KR101305167B1 - Apparatus for separating thermoelectric materials from waste thermoelectric modules and method therefor - Google Patents
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Abstract
본 발명은 폐 열전모듈로부터의 열전소재의 분리에 관한 것으로, 분리장치는 공급된 열매체와 폐 열전모듈이 반응하는 반응챔버; 상기 폐 열전모듈이 장입되며, 상기 열매체에 진동 또는 운동에너지를 인가하여 상기 장입된 폐 열전모듈로부터 열전소재가 분리되는 장입 및 분리망; 상기 반응챔버의 반응온도를 유지하는 단열 및 히터; 및 상기 장입 및 분리망에 진동 또는 운동에너지를 인가하는 인가수단을 포함한다.
본 발명에 의하면, 분리된 열전소재를 성형체 및 분말형태로 간단하고 빠르게 회수할 수 있으며 환경친화적이고 경제적이며 안전한 효과를 가진다.The present invention relates to the separation of the thermoelectric material from the waste thermoelectric module, the separation apparatus comprises a reaction chamber in which the supplied heat medium and the waste thermoelectric module react; A charge and separation network in which the waste thermoelectric module is charged and the thermoelectric material is separated from the charged waste thermoelectric module by applying vibration or kinetic energy to the heat medium; Adiabatic and heater for maintaining the reaction temperature of the reaction chamber; And applying means for applying vibration or kinetic energy to the charging and separating network.
According to the present invention, the separated thermoelectric material can be recovered simply and quickly in the form of a compact and a powder, and has an environmentally friendly, economical and safe effect.
Description
본 발명은 폐 열전모듈로부터 열전소재를 분리하는 장치 및 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 폐 열전모듈에서 텔레늄(Te)계 열전소재를 성형체 또는 분말의 형태로 분리할 수 있는 폐 열전모듈로부터 열전소재를 분리하는 장치 및 방법에 관한 것이다.
The present invention relates to an apparatus and method for separating a thermoelectric material from a waste thermoelectric module, and more particularly, from a waste thermoelectric module capable of separating a telenium (Te) -based thermoelectric material in the form of a compact or powder in a waste thermoelectric module. A device and method for separating thermoelectric materials.
전 세계적으로 IT와 에너지기반 산업이 빠른 속도로 발전함에 따라 신성장 동력산업과 국내 주력산업인 IT, 전기ㅇ전자, 디스플레이, 신재생에너지, 자동차 부품 등의 해당 산업분야의 주요 적용소재 중 필수적인 금속들이 각광받고 있고, 이러한 필수 금속의 하나인 텔레늄(Te)의 수요 역시 폭발적으로 증가하고 있다.As the global IT and energy-based industries are developing at a rapid pace, essential metals among the major applications for new growth engines and major industries such as IT, electricity, electronics, display, renewable energy, and automotive parts The demand for telenium (Te), one of these essential metals, is also exploding.
이러한 텔레늄을 주요원소로 포함하고 있는 열전소재를 이용한 열전모듈은 환경친화적으로 전기에너지와 열에너지를 효율적으로 변환시킬 수 있도록 모듈화된 부품으로 이미 국내에서도 다양한 분야에 응용되고 있다.The thermoelectric module using the thermoelectric material containing such telenium as a main element is a modular component that can efficiently convert electrical energy and thermal energy in an environmentally friendly manner and is already being applied to various fields in Korea.
그렇지만, 열전소재의 주요 원소인 텔레늄(Te), 비스무스(Bi), 안티몬(Sb)은 자원의 희소성으로 인하여 고가인 원재료이며, 열전소재의 자원유한성과 수요증가에 따른 열전소재 수급을 위하여 열전소재의 재활용이 절실한 실정이다.However, the main elements of thermoelectric materials, such as telenium (Te), bismuth (Bi), and antimony (Sb), are expensive raw materials due to scarcity of resources. The recycling of materials is urgently needed.
최근 열전모듈을 이용한 차량용 냉온시트 적용분야는 향후 열전소재 시장을 좌우하는 중요한 산업 중 하나로서 잠재적 시장은 매우 클 것으로 기대된다. 그러나 국내의 경우 텔레늄 원료소재는 전량 수입에 의존하고 있어 이를 극복하기 위한 방안이 절실하게 요구되는 실정이다.Recently, the application field of automotive cold / heat sheet using thermoelectric module is one of the important industries that dominate the thermoelectric material market in the future, and the potential market is expected to be very large. However, in Korea, since telenium raw materials depend on imports, there is an urgent need for measures to overcome them.
이러한 실정에 따라, 종래기술의 경우에는 Bi-Sb-Te계의 열전소재를 분리 및 회수하는 기술이 학술문헌에 기록되어 있다.In this situation, in the prior art, a technique for separating and recovering a Bi-Sb-Te-based thermoelectric material has been recorded in the literature.
상기 기술의 내용은 열전모듈을 질산 9M을 이용하여 용해시켜, 열전모듈에서 열전소재를 분리시키고, 이를 N-n-octylaniline을 첨가하여 텔레늄을 석출시켜 회수하는 기술로 구성되어 있다.The description of the above technique consists of dissolving the thermoelectric module using 9M nitric acid, separating the thermoelectric material from the thermoelectric module, and depositing and recovering telenium by adding N-n-octylaniline.
또한 PbTe와 Bi2Te3의 재활용 기술과 관련하여 열전소재 잉곳(Ingot)를 기계적으로 분쇄하여 1M의 질산용액에 장입하여 가열하는 방법으로 용해시킨 후, 용해된 Te 수용액은 Pb 및 Bi를 분리하여 Te를 회수하는 방법이 있다.In addition, in connection with the recycling technology of PbTe and Bi 2 Te 3 , the thermoelectric material ingot is mechanically crushed, charged into 1M nitric acid solution and dissolved by heating, and the dissolved Te aqueous solution separates Pb and Bi. There is a method for recovering Te.
이외에도 PbTe와 Bi2Te3를 고온에서 NaOH와 반응시키는 방법으로 Te를 추출하는 방법이 있다. 이 방법은 납-비스므스 표적(Lead bismuth eutectic: LBE) 상태에서 Te는 PbTe의 화합물로 안정상을 이루게 되며, 이를 500도에서 NaOH와 혼합시켜 Te를 Na2Te 화합물로 추출하고, 추출된 Na2Te는 수용성 화합물로 상온에서 물에 용해시켜 Te 수용액을 회수하는 방법으로 구성되어 있다.In addition, there is a method of extracting Te by reacting PbTe and Bi 2 Te 3 with NaOH at a high temperature. In this method, Te is a stable phase with PbTe compound in lead bismuth eutectic (LBE) state, and it is mixed with NaOH at 500 ° C to extract Te as Na 2 Te compound, and extracted Na 2 Te is a water-soluble compound and is dissolved in water at room temperature to recover Te solution.
그러나 이상과 같은 종래기술에서 폐 열전모듈의 효과적인 분리공정 기술에 대한 개발 내용은 전무한 실정이며, 단지 열전소재 구성원소의 회수기술에 대한 내용만으로 국한되어 있을 뿐이다.However, the development of the effective separation process technology of the waste thermoelectric module in the prior art as described above is not present, it is limited only to the information on the recovery technology of the thermoelectric material element.
또한 열전소재 구성원소의 회수기술 또한 강산의 사용 및 고온 열처리와 부가적인 반응재료의 사용 등으로 인하여 공정기술의 위험성, 단가상승, 부가재료의 처리에 대한 문제점을 가지고 있다.
In addition, the recovery technology of the thermoelectric material member also has a problem in the risk of the process technology, the increase in cost, the treatment of additional materials due to the use of strong acid, high temperature heat treatment and the use of additional reaction materials.
(특허문헌 1) 한국공개특허 제10-2004-0024473호(2004.3.20 공개)(Patent Document 1) Korean Patent Publication No. 10-2004-0024473 (Published on 204.3.20)
(특허문헌 2) 한국공개특허 제10-2009-0120585호(2009.11.25 공개)(Patent Document 2) Korean Patent Publication No. 10-2009-0120585 (published Nov. 25, 2009)
(특허문헌 3) 한국공개특허 제10-1993-0016552호(1993.08.26 공개)(Patent Document 3) Korean Patent Publication No. 10-1993-0016552 (published Aug. 26, 1993)
(특허문헌 4) 한국공개특허 제10-1999-0068261호(1999.09.06 공개)(Patent Document 4) Korean Patent Publication No. 10-1999-0068261 (published Sep. 06, 1999)
(특허문헌 5) 한국공개특허 제10-1999-0031427호(1999.05.06 공개)(Patent Document 5) Korean Patent Publication No. 10-1999-0031427 (published May 6, 1999)
(특허문헌 6) 한국등록특허 제10-0361735호(2002.11.23 공고)(Patent Document 6) Korean Patent Registration No. 10-0361735 (August 23, 2002)
(특허문헌 7) 한국등록특허 제10-0910630호(2009.08.05 공고)(Patent Document 7) Korean Patent Registration No. 10-0910630 (2009.08.05 notice)
(특허문헌 8) 일본공개특허 제2004-230354호(2004.08.19 공개)
(Patent Document 8) Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-230354 (published Aug. 19, 2004)
본 발명은 상기와 같이 종래기술로서 일부 열전소재의 분리 및 재활용 기술이 알려져 있으나 강산 및 유기용제를 사용하여 공정의 위험성으로 인하여 산업적용이 제한적인 문제점을 개선하기 위하여 안출된 것으로, 그 목적은 폐기물인 폐 열전모듈로부터 고가의 열전소재를 습식 및 건식의 간단하고 효율적인 방법으로 열전소재를 회수하는 방법을 제공하는 것으로서, 폐 열전모듈의 구성소재의 열적특성차를 이용한 폐 열전모듈로부터 열전소재를 분리하는 장치 및 방법을 제공하는 것이다.
The present invention is known to separate and recycle some of the thermoelectric material as a prior art as described above, but it was devised to improve the problem that industrial application is limited due to the risk of the process using a strong acid and organic solvent, the purpose of the waste A method of recovering expensive thermoelectric materials from a waste thermoelectric module by a simple and efficient method of wet and dry, and separating the thermoelectric material from the waste thermoelectric module using the thermal characteristics of the components of the waste thermoelectric module. It is to provide an apparatus and method for.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일 관점에 따르는 폐 열전모듈로부터 열전소재를 분리하는 장치는 공급된 열매체와 폐 열전모듈이 반응하는 반응챔버; 상기 폐 열전모듈이 장입되며, 상기 열매체에 진동 또는 운동에너지를 인가하여 상기 장입된 폐 열전모듈로부터 열전소재가 분리되는 장입 및 분리망; 상기 반응챔버의 반응온도를 유지하는 단열 및 히터; 및 상기 장입 및 분리망에 진동 또는 운동에너지를 인가하는 인가수단을 포함한다.In order to achieve the above object, an apparatus for separating a thermoelectric material from a waste thermoelectric module according to an aspect of the present invention includes a reaction chamber in which a supplied heat medium and a waste thermoelectric module react; A charge and separation network in which the waste thermoelectric module is charged and the thermoelectric material is separated from the charged waste thermoelectric module by applying vibration or kinetic energy to the heat medium; Adiabatic and heater for maintaining the reaction temperature of the reaction chamber; And applying means for applying vibration or kinetic energy to the charging and separating network.
단열 및 히터는 상기 반응챔버의 반응온도를 솔더의 용융온도 이상의 온도로 유지할 수 있다.The insulation and the heater may maintain the reaction temperature of the reaction chamber at a temperature equal to or higher than the melting temperature of the solder.
본 발명의 다른 관점에 따르는 폐 열전모듈로부터 열전소재를 분리하는 방법은 열매체를 반응챔버내에 공급하고, 상기 공급된 열매체를 가열하는 단계와, 폐 열전모듈을 상기 가열된 열매체에 장입하는 단계와, 상기 장입된 폐 열전모듈에 진동 또는 운동에너지를 부여하여 열전소자를 분리하도록 진동 또는 교반하는 단계와, 상기 분리된 열전소재 및 부산물을 포집하는 단계를 포함한다.According to another aspect of the present invention, a method of separating a thermoelectric material from a waste thermoelectric module includes supplying a heat medium into a reaction chamber, heating the supplied heat medium, charging a waste thermoelectric module into the heated heat medium, Vibrating or agitating to separate the thermoelectric element by applying vibration or kinetic energy to the charged waste thermoelectric module, and collecting the separated thermoelectric material and by-products.
열매체의 가열온도는 폐 열전모듈내의 열전소재 접착재인 솔더의 용융온도를 측정하여, 측정된 용융온도 이상으로 가열하는 것을 특징으로 할 수 있다.The heating temperature of the heat medium may be characterized by heating the melting temperature of the solder, which is a thermoelectric material adhesive in the waste thermoelectric module, to be heated above the measured melting temperature.
본 발명의 분리방법은 분리 및 포집된 열전소재의 오염물을 제거하고, 분쇄를 통하여 열전소재의 미립화하는 단계를 더 포함한다.The separation method of the present invention further includes the step of removing contaminants of the separated and collected thermoelectric material and atomizing the thermoelectric material through grinding.
열매체 및 공정 분위기를 불활성 기체, 대기, 증기, 분위기 가스 등으로 대체할 수 있다.
The heat medium and process atmosphere can be replaced with an inert gas, atmosphere, steam, atmosphere gas and the like.
본 발명의 실시예들에 따르면, 분리된 열전소재를 성형체 및 분말형태로 간단하고 빠르게 회수할 수 있으며 환경친화적이고 경제적이며 안전한 효과를 가진다.
According to embodiments of the present invention, the separated thermoelectric material can be recovered simply and quickly in the form of a compact and a powder, and has an environmentally friendly, economical and safe effect.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 폐 열전모듈로부터 열전소재를 분리하는 장치의 구성을 나타내는 개략도이고,
도 2는 도 1 장치의 분리방법을 나타내는 공정도이고,
도 3a 및 도 3b는 각각 폐 열전모듈과 그것으로부터 분리된 열전소재의 엑스선 회절 분석(X-ray Diffraction: XRD)을 나타내는 그래프이고,
도 4는 폐 열전모듈에 사용된 솔더(Solder) 물질의 용융온도를 확인하기 위해 DSC로 분석한 그래프이고,
도 5는 폐 열전모듈에서 분리된 열전소재 및 잔류 부품을 나타내는 사진이고,
도 6은 제조된 열전분말로부터 회수된 열전분말을 나타내는 사진들이다.1 is a schematic view showing the configuration of an apparatus for separating the thermoelectric material from the waste thermoelectric module according to an embodiment of the present invention,
2 is a process chart showing a separation method of the apparatus of FIG. 1,
3A and 3B are graphs showing X-ray diffraction analysis (XRD) of a waste thermoelectric module and a thermoelectric material separated therefrom, respectively.
4 is a graph analyzed by DSC to determine the melting temperature of the solder (Solder) material used in the waste thermoelectric module,
5 is a photograph showing the thermoelectric material and the remaining parts separated from the waste thermoelectric module,
Figure 6 is a photograph showing the thermal starch recovered from the manufactured thermal starch.
이하, 첨부된 도면을 참고로 하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명한다. 하기에서 본 발명을 설명함에 있어서, 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운영자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described a preferred embodiment of the present invention. In the following description of the present invention, a detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the subject matter of the present invention rather unclear. The terms used below are defined in consideration of the functions of the present invention, which may vary depending on the user, the intention or custom of the operator, and the like. Therefore, the definition should be based on the contents throughout this specification.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 폐 열전모듈로부터 열전소재를 분리하는 장치의 구성을 나타내고 있다. 도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 폐 열전모듈로부터 열전소재를 분리하는 장치 및 방법은 공급된 열매체와 폐 열전모듈(2)이 반응하는 반응챔버(10)와, 폐 열전모듈(2)이 장입되는 장입 및 분리망(20)과, 설정된 반응온도를 유지하도록 반응챔버(10)를 둘러싸는 단열 및 히터(30)와, 장입 및 분리망(20)에 진동 또는 운동에너지를 인가하는 인가수단(40), 바람직하게는 초음파 장치를 포함한다.Figure 1 shows the configuration of an apparatus for separating the thermoelectric material from the waste thermoelectric module according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, an apparatus and a method for separating a thermoelectric material from a waste thermoelectric module of the present invention include a
열전모듈은 일반적으로 열전소재와 세라믹 기판, 금속전극, 솔더(solder) 등으로 구성되어 있다. 이에 따라 먼저 솔더의 용융온도를 측정한 후, 반응챔버(10)의 반응온도를 솔더의 용융온도 이상의 온도로 유지하도록 온도센서(28)에 의해 단열 및 히터(30)의 작동을 제어하여 열매체를 가열한다.Thermoelectric modules are generally composed of a thermoelectric material, a ceramic substrate, a metal electrode, a solder (solder) and the like. Accordingly, after the melting temperature of the solder is first measured, the thermal medium is controlled by controlling the heat insulation and the
이와 같이 폐 열전모듈로부터 열전소재를 분리하기 위한 본 발명은 구성 소재들의 열적 특성을 분석한 후 그 물성차를 이용하여 구성소재들을 효과적으로 분리하는 방법을 시도하였으며, 폐 열전모듈 내 소재 간 접착물질인 솔더(solder)를 용융시켜 각 소재를 분리하는 방법을 채택함으로서 친환경적이고, 효과적인 분리 및 회수기술에 해당된다.As described above, the present invention for separating thermoelectric materials from waste thermoelectric modules has attempted a method of effectively separating the components using the difference in physical properties after analyzing the thermal properties of the components. It adopts a method of melting solder to separate each material, which is an eco-friendly and effective separation and recovery technology.
한편, 장입 및 분리망(20)은 소정크기의 메쉬로 이루어지며, 초음파 장치에 의해 열매체에 진동 또는 운동에너지가 인가됨에 따라 내부에 장입된 폐 열전모듈(2)은 빠져나가지 못하고, 분리된 열전소재만이 통과됨에 따라 열전소재가 분리된다.On the other hand, the charging and separating
이때, 열매체로서는 오일(oil) 등이 적용될 수 있고, 열매체를 직접 솔더의 용융온도 이상으로 가열할 수 도 있음은 물론이다.At this time, oil (oil) or the like may be applied as the heat medium, and of course, the heat medium may be directly heated above the melting temperature of the solder.
또한 인가수단(30)에 의해 장입 및 분리망(20)에 진동 또는 운동에너지를 인가하는 것 대신에, 장입된 열전모듈(2)에 직접 교반, 회전, 마찰 등을 인가할 수도 있다.In addition, instead of applying vibration or kinetic energy to the charging and separating
이상과 같이 구성된 본 발명의 폐 열전모듈로부터 열전소재를 분리하는 방법을 도 2를 참조하여 설명한다.A method of separating the thermoelectric material from the waste thermoelectric module of the present invention configured as described above will be described with reference to FIG.
본 발명의 폐 열전모듈로부터 열전소재를 분리하는 방법은 열매체로서의 오일을 반응챔버(10)내에 공급하고, 공급된 열매체를 가열하는 단계(S10)와, 폐 열전모듈(2)을 장입 및 분리망(20)에 담은 후, 가열된 열매체에 장입하는 단계(S20)와, 인가수단(30)으로서 초음파 장치를 작동하여 장입된 폐 열전모듈(2)에 진동 또는 운동에너지를 부여하여 열전소자를 분리하는 진동 또는 교반하는 단계(S30)와, 분리된 열전소재 및 부산물을 포집하는 단계(S40)를 포함한다.The method for separating the thermoelectric material from the waste thermoelectric module of the present invention comprises supplying oil as a heat medium into the
열매체 가열단계(S10)에서의 열매체의 가열온도는 폐 열전모듈내의 열전소재 접착재인 솔더의 용융온도를 측정하여, 측정된 용융온도 이상으로 가열한다.The heating temperature of the heating medium in the heating medium heating step (S10) measures the melting temperature of the solder, which is a thermoelectric material adhesive in the waste thermoelectric module, and is heated above the measured melting temperature.
그리고, 열전소재 포집단계(S40) 후, 분리 및 포집된 열전소재의 오염물을 제거하고, 분쇄를 통하여 열전소재의 미립화하는 단계(S50)를 더 포함할 수 있다.In addition, after the thermoelectric material collecting step S40, the contaminants of the separated and collected thermoelectric material may be removed and atomized of the thermoelectric material through grinding may be further included.
본 발명에 있어서, 열매체 및 공정 분위기를 불활성 기체, 대기, 증기, 분위기 가스 등으로 대체할 수 있다.In the present invention, the heat medium and the process atmosphere can be replaced with an inert gas, atmosphere, steam, atmosphere gas, and the like.
본 발명자는 다음의 실시예에 따라 열전모듈 내 열전소재의 분리 및 회수 공정을 수행하였다.The inventor performed the separation and recovery process of the thermoelectric material in the thermoelectric module according to the following example.
먼저 폐 열전모듈(2)의 구성 소재의 종류와 상분석을 위하여 XRD 분석을 도 4와 같이 실시하였다.First, the XRD analysis was performed as shown in FIG. 4 for the type and phase analysis of the constituent material of the waste thermoelectric module 2.
XRD 분석 결과, 폐 열전모듈(2)의 외부에 판재로 존재하는 소재는 알루미나로 확인되었으며, 솔더(solder)의 소재는 Pb-Sn으로 확인되었다. 분리된 열전소재의 경우, n-type과 p-type 반도체 소재로서 상온에서 열전특성이 우수한 Bi2Te3와 (Bi0.5Sb0.5)2Te3로 확인되었다.As a result of XRD analysis, the material existing as a plate on the outside of the waste thermoelectric module 2 was identified as alumina, and the material of solder was identified as Pb-Sn. The separated thermoelectric materials were identified as Bi 2 Te 3 and (Bi 0.5 Sb 0.5 ) 2 Te 3 , which have excellent thermoelectric properties at room temperature as n-type and p-type semiconductor materials.
도 5는 폐 열전모듈(2)의 솔더(solder) 물질의 용융온도를 확인하기 위하여 시차주사열량계(differential scanning calorimeter : DSC)로 분석한 그래프이다.5 is a graph analyzed by differential scanning calorimeter (DSC) to confirm the melting temperature of the solder (solder) material of the waste thermoelectric module (2).
DSC 분석 결과, 솔더(solder)는 185oC 부근에서 흡열반응이 나타났다. 비록 솔더(solder)가 185oC에서 용융반응이 일어나지만, 충분한 용융분위기를 조성하기 위하여 공정온도는 250oC로 결정하였으며 대기중에서 분리실험을 수행하였다.DSC analysis showed that the solder was endothermic at around 185 o C. Although the solder reacts at 185 o C, the process temperature is 250 o C and the separation experiment is carried out in the air to create a sufficient melt atmosphere.
분리된 열전소재를 도 5a에 나타내었다. 본 실시예로 분리된 열전소재의 경우 도 5c에 나타난 바와 같이 솔더(Solder)의 일부분이 열전소재에 잔류하는 것으로 분석되었다.The separated thermoelectric material is shown in Figure 5a. In the case of the thermoelectric material separated in this embodiment, as shown in FIG. 5C, a portion of the solder was analyzed to remain in the thermoelectric material.
사용된 열전모듈과 구성소재들은 실시예１과 동일하였으며, 반응챔버(10)내에 오일(Oil) 등의 적용온도에서 안정한 열매체를 장입하는 구성으로 되어있다. 본 공정으로 분리된 열전소재를 도 5b에 나타내었다.The thermoelectric module and the component materials used were the same as those of Example 1, and the
실시예 2에서 분리된 열전소재를 볼밀링(Ball milling)법을 이용하여 열전소재를 분말로 회수하였다.The thermoelectric material separated in Example 2 was recovered by powder using a ball milling method.
이때 사용된 용기는 플라스틱재질을 이용하였으며, 불순물의 혼입을 억제하기 위하여 세라믹 재질의 볼을 사용하였다.At this time, the container used was made of plastic material, and ceramic balls were used to suppress the incorporation of impurities.
본 실시예에서는 270rpm의 회전속도로 1시간 동안 볼밀링을 수행하였으나, 본 발명에서는 구성 장비의 재질, 조건에는 국한하지 않는다.In this embodiment, the ball milling for 1 hour at a rotational speed of 270rpm, but in the present invention is not limited to the material, conditions of the configuration equipment.
이는 회수 시 원하는 분말의 입도 및 형태에 따라 유동적으로 이루어 질 수 있다.This can be done fluidly depending on the particle size and shape of the desired powder upon recovery.
본 실시예에서 제조된 열전분말의 사진을 도 6에 나타내었다.A photograph of the thermal starch prepared in this example is shown in FIG. 6.
상술한 바와 같이 본 발명의 폐 열전모듈로부터 열전소재를 분리하는 장치 및 방법은 친환경적이고 경제적인 열전모듈 내 열전소재의 분리 및 회수 방법으로, 기존 기술에서 열전모듈의 효과적인 분리방법이 전무하였기 때문에, 본 발명 기술의 중요성은 매우 중요하며, 또한 열전소재의 회수에 있어서도 장입 및 분리망에 폐 열전모듈을 장입하여 열전소재만을 분리함에 따라 종래기술의 문제점인 강산의 사용, 고온 열처리, 부가적인 재료 사용 등을 배제하고 열전소재를 회수할 수 있다.As described above, the apparatus and method for separating the thermoelectric material from the waste thermoelectric module of the present invention is an environmentally friendly and economical method for separating and recovering the thermoelectric material in the thermoelectric module, and since there is no effective separation method of the thermoelectric module in the existing technology, The importance of the technology of the present invention is very important, and also in the recovery of the thermoelectric material, by inserting the waste thermoelectric module into the charging and separation network to separate only the thermoelectric material, the use of strong acid, high temperature heat treatment, and additional materials used in the prior art. It is possible to recover the thermoelectric material without the back.
이상에서 설명한 것은 본 발명에 따른 폐 열전모듈로부터 열전소재를 분리하는 장치 및 방법의 하나의 바람직한 실시예에 불과한 것으로서, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 않는 것이므로, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 바와 같이 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 정신이 있다고 할 것이다.그리고, 본 발명의 기본적인 기술적 사상의 범주 내에서 당해 업계 통상의 지식을 가진 자에 있어서는 다른 많은 변형 및 응용 또한 가능함은 물론이다.
What has been described above is only one preferred embodiment of the apparatus and method for separating the thermoelectric material from the waste thermoelectric module according to the present invention, the present invention is not limited to the above-described embodiment, it is claimed in the claims As will be apparent to those skilled in the art to which the present invention pertains without departing from the gist of the present invention, the technical spirit of the present invention will be described to the extent that various modifications can be made. Of course, many other modifications and applications are possible to those skilled in the art within the scope of the idea.
2 : 폐 열전모듈 10 : 반응챔버
20 : 장입 및 분리망 30 : 단열 및 히터
40 : 인가수단2: waste thermoelectric module 10: reaction chamber
20: charging and separating network 30: heat insulation and heater
40: approval means
Claims (6)
공급된 열매체와 폐 열전모듈이 반응하는 반응챔버;
상기 폐 열전모듈이 장입되며, 상기 열매체에 진동 또는 운동에너지를 인가하여 상기 장입된 폐 열전모듈로부터 열전소재가 분리되는 장입 및 분리망;
상기 반응챔버의 반응온도를 유지하는 단열 및 히터; 및
상기 장입 및 분리망에 진동 또는 운동에너지를 인가하는 인가수단을 포함하는
폐 열전모듈로부터 열전소재를 분리하는 장치.
A device for separating thermoelectric materials from waste thermoelectric modules,
A reaction chamber in which the supplied heat medium and the waste thermoelectric module react;
A charge and separation network in which the waste thermoelectric module is charged and the thermoelectric material is separated from the charged waste thermoelectric module by applying vibration or kinetic energy to the heat medium;
Adiabatic and heater for maintaining the reaction temperature of the reaction chamber; And
And applying means for applying vibration or kinetic energy to the charging and separating network.
Device for separating thermoelectric material from waste thermoelectric module.
상기 단열 및 히터는 상기 반응챔버의 반응온도를 솔더의 용융온도 이상의 온도로 유지하는
폐 열전모듈로부터 열전소재를 분리하는 장치.
The method of claim 1,
The thermal insulation and the heater to maintain the reaction temperature of the reaction chamber at a temperature higher than the melting temperature of the solder
Device for separating thermoelectric material from waste thermoelectric module.
폐 열전모듈을 상기 가열된 열매체에 장입하는 단계와,
상기 장입된 폐 열전모듈에 진동 또는 운동에너지를 부여하여 열전소자를 분리하도록 진동 또는 교반하는 단계와,
상기 분리된 열전소재 및 부산물을 포집하는 단계를 포함하는
폐 열전모듈로부터 열전소재를 분리하는 방법.
Supplying a heat medium to the reaction chamber and heating the supplied heat medium;
Charging the waste thermoelectric module to the heated heating medium;
Vibrating or stirring to impart vibration or kinetic energy to the charged waste thermoelectric module to separate the thermoelectric element;
Capturing the separated thermoelectric material and by-products;
Method of separating thermoelectric material from waste thermoelectric module.
상기 열매체의 가열온도는 상기 폐 열전모듈내의 열전소재 접착재인 솔더의 용융온도를 측정하여, 상기 측정된 용융온도 이상으로 가열하는 것을 특징으로 하는 폐 열전모듈로부터 열전소재를 분리하는 방법.
The method of claim 3, wherein
The heating temperature of the heat medium is a method of separating the thermoelectric material from the waste thermoelectric module, characterized in that for measuring the melting temperature of the solder is a thermoelectric material adhesive in the waste thermoelectric module, heating above the measured melting temperature.
상기 분리 및 포집된 열전소재의 오염물을 제거하고, 분쇄를 통하여 열전소재의 미립화하는 단계를 더 포함하는
폐 열전모듈로부터 열전소재를 분리하는 방법.
The method of claim 3, wherein
Removing the contaminants of the separated and collected thermoelectric material and atomizing the thermoelectric material through grinding;
Method of separating thermoelectric material from waste thermoelectric module.
상기 열매체 및 공정 분위기를 불활성 기체, 대기, 증기, 분위기 가스 등으로 대체하는 것을 특징으로 하는
폐 열전모듈로부터 열전소재를 분리하는 방법.6. The method according to any one of claims 3 to 5,
Characterized in that the heat medium and the process atmosphere is replaced with an inert gas, air, steam, atmosphere gas, etc.
Method of separating thermoelectric material from waste thermoelectric module.
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