KR101281690B1

KR101281690B1 - 금속이 포함된 폐자재로부터 금속을 추출하는 장치 및 방법

Info

Publication number: KR101281690B1
Application number: KR20100088771A
Authority: KR
Inventors: 정웅부
Original assignee: 정웅부
Priority date: 2010-09-10
Filing date: 2010-09-10
Publication date: 2013-07-02
Also published as: KR20120026719A

Abstract

본 발명은 금속이 포함된 폐자재로부터 금속을 추출하는 장치 및 방법에 관한 것으로, 금속이 포함된 폐자재를 분쇄하는 데 소요되는 시간을 줄이고, 분쇄물에서 금속을 쉽게 추출하기 위한 것이다. 본 발명에 따르면, 금속과 수지를 포함하는 폐자재를 물에 적신다. 물에 적신 폐자재를 급랭시킨다. 급랭된 폐자재를 분쇄기로 분쇄한다. 그리고 분쇄물을 물에 넣거나 분쇄물에 바람을 불어 아래로 떨어지는 금속을 추출한다. 이때 폐자재의 급랭은 -50 내지 -80도에서 수행될 수 있다. 그리고 분쇄기는 외주면에 추출망이 형성되고 내주면에 복수의 주걱이 형성된 저속 회전통과, 저속 회전통의 내부에 설치되며 외주면에 복수의 분쇄날이 형성된 고속 회전통을 포함한다. 이때 저속 회전통과 고속 회전통이 서로 반대 방향으로 회전하면서 폐자재를 분쇄하고, 분쇄 과정에서 일정 크기 이하로 분쇄된 분쇄물은 저속 회전통의 추출망을 통하여 밖으로 배출되고, 덜 분쇄된 폐자재는 다시 저속 회전통의 주걱에 의해 고속 회전통의 분쇄날로 공급되어 분쇄될 수 있다.

Description

금속이 포함된 폐자재로부터 금속을 추출하는 장치 및 방법{Apparatus and method for extracting metal from waste material}

본 발명은 폐자재를 재활용하는 기술에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 플라스틱 수지가 피복된 폐전선과 같은 금속이 포함된 폐자재를 급랭 후 기계적으로 분쇄하여 분쇄물로부터 금속을 추출하는 금속이 포함된 폐자재로부터 금속을 추출하는 장치 및 방법에 관한 것이다.

최근 전기, 통신, 전자산업분야의 발전으로 인해 폐전선이나 수지류에 금속이 결합된 폐자재가 다량으로 발생되고 있다. 이와 같은 폐자재를 폐기할 경우 자원의 낭비와 함께 환경 오염 등의 문제가 초래하기 때문에, 이와 같은 문제를 해소하기 위한 방안으로 해당 폐자재를 재활용하는 방안이 모색되고 있다. 즉 폐자재에서 금속 또는 수지를 추출하여 재활용하는 것이다.

특히 폐자재에서 금속, 예컨대 구리 또는 알루미늄을 추출하기 위한 방법으로 소각 방법과 분쇄 방법이 일반적으로 사용되고 있다.

소각 방법은 폐자재를 소각하여 폐자재로부터 금속을 추출하는 방법이다. 즉 금속에 비해서 용융온도가 비교적 낮은 수지류는 금속에 비해서 낮은 온도에서 용융되기 때문에, 폐자재를 소각함으로써 폐자재로부터 금속을 간단히 추출할 수 있다.

이와 같은 소각 방법은 폐자재로부터 금속을 간단히 추출할 수 있는 방법이지만, 폐자재의 수지류를 소각하는 과정에서 매연과 악취가 발생하고, 이로 인해 공기, 토양 등과 환경을 오염시킬 수 있다.

분쇄 방법은 분쇄기를 이용하여 폐자재를 분쇄한 후 기계적으로 수지와 금속을 추출하는 방법이다. 분쇄 방법은 폐자재를 분쇄하는 과정에서 일부 소음이 발생하기는 하지만, 수지와 금속을 함께 추출할 수 있는 장점을 갖고 있다.

하지만 폐자재에 포함된 수지와 금속은 서로 상이한 경도를 갖고 있고, 분쇄가 상온에서 진행되기 때문에, 분쇄기로 폐자재를 분쇄하는 데 상당히 많이 시간이 소요되는 문제점을 안고 있다. 또한 분쇄물에서 수지와 금속을 성분별로 분류하는 작업 공정 또한 매우 번거롭고 불편하다.

따라서 본 발명의 목적은 금속이 포함된 폐자재를 분쇄하는 데 소요되는 시간을 줄일 수 있는 금속이 포함된 폐자재로부터 금속을 추출하는 장치 및 방법을 제공하는 데 있다.

본 발명의 다른 목적은 분쇄물에서 금속과 수지를 쉽게 추출할 수 있는 금속이 포함된 폐자재로부터 금속을 추출하는 장치 및 방법을 제공하는 데 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 케이스, 냉각기, 저속 회전통, 고속 회전통 및 분쇄물 수거통을 구비하는 금속이 포함된 폐자재로부터 금속을 추출하는 장치를 제공한다. 상기 케이스는 일측에 물에 적신 금속과 수지를 포함하는 폐자재를 투입하는 투입구가 형성된다. 상기 냉각기는 상기 케이스의 내부에 설치되며, 상기 투입구를 통하여 상기 케이스 내부로 투입된 물에 적신 상기 폐자재를 급랭시킨다. 상기 저속 회전통은 상기 케이스의 내부에 설치되며, 관 형으로 상기 케이스의 투입구로부터 물에 적신 상기 폐자재가 투입되는 개폐 가능한 출입구가 형성되어 있고, 일정 크기 이하로 분쇄된 분쇄물이 배출되는 복수의 관통 구멍이 균일하게 형성된 추출망과, 상기 추출망의 내측에 설치된 복수의 주걱을 구비한다. 상기 고속 회전통은 상기 저속 회전통의 내부에 설치되며, 외주면에 형성되어 상기 저속 회전통과 반대 방향으로 회전하면서 상기 주걱에 의해 공급되는 급랭된 상기 폐자재를 분쇄하는 복수의 분쇄날을 구비한다. 그리고 상기 분쇄물 수거통은 상기 저속 회전통의 하부의 상기 케이스의 하부에 설치되며, 상기 저속 회전통의 추출망을 통과한 분쇄물이 수거된다.

본 발명에 따른 금속을 추출하는 장치에 있어서, 상기 냉각기는, 상기 저속 회전통에 물에 적신 상기 폐자재가 공급되면 -50 내지 -80도로 급랭시킨다.

본 발명에 따른 금속을 추출하는 장치에 있어서, 상기 냉각기는, 상기 저속 회전통 상부의 상기 케이스의 내측에 설치되어 상기 저속 회전통으로 냉기를 공급할 수 있다.

본 발명에 따른 금속을 추출하는 장치에 있어서, 상기 저속 회전통의 주걱은, 상기 추출망의 내주면에 회전축을 향하여 방사형으로 돌출되게 설치되거나, 상기 방사형의 위치에서 상기 저속 회전통의 회전 방향으로 일정 각도 기울게 설치될 수 있다.

본 발명에 따른 금속을 추출하는 장치는, 상기 저속 회전통과 상기 분쇄물 수거통 사이의 상기 케이스 내측에 설치되어 상기 저속 회전통이 설치된 공간과 상기 분쇄물 수거통이 설치된 공간을 분리하여 냉기가 상기 분쇄물 수거통으로 빠져나가는 것을 차단하고, 상기 저속 회전통의 추출망을 통과한 상기 분쇄물의 상기 분쇄물 수거통으로의 이동을 안내하도록 깔때기 형태로 형성되며, 중심 부분에 개폐 가능한 개폐구가 형성되어 있는 냉기 차단판을 더 포함할 수 있다.

본 발명에 따른 금속을 추출하는 장치는, 상기 냉각기, 상기 저속 회전통, 상기 고속 회전통 및 상기 냉기 차단판의 개폐구의 구동을 제어하는 컨트롤 박스를 더 포함할 수 있다.

본 발명은 또한, 금속과 수지를 포함하는 폐자재를 물에 적시는 단계와, 물에 적신 상기 폐자재를 급랭시키는 급랭 단계와, 급랭된 상기 폐자재를 분쇄기에 넣어 분쇄하는 분쇄 단계와, 분쇄물을 물에 넣거나 상기 분쇄물에 바람을 불어 아래로 떨어지는 금속을 추출하는 추출 단계를 포함하는 금속이 포함된 폐자재로부터 금속을 추출하는 방법을 제공한다.

본 발명에 따른 금속을 추출하는 방법에 있어서, 상기 급랭 단계에서, 급랭 온도는 -50 내지 -80도이다.

본 발명에 따른 금속을 추출하는 방법에 있어서, 상기 분쇄 단계에서, 상기 분쇄기는 외주면에 추출망이 형성되고 내주면에 복수의 주걱이 형성된 저속 회전통과, 상기 저속 회전통의 내부에 설치되며 외주면에 복수의 분쇄날이 형성된 고속 회전통을 포함한다. 이때 상기 저속 회전통과 상기 고속 회전통이 서로 반대 방향으로 회전하면서 상기 폐자재를 분쇄하고, 분쇄 과정에서 일정 크기 이하로 분쇄된 분쇄물은 상기 저속 회전통의 추출망을 통하여 밖으로 배출되고, 덜 분쇄된 폐자재는 다시 상기 저속 회전통의 주걱에 의해 상기 고속 회전통의 분쇄날로 공급되어 분쇄될 수 있다.

그리고 본 발명에 따른 금속을 추출하는 방법에 있어서, 상기 급랭 단계는, 물에 적신 상기 폐자재를 상기 분쇄기의 저속 회전통 안으로 투입하는 단계와, 냉각기가 상기 저속 회전통으로 냉기를 공급하여 상기 저속 회전통에 투입된 상기 폐자재를 급랭시키는 단계를 포함할 수 있다.

본 발명에 따르면, 폐자재를 급랭시킨 후 분쇄기로 분쇄하기 때문에, 상온 상태의 폐자재를 분쇄하는 것에 비해서 폐자재의 분쇄 시간을 줄일 수 있다. 특히 폐자재를 물에 적신 후 급랭시키기 때문에, 더욱 신속히 폐자재를 급랭시킬 수 있다.

본 발명에 따른 금속을 추출하는 장치는 분쇄된 수지와 금속의 무게 차이를 이용하여 분쇄물로부터 금속을 쉽게 추출할 수 있다. 즉 수지에 비해서 금속의 비중이 크기 때문에, 분쇄물을 물에 넣거나 분쇄물에 바람을 불어 주면, 상대적으로 비중이 큰 금속은 아래로 떨어지고, 상대적으로 비중이 낮은 수지는 물에 뜨거나 공기에 의해 날려 다른 곳으로 떨어지기 때문에, 분쇄물에서 금속을 쉽게 추출할 수 있다.

그리고 저속 회전통과, 저속 회전통의 내부에 설치된 고속 회전통이 서로 반대 방향으로 회전하면서 폐자재를 분쇄하고, 분쇄 과정에서 일정 크기 이하로 분쇄된 분쇄물은 저속 회전통의 추출망을 통하여 배출되고, 덜 분쇄된 폐자재는 다시 저속 회전통에 설치된 주걱에 의해 고속 회전통의 분쇄날로 공급됨으로써, 일정 크기 이하로 분쇄된 분쇄물만을 저속 회전통 밖으로 배출시킬 수 있다. 즉 본 발명에 따른 금속을 추출하는 장치는 폐자재를 균일하게 분쇄할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 금속이 포함된 폐자재로부터 금속을 추출하는 장치를 보여주는 도면이다.
도 2는 도 1의 A 부분의 확대도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 금속이 포함된 폐자재로부터 금속을 추출하는 방법에 따른 흐름도이다.

하기의 설명에서는 본 발명의 실시예를 이해하는데 필요한 부분만이 설명되며, 그 이외 부분의 설명은 본 발명의 요지를 흩트리지 않도록 생략될 것이라는 것을 유의하여야 한다.

이하에서 설명되는 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념으로 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 바람직한 실시예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

이하 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 금속이 포함된 폐자재(70)로부터 금속을 추출하는 장치(100)를 보여주는 도면이다. 도 2는 도 1의 A 부분의 확대도이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 금속이 포함된 폐자재(70)로부터 금속을 추출하는 장치(100; 이하 '금속 추출 장치'라 한다)는 케이스(10), 냉각기(20), 저속 회전통(31) 및 고속 회전통(33)을 구비하는 분쇄기(30) 및 분쇄물 수거통(40)을 포함하며, 그 외 냉기 차단판(50), 컨트롤 박스(60)를 더 포함할 수 있다.

케이스(10)는 금속 추출 장치(100)의 외형을 구성하며, 내부에 냉각기(20), 분쇄기(30), 냉기 차단판(50) 및 분쇄물 수거통(40)이 설치될 수 있는 내부 공간(12)을 갖는다. 케이스(10)는 일측, 예컨대 상부에 물에 적신 금속과 수지를 포함하는 폐자재(70)를 투입하는 투입구(14)가 형성되어 있다. 또한 케이스(10)에는 투입구(14)를 개폐할 수 있는 덮개(16)가 설치되어 있다. 그리고 케이스(10)는 하부의 일측에 분쇄물 수거통(40)을 케이스(10) 내부로 넣거나 케이스(10) 밖으로 뺄 수 있는 출입문(16)이 설치되어 있다. 이때 케이스(10)는 내부에 설치되는 냉각기(20)에서 공급되는 냉기(23)가 밖으로 배출되는 억제할 수 있는 냉동 패널로 제조될 수 있다. 또는 케이스(10)의 외형은 금속 소재로 제조되고, 내부 공간(12)의 내벽에 단열재가 설치될 수도 있다. 또한 덮개(16) 및 출입문(18) 또한 냉기(23)가 빠져 나가는 것을 차단할 수 있도록 단열재로 제조될 수 있다.

냉각기(20)는 케이스(10)의 내부에 설치되며, 투입구(14)를 통하여 케이스(10) 내부로 투입된 물에 적신 폐자재(70)를 급랭시킨다. 냉각기(20)는 분쇄기(30) 상부의 케이스(10)의 내측에 설치되어 분쇄기(30)로 냉기(23)를 공급한다. 냉각기(20)는 냉기(23)를 공급하는 복수의 냉기 배출구(21)가 형성되어 있으며, 냉기(23)를 공급하여 물에 적신 폐자재(70)를 -50 내지 -80도로 급랭시킨다. 이때 냉각기(20)로는 적어도 -80도로 케이스(10)의 내부 공간(12)으로 투입된 폐자재(70)를 급랭시킬 수 있는 용량을 갖는 냉각기가 사용될 수 있다.

이와 같이 폐자재(70)를 급랭시키는 이유는, 분쇄기(30)로 폐자재(70)를 균일하게 분쇄하면서 분쇄 시간을 줄이기 위해서이다. 즉 상온 상태의 폐자재를 분쇄하는 것에 비해서 급랭시킨 폐자재(70)를 분쇄하는 것이 더 수월하기 때문이다. 특히 폐자재(70)를 물에 적신 후 급랭시키기 때문에, 더욱 신속히 폐자재(70)를 급랭시킬 수 있는 이점도 있다.

분쇄기(30)는 케이스(10)의 내부 공간(12)에 설치된다. 이때 분쇄기(30)는 냉각기(20)와 냉기 차단판(50) 사이에 설치되며, 상부쪽이 냉각기(20)와 투입구(14)에 근접할 수 있도록 설치된다. 분쇄기(30)는 저속 회전통(31)과, 저속 회전통(31)의 내부에 설치된 고속 회전통(33)을 포함한다. 저속 회전통(31)과 고속 회전통(33)은 동일 축 상에서 회전할 수 있다.

저속 회전통(31)은 케이스(10)의 투입구(14)를 통하여 투입된 물에 적신 폐자재(70)가 투입되며, 물에 적신 폐자재(70)가 냉각기(20)의 냉기(23)에 의해 급랭된 후 급랭된 폐자재(70)가 고르게 분쇄될 수 있도록 급랭된 폐자재(70)를 저속으로 회전시킨다. 이때 저속 회전통(31)은 추출망(32)과 주걱(34)을 포함하며, 구동 부재(도시안됨)에 연결되어 저속으로 회전한다. 추출망(32)은 관 형으로 케이스(10)의 투입구(14)로부터 물에 적신 폐자재(70)가 투입되는 개폐 가능한 출입문(38)이 형성되어 있고, 일정 크기 이하로 분쇄된 분쇄물(71)이 배출되는 복수의 관통 구멍(36)이 균일하게 형성되어 있다. 그리고 복수의 주걱(34)은 추출망(32)의 내측에 설치되어 덜 분쇄된 폐자재(70)를 고속 회전통(33)의 상부 쪽으로 운반한 후 고속 회전통(33)으로 떨어뜨려 고속 회전통(33)의 분쇄날(35)에 의해 분쇄될 수 있도록 한다. 이때 추출망(32)은 관 형의 금속통에 복수의 관통 구멍(36)이 균일하게 형성된 구조를 가질 수 있다.

고속 회전통(33)은 저속 회전통(31)의 내부에 설치되며, 외주면에 회전축(37)을 축으로 고속으로 회전하여 저속 회전통(31)의 회전에 의해 운반되는 폐자재(70)를 분쇄하는 복수의 분쇄날(35)을 구비한다. 이때 고속 회전통(33)은 저속 회전통(31)과 반대 방향으로 회전하면서 주걱(34)에 의해 운반되는 급랭된 폐자재(70)를 복수의 분쇄날(35)로 분쇄한다. 이때 분쇄날(35)로는 구리나 알루미늄과 같은 금속을 분쇄할 수 있는 경도를 갖는 소재의 절단날로서, 예컨대 텅스텐이나 다이아몬드 소재의 절단날이 사용될 수 있다.

한편 복수의 주걱(34)은 추출망(32)의 내주면에 고속 회전통(33)의 회전축(37)을 향하여 방사형으로 설치될 수 있다. 추출망(32)의 회전에 의해 주걱(34)은 폐자재(70)를 고속 회전통(33)의 회전축(37) 위로 운반하고, 주걱(34)에 의해 운반된 폐자재(70)는 중력에 의해 자연스럽게 고속 회전통(33)으로 떨어뜨린다. 주걱(34)은 고속 회전통(33)의 분쇄날(35)과의 간섭을 최소화면서 폐자재(70)를 운반할 수 있도록 분쇄날(35)과는 일정 간격을 유지할 수 있도록 추출망(32)의 내주면에 설치된다.

한편 본 실시예에서는 주걱(34)이 고속 회전통(33)의 회전축(37) 방향으로 방사형으로 형성된 예를 개시하였지만 이것에 한정되는 것은 아니다. 예컨대 주걱(34)이 폐자재(70)를 좀 더 높은 위치로 운반하여 고속 회전통(33)으로 떨어뜨릴 수 있도록, 회전축(37)을 중심으로 한 방사형의 위치에서 저속 회전통(31)의 회전 방향으로 일정 각도 기울게 형성될 수 있다.

분쇄물 수거통(40)은 저속 회전통(31) 하부의 케이스(10) 내부 공간(12)의 바닥면에 설치되며, 저속 회전통(31)의 추출망(32)을 통과한 분쇄물(71)이 수거하는 통으로, 저속 회전통(31)을 바라보는 쪽이 개방되어 있다. 한편 분쇄물 수거통(40)은 케이스(10)의 하부에 형성된 출입문(18)을 통하여 케이스(10)의 내부 공간(12)으로 투입되거나, 케이스(10)의 내부 공간(12)에서 밖으로 배출될 수 있다.

냉기 차단판(50)은 분쇄기(30)로 투입된 폐자재(70)에 대한 급랭과 폐자재(70)의 분쇄 과정에서 냉기(23)가 분쇄물 수거통(40) 쪽으로 빠져 나가는 것을 차단하며, 분쇄 공정이 완료된 분쇄물(71)을 분쇄물 수거통(40)으로 이동시킨다. 즉 냉기 차단판(50)은 저속 회전통(31)과 분쇄물 수거통(40) 사이의 케이스(10) 내측에 설치되어 저속 회전통(31)이 설치된 공간과 분쇄물 수거통(40)이 설치된 공간을 분리하여 냉기(23)가 분쇄물 수거통(40)으로 빠져나가는 것을 차단한다. 또한 냉기 차단판(50)은 저속 회전통(31)의 추출망(32)을 통과한 분쇄물(71)의 분쇄물 수거통(40)으로의 이동을 안내하도록 깔때기 형태로 형성되며, 중심 부분에 개폐구(51)가 형성되어 있다. 이때 냉기 차단판(50)은 개폐구(51)를 개폐하는 개폐 부재(53)를 구비한다. 개폐 부재(53)는 개폐판(55)과, 개폐판(55)의 수평 방향으로의 좌우 이동을 안내하는 가이드(57)를 포함한다.

한편 냉기 차단판(50)은 분쇄물(71)이 개폐구(51) 쪽으로 좀 더 쉽게 이동할 수 있도록, 냉기 차단판(50)을 진동시키는 진동 부재를 더 포함할 수 있다.

그리고 컨트롤 박스(60)는 금속 추출 장치(100)의 전반적인 제어 동작을 수행하며, 케이스(10)의 외측면에 설치된다. 즉 컨트롤 박스(60)는 작업자의 선택 신호나 디폴트로 설정된 분쇄 조건에 따라 케이스(10)로 투입된 폐자재(70)에 대한 분쇄를 자동 또는 반자동으로 수행한다. 이때 분쇄 조건은 폐자재(70)의 급랭 온도, 급랭 시간, 분쇄기(30)의 회전 속도, 분쇄 시간 등을 포함한다.

또한 컨트롤 박스(60)는 금속 추출 장치(100)의 상태, 분쇄 조건 또는 분쇄 공정의 진행 상태 등을 표시창, 램프 또는 스피커 등을 이용하여 영상, 빛 또는 소리 등으로 작업자에게 알릴 수 있다.

한편 분쇄 공정을 완료한 이후에 분쇄물 수거통(40)을 출입문(18)을 통하여 케이스(10)에서 분리한 후, 물통이나 에어블로워(air blower)를 이용하여 분쇄물(71)에서 금속을 추출할 수 있다. 즉 일정 크기로 분쇄된 분쇄물(71)에 포함된 금속과 수지에 있어서, 금속이 수지에 비해서 비중이 더 크기 때문에, 이와 같은 성질을 이용하여 분쇄물(71)에서 금속을 추출할 수 있다.

예컨대 분쇄물(71)을 물통에 넣게 되면, 분쇄물(71) 중 금속은 물에 가라앉게 된다. 따라서 물에 가라앉은 물질인 금속을 수거함으로써 분쇄물(71)에서 금속을 쉽게 분리할 수 있다. 이때 분쇄물(71) 중 수지는 물에 뜨기 때문에, 물에 뜬 수지를 수거함으로써 분쇄물(71)에서 수지도 쉽게 분리할 수 있다.

또는 에어블로워로 수평 방향으로 일정 유속의 바람을 불어주는 상태에서 분쇄물(70)을 낙하시키면, 상대적으로 무거운 금속은 아래로 떨어진다. 따라서 아래로 떨어진 금속을 수거함으로써 분쇄물(71)에서 금속을 쉽게 분리할 수 있다. 이때 분쇄물(71) 중 상대적으로 무게가 가벼운 수지는 바람과 함께 수평 방향으로 날아가기 때문에, 금속을 수거하는 곳과 다른 곳으로 이동시켜 수거할 수 있다.

이와 같은 본 실시예에 따른 금속 추출 장치(100)는 폐자재(70)를 급랭시킨 후 분쇄기(30)로 분쇄하기 때문에, 상온 상태의 폐자재를 분쇄하는 것에 비해서 폐자재(70)의 분쇄 시간을 줄일 수 있다. 특히 폐자재(70)를 물에 적신 후 급랭시키기 때문에, 더욱 신속히 폐자재(70)를 급랭시킬 수 있다.

본 실시예에 따른 금속 추출 장치(100)는 분쇄된 수지와 금속의 무게 차이를 이용하여 분쇄물(71)로부터 금속을 쉽게 추출할 수 있다. 즉 수지에 비해서 금속의 비중이 크기 때문에, 분쇄물(71)을 물에 넣거나 분쇄물(71)에 바람을 불어 주면, 상대적으로 비중이 큰 금속은 아래로 떨어지고, 상대적으로 비중이 낮은 수지는 물에 뜨거나 공기에 의해 날려 다른 곳으로 떨어지기 때문에, 분쇄물(71)에서 금속을 쉽게 추출할 수 있다.

그리고 저속 회전통(31)과, 저속 회전통(31)의 내부에 설치된 고속 회전통(33)이 서로 반대 방향으로 회전하면서 폐자재(70)를 분쇄하고, 분쇄 과정에서 일정 크기 이하로 분쇄된 분쇄물(71)은 저속 회전통(31)의 외주면에 형성된 추출망(32)을 통하여 배출되고, 덜 분쇄된 폐자재(70)는 다시 저속 회전통(31)에 형성된 주걱(34)에 의해 고속 회전통(33)의 분쇄날(35)로 공급하여 분쇄함으로써, 일정 크기 이하로 분쇄된 분쇄물(71) 만을 저속 회전통(31) 밖으로 배출시킬 수 있다.

이와 같은 본 실시예에 따른 금속 추출 장치(100)를 이용한 금속 추출 방법을 도 1 내지 도 3을 참조하여 설명하면 다음과 같다. 여기서 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 금속이 포함된 폐자재(70)로부터 금속을 추출하는 방법에 따른 흐름도이다.

먼저 S81단계에서 금속과 수지를 포함하는 폐자재(70)를 준비한 상태에서 폐자재(70)를 물에 적신다. 이때 폐자재(70)는 구리와 알루미늄을 포함하는 폐전선, 금속이 붙어 있는 수지류 등을 포함한다. 크기가 큰 폐자재는 금속 추출 장치(100)에 투입하기에 적당한 크기로 절단할 수 있다.

다음으로 S83단계에서 물에 적신 폐자재(70)를 저속 회전통(31)에 투입한다. 즉 케이스(10)의 덮개(16)를 개방하고, 저속 회전통(31)의 출입문(38)을 개방한다. 이어서 케이스(10)의 투입구(14)를 통하여 저속 회전통(31) 안으로 물에 적신 폐자재(70)를 투입한다. 그리고 물에 적신 폐자재(70)를 투입한 다음 저속 회전통(31)의 출입문(38)과 케이스(10)의 덮개(18)를 순차적으로 닫는다.

다음으로 S85단계에서 저속 회전통(31)에 투입된 폐자재(70)를 -50도 내지 -80도로 급랭시킨다. 즉 저속 회전통(31)의 출입문(38)과 케이스(10)의 덮개(18)를 닫은 이후에, 작업자가 컨트롤 박스(60)를 통하여 폐자재(70)의 분쇄 작업 시작을 요청하면, 냉각기(20)는 컨트롤 박스(60)의 제어에 따라 냉기 배출구(21)를 통하여 냉기(23)를 저속 회전통(31)으로 공급하여 물에 적신 폐자재(70)를 급랭시킨다. 이때 냉기 차단판(50)의 개폐구(51)는 개폐 부재(53)에 의해 막혀 있다.

S85단계에서 폐자재(70)에 대한 급랭이 완료된 이후에, 다음으로 S87단계에서 컨트롤 박스(60)는 저속 회전통(31)과 고속 회전통(33)을 서로 반대 방향으로 회전시켜 급랭된 폐자재(70)를 분쇄한다. 이때 저속 회전통(31)의 주걱(34)은 덜 분쇄된 폐자재(70)를 고속 회전통(33)의 상부로 운반하여 고속 회전통(33)으로 떨어뜨리면, 고속 회전통(33)의 분쇄날(35)은 고속 회전통(33)으로 떨어지는 폐자재(70)를 분쇄한다. 그리고 이와 같은 과정을 반복하여 분쇄기(30)는 폐자재(70)를 분쇄한다.

이어서 S89단계에서 분쇄된 폐자재(70) 중 일정 크기 이하로 분쇄된 분쇄물(71)은 저속 회전통(31)의 추출망(32)을 통해 냉기 차단판(50)으로 떨어진다. 즉 분쇄물(71)이 추출망(32)의 관통 구멍(36)의 크기보다 잘게 분쇄되면, 관통 구멍(36)을 관통하여 아래에 위치하는 냉기 차단판(50)으로 떨어진다. 이때 냉기 차단판(50)으로 떨어진 분쇄물(71)은 깔때기 모양으로 형성된 냉기 차단판(50)의 표면을 따라 이동하여 개폐구(51) 쪽으로 모이게 된다.

다음으로 S91단계에서 컨트롤 박스(60)는 분쇄가 완료되는 지의 여부를 판단한다. 예컨대 컨트롤 박스(60)는 설정된 분쇄 시간이 경과하였지의 여부로 분쇄가 완료되었는 지의 여부를 판단할 수 있다.

S91단계의 판단 결과 분쇄가 완료되지 않은 경우, 컨트롤 박스(60)는 S87단계부터 반복하여 폐자재(70) 분쇄를 계속적으로 수행한다.

S91단계의 판단 결과 분쇄가 완료된 경우, S93단계에서 컨트롤 박스(60)는 냉기 차단판(50)의 개폐구(51)를 열어 분쇄물(71)을 분쇄물 수거통(40)으로 이동시킨다. 이때 컨트롤 박스(60)는 분쇄 작업이 완료되었음을 출력할 수 있다. 컨트롤 박스(60)는 표시창, 램프 또는 스피커 등을 통하여 분쇄 작업 완료를 출력할 수 있다.

한편 컨트롤 박스(60)는 냉기 차단판(50) 위의 분쇄물(71)이 분쇄물 수거통(40)으로 떨어지면, 개폐 부재(53)로 개폐구(51)를 닫는다.

그리고 S95단계에서 분쇄물 수거통(40)에 수거된 분쇄물(71)을 물에 넣거나 분쇄물(70)에 바람을 불어 아래로 떨어지는 금속을 분쇄물(71)로부터 추출한다. 즉 분쇄물(71)이 분쇄물 수거통(40)에 수거되면, 케이스(10)의 출입문(18)을 열어 케이스(10)로부터 분쇄물 수거통(40)을 꺼낸다. 분쇄물 수거통(40)에 수거된 분쇄물(71)을 물통이나 에어블로워를 이용하여 분쇄물(71)에서 금속을 추출할 수 있다. 즉 일정 크기 이하로 분쇄된 분쇄물(71)에 포함된 금속과 수지에 있어서, 금속이 수지에 비해서 비중이 더 크기 때문에, 물이나 일정 유속의 바람을 이용하여 분쇄물(71)에서 금속을 추출할 수 있다.

또는 에어블로워로 수평 방향으로 일정 유속의 바람을 불어주는 상태에서 분쇄물(71)을 낙하시키면, 상대적으로 무거운 금속은 아래로 떨어진다. 따라서 아래로 떨어진 금속을 수거함으로써 분쇄물(71)에서 금속을 쉽게 분리할 수 있다. 이때 분쇄물(71) 중 상대적으로 무게가 가벼운 수지는 바람과 함께 수평 방향으로 날아가기 때문에, 금속을 수거하는 곳과 다른 곳으로 이동시켜 수거할 수 있다.

이때 S95단계에서 케이스(10)에서 분쇄물 수거통(40)을 꺼낼 때 작업자에 의해 수동으로 수행될 수도 있고, 케이스(10) 내부 또는 외부에 이송 부재가 설치되어 있는 경우 컨트롤 박스(60)의 제어에 따라 이송 부재가 자동으로 분쇄물 수거통(40)을 케이스(10)의 출입문(18)을 통하여 넣거나 뺄 수 있다.

그리고 분쇄물 수거통(40)에 수거된 분쇄물(71) 중에서 금속과 수지가 같이 붙어 있는 것은 다시 분쇄기(30)로 투입된다.

한편 본 실시예에 따른 금속 추출 방법에서는 저속 회전통(31) 내에 물에 적신 폐자재(70)를 투입하여 케이스(10) 내의 냉각기(20)를 구동시켜 급랭시키는 예를 개시하였지만, 이것에 한정되는 것은 아니다. 예컨대 케이스(10)와는 별도로 제작된 냉각기에서 물에 적신 폐자재(70)를 급랭시킨 후, 급랭된 폐자재(70)를 저속 회전통(31)에 투입하여 분쇄할 수도 있다.

또한 본 실시예에 따른 금속 추출 방법에서는 저속 회전통(31)과 고속 회전통(33)이 정지한 상태에서 저속 회전통(31)에 투입된 물에 적신 폐자재(70)를 급랭시키는 예를 개시하였지만, 이것에 한정되는 것은 아니다. 예컨대 저속 회전통(31)에 물에 적신 폐자재(70)를 투입한 이후에, 저속 회전통(31)과 고속 회전통(33)을 구동시키면서 폐자재(70)를 급랭시킬 수도 있다. 이때 폐자재(70) 급랭 공정 시, 저속 회전통(31)과 고속 회전통(33)은 분쇄 조건의 회전 속도보다 느린 속도로 회전한다.

이와 같이 본 명세서와 도면에 개시된 본 발명의 실시예들은 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것에 지나지 않으며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시예들 이외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형예들이 실시 가능하다는 것은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다. 예컨대 본 실시예에서는 냉기 차단판 하부에 분쇄물을 수거하는 분쇄물 수거통이 케이스와는 별도로 설치된 예를 개시하였지만, 냉기 차단판 하부의 케이스 공간을 분쇄물 수거통으로 사용할 수 있다.

또는 분쇄물 수거통과 연결되게 물통이나 에어블로워를 설치할 수 있다. 예컨대, 케이스의 하부에 물통이 연결되게 설치될 수 있다. 이때 냉기 차단판 아래에 직접 물통이 연결될 수 있다. 또는 냉기 차단판 아래에 분쇄물 수거통이 마련되고, 분쇄물 수거통 아래에 물통이 설치되며, 분쇄물 수거통의 하부에는 개폐구가 형성될 수 있다.

10 : 케이스 12 : 내부 공간
14 : 투입구 16 : 덮개
18,38 : 출입문 20 : 냉각기
21 : 냉기 배출구 23 : 냉기
30 : 분쇄기 31 : 저속 회전통
32 : 추출망 33 : 고속 회전통
34 : 주걱 35 : 분쇄날
36 : 관통 구멍 37 : 회전축
40 : 분쇄물 수거통 50 : 냉기 차단판
51 : 개폐구 53 : 개폐 부재
60 : 컨트롤 박스 70 : 폐자재
71 : 분쇄물 100 : 금속 추출 장치

Claims

일측에 물에 적신 금속과 수지를 포함하는 폐자재를 투입하는 투입구가 형성된 케이스;
상기 케이스의 내부에 설치되며, 상기 투입구를 통하여 상기 케이스 내부로 투입된 물에 적신 상기 폐자재를 급랭시키는 냉각기;
상기 케이스의 내부에 설치되며, 관 형으로 상기 케이스의 투입구로부터 물에 적신 상기 폐자재가 투입되는 개폐 가능한 출입구가 형성되어 있고, 일정 크기 이하로 분쇄된 분쇄물이 배출되는 복수의 관통 구멍이 균일하게 형성된 추출망과, 상기 추출망의 내측에 설치된 복수의 주걱을 구비하는 저속 회전통;
상기 저속 회전통의 내부에 설치되며, 외주면에 형성되어 상기 저속 회전통과 반대 방향으로 회전하면서 상기 주걱에 의해 공급되는 급랭된 상기 폐자재를 분쇄하는 복수의 분쇄날을 구비하는 고속 회전통;
상기 저속 회전통의 하부의 상기 케이스의 하부에 설치되며, 상기 저속 회전통의 추출망을 통과한 분쇄물이 쌓이는 분쇄물 수거통;
을 포함하는 것을 특징으로 하는 금속이 포함된 폐자재로부터 금속을 추출하는 장치.
제1항에 있어서, 상기 냉각기는,
상기 저속 회전통에 물에 적신 상기 폐자재가 공급되면 -50 내지 -80도로 급랭시키는 것을 특징으로 하는 금속이 포함된 폐자재로부터 금속을 추출하는 장치.
제2항에 있어서, 상기 냉각기는,
상기 저속 회전통 상부의 상기 케이스의 내측에 설치되어 상기 저속 회전통으로 냉기를 공급하는 것을 특징으로 하는 금속이 포함된 폐자재로부터 금속을 추출하는 장치.
제1항에 있어서, 상기 저속 회전통의 주걱은,
상기 추출망의 내주면에 회전축을 향하여 방사형으로 돌출되게 설치되거나, 상기 방사형의 위치에서 상기 저속 회전통의 회전 방향으로 일정 각도 기울게 설치되는 것을 특징으로 하는 금속이 포함된 폐자재로부터 금속을 추출하는 장치.
제1항에 있어서,
상기 저속 회전통과 상기 분쇄물 수거통 사이의 상기 케이스 내측에 설치되어 상기 저속 회전통이 설치된 공간과 상기 분쇄물 수거통이 설치된 공간을 분리하여 냉기가 상기 분쇄물 수거통으로 빠져나가는 것을 차단하고, 상기 저속 회전통의 추출망을 통과한 상기 분쇄물의 상기 분쇄물 수거통으로의 이동을 안내하도록 깔때기 형태로 형성되며, 중심 부분에 개폐 가능한 개폐구가 형성되어 있는 냉기 차단판;
을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 금속이 포함된 폐자재로부터 금속을 추출하는 장치.
제5항에 있어서,
상기 냉각기, 상기 저속 회전통, 상기 고속 회전통 및 상기 냉기 차단판의 개폐구의 구동을 제어하는 컨트롤 박스;
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 금속이 포함된 폐자재로부터 금속을 추출하는 장치.
금속과 수지를 포함하는 폐자재를 물에 적시는 단계;
물에 적신 상기 폐자재를 급랭시키는 급랭 단계;
급랭된 상기 폐자재를 분쇄기에 넣어 분쇄하는 분쇄 단계;
분쇄물을 물에 넣거나 상기 분쇄물에 바람을 불어 아래로 떨어지는 금속을 추출하는 추출 단계;를 포함하며
상기 분쇄 단계에서,
상기 분쇄기는 외주면에 추출망이 형성되고 내주면에 복수의 주걱이 형성된 저속 회전통과, 상기 저속 회전통의 내부에 설치되며 외주면에 복수의 분쇄날이 형성된 고속 회전통을 포함하며,
상기 저속 회전통과 상기 고속 회전통이 서로 반대 방향으로 회전하면서 상기 폐자재를 분쇄하고, 분쇄 과정에서 일정 크기 이하로 분쇄된 분쇄물은 상기 저속 회전통의 추출망을 통하여 밖으로 배출되고, 덜 분쇄된 폐자재는 다시 상기 저속 회전통의 주걱에 의해 상기 고속 회전통의 분쇄날로 공급되어 분쇄되고,
상기 급랭 단계는,
물에 적신 상기 폐자재를 상기 분쇄기의 저속 회전통 안으로 투입하는 단계;
냉각기가 상기 저속 회전통으로 냉기를 공급하여 상기 저속 회전통에 투입된 상기 폐자재를 급랭시키는 단계;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 금속이 포함된 폐자재로부터 금속을 추출하는 방법.
제7항에 있어서, 상기 급랭 단계에서,
급랭 온도는 -50 내지 -80도인 것을 특징으로 하는 금속이 포함된 폐자재로부터 금속을 추출하는 방법.
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