 때, 냉수를 냉각자켓을 통해 흘려보내 온도를 200℃까지 낮추었다. 이때 200℃까지 내리는 시간이 실시예 1에서 보다 약 10분 정도 단축되었다.

Claims (11)

1. 폐합성수지의 박피장치에 있어서, 폐동선이 들어가는 입구(11), 출구(12)가 진공가열로(10)의 전후면에 부착되어 있으며, 진공가열로(10)에는 불활성개스 주입구, 온도게이지(), 진공게이지(), 진공펌프(70)에 연결된 라인이 부착되며 로(10) 내부에는 전열선(17)이 균일하게 장설되며 로의 하단부에는 망상 지지판(15)이 장설되며 로의 하단에는 배출구(18)가 배설된 폐동선으로부터 동선 및 알루미늄의 회수장치.
2. 제1항에 있어서, 진공가열로(10)의 외부에 냉각 자켓이 설치된 것이 특징인 장치.
3. 제1항에 있어서, 용융 합성수지가 배출구(18)를 통해 열매체(31)로 고온이 유지된 용융 합성수지 저장조(30)가 연결된 것이 특징인 장치.
4. 제3항에 있어서, 용융 합성수지 저장조(30)가 복수개인 것이 특징인 장치.
5. 제3항에 있어서, 용융 합성수지 저장조(30)에 압출기(51)가 연결된 것이 특징인 장치.
6. 제1항 또는 제3항에 있어서, 발생되는 폐가스가 폐가스 회수장치(61)에 연결된 것이 특징인 장치.
7. 제1항에 있어서, 보조가열장치(14)가 배설된 것이 특징인 장치.
8. 폐 피복선을 진공가열로(10)에 넣고, 진공펌프(70)을 작동시키면서 불활성 기체로 로(10) 내부를 일소시킨 후 감압상태에서 전류를 가해 280∼420℃까지 승온시켜 폐피복동선을 용융시킨 후, 불활성 기체를 로(10) 내에 주입하면서 상압까지 승압시키고, 약 200℃까지 로(10) 내부를 냉각시킨 후, 동선 및 알루미늄은 출구(12)를 통해 회수함을 특징으로 하는 폐동선으로부터 동선의 회수방법.
9. 제8항에 있어서, 로(10)의 감압을 2∼10 Torr 유지시키는 것이 특징인 방법.
10. 제8항에 있어서, 진공가열로(10)의 내부의 온도를 전류를 인가하기 전에 폐가스 및 액화 석유가스의 혼합기체로 보조가열장치(14)를 이용하여 로(10)의 내부를 가열시킴이 특징인 동선의 회수방법.
11. 제8항에 있어서, 용융 합성수지를 배출구(18)를 통해 열매체로 약 170∼220℃로 유지된 저장조(30)로 이송되는 것이 특징인 동선의 회수방법.